形状测定装置、构造物制造系统、形状测定方法、构造物制造方法、形状测定程序以及非暂...的制作方法

形状测定装置、构造物制造系统、形状测定方法、构造物制造方法、形状测定程序以及非暂 ...的制作方法
【专利摘要】提供一种形状测定装置，其具有：照射部，对测定对象的测定区域照射测定光；摄影部，取得包含被前述照射部照射的位置的前述测定区域的像；载台，载置前述测定对象；坐标算出部，从以检测部检测出的像算出前述测定区域的位置；以及定位机构，将前述摄影部与前述载台相对驱动控制。前述定位机构，根据前述测定对象反复的凹凸形状中前述测定区域的凸部的棱线方向或凹部连接的方向的信息，算出前述摄影部与前述载台的相对位置，并使前述载台与前述摄影部中的至少一者移动。
【专利说明】形状测定装置、构造物制造系统、形状测定方法、构造物制造方法、形状测定程序以及非暂时性电脑可读媒体
【技术领域】
[0001]本发明是关于形状测定装置、形状测定方法、及其的程序。
【背景技术】
[0002]以往，形状测定装置已知有例如借由接触感测器测定齿轮或涡轮等具有复杂形状的测定对象表面形状者。此种形状测定装置，是将使接触感测器接触于测定对象表面的状态的接触感测器的位置转换为测定对象表面的空间坐标以测定测定对象的表面形状(参照例如专利文献I)。
[0003]引用列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特公平08 - 025092号公报
【发明内容】

[0006]技术问题
[0007]如上述的形状测定装置虽被期望缩短测定时间，但由于会反复使接触感测器接触于测定对象表面的动作，因此有测定时间变长而无法增多测定点数目的事情。此种情形下，如上述的形状测定装置是为了缩短测定时间而减少测定点数目来测定。亦即，如上述的形状测定装置有无法正确地测定形状的问题。
[0008]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能正确测定形状的形状测定装置、形状测定方法、及其的程序。
[0009]问题对策
[0010]依据本发明的第I实施例，为一种形状测定装置，测定测定对象的形状，其具有:
[0011]照射部，对测定对象的测定区域照射测定光；
[0012]摄影部，取得包含被前述照射部照射的位置的前述测定区域的像；
[0013]载台，载置前述测定对象；
[0014]坐标算出部，从以前述摄影部检测出的像算出前述测定区域的位置；以及
[0015]定位机构,将前述摄影部与前述载台相对驱动控制,其中，前述定位机构,根据前述测定对象反复的凹凸形状中前述测定区域的凸部的棱线方向或凹部连接的方向的信息，算出前述摄影部与前述载台的相对位置，并使前述载台与前述摄影部中的至少一者移动。
[0016]依据本发明的第2实施例，为一种形状测定装置，测定测定对象的形状，其具有:
[0017]照射部，是从第I方向对于圆周方向具有反复形状且具有延伸于与前述圆周方向相异的方向的凹凸形状的测定对象的测定区域照射测定光；
[0018]摄影部，从与被照射前述测定光的表面的前述凹凸形状所延伸的方向对应而决定的第2方向拍摄前述测定对象；以及
[0019]测定部，根据以前述摄影部取得的前述测定光的位置测定前述表面的形状。[0020]依据本发明的第3实施例，为一种构造物制造系统，其包含:
[0021]设计装置，制作与构造物形状相关的设计信息；
[0022]成形装置，根据前述设计信息制作前述构造物；
[0023]上述的形状测定装置，根据摄影该构造物的影像来测定由所述成形装置所产生的前述构造物的形状；以及
[0024]检查装置，比较借由前述测定而得的形状信息与前述设计信息。
[0025]依据本发明的第4实施例，为一种形状测定方法，测定测定对象的形状，其包含:
[0026]准备形状测定装置的步骤，其包含:具备具有对于圆周方向具有反复形状且具有延伸于与前述圆周方向相异的方向的凹凸形状的表面的测定对象表面照射测定光的照射部、生成拍摄前述测定光后的摄影影像的摄影部、以及根据前述摄影影像测定前述测定对象的形状的测定部的形状测定装置，
[0027]借由与前述表面的法线方向对应而决定的第I方向对前述表面照射前述测定光的步骤；以及
[0028]从与被照射前述测定光的前述表面的前述凹凸形状所延伸的前述相异方向对应而决定的第2方向拍摄前述测定光的步骤。
[0029]依据本发明的第5实施例，为一种构造物制造方法，其包含:
[0030]制作与构造物形状相关的设计信息的步骤；
[0031]根据前述设计信息制作前述构造物的步骤；
[0032]使用上述的形状测定方法，根据所生成的摄影影像测定所制作的前述构造物的形状的步骤；以及
[0033]比较借由前述测定而得的形状信息与前述设计信息的步骤。
[0034]依据本发明的第6实施例，为一种用于测定形状的程序，其允许电脑执行步骤，所述电脑作为形状测定设备，具备:具有于圆周方向周期性排列且延伸于与前述圆周方向相异的方向的凹凸形状的表面的测定对象表面照射测定光的照射部、生成拍摄前述测定光后的摄影影像的摄影部、以及根据前述摄影影像测定前述测定对象的形状的测定部的形状测定装置，所述步骤包含:借由与前述表面的法线方向对应而决定的第I方向对前述表面照射前述测定光；以及从与被照射前述测定光的前述表面的前述凹凸形状所延伸的方向对应而决定的第2方向拍摄前述测定光。
[0035]依据本发明的第7实施例，为一种非暂时性电脑可读媒体，其中根据前述的程序被储存。
[0036]依据本发明的第8实施例，为一种形状测定装置，其测定对象的形状，其具备:照射部，将具有与测定对象的齿轮所具有的齿表面的形状对应的光量分布的测定光，借由与前述齿的齿面的法线方向对应而决定的第I方向照射于前述齿面；摄影部，生成从与被照射前述测定光的前述齿面的齿纹方向对应而决定的第2方向被拍摄前述测定光的摄影影像；以及测定部，根据以前述摄影部取得的前述测定光的位置测定前述齿的形状。
[0037]依据本发明的第9实施例，为一种形状测定方法，测定测定对象的形状，其具备:
[0038]从第I方向对具有于圆周方向反复且于与前述圆周方向相异的方向具有棱线方向的凹凸形状的测定对象的测定区域照射测定光的步骤；
[0039]从与前述棱线方向对应而决定的第2方向拍摄被照射前述测定光的前述测定对象的表面的像的步骤；以及
[0040]根据从前述拍摄的像取得的前述测定光的位置，测定前述表面的形状的步骤。
[0041]发明的有利效用
[0042]根据本发明，形状测定装置能正确地测定形状。
【专利附图】

【附图说明】
[0043]图1是显示本发明第I实施形态的形状测定装置的构成一例的构成图。
[0044]图2是显示本实施形态的形状测定装置的构成一例的方框图。
[0045]图3A和3B是显示本实施形态的测定对象(平齿轮)的形状测定方向一例的构成图。
[0046]图4A和4B是显示本实施形态的测定对象(螺旋齿轮)的形状测定方向一例的构成图。
[0047]图5A和5B是显示本实施形态的测定对象(斜齿轮)的形状测定方向一例的构成图。
[0048]图6A和6B是显示本实施形态的测定对象(螺线斜齿轮)的形状测定方向一例的构成图。
[0049]图7A和7B是显示本实施形态的测定对象(蜗齿轮)的形状测定方向一例的构成图。
[0050]图8是显示本实施形态的控制部动作一例的流程图。
[0051]图9是显示本实施形态的形状测定方法的流程图。
[0052]图10是显示本发明第2实施形态的形状测定装置的构成一例的构成图。
[0053]图11是显示本实施形态的对测定对象(螺旋齿轮)的照射方向一例的构成图。
[0054]图12是显示本发明第3实施形态的构造物制造系统的构成一例的构成图。
[0055]图13是显示本实施形态的构造物制造系统的动作一例的流程图。
【具体实施方式】
[0056][第I实施形态]
[0057]以下，参照图式说明本发明的实施形态。图1是显示本发明的实施形态的形状测定装置100的概略构成的示意图。形状测定装置100具备测定机本体I与控制单元40 (参照图2)。图2是本发明的实施形态的测定机本体I与控制单元40的方框图。
[0058]如图1所示，测定机本体I具备:具备水平的上面(基准面)的基台2、设于此基台2上而支撑测定头13并使之移动的移动部10、以及载置设于基台2上的测定对象3的支撑装置30。此处，本实施形态的形状测定装置100，例如是测定齿轮或涡轮等具有于圆周方向周期性排列且延伸于与圆周方向相异的方向的凹凸形状的表面的测定对象3的表面形状。特别是，齿轮或涡轮等，其在从垂直方向对包含圆周方向的面射影的形状，是相对该圆周方向的中心放射状地形成有凸部的棱线或凹部的谷线。因此，凹凸形状所延伸的方向的一例，所对应者为此种凸部的棱线或凹部的谷线。此处，定义出以此基台2的基准面为基准的正交坐标系统。相对基准面，彼此正交的X轴与Y轴被平行地决定，Z轴则决定为相对基准面正交的方向。又，于基台2设有延伸于Y方向(在垂直于纸面的方向以此方向为前后方向)的导轨(未图示)。
[0059]移动部10(第2移动部)具备在其导轨上于Y方向移动自如地设置且在支柱IOa及与支柱IOa成对的支柱IOb之间水平延伸架设的水平支架10c，形成门型的构造体。又，移动部10具备测定头13，该测定头13具备在水平支架IOc设置成可于X方向(左右方向)移动的架台(未图示)，设置成可相对该架台于Z方向(上下方向)移动自如。
[0060]于测定头13下部设有检测出测定对象3形状的检测部20(保持部)。此检测部20被测定头13支撑，用以检测出与配置于检测部20下方的测定对象3的距离。借由控制测定头13的位置，能使检测部20的位置移动。又，于移动部10与架台之间具有使检测部20相对与Z轴方向平行的轴旋转的头旋转机构13a。
[0061]于移动部10内部,其设有根据被输入的驱动信号使测定头13于三方向(X、Y、Z方向)以电动移动的头驱动部14(图2)与检测出测定头13的坐标且输出表示测定头13的坐标值的信号的头位置检测部15 (参照图2)。
[0062]于基台2上设有支撑装置30。支撑装置30具备载台31与支撑台32。载台31载置测定对象3并加以把持。支撑台32借由将载台31可绕正交的两方向的旋转轴旋转地支撑，以使载台31相对基准面倾斜或水平旋转。本实施形态的支撑台32将载台31支撑为能以垂直(Ζ轴方向)延伸的旋转轴Θ为中心在水平面内旋转于图1所示的A方向且能以水平(X轴方向)延伸的旋转轴Ψ为中心旋转于图1所示的B方向。
