专利名称：测量装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置的控制方法，该测量装置将被测量物作为被摄体进行摄像，并处理经该摄像得到的图像，来测量被测量物的微小寸法。
背景技术：
作为测量被测量物的微小寸的装置，可例举如下的二维测量仪(专利文献1)，其包括在平行地延伸设置的导轨上可自由滑动地配置的X轴架；使该X轴架沿导轨在Y轴方向上移动的Y轴驱动部；沿X轴架的长度方向可自由滑动地配置的检测部；使该检测部沿X轴架在X轴方向上移动的X轴驱动部；以及从检测部的下方照射被测量物的光源部；使检测部在二维方向上移动，从而测量被测量物上的图形的线宽等。
专利文献1日本特开平7-12512号公报(第2页至第4页，图1)。
在过去的二维测量仪中，由于用1台检测部测量被测量物，因此，即使在被测量物上设定了多个测量部位，也不能对多个测量部位同时进行测量，不能充分缩短测量时间。
为缩短测量时间，可考虑采用准备多台检测部、并且使各检测部同时移动到各测量部位的结构。但是，准备多台检测部、且使各检测部同时移动到各测量部位时，例如，独立驱动各检测部的驱动系统的结构而言，仅会使驱动系统的结构变复杂，根据驱动系统的结构，各检测部有可能相互干扰、使各检测部不能同时移动到各测量部位。此外，需要充分考虑到从多个测量部位(测量点)中提取适合处理的测量部位，并将提取的测量部位作为各检测部的移动目的地而依次分配的事项。
发明内容
本发明借是鉴于上述过去技术的课题而提出的，其目的是提供一种测量装置的控制方法，缩短同时测量多个测量对象时所需的测量时间；此外，另一目的是是提供一种测量装置的控制方法，在同时测量多个测量对象时，从表示多个测量头的移动目的地的测量点中抽取适合移动的测量点，按顺序分配给各个测量头。
为达成上述目的，在本发明的第一方案的测量装置的控制方法中，上述测量装置具有多个测量头，将被测量物上的图形作为拍摄对象；驱动部，将与上述被测量物相邻的空间作为上述多个测量头的移动区域，使上述多个测量头在上述移动区域内移动；控制部，对上述驱动部的驱动进行控制；以及图像处理部，对由上述多个测量头拍摄而得到的图像进行处理，算出与上述图形相关的微小尺寸；在控制上述的测量装置时，将表示上述多个测量头的移动目的地的测量点，分别与上述空间的坐标对应起来进行设定，并基于上述设定的测量点的坐标，使上述多个测量头整体在上述空间中沿一维方向移动，之后，使上述多个测量头在上述空间中沿一维或二维方向分别非同步地移动，来进行定位，并利用上述被定位的多个测量头分别拍摄上述图形，分别对由上述多个测量头拍摄得到的图形的图像进行处理，由此测量上述图形的微小尺寸。
(作用)把多个测量头移动到分别指定的测量点时，基于测量点的坐标，使多个测量头整体沿一维方向移动，之后，使多个测量头沿一维或二维方向分别非同步地移动，来进行定位，所以可缩短各测量头移动到指定测量点所需的时间，可缩短在多个测量头对各种图形(测量对象)测量微小寸法所需的测量时间(作业时间Takt Time)。即，使多个测量头整体移动到测量点附近，然后使多个测量头分别非同步地移动，定位于测量点的位置上，从而可使多个测量头分别迅速且准确地定位到测量点上，可以缩短测量时间。
本发明的第二方案的测量装置的控制方法是，在上述的本发明的第一方案的测量装置的控制方法中，在基于上述设定的测量点的坐标、使上述多个测量头整体在上述空间中沿一维方向移动时，由上述多个测量头拍摄上述被测量物，并且处理所拍摄的图像，根据该处理结果，使上述多个测量头在上述空间中沿一维或二维方向分别非同步地移动，将上述多个测量头定位在与上述设定的测量点对应的位置。
(作用)在把多个测量头整体移动到测量点附近时，利用各测量头对被测量物进行拍摄并处理其图像，根据该处理结果，使多个测量头沿一维或二维方向分别非同步地移动，由此可将多个测量头分别准确地定位在测量点的位置上。即，多个测量头分别移动到测量点附近时，处理由多个测量头拍摄的图像，并反馈其处理结果，以便确定各测量头的位置，可将多个测量头准确定位在分别指定的测量点上。
