WO2007037032A1

WO2007037032A1 - 輪郭形状測定機、輪郭形状測定機の幾何基本形状算出方法及びそのためのプログラム

Info

Publication number: WO2007037032A1
Application number: PCT/JP2006/309120
Authority: WO
Inventors: Akito Watanabe; Osamu Kanehara
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-04-05

Abstract

幾何基本形状算出の指示が簡単な操作で行え、操作誤差が生じない輪郭形状測定機が開示されており、被測定物の輪郭形状を測定する測定部（１）と、測定した被測定物の輪郭形状を表示するディスプレイ（１１）と、測定部の測定した被測定物の輪郭形状に関するデータを処理すると共に各部を制御するデータ処理・制御部（２）と、を備える輪郭形状測定機であって、データ処理・制御部（２）は、ディスプレイの指示された位置に枠を表示する枠表示機能（５）と、枠内の輪郭形状から適合する幾何基本形状を算出する幾何基本形状決定機能（３）と、算出した幾何基本形状を表示する幾何基本形状表示機能（６，８）とを備える。

Description

輪郭形状測定機、輪郭形状測定機の幾何基本形状算出方法及びそのためのプログラム技術分野

本発明は、 2次元及び 3次元形状測定機や 2次元及び 3次元表面粗さ測定機などの輪郭形状測明定機に関し、特に輪郭形状測定機において測定した被測定物の輪郭形状をディスプレイに表示し、表示された輪郭形状に適合する幾何基本形状書を算出する処理に関する。背景技術

2次元及び 3次元形状測定機や 2次元及び 3次元表面粗さ測定機などの輪郭形状測定機では、測定データに基づいてディスプレイ上に測定した非測定物（ワーク）の輪郭形状を表示する。図 1 は、デイスプレイのスクリーン 2 1 に表示された輪郭形状の例を示す図である。通常、輪郭形状測定機で測定されるワークは、設計データに基づいて加工されたものであり、設計データに対応する幾何基本形状を組み合わせた形状有する。例えば、図 1 の例では、表示された輪郭形状 2 2 は、半円と直線の幾何基本形状で構成される。幾何基本形状は、点、直線、部分円、円、楕円などである。

輪郭形状測定機には、測定された輪郭形状に適合する幾何基本形状を算出する機能を有する。これによりワークの輪郭形状と設計デ一夕の差が容易に認識できる。幾何基本形状を算出する場合には、例えば、幾何基本形状の種類を指示した上で、図 1 に示すように輪郭形状上の 2点 Aと Bをマウスでクリックして計算範囲を指示し、図示していない形状認識実行のマークをクリックする。この操作に応じて、輪郭形状測定機のデータ処理 · 制御部が指示された範囲の輪郭形状に適合する幾何基本形状を算出する処理を行い、算出した幾何基本形状を表示する。

なお、幾何基本形状を算出する場合、計算範囲の 2点は、幾何基本形状の両端に近い点、例えば点 C と Dであることが望ましい。これは、計算対象とする範囲が広い方が適合する幾何基本形状をより正確に算出できるのと、幾何基本形状のできるだけ広い範囲内で、輪郭形状と設計データの差を認識できるようにするためである。しかし、誤って例えば点 Eを指示すると、輪郭形状には半円と直線の部分が含まれるため適合する幾何基本形状を算出できない場合や、誤った幾何基本形状を算出する場合が生じる。 '

なお、輪郭形状測定方法及び装置の従来例については、日本国公開特許公報の特開平 8 — 4 3 0 7 8号公報に開示されている。発明の開示

輪郭形状に適合する幾何基本形状を算出するためには、上記のように、幾何基本形状の種類の選択、計算範囲の指示（ 2点の指示）、及び実行の指示が必要があり、少なくとも 3操作（ 4クリック動作）が必要である。また計算範囲検索の方向を指定する場合もある。そのため、多数の幾何基本形状を組み合わせた輪郭形状で幾何基本形状を算出する場合や、ディスプレイ上にワークの多数の部分の輪郭形状を表示してそれぞれの幾何基本形状を算出する場合などには、上記の操作を多数回繰り返す必要があり、煩雑であるという問題があった。

