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TW201341756A - 形狀測定裝置、形狀測定方法、及記錄有其程式之記錄媒體 - Google Patents

形狀測定裝置、形狀測定方法、及記錄有其程式之記錄媒體 Download PDF

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TW201341756A
TW201341756A TW101144691A TW101144691A TW201341756A TW 201341756 A TW201341756 A TW 201341756A TW 101144691 A TW101144691 A TW 101144691A TW 101144691 A TW101144691 A TW 101144691A TW 201341756 A TW201341756 A TW 201341756A
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TW
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measurement
unit
measurement target
measuring device
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TW101144691A
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English (en)
Inventor
山口雅哉
Original Assignee
尼康股份有限公司
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Abstract

提供一種形狀測定裝置，其具有：照射部，對測定對象之測定區域照射測定光；攝影部，取得包含被前述照射部照射之位置之前述測定區域之像；載台，載置前述測定對象；座標算出部，從以檢測部檢測出之像算出前述測定區域之位置；以及定位機構，將前述攝影部與前述載台相對驅動控制；前述定位機構，根據前述測定對象反覆之凹凸形狀中前述測定區域之凸部之稜線方向或凹部連接之方向之資訊，算出前述攝影部與前述載台之相對位置，並使前述載台與前述攝影部相對移動。

Description

形狀測定裝置、形狀測定方法、及記錄有其程式之記錄媒體
本發明係關於形狀測定裝置、形狀測定方法、及記錄有其程式之記錄媒體。
以往，形狀測定裝置已知有例如藉由接觸感測器測定齒輪或渦輪等具有複雜形狀之測定對象表面形狀者。此種形狀測定裝置，係將使接觸感測器接觸於測定對象表面之狀態之接觸感測器之位置轉換為測定對象表面之空間座標以測定測定對象之表面形狀(參照例如專利文獻1)。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特公平08-025092號公報
然而，如上述之形狀測定裝置雖被期望縮短測定時間，但由於會反覆使接觸感測器接觸於測定對象表面之動作，因此有測定時間變長而無法增多測定點數目之情事。此種情形下，如上述之形狀測定裝置係為了縮短測定時間而減少測定點數目來測定。亦即，如上述之形狀測定裝置有無法正確地測定形狀之問題。
本發明係為了解決上述問題而完成者，其目的在於提供能正確測定形狀之形狀測定裝置、形狀測定方法、及記錄有其程式之記錄媒體。
依據本發明之第1態樣，為一種形狀測定裝置，係測定測定對象之形狀，其具有：照射部，對測定對象之測定區域照射測定光；攝影部，取得包含被前述照射部照射之位置之前述測定區域之像；載台，載置前述測定對象；座標算出部，從以前述攝影部檢測出之像算出前述測定區域之位置；以及定位機構，將前述攝影部與前述載台相對驅動控制；前述定位機構，根據前述測定對象反覆之凹凸形狀中前述測定區域之凸部之稜線方向或凹部連接之方向之資訊，算出前述攝影部與前述載台之相對位置，並使前述載台與前述攝影部相對移動。
依據本發明之第2態樣，為一種形狀測定裝置，係測定測定對象之形狀，其具有：照射部，係從第1方向對於圓周方向具有反覆形狀且具有延伸於與前述圓周方向相異之方向之凹凸形狀之測定對象之測定區域照射測定光；攝影部，從與被照射前述測定光之表面之前述凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之第2方向拍攝前述測定對象；以及測定部，根據以前述攝影部取得之前述測定光之位置測定前述表面之形狀。
依據本發明之第3態樣，為一種構造物製造系統，其 包含：設計裝置，製作與構造物形狀相關之設計資訊；成形裝置，根據前述設計資訊製作前述構造物；上述之形狀測定裝置，根據攝影影像測定所製作之前述構造物之形狀；以及檢查裝置，比較藉由前述測定而得之形狀資訊與前述設計資訊。
依據本發明之第4態樣，為一種形狀測定方法，係測定測定對象之形狀，其特徵在於：具備具有對於圓周方向具有反覆形狀且具有延伸於與前述圓周方向相異之方向之凹凸形狀之表面之測定對象表面照射測定光之照射部、生成拍攝前述測定光後之攝影影像之攝影部、以及根據前述攝影影像測定前述測定對象之形狀之測定部的形狀測定裝置，具備：藉由與前述表面之法線方向對應而決定之第1方向對前述表面照射前述測定光之步驟；以及從與被照射前述測定光之前述表面之前述凹凸形狀所延伸之前述相異方向對應而決定之第2方向拍攝前述測定光之步驟。
依據本發明之第5態樣，為一種製造構造物之方法，其包含：製作與構造物形狀相關之設計資訊之步驟；根據前述設計資訊製作前述構造物之步驟；使用上述之形狀測定方法，根據所生成之攝影影像測定所製作之前述構造物之形狀之步驟；以及比較藉由前述測定而得之形狀資訊與前述設計資訊之步驟。
依據本發明之第6態樣，為一種記錄有形狀測定程式之記錄媒體，該形狀測定程式，係用以使作為具備：具有於圓周方向週期性排列且延伸於與前述圓周方向相異之方 向之凹凸形狀之表面之測定對象表面照射測定光之照射部、生成拍攝前述測定光後之攝影影像之攝影部、以及根據前述攝影影像測定前述測定對象之形狀之測定部的形狀測定裝置之電腦執行下述步驟：藉由與前述表面之法線方向對應而決定之第1方向對前述表面照射前述測定光之步驟；以及從與被照射前述測定光之前述表面之前述凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之第2方向拍攝前述測定光之步驟。
依據本發明之第7態樣，為一種形狀測定裝置，具備：照射部，將具有與測定對象之齒輪所具有之齒表面之形狀對應之光量分布之測定光，藉由與前述齒之齒面之法線方向對應而決定之第1方向照射於前述齒面；攝影部，生成從與被照射前述測定光之前述齒面之齒紋方向對應而決定之第2方向被拍攝前述測定光之攝影影像；以及測定部，根據以前述攝影部取得之前述測定光之位置測定前述齒之形狀。
依據本發明之第8態樣，為一種形狀測定方法，係測定測定對象之形狀，其具備：從第1方向對具有於圓周方向反覆且於與前述圓周方向相異之方向具有稜線方向之凹凸形狀之測定對象之測定區域照射測定光之動作；從與前述稜線方向對應而決定之第2方向拍攝被照射前述測定光之前述測定對象之表面之像之動作；以及根據從前述拍攝之像取得之前述測定光之位置，測定 前述表面之形狀之動作。
根據本發明，形狀測定裝置能正確地測定形狀。
[第1實施形態]
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。
圖1係顯示本發明之一實施形態之形狀測定裝置100之概略構成之示意圖。
形狀測定裝置100具備測定機本體1與控制單元40(參照圖2)。
圖2係本發明之一實施形態之測定機本體1與控制單元40之方塊圖。
如圖1所示，測定機本體1具備：具備水平之上面(基準面)之基台2、設於此基台2上而支撐測定頭13並使之移動之移動部10、以及載置設於基台2上之測定對象3之支撐裝置30。此處，本實施形態之形狀測定裝置100，例如係測定齒輪或渦輪等具有於圓周方向週期性排列且延伸於與圓周方向相異之方向之凹凸形狀之表面之測定對象3之表面形狀。特別是，齒輪或渦輪等，其在從垂直方向對包含圓周方向之面射影之形狀，係相對該圓周方向之中心放射狀地形成有凸部之稜線或凹部之谷線。因此，凹凸形狀所延伸之方向之一例，所對應者為此種凸部之稜線或凹部之谷線。
此處，定義出以此基台2之基準面為基準之正交座標 系統。相對基準面，彼此正交之X軸與Y軸係被平行地決定，Z軸則決定為相對基準面正交之方向。又，於基台2設有延伸於Y方向(在垂直於紙面之方向以此方向為前後方向)之導軌(未圖示)。
移動部10(第2移動部)具備在其導軌上於Y方向移動自如地設置且在支柱10a及與支柱10a成對之支柱10b之間水平延伸架設之水平支架10c，形成門型之構造體。又，移動部10具備測定頭13，該測定頭13具備在水平支架10c設置成可於X方向(左右方向)移動之架台(未圖示)，設置成可相對該架台於Z方向(上下方向)移動自如。
於測定頭13下部設有檢測出測定對象3形狀之檢測部20(保持部)。此檢測部20被測定頭13支撐，用以檢測出與配置於檢測部20下方之測定對象3之距離。藉由控制測定頭13之位置，能使檢測部20之位置移動。又，於移動部10與架台之間具有使檢測部20相對與Z軸方向平行之軸旋轉之頭旋轉機構13a。
又，於移動部10內部設有根據被輸入之驅動訊號使測定頭13於三方向(X、Y、Z方向)以電動移動之頭驅動部14(圖2)與檢測出測定頭13之座標且輸出表示測定頭13之座標值之訊號之頭位置檢測部15(參照圖2)。
於基台2上設有支撐裝置30。支撐裝置30具備載台31與支撐台32。
載台31載置測定對象3並加以把持。
支撐台32藉由將載台31可繞正交之兩方向之旋轉軸 旋轉地支撐，以使載台31相對基準面傾斜或水平旋轉。本實施形態之支撐台32將載台31支撐為能以垂直(Z軸方向)延伸之旋轉軸θ為中心在水平面內旋轉於圖1所示之A方向且能以水平(X軸方向)延伸之旋轉軸ψ為中心旋轉於圖1所示之B方向。
又，於支撐裝置30設有根據被輸入之驅動訊號使載台31以電動分別繞旋轉軸θ及旋轉軸ψ旋轉驅動之載台驅動部33(移動部、第1移動部)(參照圖2)、與檢測出載台31之座標並輸出表示載台座標值之訊號之載台位置檢測部34(參照圖2)。
控制單元40具備控制部41、輸入裝置42、以及監視器44。
控制部41係控制測定機本體1。其詳細留待後述。輸入裝置42係輸入各種指示資訊之鍵盤等。監視器44係顯示測量畫面、指示畫面、測量結果等。
