專利名稱：圖像測定系統、圖像測定方法
技術領域：
本發明涉及一種具有非停止測定模式的圖像測定系統、圖像測定方法，該非停止測定模式通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動，并且在所指定的測定位置不停止而獲取瞬間圖像信息，從而進行圖像測定。
背景技術：
以往，如圖8所示，CNC圖像測定機使測定載置臺相對于CCD照相機等攝像機構移動，并且使其在測定位置停止，同時調整照明光量，獲取被測定對象的圖像信息，相對所獲取的圖像信息進行測定工具設定以及邊緣檢測等圖像處理，由此對一個測定位置進行測定。通過如測定1、測定2、…那樣對全部的測定位置反復進行上述測定，從而進行必要位置的測定(以下將這樣的測定模式稱為“標準模式”)。
對此，以提高測定的效率為目的，提出了具有如下的測定模式的圖像測定機，該模式為，即使在測定位置也不使測定載置臺停止，而使其相對于攝像機構進行測定動作(以下，將這樣的測定模式稱為“非停止測定模式”)(特表2004-535587號公報、參照0005～0006段及圖2)。如圖9所示，該圖像測定機不使測定載置臺在測定位置停止地獲取通過對被測定對象照射頻閃照明或使用帶快門的CCD照相機而攝像到的瞬間圖像信息，由此進行圖像測定。根據該非停止測定模式，通過適當地設定載置臺的移動速度與頻閃脈沖寬度的關系，具有不大會使測定精度降低，能夠實現測定的高速化的優點。
但是，在上述的非停止測定模式中，獲取被測定對象的圖像信息時的頻閃照明的點亮脈沖寬度、或快門的開放時間長度(以下將這些統稱為“獲取時間長度”)越大，圖像獲取時的載置臺移動量(獲取圖像的模糊量)越大。移動量增大，一般會使測定精度變差。另一方面，為了對被測定對象攝像而獲取可供測定使用的圖像信息，需要某程度的充足照明光量或使攝像機構曝光某程度的足夠時間，從這樣的觀點來看，需要將獲取圖像信息的時間長度設定為充分必要的值。
發明內容
本發明是鑒于上述點而研發的，其目的在于提供一種圖像測定系統及圖像測定方法，其能夠對應于使用者希望的測定，進行高效的圖像測定。
為實現上述目的，本發明第一方面的圖像測定方法，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，輸入用于選擇測定精度優先模式及測定速度優先模式的任一種模式的指示，在選擇了所述測定精度優先模式的情況下，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并且由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息；在指定了所述測定速度優先模式的情況下，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，以被輸入的相對移動速度獲取所述圖像信息。
另外，本發明第二方面的圖像測定方法，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息。
本發明第三方面的圖像測定方法，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，并由被輸入的相對移動速度來算出所述圖像測定的測定精度或獲取圖像時的移動量且將其顯示，同時以所述輸入的相對移動速度來獲取所述圖像信息。
另外，本發明第一方面的圖像測定系統，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，包括輸入用于選擇測定精度優先模式及測定速度優先模式的任一種模式的指示的機構；在選擇了所述測定精度優先模式的情況下，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并且由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息的機構；在指定了所述測定速度優先模式的情況下，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，以被輸入的相對移動速度來獲取所述圖像信息。
另外，本發明第二方面的圖像測定系統，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并且由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息。
本發明第三方面的圖像測定系統，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，并由被輸入的相對移動速度來算出所述圖像測定的測定精度或獲取圖像時的移動量且將其顯示，同時以所述輸入的相對移動速度來獲取所述圖像信息。
