JP2000000740A - Ｃｃｄカメラを用いた工具補正量算出方法 - Google Patents
Ｃｃｄカメラを用いた工具補正量算出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レンズの歪みによる画像の歪みを考慮し、ＣＣ
Ｄカメラを用いて精度良く工具補正量を算出することが
できる工具補正量算出方法を提供する。 【解決手段】ＣＣＤカメラを用いて工具刃先を撮像した
後、得られた画像を処理して画像中における工具の刃先
位置を算出し、ついで算出された刃先位置から工具補正
量を算出する。ＣＣＤカメラのレンズによって生じる画
像の歪み量を予め測定し、測定した画像歪み量を基に刃
先位置を較正し、ついで較正された刃先位置に基づいて
工具補正量を算出する。画像の歪みによる影響を緩和し
た精度の高い工具補正量を求めることができる。
Ｄカメラを用いて精度良く工具補正量を算出することが
できる工具補正量算出方法を提供する。 【解決手段】ＣＣＤカメラを用いて工具刃先を撮像した
後、得られた画像を処理して画像中における工具の刃先
位置を算出し、ついで算出された刃先位置から工具補正
量を算出する。ＣＣＤカメラのレンズによって生じる画
像の歪み量を予め測定し、測定した画像歪み量を基に刃
先位置を較正し、ついで較正された刃先位置に基づいて
工具補正量を算出する。画像の歪みによる影響を緩和し
た精度の高い工具補正量を求めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ工作機械に用
いられる工具の補正量を算出する方法であって、ＣＣＤ
カメラを用いて工具の刃先位置を検出し、検出した刃先
位置から工具補正量を算出する方法に関する。
いられる工具の補正量を算出する方法であって、ＣＣＤ
カメラを用いて工具の刃先位置を検出し、検出した刃先
位置から工具補正量を算出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＣ工作機械においては、工具の移動軌
跡などを指令した加工プログラムに基づいて、数値制御
を行いながら工具刃先を移動させることによりワークを
加工することができる。そして、複数の工具を用いる場
合には、各工具をＮＣ工作機械に装着した際の、その刃
先位置が各工具によって異なるため、各工具の刃先位置
が加工座標系において同一となるような工具補正量を算
出し、この工具補正量を基にして当該工具の刃先位置を
補正し、当該工具を移動させるようにしている。
跡などを指令した加工プログラムに基づいて、数値制御
を行いながら工具刃先を移動させることによりワークを
加工することができる。そして、複数の工具を用いる場
合には、各工具をＮＣ工作機械に装着した際の、その刃
先位置が各工具によって異なるため、各工具の刃先位置
が加工座標系において同一となるような工具補正量を算
出し、この工具補正量を基にして当該工具の刃先位置を
補正し、当該工具を移動させるようにしている。
【０００３】したがって、工具を新たにＮＣ工作機械に
装着する際には、当該工具の工具補正量を算出する必要
があり、かかる工具補正量を算出する方法の一つとし
て、上述したＣＣＤカメラを用いたものがある。以下、
図２乃至図４に基づいて、ＣＣＤカメラを用いた従来の
工具補正量算出方法について説明する。尚、図２乃至図
４にはＮＣ旋盤に適用した例を示している。
装着する際には、当該工具の工具補正量を算出する必要
があり、かかる工具補正量を算出する方法の一つとし
て、上述したＣＣＤカメラを用いたものがある。以下、
図２乃至図４に基づいて、ＣＣＤカメラを用いた従来の
工具補正量算出方法について説明する。尚、図２乃至図
４にはＮＣ旋盤に適用した例を示している。
【０００４】図２は、ＣＣＤカメラを用いた工具補正量
算出装置の概略構成を示すブロック図であるが、同図に
示すように、この工具補正量算出装置１は、数値制御装
