[发明专利]坐标测量设备

说明书

一种坐标测量设备，包括探测器，所述探测器具有：照射光学系统，用于向工件照射沿着预定平面的光；摄像设备，其具有配置在摄像面上的摄像元件，并且用于从与所述预定平面上的位置不同的位置对所述工件进行摄像；以及控制器，用于控制所述照射光学系统。所述控制器进行以下操作：判断摄像面上的摄像区域中所配置的摄像元件是否检测到由于来自所述照射光学系统的光而入射到所述工件上的入射光；在所述摄像区域内所配置的摄像元件检测到所述入射光的情况下，使从所述照射光学系统所照射的光点亮；以及在所述摄像区域内所配置的摄像元件没有检测到所述入射光的情况下，使从所述照射光学系统所照射的光按预定周期闪烁。

技术领域

本发明涉及通过向被测物体照射光并拍摄其图像来测量该被测物体的形状的坐标测量设备。

背景技术

传统上，已知如下的形状测量设备：通过利用探测器扫描被测物体(以下称为“工件”)的表面并获取该工件的各部位的例如位置坐标，来测量该工件的表面形状。这种形状测量设备的已知示例包括用于测量工件的位置坐标并且包含与工件的表面相接触的测量器(触针)的形状测量设备、以及在无需接触工件的表面的测量器(触针)的情况下利用光学系统来进行测量的非接触型形状测量设备。

这种非接触型表面形状测量设备包括照射光学系统和非接触型探测器，其中该照射光学系统从预定照射方向向工件照射沿着预定平面的光，以及该非接触型探测器由用于拍摄入射到工件的表面上的光的形状的图像的摄像设备构成。该照射光学系统包括：光源，用于向着工件照射具有直线形状的激光(点激光)；以及照射光调整器，用于将光源所照射的激光调整成平面形状(片状形状)。根据该照射光学系统，向着工件表面照射沿着预定平面的照射光(还称为线激光、激光片、激光灯片等)，并且与该工件的形状相对应的入射光(即，具有工件的轮廓形状的光)入射到照射光和工件表面相交的位置处。摄像设备从与光源的照射方向不同的预定摄像方向来拍摄工件(入射到表面上的入射光)的图像。

利用上述结构，可以基于照射光学系统的照射方向、摄像设备的摄像方向、照射光学系统和摄像设备之间的距离、以及所拍摄图像，使用三角测量法来计算入射到工件表面上的光(即，工件的轮廓形状的空间坐标)。

在这种非接触型表面形状测量设备中，如上所述，摄像方向和照射光学系统的照射方向不同。因此，例如在探测器和工件之间的距离变得过小或过大的情况下，入射到工件表面上的光没有照射在摄像设备的摄像区域内并且无法进行摄像。可以在显示器上确认探测器和工件之间的距离是否适当；然而，在这种情况下，操作员必须从视觉上识别显示器和试样台这两者，由此导致可操作性下降。

传统上，为了解决该问题，除探测器以外，还设置了照射具有与激光的波长不同的波长的指示光的指示光照射器，并且在激光在能够进行测量的范围外的情况下，使指示光照射器点亮并向工件照射指示光，由此使得能够确认激光是否位于能够进行工件的测量的范围内(日本特开2012-127805)。

然而，在日本特开2012-127805所述的方法中，为了确认激光是否位于工件的摄像区域内，必须单独设置波长与激光的波长不同的指示光照射器，这可能导致设备的制造成本增加。另外，使指示光照射器与激光分开点亮，因此增加了电力消耗，这可能导致由于照明光照射器所产生的热而引起的热漂移或故障。即使在安装有冷却扇的情况下，由于该冷却扇所引起的振动也可能传递至探测器，因而测量精度可能下降。此外，在这种情况下，必须设置气孔从而使测量用探测器冷却，并且这也与耐环境性的下降有关。

发明内容

有鉴于以上，本发明寻求提供成本低且可操作性和耐环境性优良的坐标测量设备。