根據本發明第一及第二方面的圖像測定方法以及第一及第二方面的圖像測定系統，若輸入能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量，則由被輸入的測定精度或移動量來算出攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取圖像信息，由此起到能夠不使希望的測定精度降低而進行高效的測定的效果。
另外，根據本發明第三方面的圖像測定方法以及第三方面的圖像測定系統，由于執行用于將圖像機構相對于測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，并且由被輸入的相對移動速度算出所述圖像測定的測定精度或獲取圖像時的移動量且將其顯示，故從測定精度來判定出指定的相對移動速度是否合適。由此，起到不降低所希望的測定精度，能夠進行高效測定的效果。
圖1是表示本發明一實施方式的圖像測定系統的結構的外觀立體圖；圖2是該系統的計算機的功能框圖；圖3是用于說明該系統的照明控制方法的波形圖；圖4是表示該系統的照明調整用的照明對話框的圖；圖5是表示該系統的優先模式選擇對話框的圖；圖6是表示該優先模式指定處理的流程圖；圖7是表示本發明另一實施方式的圖像測定系統的優先模式選擇對話框的圖；圖8是用于說明標準模式下的測定的圖；圖9是用于說明非停止測定模式下的測定的圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發明的實施方式。
圖1是表示本發明一實施方式的圖像測定系統的整體結構的立體圖。該系統由非接觸型的圖像測定機1、控制驅動該圖像測定機1并且執行必要的數據處理的計算機系統2、以及打印出計測結果的打印機3構成。
圖像測定機1如下構成。即，在架臺11上安裝有載置被測定對象(以下稱為工件)12的測定載置臺13，該測定載置臺13被未圖示的Y軸驅動機構向Y軸方向驅動。在架臺11的兩側邊中央部固定有向上方延伸的支承臂14、15，連結該支承臂14、15的兩上端部而固定X軸導向件16。在該X軸導向件16上支承有攝像單元17。攝像單元17由未圖示的X軸驅動機構沿X軸導向件16驅動。在攝像單元17的下端部，CCD照相機18與測定載物臺13相對而被安裝。另外，在攝像單元17的內部，除未圖示的照明裝置以及對焦機構之外，還內設有使CCD照相機18的Z軸方向位置移動的Z軸驅動機構。
計算機系統2的結構包括計算機主體21、鍵盤22、操縱桿箱(以下稱為J/S)23、鼠標24以及顯示裝置25。計算機主體21與存儲于內部的規定程序一同，實現例如圖2所示的各功能。
即，設有載置臺移動處理部31、照明調整處理部32以及優先模式指定處理部33，其基于從鍵盤22、J/S23以及鼠標24等輸入機構輸入的指示，控制圖像測定機1。載置臺移動處理部31基于從輸入機構輸入的載置的移動指令，控制圖像測定機1的XYZ軸驅動機構，使CCD照相機18相對于測定載置臺13的位置移動。照明調整處理部32在示教時以規定周期連續地頻閃點亮圖像測定機1的照明裝置，同時基于從輸入機構輸入的照明調整指示來調整頻閃點亮的脈沖寬度，在非停止動作模式時，在所指定的測定位置以預先設定的脈沖寬度頻閃點亮。優先模式指定處理部33執行用于操作者選擇指示測定精度優先模式及測定速度優先模式中任一種模式的處理，同時執行用于操作者在各指定的模式下輸入必要信息的處理，執行基于這些輸入信息算出載置臺移動速度等的處理。
由這些各處理部31～33調整的載置臺位置、頻閃點亮的脈沖寬度信息以及優先模式指定信息等，基于輸入機構的規定的指示輸入被參數獲取部34獲取。由參數獲取部34獲取到的參數存儲于參數存儲部35中。部分程序生成部36使用存儲于參數存儲部35中的參數生成測定用的部分程序。生成的部分程序存儲于部分程序存儲部37中。
部分程序執行部38從部分程序存儲部37中讀出必要的部分程序并執行該程序，根據部分程序的各種命令，適當地驅動載置臺移動處理部31、照明調整處理部32、優先模式指定處理部33、圖像獲取部42以及圖像處理部43。由CCD照相機18攝像的圖像信息依次存儲于圖像存儲部41中。存儲于圖像存儲部41中的圖像信息由顯示裝置25依次顯示，另一方面，基于部分程序，由圖像獲取部42作為靜止畫面而被截獲。圖像處理部43相對由圖像獲取部42獲取的圖像信息執行用于測定工具的設定、邊緣檢測、坐標檢測等圖像測定的圖像處理。
接下來對這樣構成的本實施方式的圖像測定系統的測定動作和優先模式指定方法進行說明。
首先，在說明優先模式指定方法之前，對照明控制方法進行說明。圖3是用于說明照明控制方法的波形圖。照明裝置的頻閃脈沖例如與CCD照相機18的垂直同步信號(VSync)同步生成。脈沖寬度從(1)向(2)擴展時，在顯示裝置25上顯示的圖像整體變亮，而脈沖寬度從(2)向(1)縮窄時，在顯示裝置25上顯示的圖像整體變暗。在實際的頻閃照明中使用脈沖寬度被調整的一個脈沖。
圖4是表示照明調整用的照明對話框50的圖。脈沖寬度的調整一邊確認在顯示裝置25中顯示的圖像一邊通過對應于該對話框50的透過照明、反射照明以及PRL(程序控制環狀照明)的滑塊51，分別進行0～100％的對話框調整，或可通過向輸入框52輸入數值而目視決定最適當的光量。在對話框50的下端設有后述的移動量d和移動速度v的框53、54。關于這些框53、54將在后文中記述。另外，作為頻閃照明，可使用LED、氙燈等。
