JP7422332B2

JP7422332B2 - 測定装置及びその制御方法

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Publication number: JP7422332B2
Application number: JP2020079379A
Authority: JP
Inventors: 雅人榎本
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2024-01-26
Anticipated expiration: 2040-04-28
Also published as: JP2021173694A

Description

本発明は測定装置及びその制御方法に係り、特に測定装置において測定条件等の設定を行う方法に関する。

物の製造工程では、その物の表面形状、輪郭、真円度等の性状の測定（検査）が行われる。物（以下、ワークという。）の性状の測定を行う際には、測定装置において、測定条件、測定の手順及び測定結果の出力方式等の各種の設定を行う必要がある。

特開２０００－１３７４０５号公報

ワークの性状の測定のための測定条件等の設定は、下記のようにして行われる。まず、データ処理部により、測定条件、測定の手順及び測定結果の出力方式等の設定内容を入力し、データ処理部の内部メモリ、又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のリムーバブルメディアに設定内容を保存する。次に、この内部メモリ又はリムーバブルメディアから設定内容を読み込んだ後、測定部を用いて設定内容に基づくワークの測定を行う。

しかしながら、データ処理部の内部メモリを用いる場合には、保存可能な設定の数は内部メモリに制限される。また、近年、情報セキュリティポリシーが重要視されており、物の製造工程においてリムーバブルメディアの使用が制限されつつある。このため、リムーバブルメディアを用いた設定を行うことが困難となっている。

測定条件等の設定の別の方法としては、外部装置を測定装置と通信可能に接続し、この外部装置からリモートで測定装置の設定を行うものがある。

しかしながら、測定条件等の設定内容には多数の項目が含まれており、これらの項目は測定対象のワークの性状に応じて異なる。このため、上記のいずれの方法であっても、オペレータが外部装置を操作してこれら多数の項目を設定するのは困難であり、また、ミスが発生しやすいという問題がある。

特許文献１には、画像測定装置において、測定の手順を記述したパートプログラムをオフラインティーチングによって生成するパートプログラム生成装置が開示されている。特許文献１では、ワークのＣＡＤ（Computer-Aided Design）データを読み込んで、測定対象の測定要素に対応した図形の種類ごとに適用されるエッジ検出ツールの生成条件及び撮像倍率を含む測定条件を設定する。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、測定要素の種類（線、円、円弧等）ごとに、エッジ検出ツールのツールタイプ、ツール数、長さ等のエッジ検出ツール生成条件を設定する必要がある。このため、測定条件等の設定を簡略化して、ミスの発生を抑制することはできなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ワークの測定条件等の設定を簡略化し、測定を効率化することが可能な測定装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る測定装置は、２次元コードをスキャンする２次元コードスキャナと、２次元コードスキャナから、ワークの測定を行うための設定内容の情報を含む設定用２次元コードをスキャンして得られた情報を取得し、設定内容に基づいて、データ処理部にワークの測定のための設定を行うプレイバックファイルを作成するプレイバックファイル作成手段と、プレイバックファイルを読み出すためのコードを含むプレイバック用２次元コードを作成する２次元コード作成手段と、２次元コードスキャナを用いてプレイバック用２次元コードをスキャンしたときに、プレイバックファイルを読み出してデータ処理部に対して測定のための設定を行う測定制御手段とを備える。

本発明の第２の態様に係る測定装置は、第１の態様において、測定装置は、表面粗さ測定装置であり、設定用２次元コードは、ワークの表面の機能に関する設定内容を含む。

本発明の第３の態様に係る測定装置の制御方法は、２次元コードスキャナから、ワークの測定を行うための設定内容の情報を含む設定用２次元コードをスキャンして得られた情報を取得し、設定内容に基づいて、データ処理部にワークの測定のための設定を行うプレイバックファイルを作成するステップと、プレイバックファイルを読み出すためのコードを含むプレイバック用２次元コードを作成するステップと、２次元コードスキャナを用いてプレイバック用２次元コードをスキャンしたときに、プレイバックファイルを読み出してデータ処理部に対して測定のための設定を行うステップとを備える。

本発明によれば、設定用２次元コードを用いることにより、測定のための設定を自動化することができ、測定条件等の設定を簡略化することができる。そして、プレイバック用２次元コードを用いてプレイバックファイルを読み出して設定を行うため、測定条件等の設定のミスを防止することができ、測定を効率化することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置を示す図である。図２は、図１の測定装置の制御系を示すブロック図である。図３は、測定条件等の設定のためのプレイバックファイルの作成方法を示すフローチャートである。図４は、図３におけるプレイバックファイルの作成ステップを示すフローチャートである。図５は、プレイバックファイルを用いた表面粗さ測定の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面に従って本発明に係る測定装置の制御方法の実施の形態について説明する。