また、計算範囲の指示はオペレータが行うため、操作毎に誤差が生じ、特にオペレータの個人差により誤差が生じるという問題があつた。誤差があると形状の計算結果にも誤差が生じる上、計算不能になる場合も生じる。そのため計算範囲の指定を精密に行なう必要があり、操作が煩雑であるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するもので、輪郭形状測定機において、幾何基本形状算出の指示が簡単な操作で行え、操作誤差が生じないようにすることを目的とする。

上記目的を実現するため、本発明の輪郭形状測定機、輪郭形状測定機の幾何基本形状算出方法及びそのためのプログラムは、デイスプレイに幾何基本形状算出のための計算範囲を指示する枠を表示し

、この枠を配置する。これにより、計算範囲の指示が 1 クリック操作で行えるようになる。

更に、枠で指示された計算範囲内の輪郭形状から幾何基本形状の種類を算出するようにする。これにより、幾何基本形状の種類の選択操作は必要なくなる。

更に、算出した幾何基本形状が、枠外の輪郭形状のどこまで拡大できるかを調べ、算出した幾何基本形状に適合する拡大した範囲を算出する。これにより、計算範囲を精密に指示しなくても、最大範囲で幾何基本形状を算出できるようになる。なお、拡大した計算範囲で適合する幾何基本形状を再度計算すれば、幾何基本形状の算出精度が向上する。

更に、適合する幾何基本形状が算出できない時には、そのことを表示することにより、オペレー夕に報知する。

本発明によれば、輪郭形状測定機において、幾何基本形状算出の指示が簡単な操作で行え、操作誤差が生じないという効果を奏する

図面の簡単な説明

図 1 は、従来の輪郭形状の表示例を示す図である。図 2 は、本発明の実施例の輪郭形状測定機のブロック構成図である。

図 3 Aから図 3 Dは、本発明のディスプレイに表示された輪郭形状に対する処理を説明する図である。

図 4 Aから図 4 Hは、表示する輪郭形状の条件を変更した時の力一ソル枠の表示の変更例を示す図である。

図 5 Aから図 5 Dは、カーソル枠に対する操作を説明する図である。

図 6 は、本発明の実施例の輪郭形状測定機の処理を示すフローチャ一卜である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図 2 は、本発明の実施例の輪郭形状測定機の全体の機能ブロック図である。

参照番号 1 は、 2次元及び 3次元形状測定機や 2次元及び 3次元表面粗さ測定機などの輪郭形状測定機を示す。輪郭形状測定機 1 は、検出信号をデジタル変換した検出データを、データ処理 · 制御部 2 に送る。データ処理 · 制御部 2 は、コンピュータなどで構成され、マスス 1 2やキーボード 1 3 を利用したオペレータからの指示や、通信経路 1 5 を介してホストコンピュータから送られてきた指示に応じて記憶装置 1 4内に格納されたプログラムを呼び出して、各種の処理を行う。データ処理 · 制御部 2 は、送られてきた検出デー夕に各種の処理を施して処理結果を生成し、検出データ及び処理結果をディスプレイ 1 1 に表示したり、記憶装置 1 4に記憶したり、通信経路 1 5 を介してホストコンピュータなどに送信する。データ処理 · 制御部 2 は、従来の装置で行われている各種の処理機能を有するが、ここではそれらの説明を省略し、本発明に関係する部分についてのみ説明する。