在此，設頻閃照明的點亮脈沖寬度為w、測定載置臺13的移動速度為v、獲取圖像的移動量(模糊量)為d、測定精度為a、照射工件12的光的亮度為i，則可由如下的式1表示式1v＝f1(d/w)d＝f2(v×w)a＝g(d)i＝h(w)(其中，f1(x)、f2(x)、g(x)、h(x)表示x的函數)。
由以上的式子可知，只要給出能夠容許的移動量d和點亮脈沖寬度w，就能決定測定載置臺13的移動速度v。這樣，作為設定值而賦予移動量d(或者測定精度a)，求取測定載置臺13的可容許的移動速度v，以不超過該移動速度v的速度獲取圖像信息，由此進行非停止測定移動，將該模式稱為“測定精度優先模式”。
另外，相反，若給出測定載置臺13的移動速度v，則由與點亮脈沖寬度的關系可求取移動量d，這樣，直接指定測定載置臺13的移動速度v，進行非停止測定動作，將該模式稱為“測定速度優先模式”。
接下來，對各優先模式的設定方法進行說明。圖5是表示本發明一實施方式的用于優先模式設定的對話框的圖。
該優先模式選擇對話框60包括用于選擇“測定精度優先模式(規定值)”及“測定速度優先模式”的扳扭開關61、62；設于各扳扭開關61、62之下的輸入框63、64；“OK”、“取消”按鈕65、66。
圖6是表示上述的優先模式指定處理的流程圖。首先，分別檢查測定精度優先模式的扳扭開關61是否從斷開變為接通，并且測定速度優先模式的扳扭開關62是否從斷開變為接通(S11、S13)。
若測定精度優先模式的扳扭開關61接通，則移動量d的輸入框63啟用(成為可輸入的狀態)，同時移動速度v的輸入框64關閉(成為禁止輸入的狀態)。由此，由于能夠輸入設定移動量d，故操作者通過向輸入框63輸入可容許的移動量d而進行設定。
另外，若測定速度優先模式的扳扭開關62接通，則移動量d的輸入框63關閉(成為禁止輸入的狀態)，同時，移動速度v的輸入框64啟用(成為能夠輸入的狀態)。由此，由于能夠輸入設定移動速度v，故操作者通過向輸入框64輸入移動速度v而進行設定。
然后，確認有無按下OK按鈕65(S15)，在按下了OK按鈕65的情況下，扳扭開關61或62接通，將輸入到輸入框63或64的數值作為參數而取入參數獲取部34中(S16)。另外，基于上述式1，由獲取的移動量d來計算移動速度v，或者由獲取的移動速度v來算出移動量d(S17)。并且，結束優先模式指定處理。
另一方面，若代替OK按鈕65的檢測，而檢測按下了取消按鈕66(S18)，則將輸入值全部清除，結束處理(S19)。
這樣，在本實施方式的系統中，在優先模式選擇對話框60內，選擇測定精度優先模式和測定速度優先模式中的任一種，在選擇了測定精度優先模式的情況下，執行用于將能夠容許的移動量d輸入的處理，從輸入的移動量d算出CCD照相機18相對于測定載置臺13的相對移動速度v，不超過該算出的相對移動速度v地獲取圖像信息，進行圖像測定。另外，在選擇了測定速度優先模式的情況下，進行用于將相對移動速度v輸入的處理，以輸入的相對移動速度獲取圖像信息，進行圖像測定。
另外，圖4所示的照明對話框50的框53、54上分別顯示輸入或計算出的移動量d及移動速度v。這樣，則也能夠參照這些值來進行照明調整，可考慮亮度和測定精度的平衡等。此時，可在目前選擇的模式下輸入的參數若在照明對話框50中也關于透過、反射、PRL等多個照明進行調整，則照明調整更容易進行。圖示的例子表示由于利用優先模式選擇對話框60選擇測定速度優先模式，所以在照明對話框50中也能夠由框54來調整移動速度v。此時，移動量d由移動速度v和點亮脈沖寬度w來計算，在框53中顯示，但不能夠直接進行調整。在選擇了測定精度優先模式的情況下，能夠調整框53，但不能夠調整框54。
另外，本發明不限于上述實施方式。
圖7是表示本發明另一實施方式的圖像測定系統的優先模式選擇對話框70的圖。
在本實施方式中，并設有針對各優先模式分別輸入參數用的輸入框63、64和由這些參數計算的參數的顯示框67、68。這樣，若也表示其他參數，則由于能夠判定已輸入的參數是否妥當，因此更加容易設定。
該申請基于2005年6月3日提出的日本專利申請2005-164601要求優先權，其全文內容作為參照。
權利要求
1.一種圖像測定方法，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，輸入用于選擇測定精度優先模式及測定速度優先模式的任一種模式的指示，在選擇了所述測定精度優先模式的情況下，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并且由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息；在指定了所述測定速度優先模式的情況下，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，以被輸入的相對移動速度獲取所述圖像信息。