［測定装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置を示す図である。図２は、図１の測定装置の制御系を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る測定装置１０は、測定部１００、データ処理部２００及び２次元コードスキャナ３００を備える。

測定部１００は、例えば、表面粗さ測定装置（例えば、株式会社東京精密製のＳＵＲＦＣＯＭ（登録商標）シリーズ）である。測定部１００は、ワークＷ（不図示）の表面に接触する触針１０２と、触針１０２のＺ方向の変位を測定する変位検出器１０４とを備える。

駆動部１０８（図２参照）は、Ｚ方向に立設されたコラム１０６にＺ方向に移動可能に取り付けられている。このコラム１０６は、ワークＷが載置されるテーブル１１０に固定されている。

駆動部１０８は、測定部１００をコラム１０６に沿ってＺ方向に移動させるためのアクチュエータと、触針１０２及び変位検出器１０４とコラム１０６とをＸＹ方向に相対移動させるためのアクチュエータとを含んでいる。これらのアクチュエータは、コラム１０６内に内蔵されていてもよい。

ワークＷの表面粗さを測定する際には、まず、テーブル１１０にワークＷを載置する。そして、測定部１００の触針１０２をワークＷの表面に接触させて、触針１０２をワークＷの表面に沿って、例えば、Ｘ方向に移動させる。これにより、変位検出器１０４は、触針１０２のＸ方向の位置ごとの、触針１０２のＺ方向の変位量（以下、表面粗さデータという。）を測定することが可能になる。

２次元コードスキャナ３００は、２次元コード（例えば、ＱＲ（Quick Response）コード（登録商標）等）を読み取るための装置であり、有線又は無線によりデータ処理部２００と通信可能に接続されている。２次元コードスキャナ３００は、例えば、読み取り窓から２次元コードに向けて赤色光を投光する光源（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等）と、撮像素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等）とを備える。

データ処理部２００は、測定部１００を制御して、ワークＷの表面粗さの測定を行う装置である。図１に示すように、データ処理部２００は、信号ケーブル２１２を介して測定部１００と接続されている。

図２に示すように、データ処理部２００は、操作部２０２、ディスプレイ２０４、プリンタ２０６、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）２０８、制御部２１０及びＡＤ／ＤＡ変換器２１４を備えている、データ処理部２００は、通信Ｉ／Ｆ２０８を介して、２次元コードスキャナ３００及び外部装置５００と通信可能となっている。

制御部２１０は、測定部１００及びデータ処理部２００の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵの作業領域として使用可能なＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）と、各種のデータを格納するストレージ（例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等）とを含んでいる。制御部２１０は、操作部２０２を介して操作者からの操作入力を受け付け、操作入力に応じた制御信号を各部に送信して、各部の動作を制御する。

操作部２０２は、操作者からの操作入力を受け付ける手段（操作ボタン等）を含んでいる。なお、操作部２０２としては、ディスプレイ２０４の表面にタッチパネルを設けてもよい。

ディスプレイ２０４は、例えば、測定部１００及びデータ処理部２００の操作のためのＧＵＩ（Graphical User Interface）、及びワークＷの表面粗さの測定結果等を表示するための装置（例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等）等を備える。

プリンタ２０６は、文字、グラフ（例えば、表面粗さ又は形状の測定結果を示すグラフ等）及び２次元コード等を印刷用紙（例えば、普通紙又は感熱紙等）に印刷する装置である。

通信Ｉ／Ｆ２０８は、２次元コードスキャナ３００及び外部装置５００との間で通信を行う際に、通信の方式に応じて送受信するデータの変換処理を行う。なお、データ処理部２００と、２次元コードスキャナ３００及び外部装置５００との間の通信方式は特に限定されない。通信方式としては、例えば、有線通信（例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルによる接続、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット接続等）又は無線通信（例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット接続、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信等）を適用することができる。

ＡＤ／ＤＡ変換器２１４は、制御部２１０から出力されるデジタルの駆動制御信号をアナログ信号に変換して測定部１００に送信する。また、ＡＤ／ＤＡ変換器２１４は、測定部１００から受信した測定結果を示すアナログの検出信号をデジタル信号に変換して制御部２１０に出力する。