置２と、画像処理装置７と、ＣＣＤカメラ用のモニタ８
と、カメラ切換装置９と、低倍率のＣＣＤカメラ１０及
び高倍率のＣＣＤカメラ１１と、バックライト１２とか
らなる。尚、図中、３はタレットであり、Ｔはタレット
３に装着された工具である。
算出装置の概略構成を示すブロック図であるが、同図に
示すように、この工具補正量算出装置１は、数値制御装
置２と、画像処理装置７と、ＣＣＤカメラ用のモニタ８
と、カメラ切換装置９と、低倍率のＣＣＤカメラ１０及
び高倍率のＣＣＤカメラ１１と、バックライト１２とか
らなる。尚、図中、３はタレットであり、Ｔはタレット
３に装着された工具である。
【０００５】前記バックライト１２は前記ＣＣＤカメラ
１０，１１の撮像方向にこれと対峙するように設けら
れ、このＣＣＤカメラ１０，１１とバックライト１２と
の間に前記工具Ｔの刃先を置くことにより、当該工具Ｔ
の刃先がＣＣＤカメラ１０，１１によって撮像され、撮
像された画像データがカメラ切換装置９に入力される。
１０，１１の撮像方向にこれと対峙するように設けら
れ、このＣＣＤカメラ１０，１１とバックライト１２と
の間に前記工具Ｔの刃先を置くことにより、当該工具Ｔ
の刃先がＣＣＤカメラ１０，１１によって撮像され、撮
像された画像データがカメラ切換装置９に入力される。
【０００６】カメラ切換装置９には前記画像処理装置７
を介して前記数値制御装置２から切換指令が入力され、
カメラ切換装置９はこの切換指令を受けて、前記ＣＣＤ
カメラ１０，１１により撮像された画像データのうち一
方の画像データを画像処理装置７に出力する。
を介して前記数値制御装置２から切換指令が入力され、
カメラ切換装置９はこの切換指令を受けて、前記ＣＣＤ
カメラ１０，１１により撮像された画像データのうち一
方の画像データを画像処理装置７に出力する。
【０００７】画像処理装置７は、入力された画像データ
をモニタ８に出力してその画像を表示させるとともに、
ＣＣＤカメラ１１により撮像された画像データを処理し
て、画像中の所定位置を基準とした前記工具Ｔの刃先位
置を算出し、当該刃先位置データを数値制御装置２に出
力する。尚、上述したように、前記ＣＣＤカメラ１０は
低倍率のカメラであり、このＣＣＤカメラ１０により撮
像され、モニタ８に表示された工具Ｔの刃先を確認しな
がら、当該工具Ｔの刃先をＣＣＤカメラ１１の視野領域
内に導いた後、このＣＣＤカメラ１１により当該工具Ｔ
の刃先を撮像する。
をモニタ８に出力してその画像を表示させるとともに、
ＣＣＤカメラ１１により撮像された画像データを処理し
て、画像中の所定位置を基準とした前記工具Ｔの刃先位
置を算出し、当該刃先位置データを数値制御装置２に出
力する。尚、上述したように、前記ＣＣＤカメラ１０は
低倍率のカメラであり、このＣＣＤカメラ１０により撮
像され、モニタ８に表示された工具Ｔの刃先を確認しな
がら、当該工具Ｔの刃先をＣＣＤカメラ１１の視野領域
内に導いた後、このＣＣＤカメラ１１により当該工具Ｔ
の刃先を撮像する。
【０００８】前記数値制御装置２は、工作機械の駆動軸
に関する数値制御など、工作機械の各部を制御するもの
であり、各駆動軸に設けられたエンコーダからタレット
３の絶対機械座標系における現在位置が入力されるよう
になっており、このエンコーダから入力されたタレット
３の位置データ及び前記画像処理装置７から入力された
刃先位置データを基に工具補正量を算出する演算処理部
を備えている。
に関する数値制御など、工作機械の各部を制御するもの
であり、各駆動軸に設けられたエンコーダからタレット
３の絶対機械座標系における現在位置が入力されるよう
になっており、このエンコーダから入力されたタレット
３の位置データ及び前記画像処理装置７から入力された
刃先位置データを基に工具補正量を算出する演算処理部
を備えている。
【０００９】次に、画像処理装置７における刃先位置の
算出処理、並びに数値制御装置２の演算処理部における
