工件测量设备及用于测量工件的方法技术

本发明专利技术提供了一种工件测量设备及用于测量工件的方法。撷取工件的第一部分的第一影像，以及判断该第一部分的第一定位。撷取第二部分的第二影像，其中该第二部分是依据该第一定位及该工件要被测量的部分的定位所选择，以及判断该第二部分的第二定位。若该第二影像判断该第一位置是正确判断，则工件持定单元沿原方向移动；否则，以该第二影像替换该第一影像，且沿新方向移动该工件持定单元。再者，还撷取该工件的第三部分的第三影像以替换该第二影像，直到该第三影像判断该第二位置是正确判断。

Workpiece measuring device and method for measuring workpiece

The present invention provides a workpiece measuring device and a method for measuring workpieces. The first image of the first part of the workpiece is retrieved, and a first position is determined for the first portion. A second image of the second part is selected, wherein the second part is selected according to the positioning of the first position and the part to be measured of the workpiece, and the second positioning of the second part is determined. If the second image judges that the first position is correctly judged, the workpiece holding unit moves in the original direction; otherwise, the first image is replaced by the second image and the workpiece holding unit is moved in a new direction. In addition, the third image of the third part of the workpiece is retrieved to replace the second image until the third image judges that the second position is correct.

【技术实现步骤摘要】
工件测量设备及用于测量工件的方法
本专利技术关于一种测量设备，且也关于一种工件测量设备及用于测量工件的方法。
技术介绍
已知影像撷取单元的视场(fieldofview；FOV)越小，其所撷取的影像可变得更准确。然而，以小FOV(举例而言，当FOV小于30mm)的影像撷取单元测量大型工件(举例而言，当工件的直径大于100mm时)是花费时间的。另外，为了准确地测量工件的小部分而将这样的影像撷取单元设置在正确位置是困难的。因此，在本领域中提供用于可准确测量大型工件的小部分的工件测量设备及方法是迫切的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种工件测量设备。该工件测量设备包括工件持定单元、影像撷取单元、控制单元及运算单元。该工件持定单元是组构以持定工件；该影像撷取单元是组构以于该工件持定单元与该影像撷取单元间隔而有第一位置关系时，撷取该工件的第一部分的第一影像，且于该工件持定单元与该影像撷取单元间隔而有第二位置关系时，撷取该工件的第二部分的第二影像；该控制单元是组构以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第一影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第一位置关系位移至该第二位置关系，或依据该第二影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第二位置关系位移至第三位置关系；以及该运算单元是电性连接至该影像撷取单元及该控制单元，且组构以控制该影像撷取单元撷取该第一影像及该第二影像，并控制该控制单元以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个。本专利技术也提供一种用于测量工件的方法，其包括：当工件持定单元与影像撷取单元间隔而有第一位置关系时，通过该影像撷取单元撷取由该工件持定单元所持定的工件的第一部分的第一影像；移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第一影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第一位置关系位移至第二位置关系；当该工件持定单元与该影像撷取单元有该第二位置关系时，通过该影像撷取单元撷取该工件的第二部分的第二影像；以及移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第二影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第二位置关系位移至第三位置关系。附图说明图1是依据本专利技术的实施例的工件测量设备的功能方块图；图2说明工件测量设备如何测量工件；以及图3是依据本专利技术的实施例的用于测量工件的方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。为了通过具有小FOV(举例而言，当FOV小于30mm时，但本专利技术不限于此)的影像撷取单元测量大型工件(举例而言，当工件的直径大于100mm时，但本专利技术不限于此)，其中这样的影像撷取单元无法设置于正确位置且无法撷取大型工件的小部分的影像，本专利技术的实施例提供用于测量工件的工件测量设备及方法。为了改善测量准确性，本专利技术的实施例施用图案匹配技术及动态引导反饋技术以引导工件平台。图1是依据本专利技术的实施例的工件测量设备的功能方块图。工件测量设备1包括影像撷取单元11、运算单元12、控制单元13、以及工件持定单元14。工件持定单元14持定工件15。在一实施例中，工件持定单元14是工件平台，工件15能放置在该工件平台上。在另一实施例中，工件持定单元14是持定工件15的工件持定件。控制单元13相对于影像撷取单元11移动工件持定单元14。在一实施例中，控制单元13移动工件持定单元14及影像撷取单元11中的至少一个且使工件持定单元14与影像撷取单元11从第一位置关系位移至第二位置关系。在另一实施例中，控制单元13仅移动工件持定单元14从第一位置至第二位置，以令影像撷取单元11与工件持定单元14的间隔从第一位置关系变成第二位置关系。在一实施例中，控制单元13是步进马达、液压机或传动装置，且于x、y及z方向的至少一个移动工件持定单元14。工件持定单元14包括至少一个移动控制模块，各该移动控制模块包含移动控制器及多个控制部。请参考图2，当影像撷取单元11与工件持定单元14间隔而有第一位置关系时，影像撷取单元11撷取工件15的第一部分的第一影像M1，且当影像撷取单元11与工件持定单元14间隔而有第二位置关系时，影像撷取单元11撷取工件15的第二部分的第二影像M2。在一实施例中，控制单元13仅将工件持定单元14从第一位置移动至第二位置。当工件持定单元14于第一位置处时，影像撷取单元11撷取第一影像M1，且当工件持定单元14于第二位置处时，影像撷取单元11撷取第二影像M2。在一实施例中，影像撷取单元11是影像输出装置，例如电荷耦合装置(CCD)及互补式金氧半(CMOS)影像传感器，且其分辨率是5K、4K或全高清(FullHD)。如图1所显示，运算单元12电性连接至影像撷取单元11及控制单元13。在一实施例中，运算单元12是逻辑运算单元，且该逻辑运算单元可为计算机或嵌入系统板的场可編程化柵阵列(FPGA)。运算单元12控制影像撷取单元11以撷取第一影像M1及第二影像M2。并且，运算单元12控制控制单元13以移动影像撷取单元11及工件持定单元14的至少一个，且通过例如将第一影像M1的图案与工件15的全影像匹配而依据第一影像M1，使工件持定单元14与影像撷取单元11从第一位置关系位移至第二位置关系。在一实施例中，若第一影像M1如图2显示般位于工件15的下右角落中且长度L是待测的，则运算单元12控制控制单元13以移动工件持定单元14向下(即向负y方向)，以令影像撷取单元11能位于较该第一部分更接近该长度L的工件15的部分上方(例如，第二部分；其影像是第二影像M2)。在一实施例中，运算单元12包括比较第一影像M1与工件15的全影像的影像比较模块121，其判断第一影像M1相对工件15的第一坐标，且控制控制单元13以依据该第一坐标将工件持定单元14从第一位置移动至第二位置。举例而言，若该第一坐标指出第一影像M1位于该下右角落，则运算单元12控制控制单元13以将工件持定单元14向负y方向移动。在一实施例中，影像比较模块121施用例如均方误差(meansquarederror；MSE)、近似(similarity)及峰值信号噪声比(peaksignal-to-noiseratio；PSNR)的图案匹配技术，以判断第一影像M1相对工件15的第一坐标及角度。举例而言，如图2所显示，影像比较模块121比较第一影像M与工件15的全影像，且判断第一部分是位于工件15的下右角落并具有相对工件15的全影像的原点(位于全影像的上右角落)的第一坐标(X1，Y1)及旋转角A。若长度L是待测的，运算单元12控制控制单元13以移动工件持定单元14向下(即向负y方向)，举例而言，相对于工件持定单元14的初始定位的原点而将工件持定单元14从第一位置(X1’，Y1’)移动至第二位置(X2’，Y2’)，以令影像撷取单元11能位于第二部分上方，该处具有第二影像M2。运算单元12接着控制控制单元13以移动影像撷取单元11及工件持定单元14的至少一个，且通过例如将第二影像M2的图案与工件15的全影像匹配而依据第二影像M2，使影像撷取单元11与工件持定单元14从第二位置关系位移至第三位置关系。于一实施例中，当第一部分确实在下右角落且第二影像M2确实为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件测量设备，其特征在于，包括：工件持定单元，其组构以持定工件；影像撷取单元，其组构以于该工件持定单元与该影像撷取单元间隔而有第一位置关系时，撷取该工件的第一部分的第一影像，且于该工件持定单元与该影像撷取单元间隔而有第二位置关系时，撷取该工件的第二部分的第二影像；控制单元，其组构以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第一影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第一位置关系位移至该第二位置关系，或依据该第二影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第二位置关系位移至第三位置关系；以及运算单元，其电性连接至该影像撷取单元及该控制单元，且组构以控制该影像撷取单元撷取该第一影像及该第二影像，并控制该控制单元以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个。