データ処理 · 制御部 2 は、所定範囲の検出データによる輪郭形状が、点、直線、半円、円、楕円などのどの幾何基本形状に適合するかを算出する幾何基本形状算出部 3 と、算出した幾何基本形状に適合する輪郭形状の範囲を算出する適合範囲算出部 4 と、ディスプレィ 1 1 に表示する枠（カーソル枠）を設定する枠設定部 5 と、ディスプレイ 1 1 の表示を制御する表示制御部 6 とを有する。枠設定部 5 により表示されるカーソル枠の表示位置、枠サイズは、マスス 1 2やキーボード 1 3 を利用したオペレー夕からの指示や、記憶装置 1 4からのデータの読み出しや、通信経路 1 5 を介してホス卜コンピュー夕から送られてきた指示に応じて設定される。

表示制御部 6 は、検出デ一夕による輪郭形状の表示を制御する輪郭形状表示部 7 と、幾何基本形状の表示を制御する幾何基本形状表示部 8 と、幾何基本形状が算出不能であることの表示を制御する算出不能表示部 9 と、枠設定部 5 により設定されたカーソル枠の表示を制御する枠表示部 1 0 とを有する。

まず、本実施例の輪郭形状測定機がどのような処理を行うかを図 3 Aから図 3 Dを参照して説明する。図 3 Aは、ディスプレイ 1 1 のスクリーン 2 1 に表示された画像を示し、図 1 の従来の画像と同じ輪郭形状を表示した例を示す。図 3 Aに示すように、本実施例では力一ソル枠 2 3が表示される。カーソル枠 2 3 は、マウスなどにより、表示する位置が移動されると共に、力一ソル枠 2 3 のサイズが変更される。

スクリーン 2 1 に表示された輪郭形状 2 2のうち、半円の部分に適合する幾何基本形状を算出する時には、図 3 Bに示すように、力一ソル枠 2 3 を半円の部分に移動する。これに応じて、幾何基本形状算出部 3力カーソル枠 2 3 内の輪郭形状が複数の幾何基本形状のうちのどれに適合するかを算出する。例えば、円の一部であれば、円の中心と半径が算出される。幾何基本形状は、ここでは点、直線、半円、円、楕円である力 S、他の形状を加えることも可能である幾何基本形状算出部 3が適合する幾何基本形状を算出すると、適合範囲算出部 4が、輪郭形状 2 2のうち算出した幾何基本形状に適合する範囲を算出する。図 3 Bの例であれば、半円の端 2 6 と 2 7 までが幾何基本形状に適合する範囲である。そして、幾何基本形状算出部 3 は適合する範囲について再度適合する幾何基本形状を算出する。これにより幾何基本形状の算出精度が向上する。表示制御部 6 の幾何基本形状表示部 8 は、算出した幾何基本形状を補助線によりスクリーンに表示する。この時、例えば、半円の部分は太い実線の補助線で表示し、輪郭形状のない残りの半円は破線などの補助線で表示すると、オペレー夕の認識が容易になる。また、幾何基本形状が適合する範囲の端を明示する。

同様に、輪郭形状 2 2のうち、右側の直線部分に適合する幾何基本形状を算出する時には、図 3 Cに示すように、カーソル枠 2 3 を右側の直線部分に移動する。これに応じて、適合する幾何基本形状及びその適合範囲が算出されて、図示のような表示が行われる。 ' もちろん、適合する幾何基本形状及びその適合範囲が表示される時には、その名称や数値を同時に表示するようにすることが望ましい。

図 3 Dに示すように、カーソル枠 2 3が半円と直線を含む位置に移動されて自動判定が指示された時には、適合する幾何基本形状が存在しないので、幾何基本形状算出部 3 は算出不能と判定し、カーソル枠 2 3 の色を変えるなどして算出不能であることを表示する。次に、輪郭形状の表示が変更された時のカーソル枠 2 3 の表示について、図 4 Aから図 4 Hを参照して説明する。

ディスプレイに表示する輪郭形状の倍率や位置が変更される場合がある。そのような変更に応じてカーソル枠 2 3 の表示を変更したり、又は変更しない場合が考えられる。図 4 Aから図 4 Dは、表示される輪郭形状と力一ソル枠 2 3の相対位置関係を記憶しておいて

