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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkstückmessvorrichtung, ein Werkstückmessverfahren und ein Programm.
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Stand der Technik
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Es gibt eine konventionell bekannte Technik zum Messen eines Werkstücks, welches als ein Bearbeitungsobjekt dient, zum Zweck der Bearbeitung mit einem Bearbeitungswerkzeug. Ein Messverfahren zum Messen eines Werkstücks unter Verwendung eines Berührungssensors (Berührungssonde) oder eines Lasersensors weist einen Vorteil in Bezug auf eine hohe Auflösung und Genauigkeit im Allgemeinen auf und weist ebenso einen Nachteil in Bezug auf eine lange Messzeit aufgrund eines niedrigen auf einmal messbaren Bereichs auf. Falls ein Werkstück durch einen Berührungssensor gemessen wird, als ein Beispiel, verschiebt ein Operator von Hand den Berührungssensor, um das Werkstück oder den Berührungssensor nicht zu beschädigen. Entsprechend wird eine übermäßige Arbeitslast auf den Operator gelegt. Eine Vorrichtung, welche es ermöglicht so eine Arbeitslast zu reduzieren, ist bekannt, welche ein Messprogramm zum Messen eines Berührungssensor auf einen Empfang einer Eingabe von Koordinaten eines Messpunkts und eines Annäherungspunkts automatisch erzeugt. Der Operator muss aber weiterhin eine Vielzahl von Koordinaten wie beispielsweise Punkte erkennen und eingeben, während das Koordinatensystem berücksichtigt wird. Entsprechend ist eine übermäßige Arbeitslast weiterhin auf den Operator gelegt. Andererseits weist das Verfahren zum Messen der Form, der Positionen oder etwas Ähnlichem eines Werkstücks unter Verwendung des durch einen visuellen Sensor oder etwas Ähnlichem erfassten Bild einen Vorteil darin auf, dass ein weiterer Bereich in einer kurzen Zeit messbar ist, und weist ebenso einen Nachteil darin auf, dass das Verfahren für den Fall eines Aufsetzen einer Bearbeitung nicht praktikabel ist, wie beispielsweise ein Einstellen eines Koordinatensystems eines Werkstücks, aus dem Gesichtspunkt einer Messauflösung und Wiederholbarkeit. Ein Werkstückmessverfahren, welches es ermöglicht solche Probleme zu lösen, ist vorgeschlagen, wobei das Messverfahren unter Verwendung eines Berührungssensor oder eines Lasersensors mit einem Bild eines Werkstücks kombiniert wird, wodurch entsprechende Nachteile kompensiert werden. Beispielsweise beschreibt Patentdokument 1 das Verfahren, welches die Schritte zum Anzeigen des Bilds eines Werkstücks, erfasst durch einen visuellen Sensor, auf einer Anzeigeeinheit, Annehmen des Ziels eines Messpunkt und eines Annäherungspunkts durch eine Bildungsbedingungen auf dem Bild durch einen Anwender und Erzeugen eines automatischen Messprogramm unter Verwendung einer Berührungssonde auf der Basis der Koordinaten der Punkte umfasst.
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Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2018-018155
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Zusammenfassung der Erfindung
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Allerdings kann die in Patentdokument 1 beschriebene Technologie Kenntnis und Erfahrung bezüglich der Einstellung von Messpunkten und Annäherungspunkten und komplizierte Verfahren zum Einstellen einer großen Anzahl von Messpunkten, Annäherungspunkten und Richtungen in Abhängigkeit von manchen Messobjekten erfordern. Daher, falls ein Messobjekt mit weniger sinnhaften Operationen bestimmt werden kann, wird ein höherer Komfort realisiert werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die zum Messen eines Werkstücks erforderliche Arbeitslast zu reduzieren.
- (1) Eine Werkstückmessvorrichtung (beispielsweise eine nachstehend zu beschreibende Werkstückmessvorrichtung 1) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Anzeigeeinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Anzeigeeinheit 15), ausgebildet zum Anzeigen eines Bilds eines Werkstücks, eine Messobjektbestimmungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Messobjekterfassungseinheit 11c), ausgebildet zum Annehmen einer Bestimmung eines Messobjekts in dem Bild des Werkstücks, eine Strukturdetektionseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Messobjekterfassungseinheit 11c), ausgebildet zum Detektieren einer Messobjektstruktur, welche zu dem durch die Messobjektbestimmungseinheit bestimmten Messobjekts gehört, eine Messelementbestimmungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Messelementeinstelleinheit), ausgebildet zum Annehmen einer Bestimmung eines Messelements in dem Bild des Werkstücks, und eine Messprogrammerzeugungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Messprogrammerzeugungseinheit 11b), ausgebildet zum Erzeugen eines Messprogramms, welches einen eingestellten Messpunkt und einen eingestellten Annäherungsphase umfasst, zugehörend zu dem durch die Messelementbestimmungseinheit bestimmten Messelement, mit Bezug zu der Messobjektstruktur, und einem eingestellten Messpfad, umfassend den Messpunkt und den Annäherungspunkt.
- (2) Die Werkstückmessvorrichtung gemäß (1) kann eine Messpfadanzeigeeinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Q die Anzeigesteuereinheit 11a), ausgebildet zum Anzeigen des Messpunkt und des an Näherungsfunktion, welche in dem Messprogramm eingestellt sind, und des Messpfad, welcher den Messpunkt und den Annäherungspunkt umfasst, umfassen.
- (3) In der Werkstückmessvorrichtung gemäß (2) kann eine Korrektur des Messpunkt und des Annäherungspunkts, welche durch die Messpfadanzeigeeinheit angezeigt sind, und des Messpfad, welcher den Messpunkt und den Annäherungspunkt umfasst, angenommen werden.
- (4) Die Werkstückmessvorrichtung gemäß (1) bis (drei) kann eine Messprogramm Ausführungseinheit (beispielsweise eine später zu beschreibende Messprogramm Ausführungseinheit 11f) umfassen, ausgebildet zum Ausführen des Messprogramm, durch Verschieben eines Detektors entlang dem in dem Messprogramm eingestellten Messpfad.
- (5) In der Werkstückmessvorrichtung gemäß (1) bis (4) kann die Messprogrammerzeugungseinheit das Messprogramm durch Einstellen des Messpunkt und des an Näherungsfunktion gemäß der Messobjektstruktur mit Bezug zu einem Vorlagenprogramm gemäß einem Typ der Messobjektstruktur und des Messelements erzeugen.
- (6) In der Werkstückmessvorrichtung gemäß (1) bis (5) kann die Messelementbestimmungseinheit eine Rangfolge bestimmen und Kandidatenmesselement für die Messobjektstruktur anzeigen.
- (7) In der Werkstückmessvorrichtung gemäß (1) bis (6) kann das Bild des Werkstücks zumindest ein zweidimensionales Bild und/oder ein dreidimensionales Bild des Werkstücks und/oder ein CAD Datenbild des Werkstücks sein.
- (8) In der Werkstückmessvorrichtung gemäß (1) bis (7) kann der Detektor zumindest eine Bildungssonde und einen Lasersensor umfassen.
- (9) Ein Werkstückmessverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, welches durch einen Computer auszuführen ist, umfasst einen Anzeigeschritt zum Anzeigen eines Bilds eines Werkstücks, einen Messobjektbestimmungsschritt zum Annehmen einer Bestimmung eines Messobjekts in dem Bild des Werkstücks, einen Strukturdetektionsschritt zum Detektieren einer Messobjektstruktur, welche zu den in dem Messobjektbestimmungsschritt bestimmten Messobjekts gehört, einen Messelementbestimmungsschritt zum Annehmen einer Bestimmung eines Messelements für die in dem Strukturdetektionsschritt detektierte Messobjektstruktur und einen Messprogrammerzeugungsschritt zum Erzeugen eines Messprogramm, welches einen eingestellten Messpunkt und einen eingestellten Annäherungspunkte umfasst, zugehörend zu dem in dem Messelementbestimmungsschritt bestimmten Messelement, mit Bezug zu der Messobjektstruktur, und einem den Messpunkt und den Annäherungspunkt umfassenden eingestellten Messpfad.