2.如權利要求1所述的圖像測定方法，其特征在于，設所述圖像信息的獲取時間長度為w、所述圖像信息獲取時的移動量為d時，則由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函數)來算出所述相對移動速度v。
3.一種圖像測定方法，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息。
4.如權利要求3所述的圖像測定方法，其特征在于，設所述圖像信息的獲取時間長度為w、所述圖像信息獲取時的移動量為d時，則由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函數)來算出所述相對移動速度v。
5.一種圖像測定方法，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，并由被輸入的相對移動速度來算出所述圖像測定的測定精度或獲取圖像時的移動量且將其顯示，同時以所述輸入的相對移動速度來獲取所述圖像信息。
6.如權利要求5所述的圖像測定方法，其特征在于，設所述圖像信息的獲取時間長度為w、所述相對移動速度為v時，則由d＝f2(v×w)(其中f2(x)是x的函數)來算出所述圖像信息獲取時的移動量d。
7.一種圖像測定系統，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，包括輸入用于選擇測定精度優先模式及測定速度優先模式的任一種模式的指示的機構；在選擇了所述測定精度優先模式的情況下，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并且由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息的機構；在指定了所述測定速度優先模式的情況下，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，以被輸入的相對移動速度來獲取所述圖像信息。
8.如權利要求7所述的圖像測定系統，其特征在于，設所述圖像信息的獲取時間長度為w、所述圖像信息獲取時的移動量為d時，則由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函數)來算出所述相對移動速度v。
9.一種圖像測定系統，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將能夠容許的測定精度或圖像獲取時的移動量輸入的處理，并且由被輸入的測定精度或移動量來算出所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度，同時以不超過算出的相對移動速度的速度來獲取所述圖像信息。
10.如權利要求9所述的圖像測定系統，其特征在于，設所述圖像信息的獲取時間長度為w、所述圖像信息獲取時的移動量為d時，則由v＝f1(d/w)(其中f1(x)是x的函數)來算出所述相對移動速度v。
11.一種圖像測定系統，其通過使攝像機構相對于支承被測定對象的測定載置臺相對移動并且使所述攝像機構在所指定的測定位置不停止而獲取所述被測定對象的瞬間圖像信息，從而進行圖像測定，其特征在于，執行用于將所述攝像機構相對于所述測定載置臺的相對移動速度輸入的處理，并由被輸入的相對移動速度來算出所述圖像測定的測定精度或獲取圖像時的移動量且將其顯示，同時以所述輸入的相對移動速度來獲取所述圖像信息。
12.如權利要求11所述的圖像測定系統，其特征在于，設所述圖像信息的獲取時間長度為w、所述相對移動速度為v時，則由d＝f2(v×w)(其中f2(x)是x的函數)來算出所述圖像信息獲取時的移動量d。
全文摘要
一種圖像測定系統及圖像測定方法。在優先模式選擇對話框內選擇測定精度優先模式及測定速度優先模式的任一種模式(S11、S13)。在選擇了測定精度優先模式的情況下，執行用于將能夠容許的移動量(d)輸入的處理(S12)，并且由被輸入的移動量(d)來算出CCD照相機(18)相對于所述測定載置臺(13)的相對移動速度(v)(S17)，不超過算出的相對移動速度的速度(v)來獲取圖像信息，進行圖像測定。另外，在選擇了測定速度優先模式的情況下，執行用于輸入相對移動速度(v)的處理(S14)，以被輸入的相對移動速度獲取圖像信息，進行圖像測定。
文檔編號G01B11/00GK1877248SQ20061008874
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月5日 優先權日2005年6月3日
發明者松宮貞行, 小松浩一 申請人:三豐株式會社
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