、輪郭形状の表示の変更に合わせて、カーソル枠 2 3 の表示を変更する場合である図 4 Aは、輪郭形状の倍率や位置が変更される前の状態を示す。図 4 Bは、輪郭形状の横倍率を縮小するように変更した場合を示し、力一ソル枠 2 3 もこの変更に合わせて横方向のサィズが変更される。図 4 Cは、輪郭形状の縦及び横倍率を拡大するように変更した場合を示し、力一ソル枠 2 3 もこの変更に合わせて縦方向と横方向のサイズが変更される。図 4 Dは、輪郭形状の表示位置を横方向に変更した場合を示し、カーソル枠 2 3 もこの変更に合わせて横方向に移動される。

図 4 Eから図 4 Hは、表示される輪郭形状の倍率や位置が変更された場合でも、カーソル枠 2 3 のスクリーン上での表示位置を変更しない場合を示す。

表示される輪郭形状の倍率や位置が変更された場合のカーソル枠 2 3 の表示については、他にも各種の方法が考えられる。例えば、表示される輪郭形状の倍率や位置が変更された場合には、カーソル枠 2 3 をスクリーンの中央に前のサイズで再表示する方法や、マウスで示された位置に再表示する方法である。

次に、カーソル枠 2 3 に対する操作を、図 5 Aから図 5 Dを参照して説明する。

図 5 Aは、スクリーンに表示された輪郭形状とカーソル枠 2 3の例を示す。図 5 Bに示すように、カーソル枠 2 3 の中央をダブルクリックすると、幾何基本形状の算出処理の開始が指示される。カーソル枠 2 3のサイズを変更する時には、図 5 Cに示すように、力一ソル枠 2 3の 4つのコーナ一 3 2及び 4つの辺の中心をドラッグする。カーソル枠 2 3 を移動する時には、図 5 Dに示すように、カーソル枠 2 3の辺（辺の中心は除く）のいずれかをドラッグする。図 6 は、幾何基本形状算出部 3、適合範囲算出部 4及び表示制御部 6力カーソル枠内の輪郭形状に適合する幾何基本形状及び適合範囲を算出して表示する処理を示すフローチャートである。

ステップ 1 0 1 では、カーソル枠内の輪郭形状データを抽出する。ステップ 1 0 1 では、輪郭形状データが点に適合するかを判定し、点に適合すればステップ 1 0 7 に進み、点に適合しなければステップ 1 0 3 に進む。ステップ 1 0 3では、輪郭形状データが直線に適合するかを判定し、直線に適合すればステップ 1 0 7 に進み、直線に適合しなければステップ 1 0 4 に進む。ステップ 1 0 4では、輪郭形状データが部分円に適合するかを判定し、部分円に適合すればステップ 1 0 7 に進み、部分円に適合しなければステップ 1 0 5 に進む。ステップ 1 0 5では、輪郭形状データが円に適合するかを判定し、円に適合すればステップ 1 0 7 に進み、円に適合しなければステップ 1 0 6 に進む。ステップ 1 0 6では、輪郭形状データが楕円に適合するかを判定し、楕円に適合すればステップ 1 0 7 に進み、楕円に適合しなければステップ 1 1 1 に進む。ステップ 1 1 1 に進む場合は、輪郭形状デ一夕はいずれの幾何基本形状にも適合せず、算出不能である場合である。ステップ 1 1 1 では、算出不能であることを表示する表示データを作成し、ステップ 1 1 2 に進んで算出不能であることを表示する。なお、輪郭形状データが各幾何基本形状に適合するかは、従来から公知の画像処理により行うことが可能であり、ここでは詳しい説明は省略する。ステップ 1 0 7では、上記のようにして算出された幾何基本形状を仮判定結果として保存する。