[0063]又，于支撑装置30设有根据被输入的驱动信号使载台31以电动分别绕旋转轴Θ及旋转轴Ψ旋转驱动的载台驱动部33 (移动部、第I移动部)(参照图2)、与检测出载台31的坐标并输出表示载台坐标值的信号的载台位置检测部34(参照图2)。
[0064]控制单元40具备控制部41、输入装置42、以及监视器44。控制部41是控制测定机本体I。其详细留待后述。输入装置42是输入各种指示信息的键盘等。监视器44是显示测量画面、指示画面、测量结果等。
[0065]其次，参照图2说明测定机本体I的构成。测定机本体I具备驱动部16、位置检测部17、以及检测部20 (保持部)。
[0066]驱动部16具备前述头驱动部14与载台驱动部33 (移动部)。头驱动部14具备将支柱10a、IOb往Y方向驱动的Y轴用马达、将架台往X方向驱动的X轴用马达、将测定头13往Z方向驱动的Z轴用马达、以及使检测部20旋转于与Z轴方向平行的轴的头旋转用马达。头驱动部14是接收从后述的驱动控制部54供应的驱动信号。头驱动部14根据其驱动信号使测定头13于三方向(X、Y、Z方向)以电动移动。载台驱动部33(移动部)具备使载台31绕旋转轴Θ旋转驱动的旋转轴用马达及绕旋转轴Ψ旋转驱动的倾斜轴用马达。又，载台驱动部33是接收从驱动控制部54供应的驱动信号，根据所接收的驱动信号使载台31以电动分别绕旋转轴Θ及旋转轴ψ旋转。又，载台驱动部33是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)。又，载台驱动部33是使检测部20相对测定对象3移动于检测部20的移动方向DR3。又，载台驱动部33是使测定对象3的中心轴AX与旋转移动的旋转轴Θ —致地使测定对象3旋转移动。
[0067]此处，例如是测定作为测定对象3的齿轮形状的情形，载台驱动部33 (移动部、第I移动部)是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与齿宽方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)。
[0068]位置检测部17具备前述的头位置检测部15与载台位置检测部34。头位置检测部15具备分别检测测定头13的X轴、Y轴、以及Z轴方向的位置及头设置角度的X轴用编码器、Y轴用编码器、Z轴用编码器、以及头旋转用编码器。又，头位置检测部15是借由该等编码器检测出测定头13的坐标，将表示测定头13坐标值的信号往后述的坐标检测部51供应。载台位置检测部34，具备分别检测载台31的绕旋转轴Θ及旋转轴ψ的旋转位置的旋转轴用编码器及倾斜轴用编码器。又，载台位置检测部34是使用该等编码器检测出载台31的绕旋转轴Θ及旋转轴ψ的旋转位置，并将表示检测出的旋转位置的信号往坐标检测部51供应。
[0069]检测部20 (保持部)具备具有照射部21与摄影部22的光探针20A，借由光切断方式检测出测定对象3的表面形状。亦即，检测部20(保持部)是将照射部21与摄影部22保持成照射部21与摄影部22间的相对位置不变化。照射部21，根据用以控制从后述间隔调整部52供应的光照射的控制信号，将具有既定光量分布的测定光，借由与测定对象3表面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于测定对象3的测定区域(测定对象的表面)。此测定光例如具有照射于平面时形成为线状的光量分布。此情形下，照射于测定对象3的测定光，是借由与测定对象3的凹凸形状对应地设有长度方向的线状投影图案投影于测定对象3而形成。驱动控制头旋转机构13a以使此长度方向成为如前述的方向。例如，此种测定光亦可从点光源发出的光被折射或扫描而形成为线状。借由此形成为线状的测定光于测定对象3表面形成光切断线PCL。亦即，光切断线PCL是与测定对象3的表面形状对应地形成。
[0070]此处，例如测定作为测定对象3的齿轮的形状的情形，照射部21是将具有与测定对象3的齿轮所具有的齿表面的形状对应的光量分布的测定光，借由与齿的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于齿面。此情形下，光切断线PCL是与测定对象3的表面形状(例如齿轮的齿面形状)对应地形成。
[0071]摄影部22，是生成从与被照射测定光的表面的既定方向(与测定对象3的圆周方向相异的方向)对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)被拍摄测定光的摄影影像。例如，本实施形态的摄影部22是以测定对象3的凹凸形状所延伸的方向作为摄影方向DR2，生成被拍摄测定光的摄影影像。此处，当测定对象3为齿轮时，测定对象3的凹凸形状(亦即齿轮的齿)所延伸的方向例如为齿轮的齿纹方向。此情形下，本实施形态的摄影部22，是将被从作为测定对象3的齿轮的齿纹方向投影测定光的齿面的像生成为摄影影像。如上述，摄影部22借由来自照射部21的照射光拍摄形成于测定对象3表面的光切断线PCL。此外，虽与测定对象3的凹凸形状所延伸的方向对应地设定有摄影方向DR2，但不一定要与凹凸形状所延伸的方向一致，只要是以延伸方向为中心，测定部位的凸部或凹部在从摄影部22观看时不被相邻的凸部遮隐的方向即可。
[0072]又，摄影部22是拍摄形成于测定对象3表面的阴影图案，将所拍摄的影像信息往间隔调整部52供应。借此，控制单元40取得形状测定数据。摄影部22具备CXD(ChargeCoupled Device,电荷稱合兀件)、C_M0S (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金氧半导体)感测器等单体摄影元件。
[0073]此处，例如测定作为测定对象3的齿轮形状时，摄影部22是生成从与被照射测定光的齿面齿纹方向对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)被拍摄光切断线的摄影影像。
[0074]其次，说明控制单元40。如上所述，控制单元40具备控制部41、输入装置42、监视器44。输入装置42具备使用者输入各种指示信息的键盘，例如检测出被输入键盘的指示信息而将所检测出的指示信息写入储存部55而储存。本实施形态的输入装置42，例如可将测定对象3的种类作为指示信息而被输入。例如当测定对象3为齿轮时，作为测定对象3的种类，是将齿轮种类(例如平齿轮SG、螺旋齿轮HG、斜齿轮BG、螺线斜齿轮SBG、蜗齿轮WG等)作为指示信息输入输入装置42。
[0075]监视器44是接收从数据输出部57供应的测定数据(全测定点的坐标值)等。监视器44是显示已接收的测定数据(全测定点的坐标值)等。又，监视器44是显示测量画面、指不画面等。
[0076]控制部41具备坐标检测部51、间隔调整部52、坐标算出部53、驱动控制部54、储存部55、移动指令部56、数据输出部57、位置设定部58。
[0077]于储存部55，就测定对象3的每个种类，对测定对象3的凹凸形状所延伸的方向的位置与就每个凹凸形状所延伸的方向的位置显示凹凸形状所延伸的方向的信息建立关联关系而预先储存。于本实施形态的储存部55，例如就齿轮的每个种类，对齿轮的齿纹方向的位置与就每个齿纹方向的位置显示齿纹方向的信息建立关联关系而预先储存。亦即，于储存部55，测定点的移动方向与齿轮种类建立关联关系而被预先储存。又，于储存部55，就测定对象3的每个种类，测定对象3的测定开始位置(最初的测定点)的坐标值与测定结束位置(最后的测定点)的坐标值、以及各测定点的距离间隔与测定对象3的种类建立关联关系而被预先储存。又，储存部55，将从坐标算出部53供应的三维坐标值的点群数据保存为测定数据。又，储存部55是保存从坐标检测部51供应的各测定点的坐标数据。又，储存部55保存设计数据(CAD数据)。位置设定部58是如后述，从保存于储存部55的测定对象3的设计数据等形状信息特定出齿纹方向，并将与齿纹方向相关的信息输出至移动指令部56。
[0078]坐标检测部51是借由从头位置检测部15输出的坐标信号侦测支撑于头位置检测部15的光探针20A的位置、亦即在水平方向的观察位置与在上下方向的观察位置与光探针20A的摄影方向。又，坐标检测部51是借由从载台位置检测部34输出的表示旋转位置的信号侦测载台31的绕旋转轴Θ及旋转轴ψ的旋转位置。坐标检测部51是从分别侦测的在水平方向的观察位置与在上下方向的观察位置的信息与从载台位置检测部34输出的表示旋转位置的信息(载台31的旋转位置信息)检测出坐标信息。接着，坐标检测部51将光探针20A的坐标信息、摄影方向与载台31的旋转位置信息往坐标算出部53供应。又，坐标检测部51根据光探针20A的坐标信息、摄影方向与载台31的旋转位置信息，检测出光探针20A与载台31的相对移动路径、移动速度、移动是否以停止等信息，将所检测出的信息往移动指令部56供应。
[0079]间隔调整部52是在坐标测量开始前从储存部55读出指定取样频率的数据。间隔调整部52是以该取样频率从摄影部22接收影像信息。接着，间隔调整部52将从该影像信息隔开用以算出测定对象3表面的形状数据的帧框后的影像信息供应至坐标算出部53。
[0080]又，间隔调整部52具备摄影部控制部52A。摄影部控制部52A可依据被照射测定光的测定对象3的旋转移动的半径方向的位置改变摄影部22的摄影间隔。例如，摄影部控制部52A在被照射测定光的测定对象3的旋转移动的半径方向的位置接近最外周时，是较与该位置接近旋转中心的情形更缩短摄影部22的摄影间隔(亦即摄影部22拍摄测定对象3的时间的间隔)。如上述，摄影部控制部52A，可在即使被照射测定光的测定对象3的旋转移动的半径方向的位置拍摄最外周亦不会于所拍摄的影像产生晃动的程度的充分快时，改变摄影间隔。借此，形状测定装置100能在不使测定对象3的旋转移动速度变化的情况下测定形状。此外，针对摄影间隔，最好是能根据在测定光照射于测定对象3时的测定光的长度方向长度(或射影于测定光的的半径方向时的长度)与测定位置的旋转线速度改变摄影间隔。
[0081]驱动控制部54是根据来自移动指令部56的指令信号对头驱动部14输出驱动信号以进行测定头13的驱动控制。又，驱动控制部54具备移动控制部54A与速度控制部54B。移动控制部54A是使测定对象3相对旋转移动于与测定对象3的圆周方向对应而决定的检测部20(保持部)的移动方向DR3(第3方向)，使被照射测定光的位置移动。本实施形态的移动控制部54A例如是使作为测定对象3的齿轮旋转移动于与齿轮的圆周方向决定成一致的移动方向DR3(亦即齿轮的圆周方向)，使被照射测定光的位置移动。亦即，移动控制部54A是使齿轮相对旋转移动于检测部20的移动方向DR3 (第3方向)，使被照射测定光的位置相对移动于检测部20的移动方向DR3。以此方式，本实施形态的形状测定装置100是对测定对象3的于圆周方向周期性排列且延伸于与圆周方向相异的方向的凹凸形状(例如作为测定对象3的齿轮的齿或涡轮的叶片)依序照射测定光，测定测定对象3的表面形状。