为达到上述其他目的，本发明涉及的第三方案的测量点分配程序，使计算机执行如下步骤坐标转换步骤，将对在多个测量头的移动区域中配置的被测量物的多个测量点的位置信息，转换成机械坐标；第1测量点设定步骤，基于由上述坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，提取与上述机械坐标原点的距离沿直线变化的测量点，并将提取的测量点对应于测量顺序，设定为与上述多个测量头中的一方的测量头相关的测量点；第2测量点设定步骤，基于由上述坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，依次提取在距离由上述第1测量点设定步骤依次设定的各测量点一定距离以上的位置存在的测量点，并将提取的测量点对应于测量顺序，设定为与上述另一方测量头相关的测量点。
(作用)将对被测量物的多个测量点的位置信息转换为机械坐标，基于进行了坐标转换的各测量点的坐标，从多个测量点中依次提取与机械坐标原点的距离沿直线变化的测量点，把提取的测量点对应于测量顺序设定为与多个测量头中的一方的测量头相关的测量点，然后，从多个测量点中依次提取在距离设定的各测量点一定距离以上的位置所存在的测量点，把提取的测量点对应于测量顺序设定为与另一方测量头相关的测量点，因此，在同时测量多个测量对象时，可以从表示多个测量头的移动目的地的多个测量点中，提取移动距离最短的测量点，依次分配给各测量头，可缩短测量时间。
本发明涉及的第四方案的测量点分配程序是，在第三方案的测量点分配程序中，上述第1测量点设定步骤，基于由上述坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，依次提取离上述机械坐标的原点近的测量点、或者离前一次提取的测量点近的测量点；上述第2测量点设定步骤，基于由上述第1测量点设定步骤依次设定的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，依次提取在上述另一方的测量头的最大驱动范围内存在、且在比允许上述各测量头之间接近的最小距离大的位置所存在的测量点。
(作用)在设定与一方的测量头相关的测量点时，基于进行了坐标转换的各测量点的坐标，从多个测量点中依次提取离机械坐标原点近的测量点、或离上次提取的测量点近的测量点，并设定与另一方的测量头相关的测量点，此时，作为对一方的测量头设定的测量点的基准，从上述多个测量点中依次提取存在于另一方测量头的最大驱动范围内、且在比允许上述各测量头之间的接近的最小距离大的位置存在的测量点，所以，各测量头之间不会相互干扰，可把各测量头迅速移动到指定的测量点。
发明效果从以上说明可知，本发明的第一方案的测量装置的控制方法，可缩短同时测量多个图形所需的测量时间。
根据本发明的第二方案，可把各测量头准确定位在分别指定的测量点上。
根据本发明的第三方案的测量点分配程序，从多个测量点中提取移动距离最短的测量点，并依次分配到各测量头，所以可缩短测量时间。
根据本发明的第四方案，各测量头之间不会相互干扰，可把各测量头迅速移动到指定的测量点上。
图1是表示本发明涉及的测量装置的一实施例的立体图。
图2是表示本发明涉及的测量装置的一实施例的立体图，是表示省略了测量头时的状态的立体图。
图3是表示本发明涉及的测量装置的一实施例的结构框图。
图4是平面板的平面图。
图5是测量图形的放大平面图。
图6是全封闭循环控制系统的结构图。
图7是用于说明本发明涉及的测量装置的作用的流程图。
图8是测量图形的中心偏离图像中心时的放大平面图。
图9是将测量图形的中心调整到图像中心时的放大平面图。
图10是用于说明把测量点按测量顺序重新排列时的作用的流程图。
图11是表示多个测量点的排列的一例的平面图。
具体实施例方式
