[發明專利]坐標測量設備

有效

• 申請號: 201410478687.X
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104457609B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 山縣正意
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種坐標測量設備，包括探測器，所述探測器具有：照射光學系統，用于向工件照射沿著預定平面的光；攝像設備，其具有配置在攝像面上的攝像元件，并且用于從與所述預定平面上的位置不同的位置對所述工件進行攝像；以及控制器，用于控制所述照射光學系統。所述控制器進行以下操作：判斷攝像面上的攝像區域中所配置的攝像元件是否檢測到由于來自所述照射光學系統的光而入射到所述工件上的入射光；在所述攝像區域內所配置的攝像元件檢測到所述入射光的情況下，使從所述照射光學系統所照射的光點亮；以及在所述攝像區域內所配置的攝像元件沒有檢測到所述入射光的情況下，使從所述照射光學系統所照射的光按預定周期閃爍。

技術領域

本發明涉及通過向被測物體照射光并拍攝其圖像來測量該被測物體的形狀的坐標測量設備。

背景技術

傳統上，已知如下的形狀測量設備：通過利用探測器掃描被測物體(以下稱為“工件”)的表面并獲取該工件的各部位的例如位置坐標，來測量該工件的表面形狀。這種形狀測量設備的已知示例包括用于測量工件的位置坐標并且包含與工件的表面相接觸的測量器(觸針)的形狀測量設備、以及在無需接觸工件的表面的測量器(觸針)的情況下利用光學系統來進行測量的非接觸型形狀測量設備。

這種非接觸型表面形狀測量設備包括照射光學系統和非接觸型探測器，其中該照射光學系統從預定照射方向向工件照射沿著預定平面的光，以及該非接觸型探測器由用于拍攝入射到工件的表面上的光的形狀的圖像的攝像設備構成。該照射光學系統包括：光源，用于向著工件照射具有直線形狀的激光(點激光)；以及照射光調整器，用于將光源所照射的激光調整成平面形狀(片狀形狀)。根據該照射光學系統，向著工件表面照射沿著預定平面的照射光(還稱為線激光、激光片、激光燈片等)，并且與該工件的形狀相對應的入射光(即，具有工件的輪廓形狀的光)入射到照射光和工件表面相交的位置處。攝像設備從與光源的照射方向不同的預定攝像方向來拍攝工件(入射到表面上的入射光)的圖像。

利用上述結構，可以基于照射光學系統的照射方向、攝像設備的攝像方向、照射光學系統和攝像設備之間的距離、以及所拍攝圖像，使用三角測量法來計算入射到工件表面上的光(即，工件的輪廓形狀的空間坐標)。

在這種非接觸型表面形狀測量設備中，如上所述，攝像方向和照射光學系統的照射方向不同。因此，例如在探測器和工件之間的距離變得過小或過大的情況下，入射到工件表面上的光沒有照射在攝像設備的攝像區域內并且無法進行攝像。可以在顯示器上確認探測器和工件之間的距離是否適當；然而，在這種情況下，操作員必須從視覺上識別顯示器和試樣臺這兩者，由此導致可操作性下降。

傳統上，為了解決該問題，除探測器以外，還設置了照射具有與激光的波長不同的波長的指示光的指示光照射器，并且在激光在能夠進行測量的范圍外的情況下，使指示光照射器點亮并向工件照射指示光，由此使得能夠確認激光是否位于能夠進行工件的測量的范圍內(日本特開2012-127805)。

然而，在日本特開2012-127805所述的方法中，為了確認激光是否位于工件的攝像區域內，必須單獨設置波長與激光的波長不同的指示光照射器，這可能導致設備的制造成本增加。另外，使指示光照射器與激光分開點亮，因此增加了電力消耗，這可能導致由于照明光照射器所產生的熱而引起的熱漂移或故障。即使在安裝有冷卻扇的情況下，由于該冷卻扇所引起的振動也可能傳遞至探測器，因而測量精度可能下降。此外，在這種情況下，必須設置氣孔從而使測量用探測器冷卻，并且這也與耐環境性的下降有關。

發明內容

有鑒于以上，本發明尋求提供成本低且可操作性和耐環境性優良的坐標測量設備。