データ処理部２００は、信号ケーブル２１２を介して、変位検出器１０４により測定された表面粗さデータを取得する。そして、制御部２１０は、表面粗さデータに基づいて、測定データ解析処理機能にてワークＷの表面粗さの測定結果を算出し、ディスプレイ２０４、プリンタ２０６及び外部装置５００に出力可能となっている。

図１に示すように、データ処理部２００には、外部装置５００が通信可能に接続されている。外部装置５００は、例えば、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等であり、制御部５０２、操作部５０４及び表示部５０６を備える。

制御部５０２は、外部装置５００の動作を制御するＣＰＵと、制御プログラムを格納するＲＯＭと、ＣＰＵの作業領域として使用可能なＳＤＲＡＭとを含んでいる。制御部５０２は、操作部５０４を介して操作者からの操作入力を受け付け、操作入力に応じた制御信号を各部に送信して、各部の動作を制御する。

操作部５０４は、操作者からの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボードと、マウス、タッチパネル等のポインティングデバイスとを備える。

表示部５０６は、例えば、外部装置５００の操作のためのＧＵＩ（Graphical User Interface）、及び２次元コード等を表示するためのディスプレイ（例えば、ＬＣＤ等）を備える。

外部装置５００には、文字及び２次元コード等を印刷用紙（例えば、普通紙又は感熱紙等）に印刷するためのプリンタ５０８が接続されている。

［測定の手順］
以下、本実施形態に係る測定装置１０を用いた測定の手順について説明する。

本実施形態では、測定条件等の設定内容、及び測定の実行のための通信コマンドの情報を含む２次元コード（設定用２次元コード。例えば、ＱＲコード（登録商標）等）があらかじめ用意されている。測定準備を行う際には、まず、設定用２次元コードを用いて、測定のためのプログラムを含むプレイバックファイルを作成する。そして、測定を実行する場合には、プレイバック用２次元コードを用いて、このプレイバックファイルを読み出して測定条件等を設定して測定を実行する。

以下、測定準備段階及び測定実行段階について具体的に説明する。測定準備段階では、まず、２次元コードスキャナ３００を用いて、設定用２次元コードを順次スキャンする。設定用２次元コードは、測定の内容、測定条件、及び測定部１００に所定の動作を行わせるための通信コマンド等に対応して複数用意されている。２次元コードスキャナ３００を用いてスキャンした設定用２次元コードに関する情報はデータ処理部２００に送信される。

図２に示すように、制御部２１０は、２次元コード作成機能、２次元コード復号機能、プレイバックファイル（ＰＢファイル）作成機能、及び測定部１００を制御する測定制御機能を有している。

制御部２１０は、２次元コードスキャナ３００を用いて読み取られた設定用２次元コードに関する情報を２次元コードスキャナ３００から受信して、設定用２次元コードに含まれる情報を順次復号する。これにより、制御部２１０は、設定用２次元コードに記録された測定条件等の設定内容及び通信コマンド等を示すコード（文字列）を取得する（２次元コード復号機能）。

次に、制御部２１０は、測定条件等の設定内容及び通信コマンド等を示すコードを用いてプレイバックファイルを作成する（ＰＢファイル作成機能）。プレイバックファイルには、測定条件等の設定内容、及び通信コマンドを含む測定の実行のためのプログラムが含まれる。

また、制御部２１０は、作成したプレイバックファイルをストレージに格納し、このプレイバックファイルを読み出すためのコード（例えば、ファイルを特定するための情報（ファイル名、パス（path）等）を含む文字列等）を含むプレイバック用２次元コードを作成する（２次元コード作成機能）。このプレイバック用２次元コードを作成してディスプレイ２０４又はプリンタ２０６から出力される。なお、プレイバックファイルは、データ処理部２００とは別の外部ストレージ又はデータベースに格納されるようにしてもよい。

測定を行う際（測定実行段階）には、２次元コードスキャナ３００を用いてこのプレイバック用２次元コードを読み取る。制御部２１０は、プレイバック用２次元コードを復号してプレイバックファイルを読み出すためのコードを取得し、このコードを用いてストレージからプレイバックファイルを読み出す。そして、制御部２１０は、このプレイバックファイルに記録されたプログラムを用いて測定を行う（測定制御機能）。ここで、制御部２１０は、プレイバックファイル作成手段、２次元コード作成手段及び測定制御手段として機能する。