接着，基于实施例说明本发明的实施形式。图1是表示本发明涉及的测量装置的一实施例的立体图。图2是表示本发明涉及的测量装置的一实施例的立体图，是表示省略了测量头时的状态的立体图。图3是表示本发明涉及的测量装置的一实施例的结构框图。图4是平面板的平面图。图5是测量图形的放大平面图。图6是全封闭循环控制系统的结构图。图7是用于说明本发明涉及的测量装置的作用的流程图。图8是测量图形的中心偏离图像中心时的放大平面图。图9是将测量图形的中心调整到图像中心时的放大平面图。图10是用于说明把测量点按测量顺序重新排列时的作用的流程图。图11是表示多个测量点的排列的一例的平面图。
在这些图中，多测量头测长仪10作为三维测量装置，具有与X-Y坐标(机械坐标)的X轴平行设置的X轴用架12；与X-Y坐标(机械坐标)的Y轴平行设置的一对Y轴用架14；基座16；固定在基座16上的测量台18；在X轴用架12上可相互非同步(独立)移动地设置的多个测量头(检索部)20、22；用于使各测量头20、22沿X轴方向相互非同步(独立)地移动的X轴驱动部24；用于使测量头20、22整体沿Y轴方向移动的Y轴驱动部26；用于使各测量头20、22沿Z轴方向相互非同步(独立)地移动的Z轴驱动部28；进行用于控制各驱动部的驱动的运算等的2台计算机(下面称为PC)30、32；显示各PC30，32的处理结果等的显示装置34；用于向各PC30、32输入各种信息的键盘36；以及用于显示各驱动部的驱动方向等的控制箱38。
在X轴用架12的轴向两端部形成了滑动部(未图示)，各滑动部可沿各Y轴用架14滑动。X轴用架12通过Y轴驱动部26的驱动可沿Y轴方向移动，Y轴驱动部26由具有多个Y轴线性马达用磁铁26a和Y轴用线性马达用线圈26b的线性马达构成。向线性马达的线圈26b通电，利用PC30控制对线圈26b的通电量及通电方向，则X轴用架12沿Y轴方向(Y轴用架14)移动。即，通过Y轴驱动部26的驱动，测量头20、22整体随X轴架12的移动，可以沿Y轴方向移动。此时，Y轴驱动部26构成使测量头20、22沿Y轴方向移动的主驱动部。
而且，在X轴用架12上，设有用于使各测量头20、22沿X轴方向(X轴用架12)非同步(独立)移动的X轴驱动部24。X轴驱动部24具有沿X轴用架12设置的多个X轴线性马达用磁铁24a；搭载在各测量头20、22上的X轴线性马达用线圈24b。通过利用PC30控制对各线圈24b的通电量及通电方向，可使各测量头20、22沿X轴方向非同步(独立)移动。此时，由线性马达构成的X轴驱动部24，构成使各测量头20、22沿X轴方向非同步移动的X方向用辅助驱动部。
固定了X轴用架12和Y轴用架14的基座16，由固定在基部上的多个框架40支承，在基座16上设有构成多测量头测长仪10的机械坐标(X-Y坐标)的测量台18。测量台18的两端由台框架18a支承，在测量台18上，例如图4所示，可搭载作为被测量物的平面板42。平面板42形成为略长方形形状，此平面板42上形成有多个液晶监视器44。在平面板42的左端侧的上部和下部形成对准标志M1、M2。此外，在各液晶监视器44上设置了测量点(管理点)P1～P4，并且，如图5所示，作为测量对象，形成了由驱动电路等构成的图形PT1、PT2、…。
测量头20、22将与在平面板42的被测量区域设置的液晶监视器44相邻的空间，作为测量头20、22的移动区域，在该移动区域被设置成可沿三维方向移动。各测量头20、22具有作为测量头本体的标准摄像机单元46、和附属摄像机单元48。标准摄像机单元46和附属摄像机单元48分别具有镜筒50，在各镜筒50内收容了物镜52和摄像机54作为摄像单元，该摄像单元将平面板42上的液晶监视器44作为被摄物体，对液晶监视器44上的图形进行摄像。物镜52和摄像机54具备电子显微镜的功能，放大液晶监视器44上的图形进行摄像，并通过电缆(未图示)，将与拍摄到的图像有关的信号传输给PC30。而且，作为摄像机54，例如设置2台100万像素的数字摄像机，作为高倍率用摄像机和中倍率用摄像机，并且，设置2台彩色摄像机，作为低倍率用摄像机和大视场用摄像机。4台摄像机54分别被收容在镜筒50内，标准摄像机单元46内的摄像机54分别与PC30的图形卡(画像ボ一ド)56连接，附属摄像机单元48内的摄像机54分别与PC32的图形卡58连接。
