坐標測量裝置的制造方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種接觸式坐標測量裝置?！?br>背景技術：
】[0002]接觸式坐標測量裝置設置有具有接觸部的探測器。使探測器的接觸部接觸測量對象，并且計算測量對象與接觸部之間的接觸位置。通過計算測量對象上的多個位置，對測量對象的期望部分的尺寸進行測量。[0003]JP06-511555A描述了一種用于對空間坐標進行逐點測量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器、接觸探測器和角度傳感器。接觸探測器除了接觸點外還設置有多個點光源。角度傳感器被設置成允許觀察測量對象的必要部分以及允許觀察接觸探測器的多個點光源。[0004]記錄從角度傳感器朝向每個光源的空間方向。基于所記錄的空間方向，數(shù)據(jù)處理器計算接觸探測器相對于角度傳感器的位置和方位。接觸探測器的位置和接觸點的位置與測量對象的位置相關聯(lián)。[0005]通過使用JP06-511555A中的用于逐點測量的系統(tǒng)，可以測量預先設置的測量對象部分相對于多個測量對象中的每一個的尺寸。這允許對多個測量對象進行質(zhì)量控制。[0006]然而，在不熟練的測量操作員測量多個測量對象的情況下，難以消除實際測量的地方相對于多個測量對象的變化。[0007]另外，當在測量對象的外觀中幾乎不能識別測量對象部分時，甚至熟練的測量操作員都難以執(zhí)行準確操作。如上所述，在對于測量對象的形狀測量中，在需要技巧時很難進行準確操作?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0008]本發(fā)明的目的在于提供了一種能夠容易地執(zhí)行準確操作的坐標測量裝置。[0009](I)根據(jù)本發(fā)明的一種坐標測量裝置包括:探測器，具有用于與測量對象接觸的接觸部以便對測量對象的物理量進行測量；第一成像單元，捕獲測量對象的至少一部分的圖像；位置和姿態(tài)獲取單元，獲取探測器的位置和姿態(tài)以及第一成像單元的位置和姿態(tài)；顯示單元，顯示由第一成像單元獲得的測量對象的至少一部分的圖像以作為捕獲圖像；以及控制單元，基于由位置和姿態(tài)獲取單元獲得的探測器的位置和姿態(tài)以及第一成像單元的位置和姿態(tài)來控制顯示單元在捕獲圖像上顯示第一指示符，第一指示符示出測量對象上要與接觸部接觸的測量位置。[0010]在坐標測量裝置中，位置和姿態(tài)獲取單元獲取探測器的位置和姿態(tài)以及第一成像單元的位置和姿態(tài)。第一成像單元捕獲測量對象的至少一部分的圖像。第一成像單元獲得的測量對象的至少一部分的圖像作為捕獲圖像被顯示在顯示單元上。基于所獲取的探測器的位置和姿態(tài)以及所獲取的第一成像單元的位置和姿態(tài)，在捕獲圖像上顯示表示測量對象上要與接觸部接觸的測量位置的第一指示符。[0011]相應地，用戶查看捕獲圖像上的第一指示符，并且可以由此準確地識別測量對象上的測量位置。結果，可以容易地執(zhí)行對測量對象的準確測量。[0012](2)控制單元可以被配置成可在設定模式和測量模式下進行操作，并且第一指示符可以基于通過設定模式生成的設定信息而在測量模式下顯示在捕獲圖像上，其中，該設定模式用于生成包括用于對測量對象的物理量進行測量的測量條件和測量過程的設定信息，該測量模式用于對測量對象的物理量進行測量。[0013]在這種情況下，管理對測量對象的測量操作的管理員可以通過設定模式設定針對測量對象的測量條件和測量過程。在測量模式下，基于所設定的測量條件和測量過程來顯示第一指示符。相應地，對測量對象執(zhí)行測量操作的操作員查看第一指示符，并且可以由此借助于準確的測量條件和測量過程來對測量對象的物理量進行測量。[0014](3)坐標測量裝置還可以包括存儲單元，其中控制單元可以將通過設定模式生成的設定信息存儲到存儲單元中，并且在測量模式下讀取存儲在存儲單元中的設定信息，以及第一指示符可以基于在測量模式下所讀取的設定信息而顯示在捕獲圖像上。[0015]在這種情況下，通過設定模式生成的設定信息存儲在存儲單元中。在測量模式下，讀取存儲在存儲單元中的設定信息?；谒x取的設定信息來顯示第一指示符。以這樣的方式，可以利用存儲在存儲單元中的設定信息來對測量對象的物理量進行測量。因此，在針對相同的測量對象來測量相同的物理量的情況下，不需要重復地創(chuàng)建設定信息。[0016](4)坐標測量裝置還可以包括接口部，在接口部中，設定信息被輸入到存儲單元以及從存儲單元輸出。[0017]在這種情況下，控制單元生成的設定信息可以被輸出至外部。