- (10) Ein Programm gemäß der vorliegenden Erfindung veranlasst einen Computer dazu auszuführen, eine Anzeigesteuerfunktion zum Anzeigen eines Bilds eines Werkstücks, eine Messobjektbestimmungsfunktion zum Annehmen einer Bestimmung eines Messobjekts in dem Bild des Werkstücks, eine Strukturdetektionsschritt Funktion zum Detektieren einer Messobjektstruktur, welche zu dem durch die Messobjektbestimmungsfunktion bestimmten Messobjekts gehört, eine Messelementbestimmungsfunktion zum Annehmen einer Bestimmung eines Messelements für die durch die Strukturdetektionsschritt Funktion detektierte Messobjektstruktur und eine Messprogrammerzeugungsfunktion zum Erzeugen eines Messprogramms, welches einen eingestellten Messpunkt und einen eingestellten Annäherungspunkt umfasst, zugehörend zu dem durch die Messelementbestimmungsfunktion bestimmten Messelement, mit Bezug zu der Messobjektstruktur, und einem den Messpunkt und den Annäherungspunkt umfassenden eingestellten Messpfad.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es die zum Messen eines Werkstücks benötigte Arbeitslast zu reduzieren.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration einer Werkstückmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel einer an einem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts ausgeführte Operation darstellt.
- 3 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer an dem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts ausgeführte Operation darstellt.
- 4 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer an dem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts ausgeführten Operation darstellt.
- 5 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer an dem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts ausgeführte Operation darstellt.
- 6 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer an dem Eingabebildschirm zum Bestimmen eines Messobjekts ausgeführten Operation darstellt.
- 7 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel einer Verarbeitung zum Entnehmen einer Struktur (dreidimensionale Form) auf die durch einen Anwender eingegeben Operation zu Bestimmung darstellt.
- 8 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer Verarbeitung zum Entnehmen einer Struktur (dreidimensionale Form) auf die durch einen Anwender eingegebene Operation zum Bestimmen darstellt.
- 9 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer Verarbeitung zum Entnehmen einer Struktur (dreidimensionale Form) auf die durch einen Anwender eingegebene Operation zum Bestimmen darstellt.
- 10 ist ein schematisches Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer Verarbeitung zum Entnehmen einer Struktur (dreidimensionale Form) auf die durch einen Anwender eingegebene Operation zu Bestimmung darstellt.
- 11 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Umwandlung von einem Koordinatensystem eine Anzeige zu einem Maschinenkoordinatensystem darstellt.
- 12 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Prozess zum Einstellen eines Messelements für eine Messobjektstruktur darstellt.
- 13 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Konzept darstellt, bei welchem ein Messprogramm auf der Basis eines Vorlagenprogramms automatisch erzeugt wird.
- 14 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem Messpunkte und an Näherungsfunktion eingestellt werden, für den Fall eines Arbeitsatzes eines rechteckigen Parallelepiped.
- 15 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem die Reihenfolge der Annäherungspunkte eingestellt wird.
- 16 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem Annäherungspunkte verbindende Pfade eingestellt werden.
- 17 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem ein Annäherungspunkt eingestellt wird, für den Fall, bei welchem der innere Durchmesser einer Öffnungen gemessen wird.
- 18 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem Messpunkte eingestellt werden, für den Fall, bei welchem der innere Durchmesser der Öffnung gemessen wird.
- 19 ist ein Flussdiagramm, welches den Fluss einer Messprogrammerzeugungsverarbeitung darstellt, welche durch die Werkstückmessvorrichtung auszuführen ist.
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Detailbeschreibung der Erfindung
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Manche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug zu den Figuren beschrieben.
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[Konfiguration]
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1 ist das Blockdiagramm, welches die Konfiguration einer Werkstückmessvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Werkstückmessvorrichtung 1 ist ausgebildet mit einer Informationsverarbeitungsvorrichtung wie beispielsweise einer numerischen Steuereinheit oder einem Computer (PC). Wie in 1 dargestellt, umfasst die Werkstückmessvorrichtung 1 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 11, einen ROM 12, einen RAM 13, eine Eingabeeinheit 14, eine Anzeigeeinheit 15, eine Speichereinheit 16, eine Kommunikationseinheit 17 und einen visuellen Sensor 18 und einen Detektor 19
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Die CPU 11 steuert die gesamte Werkstückmessvorrichtung 1 durch Ausführen von verschiedenen Typen von in der Speichereinheit 16 gespeicherten Programmen. In einem Beispiel führt die CPU 11das Programm für eine Verarbeitung einer automatischen Erzeugung eines Programms zum Messen eines Werkstücks aus (nachfolgend ebenso als inzwischen Messprogrammerzeugungsverarbeitung" bezeichnet). Das Programm für die Messprogrammerzeugungsverarbeitung wird ausgeführt, wodurch die CPU 11, als funktionale Konfigurationen, eine U die Anzeigesteuereinheit 11a, eine Bilderfassungseinheit 11b, eine Messobjekterfassungseinheit 11c, eine Messelementeinstelleinheit 11d, eine Messprogrammerzeugungseinheit 11e und eine Messprogramm Ausführungseinheit 11f erhält.
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<UI Anzeigesteuereinheit 11a>
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Die die Anzeigesteuereinheit 11a zeigt einen Anwenderschnittstellenbildschirm (GUI Bildschirm) an, welcher es ermöglicht, dass ein Anwender verschiedene Typen von Information in der Messprogrammerzeugungsverarbeitung ein gibt und ausgibt. In einem Beispiel, wie nachstehend beschrieben, zeigt die UI Anzeigesteuereinheit 11a den Eingabebildschirms zum Annehmen der Anweisung an, um ein Bild eines als ein Messobjekt dienenden Werkstücks zu erfassen, zeigt den Eingabebildschirms zu bestimmen eines Messobjekts in dem erfassten Bild des Werkstücks an und zeigt das Detektionsergebnis des bestimmten Messobjekts an. Die UI Anzeigesteuereinheit 11a zeigt weiter den Eingabebildschirms zum Annehmen einer Auswahl aus Kandidatenmesselement an, zeigt den Eingabebildschirms zum Einstellen eines an Näherungsfunktion oder eines Messpunkt für ein Messen eines Werkstücks an und zeigt den Eingabebildschirms zum Korrigieren des automatisch erzeugten Programms zum Messen eines Werkstücks an. Die UI Anzeigesteuereinheit 11a kann eine Eingabe über eine Maus, eine Tastatur, eine Bildungsbedingungen oder etwas Ähnliches Annehmen. In einem Beispiel kann die UI Anzeigesteuereinheit 11a nicht nur verschiedene Arten von Eingabeformen über Bildungsbedingungen annehmen, sondern ebenso ein Einzeichnen einer umschließenden Linie durch eine Richtungstaste auf einer Tastatur, ein Einzeichnen eines rechteckigen Bereichs über eine Zugbedienung mit einer Maus, ein Einzeichnen eines Punkts durch eine Eingabetaste auf einer Tastatur oder über ein Anklicken einer Maus oder ein anderes Einzeichnen.
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<Bilderfassungseinheit 11b>
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Die Bilderfassungseinheit 11b erfasst die Bilddaten des durch den visuellen Sensor 18 (wie beispielsweise eine tiefen Kamera oder eine Stereokamera) erfassten Werkstücks oder die dreidimensionale Form des Werkstücks umfassende Bilddaten wie beispielsweise die computergestützten Design (CAD) Daten des in einem CAD System erzeugten Werkstücks. Die Bilderfassungseinheit 11b speichert die erfassten Bilddaten des Werkstücks in der Speichereinheit 16.
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<Messobjekterfassungseinheit 11c>
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Die Messobjekterfassungseinheit 11c erfasst die Bedienungsinhalte für eine Bestimmung, welche von einem Anwender auf dem Eingabebildschirms zum Bestimmen des Messobjekts eingegeben sind, angezeigt auf dem Bildschirm durch die UI Anzeigesteuereinheit 11a. Die Messobjekterfassungseinheit 11c bestimmt dann den Abschnitt, welcher als ein Messobjekt in dem Bild des Werkstücks dient, gemäß den durch den Anwender eingegebenen Eingabeinhalten zum Bestimmen und detektiert die Struktur (dreidimensionale Form) des bestimmten Abschnitts. Die Messobjekterfassungseinheit 11c wandelt weiter die detektierte Struktur von dem Ebenen Koordinatensystem (Bildkoordinatensystem) der Anzeige in das Signalkoordinatensystem (Maschinenkoordinatensystem) auf der Halterung, auf welcher das Werkstück platziert ist. Es wird drauf hingewiesen, dass das Bildkoordinatensystem und das Maschinenkoordinatensystem hierbei vor ab kalibriert und miteinander verknüpft sind. In diesem Fall kann das Koordinatensystem einer Kamera anstelle des Ebenenkoordinatensystems (Bildkoordinatensystem) der Anzeige verwendet werden. Die Inhalte der Detektionsverarbeitung durch die Messobjekterfassungseinheit 11c werden mit Bezug zu 2 bis 10 weiter besonders beschrieben.