ステップ 1 0 8 では、算出された幾何基本形状を、カーソル枠の外の部分にも拡大し、それに輪郭形状データが適合する範囲を求める。具体的には、カーソル枠の外の部分まで拡大した幾何基本形状と輪郭形状データの差を算出し、差が所定値以下であれば適合するとし、その最大範囲を求める。

ステップ 1 0 9 では、上記のようにして算出した最大範囲内の輪郭形状データについて、再度ステップ 1 0 2から 1 0 6 を行い、最大範囲について適合する幾何基本形状を算出する。

ステップ 1 1 0では、ステップ 1 0 9で算出した幾何基本形状が仮判定結果として保存されている幾何基本形状に一致するかを判定する。一致していれば、ステップ 1 1 2 に進んで、算出した幾何基本形状を表示する。一致しない時には、ステップ 1 0 8 に戻り、適合範囲の拡大処理をやり直す。何度かやり直しても一致しない時には、仮判定結果として保存した幾何基本形状を表示するようにする本発明は、輪郭形状測定機であれば、適用可能である。

Claims

1 . 被測定物の輪郭形状を測定する測定部と、

前記測定部の測定した被測定物の輪郭形状を表示するディスプレィと、

前記測定部の測定した被測定物の輪郭形状に関するデータを処理すると共に各部を制御するデータ処理 · 制御部と、を備える輪郭形状測定機であって、

前記データ処理 · 制御部は、の

前記ディスプレイの指示された位置範に枠を表示する枠表示機能と囲

前記ディスプレイに表示された前記枠内の前記輪郭形状から適合する幾何基本形状を算出する幾何基本形状決定機能と、

算出した幾何基本形状を表示する幾何基本形状表示機能とを備えることを特徴とする輪郭形状測定機。

2 . 前記幾何基本形状は、点、直線、部分円、円、楕円である請求項 1 に記載の輪郭形状測定機。

3 . 前記データ処理 · 制御部は、

前記ディスプレイに表示された前記輪郭形状の前記枠外の部分で、算出した前記幾何基本形状に適合する範囲を算出する適合範囲算出機能を更に備える請求項 1 に記載の輪郭形状測定機。

4 . 前記幾何基本形状表示機能は、前記拡大適合範囲を前記ディスプレイに表示する請求項 3 に記載の輪郭形状測定機。

5 . 前記幾何基本形状表示機能は、前記幾何基本形状決定機能が適合する幾何基本形状を算出できない時には、決定不能を表示する請求項 1 に記載の輪郭形状測定機。

6 . 輪郭形状測定機で、測定した被測定物の輪郭形状をディスプレイに表示し、表示した被測定物の輪郭形状に適合する幾何基本形状を算出する輪郭形状測定機の幾何基本形状算出方法であって、前記ディスプレイの指示された位置に枠を表示し、

前記ディスプレイに表示された前記枠内の前記輪郭形状から適合する幾何基本形状を算出し、

算出した幾何基本形状を表示することを特徴とする輪郭形状測定機の幾何基本形状決定方法。

7 . 前記幾何基本形状は、点、直線、部分円、円、楕円である請求項 6 に記載の方法。

8 . 前記ディスプレイに表示された前記輪郭形状の前記枠外の部分で、算出した前記幾何基本形状に適合する範囲を更に算出する請求項 6 に記載の方法。

9 . 前記拡大適合範囲を前記ディスプレイに更に表示する請求項 8 に記載の方法。

1 0 . 前記幾何基本形状決定機能が適合する幾何基本形状を算出できない時には、算出不能を表示する請求項 6 に記載の方法。

1 1 . 輪郭形状測定機に付属するコンピュータに、

測定した被測定物の輪郭形状をディスプレイに表示させ、表示した被測定物の輪郭形状に適合する幾何基本形状を算出させ前記ディスプレイの指示された位置に枠を表示させ、

前記ディスプレイに表示された前記枠内の前記輪郭形状から適合する幾何基本形状を算出させ、

算出した幾何基本形状を表示させることを特徴とするプログラム