另外，在外部所生成的設定信息可以被輸入到存儲單元。因此，可以在多個坐標測量裝置當中使用公共設定信息。[0018](5)設定信息可以包括在設定模式下通過第一成像單元捕獲測量對象的至少一部分的包括測量位置的圖像而生成的捕獲圖像數(shù)據(jù)，以及控制單元可以在測量模式下使得捕獲圖像基于捕獲圖像數(shù)據(jù)而顯示在顯示單元上。[0019]根據(jù)上述配置，管理對測量對象的測量操作的管理員可以捕獲測量對象的圖像，以使得在設定模式下顯示包括用于表示測量位置的適當部分的捕獲圖像。相應地，對測量對象執(zhí)行測量操作的操作員在測量模式下查看捕獲圖像和第一指示符，并且可以由此容易地且準確地識別要與接觸部接觸的測量位置。[0020](6)在測量模式下，控制單元可以控制顯示單元以基于設定信息的測量過程顯示第二指示符，該第二指示符表示測量對象的物理量的測量的進度水平。[0021]對測量對象執(zhí)行測量操作的操作員查看第二指示符，并且可以由此容易地識別測量操作的進度水平。[0022](7)控制單元可以被配置成可在單項測量模式下進行操作，該單項測量模式用于在第一指示符未顯示在捕獲圖像上的狀態(tài)下對測量對象的物理量進行測量而不使用設定?目息O[0023]在單項目測量模式下，在第一指示符未顯示在捕獲圖像上的狀態(tài)下，對測量對象的物理量進行測量而不使用設定信息。相應地，由于不需要用于創(chuàng)建設定信息的操作，因此可以在短的時間段內(nèi)測量期望的物理量。[0024](8)存儲單元可以存儲以測量模式進行的測量的結果，并且控制單元可以被配置成可在統(tǒng)計分析模式下進行操作，該統(tǒng)計分析模式用于基于存儲在存儲單元中的測量結果來執(zhí)行統(tǒng)計分析處理。[0025]在統(tǒng)計分析模式下，執(zhí)行針對測量結果的統(tǒng)計分析處理。這導致改善了坐標測量裝置的便利性。[0026](9)位置和姿態(tài)獲取單元可以基于所獲取的探測器的位置和姿態(tài)來計算測量對象與接觸部之間的接觸位置的坐標，以基于計算的結果對測量對象的物理量進行測量，以及控制單元可以通過預先設定的測量對象的特定物理量的測量來設定將測量對象的任意位置當作參考的參考坐標系，并且控制位置和姿態(tài)獲取單元以在所設定的參考坐標系下對測量對象的物理量進行測量。[0027]在這種情況下，通過對測量對象的特定物理量的測量，將測量對象的任意部分當作參考的坐標系被設定為參考坐標系。相應地，在所設定的參考坐標系中計算測量對象與接觸部之間的接觸位置的坐標，并且計算測量對象的物理量。結果，可以獲取在參考坐標系中的、測量對象與接觸部之間的接觸位置的坐標，并且也可以對測量對象執(zhí)行準確測量而與測量對象的位置和姿態(tài)無關。[0028](10)設定信息可以包括用于測量特定物理量的測量條件和測量過程，并且第一指示符可以顯示在捕獲圖像上以使得在測量模式下測量特定物理量。[0029]在這種情況下，生成了用于在設定模式下測量特定物理量的測量條件和測量過程作為設定信息，因此，第一指示符顯示在捕獲圖像上以使得在測量模式下測量特定物理量。對測量對象執(zhí)行測量操作的操作員查看第一指示符，并且可以由此在準確的測量條件和測量過程中對測量對象的特定物理量進行測量。因此，能夠準確地針對每個測量對象設定參考坐標系。[0030](11)坐標測量裝置可以包括位置和姿態(tài)獲取單元在其中可以獲取探測器的位置和姿態(tài)以及第一成像單元的位置和姿態(tài)的獲取可能區(qū)域，并且控制單元可以控制顯示單元顯示虛擬地表示從任意位置查看的獲取可能區(qū)域的虛擬圖像，并且在虛擬圖像上顯示第一指示符和表示接觸部的位置的第三指示符中的至少一個。[0031]在這種情況下，通過將第一指示符顯示在虛擬圖像上，用戶可以容易地識別測量位置在參考坐標系中的坐標。另外，通過將第三指示符顯示在虛擬圖像上，用戶可以容易地識別接觸部在獲取可能區(qū)域中的位置。[0032](12)坐標測量裝置還可以包括操作單元，該操作單元被操作以改變用于查看獲取可能區(qū)域的視點位置，并且當在捕獲圖像顯示在顯示單元的屏幕上的狀態(tài)下操作單元執(zhí)行用于改變視點位置的操作時，控制單元可以控制顯示單元顯示在從用于獲得捕獲圖像的第一成像單元的成像位置查看獲取可能區(qū)域時的虛擬圖像來替代捕獲圖像，此后，連續(xù)地改變虛擬圖像以使得用于查看獲取可能區(qū)域的位置從成像位置移動至改變后的視點位置。[0033]在這種情況下，用戶可以借助于操作單元來改變視點位置。當在將捕獲圖像顯示在顯示單元上的狀態(tài)下執(zhí)行用于改變視點位置的操作時，顯示在從用于獲得捕獲圖像的第一成像單元的成像位置查看獲取可能區(qū)域時的虛擬圖像來替代捕獲圖像。