而且，为了调节摄像单元的焦距，各镜筒50分别与作为Z方向用辅助驱动部的Z轴伺服马达60、62连接，所述Z方向用辅助驱动部用于使摄像单元根据来自PC30、32的控制信号沿Z轴方向移动。此时，一侧的Z轴伺服马达60作为Z1轴伺服马达起作用，另一侧的Z轴伺服马达62作为Z2轴伺服马达起作用；一侧的镜筒50内的物镜52和多台摄像机54可沿Z1轴往复运动，另一侧的镜筒50内的物镜52和多台摄像机54可沿Z2轴往复运动。并且，各测量头20、22的Z轴方向的高度，即从测量台18算起的高度分别由尺64检测，检测值分别经PC30的计数卡(counter board)66输出到PC30。
而且，为了处理由各摄像机54拍摄的图像来进行聚焦，设置了多台自动聚焦装置68、70，各自动聚焦装置68、70经连接终端72连接到PC30。
再者，各测量头20、22上设有作为Y方向用辅助驱动部的Y轴伺服马达74、76，所述Y方向用辅助驱动部用于响应来自PC30的控制信号、并使各测量头20、22沿Y轴方向非同步地移动。Y轴伺服马达74作为Y1S伺服马达，使测量头20沿着与Y轴用架14平行的Y1S轴仅在微小范围内往复运动。而且，另一侧的Y轴伺服马达76作为Y2S伺服马达，使测量头22沿着与Y轴用架20平行的Y2S轴仅在微小范围内往复运动。
其中，为了高精度地进行各测量头20、22的X轴方向的定位，在X轴驱动部24中设置了如图6所示的全封闭循环(Full Closed Loop)控制系统。
具体来讲，与X轴(X轴结构12)平行地设有多个磁铁24a，并且，还与X轴平行地设置了用于引导各测量头20、22的移动的直线导轨78和玻璃尺80。并且，各测量头20、22上搭载有位置传感器(直线传感器)82，各位置传感器82检测玻璃尺80的刻度，向刻度计数器(scale counter)84输出检测信号。刻度计数器84响应位置传感器82的检测信号，对玻璃尺80上的刻度数进行计数，向监视器驱动部86输出计数值。监视器驱动部86向直线马达24a和PC30输出各测量头20、22的位置信息，PC30可根据各测量头20、22的位置信息，控制各测量头20、22上的线圈24b的通电量及通电方向，并且，可高精度地控制各测量头20、22的X轴方向的定位。
而且，在Y轴驱动部26中也与X轴驱动部24相同地，使用位置传感器等构成全封闭循环控制系统，能够高精度地进行各测量头20、22的Y轴方向的定位。
另一方面，PC30和PC32通过LAN(局域网)连接。PC30具有控制X轴驱动部24、Y轴驱动部26、Z轴驱动部28的驱动的控制部的功能，并且，还具有对由搭载在测量头20、22上的摄像机54拍摄的图像进行处理、根据其处理结果算出与液晶显示器44上的图形有关的微小尺寸的图像处理部的功能。PC32对由搭载在测量头22上的摄像机54拍摄的图像进行处理，并向PC30传送处理结果。
而且，PC30在控制测量头20、22的移动时，分别与X-Y坐标对应地设定表示测量头20、22的移动目的地的测量点，根据所设定的测量点的坐标，使测量头20、22整体沿一维方向即Y轴方向移动，当测量头20、22到达测量点附近时，使测量头20、22沿一维方向例如X轴方向或Y轴方向非同步地移动，或者沿二维方向例如X方向和Y轴方向分别非同步地移动，从而将测量头20、22分别定位在测量点上，对被定位的测量头20、22发出拍摄指令，并对由搭载在各测量头20、22上的摄像机54拍摄得到的图像进行处理，并根据其处理结果测量液晶显示器44上的图形的微小尺寸。
具体地说，如图3所示，PC30为实现图像处理及测量必需的功能，具有CIM应用程序(计算机综合生产应用程序)88、控制软件90、控制软件92、系统接口(SCAM)94等。PC32为实现图像处理及测量所必需的功能，具有系统接口(SCAM)96。CIM应用程序88作为控制软件90的客户程序(client)，与上位的服务器进行信息的交换，读入与生产线系统有关的各种信息，向控制软件90传送与制法(レシピ)的指定或基板号码有关的信息等，对控制软件90进行远程控制。控制软件90作为对于各系统接口(SCAM)94、96的客户软件(client)，向各系统接口(SCAM)94、96输出对测量点分配教学宏(teaching-macro)进行测量的测量指示，并且，向各系统接口(SCAM)94、96输出对测量点分配4台摄像机中任一个摄像机的指示等。再者，控制软件90作为对于控制软件92的客户软件，向控制软件92输出指示对X轴驱动部24、Y轴驱动部26指示动作的动作指示。