【技术特征摘要】
2015.12.10 US 14/964,7361.一种工件测量设备，其特征在于，包括：工件持定单元，其组构以持定工件；影像撷取单元，其组构以于该工件持定单元与该影像撷取单元间隔而有第一位置关系时，撷取该工件的第一部分的第一影像，且于该工件持定单元与该影像撷取单元间隔而有第二位置关系时，撷取该工件的第二部分的第二影像；控制单元，其组构以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第一影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第一位置关系位移至该第二位置关系，或依据该第二影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第二位置关系位移至第三位置关系；以及运算单元，其电性连接至该影像撷取单元及该控制单元，且组构以控制该影像撷取单元撷取该第一影像及该第二影像，并控制该控制单元以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个。2.如权利要求1所述的工件测量设备，其特征在于，该运算单元是组构以计算该第一影像的相对于该工件的第一坐标及该第二影像的相对于该工件的第二坐标。3.如权利要求2所述的工件测量设备，其特征在于，该运算单元更是组构以控制该控制单元移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第一坐标使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第一位置关系位移至该第二位置关系，或依据从该第一位置关系至该第二位置关系的位置关系差异与从该第一坐标至该第二坐标的坐标差异之间的关系而使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第二位置关系位移至该第三位置关系。4.如权利要求3所述的工件测量设备，其特征在于，该关系指出该位置关系差异与该坐标差异成比例，且该运算单元还控制该控制单元以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该关系使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第三位置关系位移至第四位置关系。5.如权利要求3所述的工件测量设备，其特征在于，该关系指出该位置关系差异与该坐标差异不成比例，且该影像撷取单元撷取该工件的第三部分的第三影像。6.如权利要求5所述的工件测量设备，其特征在于，该运算单元还控制该控制单元以移动该工件持定单元及该影像撷取单元的至少一个，且依据该第三影像使该工件持定单元与该影像撷取单元从该第三位置关系位移至第四位置关系。7.如权利要求2所述的工件测量设备，其特征在于，该运算单元包括影像比较模块，该影像比较模块是组构以比较该第一影像与该工件的全影像，且判断该第一影像的相对于该工件的该第一坐标。8.如权利要求7所述的工件测量设备，其特征在于，该影像比较模块通过均方误差、近似、及峰值信号噪声比的至少一个而判断该第一影像的该第一坐标。9.如权利要求1所述的工件测量设备，其特征在于，该运算单元是逻辑运算单元。10.如权利要求9所述的工件测量设备，其特征在于，该逻辑运算单元是计算机或嵌入系统板的场可编程化栅阵列。11.如权利要求1所述的工件测量设备，其特征在于，该控...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖岳益，吴昌硕，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71