[0082]速度控制部54B,依据被照射测定光的测定对象3的旋转移动的载台半径rs方向的位置，控制使测定对象3相对旋转移动的移动速度。例如，在测定作为测定对象3的斜齿轮BG形状时，本实施形态的速度控制部54B是将载台31的旋转移动速度控制成被照射测定光的载台半径rs方向的位置随着从斜齿轮BG的旋转中心部往外周部移动而变慢。亦即，速度控制部54B是将载台31的旋转移动速度控制成测定光照射于斜齿轮BG的位置在斜齿轮BG的内周部较快、在外周部则较慢。
[0083]坐标算出部53 (测定部)根据被光探针20A检测出的测定对象3的表面形状，算出测定对象3表面的形状数据、亦即三维形状数据。亦即，坐标算出部53(测定部)从来自摄影部22的摄影影像，根据在摄影部22的摄影面上测定光的被检测出的位置测定表面形状。又，坐标算出部53接收从间隔调整部52供应的帧框已隔开间隔的影像信息。坐标算出部53接收从坐标检测部51供应的光探针20A的坐标信息与载台31的旋转位置信息。又，坐标算出部53根据从间隔调整部52供应的影像信息、光探针20A的坐标信息、以及载台31的旋转位置信息，算出各测定点的坐标值(三维坐标值)的点群数据。
[0084]此处，例如在测定作为测定对象3的齿轮形状的情形，坐标算出部53 (测定部)是根据来自摄影部22的拍摄成摄影影像的像的测定光位置测定齿的形状。
[0085]具体的算出方法如下所述。首先，坐标算出部53从所接收的光探针20A的坐标算出固定于光探针20A的照射部21的坐标与摄影部22的坐标。此处，由于照射部21固定于光探针20A，因此照射部21的照射角度相对光探针20A为固定。又，由于摄影部22亦固定于光探针20A，因此摄影部22的摄影角度是相对光探针20A为固定。
[0086]坐标算出部53是将所照射的光照射于测定对象3的点的坐标依所拍摄影像的各像素使用三角测量算出。此处，所照射的光照射于测定对象3的点的坐标，是从照射部21的坐标以照射部21的照射角度描绘的直线与从摄影部22的坐标以摄影部22的摄影角度描绘的直线(光轴)所相交的点的坐标。此外，上述所拍摄的影像是显示借由配置于测定位置的光探针20A所检测出的影像。以上述方式，坐标算出部53 (测定部)是根据来自摄影部22的拍摄成摄影影像的像的测定光位置测定表面的形状。
[0087]又，测定对象3被支撑于载台31。测定对象3借由支撑台32，载台31绕旋转轴Θ旋转而以载台31的旋转轴Θ为中心而与载台31—起旋转。又,测定对象3借由载台31绕旋转轴Ψ旋转而以载台31的旋转轴Ψ为中心而与载台31 —起旋转。亦即，被所算出的光照射的位置的坐标，是显示借由载台31已以旋转轴Θ及旋转轴ψ为中心旋转而姿势倾斜的测定对象3表面位置的信息。以此方式，坐标算出部53将被照射光的位置的坐标根据载台31的倾斜、亦即绕旋转轴Θ及旋转轴ψ的旋转位置信息修正载台31的倾斜，而能算出实际的测定对象3表面形状数据。又，坐标算出部53是将所算出的测定对象3的表面形状数据即三维坐标值的点群数据保存于储存部55。
[0088]驱动控制部54根据来自移动指令部56的指令信号，对头驱动部14及载台驱动部33 (移动部)输出驱动信号，进行测定头13及载台31的驱动控制。
[0089]移动指令部56从储存部55读出借由输入装置42储存的指令数据(亦即测定对象3的种类)。又，移动指令部56从储存部55读出与所读出的测定对象3种类已建立关联关系的显示测定对象3的测定范围的测定点坐标值、显示测定对象3的测定开始位置(最初的测定点)的坐标值、测定结束位置(最后的测定点)的坐标值、测定点的移动方向、以及各测定点的距离间隔(例如一定距离间隔的节距)的数据等。移动指令部56将从储存部55读出的数据中与测定对象3形状相关的信息送至位置设定部58。位置设定部58从与测定对象3形状相关的信息特定出测定对象3的齿纹方向并送至移动指令部56。移动指令部56根据上述读出的数据及从位置设定部58送来的与齿纹方向相关的数据，算出对测定对象3的扫描移动路径。接着，移动指令部56依据所算出的移动路径及从储存部55读出的各测定点的距离间隔(例如一定距离间隔的节距)等，将用以使测定头13及载台31驱动的指令信号供应至驱动控制部54，借由头驱动部14及载台驱动部33 (移动部)使测定头13及载台31驱动。
[0090]例如，移动指令部56依据移动路径及测定节距，供应驱动测定头13的移动或移动的停止、载台31的旋转或旋转的停止的指令信号，使光探针20A与载台31的相对位置移动而就每一测定点停止。又，移动指令部56将此指令信号供应至间隔调整部52。
[0091]数据输出部57从储存部55读出测定数据(全测定点的坐标值)等。数据输出部57是将该测定数据等供应至监视器44。又，数据输出部57将测定数据等往印表机或CAD系统等设计系统(未图示)输出。
[0092]例如，间隔调整部52是接收以既定取样频率拍摄借由光探针20A照射于测定对象3表面的测量光所形成的阴影图案后的影像信息。坐标算出部53，根据此影像信息，将所照射的光照射于测定对象3的点(阴影图案上的点)的坐标依所拍摄影像的各像素使用三角测量算出。接着，坐标算出部53就以既定取样频率拍摄的每个影像信息算出阴影图案的坐标值的点群数据。
[0093]其次，是举由本实施形态的形状测定装置100测定测定对象3即齿轮的形状时的于照射方向DR1、摄影方向DR2、移动方向DR3及移动方向DR4的各方向测定平齿轮SG、螺旋齿轮HG、斜齿轮BG、螺线斜齿轮SBG及蜗齿轮WG的形状的情形为例进行说明。
[0094][平齿轮的测定]
[0095]本实施形态的形状测定装置100例如如图3A和3B所示，能以平齿轮SG作为测定对象3测定测定对象3的形状。图3A和3B是显示测定平齿轮SG的形状的形状测定装置100构成的图。
[0096]在以形状测定装置100测定平齿轮SG的形状时，测定对象3即平齿轮SG，例如是使平齿轮SG的旋转轴中心与载台31的旋转轴Θ中心一致地被载置于载台31上。亦即，载台驱动部33 (移动部)是使平齿轮SG的旋转轴与旋转移动的旋转轴Θ —致地使平齿轮SG旋转移动。
[0097]此处，照射部21如图3A所示，将测定光借由与平齿轮SG的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于平齿轮SG的齿面。具体而言，是假定各齿的头顶部的包络面、相对测定区域中的包络面为垂直的方向。此情形下，摄影部22，是从与被照射测定光的平齿轮SG的齿面(表面)的齿纹方向(与圆周方向相异的方向)对应而决定的摄影方向DR2 (第2方向)拍摄测定光。亦即，摄影部22如图3B所示，是以平齿轮SG的齿纹方向、亦即Z轴方向作为摄影方向DR2拍摄光切断线PCL。又，此情形下，移动控制部54A是如图3B所示使支撑台32旋转于以旋转轴Θ为中心的移动方向DR3的方向。亦即，移动控制部54A是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3(第3方向)。以此方式，形状测定装置100测定平齿轮SG的形状。
[0098]又，本实施形态的形状测定装置100具备以使被照射测定光的测定区域的位置移动于对应圆周方向的移动方向DR3 (第3方向)的方式使照射部21与测定对象3相对移动的移动部10。又，摄影部22，是每于测定区域往第3方向位移时生成摄影影像，坐标算出部53(测定部)，根据摄影影像测定多个凹凸形状。又，移动部10是进一步以使移动于与凹凸形状所延伸的方向对应而决定的移动方向DR4(第4方向)的方式使照射部21与测定对象3相对移动。具体而言，形状测定装置100是一边使测定区域沿平齿轮SG的齿排列方向(例如图3A的旋转轴Θ的旋转方向)移动、一边使之沿齿纹方向(例如图3A的旋转轴Θ的轴线方向)依序移动。例如，形状测定装置100是以使平齿轮SG旋转于旋转轴Θ的旋转方向(例如图3B的移动方向DR3(第3方向))而使各齿成为测定区域的方式使测定区域移动。与此同时，形状测定装置100是以使照射部21及摄影部22移动于平齿轮SG的旋转轴Θ的轴线方向(例如图3B的移动方向DR4(第4方向))而使齿面各自的位置成为测定区域的方式使测定区域移动。以此方式，本实施形态的形状测定装置100能依序测定平齿轮SG各个齿的形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0099]又，此时，照射部21是借由于测定对象3的凹凸形状的最凸部与最凹部形成线(光切断线PCL)的测定光的照射方向即照射方向DRl (第I方向)照射测定光。亦即，照射部21借由于作为测定对象3的齿轮的齿前端与齿底形成光切断线PCL的测定光的照射方向DRl照射测定光。借此，形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0100]以此方式，摄影部22是生成依据测定对象3表面的凹凸形状的圆周方向长度与被拍摄照射于表面的测定光的长度所拍摄的多个摄影影像。又，坐标算出部53(测定部)是根据以摄影部22拍摄的摄影影像测定多个凹凸形状。此处，当测定对象3为齿轮时，在齿轮圆周方向的测定对象3的凹凸形状(亦即齿轮的齿)的尺寸为齿轮齿厚方向。又，被拍摄照射于表面的测定光的长度例如是从形成于测定对象3表面的光切断线PCL的摄影方向DR2观看的长度中被摄影部22拍摄的长度。亦即，当测定对象3为齿轮时，摄影部22是生成依据齿的齿宽长度与被拍摄照射于齿面的测定光的长度所拍摄的多个摄影影像。亦即，摄影部22生成分别拍摄齿轮所具有的多个齿的多个摄影影像。此情形下，坐标算出部53(测定部)是根据此等多个摄影影像测定多个齿的形状。
[0101]此外，照射部21亦可将与测定对象3圆周方向交叉的方向作为光切断线PCL (线)的方向照射测定光。亦即，照射部21亦可以光切断线PCL例如从平齿轮SG圆周方向倾斜于齿纹方向而形成的方式照射测定光。又，欲测定相对齿纹的左右任一方的面时，亦可设定成使测定光对欲测定的齿的面垂直接近。