系统接口(SCAM)94向标准摄像机单元46输出选择搭载在测量头20上的摄像机54中任一个摄像机54的指令，并且，经图形卡56读取来自所选择的摄像机54的图像，并处理所读取的图像，根据处理结果算出微小尺寸，或者为了根据处理结果对测量头20进行反馈控制，向控制软件92输出对X轴驱动部24、Y轴伺服马达62的动作支持。而且，系统接口(SCAM)96向附属摄像机单元48输出选择搭载在测量头22上的摄像机54中的任一个摄像机54的指令，并且，读取来自被选择的摄像机54的图像并进行处理，向控制软件92输出处理结果，并且，为了根据处理结果对测量头22进行反馈控制，向控制软件92输出对X轴驱动部24和Y轴伺服马达64的动作指示。
控制软件92根据来自控制软件90、系统接口(SCAM)94、96的动作指示，生成用于驱动X轴驱动部24、Y轴驱动部26、Z轴驱动部28的控制信号，把生成的控制信号经控制器98输出到X轴驱动部24、Y轴驱动部26、Z轴驱动部28。而且，从尺64读取与测量头20、22内的摄像机高度有关的信息，对自动聚焦装置68或自动聚焦装置70输出自动聚焦控制信号，经控制器98向Z轴伺服马达60、62输出进行自动聚焦的控制信号。再者，控制软件92生成对设置在测量头20、22上的照明装置100的照明控制信号，经控制器98向照明装置100输出该照明控制信号。搭载在各测量头20、22上的照明装置100从测量头20、22对测量头20、22的下方进行照明。并且，系统接口(SCAM)94、96和控制软件92之间，通过接口通信(socket communication)传输用于进行自动聚焦的信息、用于控制照明装置100的信息、用于控制各驱动部的信息等。
下面，按照图7的流程图对多测量头测长仪10的控制方法进行说明。首先，操作者进行打开制法文件(レシピファイル)的操作(步骤S1)，则存储在PC30的硬盘中的制法文件被打开(步骤S2)，制法文件的内容被读取到控制软件90。即，读入与表示测量头20、22的移动目的地的多个测量点以及测量方法等有关的信息。
然后，操作者按下执行按钮(步骤S3)，则在控制软件90中作为对准处理，在将测量头20、22移动到第一个测量点之前进行对准测量(步骤S4)。此对准测量如图4所示，为了检测出在平面板42上形成的对准标志M1、M2的位置，例如将测量头20配置在与对准标志M1、M2对应的位置，驱动Y轴驱动部26，使X轴架12沿Y轴方向移动，由搭载在测量头20上的摄像机54依次拍摄对准标志M1、M2，利用PC30处理该拍摄得到的图像，并根据该处理结果确定平面板42的位置。
然后，执行按测量顺序重新排列多个测量点的调度(schedule)处理(步骤S5)。当按测量顺序依次选择与各测量头20、22相关的测量点时，首先提取第一个测量点的位置和教学宏(步骤S6)，然后从控制软件90向系统接口(SCAM)94传送第一个测量点的位置和教学宏名(步骤S7)。在系统接口(SCAM)94中，根据第一个测量点的位置和教学宏名，制作教学宏(步骤S8)。即，进行将第一个测量点的位置坐标变换成X-Y坐标的处理。制作教学宏的处理结束时，从系统接口(SCAM)94向控制软件90发送作业结束信息(步骤S9)。并且，X-Y坐标的原点为方便而设置在图1的左下侧，但也可以设置在XY的移动中心。
接着，作为将测量头20、22移动到第1测量点附近的处理，控制软件90根据搭载在测量头20、22上的摄像机54的现在位置和第1测量点之间的差，执行用于计算移动量及移动方向的处理(步骤S10)，并将处理结果输出到控制软件92。当控制软件92根据此结果执行处理时，作为测量头20、22的粗调，Y轴驱动部26被驱动，测量头20、22整体沿X轴架22移动，各测量头20、22移动到第1个测量点附近(步骤S11)。