工具補正量の算出処理について、図３及び図４に基づき
説明する。
算出処理、並びに数値制御装置２の演算処理部における
工具補正量の算出処理について、図３及び図４に基づき
説明する。
【００１０】まず、タレット３に装着した工具Ｔのうち
任意の基準工具Ｔ0 を加工位置に割り出し、タレット３
を移動させて工具Ｔ0 をワークＷに近づけ、当該工具Ｔ
0 によりワークＷの端面を切削し、機械座標系における
タレット３のこの位置データ（Ｚ軸方向の位置データ）
を数値制御装置２に記憶させる。数値制御装置２の演算
処理部はタレット３が機械原点位置にあるときの当該工
具Ｔ0 の加工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置
（Ｚ軸方向の位置データ）を算出する。具体的には、図
３に示したＺ0 が、タレット３が機械原点位置にあると
きの当該工具Ｔ0の加工座標系における刃先位置データ
となる。
任意の基準工具Ｔ0 を加工位置に割り出し、タレット３
を移動させて工具Ｔ0 をワークＷに近づけ、当該工具Ｔ
0 によりワークＷの端面を切削し、機械座標系における
タレット３のこの位置データ（Ｚ軸方向の位置データ）
を数値制御装置２に記憶させる。数値制御装置２の演算
処理部はタレット３が機械原点位置にあるときの当該工
具Ｔ0 の加工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置
（Ｚ軸方向の位置データ）を算出する。具体的には、図
３に示したＺ0 が、タレット３が機械原点位置にあると
きの当該工具Ｔ0の加工座標系における刃先位置データ
となる。
【００１１】ついで、前記ワークＷの外周面を切削し、
機械座標系におけるタレット３のこの位置データ（Ｘ軸
方向の位置データ）を数値制御装置２に記憶させるとと
もに、加工したワークＷの外径寸法ＸW を測定し、測定
した外径ＸW を数値制御装置２に入力して記憶させる。
そして、数値制御装置２の演算処理部は前記加工位置に
おけるタレット３の位置データに前記ワークＷの外径Ｘ
W を加算して、タレット３が機械原点位置にあるときの
当該工具Ｔ0 の加工座標系（加工原点Ｇ）における刃先
位置（Ｘ軸方向の位置データ）を算出する。具体的に
は、図３に示したＸ0 が、タレット３が機械原点位置に
あるときの当該工具Ｔ0 の加工座標系における刃先位置
データとなる。
機械座標系におけるタレット３のこの位置データ（Ｘ軸
方向の位置データ）を数値制御装置２に記憶させるとと
もに、加工したワークＷの外径寸法ＸW を測定し、測定
した外径ＸW を数値制御装置２に入力して記憶させる。
そして、数値制御装置２の演算処理部は前記加工位置に
おけるタレット３の位置データに前記ワークＷの外径Ｘ
W を加算して、タレット３が機械原点位置にあるときの
当該工具Ｔ0 の加工座標系（加工原点Ｇ）における刃先
位置（Ｘ軸方向の位置データ）を算出する。具体的に
は、図３に示したＸ0 が、タレット３が機械原点位置に
あるときの当該工具Ｔ0 の加工座標系における刃先位置
データとなる。
【００１２】そして、前記演算処理部は、以上のように
して算出した加工座標系における基準工具Ｔ0 の刃先位
置データＸ0 ，Ｚ0 を当該基準工具Ｔ0 についての工具
補正量として数値制御装置２に記憶させる。ついで、当
該基準工具Ｔ0 の刃先をＣＣＤカメラ１１の視野領域
（画像領域）Ｓ内に移動させ、これを当該視野領域Ｓ内
に設定した基準位置（以下、「カメラ原点」という）Ｐ
に合わせる。そして、基準工具Ｔ0 の刃先がこのカメラ
原点Ｐにあるときの、タレット３の機械座標系における
位置データ（Ｘ，Ｚ軸方向の位置データ）を数値制御装
置２に記憶させる。
して算出した加工座標系における基準工具Ｔ0 の刃先位
置データＸ0 ，Ｚ0 を当該基準工具Ｔ0 についての工具
補正量として数値制御装置２に記憶させる。ついで、当
該基準工具Ｔ0 の刃先をＣＣＤカメラ１１の視野領域