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2 bis 6 ist jeweils ein schematisches Diagramm, welche ein Beispiel der an dem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts ausgeführten Operation darstellt. In dem in 2 dargestellten Beispiel werden als die durch einen Anwender eingegebene Bedienungsinhalte zum Bestimmen gerade Linien entsprechend entlang der linken und der rechten Seite des Bilds eines Werkstücks in dem Bild des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks eingegeben. In dem Fall des in 2 dargestellten Beispiels bestimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c, dass der Anwender die Breite des Werkstücks messen möchte. In dem in 3 dargestellten Beispiel wird als die durch den Anwender eingegebenen Bedienungsinhalte zur Bestimmung eingekreist eingegeben, um die in dem Werkstück gebildete Öffnung zum Schließen, in dem Bild des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks. In dem Fall des in 3 dargestellten Beispiels bestimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c, dass der Anwender den inneren Durchmesser der in dem Werkstück gebildeten Öffnung messen möchte.
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In dem in 4 dargestellten Beispiel, wird als die durch den Anwender eingegebenen Bedienungsinhalte zur Bestimmung eingekreist eingegeben, um das gesamte Bild des Werkstücks zum Schließen, in dem Bild des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks. In dem Fall des in 4 dargestellten Beispiels möchte der Anwender das Werkstück zentrieren (Busspannungseinstellung). In dem in 5 dargestellten Beispiel wird ein Rechteck eingegeben, um die Diagonale zu bestimmen und das gesamte Bild des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks zum Schließen, in dem Bild des Werkstücks. In dem Fall des in 5 dargestellten Beispiel bestimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c, dass der Anwender das Werkstück zentrieren möchte (Busspannungseinstellung).
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In dem in 6 dargestellten Beispiel wird als die durch den Anwender angegebenen Bedienungsinhalte zur Bestimmung ein. Innerhalb des Bereichs des Werkstücks in dem Bild des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks bestimmt. In dem Fall des in 6 dargestellten Beispiel bestimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c, dass der Anwender das Werkstück zentrieren möchte (Busspannungseinstellung). In jedem der in den 4 bis 6 dargestellten Beispiele entnimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c den Umriss des Werkstücks. Falls der Umriss eine zweidimensionale vierseitige Form ist, erfasst die Messobjekterfassungseinheit 11c den Mittelpunkt des Werkstücks durchmessen der 4 Seiten und der 4 Ecken.
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7 bis 10 ist jeweils ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel der Verarbeitung darstellt, bei welchem die Messobjekterfassungseinheit 11c eine Struktur (dreidimensionale Form) entnimmt, auf die durch den Anwender eingegebene Bedienung zum Bestimmen. In dem in 7 dargestellten Beispiel gibt, wie in 2 dargestellt, der Anwender gerade Linien jeweils entlang der linken und der rechten Seite des Bilds des Werkstücks ein. Die Messobjekterfassungseinheit 11c stellt einen Umgebungsbereich eines jeden Segments ein (jeder der eingegebenen Abschnitte), entnimmt den Umriss davon aus dem inneren durch ein Canny-Verfahren und detektiert danach 2 gerade Linien (die linke und die rechte äußere Kante des Werkstücks) aus den entnommenen Umrissen durch eine Hough-Transformation. Es wird darauf hingewiesen, dass, falls die Umrisse entnommen werden, wie in 7 dargestellt, die Messobjekterfassungseinheit 11c bestimmen kann, dass, wie für den Umriss der linken Seite als ein Beispiel, das Objekt auf der rechten Seite des Umriss der linken Seite vorhanden ist, auf der Basis, dass das Pixel der rechten Seite, gesehen in einem Abstandsbild, einen konvexen Wert aufweist oder dass ein Objekt auf der rechten Seite durch eine Hintergrundsubtraktion detektiert ist.
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In dem in 8 dargestellten Beispiel gibt der Anwender einen Kreis ein, um die in dem Werkstück gebildete Öffnung zu umschließen, wie in 3 dargestellt. In diesem Fall entnimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c einen Umriss durch ein Snake-Verfahren aus dem Inneren des die in dem Werkstück gebildete Öffnung umschließenden Kreis und detektiert weiter einen Kreis (Öffnung) durch eine Hough-Transformation auf der Basis des entnommenen Umriss. In dem in 9 dargestellten Beispiel gibt der Anwender einen Kreis oder ein Rechteck ein, um das gesamte Bild des Werkstücks zu umschließen, wie in 4 oder 5 dargestellt. In diesem Fall entnimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c einen Umriss durch ein Snake-Verfahren aus dem Inneren des Kreises oder des Rechtecks, welche jeweils das gesamte Bild des Werkstücks umschließen, detektiert viel gerade Linien durch eine Hough-Transformation auf der Basis des entnommenen Umriss und detektiert eine vierseitige Form (obere, untere, linke und rechte äußere Kanten des Werkstücks) auf der Basis der detektierten 4 geraden Linien.
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In dem in 10 dargestellten Beispiel bestimmt der Anwender einen. In dem Bereich des Werkstücks, wie in 6 dargestellt. In diesem Fall entnimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c eine Farbinformation der Umgebung des bestimmten Punkts aus dem bestimmten. In dem Bereich des Werkstücks und entnimmt den Bereich mit der zu der Umgebung des bestimmten Punkts ähnlichen Farbe durch ein Bereichsexpansionsverfahren. Die Messobjekterfassungseinheit 11c entnimmt dann eine Umrisslinie durch ein Snake-Verfahren, detektiert viel gerade Linien durch eine Hough-Transformation auf der Basis der entnommenen Umrisslinie und detektiert eine vierseitige Form (obere, untere, linke und rechte äußere Kante des Werkstücks, zu auf der Basis der 4 detektierten geraden Linien.
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In jedem der oben beschriebenen Beispiele wird die Struktur durch die 2 Ebenen einer Verarbeitung entnommen, wobei ein Umriss zuerst durch ein Snake-Verfahren oder ein Canny-Verfahren entnommen wird und dann ein Kreis oder eine gerade Linie durch eine Hough-Transformation detektiert wird. Es wird drauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Der Umriss wird durch ein Snake-Verfahren oder ein Canny-Verfahren als eine Vorbehandlung zum Reduzieren einer fehlerhaften Detektion zum Zeitpunkt einer Hough-Transformation entnommen. Somit kann die Umrissentnahme durch ein Snake-Verfahren oder ein Canny-Verfahren übersprungen werden.
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In jeweils 910 entnimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c eine den Umriss des Werkstücks darstellende vierseitige Form, wodurch ermöglicht wird, dass Westelemente einem Anwender präsentiert werden, durch Aufnehmen von lediglich messbaren Elementen wie beispielsweise dem Mittelpunkt und dem Bereich der vierseitigen Form, als Beispiel. Die Messobjekterfassungseinheit 11c verwendet die Information über die räumliche Anordnung, welche angibt, dass „der Umriss eine geschlossene Figur einer vierseitigen Form bildet“ nicht durch einzelnes regeln der 4 entnommenen Liniensegmente, wodurch ermöglicht wird, zu bestimmen, auf welcher Seite einer jeden der Liniensegmente ein Objekt vorhanden ist, auf der Basis der Positionsbeziehung zwischen dem Mittelpunkt der vierseitigen Form und jedem der Liniensegment. Wie nachstehend beschrieben, kann die Messelementeinstelleinheit 11d die Bestimmung als eine Hilfsinformation zum Einstellen der Richtung verwenden, um eine Bildungssonde zu verschieben, zum Zeitpunkt einer Messung.
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11 ist das schematisches Diagramm, welches die Umwandlung von dem Koordinatensystem der Anzeige in das Maschinenkoordinatensystem darstellt. Wie in 11 dargestellt, wandelt die Messobjekterfassungseinheit 11c die Ebenenkoordinate (Bildkoordinate) der Anzeige mit Bezug zu der Struktur (beispielsweise die linken und rechten äußeren Kanten des Werkstücks, die Öffnungen, die obere, untere, linke und rechte äußere Kante des Werkstücks) um, welche als ein Messobjekt detektiert sind, in die dreidimensionale Koordinate (Maschinenkoordinate) auf der Halterung. Im Ergebnis kann die Messobjekterfassungseinheit 11c eine Positionsinformation betreffend die physische dreidimensionale Form des Messobjekts erfassen, bestimmt auf dem Bildschirm durch den Anwender.
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<Messelementeinstelleinheit 11d>
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Die Messelementeinstelleinheit 11d stellt die Messelemente mit Bezug zu der durch die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur durch Bezugnahme auf eine Datenbank (einen Nestelemente Datenbank 16a in der Speichereinheit 16) ein, wobei die Typen von Messelementen bestimmt sind. Die Messelementeinstelleinheit 11d erstellt die Liste der als Messelemente auszuwählenden Elemente (Kandidaten Maxelemente) durch Bezugnahme auf vergangene Messverlaufsinformation (eine Messverlaufsdatenbank 16b in der Speichereinheit 16) auf der Basis der durch die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur.