当测量头20、22在第1个测量点附近定位时，从控制软件92向控制软件90发出移动结束的指令(步骤S12)。
控制软件90向系统接口(SCAM)94发出对测量头20、22的位置进行反馈控制处理的指令(步骤S13)。为了微调测量头20，系统接口(SCAM)94向控制软件92输出以下动作指示(动作指令)(步骤S14)，该动作指示包括对来自搭载在测量头20上的摄像机54的图像进行处理，并将X轴和Y轴中的当前的摄像机54位置和第1个测量点之间的差分别置为0。此时，为了微调移动测量头22，系统接口(SCAM)96也向控制软件92输出以下动作指示(动作指令)，该动作指示包括对来自搭载在测量头22上的摄像机54的图像进行处理，并将X轴和Y轴中的当前的摄像机54位置和第1个测量点之间的差分别置为0。控制软件92根据来自系统接口(SCAM)94、96的动作指示，生成使搭载在测量头20、22上的摄像机54定位在第1个测量点上的控制信号，并向X轴驱动部24和Y轴伺服马达74、76输出控制信号，通过测量头20、22的微调，将搭载在测量头20、22上的摄像机54定位在第1个测量点上(步骤S15)。
当搭载于各测量头20、22上的摄像机54定位在第1个测量点上时，通过Z轴伺服马达60、62的驱动，使各测量头20、22向Z轴方向移动，进行聚焦。进行此聚焦时，用测量头20、22的摄像机54拍摄第1个测量点处的图形，并且由PC30对该拍摄得到的图像进行处理。此时，如图8所示，对由拍摄获得的图形和事先登录的登录图形进行图形匹配，当摄像得到的图形的中心(圆图形)不在图像的中心时，驱动Y轴伺服马达74、76进行定位，如图9所示，使圆标志图形处于图像的中心。之后，再用摄像机54对第1个测量点的图形进行拍摄，并处理摄摄得到的图像，例如图5所示，对测量点P1、P2处的微小尺寸的图形PT1、PT2的线宽(数μm级的线宽)等进行测量。
结束了对第1个测量点P1、P2的测量时，从系统接口(SCAM)94向控制软件90发送测量结束信息(步骤S16)。接收到测量结束的通知的控制软件90，判断是否完成对所有测量点的测量(步骤S17)，当所有测量点的测量未结束时，例如关于第1个测量点的测量结束后，作为测量第2个测量点的处理，返回到步骤S5的处理，重复步骤S6至步骤S17的处理。然后，当对所有测量点的测量结束时，从控制软件90向显示装置34发送用于显示测量结束的信号(步骤S18)，结束在该程序中的处理(步骤19)。
接着，根据图10的流程图说明按测量顺序重排测量点的调度处理。首先，进行对准处理(与步骤S4相同的处理)(步骤S20)，然后将登录在制法文件中的测量点P1～Pn转换为机械坐标(步骤S21)。之后，将最接近机械坐标原点的测量点作为测量头20的第一个测量点，登录到重排列表中(步骤S22)，置n＝1(步骤S23)。然后，进行是否存在未登录到重排列表中的测量点的判断(步骤S24)。此时，如图11所示，测量点P1～Pn中只有测量点P1登录为测量头20的第一个测量点，其余的测量点未登录在重排列表中，因此转到步骤S25的处理，以测量头20的第n个(第1个)的测量点P1为基准，在Y轴方向上提取属于Y轴伺服马达74可微调的最大驱动范围内的测量点。此后，判断是否提取了满足步骤S25的条件的测量点，即判断是否存在成为测量头22的第1个测量点的测量点(步骤S26)。当存在测量点时，以测量头20的第1个测量点P1的坐标为基准，在X轴方向上提取在比测量头20和测量头22相互接近的最小距离(允许测量头20、22之间接近的最小距离)大的范围内存在的测量点(步骤S27)。之后，判断是否提取了满足步骤S27的条件的测量点，即判断是否存在成为测量头22的第1个测量点的测量点(步骤S28)。
接着，当判断为存在成为测量头22的第1个测量点的测量点时，判断存在的测量点个数是否为奇数(步骤S29)。例如，作为存在的测量点提取了3个测量点P2、P3、P4时，将3个测量点中的中间的测量点P3，作为测量头22的第n个(第1个)测量点登录到重排列表中(步骤30)。