[0102]又，本实施形态的形状测定装置100，亦可具备以被照射测定光的测定区域的位置移动于对应圆周方向的移动方向DR3 (第3方向)的方式使照射部21与测定对象3相对移动的移动部10。又，摄影部22，亦可每于测定区域往第3方向位移时拍摄测定对象而生成摄影影像，坐标算出部53(测定部)，根据以摄影部22生成的摄影影像测定多个凹凸形状。又，移动部10亦可进一步以移动于与凹凸形状所延伸的方向对应而决定的移动方向DR4(第4方向)的方式使照射部21与测定对象3相对移动。以此方式，本实施形态的形状测定装置100能依序测定平齿轮SG各个齿的形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0103]又，本实施形态的形状测定装置100所具备的移动部10亦可被移动控制部54A控制。又，移动控制部54A亦可控制成，往移动方向DR3(第3方向)的角度位移量当设I旋转为I且设往移动方向DR4(第4方向)的往凹凸形状所延伸的方向的尺寸为I时，相对于移动方向DR3(第3方向)的角度位移量的移动方向DR4(第4方向)的移动量成为大于I的值。例如，移动控制部54A亦可控制成，将往移动方向DR3(第3方向)的角度位移量以设绕旋转轴Θ的I旋转为I的方式正规化，设往移动方向DR4(第4方向)的往凹凸形状所延伸的方向的被照射测定光的测定区域尺寸为I而正规化时，相对于移动方向DR3(第3方向)的角度位移量的移动方向DR4(第4方向)的移动量成为大于I的值。借此，本实施形态的形状测定装置100，由于能每于绕旋转轴Θ进行I旋转时使测定区域往旋转轴Θ的半径方向移动，因此本实施形态的形状测定装置100能提升凹凸形状(例如齿轮的齿面形状)的测定速度。
[0104]又，此情形下，本实施形态的形状测定装置100所具备的移动控制部54A，亦可借由与往移动方向DR3 (第3方向)的角度位移量对应的连续的移动量，使移动部10移动于往移动方向DR4(第4方向)的凹凸形状所延伸的方向。又，本实施形态的形状测定装置100所具备的移动控制部54A，亦可借由与往移动方向DR3(第3方向)的角度位移量对应的阶段性的移动量(例如往移动方向DR3 (第3方向)的角度位移量每绕旋转轴Θ进行I旋转时阶段性增加的移动量)，使移动部10移动于往移动方向DR4(第4方向)的凹凸形状所延伸的方向。又，本实施形态的形状测定装置100所具备的移动控制部54A，亦可借由与往移动方向DR3 (第3方向)的角度位移量对应的阶段性的移动量(例如往移动方向DR3 (第3方向)的角度位移量每绕旋转轴Θ位移既定角度时阶段性增加的移动量)，使移动部10移动于往移动方向DR4(第4方向)的凹凸形状所延伸的方向。
[0105][螺旋齿轮的测定]
[0106]本实施形态的形状测定装置100例如如图4A和4B所示，能以螺旋齿轮HG作为测定对象3测定测定对象3的形状。图4A和4B是显示测定螺旋齿轮HG的形状的形状测定装置100构成的图。在以形状测定装置100测定螺旋齿轮HG的形状时，测定对象3即螺旋齿轮HG，例如是使螺旋齿轮HG的旋转轴中心与载台31的旋转轴Θ中心一致地被载置于载台31上。亦即，载台驱动部33 (移动部)是使螺旋齿轮HG的旋转轴与旋转移动的旋转轴Θ —致地使螺旋齿轮HG旋转移动。
[0107]形状测定装置100在测定螺旋齿轮HG时，亦与上述的平齿轮SG的情形同样地设定各方向。例如，照射部21如图4A所示，将测定光借由与螺旋齿轮HG的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于螺旋齿轮HG的齿面。此情形下，摄影部22，是从与被照射测定光的螺旋齿轮HG的齿面(表面)的齿纹方向(与圆周方向相异的方向)对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)拍摄测定光。亦即，摄影部22如图4B所示，是以螺旋齿轮HG的齿纹方向作为摄影方向DR2拍摄光切断线PCL。又，此情形下，移动控制部54A是如图4B所示使支撑台32旋转于以旋转轴Θ为中心的移动方向DR3的方向。亦即，移动控制部54A是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3(第3方向)。以此方式，形状测定装置100测定螺旋齿轮HG的形状。
[0108]又，形状测定装置100是一边使测定区域沿螺旋齿轮HG的齿排列方向(例如图4A的旋转轴Θ的旋转方向)移动、一边使之沿齿纹方向(例如图4A的旋转轴Θ的轴线方向)依序移动。例如，形状测定装置100是以使螺旋齿轮HG旋转于旋转轴Θ的旋转方向(例如图4B的移动方向DR3(第3方向))而使各齿成为测定区域的方式使测定区域移动。与此同时，形状测定装置100是以使照射部21及摄影部22移动于螺旋齿轮HG的旋转轴Θ的轴线方向(例如图4B的移动方向DR4(第4方向))而使齿面各自的位置成为测定区域的方式使测定区域移动。以此方式，本实施形态的形状测定装置100能依序测定螺旋齿轮HG各个齿的形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0109][斜齿轮的测定]
[0110]本实施形态的形状测定装置100例如如图5A和5B所示，能以斜齿轮BG作为测定对象3测定测定对象3的形状。图5A和5B是显示测定斜齿轮BG的形状的形状测定装置100构成的图。在以形状测定装置100测定斜齿轮BG的形状时，测定对象3即斜齿轮BG，例如是使斜齿轮BG的旋转轴中心与载台31的旋转轴Θ中心一致地被载置于载台31上。亦即，载台驱动部33 (移动部)是使斜齿轮BG的旋转轴与旋转移动的旋转轴Θ —致地使斜齿轮BG旋转移动。
[0111]此处，照射部21如图5A所示，将测定光借由与斜齿轮BG的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于斜齿轮BG的齿面。此情形下，摄影部22，是从与被照射测定光的斜齿轮BG的齿面(表面)的齿纹方向(与圆周方向相异的方向)对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)拍摄测定光。亦即，摄影部22如图5B所示，是以斜齿轮BG的齿纹方向作为摄影方向DR2拍摄光切断线PCL。又，此情形下，移动控制部54A是如图5B所示使支撑台32旋转于以旋转轴Θ为中心的移动方向DR3的方向。亦即，移动控制部54A是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)。以此方式，形状测定装置100测定斜齿轮BG的形状。
[0112]又，形状测定装置100是一边使测定区域沿斜齿轮BG的齿排列方向(例如图5A的旋转轴Θ的旋转方向)移动、一边使之沿齿纹方向(例如与图5A的旋转轴Θ的轴线方向相交的方向)依序移动。例如，形状测定装置100是以使斜齿轮BG旋转于旋转轴Θ的旋转方向(例如图5B的移动方向DR3(第3方向))而使各齿成为测定区域的方式使测定区域移动。与此同时，形状测定装置100是以使照射部21及摄影部22移动于与斜齿轮BG的旋转轴Θ的轴线方向相交的方向(例如图5B的移动方向DR4(第4方向))而使齿面各自的位置成为测定区域的方式使测定区域移动。以此方式，本实施形态的形状测定装置100能依序测定斜齿轮BG各个齿的形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0113][螺线斜齿轮的测定]
[0114]本实施形态的形状测定装置100例如如图6A和6B所示，能以螺线斜齿轮SBG作为测定对象3测定测定对象3的形状。图6A和6B是显示测定螺线斜齿轮SBG的形状的形状测定装置100构成的图。在以形状测定装置100测定螺线斜齿轮SBG的形状时，测定对象3即螺线斜齿轮SBG，例如是使螺线斜齿轮SBG的旋转轴中心与载台31的旋转轴Θ中心一致地被载置于载台31上。亦即，载台驱动部33 (移动部)是使螺线斜齿轮SBG的旋转轴与旋转移动的旋转轴Θ —致地使螺线斜齿轮SBG旋转移动。
[0115]此处，照射部21如图6A所示，将测定光借由与螺线斜齿轮SBG的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于螺线斜齿轮SBG的齿面。此情形下，摄影部22，是从与被照射测定光的螺线斜齿轮SBG的齿面(表面)的齿纹方向(与圆周方向相异的方向)对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)拍摄测定光。亦即，摄影部22如图6B所示，是以螺线斜齿轮SBG的齿纹方向作为摄影方向DR2拍摄光切断线PCL。此外，由于螺线斜齿轮SBG的齿纹方向会随径的位置而改变，因此依据测定区域在螺线斜齿轮SBG的径方向位置中是相当于哪个位置，来借由头旋转机构13a改变光探针20A的方向。借此，能改变拍摄线状的投影图案的方向。又，此情形下，移动控制部54A是如图6B所示使支撑台32旋转于以旋转轴Θ为中心的移动方向DR3的方向。亦即，移动控制部54A是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)。以此方式，形状测定装置100测定螺线斜齿轮SBG的形状。
[0116]又，形状测定装置100是一边使测定区域沿螺线斜齿轮SBG的齿排列方向(例如图6A的旋转轴Θ的旋转方向)移动、一边使之沿齿纹方向(例如与图6A的旋转轴Θ的轴线方向为扭转位置的方向)依序移动。例如，形状测定装置100是以使螺线斜齿轮SBG旋转于旋转轴Θ的旋转方向(例如图6B的移动方向DR3(第3方向))而使各齿成为测定区域的方式使测定区域移动。与此同时，形状测定装置100是以使照射部21及摄影部22移动于与螺线斜齿轮SBG的旋转轴Θ的轴线方向为扭转位置的方向(例如图6B的移动方向DR4(第4方向))而使齿面各自的位置成为测定区域的方式使测定区域移动。以此方式，本实施形态的形状测定装置100能依序测定螺线斜齿轮SBG各个齿的形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0117][蜗齿轮的测定]
[0118]本实施形态的形状测定装置100例如如图7A和7B所示，能以蜗齿轮WG作为测定对象3测定测定对象3的形状。图7A和7B是显示测定蜗齿轮WG的形状的形状测定装置100构成的图。在以形状测定装置100测定蜗齿轮WG的形状时，测定对象3即蜗齿轮WG，例如是使蜗齿轮WG的旋转轴中心与载台31的旋转轴Θ中心一致地被载置于载台31上。亦即，载台驱动部33 (移动部)是使蜗齿轮WG的旋转轴与旋转移动的旋转轴Θ —致地使蜗齿轮WG旋转移动。此外，照射部21及摄影部22能一边维持彼此的相对位置、一边借由未图示的旋转移动机构绕z轴(Θ z方向)旋转。