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Die Messelementeinstelleinheit 11d erstellt weiter eine Rangfolge der Kandidatenmesselemente in der Liste. Insbesondere erstellt die Messelementeinstelleinheit 11d eine Rangfolge der Kandidatenmesselemente in der Liste durch Bezugnahme auf den Typ, die Form und den Bearbeitungsstatus (vor einer Bearbeitung, während einer Bearbeitung, nach einer Bearbeitung) der Struktur, der Inhalte eines Bearbeitungsprogramms, einem vergangenen Messverlauf und etwas Ähnlichem. Die Uni Anzeigesteuereinheit 11a zeigt die durch die Messelementeinstelleinheit 11d in einer Rangfolge angeordneten Kandidatenmesselemente auf dem Bildschirm in der Reihenfolge der Rangordnung an, wodurch ein Anwender ein beliebiges auswählen kann. Die Verarbeitungsinhalte einer Einstellung des Messelements mit Bezug zu der Messobjektstruktur, welche durch die Messelementeinstelleinheit 11d auszuführen sind, werden mit Bezug zur 12 weiter besonders beschrieben.
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12 ist das schematisches Diagramm, welches den Prozess darstellt, bei welchem das Messelement mit Bezug zu der Messobjektstruktur eingestellt wird. Wie in 12 dargestellt, wenn die Messobjekterfassungseinheit 11c die Messobjektstruktur detektiert, erstellt die Messelementeinstelleinheit 11d die Liste der als ein Messelement auszuwählenden Elemente (Kandidatenmesselemente) durch Bezugnahme auf die Messverlaufsdatenbank 16b in der Speichereinheit 16. In dem in 12 dargestellten Beispiel des Falls, bei welchem die Messobjekterfassungseinheit 11c die linke und rechte äußere Kante des Werkstücks detektiert, erstellt die Messelementeinstelleinheit 11d die Liste von „Schwerpunkt“, „Seitenlänge“ und „Breite“ als Kandidatenmesselemente. Falls die Messobjekterfassungseinheit 11c die obere Schritt, untere, linke und rechte äußere Kante des Werkstücks detektiert, erstellt die Messelementeinstelleinheit 11b die Liste von „periphere Länge“, „Fläche“, „zentrieren“ und „Volumen“ als Kandidatenmesselemente. Wie in 12 dargestellt, erweitert die Messelementeinstelleinheit 11b die Kandidatenmesselemente in der Liste beispielsweise durch Bezugnahme auf Ausführungsfristgrenzen der Messelemente des Pfeils des Messobjekts ähnlich zu dem aktuellen Messobjekt in den vergangenen Messverlauf ein. In dem in 12 dargestellten Beispiel des Falls, bei welchem die Messobjekterfassungseinheit 11c die linke und rechte äußere Kante des Werkstücks detektiert, bereits die Messelementeinstelleinheit 11d die Kandidatenmesselement in der Reihenfolge von „Breite“, „Schwerpunkt“ und „Seitenlänge“ durch Bezugnahme auf die Tatsache ein, dass „die innere Seite des Liniensegment ein konvexes Volumen aufweist“, „die äußere Seite des Liniensegment ein konkaves Volumen aufweist“ und „die Anzahl der Segmente gleich 2 ist „mit Bezug zu der Messobjektstruktur, und der Tatsache, dass „die Frequenz zum Messen der Breite eines Werkstücks gleich 50% ist“ in den vergangenen Messverlauf für die als Messobjekten dienenden ähnlichen Strukturen. Falls die Messobjekterfassungseinheit 11c die obere, untere, linke und rechte äußere Kante des Werkstücks detektiert, bereits die Messelementeinstelleinheit 11d die Kandidatenmesselemente in der Reihenfolge von „zentrieren“, „Volumen“ und „periphere Länge“ durch Bezugnahme auf die Tatsache ein, dass „die innere Seite des Liniensegment ein konvexes Volumen aufweist“, „die äußere Seite des Liniensegment ein konkaves Volumen aufweist“ und „die Anzahl der Sekt nennte gleich 1 ist „mit Bezug zu der Messobjektstruktur, und der Tatsache, dass „die Frequenz eines zentrieren eines Werkstücks gleich 30% ist „in den vergangenen Messverlauf für die als Messobjekten dienenden ähnlichen Strukturen. Wie in 12 dargestellt werden die der Rangfolge nach eingeweihten Kandidatenmesselemente auf dem Bildschirm in der Reihenfolge der Rangfolge durch die Uni Anzeigesteuereinheit 11a angezeigt, wodurch ein Anwender ein beliebiges auswählen kann. In dem in 12 dargestellten Beispiel des Falls, bei welchem die linke und die rechte äußere Kante des Werkstücks detektiert werden, wählt der Anwender „Breite“ aus „Breite“, „Schwerpunkt“ und „Seitenlänge „ in der Liste der Kandidatenmesselemente aus. In dem in 12 dargestellten Beispiel des Falls, bei welchem die obere, untere, linke und rechte äußere Kante des Werkstücks detektiert sind, wählt der Anwender „Zentrieren“ aus „Zentrieren“, „Volumen „„ periphere Länge“ in der Liste der Kandidatenmesselemente aus.
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<Messprogrammerzeugungseinheit 11e>
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Falls der Anwender ein Messelement auswählt, stellt die Messprogrammerzeugungseinheit 11b die vorbestimmte Anzahl der Annäherungspunkte und die vorbestimmte Anzahl der Messpunkte gemäß dem ausgewählten Messelement ein. Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e kann das Programm eines Modells (nachfolgend als „ein Modellprogramm“ bezeichnet) erfassen, welches zu dem Messobjekt und dem ausgewählten Messelement gehört, aus einer Modellprogrammdatenbank 16c in der Speichereinheit 16.das Modellprogramm umfasst die vorher eingestellte Strategie zum Einstellen von Messpunkten und Annäherungspunkten, welche zu verschiedenen Typen von Messelementen gehören. Die Messprogrammerzeugungseinheit 11 klein stellt die Messpunkte und die Annäherungspunkte des Modellprogramms auf der Basis der bestimmten Konfiguration der durch die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur ein. Die Messprogrammerzeugungseinheit 11b erzeugt weiter automatisch einen Messpfad, welcher 2 Annäherungspunkte verbindet, und einen Messpfad von einem Annäherungspunkt zu einem Messpunkt auf der Basis der voreingestellten einstellt Strategie. Mit dieser Operation wird das Programm (Messprogrammen) zum Messen des Messobjekts automatisch erzeugt das automatisch durch die Messprogrammerzeugungseinheit 11b wird simuliert, wodurch die EU die Anzeigesteuereinheit 11a die Annäherungspunkte, die Messpunkte und die Messpfade des Messprogramms, auf dem die Bildschirm anzeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Messprogrammerzeugungseinheit 11e ebenso Messpunkte, Annäherungspunkte und Messpfade auf der Basis der bestimmten Konfiguration der durch die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur einstellen kann, ohne das Modellprogramm zu verwenden. Die Inhalte der durch die Messprogrammerzeugungseinheit 11b ausgeführten Messprogrammerzeugungsverarbeitung werden weiter besonders mit Bezug zu 13 beschrieben.
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13 ist das schematisches Diagramm, welches das Konzept darstellt, wobei ein Messprogrammen auf der Basis des Modellprogramms durch die Messprogrammerzeugungseinheit 11e automatisch erzeugt wird. Wie in 13 dargestellt, speichert die Modellprogrammdatenbank 16c in der Speichereinheit 16 die zu den Formen von Werkstücken gehörigen vorab registrierten Modellprogramm. Die Modellprogrammdatenbank 16c speichert beispielsweise das Modell zum Messen eines Punkts für jede Seite der 4 seitlichen Seiten eines rechteckigen Parallelepiped, das Modell zum Messen eines Punkts für jede Seite der dreiseitigen Seiten eines dreieckigen Plasmas und das Modell zum Messen des inneren Durchmessers einer Säule durch Verschieben einer Sonde von dem Mittelpunkt des Kreises nach der Außenseite davon. In einem Beispiel, wie in 13 dargestellt, wird das Modell für einen rechteckigen Parallelepiped erweitert und zusammengezogen, gemäß den Positionen von Annäherungspunkten. Das heißt, lediglich eine Topologie wie beispielsweise die Reihenfolge der Annäherungspunkte und die Richtung, in welcher eine Sonde verschoben wird, wird als ein Modell in der Modellprogrammdatenbank 16c registriert. Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e erzeugt ein Messprogrammen durch Ersetzen von tatsächlichen Werten für Annäherungspunkte in den Modellprogramm.