其次，參照圖2說明測定機本體1之構成。
測定機本體1具備驅動部16、位置檢測部17、以及檢測部20(保持部)。
驅動部16具備前述頭驅動部14與載台驅動部33(移動部)。
頭驅動部14具備將支柱10a、10b往Y方向驅動之Y軸用馬達、將架台往X方向驅動之X軸用馬達、將測定頭13往Z方向驅動之Z軸用馬達、以及使檢測部20旋轉於與Z軸方向平行之軸之頭旋轉用馬達。頭驅動部14係接收從 後述之驅動控制部54供應之驅動訊號。頭驅動部14根據其驅動訊號使測定頭13於三方向(X、Y、Z方向)以電動移動。
載台驅動部33(移動部)具備使載台31繞旋轉軸θ旋轉驅動之旋轉軸用馬達及繞旋轉軸ψ旋轉驅動之傾斜軸用馬達。又，載台驅動部33係接收從驅動控制部54供應之驅動訊號，根據所接收之驅動訊號使載台31以電動分別繞旋轉軸θ及旋轉軸ψ旋轉。又，載台驅動部33係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。又，載台驅動部33係使檢測部20相對測定對象3移動於檢測部20之移動方向DR3。又，載台驅動部33係使測定對象3之中心軸AX與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使測定對象3旋轉移動。
此處，例如係測定作為測定對象3之齒輪形狀之情形，載台驅動部33(移動部、第1移動部)係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與齒寬方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。
位置檢測部17具備前述之頭位置檢測部15與載台位置檢測部34。
頭位置檢測部15具備分別檢測測定頭13之X軸、Y軸、以及Z軸方向之位置及頭設置角度之X軸用編碼器、Y軸用編碼器、Z軸用編碼器、以及頭旋轉用編碼器。又，頭位置檢測部15係藉由該等編碼器檢測出測定頭13之座 標，將表示測定頭13座標值之訊號往後述之座標檢測部51供應。
載台位置檢測部34，具備分別檢測載台31之繞旋轉軸θ及旋轉軸ψ之旋轉位置之旋轉軸用編碼器及傾斜軸用編碼器。又，載台位置檢測部34係使用該等編碼器檢測出載台31之繞旋轉軸θ及旋轉軸ψ之旋轉位置，並將表示檢測出之旋轉位置之訊號往座標檢測部51供應。
檢測部20(保持部)具備具有照射部21與攝影部22之光探針20A，藉由光切斷方式檢測出測定對象3之表面形狀。亦即，檢測部20(保持部)係將照射部21與攝影部22保持成照射部21與攝影部22間之相對位置不變化。
照射部21，根據用以控制從後述間隔調整部52供應之光照射之控制訊號，將具有既定光量分布之測定光，藉由與測定對象3表面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於測定對象3之測定區域(測定對象之表面)。此測定光例如具有照射於平面時形成為線狀之光量分布。此情形下，照射於測定對象3之測定光，係藉由與測定對象3之凹凸形狀對應地設有長度方向之線狀投影圖案投影於測定對象3而形成。驅動控制頭旋轉機構13a以使此長度方向成為如前述之方向。例如，此種測定光亦可從點光源發出之光被折射或掃描而形成為線狀。藉由此形成為線狀之測定光於測定對象3表面形成光切斷線PCL。亦即，光切斷線PCL係與測定對象3之表面形狀對應地形成。
此處，例如測定作為測定對象3之齒輪之形狀之情形， 照射部21係將具有與測定對象3之齒輪所具有之齒表面之形狀對應之光量分布之測定光，藉由與齒之齒面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於齒面。此情形下，光切斷線PCL係與測定對象3之表面形狀(例如齒輪之齒面形狀)對應地形成。
攝影部22，係生成從與被照射測定光之表面之既定方向(與測定對象3之圓周方向相異之方向)對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)被拍攝測定光之攝影影像。例如，本實施形態之攝影部22係以測定對象3之凹凸形狀所延伸之方向作為攝影方向DR2，生成被拍攝測定光之攝影影像。此處，當測定對象3為齒輪時，測定對象3之凹凸形狀(亦即齒輪之齒)所延伸之方向例如為齒輪之齒紋方向。此情形下，本實施形態之攝影部22，係將被從作為測定對象3之齒輪之齒紋方向投影測定光之齒面之像生成為攝影影像。如上述，攝影部22藉由來自照射部21之照射光拍攝形成於測定對象3表面之光切斷線PCL。
此外，雖與測定對象3之凹凸形狀所延伸之方向對應地設定有攝影方向DR2，但不一定要與凹凸形狀所延伸之方向一致，只要係以延伸方向為中心，測定部位之凸部或凹部在從攝影部22觀看時不被相鄰之凸部遮隱之方向即可。
又，攝影部22係拍攝形成於測定對象3表面之陰影圖案，將所拍攝之影像資訊往間隔調整部52供應。藉此，控制單元40取得形狀測定資料。攝影部22具備CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)、C-MOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)感測器等單體攝影元件。
此處，例如測定作為測定對象3之齒輪形狀時，攝影部22係生成從與被照射測定光之齒面齒紋方向對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)被拍攝光切斷線之攝影影像。
其次，說明控制單元40。如上所述，控制單元40具備控制部41、輸入裝置42、監視器44。
輸入裝置42具備使用者輸入各種指示資訊之鍵盤，例如檢測出被輸入鍵盤之指示資訊而將所檢測出之指示資訊寫入儲存部55而儲存。本實施形態之輸入裝置42，例如可將測定對象3之種類作為指示資訊而被輸入。例如當測定對象3為齒輪時，作為測定對象3之種類，係將齒輪種類(例如平齒輪SG、螺旋齒輪HG、斜齒輪BG、螺線斜齒輪SBG、蝸齒輪WG等)作為指示資訊輸入輸入裝置42。
監視器44係接收從資料輸出部57供應之測定資料(全測定點之座標值)等。監視器44係顯示已接收之測定資料(全測定點之座標值)等。又，監視器44係顯示測量畫面、指示畫面等。
控制部41具備座標檢測部51、間隔調整部52、座標算出部53、驅動控制部54、儲存部55、移動指令部56、資料輸出部57、位置設定部58。
於儲存部55，就測定對象3之每個種類，對測定對象3之凹凸形狀所延伸之方向之位置與就每個凹凸形狀所延 伸之方向之位置顯示凹凸形狀所延伸之方向之資訊建立關聯關係而預先儲存。於本實施形態之儲存部55，例如就齒輪之每個種類，對齒輪之齒紋方向之位置與就每個齒紋方向之位置顯示齒紋方向之資訊建立關聯關係而預先儲存。亦即，於儲存部55，測定點之移動方向與齒輪種類建立關聯關係而被預先儲存。又，於儲存部55，就測定對象3之每個種類，測定對象3之測定開始位置(最初之測定點)之座標值與測定結束位置(最後之測定點)之座標值、以及各測定點之距離間隔與測定對象3之種類建立關聯關係而被預先儲存。又，儲存部55，將從座標算出部53供應之三維座標值之點群資料保存為測定資料。又，儲存部55係保存從座標檢測部51供應之各測定點之座標資料。又，儲存部55保存設計資料(CAD資料)。位置設定部58係如後述，從保存於儲存部55之測定對象3之設計資料等形狀資訊特定出齒紋方向，並將與齒紋方向相關之資訊輸出至移動指令部56。
座標檢測部51係藉由從頭位置檢測部15輸出之座標訊號偵測支撐於頭位置檢測部15之光探針20A之位置、亦即在水平方向之觀察位置與在上下方向之觀察位置與光探針20A之攝影方向。又，座標檢測部51係藉由從載台位置檢測部34輸出之表示旋轉位置之訊號偵測載台31之繞旋轉軸θ及旋轉軸ψ之旋轉位置。座標檢測部51係從分別偵測之在水平方向之觀察位置與在上下方向之觀察位置之資訊與從載台位置檢測部34輸出之表示旋轉位置之資訊(載 台31之旋轉位置資訊)檢測出座標資訊。接著，座標檢測部51將光探針20A之座標資訊、攝影方向與載台31之旋轉位置資訊往座標算出部53供應。又，座標檢測部51根據光探針20A之座標資訊、攝影方向與載台31之旋轉位置資訊，檢測出光探針20A與載台31之相對移動路徑、移動速度、移動是否以停止等資訊，將所檢測出之資訊往移動指令部56供應。
間隔調整部52係在座標測量開始前從儲存部55讀出指定取樣頻率之資料。間隔調整部52係以該取樣頻率從攝影部22接收影像資訊。接著，間隔調整部52將從該影像資訊隔開用以算出測定對象3表面之形狀資料之幀框後之影像資訊供應至座標算出部53。
又，間隔調整部52具備攝影部控制部52A。
攝影部控制部52A可依據被照射測定光之測定對象3之旋轉移動之半徑方向之位置改變攝影部22之攝影間隔。例如，攝影部控制部52A在被照射測定光之測定對象3之旋轉移動之半徑方向之位置接近最外周時，係較與該位置接近旋轉中心之情形更縮短攝影部22之攝影間隔(亦即攝影部22拍攝測定對象3之時間之間隔)。如上述，攝影部控制部52A，可在即使被照射測定光之測定對象3之旋轉移動之半徑方向之位置拍攝最外周亦不會於所拍攝之影像產生晃動之程度之充分快時，改變攝影間隔。藉此，形狀測定裝置100能在不使測定對象3之旋轉移動速度變化之情況下測定形狀。此外，針對攝影間隔，最好係能根據在測定 光照射於測定對象3時之測定光之長度方向長度(或射影於測定光之之半徑方向時之長度)與測定位置之旋轉線速度改變攝影間隔。
驅動控制部54係根據來自移動指令部56之指令訊號對頭驅動部14輸出驅動訊號以進行測定頭13之驅動控制。又，驅動控制部54具備移動控制部54A與速度控制部54B。
移動控制部54A係使測定對象3相對旋轉移動於與測定對象3之圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)，使被照射測定光之位置移動。本實施形態之移動控制部54A例如係使作為測定對象3之齒輪旋轉移動於與齒輪之圓周方向決定成一致之移動方向DR3(亦即齒輪之圓周方向)，使被照射測定光之位置移動。亦即，移動控制部54A係使齒輪相對旋轉移動於檢測部20之移動方向DR3(第3方向)，使被照射測定光之位置相對移動於檢測部20之移動方向DR3。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100係對測定對象3之於圓周方向週期性排列且延伸於與圓周方向相異之方向之凹凸形狀(例如作為測定對象3之齒輪之齒或渦輪之葉片)依序照射測定光，測定測定對象3之表面形狀。