[0119]此处，照射部21如图7A所示，将测定光借由与蜗齿轮WG的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于蜗齿轮WG的齿面。具体而言，是假定各齿的头顶部的包络面、相对测定区域中的包络面为垂直的方向。此情形下，摄影部22，是从与被照射测定光的蜗齿轮WG的齿面(表面)的齿纹方向(与圆周方向相异的方向)对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)拍摄测定光。亦即，摄影部22如图7B所示，是以蜗齿轮WG的齿纹方向作为摄影方向DR2拍摄光切断线PCL。又，此情形下，移动控制部54A是如图7B所示使支撑台32旋转于以旋转轴Θ为中心的移动方向DR3的方向。亦即，移动控制部54A是使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3(第3方向)。以此方式，形状测定装置100测定蜗齿轮WG的形状。当欲测定相对齿纹的左右任一方的面时，亦可设定成使测定光对欲测定的齿的面垂直接近。
[0120]又，形状测定装置100是一边使测定区域沿蜗齿轮WG的齿排列方向(例如图7A的旋转轴Θ的旋转方向)移动、一边使之沿齿纹方向(例如图7A的旋转轴Θ的旋转方向)依序移动。例如，形状测定装置100是以使蜗齿轮WG旋转于旋转轴Θ的旋转方向(例如图7B的移动方向DR3(第3方向))而使各齿成为测定区域的方式使测定区域移动。与此同时，形状测定装置100是以使照射部21及摄影部22移动于蜗齿轮WG的旋转轴Θ的轴线方向(例如图7B的移动方向DR4(第4方向))而使齿面各自的位置成为测定区域的方式使测定区域移动。以此方式，本实施形态的形状测定装置100能依序测定蜗齿轮WG各个齿的形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能提升齿轮的齿面形状的测定速度。
[0121]其次，使用图8所示的流程图，说明形状测定装置100执行测定对象3的形状测定的处理。图8是显示本实施形态的形状测定处理一例的流程图。
[0122]最初，使用者从输入装置42输入并设定测定对象3的测定开始位置(最初的测定点)及测定结束位置(最后的测定点)。输入装置42使被输入的测定开始位置(最初的测定点)及测定结束位置(最后的测定点)储存于储存部55 (步骤SI)。又，使用者从输入装置42输入并设定测定对象3的测定点的距离间隔。输入装置42使被输入的测定点的距离间隔储存于储存部55 (步骤S2)。其次，根据测定对象3的测定点中的齿轮规格数据设定测定光的投影方向及摄影方向。具体而言，是依据齿轮齿面的方向设定投影方向，并沿齿轮齿纹的方向设定摄影方向。此外，如上所述，齿轮齿纹的方向是借由位置设定部58被导出而送至移动指令部56。移动指令部56是读出从储存部55被输入并设定的信息即测定开始位置(最初的测定点)与测定结束位置(最后的测定点)的坐标值、以及显示各测定点的距离间隔(例如一定距离间隔的测定节距)的数据或显示预先设定的信息即测定范围的测定点的坐标值、以及测定点的移动方向等。移动指令部56是根据上述读出的数据及位置设定部58所算出的数据算出对测定对象3的扫描的移动路径(步骤S3)。
[0123]其次，移动指令部56根据所算出的移动路径将用以使测定头13及载台31驱动的指令信号供应至驱动控制部54，借由头驱动部14及载台驱动部33 (移动部)使测定头13及载台31驱动。借此，移动指令部56使测定头13与载台31的相对位置移动使光探针20A移动至测定对象3的测定开始位置(最初的测定点)(步骤S4)。
[0124]其次，间隔调整部52透过光探针20A检测出测定对象3的表面形状，将所检测出的影像信息往坐标算出部53供应。又，坐标检测部51是从位置检测部17检测出光探针20A的坐标信息与载台31的旋转位置信息，将所检测出的信息往坐标算出部53供应(步骤S6)。
[0125]坐标算出部53根据从间隔调整部52供应的影像信息及从坐标检测部51供应的光探针20A的坐标信息与载台31的旋转位置信息，算出测定点的坐标值(三维坐标值)的点群数据并保存于储存部55 (步骤S7)。
[0126]其次，移动指令部56判定前一刻测定的测定点是否为测定结束位置(最后的测定点)(步骤S8)。在步骤S8，当判定为前一刻测定的测定点不是测定结束位置(最后的测定点)时(即测定结束位置以外的测定点)，移动指令部56是使光探针20A移动至次一测定点后使之停止。例如，移动指令部56为了依照移动路径使往次一测定点移动，是将用以使测定头13及载台31驱动的指令信号供应至驱动控制部54，使测定头13与载台31驱动至头驱动部14与载台驱动部33 (移动部)(步骤S9)。接着，移动指令部56使控制返回步骤S6。
[0127]另一方面，在步骤S8，当判定为前一刻测定的测定点为测定结束位置(最后的测定点)时，坐标算出部53即根据在各测定点算出的每一测定点的坐标值(三维坐标值)的点群数据，算出测定对象3的表面形状数据。例如，坐标算出部53，从储存部55读出透过间隔调整部52借由光探针20A检测出的影像信息、以及借由坐标检测部51检测出的光探针20A的坐标信息与载台31的旋转位置信息就每个测定点算出的坐标值(三维坐标值)的点群数据，算出测定对象3的表面形状数据即三维坐标值的点群数据并保存于储存部55(步骤 S10)。
[0128]如以上所说明，本实施形态的形状测定装置100具备照射部21，该照射部21是将具有与测定对象3(具有于圆周方向周期性排列且具有延伸于与圆周方向相异的方向的凹凸形状表面)的凹凸形状对应的光量分布的测定光，借由与表面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于表面。又，形状测定装置100具备摄影部22，该摄影部22是生成从与被照射测定光的表面的相异的方向对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)被拍摄测定光的摄影影像。又，形状测定装置100具备根据来自摄影部22的拍摄成摄影影像的像的测定光位置测定表面形状的坐标算出部53 (测定部)。借此，形状测定装置100能使测定对象3的表面形状测定精度成为与拍摄测定光的摄影部22的解析度对应的精度。亦即，本实施形态的形状测定装置100能正确地测定测定对象3的表面形状。
[0129]在使本实施形态的形状测定装置100测定测定对象3的表面形状时，如图9所示，将具有与测定对象3(具有于圆周方向周期性排列且具有延伸于与圆周方向相异的方向的凹凸形状表面)的凹凸形状对应的光量分布的测定光，借由与表面的法线方向对应而决定的照射方向DRl (第I方向)照射于表面(步骤SSl)。接着，生成从与被照射测定光的表面的相异的方向对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)被拍摄测定光的摄影影像(步骤SS2)。接着根据拍摄成摄影影像的像的测定光位置测定表面形状(步骤SS3)。
[0130]又，本实施形态的形状测定装置100具备使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与圆周方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3(第3方向)的载台驱动部33 (移动部)。又，摄影部22是生成依据凹凸形状的圆周方向长度与被拍摄照射于表面的测定光的长度所拍摄的多个摄影影像，坐标算出部53 (测定部)是根据摄影影像测定多个凹凸形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能连续测定多个凹凸形状(例如齿轮的齿)的表面形状。亦即，本实施形态的形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。
[0131]又，本实施形态的形状测定装置100进一步具备保持照射部21与摄影部22的检测部20 (保持部)，载台驱动部33 (移动部)是使检测部20 (保持部)相对测定对象3移动于检测部20 (保持部)的移动方向DR3(第3方向)。借此，本实施形态的形状测定装置100能连续测定多个凹凸形状(例如齿轮的齿)的表面形状。亦即，本实施形态的形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。
[0132]又，本实施形态的形状测定装置100进一步具备使测定对象3相对旋转移动于与测定对象3的检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)，使被照射测定光的位置相对移动于与检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)的移动控制部54A。借此，形状测定装置100能以连续的动作测定具有于圆周方向周期性排列且具有延伸于与圆周方向相异的方向的凹凸形状表面的测定对象3的表面形状。亦即，本实施形态的形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。
[0133]又，本实施形态的形状测定装置100进一步具备依据被照射测定光的测定对象3的旋转移动的载台半径rs (半径)方向的位置，控制使测定对象3相对旋转移动的移动速度的速度控制部54B。例如，本实施形态的形状测定装置100，是以较测定测定对象3内周部的旋转速度慢的旋转速度测定外周部。借此，形状测定装置100能使测定对象3 (具有于圆周方向周期性排列且具有延伸于与圆周方向相异的方向的凹凸形状表面)的内周部的测定点数密度与外周部的测定点数密度一致地进行测定。
[0134]又，本实施形态的形状测定装置100的载台驱动部33 (移动部)能使测定对象3的中心轴AX与旋转移动的旋转轴Θ —致地使测定对象3旋转移动。借此，形状测定装置100能使被照射测定光的位置相对移动于检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)时，缩短移动的距离。亦即，形状测定装置100能使被照射测定光的位置稳定地移动。
[0135]又，本实施形态的形状测定装置100具备对凹凸形状所延伸的方向的位置与就每个凹凸形状所延伸的方向的位置显示凹凸形状所延伸的方向的信息建立关联关系而预先储存的储存部55。借此，形状测定装置100能将使被照射测定光的测定对象3位置相对移动于移动方向DR3(第3方向)的动作自动化。亦即，本实施形态的形状测定装置100能减轻进行测定对象3表面形状的测定作业的作业者的负担。