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Falls der Anwender eine Eingabe zum Korrigieren der Quellenliste des Messprogramms ein gibt, welche auf dem Bildschirm angezeigt wird, gibt die Messprogrammerzeugungseinheit 11e die eingegebene Korrektur an dem Messprogrammen an. Die Uni Anzeigesteuereinheit 11a simuliert das Messprogrammen, wobei die Korrektur durch den Anwender wiedergegeben wird, wodurch die Annäherungspunkte, die Messpunkte und die Messpfade nach der Korrektur auf dem Unibildschirm angezeigt werden. Der Anwender bestätigt die Messpunkte und die Messpfade, welche auf dem UI Bildschirm angezeigt werden, wodurch das Messprogrammen basierend auf den bestätigten Annäherungspunkten, den bestätigten Messpunkten und den bestätigten Messverfahren eingerichtet wird.
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<Messprogrammausführungseinheit 11f>
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Die Messprogrammausführung einer 11f führt das Messprogrammen (eingerichtetes Messprogrammen) aus, welches durch die Messprogrammerzeugungseinheit 11b erzeugt ist, und verschiebt den Detektor 90 (wie beispielsweise eine Bildungssonde oder einen Lasersensor), wodurch das Messobjekt vermessen wird. Die obige Beschreibung betrifft die in der CPU 11 gebildeten funktionalen Blöcke durch Ausführen des Programms für die Messprogrammerzeugungsverarbeitung in der Werkstückmessvorrichtung 1.andere in der Werkstückmessvorrichtung 1 umfasste Komponenten werden nachstehend mit Bezug zu 1 beschrieben.
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Der ROM 12 umfasst verschiedene Typen von vorabgespeichert Systemprogrammen zum Steuern der Werkstückmessvorrichtung 1.der RAM 13, welcher mit einem Halbleiterspeicher wie beispielsweise einem dynamischen Arbeitsspeicher (DRAM) ausgebildet ist, speichert erzeugte Daten, wenn die CPU 11 verschiedene Typen einer Verarbeitung ausführt. Die Eingabeeinheit 14, welche mit einer Eingabevorrichtung wie beispielsweise eine Tastatur, einer Maus oder einem Berührungssensor (Touchpanel) ausgebildet ist, nimmt verschiedenen Typen von durch einen Anwender eingegebene Information in der Werkstückmessvorrichtung 1 an.
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Die Anzeigeeinheit 15, welche mit einer Anzeigevorrichtung wie beispielsweise einer Flüssigkristallanzeige (LCD) ausgebildet ist, zeigt verschiedene Typen von Verarbeitungsergebnissen der Werkstückmessvorrichtung 1 an. Die Speichereinheit 16, welche mit einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung wie beispielsweise einer Festplatte oder einem Flash Speicher ausgebildet ist, speichert ein Programm für eine Messprogrammerzeugungsverarbeitung und etwas Ähnliches. Wie oben beschrieben speichert die Speichereinheit 16 die Messelement Datenbank (Messelemente DB) 16a, in welche die Typen von Messelementen bestimmt sind, die Messverlaufsdatenbank (Messverlauf DB) 16b, in welcher der vergangene Messverlauf gespeichert wird, und die Modellprogrammdatenbank (Modellprogramm DB) 16c, in welcher die Messprogrammen Modelle gespeichert werden. Die Speichereinheit 16 speichert weiter verschiedene Typen von Verarbeitungsergebnissen der Werkstückmessvorrichtung 1 wie beispielsweise eingerichteten Messprogrammen und Ausführungsergebnis in der Messprogrammen.
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Die Kommunikationseinheit 17, welche eine Kongregationsschnittstelle für Verarbeitungssignale auf der Basis eines vorbestimmten Kommunikationsstandards wie beispielsweise einen verkabelten oder drahtlosen LAN oder USB umfasst, steuert die zwischen der Werkstückmessvorrichtung 1 und anderen Vorrichtungen ausgeführte Kommunikation.
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Der visueller Sensor 18, welcher eine Bildvorrichtung zum Aufnehmen eines dreidimensionalen Bild wie beispielsweise eine tiefen Kamera oder eine Stereokamera umfasst, nimmt ein dreidimensionales Bild eines als ein Messobjekt dienenden Werkstücks auf. Es wird darauf hingewiesen, dass der visueller Sensor 18 eine Bitvorrichtung zum Aufnehmen eines zweidimensionalen Bilds eines Werkstücks umfassen kann. Der Detektor 19, welcher eine Berührungssonde, einen Lasersensor oder etwas Ähnliches umfasst, detektiert die Position eines Punkts in einem als ein Messobjekt dienenden Werkstück.
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<spezifisches Anwendungsbeispiel>
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Die nachstehenden Beschreibungen mit Bezug zu 14 bis 18 betreffen die bestimmten Beispiele der Fälle, wobei die Werkstückmessvorrichtung 1 das Messprogrammen zum Zentrieren eines Werkstücks vor einer Bearbeitung und das Messprogrammen für ein Messen des inneren Durchmessers der in dem Werkstück gebildeten Öffnung nach einer Bearbeitung automatisch erzeugt.
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[Spezifisches Anwendungsbeispiel 1]
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<Messprogrammen zum Zentrieren>
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Die direkt nachstehende Beschreibung mit Bezug zu 14 bis 16 betrifft das Verfahren zum automatischen erzeugen des Messprogramms zum Zentrieren eines Werkstücks vor einer Bearbeitung. In dem aktuellen Beispiel wird das Messprogrammen zum Zentrieren (in einem dreidimensionalen Raum) eines Werkstücks vor einer Bearbeitung unter der Annahme automatisch erzeugt, dass ein rechteckiges Parallelepiped als ein Messobjekt verwendet wird und dass das Werkstück von direkt oberhalb durch eine dreidimensionale Kamera abgebildet wird, als eine Abbildungsbedingungen.
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In diesem Fall wird das Messprogrammen automatisch gemäß dem nachstehenden Verfahren erzeugt.
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(Verfahren 1) Ein Anwender bestimmt ein Messobjekt (4-seitige Form) durch die in 4 dargestellte ein Schließoperation auf dem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines auf dem UI Bildschirm durch die UI Anzeigesteuereinheit 11a angezeigten Messobjekts.
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(Verfahren 2) Die Messobjekterfassungseinheit 11c entnimmt die vierseitige Form durch Ausführen einer Bildverarbeitung (beispielsweise eine Hough-Transformation oder ein Snake-Verfahren) an den durch die ein Schließoperation bestimmten Messobjekt.
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(Verfahren 3) Die Messelementeinstelleinheit 11d erstellt die Liste der auszuwählenden Messelemente durch Bezugnahme auf die vergangene Messverlaufsinformation (die Messverlaufsdatenbank 16b in der Speichereinheit 16), auf der Basis der durch die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur. Insbesondere schränkt die Messelementeinstelleinheit 11d die auszuwählenden Messelemente unter Verwendung der nachstehenden Bedingungen ein und bestimmt deren Rangfolge.
- -Form eines Werkstücks (beispielsweise die entnommene 4-seitige Form, welche zu dem rechteckigen Parallelepiped gehört, in welchen die vierseitige Form aus der Peripherie in der Zeitrichtung hervorsteht)
- -Status eines Werkstücks (beispielsweise vor einer Bearbeitung)
- -Inhalt eines Bearbeitungsprogramm (beispielsweise ein Schneiden einer äußeren Seite des Werkstücks)
- -Vergangene Messverlauf (beispielsweise mit einer Frequenz von 80 % einer Zentrierungsmessung, falls „eine 4-seitige Form“ eingegeben ist, um“ die Außenseite eines Objekts“ „ vor einer Bearbeitung“ „zu umschließen und zu bestimmen“)
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(Verfahren 4) Der Anwender wählt ein „ zentrieren“ aus den Kandidatenmesselementen in der durch die Messelementeinstelleinheit 11b erstellten Liste aus.
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(Verfahren 5) Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e stellt 5 Messpunkte jeweils bei den Mittelpunkten der 5 Seiten des rechteckigen Parallelepiped ein und stellt 5 Annäherungspunkte jeweils bei den Positionen weg von den Messpunkten um einen festen Abstand in den normalen Richtungen der Seiten ein. Die Höhe in der Zeitrichtung an dem Mittelpunkt der Messebene wird beispielsweise durch Dividieren durch 2 der Summe der äußeren Höhe und der inneren Höhe des äußeren Randabschnitts der vierseitigen Form erhalten, welche durch eine dreidimensional Kamera erfasst ist. Die Höhe in der Zeitrichtung kann durch abbilden der vierseitigen Form unter Verwendung einer dreidimensionalen Kamera erhalten werden kann auf der Basis des Bearbeitungsprogramms des Werkstücks berechnet werden, kann aus den CAD Daten des Werkstücks erhalten werden oder kann auf der Basis der Größe des Objekts in einem zweidimensionalen Kamerabild erhalten werden.