另一方面，当存在的测量点有多个时，例如，存在4个测量点P2、P3、P4、P5时，将中间的2个测量点P3、P4中的接近测量头2的测量点，作为测量头22的第n个(第1个)测量点登录到重排列表中(步骤31)。
另一方面，在步骤S26中，当判断为不存在成为测量头22的第1个测量点的测量点时，即未提取满足步骤S25的条件的测量点时，或在步骤S28判断为不存在成为测量头22的第1个测量点的测量点时，即未提取到满足步骤27的条件的测量点时，不会提取与测量头22相关的测量点，不能使用测量头20、22同时进行测量，所以测量头22的第n个(第1个)测量点一栏置为空(步骤32)。
之后，判断所有测量点是否被登录在重排列表中(步骤S33)，当登录了第1个测量点时，转到步骤S34，置n＝2。然后，将离测量头20的第n-1个最近的测量点作为测量头20的第n个测量点(步骤S35)。即，将与机械坐标原点的距离沿直线变化、且离测量头20的第1个测量点P1最近的测量点作为测量头20的第2个测量点，登录到重排列表中，并返回到步骤S24。
在步骤S24，此时，测量点P1～Pn中只有测量头20、22的第1个测量点被登录，其余测量点未登录在重排列表中，因此转到步骤S25的处理，以测量头20的第n个(第2个)测量点P1为基准，在Y轴方向上提取属于Y轴伺服马达74可微调的最大驱动范围内的测量点。此后直到步骤S35重复相同的处理，当所有测量点登录到重排列表中时，结束此程序中的处理。
在本实施例中，将多个测量点P1～Pn的位置信息转换成机械坐标；基于坐标转换后的各测量点P1～Pn的坐标，从多个测量点中依次提取与机械坐标原点之间的距离沿直线变化的测量点；把提取的测量点对应于测量顺序，设定为与测量头20相关的测量点；之后，从多个测量点P1～Pn中，依次提取距离与测量头20关联设定的各测量点一定距离以上的位置上所存在的测量点，并把提取的测量点对应于测量顺序设定为与测量头22相关的测量点；所以可从表示测量头20、22的移动目的地的多个测量点P1～Pn中，提取移动距离最小的测量点，依次分配给各测量头20、22，可缩短测量时间。
在本实施例的PC30中执行测量点分配程序，该测量点分配程序使PC30执行如下的步骤坐标转换步骤，在执行多个测量点P1～Pn的重排处理时，将多个测量点P1～Pn的位置信息转换为机械坐标；第1测量点设定步骤，基于由坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从多个测量点P1～Pn中，依次提取与机械坐标原点的距离沿直线变化的测量点，把提取的测量点对应于测量顺序设定为与一方的测量头20相关的测量点；第2测量点设定步骤，基于由坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从多个测量点P1～Pn中，依次提取距由第1测量点设定步骤依次设定的各测量点离开一定距离以上的位置上存在的测量点，并把提取的测量点对应于测量顺序设定为与另一方测量头22相关的测量点。
此时，第1测量点设定步骤是，基于由坐标转换单元进行了坐标转换的各测量点的坐标，从多个测量点P1～Pn中，依次提取离机械坐标原点近的测量点、或离上次提取的测量点近的测量点；第2测量点设定步骤是，基于由第1测量点设定步骤依次设定的各测量点的坐标，从多个测量点P1～Pn中，依次提取存在于另一个测量头22的最大驱动范围内、且在比各测量头20、22之间的允许接近的最小距离大的位置所存在的测量点。其结果，各测量头20、22不会互相干涉，可将各测量头20、22迅速移动到指定的测量点。
在本实施例中，使测量头20、22向各测量点移动时，使测量头20、22沿Y轴方向移动到各测量点附近，之后，根据由搭载在测量头20、22上的摄像机拍摄的图像，沿X轴方向分别非同步地移动测量头20、22，并且，沿Y1S轴或Y2S轴分别非同步地移动测量头20、22进行定位，从而，可将各测量头20、22迅速地移动到指定的测量点。之后，到达测量点时，分别使用测量头20、22同时测量各测量点处的图形的微小尺寸，可缩短作业时间。