[0136]又，本实施形态的形状测定装置100的测定光具有照射于平面时形成为线状的光量分布。借此，形状测定装置100能同时测定测定对象3的连续的多个部分的形状。亦即，形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。[0137]又，本实施形态的形状测定装置100的照射部21将与测定对象3圆周方向交叉的方向作为线(光切断线PCL)的方向照射测定光。借此，摄影部22与不使光切断线PCL倾斜的情形相较，能拍摄包含更多测定对象3表面形状的信息的测定光。亦即，与不使光切断线PCL倾斜的情形相较，形状测定装置100能以更短时间测定测定对象3的形状。
[0138]又，本实施形态的形状测定装置100的照射方向DRl (第I方向)是于测定对象3的凹凸形状的最凸部与最凹部形成线(光切断线PCL)的测定光的照射方向，能同时测定测定对象3的连续的多个部分的形状。亦即，形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。
[0139]本实施形态的形状测定装置100具备照射部21，该照射部21是将具有与测定对象3的齿轮所具有的齿表面的形状对应的光量分布的测定光，借由与齿的齿面的法线方向对应而决定的照射方向DRl(第I方向)照射于齿面。又，本实施形态的形状测定装置100具备摄影部22，该摄影部22是生成从与被照射测定光的齿面齿纹方向对应而决定的摄影方向DR2(第2方向)被拍摄光切断线的摄影影像。又，本实施形态的形状测定装置100具备根据来自摄影部22的拍摄成摄影影像的像的测定光位置测定齿形状的坐标算出部53(测定部)。借此，形状测定装置100能使作为测定对象3的齿轮(包含涡轮等齿轮状者)的表面形状测定精度成为与拍摄测定光的摄影部22的解析度对应的精度。亦即，本实施形态的形状测定装置100能正确地测定测定对象3的表面形状。
[0140]又，本实施形态的形状测定装置100具备使被照射测定光的测定对象3的位置相对移动于与齿的齿宽方向方向对应而决定的检测部20 (保持部)的移动方向DR3(第3方向)的载台驱动部33 (移动部)。又，摄影部22是生成依据齿的齿宽长度与被拍摄照射于齿面的测定光的长度所拍摄的多个摄影影像，坐标算出部53 (测定部)是根据摄影影像测定齿轮所具有的多个齿形状。借此，本实施形态的形状测定装置100能连续测定多个齿轮的齿的表面形状。亦即，本实施形态的形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。
[0141]又，本实施形态的形状测定装置100进一步具备使齿轮相对旋转移动于与检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)，使被照射测定光的位置相对移动于与检测部20 (保持部)的移动方向DR3 (第3方向)的移动控制部54A。借此，形状测定装置100能以连续的动作测定测定对象3的齿轮表面形状。亦即，本实施形态的形状测定装置100能缩短测定测定对象3的表面形状的时间。
[0142]此外，上述实施形态中，虽说明了载台驱动部33(移动部)使载台31移动的构成，但不限于此。例如，形状测定装置100只要能使检测部20 (保持部)相对测定对象3移动于检测部20(保持部)的移动方向DR3(第3方向)即可。亦即，形状测定装置100中，移动部10亦可使检测部20 (保持部)移动于移动方向DR3(第3方向)。借此，形状测定装置100在测定对象3为例如重量物时，能不使测定对象3移动即测定测定对象3的表面形状。又，上述实施形态中，是于载台31设有调整倾斜角度的倾斜机构，借此能使测定光的投影方向对应测定对象3的凹凸形状的测定对象面来调整，且具备使光探针20A旋转于与Z轴平行的轴的旋转机构，借此能使摄影方向沿着凹凸形状的延伸方向。然而，本案发明并不限于此，亦可设置使光探针绕X轴或绕Y轴倾斜的关节机构，于该关节机构与光探针之间设置使光探针旋转的旋转机构，而能使测定光投影于所欲方向且以所欲方向拍摄被投影测定光的部位。或者，照射部21及摄影部22亦能构成为维持彼此的相对位置的同时能绕z轴(θ Z方向)、绕X轴(Θ X方向)、绕y轴(Θ y方向)的至少一个方向旋转。
[0143]此外，照射部21的照射方向DRl(第I方向)亦可是较连结凹凸形状的棱部与谷部的方向更靠齿的高度方向。例如，照射方向DRl(第I方向)亦可是测定对象3的凹凸形状中测定光照射于棱部(例如最凸部)与谷部(例如最凹部)的方向。借此，形状测定装置100由于能减低测定光被测定对象3遮蔽，因此能测定至测定对象3的谷部(例如最凹部)的形状。
[0144]此外，照射部21的照射方向DRl(第I方向)亦可是与测定区域所含的面的法线对应的方向。例如，照射方向DRl (第I方向)亦可是与测定区域所含的面的法线一致的方向。借此，形状测定装置100能使对测定区域所包含的面(测定面)线状照射的测定光的测定面上的线宽较测定光从不对应法线方向的方向照射时更小。此处，测定光的测定面上的线宽越小，越能正确地测定测定对象3的形状。亦即，形状测定装置100能使测定对象3的形状测定精度提升。
[0145][第2实施形态]
[0146]以下，参照图10及图11说明本发明的第2实施形态。针对与上述的第I实施形态相同的构成，省略说明。图11是显示本实施形态的形状测定装置100的概略构成一例的示意图。
[0147]本实施形态的形状测定装置100所具备的驱动部16具备照射驱动部14A。照射驱动部14A以使照射部21能与摄影部22独立移动的方式驱动照射部21。本实施形态的形状测定装置100的照射驱动部14A，例如设于检测部20 (保持部)，驱动照射部21。
[0148]又，本实施形态的形状测定装置100所具备的位置检测部17具备照射位置检测部15A。照射位置检测部15A具备分别检测照射部21的X轴、Y轴、以及Z轴方向的位置的X轴用编码器、Y轴用编码器、以及Z轴用编码器。照射位置检测部15A借由该等编码器检测出照射部21的坐标，将表示照射部21坐标值的信号往后述的坐标检测部51供应。本实施形态的形状测定装置100的照射位置检测部15A设于例如检测部20(保持部)，检测出照射部21的位置。又，本实施形态的坐标算出部53(测定部)是根据借由照射位置检测部15A检测出的照射部21的位置算出测定对象3的坐标。
[0149]又，于本实施形态的形状测定装置100所具备的储存部55，就测定对象3的每个种类，对测定对象3的凹凸形状所延伸的方向的位置与就每个凹凸形状所延伸的方向的位置显示凹凸形状所延伸的方向的信息建立关联关系而预先储存。于本实施形态的储存部55，例如就齿轮的每个种类，对齿轮的齿纹方向的位置与就每个齿纹方向的位置显示齿纹方向的信息建立关联关系而预先储存。
[0150]又，本实施形态的形状测定装置100所具备的驱动控制部54具备照射移动控制部54C (第2移动控制部)。照射移动控制部54C (第2移动控制部)，从储存于储存部55的显示多个凹凸形状所延伸的方向的信息，读出与被照射测定光的凹凸形状所延伸的方向的现在位置被建立关联关系的显示凹凸形状所延伸的方向的信息，作为显示被照射测定光的位置的移动方向DR4(第4方向)所对应的凹凸形状所延伸的方向的信息。本实施形态的移动控制部54A，例如在测定齿轮形状时，从储存于储存部55的显示多个齿轮的齿纹方向的信息，读出与被照射测定光的齿的齿纹方向的现在位置被建立关联关系的显示齿纹方向的信息，作为显不光探针20A的移动方向DR4所对应的方向的信息。亦即，本实施形态的移动控制部54A，是根据头位置检测部15所检测出的光探针20A的现在位置，从储存部55读出光探针20A的移动方向DR4。
[0151]又，此情形下，照射移动控制部54C(第2移动控制部)如图11所示，使被照射测定光的位置移动于与凹凸形状所延伸的方向对应而决定的被照射测定光的位置的移动方向DR4(第4方向)。图11，是显示照射移动控制部54C(第2移动控制部)使被照射测定光的位置移动的方向一例的构成图。亦即，照射移动控制部54C(第2移动控制部)是使照射部21移动于螺旋齿轮HG的齿纹方向，使被照射测定光的位置移动。
[0152]如以上所说明，本实施形态的形状测定装置100能使照射部21与摄影部22独立地使位置移动。借此，形状测定装置100能依据测定对象3的表面形状使被照射测定光的位置移动而测定形状。亦即，形状测定装置100能正确地测定测定对象3的形状。
[0153][第3实施形态]
[0154]其次，说明作为本发明的第3实施形态的具备上述第I实施形态及第2实施形态的任一形状测定装置100的构造物制造系统。图12是构造物制造系统200的方框构成图。构造物制造系统200具备上述的形状测定装置100、设计装置110、成形装置120、控制装置(检查装置)130、以及修理装置140。
[0155]设计装置110是制作与构造物形状相关的设计信息，并将所作成的设计信息发送至成形装置120。又，设计装置110使所作成的设计信息储存于控制装置150的后述坐标储存部151。此处所谓的设计信息是显示构造物的各位置坐标的信息。成形装置120根据从设计装置110输入的设计信息制作上述构造物。成形装置120的成形步骤包含铸造、锻造或切削等。形状测定装置100是测定所制作的构造物(测定对象3)的坐标，将显示所测定的坐标的信息(形状信息)往控制装置150发送。
[0156]控制装置150具备坐标储存部151与检查部152。坐标储存部151如前述借由设计装置110储存设计信息。检查部152从坐标储存部151读出设计信息。检查部152比较从形状测定装置100接收的显示坐标的信息(形状信息)与从坐标储存部151读出的设计信息。
[0157]检查部152根据比较结果判定构造物是否已按照设计信息成形。换言之，检查部152判定所作成的构造物是否为良品。检查部152在构造物未按照设计信息成形时，判定是否为能修复。为能修复时，检查部152即根据比较结果算出不良部位与修复量，对修理装置140发送显示不良部位的信息与显示修复量的信息。
[0158]修理装置140根据从控制装置150接收的显示不良部位的信息与显示修复量的信息对构造物的不良部位进行加工。