速度控制部54B，依據被照射測定光之測定對象3之旋轉移動之載台半徑rs方向之位置，控制使測定對象3相對旋轉移動之移動速度。例如，在測定作為測定對象3之斜齒輪BG形狀時，本實施形態之速度控制部54B係將載台 31之旋轉移動速度控制成被照射測定光之載台半徑rs方向之位置隨著從斜齒輪BG之旋轉中心部往外周部移動而變慢。亦即，速度控制部54B係將載台31之旋轉移動速度控制成測定光照射於斜齒輪BG之位置在斜齒輪BG之內周部較快、在外周部則較慢。
座標算出部53(測定部)根據被光探針20A檢測出之測定對象3之表面形狀，算出測定對象3表面之形狀資料、亦即三維形狀資料。亦即，座標算出部53(測定部)從來自攝影部22之攝影影像，根據在攝影部22之攝影面上測定光之被檢測出之位置測定表面形狀。又，座標算出部53接收從間隔調整部52供應之幀框已隔開間隔之影像資訊。座標算出部53接收從座標檢測部51供應之光探針20A之座標資訊與載台31之旋轉位置資訊。又，座標算出部53根據從間隔調整部52供應之影像資訊、光探針20A之座標資訊、以及載台31之旋轉位置資訊，算出各測定點之座標值(三維座標值)之點群資料。
此處，例如在測定作為測定對象3之齒輪形狀之情形，座標算出部53(測定部)係根據來自攝影部22之拍攝成攝影影像之像之測定光位置測定齒之形狀。
具體之算出方法如下所述。首先，座標算出部53從所接收之光探針20A之座標算出固定於光探針20A之照射部21之座標與攝影部22之座標。
此處，由於照射部21固定於光探針20A，因此照射部21之照射角度相對光探針20A為固定。又，由於攝影部22 亦固定於光探針20A，因此攝影部22之攝影角度係相對光探針20A為固定。
座標算出部53係將所照射之光照射於測定對象3之點之座標依所拍攝影像之各像素使用三角測量算出。此處，所照射之光照射於測定對象3之點之座標，係從照射部21之座標以照射部21之照射角度描繪之直線與從攝影部22之座標以攝影部22之攝影角度描繪之直線(光軸)所相交之點之座標。此外，上述所拍攝之影像係顯示藉由配置於測定位置之光探針20A所檢測出之影像。
以上述方式，座標算出部53(測定部)係根據來自攝影部22之拍攝成攝影影像之像之測定光位置測定表面之形狀
又，測定對象3被支撐於載台31。測定對象3藉由支撐台32，載台31繞旋轉軸θ旋轉而以載台31之旋轉軸θ為中心而與載台31一起旋轉。又，測定對象3藉由載台31繞旋轉軸ψ旋轉而以載台31之旋轉軸ψ為中心而與載台31一起旋轉。亦即，被所算出之光照射之位置之座標，係顯示藉由載台31已以旋轉軸θ及旋轉軸ψ為中心旋轉而姿勢傾斜之測定對象3表面位置之資訊。以此方式，座標算出部53將被照射光之位置之座標根據載台31之傾斜、亦即繞旋轉軸θ及旋轉軸ψ之旋轉位置資訊修正載台31之傾斜，而能算出實際之測定對象3表面形狀資料。
又，座標算出部53係將所算出之測定對象3之表面形狀資料即三維座標值之點群資料保存於儲存部55。
驅動控制部54根據來自移動指令部56之指令訊號， 對頭驅動部14及載台驅動部33(移動部)輸出驅動訊號，進行測定頭13及載台31之驅動控制。
移動指令部56從儲存部55讀出藉由輸入裝置42儲存之指令資料(亦即測定對象3之種類)。又，移動指令部56從儲存部55讀出與所讀出之測定對象3種類已建立關聯關係之顯示測定對象3之測定範圍之測定點座標值、顯示測定對象3之測定開始位置(最初之測定點)之座標值、測定結束位置(最後之測定點)之座標值、測定點之移動方向、以及各測定點之距離間隔(例如一定距離間隔之節距)之資料等。移動指令部56將從儲存部55讀出之資料中與測定對象3形狀相關之資訊送至位置設定部58。位置設定部58從與測定對象3形狀相關之資訊特定出測定對象3之齒紋方向並送至移動指令部56。移動指令部56根據上述讀出之資料及從位置設定部58送來之與齒紋方向相關之資料，算出對測定對象3之掃描移動路徑。接著，移動指令部56依據所算出之移動路徑及從儲存部55讀出之各測定點之距離間隔(例如一定距離間隔之節距)等，將用以使測定頭13及載台31驅動之指令訊號供應至驅動控制部54，藉由頭驅動部14及載台驅動部33(移動部)使測定頭13及載台31驅動。
例如，移動指令部56依據移動路徑及測定節距，供應驅動測定頭13之移動或移動之停止、載台31之旋轉或旋轉之停止之指令訊號，使光探針20A與載台31之相對位置移動而就每一測定點停止。又，移動指令部56將此指令訊號供應至間隔調整部52。
資料輸出部57從儲存部55讀出測定資料(全測定點之座標值)等。資料輸出部57係將該測定資料等供應至監視器44。又，資料輸出部57將測定資料等往印表機或CAD系統等設計系統(未圖示)輸出。
例如，間隔調整部52係接收以既定取樣頻率拍攝藉由光探針20A照射於測定對象3表面之測量光所形成之陰影圖案後之影像資訊。座標算出部53，根據此影像資訊，將所照射之光照射於測定對象3之點(陰影圖案上之點)之座標依所拍攝影像之各像素使用三角測量算出。接著，座標算出部53就以既定取樣頻率拍攝之每個影像資訊算出陰影圖案之座標值之點群資料。
其次，係舉由本實施形態之形狀測定裝置100測定測定對象3即齒輪之形狀時之於照射方向DR1、攝影方向DR2、移動方向DR3及移動方向DR4之各方向測定平齒輪SG、螺旋齒輪HG、斜齒輪BG、螺線斜齒輪SBG及蝸齒輪WG之形狀之情形為例進行說明。
[平齒輪之測定]
本實施形態之形狀測定裝置100例如如圖3所示，能以平齒輪SG作為測定對象3測定測定對象3之形狀。
圖3係顯示測定平齒輪SG之形狀之形狀測定裝置100構成之圖。
在以形狀測定裝置100測定平齒輪SG之形狀時，測定對象3即平齒輪SG，例如係使平齒輪SG之旋轉軸中心與載台31之旋轉軸θ中心一致地被載置於載台31上。亦即， 載台驅動部33(移動部)係使平齒輪SG之旋轉軸與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使平齒輪SG旋轉移動。
此處，照射部21如圖3(a)所示，將測定光藉由與平齒輪SG之齒面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於平齒輪SG之齒面。具體而言，係假定各齒之頭頂部之包絡面、相對測定區域中之包絡面為垂直之方向。此情形下，攝影部22，係從與被照射測定光之平齒輪SG之齒面(表面)之齒紋方向(與圓周方向相異之方向)對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)拍攝測定光。亦即，攝影部22如圖3(b)所示，係以平齒輪SG之齒紋方向、亦即Z軸方向作為攝影方向DR2拍攝光切斷線PCL。又，此情形下，移動控制部54A係如圖3(b)所示使支撐台32旋轉於以旋轉軸θ為中心之移動方向DR3之方向。亦即，移動控制部54A係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。以此方式，形狀測定裝置100測定平齒輪SG之形狀。
又，本實施形態之形狀測定裝置100具備以使被照射測定光之測定區域之位置移動於對應圓周方向之移動方向DR3(第3方向)之方式使照射部21與測定對象3相對移動之移動部10。又，攝影部22，係每於測定區域往第3方向位移時生成攝影影像，座標算出部53(測定部)，根據攝影影像測定複數個凹凸形狀。又，移動部10係進一步以使移動於與凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之移動方向 DR4(第4方向)之方式使照射部21與測定對象3相對移動。
具體而言，形狀測定裝置100係一邊使測定區域沿平齒輪SG之齒排列方向(例如圖3(a)之旋轉軸θ之旋轉方向)移動、一邊使之沿齒紋方向(例如圖3(a)之旋轉軸θ之軸線方向)依序移動。例如，形狀測定裝置100係以使平齒輪SG旋轉於旋轉軸θ之旋轉方向(例如圖3(b)之移動方向DR3(第3方向))而使各齒成為測定區域之方式使測定區域移動。與此同時，形狀測定裝置100係以使照射部21及攝影部22移動於平齒輪SG之旋轉軸θ之軸線方向(例如圖3(b)之移動方向DR4(第4方向))而使齒面各自之位置成為測定區域之方式使測定區域移動。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100能依序測定平齒輪SG各個齒之形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能提昇齒輪之齒面形狀之測定速度。
又，此時，照射部21係藉由於測定對象3之凹凸形狀之最凸部與最凹部形成線(光切斷線PCL)之測定光之照射方向即照射方向DR1(第1方向)照射測定光。亦即，照射部21藉由於作為測定對象3之齒輪之齒前端與齒底形成光切斷線PCL之測定光之照射方向DR1照射測定光。藉此，形狀測定裝置100能提昇齒輪之齒面形狀之測定速度。
以此方式，攝影部22係生成依據測定對象3表面之凹凸形狀之圓周方向長度與被拍攝照射於表面之測定光之長度所拍攝之複數個攝影影像。又，座標算出部53(測定部)係根據以攝影部22拍攝之攝影影像測定複數個凹凸形狀。 此處，當測定對象3為齒輪時，在齒輪圓周方向之測定對象3之凹凸形狀(亦即齒輪之齒)之尺寸為齒輪齒厚方向。又，被拍攝照射於表面之測定光之長度例如係從形成於測定對象3表面之光切斷線PCL之攝影方向DR2觀看之長度中被攝影部22拍攝之長度。亦即，當測定對象3為齒輪時，攝影部22係生成依據齒之齒寬長度與與被拍攝照射於齒面之測定光之長度所拍攝之複數個攝影影像。亦即，攝影部22生成分別拍攝齒輪所具有之複數個齒之複數個攝影影像。此情形下，座標算出部53(測定部)係根據此等複數個攝影影像測定複數個齒之形狀。
此外，照射部21亦可將與測定對象3圓周方向交叉之方向作為光切斷線PCL(線)之方向照射測定光。亦即，照射部21亦可以光切斷線PCL例如從平齒輪SG圓周方向傾斜於齒紋方向而形成之方式照射測定光。又，欲測定相對齒紋之左右任一方之面時，亦可設定成使測定光對欲測定之齒之面垂直接近。