隨后，連續(xù)地改變虛擬圖像以使得用于查看獲取可能區(qū)域的位置從成像位置移動至指定的視點位置。[0034]根據(jù)上述配置，當將顯示在顯示單元的屏幕上的圖像從捕獲圖像切換為虛擬圖像時，用于查看獲取可能區(qū)域的視點位置在捕獲圖像與虛擬圖像之間保持不變。這使得用戶能夠在準確地識別視點位置的同時順利地執(zhí)行用于改變視點位置的操作。[0035](13)探測器可以具有多個指示器，第一成像單元可以設置在探測器中以相對于多個指示器具有恒定的位置關系，位置和姿勢獲取單元可以包括第二成像單元和計算單元，第二成像單元固定于預先設定的成像位置并且捕獲探測器的多個指示器的圖像，計算單元基于表示由第二成像單元獲得的多個指示器的圖像的圖像數(shù)據(jù)來分別計算多個指示器的位置，并且控制單元可以控制顯示單元基于由計算單元計算的多個指示器的位置以及第一成像單元相對于多個指示器的位置關系來在捕獲圖像上顯示第一指示符。[0036]在上述配置中，第二成像單元捕獲探測器的多個指示器的圖像?；诒硎居傻诙上駟卧@得的多個指示器的圖像的圖像數(shù)據(jù)來分別計算多個指示器的位置。在這種情況下，所計算的多個指示器的位置和第一成像單元相對于多個指示器的位置關系被用作表示探測器的位置和姿勢以及第一成像單元的位置和姿勢的信息。基于所計算的多個指示器的位置和第一成像單元相對于多個指示器的位置關系來顯示第一指示符。因此，根據(jù)第一指示符，可以準確地在捕獲圖像上示出測量對象上的測量位置。[0037]根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地且迅速地執(zhí)行準確的測量?！靖綀D說明】[0038]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的坐標測量裝置的配置的框圖；[0039]圖2是示出圖1的坐標測量裝置的測量頭的配置的透視圖；[0040]圖3是示出圖2的測量頭的探測器的配置的透視圖；[0041]圖4A是示出在圖3的探測器中設置的觸針(stylus)的配置的側視圖，以及圖4B是用于描述圖3的探測器中的觸針的附接結構的視圖；[0042]圖5A和圖5B是用于描述主成像單元的配置的視圖；[0043]圖6是用于描述主成像單元與多個發(fā)光單元之間的關系的示意圖；[0044]圖7是示出圖2的顯示單元上顯示的圖像的一個示例的視圖；[0045]圖8是示出測量對象的一個示例的視圖；[0046]圖9A和圖9B是用于描述圖8的測量對象中的特定測量示例的視圖；[0047]圖10是用于描述圖8的測量對象中的特定測量示例的視圖；[0048]圖1lA和圖1lB是用于描述圖8的測量對象中的特定測量示例的視圖；[0049]圖12是用于描述圖8的測量對象中的特定測量示例的視圖；[0050]圖13是用于描述圖8的測量對象中的特定測量示例的視圖；[0051]圖14是示出位置圖形信息顯示在捕獲圖像上的示例的視圖；[0052]圖15是示出坐標測量裝置的顯示單元上顯示的初始畫面的一個示例的視圖；[0053]圖16是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0054]圖17是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0055]圖18是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0056]圖19是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0057]圖20是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0058]圖21是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0059]圖22是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0060]圖23是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0061]圖24是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0062]圖25是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0063]圖26是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0064]圖27是用于描述在設定