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14 ist das schematische Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem Messpunkte und Annäherungspunkte für den Fall eines zentrieren des rechteckigen Parallelepiped eingestellt werden. Das Verfahren 5 wird ausgeführt, wodurch die Messpunkte und die Annäherungspunkte eingestellt werden, wie in 14 dargestellt. In dem Modellprogramm zum Zentrieren eines rechteckigen Parallelepiped wird die Strategie zum Einstellen von Messpunkten und Annäherungspunkten, wie in 14 dargestellt, mit Bezug zu einem Messobjekt-Rechteck-Parallelepiped bestimmt. Entsprechend, falls ein Modellprogramm verwendet wird, kann die Messprogrammerzeugungseinheit 11e Messpunkte und Annäherungspunkte einfach einstellen.
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(Verfahren 6) Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e erzeugt einen Messpfand, welcher zwischen 2 Annäherungspunkten verbindet, wie folgt.
- -Einstellen als den ersten Annäherungspunkt den Annäherungspunkt, welcher in der geraden Linie von der aktuellen Position (Anfangspositionen) der Berührungssonde am nächsten ist.
- -Einstellen als den zweiten Annäherungspunkt den Annäherung Punkt, welche in der geraden Linie von dem ersten Annäherungspunkt am nächsten ist, und Einstellen der Reihenfolge bei allen Annäherungspunkten auf dieselbe Weise.
- -Erzeugen eines Pfads, sodass diese nicht mit einem Objekt in Kontakt kommt, durch Verbinden zwischen einem N-te an Änderungspunkt und einem (N+1)-te Annäherungspunkt, wobei N eine natürliche Zahl ist).
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15 ist das schematische Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem die Reihenfolge der Annäherungspunkte eingestellt wird. 16 ist das schematische Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem ein Pfad, welcher zwischen 2 Annäherungspunkten verbindet, eingestellt wird. 16 stellt die Beispiele in 2 Formen jeweils zum Einstellen eines Messverfahrens dar: (A) den Fall zum beibehalten eines festen Abstands von einem Messobjekten; und (B) den Fall zum Einstellen eines gekürzten Fahrrads zwischen 2 Annäherungspunkten. Es wird darauf hingewiesen, dass in dem Fall zum Einstellen eines kürzesten Fahrrads zwischen 2 Annäherungspunkten der Rand mit zumindest der Länge des Radius einer Sonde von dem Messobjekt sichergestellt werden muss.
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(Verfahren 7) Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e erzeugt einen Messpfad von einem Annäherungssprung zu einem Messpunkten wie folgt.
- -Verschieben der Sonde entlang der geraden Linie, welche von einem Annäherungspunkt einem Messpunkten verbindet, und Verschieben der Sonde zurück zu dem Annäherungspunkt, wenn die Probe mit dem Werkstück in Kontakt kommt.
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[spezifisches Anwendungsbeispiel 2]
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<Messprogrammen zum Messen des inneren Durchmessers der in dem Werkstück geformten Öffnung nach einer Bearbeitung>
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Die nachstehende Beschreibung mit Bezug zu 17 und 18 betrifft das Beispiel, bei welchem das Messprogrammen zum Messen des inneren Durchmessers der in dem Werkstück gebildeten Öffnung nach einer Bearbeitung automatisch erzeugt wird. In dem vorliegenden Beispiel ist das Messprogrammen zum Messen des inneren Durchmessers (in einer dreidimensionalen Form) der in dem Werkstück gebildeten Öffnung nach einer Bearbeitung automatisch unter der Annahme erzeugt, dass ein rechteckiges Parallelepiped als ein Messobjekt verwendet wird und das das Werkstück direkt von oben durch eine dreidimensionale Kamera abgebildet wird, als eine Abbildungsbedingungen.
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In diesem Fall wird das Messprogrammen gemäß den nachstehenden Verfahren automatisch erzeugt.
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(Verfahren 1) Ein Anwender bestimmten Messobjekt (Öffnungsgrades) durch die ein Schließoperation (siehe 3) auf dem Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts, angezeigt auf dem Bildschirm durch die die Anzeigesteuereinheit 11a.
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(Verfahren 2) Die Messobjekterfassungseinheit 11c entnimmt einen Kreis durch Ausführen einer Bildverarbeitung (beispielsweise eine Hough-Transformation oder ein Snake-Verfahren) an dem durch die ein Schließoperation bestimmten Messobjekt.
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(Verfahren 3) die Messelementeinstelleinheit 11d erstellt die Liste der auszuwählenden Messelemente durch Bezugnahme auf die vergangene Messverlaufsinformation (die Messverlaufsdatenbank 16b in der Speichereinheit 16) auf der Basis der die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur.
- -Form eines Werkstücks (beispielsweise die entnommene 4-seitige Form, welche zu dem rechteckigen Parallelepiped gehört, in welchem die vierseitige Form aus der Peripherie in der Zeitrichtung hervorsteht)
- -Status eines Werkstücks (beispielsweise nach einer Bearbeitung)
- -Inhalt eines Bearbeitungsprogramm (beispielsweise ein Loch-Bohren des Werkstücks)
- -Vergangene Messverlauf (beispielsweise mit einer Frequenz von 70 % zum Messen eines inneren Durchmessers, falls „ein Kreis“ eingegeben wird, um“ das Innere eines Objekts“ „nach einer Bearbeitung““ umschließen und zu bestimmen“
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(Verfahren 4) der Anwender wählt „inneren Durchmesser „aus den Kandidatenmesselementen in der durch die Messelementeinstelleinheit 11b erstellten Liste aus.
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(Verfahren 5) Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e stellt einen Annäherungspunkt Bei dem Mittelpunkt des Kreises ein. Die Höhe in der Z Richtung des Annäherungspunkts wird durch Dividieren durch 2 der Summe der äußeren Höhe und der inneren Höhe des Handabschnitts des Kreises erhalten, entnommen aus dem durch eine dreidimensionale Kamera aufgenommenen Bild.
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17 ist das schematische Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem der Annäherungspunkt eingestellt wird, für den Fall, bei welchem der innere Durchmesser der Öffnung gemessen wird. Das Verfahren 5 wird ausgeführt, wodurch der Annäherungspunkt Bei dem Mittelpunkt des Kreises und bei der Höhe in der Zeitrichtung gemäß der Einstellen Strategie eingestellt wird, wie in 17 dargestellt.
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(Verfahren 6) Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e verwendet, als Messpunkte, 3 Kreuzungen des um Kreises des Öffnungskreises und der 3 geraden Linien, welche sich von dem Annäherungspunkt In der Richtung von 0°, in der Richtung von 120° und in der Richtung von 240° in dem Maschinenkoordinatensystem erstrecken. 18 ist das schematische Diagramm, welches den Zustand darstellt, bei welchem die Messpunkte eingestellt werden, für den Fall, bei welchem der innere Durchmesser der Öffnung gemessen wird. Verfahren 6 wird ausgeführt, wodurch die Messpunkte bei den Positionen an dem Umkreis von 0°, 120° und 240° in dem Maschinenkoordinatensystem von dem bei dem Mittelpunkt des Kreises eingestellten Annäherungspunkt eingestellt werden, wie in 18 dargestellt.
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(Verfahren 7) Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e erzeugt die Messpfade aus dem Annäherungspunkt zu dem Messpunkt, wie folgt.
- -Verschieben der Sonde entlang der geraden Linie, welche von dem Annäherungspunkt zu einem Messpunkten verbindet, Verschieben der Sonde zurück zu dem Annäherungspunkt, wenn die Sonde in Kontakt mit dem Werkstück kommt, und Verschieben der Probe zu dem nächsten Messpunkt.
- -Alternativ, Verschieben der Sonde entlang der geraden Linie, welche von dem Annäherungspunkt Zu dem ersten Messpunkt verbindet, und dann Verschieben der Probe direkt zu dem nächsten Messpunkt, wenn die Probe in Kontakt mit dem Werkstück kommt.
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Die Messprogrammerzeugungseinheit 11e kann entweder Muster zum Erzeugen von Messfahrten durch schalten des Modus oder etwas Ähnlichem einstellen. Die Ausführungsformen der entsprechenden funktionalen Teile der Werkstückmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wurden bisher auf der Basis der Konfiguration der Werkstückmessvorrichtung 1 beschrieben.