又，本實施形態之形狀測定裝置100，亦可具備以被照射測定光之測定區域之位置移動於對應圓周方向之移動方向DR3(第3方向)之方式使照射部21與測定對象3相對移動之移動部10。又，攝影部22，亦可每於測定區域往第3方向位移時拍攝測定對象而生成攝影影像，座標算出部53(測定部)，根據以攝影部22生成之攝影影像測定複數個凹凸形狀。又，移動部10亦可進一步以移動於與凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之移動方向DR4(第4方向)之方式 使照射部21與測定對象3相對移動。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100能依序測定平齒輪SG各個齒之形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能提昇齒輪之齒面形狀之測定速度。
又，本實施形態之形狀測定裝置100所具備之移動部10亦可被移動控制部54A控制。又，移動控制部54A亦可控制成，往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量當設1旋轉為1且設往移動方向DR4(第4方向)之往凹凸形狀所延伸之方向之尺寸為1時，相對於移動方向DR3(第3方向)之角度位移量之移動方向DR4(第4方向)之移動量成為大於1之值。例如，移動控制部54A亦可控制成，將往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量以設繞旋轉軸θ之1旋轉為1之方式正規化，設往移動方向DR4(第4方向)之往凹凸形狀所延伸之方向之被照射測定光之測定區域尺寸為1而正規化時，相對於移動方向DR3(第3方向)之角度位移量之移動方向DR4(第4方向)之移動量成為大於1之值。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100，由於能每於繞旋轉軸θ進行1旋轉時使測定區域往旋轉軸θ之半徑方向移動，因此本實施形態之形狀測定裝置100能提昇凹凸形狀(例如齒輪之齒面形狀)之測定速度。
又，此情形下，本實施形態之形狀測定裝置100所具備之移動控制部54A，亦可藉由與往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量對應之連續之移動量，使移動部10移動於往移動方向DR4(第4方向)之凹凸形狀所延伸之方向。又， 本實施形態之形狀測定裝置100所具備之移動控制部54A，亦可藉由與往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量對應之階段性之移動量(例如往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量每繞旋轉軸θ進行1旋轉時階段性增加之移動量)，使移動部10移動於往移動方向DR4(第4方向)之凹凸形狀所延伸之方向。又，本實施形態之形狀測定裝置100所具備之移動控制部54A，亦可藉由與往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量對應之階段性之移動量(例如往移動方向DR3(第3方向)之角度位移量每繞旋轉軸θ位移既定角度時階段性增加之移動量)，使移動部10移動於往移動方向DR4(第4方向)之凹凸形狀所延伸之方向。
[螺旋齒輪之測定]
本實施形態之形狀測定裝置100例如如圖4所示，能以螺旋齒輪HG作為測定對象3測定測定對象3之形狀。
圖4係顯示測定螺旋齒輪HG之形狀之形狀測定裝置100構成之圖。
在以形狀測定裝置100測定螺旋齒輪HG之形狀時，測定對象3即螺旋齒輪HG，例如係使螺旋齒輪HG之旋轉軸中心與載台31之旋轉軸θ中心一致地被載置於載台31上。亦即，載台驅動部33(移動部)係使螺旋齒輪HG之旋轉軸與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使螺旋齒輪HG旋轉移動。
形狀測定裝置100在測定螺旋齒輪HG時，亦與上述之平齒輪SG之情形同樣地設定各方向。例如，照射部21如圖4(a)所示，將測定光藉由與螺旋齒輪HG之齒面之法線方 向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於螺旋齒輪HG之齒面。此情形下，攝影部22，係從與被照射測定光之螺旋齒輪HG之齒面(表面)之齒紋方向(與圓周方向相異之方向)對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)拍攝測定光。
亦即，攝影部22如圖4(b)所示，係以螺旋齒輪HG之齒紋方向作為攝影方向DR2拍攝光切斷線PCL。又，此情形下，移動控制部54A係如圖4(b)所示使支撐台32旋轉於以旋轉軸θ為中心之移動方向DR3之方向。亦即，移動控制部54A係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。以此方式，形狀測定裝置100測定螺旋齒輪HG之形狀。
又，形狀測定裝置100係一邊使測定區域沿螺旋齒輪HG之齒排列方向(例如圖4(a)之旋轉軸θ之旋轉方向)移動、一邊使之沿齒紋方向(例如圖4(a)之旋轉軸θ之軸線方向)依序移動。例如，形狀測定裝置100係以使螺旋齒輪HG旋轉於旋轉軸θ之旋轉方向(例如圖4(b)之移動方向DR3(第3方向))而使各齒成為測定區域之方式使測定區域移動。與此同時，形狀測定裝置100係以使照射部21及攝影部22移動於螺旋齒輪HG之旋轉軸θ之軸線方向(例如圖4(b)之移動方向DR4(第4方向))而使齒面各自之位置成為測定區域之方式使測定區域移動。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100能依序測定螺旋齒輪HG各個齒之形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能提昇齒輪之 齒面形狀之測定速度。
[斜齒輪之測定]
本實施形態之形狀測定裝置100例如如圖5所示，能以斜齒輪BG作為測定對象3測定測定對象3之形狀。
圖5係顯示測定斜齒輪BG之形狀之形狀測定裝置100構成之圖。
在以形狀測定裝置100測定斜齒輪BG之形狀時，測定對象3即斜齒輪BG，例如係使斜齒輪BG之旋轉軸中心與載台31之旋轉軸θ中心一致地被載置於載台31上。亦即，載台驅動部33(移動部)係使斜齒輪BG之旋轉軸與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使斜齒輪BG旋轉移動。
此處，照射部21如圖5(a)所示，將測定光藉由與斜齒輪BG之齒面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於斜齒輪BG之齒面。此情形下，攝影部22，係從與被照射測定光之斜齒輪BG之齒面(表面)之齒紋方向(與圓周方向相異之方向)對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)拍攝測定光。亦即，攝影部22如圖5(b)所示，係以斜齒輪BG之齒紋方向作為攝影方向DR2拍攝光切斷線PCL。又，此情形下，移動控制部54A係如圖5(b)所示使支撐台32旋轉於以旋轉軸θ為中心之移動方向DR3之方向。亦即，移動控制部54A係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。以此方式，形狀測定裝置100測定斜齒輪BG之形狀。
又，形狀測定裝置100係一邊使測定區域沿斜齒輪BG之齒排列方向(例如圖5(a)之旋轉軸θ之旋轉方向)移動、一邊使之沿齒紋方向(例如與圖5(a)之旋轉軸θ之軸線方向相交之方向)依序移動。例如，形狀測定裝置100係以使斜齒輪BG旋轉於旋轉軸θ之旋轉方向(例如圖5(b)之移動方向DR3(第3方向))而使各齒成為測定區域之方式使測定區域移動。與此同時，形狀測定裝置100係以使照射部21及攝影部22移動於與斜齒輪BG之旋轉軸θ之軸線方向相交之方向(例如圖5(b)之移動方向DR4(第4方向))而使齒面各自之位置成為測定區域之方式使測定區域移動。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100能依序測定斜齒輪BG各個齒之形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能提昇齒輪之齒面形狀之測定速度。
[螺線斜齒輪之測定]
本實施形態之形狀測定裝置100例如如圖6所示，能以螺線斜齒輪SBG作為測定對象3測定測定對象3之形狀。
圖6係顯示測定螺線斜齒輪SBG之形狀之形狀測定裝置100構成之圖。
在以形狀測定裝置100測定螺線斜齒輪SBG之形狀時，測定對象3即螺線斜齒輪SBG，例如係使螺線斜齒輪SBG之旋轉軸中心與載台31之旋轉軸θ中心一致地被載置於載台31上。亦即，載台驅動部33(移動部)係使螺線斜齒輪SBG之旋轉軸與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使螺線斜齒輪SBG旋轉移動。
此處，照射部21如圖6(a)所示，將測定光藉由與螺線斜齒輪SBG之齒面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於螺線斜齒輪SBG之齒面。此情形下，攝影部22，係從與被照射測定光之螺線斜齒輪SBG之齒面(表面)之齒紋方向(與圓周方向相異之方向)對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)拍攝測定光。亦即，攝影部22如圖6(b)所示，係以螺線斜齒輪SBG之齒紋方向作為攝影方向DR2拍攝光切斷線PCL。此外，由於螺線斜齒輪SBG之齒紋方向會隨徑之位置而改變，因此依據測定區域在螺線斜齒輪SBG之徑方向位置中係相當於哪個位置，來藉由頭旋轉機構13a改變光探針20A之方向。藉此，能改變拍攝線狀之投影圖案之方向。又，此情形下，移動控制部54A係如圖6(b)所示使支撐台32旋轉於以旋轉軸θ為中心之移動方向DR3之方向。亦即，移動控制部54A係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。以此方式，形狀測定裝置100測定螺線斜齒輪SBG之形狀。
又，形狀測定裝置100係一邊使測定區域沿螺線斜齒輪SBG之齒排列方向(例如圖6(a)之旋轉軸θ之旋轉方向)移動、一邊使之沿齒紋方向(例如與圖6(a)之旋轉軸θ之軸線方向為扭轉位置之方向)依序移動。例如，形狀測定裝置100係以使螺線斜齒輪SBG旋轉於旋轉軸θ之旋轉方向(例如圖6(b)之移動方向DR3(第3方向))而使各齒成為測定區域之方式使測定區域移動。與此同時，形狀測定裝置100 係以使照射部21及攝影部22移動於與螺線斜齒輪SBG之旋轉軸θ之軸線方向為扭轉位置之方向(例如圖6(b)之移動方向DR4(第4方向))而使齒面各自之位置成為測定區域之方式使測定區域移動。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100能依序測定螺線斜齒輪SBG各個齒之形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能提昇齒輪之齒面形狀之測定速度。