（画像領域）Ｓ内に移動させ、これを当該視野領域Ｓ内
に設定した基準位置（以下、「カメラ原点」という）Ｐ
に合わせる。そして、基準工具Ｔ0 の刃先がこのカメラ
原点Ｐにあるときの、タレット３の機械座標系における
位置データ（Ｘ，Ｚ軸方向の位置データ）を数値制御装
置２に記憶させる。
【００１３】数値制御装置２の演算処理部は、機械原点
におけるタレット３のＸ，Ｚ軸方向の加工座標系におけ
る刃先位置データから前記カメラ原点Ｐにおけるタレッ
ト３のＸ，Ｚ軸方向の機械座標系における位置データを
それぞれ加算して、基準工具Ｔ0 の刃先が前記カメラ原
点Ｐにあるときの加工座標系における当該刃先の位置デ
ータを算出し、即ち、前記カメラ原点Ｐの加工座標系に
おける位置を算出し、これを数値制御装置２に記憶させ
る。具体的には、図３に示したＸP ，ＺP が、加工座標
系におけるカメラ原点Ｐの位置データとなる。
におけるタレット３のＸ，Ｚ軸方向の加工座標系におけ
る刃先位置データから前記カメラ原点Ｐにおけるタレッ
ト３のＸ，Ｚ軸方向の機械座標系における位置データを
それぞれ加算して、基準工具Ｔ0 の刃先が前記カメラ原
点Ｐにあるときの加工座標系における当該刃先の位置デ
ータを算出し、即ち、前記カメラ原点Ｐの加工座標系に
おける位置を算出し、これを数値制御装置２に記憶させ
る。具体的には、図３に示したＸP ，ＺP が、加工座標
系におけるカメラ原点Ｐの位置データとなる。
【００１４】ついで、タレット３を旋回させて他の工具
Ｔ1 を加工位置に割り出し、この工具Ｔ1 の刃先が前記
ＣＣＤカメラ１１の視野領域Ｓ内に入るように当該工具
Ｔ1を移動させる。これにより、前記視野領域Ｓ内の画
像データが前記カメラ切換装置９を介して前記画像処理
装置７に入力される。また、この位置にあるタレット３
の機械座標系における位置データが数値制御装置２に入
力され記憶される。
Ｔ1 を加工位置に割り出し、この工具Ｔ1 の刃先が前記
ＣＣＤカメラ１１の視野領域Ｓ内に入るように当該工具
Ｔ1を移動させる。これにより、前記視野領域Ｓ内の画
像データが前記カメラ切換装置９を介して前記画像処理
装置７に入力される。また、この位置にあるタレット３
の機械座標系における位置データが数値制御装置２に入
力され記憶される。
【００１５】画像処理装置７は入力された画像データを
処理して刃先に対応した画素を検出し、当該画素の前記
カメラ原点Ｐからの離隔距離を算出する。即ち、前記カ
メラ原点Ｐを中心としてＸ，Ｚ軸に平行に設定された座
標軸と刃先に対応した画素との間に存在する画素数を
Ｘ，Ｚ軸の各軸方向についてカウントし、カウントした
画素数に１画素あたりの平均実寸法を乗じて、前記離隔
距離を算出する。具体的には、図４に示した、Ｘ軸方向
の離隔距離ΔＸP 及びＺ軸方向の離隔距離ΔＺPを算出
する。尚、ΔＸP は直径に対応したもの、即ち、実寸法
を２倍したものとして表わされる。そして、このように
して、算出された離隔距離ΔＸP ，ΔＺPが画像処理装
置７から数値制御装置２に入力され、当該数値制御装置
２に記憶される。尚、上記１画素あたりの平均実寸法
は、前記視野領域Ｓのタテ，ヨコの実寸法をそれぞれタ
テ，ヨコの画素数で除算することにより算出することが
できる。
処理して刃先に対応した画素を検出し、当該画素の前記
カメラ原点Ｐからの離隔距離を算出する。即ち、前記カ
メラ原点Ｐを中心としてＸ，Ｚ軸に平行に設定された座
標軸と刃先に対応した画素との間に存在する画素数を
Ｘ，Ｚ軸の各軸方向についてカウントし、カウントした
画素数に１画素あたりの平均実寸法を乗じて、前記離隔
距離を算出する。具体的には、図４に示した、Ｘ軸方向
の離隔距離ΔＸP 及びＺ軸方向の離隔距離ΔＺPを算出
する。尚、ΔＸP は直径に対応したもの、即ち、実寸法
を２倍したものとして表わされる。そして、このように
して、算出された離隔距離ΔＸP ，ΔＺPが画像処理装