模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0065]圖28是用于描述在測量模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0066]圖29是用于描述在測量模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0067]圖30是用于描述在測量模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0068]圖31是用于描述在測量模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0069]圖32是用于描述在測量模式下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0070]圖33是示出捕獲圖像上顯示的多個測量位置的顯示形式的一個示例的視圖；[0071]圖34A是示出重新測量對話框的一個示例的視圖，以及圖34B是示出探測器警告對話框的一個示例的視圖；[0072]圖35A至圖35C是示出參考坐標系的一個設定示例的示意圖；[0073]圖36A至圖36C是示出參考坐標系的一個設定示例的示意圖；[0074]圖37是用于描述在測量模式下執(zhí)行參考坐標系的設定的情況下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0075]圖38是用于描述在測量模式下執(zhí)行參考坐標系的設定的情況下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0076]圖39是用于描述在測量模式下執(zhí)行參考坐標系的設定的情況下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0077]圖40是用于描述在測量模式下執(zhí)行參考坐標系的設定的情況下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0078]圖41是用于描述在測量模式下執(zhí)行參考坐標系的設定的情況下坐標測量裝置的一個使用示例的視圖；[0079]圖42A和圖42B是示出在設定模式下改變第一圖像顯示域上顯示的圖像的情況下的一個不例的視圖；[0080]圖43A和圖43B是示出在設定模式下改變第一圖像顯示域上顯示的圖像的情況下的一個不例的視圖；[0081]圖44是示出在統(tǒng)計分析模式下顯示單元的一個顯示示例的視圖；[0082]圖45是示出捕獲圖像實時地顯示在顯示單元上的示例的視圖；[0083]圖46是示出與設定模式下的測量結果疊加在一起的捕獲圖像的一個示例的視圖；[0084]圖47A至圖47C是示出設置有相機裝置的坐標測量裝置的使用示例的視圖；以及[0085]圖48是示出表示探測器的接觸部要前往的方向的圖像顯示在捕獲圖像上的示例的視圖。【具體實施方式】[0086](I)坐標測量裝置的配置[0087]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的坐標測量裝置的配置的框圖。圖2是示出圖1的坐標測量裝置300的測量頭的配置的透視圖。圖3是示出圖2的測量頭100的探測器的配置的透視圖。圖4A是示出設置在圖3的探測器140中的觸針的配置的側視圖，以及圖4B是用于描述圖3的探測器140中的觸針的附接結構的視圖。下文中，將參照圖1至圖4描述根據(jù)本實施例的坐標測量裝置300。如圖1所示，坐標測量裝置300設置有測量頭100和處理裝置200。測量頭100包括保持部110、放置臺(placementtable)120、主成像單元130、探測器140、副成像單元150、顯示單元160、操作單元170和控制板180。[0088]如圖2所示，測量頭100的保持部110包括安裝部111和直立部(standpart)1120安裝部111具有水平扁平形狀并且安裝在安裝表面上。直立部112被設置成從安裝部111的一端向上延伸。[0089]放置臺120設置在安裝部111的另一端處。例如，放置臺120是光學面板。測量對象S放置在放置臺120上。在該示例中，放置臺120具有大致方形的形狀。在放置臺120上，多個螺孔被形成為以規(guī)則的間隔排列在彼此正交的兩個方向上。因此，可以借助于夾緊構件(crampmember)和固定螺釘來將測量對象S固定于放置臺120。放置臺120可以具有磁性。在這種情況下，可以借助于固定構件、使用磁體(諸如磁性座)來將測量對象S固定于放置臺120。另外，放置臺120的上表面可以具當前第1頁1 2 3 4 5 6