[蝸齒輪之測定]
本實施形態之形狀測定裝置100例如如圖7所示，能以蝸齒輪WG作為測定對象3測定測定對象3之形狀。
圖7係顯示測定蝸齒輪WG之形狀之形狀測定裝置100構成之圖。
在以形狀測定裝置100測定蝸齒輪WG之形狀時，測定對象3即蝸齒輪WG，例如係使蝸齒輪WG之旋轉軸中心與載台31之旋轉軸θ中心一致地被載置於載台31上。亦即，載台驅動部33(移動部)係使蝸齒輪WG之旋轉軸與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使蝸齒輪WG旋轉移動。此外，照射部21及攝影部22能一邊維持彼此之相對位置、一邊藉由未圖示之旋轉移動機構繞z軸(θ z方向)旋轉。
此處，照射部21如圖7(a)所示，將測定光藉由與蝸齒輪WG之齒面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於蝸齒輪WG之齒面。具體而言，係假定各齒之頭頂部之包絡面、相對測定區域中之包絡面為垂直之方向。此情形下，攝影部22，係從與被照射測定光之蝸齒輪 WG之齒面(表面)之齒紋方向(與圓周方向相異之方向)對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)拍攝測定光。亦即，攝影部22如圖7(b)所示，係以蝸齒輪WG之齒紋方向作為攝影方向DR2拍攝光切斷線PCL。又，此情形下，移動控制部54A係如圖7(b)所示使支撐台32旋轉於以旋轉軸θ為中心之移動方向DR3之方向。亦即，移動控制部54A係使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。以此方式，形狀測定裝置100測定蝸齒輪WG之形狀。當欲測定相對齒紋之左右任一方之面時，亦可設定成使測定光對欲測定之齒之面垂直接近。
又，形狀測定裝置100係一邊使測定區域沿蝸齒輪WG之齒排列方向(例如圖7(a)之旋轉軸θ之旋轉方向)移動、一邊使之沿齒紋方向(例如圖7(a)之旋轉軸θ之旋轉方向)依序移動。例如，形狀測定裝置100係以使蝸齒輪WG旋轉於旋轉軸θ之旋轉方向(例如圖7(b)之移動方向DR3(第3方向))而使各齒成為測定區域之方式使測定區域移動。與此同時，形狀測定裝置100係以使照射部21及攝影部22移動於蝸齒輪WG之旋轉軸θ之軸線方向(例如圖7(b)之移動方向DR4(第4方向))而使齒面各自之位置成為測定區域之方式使測定區域移動。以此方式，本實施形態之形狀測定裝置100能依序測定蝸齒輪WG各個齒之形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能提昇齒輪之齒面形狀之測定速度。
其次，使用圖8所示之流程圖，說明形狀測定裝置100執行測定對象3之形狀測定之處理。
圖8係顯示本實施形態之形狀測定處理一例之流程圖。
最初，使用者從輸入裝置42輸入並設定測定對象3之測定開始位置(最初之測定點)及測定結束位置(最後之測定點)。輸入裝置42使被輸入之測定開始位置(最初之測定點)及測定結束位置(最後之測定點)儲存於儲存部55(步驟S1)。又，使用者從輸入裝置42輸入並設定測定對象3之測定點之距離間隔。輸入裝置42使被輸入之測定點之距離間隔儲存於儲存部55(步驟S2)。其次，根據測定對象3之測定點中之齒輪規格資料設定測定光之投影方向及攝影方向。具體而言，係依據齒輪齒面之方向設定投影方向，並沿齒輪齒紋之方向設定攝影方向。此外，如上所述，齒輪齒紋之方向係藉由位置設定部58被導出而送至移動指令部56。移動指令部56係讀出從儲存部55被輸入並設定之資訊即測定開始位置(最初之測定點)與測定結束位置(最後之測定點)之座標值、以及顯示各測定點之距離間隔(例如一定距離間隔之測定節距)之資料或顯示預先設定之資訊即測定範圍之測定點之座標值、以及測定點之移動方向等。移動指令部56係根據上述讀出之資料及位置設定部58所算出之資料算出對測定對象3之掃描之移動路徑(步驟S3)。
其次，移動指令部56根據所算出之移動路徑將用以使測定頭13及載台31驅動之指令訊號供應至驅動控制部54，藉由頭驅動部14及載台驅動部33(移動部)使測定頭13 及載台31驅動。藉此，移動指令部56使測定頭13與載台31之相對位置移動使光探針20A移動至測定對象3之測定開始位置(最初之測定點)(步驟S4)。
其次，間隔調整部52透過光探針20A檢測出測定對象3之表面形狀，將所檢測出之影像資訊往座標算出部53供應。又，座標檢測部51係從位置檢測部17檢測出光探針20A之座標資訊與載台31之旋轉位置資訊，將所檢測出之資訊往座標算出部53供應(步驟S6)。
座標算出部53根據從間隔調整部52供應之影像資訊及從座標檢測部51供應之光探針20A之座標資訊與載台31之旋轉位置資訊，算出測定點之座標值(三維座標值)之點群資料並保存於儲存部55(步驟S7)。
其次，移動指令部56判定前一刻測定之測定點是否為測定結束位置(最後之測定點)(步驟S8)。
在步驟S8，當判定為前一刻測定之測定點不是測定結束位置(最後之測定點)時(即測定結束位置以外之測定點)，移動指令部56係使光探針20A移動至次一測定點後使之停止。例如，移動指令部56為了依照移動路徑使往次一測定點移動，係將用以使測定頭13及載台31驅動之指令訊號供應至驅動控制部54，使測定頭13與載台31驅動至頭驅動部14與載台驅動部33(移動部)(步驟S9)。接著，移動指令部56使控制返回步驟S6。
另一方面，在步驟S8，當判定為前一刻測定之測定點為測定結束位置(最後之測定點)時，座標算出部53即根據 在各測定點算出之每一測定點之座標值(三維座標值)之點群資料，算出測定對象3之表面形狀資料。例如，座標算出部53，從儲存部55讀出透過間隔調整部52藉由光探針20A檢測出之影像資訊、以及藉由座標檢測部51檢測出之光探針20A之座標資訊與載台31之旋轉位置資訊就每個測定點算出之座標值(三維座標值)之點群資料，算出測定對象3之表面形狀資料即三維座標值之點群資料並保存於儲存部55(步驟S10)。
如以上所說明，本實施形態之形狀測定裝置100具備照射部21，該照射部21係將具有與測定對象3(具有於圓周方向週期性排列且具有延伸於與圓周方向相異之方向之凹凸形狀表面)之凹凸形狀對應之光量分布之測定光，藉由與表面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於表面。又，形狀測定裝置100具備攝影部22，該攝影部22係生成從與被照射測定光之表面之相異之方向對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)被拍攝測定光之攝影影像。又，形狀測定裝置100具備根據來自攝影部22之拍攝成攝影影像之像之測定光位置測定表面形狀之座標算出部53(測定部)。藉此，形狀測定裝置100能使測定對象3之表面形狀測定精度成為與拍攝測定光之攝影部22之解析度對應之精度。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能正確地測定測定對象3之表面形狀。
在使本實施形態之形狀測定裝置100測定測定對象3之表面形狀時，如圖9所示，將具有與測定對象3(具有於 圓周方向週期性排列且具有延伸於與圓周方向相異之方向之凹凸形狀表面)之凹凸形狀對應之光量分布之測定光，藉由與表面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於表面(步驟SS1)。接著，生成從與被照射測定光之表面之相異之方向對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)被拍攝測定光之攝影影像(步驟SS2)。接著根據拍攝成攝影影像之像之測定光位置測定表面形狀(步驟SS3)。
又，本實施形態之形狀測定裝置100具備使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與圓周方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)之載台驅動部33(移動部)。又，攝影部22係生成依據凹凸形狀之圓周方向長度與被拍攝照射於表面之測定光之長度所拍攝之複數個攝影影像，座標算出部53(測定部)係根據攝影影像測定複數個凹凸形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能連續測定複數個凹凸形狀(例如齒輪之齒)之表面形狀。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
又，本實施形態之形狀測定裝置100進一步具備保持照射部21與攝影部22之檢測部20(保持部)，載台驅動部33(移動部)係使檢測部20(保持部)相對測定對象3移動於檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能連續測定複數個凹凸形狀(例如齒輪之齒)之表面形狀。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
又，本實施形態之形狀測定裝置100進一步具備使測定對象3相對旋轉移動於與測定對象3之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)，使被照射測定光之位置相對移動於與檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)之移動控制部54A。藉此，形狀測定裝置100能以連續之動作測定具有於圓周方向週期性排列且具有延伸於與圓周方向相異之方向之凹凸形狀表面之測定對象3之表面形狀。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