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Die nachstehende Beschreibung mit Bezug zu 19 betrifft den Fluss der Bearbeitung durch die Werkstückmessvorrichtung 1.
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<Messprogrammerzeugungsverarbeitung>
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19 ist das Flussdiagramm zum erläutern des Flusses der durch die Werkstückmessvorrichtung 1 auszuführenden Messprogrammerzeugungsverarbeitung. Die Messprogrammerzeugungsverarbeitung wird auf den Empfang der Anweisung zum Beginnen der Messprogrammerzeugungsverarbeitung über die Eingabeeinheit 14 gestartet.
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Im Schritt S1 zeigt die UI Anzeigesteuereinheit 11a den Anwenderschnittstellen Bildschirm (GUI Bildschirm) an, welcher einem Anwender ermöglicht verschiedene Typen von Information in der Messprogrammerzeugungsverarbeitung einzugeben und auszugeben. Im Schritt S2 erfasst die Bilderfassungseinheit 11b die zweite mittlere Form des Werkstücks umfassende Bilddaten, wie beispielsweise die Bilddaten des Werkstücks, welche durch den visuellen Sensor 18 (eine tiefen Kamera, eine Stereokamera oder etwas Ähnliches) abgebildet sind, oder die computergestützten Design (CAD) Daten des in einem CAD System erzeugten Werkstücks. Die zu diesem Zeitpunkt erfassten Bilddaten des Werkstücks werden in der Speichereinheit 16 gespeichert. Im Schritt S3 zeigt die UI Anzeigesteuereinheit 11a den Eingabebildschirms zum Bestimmen eines Messobjekts in den erfassten Bild des Werkstücks an.
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Im Schritt S4 erfasst die UI Anzeigesteuereinheit 11a die Operationsinhalte zum Bestimmen, eingegeben durch den Anwender, auf dem Bildschirm zum Bestimmen eines Messobjekts. Im Schritt S5 bestimmt die Messobjekterfassungseinheit 11c den zu dem Messobjekt gehörigen Abschnitt in dem Bild des Werkstücks gemäß der Operationsinhalte zum Bestimmen, eingegeben durch den Anwender, und detektiert die Struktur (dreidimensionale Form) des bestimmten Abschnitts.
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Im Schritt S6 wandelt die Messobjekterfassungseinheit 11c die detektierte Struktur von dem Ebenen Koordinatensystem (Bildkoordinatensystem) der Anzeige in das dreidimensionalen Koordinatensystem (Maschinenkoordinatensystem) auf der Halterung um, auf welcher das Werkstück platziert ist. Im Schritt S7 erstellt die Messelementeinstelleinheit 11b die Liste der als Messelemente auszuwählenden Elemente (Kandidatenmesselemente) durch Bezugnahme auf den vergangenen Messverlauf (die Messverlaufsdatenbank 16b in der Speichereinheit 16) auf der Basis einer durch die Messobjekterfassungseinheit 11c detektierten Messobjektstruktur.
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Im Schritt S8 bestimmt die Messelementeinstelleinheit 11d die Rangfolge der Kandidatenmesselemente in der Liste auf der Basis des vergangenen Messverlaufs oder etwas Ähnlichem. Im Schritt S9 zeigt die UI Anzeigesteuereinheit 11a die durch die Messelementeinstelleinheit 11d in einer Rangfolge angeordneten Kandidatenmesselemente in der Reihenfolge der Rangfolge auf dem UI Bildschirm an. Im Schritt S10 zeigt die UI Anzeigesteuereinheit 11a den Eingabebildschirms zum Annehmen einer Auswahl aus den Kandidatenmesselementen und nimmt die Auswahl durch den Anwender an.
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Im Schritt S11 steht die Messprogrammerzeugungseinheit 11e die vorbestimmte Anzahl der Annäherungspunkte und die vorbestimmte Anzahl der Messpunkte gemäß dem durch den Anwender ausgewählten Messelement ein. Im Schritt S12 stellt die Messprogrammerzeugungseinheit 11e die Annäherungspunkte und die Messpunkte des Modellprogramms auf der Basis der bestimmten Konfiguration der Messobjektstruktur ein. Im Schritt S13 erzeugt die Messprogrammerzeugungseinheit 11e einen Messpfad, welcher zwischen 2 Annäherungspunkten verbindet, und einen Messpfad von einem Annäherungspunkt einem Messpunkt auf der Basis der vorbestimmten Einstellen Strategie automatisch. Die Annäherungspunkte, die Messpunkte und die Messpfade, welche wie oben erzeugt sind, des Messprogramms werden auf dem Unibildschirm durch die UI Anzeigesteuereinheit 11a angezeigt. Es wird drauf hingewiesen, dass im Schritt Sllbis Schritt S13 die Messprogrammerzeugungseinheit 11e das zu dem Messobjekt und dem ausgewählten Messelement gehörige Modellprogramm erfassen kann und die Annäherungspunkte und die Messpunkte des Modellprogramms und die Messpfade auf der Basis der bestimmten Konfiguration der Messobjektstruktur einstellen kann.
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Im Schritt S14 nimmt die Messprogrammerzeugungseinheit 11e die Eingabe zum Korrigieren von dem Anwender mit Bezug zu der Quellenliste des Messprogramms an, angezeigt auf dem UI Bildschirm. Im Schritt S15 bestimmt die UI Anzeigesteuereinheit 11a, ob das Messprogrammen durch den Anwender bestätigt ist oder nicht. Falls das Messprogrammen nicht durch den Anwender bestätigt ist, wird Nein als die Bestimmung im Schritt S15 erhalten und die Verarbeitung fährt mit dem Schritt S14 fort. Andererseits, falls das Messprogrammen durch den Anwender bestätigt ist, wird ja als die Bestimmung im Schritt S15 erhalten und die Verarbeitung fährt mit dem Schritt S16 fort.
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Im Schritt S16 bestimmt die Messprogrammausführungsinhalt 11f, ob das Ausführen des Messprogramms angewiesen wurde oder nicht. Falls das Ausführen des Messprogramms angewiesen wurde, wird ja als die Bestimmung im Schritt S16 erhalten und die Verarbeitung fährt mit dem Schritt S17 fort. Andererseits, falls das Ausführen des Messprogramms nicht angewiesen wurde, wird Nein als die Bestimmung im Schritt S16 erhalten und die Messprogrammerzeugungsverarbeitung wird beendet. Im Schritt S17 führt die Messprogrammausführungsinhalt 11f das Messprogrammen aus. Nach dem Schritt S17 wird die Messprogrammerzeugungsverarbeitung beendet.
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Wie oben beschrieben nimmt die Werkstückmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Operation zum Bestimmen eines Messobjekts durch einen Anwender in dem Bild eines Werkstücks an. Die Werkstückmessvorrichtung 1 bestimmt den zu dem Messobjekt gehörigen Abschnitt in dem Bild des Werkstücks gemäß der Bestimmung durch den Anwender und detektierte Struktur (dreidimensionale Form) des bestimmten Abschnitts. Die Werkstückmessvorrichtung 1 nimmt weiter die Eingabe des Messelements mit Bezug zu der detektierte Struktur an und stellt die Messpunkte und die Annäherungspunkte gemäß dem Messelement und die die Messpunkte und die Annäherungspunkte umfassenden Messpfade automatisch ein. Die Operation zum Bestimmen des Messobjekts in dem Bild des als das Messobjekt dienen Werkstücks und die Operation zum Eingeben der Messelemente werden ausgeführt, wodurch das Messprogrammen zum automatischen messen des als das Messobjekt dienen Werkstücks automatisch erzeugt wird. Entsprechend kann die zum Messen des Werkstücks erforderliche Arbeitslast reduziert werden.
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In der Werkstückmessvorrichtung 1 gibt der Anwender die Operation zum einschließen des Bilds des Werkstücks, die Operation zum Eingeben einer geraden Linie, die Operation zum Bestimmen eines Punkts oder einer anderen Operation ein, um das Messobjekt in dem Bild des Werkstücks zu bestimmen, wodurch der zu dem Messobjekt gehörige Abschnitt in dem Bild des Werkstücks durch eine Bildverarbeitung bestimmt wird. Entsprechend kann der Anwender das Messobjekt durch eine einfache Operation bestimmen.
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In der Werkstückmessvorrichtung 1 werden die Messelemente mit Bezug zu der detektierten Struktur in einer Liste angezeigt und auf der Basis eines Typs, einer Form und eines Bearbeitungsstatus der Struktur, Inhalten des Bearbeitungsprogramms, vergangenen Messverlauf und etwas Ähnlichem in einer Rangfolge eingeordnet. Diese Operation ermöglicht es zum Darstellen an den Anwender, welcher das Messelement auswählt, der Messelemente, welche wahrscheinlich in einer einfach zu verstehenden Weise auszuführen sind.