置７から数値制御装置２に入力され、当該数値制御装置
２に記憶される。尚、上記１画素あたりの平均実寸法
は、前記視野領域Ｓのタテ，ヨコの実寸法をそれぞれタ
テ，ヨコの画素数で除算することにより算出することが
できる。
【００１６】数値制御装置２の演算処理部は、工具Ｔ1
の刃先が前記視野領域Ｓ内にあるときの機械座標系にお
けるタレット３のＸ，Ｚ軸方向の位置データから図４に
示したΔＸ1 ，ΔＺ1 を算出し、数値制御装置２に記憶
させる。尚、ΔＸ1 は直径に対応したもの、即ち、実寸
法を２倍したものとして表わされる。
の刃先が前記視野領域Ｓ内にあるときの機械座標系にお
けるタレット３のＸ，Ｚ軸方向の位置データから図４に
示したΔＸ1 ，ΔＺ1 を算出し、数値制御装置２に記憶
させる。尚、ΔＸ1 は直径に対応したもの、即ち、実寸
法を２倍したものとして表わされる。
【００１７】ついで、前記演算処理部は、記憶された加
工座標系におけるカメラ原点Ｐの位置データＸP ，Ｚ
P 、離隔距離ΔＸP ，ΔＺP 及び移動距離ΔＸ1 ，ΔＺ
1 を合計して、タレット３が機械原点にあるときの加工
座標系における工具Ｔ1 の刃先位置データ、即ち、図４
に示したＸ1 ，Ｚ1 を算出する。そして、演算処理部は
この位置データＸ1 ，Ｚ1 を工具Ｔ1 についての工具補
正量として数値制御装置２に記憶させる。
工座標系におけるカメラ原点Ｐの位置データＸP ，Ｚ
P 、離隔距離ΔＸP ，ΔＺP 及び移動距離ΔＸ1 ，ΔＺ
1 を合計して、タレット３が機械原点にあるときの加工
座標系における工具Ｔ1 の刃先位置データ、即ち、図４
に示したＸ1 ，Ｚ1 を算出する。そして、演算処理部は
この位置データＸ1 ，Ｚ1 を工具Ｔ1 についての工具補
正量として数値制御装置２に記憶させる。
【００１８】以後、同様の処理を繰返すことにより、タ
レット３に装着された全ての工具について、その工具補
正量を算出することができる。
レット３に装着された全ての工具について、その工具補
正量を算出することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＣＣＤカメ
ラを用いた上述の工具補正量算出方法においては、次の
ような問題が存在した。
ラを用いた上述の工具補正量算出方法においては、次の
ような問題が存在した。
【００２０】前記ＣＣＤカメラ１１により撮像された画
像の倍率は、全ての画像領域において一定ではなく、Ｃ
ＣＤカメラ１１に備えられたカメラレンズの歪みによっ
て、前記画像領域の各部においてそれぞれ異なってい
る。即ち、１画素についての実寸法は画像領域内の各画
素ごとに異なったものとなっている。
像の倍率は、全ての画像領域において一定ではなく、Ｃ
ＣＤカメラ１１に備えられたカメラレンズの歪みによっ
て、前記画像領域の各部においてそれぞれ異なってい
る。即ち、１画素についての実寸法は画像領域内の各画
素ごとに異なったものとなっている。
【００２１】したがって、画素数をカウントし、カウン
トされた画素数に１画素あたりの平均実寸法を乗じるこ
とによって算出される前記カメラ原点Ｐと工具刃先位置
との間の離隔距離ΔＸP ，ΔＺP は、画像領域（視野領
域）Ｓ内の工具刃先位置によって、実際の離隔距離とは
異なったものとなっており、かかる実際の寸法と異なっ
た離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を用いて算出した工具補正量
も誤差を含んだものとなっている。
トされた画素数に１画素あたりの平均実寸法を乗じるこ
とによって算出される前記カメラ原点Ｐと工具刃先位置
との間の離隔距離ΔＸP ，ΔＺP は、画像領域（視野領
域）Ｓ内の工具刃先位置によって、実際の離隔距離とは
異なったものとなっており、かかる実際の寸法と異なっ
た離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を用いて算出した工具補正量