又，本實施形態之形狀測定裝置100進一步具備依據被照射測定光之測定對象3之旋轉移動之載台半徑rs(半徑)方向之位置，控制使測定對象3相對旋轉移動之移動速度之速度控制部54B。例如，本實施形態之形狀測定裝置100，係以較測定測定對象3內周部之旋轉速度慢之旋轉速度測定外周部。藉此，形狀測定裝置100能使測定對象3(具有於圓周方向週期性排列且具有延伸於與圓周方向相異之方向之凹凸形狀表面)之內周部之測定點數密度與外周部之測定點數密度一致地進行測定。
又，本實施形態之形狀測定裝置100之載台驅動部33(移動部)能使測定對象3之中心軸AX與旋轉移動之旋轉軸θ一致地使測定對象3旋轉移動。藉此，形狀測定裝置100能使被照射測定光之位置相對移動於檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)時，縮短移動之距離。亦即，形狀測定裝置100能使被照射測定光之位置穩定地移動。
又，本實施形態之形狀測定裝置100具備對凹凸形狀所延伸之方向之位置與就每個凹凸形狀所延伸之方向之位置顯示凹凸形狀所延伸之方向之資訊建立關聯關係而預先儲存之儲存部55。藉此，形狀測定裝置100能將使被照射測定光之測定對象3位置相對移動於移動方向DR3(第3方向)之動作自動化。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能減輕進行測定對象3表面形狀之測定作業之作業者之負擔。
又，本實施形態之形狀測定裝置100之測定光具有照射於平面時形成為線狀之光量分布。藉此，形狀測定裝置100能同時測定測定對象3之連續之複數個部分之形狀。亦即，形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
又，本實施形態之形狀測定裝置100之照射部21將與測定對象3圓周方向交叉之方向作為線(光切斷線PCL)之方向照射測定光。藉此，攝影部22與不使光切斷線PCL傾斜之情形相較，能拍攝包含更多測定對象3表面形狀之資訊之測定光。亦即，與不使光切斷線PCL傾斜之情形相較，形狀測定裝置100能以更短時間測定測定對象3之形狀。
又，本實施形態之形狀測定裝置100之照射方向DR1(第1方向)係於測定對象3之凹凸形狀之最凸部與最凹部形成線(光切斷線PCL)之測定光之照射方向。能同時測定測定對象3之連續之複數個部分之形狀。亦即，形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
本實施形態之形狀測定裝置100具備照射部21，該照射部21係將具有與測定對象3之齒輪所具有之齒表面之形狀對應之光量分布之測定光，藉由與齒之齒面之法線方向對應而決定之照射方向DR1(第1方向)照射於齒面。又，本實施形態之形狀測定裝置100具備攝影部22，該攝影部22係生成從與被照射測定光之齒面齒紋方向對應而決定之攝影方向DR2(第2方向)被拍攝光切斷線之攝影影像。又，本實施形態之形狀測定裝置100具備根據來自攝影部22之拍攝成攝影影像之像之測定光位置測定齒形狀之座標算出部53(測定部)。藉此，形狀測定裝置100能使作為測定對象3之齒輪(包含渦輪等齒輪狀者)之表面形狀測定精度成為與拍攝測定光之攝影部22之解析度對應之精度。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能正確地測定測定對象3之表面形狀。
又，本實施形態之形狀測定裝置100具備使被照射測定光之測定對象3之位置相對移動於與齒之齒寬方向方向對應而決定之檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)之載台驅動部33(移動部)。又，攝影部22係生成依據齒之齒寬長度與被拍攝照射於齒面之測定光之長度所拍攝之複數個攝影影像，座標算出部53(測定部)係根據攝影影像測定齒輪所具有之複數個齒形狀。藉此，本實施形態之形狀測定裝置100能連續測定複數個齒輪之齒之表面形狀。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
又，本實施形態之形狀測定裝置100進一步具備使齒輪相對旋轉移動於與檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)，使被照射測定光之位置相對移動於與檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)之移動控制部54A。藉此，形狀測定裝置100能以連續之動作測定測定對象3之齒輪表面形狀。亦即，本實施形態之形狀測定裝置100能縮短測定測定對象3之表面形狀之時間。
此外，上述實施形態中，雖說明了載台驅動部33(移動部)使載台31移動之構成，但不限於此。例如，形狀測定裝置100只要能使檢測部20(保持部)相對測定對象3移動於檢測部20(保持部)之移動方向DR3(第3方向)即可。亦即，形狀測定裝置100中，移動部10亦可使檢測部20(保持部)移動於移動方向DR3(第3方向)。藉此，形狀測定裝置100在測定對象3為例如重量物時，能不使測定對象3移動即測定測定對象3之表面形狀。
又，上述實施形態中，係於載台31設有調整傾斜角度之傾斜機構，藉此能使測定光之投影方向對應測定對象3之凹凸形狀之測定對象面來調整，且具備使光探針20A旋轉於與Z軸平行之軸之旋轉機構，藉此能使攝影方向沿著凹凸形狀之延伸方向。然而，本案發明並不限於此，亦可設置使光探針繞X軸或繞Y軸傾斜之關節機構，於該關節機構與光探針之間設置使光探針旋轉之旋轉機構，而能使測定光投影於所欲方向且以所欲方向拍攝被投影測定光之部位。或者，照射部21及攝影部22亦能構成為維持彼此 之相對位置之同時能繞z軸(θ z方向)、繞x軸(θ x方向)、繞y軸(θ y方向)之至少一個方向旋轉。
此外，照射部21之照射方向DR1(第1方向)亦可係較連結凹凸形狀之稜部與谷部之方向更靠齒之高度方向。例如，照射方向DR1(第1方向)亦可係測定對象3之凹凸形狀中測定光照射於稜部(例如最凸部)與谷部(例如最凹部)之方向。藉此，形狀測定裝置100由於能減低測定光被測定對象3遮蔽，因此能測定至測定對象3之谷部(例如最凹部)之形狀。
此外，照射部21之照射方向DR1(第1方向)亦可係與測定區域所含之面之法線對應之方向。例如，照射方向DR1(第1方向)亦可係與測定區域所含之面之法線一致之方向。藉此，形狀測定裝置100能使對測定區域所包含之面(測定面)線狀照射之測定光之測定面上之線寬較測定光從不對應法線方向之方向照射時更小。此處，測定光之測定面上之線寬越小，越能正確地測定測定對象3之形狀。亦即，形狀測定裝置100能使測定對象3之形狀測定精度提昇。
[第2實施形態]
以下，參照圖10及圖11說明本發明之第2實施形態。
針對與上述之第1實施形態相同之構成，省略說明。
圖11係顯示本實施形態之形狀測定裝置100之概略構成一例之示意圖。
本實施形態之形狀測定裝置100所具備之驅動部16具備照射驅動部14A。
照射驅動部14A以使照射部21能與攝影部22獨立移動之方式驅動照射部21。本實施形態之形狀測定裝置100之照射驅動部14A，例如設於檢測部20(保持部)，驅動照射部21。
又，本實施形態之形狀測定裝置100所具備之位置檢測部17具備照射位置檢測部15A。
照射位置檢測部15A具備分別檢測照射部21之X軸、Y軸、以及Z軸方向之位置之X軸用編碼器、Y軸用編碼器、以及Z軸用編碼器。照射位置檢測部15A藉由該等編碼器檢測出照射部21之座標，將表示照射部21座標值之訊號往後述之座標檢測部51供應。本實施形態之形狀測定裝置100之照射位置檢測部15A設於例如檢測部20(保持部)，檢測出照射部21之位置。又，本實施形態之座標算出部53(測定部)係根據藉由照射位置檢測部15A檢測出之照射部21之位置算出測定對象3之座標。
又，於本實施形態之形狀測定裝置100所具備之儲存部55，就測定對象3之每個種類，對測定對象3之凹凸形狀所延伸之方向之位置與就每個凹凸形狀所延伸之方向之位置顯示凹凸形狀所延伸之方向之資訊建立關聯關係而預先儲存。於本實施形態之儲存部55，例如就齒輪之每個種類，對齒輪之齒紋方向之位置與就每個齒紋方向之位置顯示齒紋方向之資訊建立關聯關係而預先儲存。
又，本實施形態之形狀測定裝置100所具備之驅動控制部54具備照射移動控制部54C(第2移動控制部)。
照射移動控制部54C(第2移動控制部)，從儲存於儲存部55之顯示複數個凹凸形狀所延伸之方向之資訊，讀出與被照射測定光之凹凸形狀所延伸之方向之現在位置被建立關聯關係之顯示凹凸形狀所延伸之方向之資訊，作為顯示被照射測定光之位置之移動方向DR4(第4方向)所對應之凹凸形狀所延伸之方向之資訊。本實施形態之移動控制部54A，例如在測定齒輪形狀時，從儲存於儲存部55之顯示複數個齒輪之齒紋方向之資訊，讀出與被照射測定光之齒之齒紋方向之現在位置被建立關聯關係之顯示齒紋方向之資訊，作為顯示光探針20A之移動方向DR4所對應之方向之資訊。亦即，本實施形態之移動控制部54A，係根據頭位置檢測部15所檢測出之光探針20A之現在位置，從儲存部55讀出光探針20A之移動方向DR4。
又，此情形下，照射移動控制部54C(第2移動控制部)如圖11所示，使被照射測定光之位置移動於與凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之被照射測定光之位置之移動方向DR4(第4方向)。
圖11，係顯示照射移動控制部54C(第2移動控制部)使被照射測定光之位置移動之方向一例之構成圖。亦即，照射移動控制部54C(第2移動控制部)係使照射部21移動於螺旋齒輪HG之齒紋方向，使被照射測定光之位置移動。
如以上所說明，本實施形態之形狀測定裝置100能使照射部21與攝影部22獨立地使位置移動。藉此，形狀測定裝置100能依據測定對象3之表面形狀使被照射測定光 之位置移動而測定形狀。亦即，形狀測定裝置100能正確地測定測定對象3之形狀。
[第3實施形態]
其次，說明作為本發明之第3實施形態之具備上述第1實施形態及第2實施形態之任一形狀測定裝置100之構造物製造系統。
圖12係構造物製造系統200之方塊構成圖。構造物製造系統200具備上述之形狀測定裝置100、設計裝置110、成形裝置120、控制裝置(檢查裝置)130、以及修理裝置140。
設計裝置110係製作與構造物形狀相關之設計資訊，並將所作成之設計資訊發送至成形裝置120。又，設計裝置110使所作成之設計資訊儲存於控制裝置150之後述座標儲存部151。此處所謂之設計資訊係顯示構造物之各位置座標之資訊。
成形裝置120根據從設計裝置110輸入之設計資訊製作上述構造物。成形裝置120之成形步驟包含鑄造、鍛造或切削等。