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Die Werkstückmessvorrichtung 1 erfasst das zu der detektierte Struktur (Messobjekt) und dem ausgewählten Messelement gehörige Modellprogramm und stellt die Messpunkte und die Annäherungspunkte gemäß der bestimmten Konfiguration der Messobjektstruktur ein. Diese Operation ermöglicht es das Messprogrammen zum automatischen Messen des Messobjekts einfacher zu erzeugen.
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[Modifikation 1]
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In der Beschreibung der obigen Ausführungsform bestimmt ein Anwender ein Messobjekt und gibt ein Anwender ein Messelement ein. Alternativ falls bestimmt wird, dass ein Messprogrammen entschieden eindeutig für ein Messobjekt ist, kann die Werkstückmessvorrichtung 1 das Messprogrammen automatisch erzeugen, durch auslassen der Bestimmung eines Messobjekts und der Eingabe eines Messelements. In diesem Fall kann die Werkstückmessvorrichtung 1 bestimmen, ob das Messprogrammen entschieden eindeutig für das Messobjekt ist oder nicht, bei schrittweise auf der Basis davon, dass das Messobjekt, das Messelement und etwas Ähnliches durch den Anwender vorab bestimmt sind, dass die automatische Auswahl derart eingestellt ist, dass das Messelement mit der höchsten Frequenz bei einer Auswahl aus den auf der Basis der vergangenen Messverläufe in einer Reihenfolge eingereichten Kandidaten Mistelementen ausgewählt wird und dass das Messprogrammen auf einen Typ beschränkt ist. Als eine andere Modifikation kann die Werkstückmessvorrichtung 1 ohne eine Messobjektbestimmungseinheit oder eine Messelemente Bestimmungseinheit ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Werkstückmessvorrichtung 1 das Messprogrammen beispielsweise auf der Basis davon automatisch erzeugen, dass das Messobjekt, das Messelement und etwas Ähnliches vorab bestimmt sind, dass die automatische Auswahl derart eingestellt ist, dass das Messelement mit der höchsten Frequenz in einer Auswahl aus den auf der Basis des vergangenen Messverlaufs in einer Reihenfolge eingereichten Kandidaten Maxelementen ausgewählt wird und dass das Messprogrammen vorab für jeden Typ eines Werkstücks bestimmt ist.
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[Modifikation 2]
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Wenn Werkstück der in einem Typ in Masse produziert werden, werden die für das erste Werkstück und das Bild des Werkstücks erzeugten Messprogrammen gespeichert. Für die zweiten und die nachfolgenden Werkstücke werden die Verschiebungsbeträge der Positionen und der Winkel von dem Bild des ersten Werkstücks berechnet und werden die Verschiebungsbeträge zu den Koordinatenwerten des für das erste Werkstück erzeugten Messprogrammen hinzugefügt, sodass das Programm korrigiert wird. Dadurch kann die Messoperation voll automatisiert werden, durch auslassen der Anwenderoperation zum Bestimmen eines Messobjekts und der Anwenderoperation zum Bestimmen eines Messelements mit Bezug zu den zweiten und den nachfolgenden Werkstücken.
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[Modifikation 3]
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In der Beschreibung der obigen Ausführungsform wird die Operation zum Bestimmen eines Messobjekts angenommen und wird die Messobjektstruktur detektiert, und danach wird die Eingabe eines Messelements angenommen. Alternativ kann die Eingabe eines Messelements angenommen werden und danach die Operation zum Bestimmen eines Messobjekts angenommen werden und kann die Messobjektstruktur detektiert werden. Mit dieser Operation wird ein Messobjekt durch die Bestimmung des Messelements beschränkt, wodurch es ermöglicht wird die Messobjektstruktur geeigneter zu detektieren.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform oder Modifikationen beschränkt. Verschiedene Änderungen, Modifikation und etwas Ähnliches sind verfügbar. In einem Beispiel, obwohl der Detektor 19 einen Bildungssonde oder einen Lasersensor in der Beschreibung der obigen Ausführungsform umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, eine beliebige Vorrichtung, welche zum Messen der Position oder der Form des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks geeignet ist, kann verschiedene Typen von Detektoren verwenden.
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Obwohl die die dreidimensionale Form des Werkstücks umfassenden Bilddaten als das Bild des als ein Messobjekt dienenden Werkstücks in der Beschreibung der obigen Ausführungsform verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In einem Beispiel kann das die zweidimensionale Form des Werkstücks umfassenden Bild zusätzlich mit einer anderen Hilfsinformation (beispielsweise als ein Bearbeitungsprogramm) verwendet werden, wodurch als die Gesamtheit der Information die dreidimensionale Form des Werkstücks erkannt wird.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform, falls der Detektor 19 von einem Annäherungspunkt Seine Messpunkte verschoben wird, kann der Detektor 19 mit einer hohen Geschwindigkeit zu der Position vor dem Messpunkt um einen vorbestimmten Abstand in dem Messpfad verschoben werden und kann mit einer niedrigen Geschwindigkeit von dem Messpunkt um den vorbestimmten Abstand verschoben werden. Im Ergebnis können das Werkstück und der Detektor 19 sanfter in Kontakt miteinander gebracht werden und kann zusätzlich die Messzeit verkürzt werden.
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Alle oder manche der Funktionen der Werkstückmessvorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden durch Hardware, Software oder die Kombination von diesen realisiert. Durch Software realisiert zu werden, bedeutet hierbei, dass ein Prozessor ein Programm ausliest und ausführt, wodurch eine Funktion realisiert wird. In dem Fall der Konfiguration können manche oder alle der Funktionen der Werkstückmessvorrichtung 1 mit einem integrierten Schaltkreis (IC), beispielsweise einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer Gateanordnung, einer feldprogrammierbaren Gateanordnung (FPGA) oder einer komplex programmierbare logische Vorrichtung (CPLD) ausgebildet werden.
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Falls alle oder manche der Funktionen der Werkstückmessvorrichtung 1 mit Software ausgebildet werden, ist ein Computer mit einer Speichereinheit wie beispielsweise der Festplatte und dem ROM ausgebildet, welche die alle oder manche der Operationen der Werkstückmessvorrichtung 1 schreibenden Programme speichert, wobei der DRAM für eine Berechnung benötigte Daten speichert, eine CPU und die entsprechende vorrichtungsverbindenden Busse, und in dem Computer der DRAM die für eine Berechnung benötigte Information speichert und die CPU veranlasst, dass die Programme laufen, wodurch die Funktionen realisiert werden können.
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Diese Programme können an Computer dadurch bereitgestellt werden, dass diese in verschiedenen Typen von computerlesbaren Medien gespeichert sind. Die Beispiele der computerlesbaren Medien umfassen verschiedene Typen von greifbaren Speichermedien. Die Beispiele der computerlesbaren Medien umfassen magnetische Speichermedien (bei schrittweise flexible Diskette, Magnet Band, Festplattenlaufwerk), magneto-optische Speichermedien (beispielsweise magneto-optische Disketten), CD Nurlesespeicher (ROM), CD-R, CD-R/W, Digital-Versatile-Diskette (DVD)-ROM, DVD-R, DVD-R/W, Halbleiterspeicher (beispielsweise Masken ROM, programmierbarer ROM (PROM), Le sparen PROM (EPROM), Flashspeicher, Arbeitsspeicher (RAM)). Diese Programme können dadurch verteilt werden, dass diese auf einen Anwender Computer über ein Netzwerk heruntergeladen werden.
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Die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wurden bis hierhin detailliert beschrieben. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich als die bestimmten Beispiele gedacht, welche die vorliegende Erfindung ausführen. Die technischen Schutzbereiche der Erfindung sind nicht durch die obigen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen sind verfügbar, ohne von den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und solche Modifikationen sind ebenso in den technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkstückmessvorrichtung
- 11
- CPU
- 11a
- UI Anzeigesteuereinheit
- 11b
- Bilderfassungseinheit
- 11c
- Messobjekterfassungseinheit
- 11b
- Messelementeinstelleinheit
- 11e
- Messprogrammerzeugungseinheit
- 11f
- Messprogrammausführungsinhalt
- 12
- ROM
- 13
- RAM
- 14
- Eingabeeinheit
- 15
- Anzeigeeinheit
- 16
- Speichereinheit
- 16a
- Messelementedatenbank
- 16b
- Messverlaufsdatenbank
- 16c
- Modellprogrammdatenbank
- 17
- Kommunikationseinheit
- 18
- visueller Sensor
- 19
- Detektor