も誤差を含んだものとなっている。
【００２２】そして、このように誤差を含んだ工具補正
量を用いて加工を行うと、ワークＷの加工精度を所望の
ものとすることができないとういう問題を生じるのであ
る。つまり、各工具刃先をカメラ原点Ｐに位置させた状
態でその刃先位置を測定する必要があり、視野領域Ｓ内
に刃先を入れさえすればどの位置ででも測定できるとい
うＣＣＤカメラの利点を生かすことができないという問
題が生じるのである。
量を用いて加工を行うと、ワークＷの加工精度を所望の
ものとすることができないとういう問題を生じるのであ
る。つまり、各工具刃先をカメラ原点Ｐに位置させた状
態でその刃先位置を測定する必要があり、視野領域Ｓ内
に刃先を入れさえすればどの位置ででも測定できるとい
うＣＣＤカメラの利点を生かすことができないという問
題が生じるのである。
【００２３】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、カメラレンズの歪みに帰因した画像の歪みを考
慮し、ＣＣＤカメラを用いて精度良く工具補正量を算出
することができる工具補正量算出方法の提供を目的とす
る。
あって、カメラレンズの歪みに帰因した画像の歪みを考
慮し、ＣＣＤカメラを用いて精度良く工具補正量を算出
することができる工具補正量算出方法の提供を目的とす
る。
【００２４】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、ＮＣ工
作機械に用いられる工具の工具補正量を算出する方法で
あって、ＣＣＤカメラを用いて工具刃先を撮像した後、
得られた画像を処理して該画像中における前記工具の刃
先位置を算出し、ついで算出された刃先位置から前記工
具補正量を算出する方法において、前記ＣＣＤカメラの
レンズによって生じる画像の歪み量を予め測定し、測定
された画像歪み量を基に前記刃先位置を較正し、ついで
較正された刃先位置に基づいて前記工具補正量を算出す
ることを特徴とするものである。
達成するための本発明の請求項１に係る発明は、ＮＣ工
作機械に用いられる工具の工具補正量を算出する方法で
あって、ＣＣＤカメラを用いて工具刃先を撮像した後、
得られた画像を処理して該画像中における前記工具の刃
先位置を算出し、ついで算出された刃先位置から前記工
具補正量を算出する方法において、前記ＣＣＤカメラの
レンズによって生じる画像の歪み量を予め測定し、測定
された画像歪み量を基に前記刃先位置を較正し、ついで
較正された刃先位置に基づいて前記工具補正量を算出す
ることを特徴とするものである。
【００２５】上述したように、ＣＣＤカメラにより撮像
された画像の倍率は全ての画像領域において一定ではな
く、ＣＣＤカメラに備えられたカメラレンズの歪みによ
り、前記画像領域の各部においてそれぞれ異なってお
り、１画素についての実寸法が画像領域内の各画素ごと
に異なったものとなっている。
された画像の倍率は全ての画像領域において一定ではな
く、ＣＣＤカメラに備えられたカメラレンズの歪みによ
り、前記画像領域の各部においてそれぞれ異なってお
り、１画素についての実寸法が画像領域内の各画素ごと
に異なったものとなっている。
【００２６】したがって、画像中における工具の刃先位
置を算出するにあたり、基準位置と工具刃先位置との間
に存在する画素数をカウントし、カウントされた画素数
に１画素あたりの平均実寸法を乗じることにより、前記
工具の刃先位置、即ち、工具刃先の前記基準位置からの
離隔距離を算出すると、１画素についての実寸法が画像
領域内の各画素ごとに異なっていることから、算出され
た前記離隔距離が実際の距離とは異なったものとなり、
かかる実際の寸法と異なった離隔距離を用いて算出した
工具補正量も誤差を含んだものとなる。
置を算出するにあたり、基準位置と工具刃先位置との間
に存在する画素数をカウントし、カウントされた画素数
に１画素あたりの平均実寸法を乗じることにより、前記