[0159]图13是显示借构造物制造系统200的处理流程的流程图。首先，设计装置110制作与构造物形状相关的设计信息(步骤S201)。其次，成形装置120根据设计信息制作上述构造物(步骤S202)。其次，形状测定装置100测定所制作的上述构造物的形状(步骤S203)。其次，控制装置150的检查部152比较在三维形状测定装置100取得的形状信息与上述设计信息，检查构造物是否已按照设计信息成形(步骤S204)。
[0160]其次，控制装置150的检查部152判定所作成的构造物是否为良品(步骤S205)。在所作成的构造物为良品时(步骤S205 ；YES)，构造物制造系统200即结束其处理。另一方面，在所作成的构造物非为良品时(步骤S205 ;N0)，控制装置150的检查部152即判定所作成的构造物是否为能修复(步骤S206)。
[0161]在检查部152判断所作成的构造物为能修复时(步骤S206 ;YES)，修理装置140即实施构造物的再加工(步骤S207)，返回步骤S203的处理。另一方面，在检查部152判断所作成的构造物为不能修复时(步骤S206 ；N0)，构造物制造系统200即结束其处理。以上，结束本流程的处理。
[0162]借由上述，由于上述实施形态的形状测定装置100能正确地测量构造物的坐标(三维形状)，因此构造物制造系统200能判定所作成的构造物是否为良品。又，构造物制造系统200在构造物非为良品时，能实施构造物的再加工，而加以修复。
[0163]以上，虽参照图式详述的本发明的实施形态，但具体构成不限于此实施形态，能在不脱离本发明趣旨的范围内适当加以变更。
[0164]此外，上述各实施形态的控制单元40及各装置所具备的控制部(以下将此等总称为控制部C0NT)或此控制部CONT所具备的各部，亦可非以专用的硬件来实现，且亦可借由存储器及微处理器来实现。
[0165]此外，此控制部CONT或此控制部CONT所具备的各部，亦可是专用的硬件来实现，且此控制部CONT或此控制部CONT所具备的各部亦可以存储器及CPU(中央运算装置)构成，亦可将用以实现控制部C0NT、此控制部CONT所具备的各部的功能的程序加载至存储器并实行，借此实现其功能。
[0166]又，亦可将用以实现控制部CONT或此控制部CONT所具备的各部的功能的程序记录于电脑可读取记录媒体，使记录于此记录媒体的程序读入电脑系统并加以执行，借此来进行控制部CONT或此控制部CONT所具备的各部的处理。此外，此处所述的「电脑系统」包含OS或周边机器等硬件。
[0167]又，「电脑系统」只要是利用WWW系统的情形，亦包含网页提供环境(或显示环境)。又，「非暂时性电脑可读媒体(non-transitory computer readable medium)」，是指磁盘片、光磁盘片、R0M、CD-R0M等可携媒体、内藏于电脑系统的硬盘等储存装置。进而，「非暂时性电脑可读媒体」亦包含如透过网际网络等网络或电话线路等通讯线路发送程序时的通讯线般在短时间的期间动态地保存程序者，如此情形下的服务器或客户端的电脑系统内部的挥发性存储器般于一定时间保存程序者。又，上述程序，亦可是用以实现前述功能的一部分者，进一步地亦可是以与已记录于电脑系统的程序的组合来实现前述的功能者。
[0168]兀件代表符号列表
[0169]20:检测部(保持部)
[0170]21:照射部
[0171]22:摄影部
[0172]33:载台驱动部(移动部)
[0173]53:坐标算出部(测定部)
[0174]54A:移动控制部
[0175]54B:速度控制部
[0176]54C:照射移动控制部(第2移动控制部)
[0177]55:储存部[0178]100:形状测定装置
[0179]110:设计装置
[0180]120:成形装置
[0181]150:控制装置
[0182]200:构造物制造系统
【权利要求】
1.一种形状测定装置，测定测定对象的形状，其特征在于其具有: 照射部，对测定对象的测定区域照射测定光； 摄影部，取得包含被前述照射部照射的位置的前述测定区域的像； 载台，载置前述测定对象； 坐标算出部，从以前述摄影部检测出的像算出前述测定区域的位置；以及 定位机构，将前述摄影部与前述载台相对驱动控制， 其中，前述定位机构，根据前述测定对象反复的凹凸形状中前述测定区域的凸部的棱线方向或凹部连接的方向的信息，算出前述摄影部与前述载台的相对位置，并使前述载台与前述摄影部中的一者相对彼此而移动。
2.如权利要求1所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述定位机构，是以将前述测定光从第I方向照射于前述测定区域、从与前述凸部的棱线方向对应的第2方向拍摄前述测定区域中的像的方式，设定前述照射部与前述摄影部相对前述测定对象的相对位置。
3.如权利要求1或2所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述定位机构，将相对前述载台的前述摄影部 的位置设定成前述第2方向在对包含前述棱线的面射影时成为在前述测定区域及其附近前述棱线与前述摄影部的摄影方向不相交的方向。
4.如权利要求1或2所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述照射部照射具有线状的光量分布的测定光； 前述定位机构，将相对前述载台的前述照射部的位置设定成前述第I方向成为于前述测定光的光束中包含前述测定区域的法线的方向。
5.如权利要求2所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述定位机构具备旋转移动部，该旋转移动部是在前述测定对象所具有的周方向的反复形状的测定时以使被照射前述测定光的前述测定区域的位置移动于与周方向对应的第3方向的方式使前述照射部与前述测定对象相对移动； 前述摄影部，是每于因前述旋转移动部而产生的前述测定区域往前述第3方向位移时生成摄影影像；并且 前述坐标算出部，根据前述摄影影像测定多个前述凹凸形状。
6.如权利要求5所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述定位机构进一步具有相对移动部，该相对移动部是以使移动于与前述凹凸形状的棱线方向对应而决定的第4方向的方式使前述照射部与前述测定对象相对移动。
7.如权利要求6所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备:保持前述照射部与前述摄影部的保持部， 其中，前述旋转移动部是使前述保持部与前述测定对象相对移动。
8.如权利要求6或7所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述旋转移动部借由移动控制部来控制；并且 前述移动控制部是控制成，往前述第3方向的角度位移量当设I旋转为I且设往前述第4方向的往前述凹凸形状的棱线方向的尺寸为I时，相对于前述第3方向的角度位移量的前述第4方向的移动量成为大于I的值。
9.如权利要求8所述的形状测定装置，其特征在于其进一步地，前述移动控制部是控制成使测定对象于前述第3方向相对旋转移动、使被照射前述测定光的位置于前述第3方向相对移动。
10.如权利要求9所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备:速度控制部，是依据被照射前述测定光的前述测定对象的前述旋转移动的半径方向的位置，控制使前述测定对象相对旋转移动的移动速度。
11.如权利要求6或7所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备:摄影部控制部，可依据被照射前述测定光的前述测定对象的前述旋转移动的半径方向的位置改变前述摄影部的摄影间隔。
12.如权利要求9至11任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述旋转移动部是使前述测定对象的中心轴与前述旋转移动的旋转轴一致地使前述测定对象旋转移动。
13.如权利要求6至9任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述旋转移动部具有使前述测定对象移动于前述第3方向的第I移动部与相对前述第I移动部使前述摄影部移动于前述第4方向的第2移动部。
14.如权利要求1至13任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，于前述摄影部借由照射部移动部而设有前述照射部； 每于借由前述照射部的移动而前述测定光照射于前述测定对象在前述第4方向的各位置时，拍摄前述测定对象，借此生成多个摄影影像；并且 前述坐标算出部，是依据前述摄影影像测定前述凹凸形状的棱线方向的表面的形状。
15.如权利要求13所述的形状测定装置，其特征在于其具备: 储存部，对前述凹凸形状的棱线方向的位置与就每个前述凹凸形状的棱线方向的位置显示前述凹凸形状的棱线方向的信息建立关联关系而预先储存； 位置检测部，检测前述摄影部的沿第4方向的位置；以及 移动控制部，其用以从前述位置检测部取得在前述第4方向被照射前述测定光的位置信息，并且从前述储存部取得与从前述位置检测部检测出的位置被建立关联关系的显示前述凹凸形状的棱线方向的信息，并沿从前述储存部取得的前述凹凸形状的棱线方向设定前述第4方向。
16.如权利要求15所述的形状测定装置，其特征在于其具备: 储存部，对前述凹凸形状的棱线方向的位置与就每个前述凹凸形状的棱线方向的位置显示前述凹凸形状的棱线方向的信息建立关联关系而预先储存；以及 第2移动控制部，从储存于前述储存部的多个显示前述凹凸形状的棱线方向的信息及与被照射前述测定光的前述凹凸形状的棱线方向的现在位置被建立关联关系的显示前述凹凸形状的棱线方向的信息，设定前述第4方向。
17.如权利要求1至16任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述第I方向是较连结前述凹凸形状的棱部与谷部的方向更靠齿的高度方向倾斜。
18.如权利要求1至16任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述第I方向是与前述测定区域所含的面的法线对应的方向。
19.如权利要求1至18任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述测定光具有照射于平面时形成为线状的光量分布。
20.如权利要求19所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述测定对象具有圆周方向的反复形状，前述照射部是以交叉于前述测定对象的前述圆周方向的方向作为前述线的方向而照射前述测定光。