形狀測定裝置100係測定所製作之構造物(測定對象3)之座標，將顯示所測定之座標之資訊(形狀資訊)往控制裝置150發送。
控制裝置150具備座標儲存部151與檢查部152。座標儲存部151如前述藉由設計裝置110儲存設計資訊。檢查部152從座標儲存部151讀出設計資訊。檢查部152比較從形狀測定裝置100接收之顯示座標之資訊(形狀資訊)與 從座標儲存部151讀出之設計資訊。
檢查部152根據比較結果判定構造物是否已按照設計資訊成形。換言之，檢查部152判定所作成之構造物是否為良品。檢查部152在構造物未按照設計資訊成形時，係判定是否為能修復。為能修復時，檢查部152即根據比較結果算出不良部位與修復量，對修理裝置140發送顯示不良部位之資訊與顯示修復量之資訊。
修理裝置140根據從控制裝置150接收之顯示不良部為之資訊與顯示修復量之資訊對構造物之不良部位進行加工。
圖13係顯示藉構造物製造系統200之處理流程之流程圖。
首先，設計裝置110製作與構造物形狀相關之設計資訊(步驟S201)。其次，成形裝置120根據設計資訊製作上述構造物(步驟S202)。其次，形狀測定裝置100測定所製作之上述構造物之形狀(步驟S203)。其次，控制裝置150之檢查部152比較在三維形狀測定裝置100取得之形狀資訊與上述設計資訊，檢查構造物是否已按照設計資訊成形(步驟S204)。
其次，控制裝置150之檢查部152判定所作成之構造物是否為良品(步驟S205)。在所作成之構造物為良品時(步驟S205；YES)，構造物製造系統200即結束其處理。另一方面，在所作成之構造物非為良品時(步驟S205；NO)，控制裝置150之檢查部152即判定所作成之構造物是否為能 修復(步驟S206)。
在檢查部152判斷所作成之構造物為能修復時(步驟S206；YES)，修理裝置140即實施構造物之再加工(步驟S207)，返回步驟S203之處理。另一方面，在檢查部152判斷所作成之構造物為不能修復時(步驟S206；NO)，構造物製造系統200即結束其處理。以上，結束本流程之處理。
藉由上述，由於上述實施形態之形狀測定裝置100能正確地測量構造物之座標(三維形狀)，因此構造物製造系統200能判定所作成之構造物是否為良品。又，構造物製造系統200在構造物非為良品時，能實施構造物之再加工，而加以修復。
以上，雖參照圖式詳述之本發明之實施形態，但具體構成不限於此實施形態，能在不脫離本發明趣旨之範圍內適當加以變更。
此外，上述各實施形態之控制單元40及各裝置所具備之控制部(以下將此等總稱為控制部CONT)或此控制部CONT所具備之各部，亦可非以專用之硬體來實現，且亦可藉由記憶體及微處理器來實現。
此外，此控制部CONT或此控制部CONT所具備之各部，亦可係專用之硬體來實現，且此控制部CONT或此控制部CONT所具備之各部亦可以記憶體及CPU(中央運算裝置)構成，亦可將用以實現控制部CONT、此控制部CONT所具備之各部之功能之程式加載至記憶體並實行，藉此實現其功能。
又，亦可將用以實現控制部CONT或此控制部CONT所具備之各部之功能之程式記錄於電腦可讀取記錄媒體，使記錄於此記錄媒體之程式讀入電腦系統並加以執行，藉此來進行控制部CONT或此控制部CONT所具備之各部之處理。此外，此處所述之「電腦系統」包含OS或週邊機器等硬體。
又，「電腦系統」只要係利用WWW系統之情形，亦包含網頁提供環境(或顯示環境)。
又，「電腦可讀取記錄媒體」，係指磁碟片、光磁碟片、ROM、CD-ROM等可攜媒體、內藏於電腦系統之硬碟等儲存裝置。進而，「電腦可讀取記錄媒體」亦包含如透過網際網路等網路或電話線路等通訊線路發送程式時之通訊線般在短時間之期間動態地保存程式者，如此情形下之伺服器或客戶端之電腦系統內部之揮發性記憶體般於一定時間保存程式者。又，上述程式，亦可係用以實現前述功能之一部分者，進一步地亦可係以與已記錄於電腦系統之程式之組合來實現前述之功能者。
圖1係顯示本發明第1實施形態之形狀測定裝置之構成一例之構成圖。
圖2係顯示本實施形態之形狀測定裝置之構成一例之方塊圖。
圖3(a)(b)係顯示本實施形態之測定對象(平齒輪)之形 狀測定方向一例之構成圖。
圖4(a)(b)係顯示本實施形態之測定對象(螺旋齒輪)之形狀測定方向一例之構成圖。
圖5(a)(b)係顯示本實施形態之測定對象(斜齒輪)之形狀測定方向一例之構成圖。
圖6(a)(b)係顯示本實施形態之測定對象(螺線斜齒輪)之形狀測定方向一例之構成圖。
圖7(a)(b)係顯示本實施形態之測定對象(蝸齒輪)之形狀測定方向一例之構成圖。
圖8係顯示本實施形態之控制部動作一例之流程圖。
圖9係顯示本實施形態之形狀測定方法之流程圖。
圖10係顯示本發明第2實施形態之形狀測定裝置之構成一例之構成圖。
圖11係顯示本實施形態之對測定對象(螺旋齒輪)之照射方向一例之構成圖。
圖12係顯示本發明第3實施形態之構造物製造系統之構成一例之構成圖。
圖13係顯示本實施形態之構造物製造系統之動作一例之流程圖。
【主要元件代表符號】
20‧‧‧檢測部(保持部)
21‧‧‧照射部
22‧‧‧攝影部
33‧‧‧載台驅動部(移動部)
53‧‧‧座標算出部(測定部)
54A‧‧‧移動控制部
54B‧‧‧速度控制部
54C‧‧‧照射移動控制部(第2移動控制部)
55‧‧‧儲存部
100‧‧‧形狀測定裝置
110‧‧‧設計裝置
120‧‧‧成形裝置
150‧‧‧控制裝置
200‧‧‧構造物製造系統
1‧‧‧測定機本體
2‧‧‧基台
3‧‧‧測定對象
10‧‧‧移動部
10a,10b‧‧‧支柱
10c‧‧‧水平支架
13‧‧‧測定頭
13a‧‧‧頭旋轉機構
20‧‧‧檢測部
20A‧‧‧光探針
30‧‧‧支撐裝置
31‧‧‧載台
32‧‧‧支撐台
40‧‧‧控制單元
41‧‧‧控制部
42‧‧‧輸入裝置
44‧‧‧監視器
100‧‧‧形狀測定裝置

Claims (51)

  1. 一種形狀測定裝置，係測定測定對象之形狀，其具有：照射部，對測定對象之測定區域照射測定光；攝影部，取得包含被前述照射部照射之位置之前述測定區域之像；載台，載置前述測定對象；座標算出部，從以前述攝影部檢測出之像算出前述測定區域之位置；以及定位機構，將前述攝影部與前述載台相對驅動控制；前述定位機構，根據前述測定對象反覆之凹凸形狀中前述測定區域之凸部之稜線方向或凹部連接之方向之資訊，算出前述攝影部與前述載台之相對位置，並使前述載台與前述攝影部相對移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之形狀測定裝置，其中，前述定位機構，係以將前述測定光從第1方向照射於前述測定區域、從與前述凸部之稜線方向對應之第2方向拍攝前述測定區域中之像之方式，設定前述照射部與前述攝影部相對前述測定對象之相對位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之形狀測定裝置，其中，前述定位機構，將相對前述載台之前述攝影部之位置設定成前述第2方向在對包含前述複數稜線之面射影時成為在前述測定區域及其附近前述稜線與前述攝影部之攝影方向不相交之方向。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之形狀測定裝置，其中， 前述照射部照射具有線狀之光量分布之測定光；前述定位機構，將相對前述載台之前述照射部之位置設定成前述第1方向成為於前述測定光之光束中包含前述測定區域之法線之方向。
  5. 如申請專利範圍第2項之形狀測定裝置，其中，前述定位機構具備旋轉移動部，該旋轉移動部係在前述測定對象所具有之周方向之反覆形狀之測定時以使被照射前述測定光之前述測定區域之位置移動於與周方向對應之第3方向之方式使前述照射部與前述測定對象相對移動；前述攝影部，係每於因前述旋轉移動部而產生之前述測定區域往前述第3方向位移時生成攝影影像；前述座標算出部，根據前述攝影影像測定複數個前述凹凸形狀。
  6. 如申請專利範圍第5項之形狀測定裝置，其中，前述定位機構進一步具有相對移動部，該相對移動部係以使移動於與前述凹凸形狀之稜線方向對應而決定之第4方向之方式使前述照射部與前述測定對象相對移動。
  7. 如申請專利範圍第6項之形狀測定裝置，其進一步具備：保持前述照射部與前述攝影部之保持部；前述旋轉移動部係使前述保持部與前述測定對象相對移動。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之形狀測定裝置，其中，前述旋轉移動部藉由移動控制部來控制；前述移動控制部係控制成，往前述第3方向之角度位 移量當設1旋轉為1且設往前述第4方向之往前述凹凸形狀之稜線方向之尺寸為1時，相對於前述第3方向之角度位移量之前述第4方向之移動量成為大於1之值。
  9. 如申請專利範圍第8項之形狀測定裝置，其進一步地，前述移動控制部係控制成使測定對象於前述第3方向相對旋轉移動、使被照射前述測定光之位置於前述第3方向相對移動。
  10. 如申請專利範圍第9項之形狀測定裝置，其進一步具備：速度控制部，係依據被照射前述測定光之前述測定對象之前述旋轉移動之半徑方向之位置，控制使前述測定對象相對旋轉移動之移動速度。
  11. 如申請專利範圍第6或7項之形狀測定裝置，其進一步具備：攝影部控制部，可依據被照射前述測定光之前述測定對象之前述旋轉移動之半徑方向之位置改變前述攝影部之攝影間隔。
  12. 如申請專利範圍第9項之形狀測定裝置，其中，前述旋轉移動部係使前述測定對象之中心軸與前述旋轉移動之旋轉軸一致地使前述測定對象旋轉移動。
  13. 如申請專利範圍第6或7項之形狀測定裝置，其中，前述旋轉移動部具有使前述測定對象移動於前述第3方向之第1移動部與相對前述第1移動部使前述攝影部移動於前述第4方向之第2移動部。
  14. 如申請專利範圍第1、2或5項中任一項之形狀測定裝置，其中，於前述攝影部藉由照射部移動部而設有前述 照射部，每於藉由前述照射部之移動而前述測定光照射於前述測定對象在前述第4方向之各位置時，拍攝前述測定對象，藉此生成複數個攝影影像；前述座標算出部，係依據前述攝影影像測定前述凹凸形狀之稜線方向之表面之形狀。
  15. 如申請專利範圍第13項之形狀測定裝置，其具備：儲存部，對前述凹凸形狀之稜線方向之位置與就每個前述凹凸形狀之稜線方向之位置顯示前述凹凸形狀之稜線方向之資訊建立關聯關係而預先儲存；以及位置檢測部，檢測前述攝影部之沿第4方向之位置；從前述位置檢測部取得在前述第4方向被照射前述測定光之位置資訊；具有移動控制部，係從前述儲存部取得與從前述位置檢測部檢測出之位置被建立關聯關係之顯示前述凹凸形狀之稜線方向之資訊，並沿從前述儲存部取得之前述凹凸形狀之稜線方向設定前述第4方向。