本実施形態によれば、２次元コードを用いることにより、測定のための設定を自動化することができるので、測定条件等の設定を簡略化し、測定を効率化することができる。

（表面粗さ測定の例）
以下、表面粗さ測定を行う例について説明する。

測定準備段階では、まず、粗さに関する規格（以下、粗さ規格という。）の設定を行う。ここでは、例えば、日本産業規格（JIS: Japanese Industrial Standards）、国際標準化機構（ISO: International Organization for Standardization）又はアメリカ機械学会（ASME: American Society of Mechanical Engineers）等に準拠する粗さ規格を設定するための設定用２次元コードがあらかじめ準備されている。２次元コードスキャナ３００を用いて、測定に使用する粗さ規格に対応する設定用２次元コードをスキャンすることにより、制御部２１０により、プレイバックファイル内に粗さ規格が設定される。

次に、測定対象となるワークの表面の機能の設定を行う。表面の機能には、算出する評価パラメータが関連づけられている。表１は、測定対象となるワークの表面の機能と、表面粗さ測定の評価パラメータの対応関係の例を示している。

２次元コードスキャナ３００を用いて、測定対象となるワークの表面の機能に対応する設定用２次元コードをスキャンすることにより、制御部２１０により、プレイバックファイル内に、表面の機能に対応する評価パラメータが設定される。

上記の評価パラメータは、JIS B 0601: 2013 (ISO 4287: 1997，Amd.1: 2009)等に規定されている。

次に、粗さ規格に準拠した測定条件の設定を行う。２次元コードスキャナ３００を用いて、粗さ規格に準拠した測定条件（例えば、カットオフ値等）に対応する設定用２次元コードをスキャンすることにより、制御部２１０により、プレイバックファイル内に、粗さ規格に準拠した測定条件が設定される。

次に、測定動作に付随する操作（以下、自動項目という。）の設定を行う。２次元コードスキャナ３００を用いて、自動項目に対応する設定用２次元コードをスキャンすることにより、制御部２１０により、プレイバックファイル内に、自動項目が設定される。

次に、２次元コードスキャナ３００を用いて、測定開始を指示するためのコードを含む設定用２次元コードをスキャンする。制御部２１０は、測定開始を指示するためのコードを認識すると、設定用２次元コードのスキャンを終了し、スキャンした設定用２次元コードに基づいて、プレイバックファイルを作成して、ストレージに格納する。さらに、制御部２１０は、プレイバック用２次元コードを作成して、ディスプレイ２０４又はプリンタ２０６から出力する。

なお、本実施形態では、粗さ規格、表面機能及び自動項目については、測定装置１０の管理者等がカスタマイズすることが可能となっている。ここで、カスタマイズは、２次元コードを作成する際に、通信コマンドのパラメータ（例えば、粗さ規格（ＪＩＳ又はＩＳＯ）を示すパラメータ）を任意に設定することにより行う。例えば、データ処理部２００を用いて、粗さ規格を測定に使用するものに変更したり、表面機能に対応する評価パラメータの種類（表１参照）を変更したり、又は測定動作に付随する動作の内容を変更する。そして、制御部２１０は、変更した内容を２次元コード化して（２次元コード作成機能）、ディスプレイ２０４又はプリンタ２０６から出力する。なお、このカスタマイズ機能は、外部装置５００にもたせてもよい。

また、本実施形態では、２次元コードとしてＱＲコード（登録商標）を用いた例について説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、マイクロＱＲコード又はｉＱＲコード（登録商標）等のほかの２次元コード、若しくはカメレオンコード（登録商標）又はＥＰＩＣコード（登録商標）等のカラー２次元コード等を用いてもよい。また、２次元コードに代えてＩＣタグを用いてもよい。なお、ＱＲコードについては、JIS X 0510: 2018（ISO/IEC 18004: 2015）に規定されている。ここで、IECは国際電気標準会議（International Electrotechnical Commission）である。

また、本実施形態において、測定条件の内容及び通信コマンド等を２次元コード化したり、プレイバック用２次元コードを作成する場合には、本実施形態に係る測定装置１０に対して機械可読性を有し、かつ、対人可読性を有しない符号（例えば、バイナリーコード等）を用いてもよい。すなわち、制御部２１０は、例えば、測定条件の内容及び通信コマンド等の文字列をバイナリーコード等に変換し、このバイナリーコードを２次元コード化する。このような２次元コードを読み取って復号して得られるバイナリーコードには対人可読性がないので、セキュリティの観点から好ましい。