而且，使用搭载在测量头20、22上的摄像机54分别拍摄图形，并对处理所拍摄的图像得到的图形和登录图形进行图形匹配的过程中，当两者之间有微小的差异时，通过Y轴伺服马达74或76的驱动，使检测出差异的测量头20或测量头22仅在微小范围内沿Y1S轴或Y2S轴移动，由此可修正差异。
权利要求
1.一种测量装置的控制方法，其特征在于，上述测量装置具有多个测量头，将被测量物上的图形作为拍摄对象；驱动部，将与上述被测量物相邻的空间作为上述多个测量头的移动区域，使上述多个测量头在上述移动区域内移动；控制部，对上述驱动部的驱动进行控制；以及图像处理部，对由上述多个测量头拍摄而得到的图像进行处理，算出与上述图形相关的微小尺寸；在控制上述的测量装置时，将表示上述多个测量头的移动目的地的测量点，分别与上述空间的坐标对应起来进行设定，并基于上述设定的测量点的坐标，使上述多个测量头整体在上述空间中沿一维方向移动，之后，使上述多个测量头在上述空间中沿一维或二维方向分别非同步地移动，来进行定位，并利用上述被定位的多个测量头分别拍摄上述图形，分别对由上述多个测量头拍摄得到的图形的图像进行处理，由此测量上述图形的微小尺寸。
2.如权利要求1记载的测量装置的控制方法，其特征在于，在基于上述设定的测量点的坐标、使上述多个测量头整体在上述空间中沿一维方向移动时，由上述多个测量头拍摄上述被测量物，并且处理所拍摄的图像，根据该处理结果，使上述多个测量头在上述空间中沿一维或二维方向分别非同步地移动，将上述多个测量头定位在与上述设定的测量点对应的位置。
3.一种测量点分配程序，其特征在于，使计算机执行如下步骤坐标转换步骤，将对在多个测量头的移动区域中配置的被测量物的多个测量点的位置信息，转换成机械坐标；第1测量点设定步骤，基于由上述坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，提取与上述机械坐标原点的距离沿直线变化的测量点，并将提取的测量点对应于测量顺序，设定为与上述多个测量头中的一方的测量头相关的测量点；第2测量点设定步骤，基于由上述坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，依次提取在距离由上述第1测量点设定步骤依次设定的各测量点一定距离以上的位置存在的测量点，并将提取的测量点对应于测量顺序，设定为与上述另一方测量头相关的测量点。
4.如权利要求3记载的测量点分配程序，其特征在于，上述第1测量点设定步骤，基于由上述坐标转换步骤进行了坐标转换的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，依次提取离上述机械坐标的原点近的测量点、或者离前一次提取的测量点近的测量点；上述第2测量点设定步骤，基于由上述第1测量点设定步骤依次设定的各测量点的坐标，从上述多个测量点中，依次提取在上述另一方的测量头的最大驱动范围内存在、且在比允许上述各测量头之间接近的最小距离大的位置所存在的测量点。
全文摘要
本发明提供一种测量装置的控制方法，缩短同时测量多个测量对象时所需的测量时间。设定表示测量头(20、22)的移动目的地的测量点，基于设定的测量点的坐标，驱动Y轴驱动部(26)，使测量头(20、22)整体移动到测量点附近，之后，对由搭载在测量头(20、22)上的摄像机的摄像得到的图像进行处理，并根据其处理结果，使测量头(20、22)分别非同步地沿X轴用架(12)移动，并且，沿Y1S轴或Y2S轴进行微调，把各测量头(20、22)定位在测量点上，利用PC30对由搭载在测量头(20、22)上的摄像机拍摄得到的图像进行处理，对测量台(18)上的平面板(42)的图形的微小尺寸进行测量。
文档编号G01B21/02GK1746612SQ200510004280
公开日2006年3月15日 申请日期2005年1月5日 优先权日2004年9月9日
发明者出口和宏 申请人:株式会社扫佳