  16. 如申請專利範圍第15項之形狀測定裝置，其具備：儲存部，對前述凹凸形狀之稜線方向之位置與就每個前述凹凸形狀之稜線方向之位置顯示前述凹凸形狀之稜線方向之資訊建立關聯關係而預先儲存；以及第2移動控制部，從儲存於前述儲存部之複數個顯示前述凹凸形狀之稜線方向之資訊及與被照射前述測定光之前述凹凸形狀之稜線方向之現在位置被建立關聯關係之顯示前述凹凸形狀之稜線方向之資訊，設定前述第4方向。
  17. 如申請專利範圍第1、2或5項中任一項之形狀測定裝置，其中，前述第1方向係較連結前述凹凸形狀之稜部與谷部之方向更靠齒之高度方向傾斜。
  18. 如申請專利範圍第1、2或5項中任一項之形狀測定裝置，其中，前述第1方向係與前述測定區域所含之面之法線對應之方向。
  19. 如申請專利範圍第1、2或5項中任一項之形狀測定裝置，其中，前述測定光具有照射於平面時形成為線狀之光量分布。
  20. 如申請專利範圍第19項之形狀測定裝置，其中，前述測定對象具有圓周方向之反覆形狀，前述照射部係以交叉於前述測定對象之前述圓周方向之方向作為前述線之方向而照射前述測定光。
  21. 如申請專利範圍第19項之形狀測定裝置，其中，前述第1方向係於前述測定對象之前述凹凸形狀之最凸部與最凹部形成前述線之前述測定光之照射方向。
  22. 一種形狀測定裝置，係測定測定對象之形狀，其具有：照射部，係從第1方向對於圓周方向具有反覆形狀且具有延伸於與前述圓周方向相異之方向之凹凸形狀之測定對象之測定區域照射測定光；攝影部，從與被照射前述測定光之表面之前述凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之第2方向拍攝前述測定對象；以及 測定部，根據以前述攝影部取得之前述測定光之位置測定前述表面之形狀。
  23. 如申請專利範圍第22項之形狀測定裝置，其具備：移動部，係以使被照射前述測定光之前述測定區域之位置移動於對應前述圓周方向之第3方向之方式使前述照射部與前述測定對象相對移動；前述攝影部，在前述測定區域每於前述第3方向位移時生成攝影影像；前述測定部，根據前述攝影影像測定複數個前述凹凸形狀。
  24. 如申請專利範圍第23項之形狀測定裝置，其中，前述移動部，係以使移動於與前述凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之第4方向之方式使前述照射部與前述測定對象相對移動。
  25. 如申請專利範圍第24項之形狀測定裝置，其進一步具備：保持前述照射部與前述攝影部之保持部；前述移動部係使前述保持部與前述測定對象相對移動。
  26. 如申請專利範圍第24或25項之形狀測定裝置，其中，前述移動部藉由移動控制部來控制；前述移動控制部係控制成，往前述第3方向之角度位移量當設1旋轉為1且設往前述第4方向之往前述凹凸形狀所延伸之方向之尺寸為1時，相對於前述第3方向之角度位移量之前述第4方向之移動量成為大於1之值。
  27. 如申請專利範圍第26項之形狀測定裝置，其中，進一步地，前述移動控制部係控制成使測定對象於前述第3方向相對旋轉移動、使被照射前述測定光之位置於前述第3方向相對移動。
  28. 如申請專利範圍第27項之形狀測定裝置，其進一步具備：速度控制部，係依據被照射前述測定光之前述測定對象之前述旋轉移動之半徑方向之位置，控制使前述測定對象相對旋轉移動之移動速度。
  29. 如申請專利範圍第27項之形狀測定裝置，其進一步具備：攝影部控制部，可依據被照射前述測定光之前述測定對象之前述旋轉移動之半徑方向之位置改變前述攝影部之攝影間隔。
  30. 如申請專利範圍第27項之形狀測定裝置，其中，前述移動部係使前述測定對象之中心軸與前述旋轉移動之旋轉軸一致地使前述測定對象旋轉移動。
  31. 如申請專利範圍第24或25項之形狀測定裝置，其中，前述移動部具有使前述測定對象移動於前述第3方向之第1移動部與相對前述第1移動部使前述攝影部移動於前述第4方向之第2移動部。
  32. 如申請專利範圍第22至25項中任一項之形狀測定裝置，其中，於前述攝影部藉由照射部移動部而設有前述照射部，每於藉由前述照射部之移動而前述測定光照射於前述測定對象在前述第4方向之各位置時，拍攝前述測定對象，藉此生成複數個攝影影像； 前述測定部，係依據前述攝影影像測定前述凹凸形狀所延伸之方向之前述表面之形狀。
  33. 如申請專利範圍第31項之形狀測定裝置，其具備：儲存部，對前述凹凸形狀所延伸之方向之位置與就每個前述凹凸形狀所延伸之方向之位置顯示前述凹凸形狀所延伸之方向之資訊建立關聯關係而預先儲存；以及位置檢測部，檢測前述攝影部之沿第4方向之位置；從前述位置檢測部取得在前述第4方向被照射前述測定光之位置資訊；具有移動控制部，係從前述儲存部取得與從前述位置檢測部檢測出之位置被建立關聯關係之顯示前述凹凸形狀所延伸之方向之資訊，並沿從前述儲存部取得之前述凹凸形狀所延伸之方向設定前述第4方向。
  34. 如申請專利範圍第33項之形狀測定裝置，其具備：儲存部，對前述凹凸形狀所延伸之方向之位置與就每個前述凹凸形狀所延伸之方向之位置顯示前述凹凸形狀所延伸之方向之資訊建立關聯關係而預先儲存；以及第2移動控制部，從儲存於前述儲存部之複數個顯示前述凹凸形狀所延伸之方向之資訊及與被照射前述測定光之前述凹凸形狀所延伸之方向之現在位置被建立關聯關係之顯示前述凹凸形狀所延伸之方向之資訊，設定前述第4方向。
  35. 如申請專利範圍第22至25項中任一項之形狀測定裝置，其中，前述第1方向係較連結前述凹凸形狀之稜部 與谷部之方向更靠齒之高度方向傾斜之方向。
  36. 如申請專利範圍第22至25項中任一項之形狀測定裝置，其中，前述第1方向係與前述測定區域所含之面之法線對應之方向。
  37. 如申請專利範圍第22至25項中任一項之形狀測定裝置，其中，前述測定光具有照射於平面時形成為線狀之光量分布。
  38. 如申請專利範圍第37項之形狀測定裝置，其中，前述照射部係以交叉於前述測定對象之前述圓周方向之方向為前述線之方向而照射前述測定光。
  39. 如申請專利範圍第37項之形狀測定裝置，其中，前述第1方向係於前述測定對象之前述凹凸形狀之最凸部與最凹部形成前述線之前述測定光之照射方向。
  40. 一種構造物製造系統，其包含：設計裝置，製作與構造物形狀相關之設計資訊；成形裝置，根據前述設計資訊製作前述構造物；申請專利範圍第22至25項中任一項之形狀測定裝置，根據攝影影像測定所製作之前述構造物之形狀；以及檢查裝置，比較藉由前述測定而得之形狀資訊與前述設計資訊。
  41. 一種形狀測定方法，係測定測定對象之形狀，其特徵在於：具備具有對於圓周方向具有反覆形狀且具有延伸於與前述圓周方向相異之方向之凹凸形狀之表面之測定對象表 面照射測定光之照射部、生成拍攝前述測定光後之攝影影像之攝影部、以及根據前述攝影影像測定前述測定對象之形狀之測定部的形狀測定裝置，具備：藉由與前述表面之法線方向對應而決定之第1方向對前述表面照射前述測定光之步驟；以及從與被照射前述測定光之前述表面之前述凹凸形狀所延伸之前述相異方向對應而決定之第2方向拍攝前述測定光之步驟。
  42. 一種製造構造物之方法，其包含：製作與構造物形狀相關之設計資訊之步驟；根據前述設計資訊製作前述構造物之步驟；使用申請專利範圍第41項之形狀測定方法，根據所生成之攝影影像測定所製作之前述構造物之形狀之步驟；以及比較藉由前述測定而得之形狀資訊與前述設計資訊之步驟。
  43. 如申請專利範圍第42項之構造物製造方法，其包含根據前述比較之結果實施前述構造物之再加工之步驟。
  44. 如申請專利範圍第43項之構造物製造方法，其中，前述再加工包含再度執行製作前述構造物之動作之步驟。
  45. 一種記錄有形狀測定程式之記錄媒體，該形狀測定程式，係用以使作為具備：具有於圓周方向週期性排列且延伸於與前述圓周方向相異之方向之凹凸形狀之表面之測定對象表面照射測定光 之照射部、生成拍攝前述測定光後之攝影影像之攝影部、以及根據前述攝影影像測定前述測定對象之形狀之測定部的形狀測定裝置之電腦執行下述步驟：藉由與前述表面之法線方向對應而決定之第1方向對前述表面照射前述測定光之步驟；以及從與被照射前述測定光之前述表面之前述凹凸形狀所延伸之方向對應而決定之第2方向拍攝前述測定光之步驟。
  46. 一種形狀測定裝置，具備：照射部，將具有與測定對象之齒輪所具有之齒表面之形狀對應之光量分布之測定光，藉由與前述齒之齒面之法線方向對應而決定之第1方向照射於前述齒面；攝影部，生成從與被照射前述測定光之前述齒面之齒紋方向對應而決定之第2方向被拍攝前述測定光之攝影影像；以及測定部，根據以前述攝影部取得之前述測定光之位置測定前述齒之形狀。
  47. 如申請專利範圍第46項之形狀測定裝置，其具備：移動部，係使被照射前述測定光之測定對象之位置相對移動於與前述齒之齒寬方向對應而決定之第3方向；前述攝影部，係生成依據前述齒之前述齒寬長度與拍攝照射於前述齒面之前述測定光之長度而拍攝之複數個攝影影像；前述測定部係根據前述攝影影像測定前述齒輪所具有 之複數個前述齒之形狀。
  48. 如申請專利範圍第47項之形狀測定裝置，其進一步具備移動控制部，係使前述齒輪相對旋轉移動於前述第3方向、使被照射前述測定光之位置相對移動於前述第3方向。
  49. 一種形狀測定方法，係測定測定對象之形狀，其具備：從第1方向對具有於圓周方向反覆且於與前述圓周方向相異之方向具有稜線方向之凹凸形狀之測定對象之測定區域照射測定光之動作；從與前述稜線方向對應而決定之第2方向拍攝被照射前述測定光之前述測定對象之表面之像之動作；以及根據從前述拍攝之像取得之前述測定光之位置，測定前述表面之形狀之動作。
  50. 如申請專利範圍第49項之形狀測定方法，其中，前述第2方向係在對包含複數個前述凹凸形狀之稜線之面中對包含該稜線之面射影時為與前述稜線不相交之方向。
  51. 如申請專利範圍第49項之形狀測定方法，其進一步具備：以使被照射前述測定光之前述測定區域之位置移動於與前述圓周方向對應之第3方向之方式使前述照射部與前述測定對象相對移動之動作；在拍攝前述測定對象時在前述測定區域每於前述第3方向位移時生成攝影影像；在測定前述表面之形狀時根據前述攝影影像測定複數 個前述凹凸形狀。
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