［表面粗さ測定におけるプレイバックファイルの作成方法］
図３は、測定条件等の設定のためのプレイバックファイルの作成方法を示すフローチャートである。

まず、２次元コードスキャナ３００を用いて、測定条件等の設定用２次元コードをスキャンする（ステップＳ１０）。

次に、制御部２１０は、スキャンした設定用２次元コードに基づいてプレイバックファイルを作成する（ステップＳ１２）。

次に、制御部２１０は、プレイバック用２次元コードを作成し、ディスプレイ２０４又はプリンタ２０６から出力する（ステップＳ１４）。

図４は、図３におけるプレイバックファイルの作成ステップを示すフローチャートである。

まず、制御部２１０は、２次元コードスキャナ３００を用いて読み取られた粗さ規格の設定用２次元コードの情報を取得し、粗さ規格の設定を行う（ステップＳ１２０）。

次に、制御部２１０は、２次元コードスキャナ３００を用いて読み取られたワークの表面の機能の設定用２次元コードの情報を取得し、表面の機能及び評価パラメータの設定を行う（ステップＳ１２２）。

次に、制御部２１０は、２次元コードスキャナ３００を用いて読み取られた測定条件の設定用２次元コードの情報を取得し、粗さ規格に準拠した測定条件の設定を行う（ステップＳ１２４）。

次に、制御部２１０は、２次元コードスキャナ３００を用いて読み取られた測定動作に付随する操作の設定用２次元コードの情報を取得し、測定動作に付随する操作の設定を行う（ステップＳ１２６）。

次に、制御部２１０は、ステップＳ１２０からＳ１２６において取得した設定内容を含むプレイバックファイルを作成する（ステップＳ１２８）。

（表面粗さ測定の手順）
図５は、プレイバックファイルを用いた表面粗さ測定の手順を示すフローチャートである。

まず、２次元コードスキャナ３００を用いて、プレイバック用２次元コードをスキャンする（ステップＳ２０）。

次に、制御部２１０は、スキャンしたプレイバック用２次元コードからプレイバックファイルを特定するための情報を取得し、プレイバック用２次元コードに対応するプレイバックファイルをストレージから読み出す（ステップＳ２２）。

次に、制御部２１０は、プレイバックファイルの設定内容を読み出し、測定部１００に制御信号を送信して、測定を実行する（ステップＳ２４）。そして、制御部２１０は、ディスプレイ２０４、プリンタ２０６又は外部装置５００に測定結果を出力する（ステップＳ２６）。

本実施形態によれば、設定用２次元コードを用いることにより、測定のための設定を自動化することができ、測定条件等の設定を簡略化することができる。そして、プレイバック用２次元コードを用いて設定を行うため、測定条件等の設定のミスを防止することができ、測定を効率化することができる。

１０…測定装置、１００…測定部、１０２…触針、１０４…変位検出器、１０６…コラム、２００…データ処理部、２０２…操作部、２０４…ディスプレイ、２０６…プリンタ、２０８…通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）、２１０…制御部、２１２…信号ケーブル、３００…２次元コードスキャナ、５００…外部装置、５０２…制御部、５０４…操作部、５０６…表示部、５０８…プリンタ

Claims

２次元コードをスキャンする２次元コードスキャナと、
前記２次元コードスキャナから、ワークの測定を行うための設定内容の情報を含む設定用２次元コードをスキャンして得られた情報を取得し、前記設定内容に基づいて、データ処理部に前記ワークの測定のための設定を行うプレイバックファイルを作成するプレイバックファイル作成手段と、
前記プレイバックファイルを読み出すためのコードを含むプレイバック用２次元コードを作成する２次元コード作成手段と、
前記２次元コードスキャナを用いて前記プレイバック用２次元コードをスキャンしたときに、前記プレイバックファイルを読み出して前記データ処理部に対して測定のための設定を行う測定制御手段と、
を備える測定装置。
前記測定装置は、表面粗さ測定装置であり、
前記設定用２次元コードは、前記ワークの表面の機能に関する設定内容を含む、請求項１記載の測定装置。
２次元コードスキャナから、ワークの測定を行うための設定内容の情報を含む設定用２次元コードをスキャンして得られた情報を取得し、前記設定内容に基づいて、データ処理部に前記ワークの測定のための設定を行うプレイバックファイルを作成するステップと、
前記プレイバックファイルを読み出すためのコードを含むプレイバック用２次元コードを作成するステップと、
前記２次元コードスキャナを用いて前記プレイバック用２次元コードをスキャンしたときに、前記プレイバックファイルを読み出して前記データ処理部に対して測定のための設定を行うステップと、
を備える測定装置の制御方法。