工具の刃先位置、即ち、工具刃先の前記基準位置からの
離隔距離を算出すると、１画素についての実寸法が画像
領域内の各画素ごとに異なっていることから、算出され
た前記離隔距離が実際の距離とは異なったものとなり、
かかる実際の寸法と異なった離隔距離を用いて算出した
工具補正量も誤差を含んだものとなる。
【００２７】この発明によれば、ＣＣＤカメラのレンズ
によって生じる画像の歪み量を予め測定し、測定された
画像歪み量を基に前記刃先位置を較正し、ついで較正さ
れた刃先位置に基づいて前記工具補正量を算出するよう
にしているので、画像の歪みによる影響を緩和した精度
の高い工具補正量を求めることができる。
によって生じる画像の歪み量を予め測定し、測定された
画像歪み量を基に前記刃先位置を較正し、ついで較正さ
れた刃先位置に基づいて前記工具補正量を算出するよう
にしているので、画像の歪みによる影響を緩和した精度
の高い工具補正量を求めることができる。
【００２８】そして、前記画像歪み量を測定するにあた
っては、請求項２に係る発明のようにしてこれを測定す
ることができる。即ち、請求項２に係る発明は、ＮＣ工
作機械に用いられる工具の工具補正量を算出する方法の
発明であって、ＣＣＤカメラを用いて工具刃先を撮像し
た後、得られた画像を処理して該画像中における前記工
具の刃先位置を算出し、ついで算出された刃先位置から
前記工具補正量を算出する方法において、前記ＣＣＤカ
メラにより撮像された画像領域を複数の領域に分割する
とともに、前記ＣＣＤカメラのレンズによって生じる、
前記各領域における画像の歪み量を予め測定し、前記複
数の領域のうち前記工具刃先が位置する領域における前
記画像歪み量を基に前記刃先位置を較正し、ついで較正
された刃先位置に基づいて前記工具補正量を算出するこ
とを特徴とするものである。
っては、請求項２に係る発明のようにしてこれを測定す
ることができる。即ち、請求項２に係る発明は、ＮＣ工
作機械に用いられる工具の工具補正量を算出する方法の
発明であって、ＣＣＤカメラを用いて工具刃先を撮像し
た後、得られた画像を処理して該画像中における前記工
具の刃先位置を算出し、ついで算出された刃先位置から
前記工具補正量を算出する方法において、前記ＣＣＤカ
メラにより撮像された画像領域を複数の領域に分割する
とともに、前記ＣＣＤカメラのレンズによって生じる、
前記各領域における画像の歪み量を予め測定し、前記複
数の領域のうち前記工具刃先が位置する領域における前
記画像歪み量を基に前記刃先位置を較正し、ついで較正
された刃先位置に基づいて前記工具補正量を算出するこ
とを特徴とするものである。
【００２９】このようにすれば、ＣＣＤカメラにより撮
像された画像領域の各部における画像歪み量を最も効率
よく、しかも実用的な範囲内で測定することができる。
尚、上記画像領域の分割は、これを細かく分割すればす
るほど、算出される工具補正量の精度を高めることがで
きる。
像された画像領域の各部における画像歪み量を最も効率
よく、しかも実用的な範囲内で測定することができる。
尚、上記画像領域の分割は、これを細かく分割すればす
るほど、算出される工具補正量の精度を高めることがで
きる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
に係る工具補正量の算出方法について添付図面に基づき
説明する。尚、本例に係る工具補正量算出方法は、上述
の従来例と同様に、図２に示した各装置を用いて行うも
のであり、図４に示した工具刃先（工具Ｔ1 ）のカメラ
原点Ｐからの離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を画像歪み量に応
じて較正した後、較正した離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を基
に工具補正量を算出する点が従来例と異なるものであ