21.如权利要求19或20所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述第I方向是于前述测定对象的前述凹凸形状的最凸部与最凹部形成前述线的前述测定光的照射方向。
22.—种形状测定装置，测定测定对象的形状，其特征在于其具有: 照射部，是从第I方向对于圆周方向具有反复形状且具有延伸于与前述圆周方向相异的方向的凹凸形状的测定对象的测定区域照射测定光； 摄影部，从与被照射前述测定光的表面的前述凹凸形状所延伸的方向对应而决定的第2方向拍摄前述测定对象；以及 测定部，根据以前述摄影部取得的前述测定光的位置测定前述表面的形状。
23.如权利要求22所述的形状测定装置，其特征在于其具备移动部，是以使被照射前述测定光的前述测定区域的位置移动于对应前述圆周方向的第3方向的方式使前述照射部与前述测定对象相对移动， 其中，前述摄影部，在前述测定区域每于前述第3方向位移时生成摄影影像；并且 前述测定部，根据前述摄影影像测定多个前述凹凸形状。
24.如权利要求23所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述移动部，是以使移动于与前述凹凸形状所延伸的方向对应而决定的第4方向的方式使前述照射部与前述测定对象相对移动。
25.如权利要求24所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备保持前述照射部与前述摄影部的保持部， 其中，前述移动部是使前述保持部与前述测定对象相对移动。
26.如权利要求24或25所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述移动部借由移动控制部来控制；并且 前述移动控制部是控制成，往前述第3方向的角度位移量当设I旋转为I且设往前述第4方向的往前述凹凸形状所延伸的方向的尺寸为I时，相对于前述第3方向的角度位移量的前述第4方向的移动量成为大于I的值。
27.如权利要求26所述的形状测定装置，其特征在于其中进一步地，前述移动控制部是控制成使测定对象于前述第3方向相对旋转移动、使被照射前述测定光的位置于前述第3方向相对移动。
28.如权利要求27所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备:速度控制部，是依据被照射前述测定光的前述测定对象的前述旋转移动的半径方向的位置，控制使前述测定对象相对旋转移动的移动速度。
29.如权利要求27或28所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备:摄影部控制部，可依据被照射前述测定光的前述测定对象的前述旋转移动的半径方向的位置改变前述摄影部的摄影间隔。
30.如权利要求27至29任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述移动部是使前述测定对象的中心轴与前述旋转移动的旋转轴一致地使前述测定对象旋转移动。
31.如权利要求24至27任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述移动部具有使前述测定对象移动于前述第3方向的第I移动部与相对前述第I移动部使前述摄影部移动于前述第4方向的第2移动部。
32.如权利要求22至31任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，于前述摄影部借由照射部移动部而设有前述照射部，每于借由前述照射部的移动而前述测定光照射于前述测定对象在前述第4方向的各位置时，拍摄前述测定对象，借此生成多个摄影影像； 前述测定部，是依据前述摄影影像测定前述凹凸形状所延伸的方向的前述表面的形状。
33.如权利要求31所述的形状测定装置，其特征在于其具备: 储存部，对前述凹凸形状所延伸的方向的位置与就每个前述凹凸形状所延伸的方向的位置显示前述凹凸形状所延伸的方向的信息建立关联关系而预先储存；以及 位置检测部，检测前述摄影部的沿第4方向的位置； 从前述位置检测部取得在前述第4方向被照射前述测定光的位置信息； 具有移动控制部，是从前述储存部取得与从前述位置检测部检测出的位置被建立关联关系的显示前述凹凸形状所延伸的方向的信息，并沿从前述储存部取得的前述凹凸形状所延伸的方向设定前述第4方向。
34.如权利要求33所述的形状测定装置，其特征在于其具备: 储存部，对前述凹 凸形状所延伸的方向的位置与就每个前述凹凸形状所延伸的方向的位置显示前述凹凸形状所延伸的方向的信息建立关联关系而预先储存；以及 第2移动控制部，从储存于前述储存部的多个显示前述凹凸形状所延伸的方向的信息及与被照射前述测定光的前述凹凸形状所延伸的方向的现在位置被建立关联关系的显示前述凹凸形状所延伸的方向的信息，设定前述第4方向。
35.如权利要求22至34任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述第I方向是较连结前述凹凸形状的棱部与谷部的方向更靠齿的高度方向倾斜的方向。
36.如权利要求22至34任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述第I方向是与前述测定区域所含的面的法线对应的方向。
37.如权利要求22至36任一所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述测定光具有照射于平面时形成为线状的光量分布。
38.如权利要求37所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述照射部是以交叉于前述测定对象的前述圆周方向的方向为前述线的方向而照射前述测定光。
39.如权利要求37或38所述的形状测定装置，其特征在于其中，前述第I方向是于前述测定对象的前述凹凸形状的最凸部与最凹部形成前述线的前述测定光的照射方向。
40.一种构造物制造系统，其特征在于其包含: 设计装置，制作与构造物形状相关的设计信息； 成形装置，根据前述设计信息制作前述构造物； 权利要求22至39任一所述的形状测定装置，根据摄影影像测定所制作的前述构造物的形状；以及 检查装置，比较借由前述测定而得的形状信息与前述设计信息。
41.一种形状测定方法，测定测定对象的形状，其特征在于其包含: 准备形状测定装置的步骤，其具有对于圆周方向具有反复形状且具有延伸于与前述圆周方向相异的方向的凹凸形状的表面的测定对象表面照射测定光的照射部、生成拍摄前述测定光后的摄影影像的摄影部、以及根据前述摄影影像测定前述测定对象的形状的测定部的形状测定装置， 借由与前述表面的法线方向对应而决定的第I方向对前述表面照射前述测定光的步骤；以及 从与被照射前述测定光的前述表面的前述凹凸形状所延伸的前述相异方向对应而决定的第2方向拍摄前述测定光的步骤。
42.一种构造物制造方法，其特征在于其包含: 制作与构造物形状相关的设计信息的步骤； 根据前述设计信息制作前述构造物的步骤； 使用权利要求41所述的形状测定方法，根据所生成的摄影影像测定所制作的前述构造物的形状的步骤；以及 比较借由前述测定而得的形状信息与前述设计信息的步骤。
43.如权利要求42所述的构造物制造方法，其特征在于其包含根据前述比较的结果实施前述构造物的再加工的步骤。
44.如权利要求43所述的构造物制造方法，其特征在于其中，前述再加工包含再度执行制作前述构造物的动 作的步骤。
45.一种用于形状测定的程序，其允许电脑执行步骤，所述电脑是作为形状测定装置，其特征在于其具备: 具有于圆周方向周期性排列且延伸于与前述圆周方向相异的方向的凹凸形状的表面的测定对象表面照射测定光的照射部； 生成拍摄前述测定光后的摄影影像的摄影部；以及 根据前述摄影影像测定前述测定对象的形状的测定部，所述电脑执行的步骤包含: 借由与前述表面的法线方向对应而决定的第I方向对前述表面照射前述测定光；以及从与被照射前述测定光的前述表面的前述凹凸形状所延伸的方向对应而决定的第2方向拍摄前述测定光。
46.一种非暂时性电脑可读媒体，其中定义于权利要求45中所述程序被储存。
47.一种形状测定装置，其特征在于其具备: 照射部，将具有与测定对象的齿轮所具有的齿表面的形状对应的光量分布的测定光，借由与前述齿的齿面的法线方向对应而决定的第I方向照射于前述齿面； 摄影部，生成从与被照射前述测定光的前述齿面的齿纹方向对应而决定的第2方向被拍摄前述测定光的摄影影像；以及 测定部，根据以前述摄影部取得的前述测定光的位置测定前述齿的形状。
48.如权利要求47所述的形状测定装置，其特征在于其具备: 移动部，是使被照射前述测定光的测定对象的位置相对移动于与前述齿的齿宽方向对应而决定的第3方向； 前述摄影部，是生成依据前述齿的前述齿宽长度与拍摄照射于前述齿面的前述测定光的长度而拍摄的多个摄影影像； 前述测定部是根据前述摄影影像测定前述齿轮所具有的多个前述齿的形状。
49.如权利要求48所述的形状测定装置，其特征在于其进一步具备移动控制部，是使前述齿轮相对旋转移动于前述第3方向、使被照射前述测定光的位置相对移动于前述第3方向。
50.一种形状测定方法，测定测定对象的形状，其特征在于其具备: 从第I方向对具有于圆周方向反复且于与前述圆周方向相异的方向具有棱线方向的凹凸形状的测定对象的测定区域照射测定光的动作； 从与前述棱线方向对应而决定的第2方向拍摄被照射前述测定光的前述测定对象的表面的像的动作；以及 根据从前述拍摄的像取得的前述测定光的位置，测定前述表面的形状的动作。
51.如权利要求50所述的形状测定方法，其特征在于其中，前述第2方向是在对包含多个前述凹凸形状的棱线的面中对包含该棱线的面射影时为与前述棱线不相交的方向。
52.如权利要求50所述的形状测定方法，其特征在于其进一步具备:以使被照射前述测定光的前述测定区域的位置移动于与前述圆周方向对应的第3方向的方式使前述照射部与前述测定对象相对移动的动作； 在拍摄前述测定对象时在前述测定区域每于前述第3方向位移时生成摄影影像； 在测定前述表面的形状时根据前述摄影影像测定多个前述凹凸形状。
【文档编号】G01B11/24GK103959010SQ201280059323
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】山口雅哉 申请人:株式会社尼康