る。したがって、従来の工具補正量の算出工程と同じ工
程についてはその詳しい説明を省略する。また、本例で
はＣＣＤカメラのレンズに、直径が２／３インチ、焦点
距離が３５ｍｍのものを用いた。
に係る工具補正量の算出方法について添付図面に基づき
説明する。尚、本例に係る工具補正量算出方法は、上述
の従来例と同様に、図２に示した各装置を用いて行うも
のであり、図４に示した工具刃先（工具Ｔ1 ）のカメラ
原点Ｐからの離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を画像歪み量に応
じて較正した後、較正した離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を基
に工具補正量を算出する点が従来例と異なるものであ
る。したがって、従来の工具補正量の算出工程と同じ工
程についてはその詳しい説明を省略する。また、本例で
はＣＣＤカメラのレンズに、直径が２／３インチ、焦点
距離が３５ｍｍのものを用いた。
【００３１】まず、上述した従来の工具補正量算出方法
におけると同様にして、基準工具Ｔ 0 を用いて加工座標
系におけるカメラ原点Ｐの位置データＸP ，ＺP を算出
し、数値制御装置２に記憶する。
におけると同様にして、基準工具Ｔ 0 を用いて加工座標
系におけるカメラ原点Ｐの位置データＸP ，ＺP を算出
し、数値制御装置２に記憶する。
【００３２】次に、図１に示すように、モニタ８に表示
されるＣＣＤカメラ１１の視野領域、即ち、ＣＣＤカメ
ラ１１により撮像される画像領域Ｓが９分割されるよう
に各領域を設定する。本例では、１辺の長さＬが１６ｍ
ｍ四方の前記画像領域Ｓを有するＣＣＤカメラ１１を用
い、図１に示したＬ1 が６ｍｍ、Ｌ2 が５ｍｍとなるよ
うに前記画像領域Ｓを分割した。また、前記画像領域Ｓ
の１辺の画素数は４００画素であり、１画素あたりの平
均実寸法は４０μｍである。
されるＣＣＤカメラ１１の視野領域、即ち、ＣＣＤカメ
ラ１１により撮像される画像領域Ｓが９分割されるよう
に各領域を設定する。本例では、１辺の長さＬが１６ｍ
ｍ四方の前記画像領域Ｓを有するＣＣＤカメラ１１を用
い、図１に示したＬ1 が６ｍｍ、Ｌ2 が５ｍｍとなるよ
うに前記画像領域Ｓを分割した。また、前記画像領域Ｓ
の１辺の画素数は４００画素であり、１画素あたりの平
均実寸法は４０μｍである。
【００３３】次に、分割した各領域について、前記カメ
ラ原点ＰからＸ軸及び／又はＺ軸方向に距離ｋだけ離れ
た点、即ち、図１に示したＡ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ点を設定す
る。このように設定されたＡ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ点の加工座
標系における各位置データは、Ａ点が（ＸP ＋２ｋ，Ｚ
P −ｋ）、Ｂ点が（ＸP ＋２ｋ，ＺP ）、Ｃ点が（Ｘ P
＋２ｋ，ＺP ＋ｋ）、Ｄ点が（ＸP ，ＺP −ｋ）、Ｆ点
が（ＸP ，ＺP ＋ｋ）、Ｇ点が（ＸP −２ｋ，ＺP −
ｋ）、Ｈ点が（ＸP −２ｋ，ＺP ）、Ｉ点が（Ｘ P −２
ｋ，ＺP ＋ｋ）となる。尚、本例では上記ｋを７ｍｍと
した。
ラ原点ＰからＸ軸及び／又はＺ軸方向に距離ｋだけ離れ
た点、即ち、図１に示したＡ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ点を設定す
る。このように設定されたＡ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ点の加工座
標系における各位置データは、Ａ点が（ＸP ＋２ｋ，Ｚ
P −ｋ）、Ｂ点が（ＸP ＋２ｋ，ＺP ）、Ｃ点が（Ｘ P
＋２ｋ，ＺP ＋ｋ）、Ｄ点が（ＸP ，ＺP −ｋ）、Ｆ点
が（ＸP ，ＺP ＋ｋ）、Ｇ点が（ＸP −２ｋ，ＺP −
ｋ）、Ｈ点が（ＸP −２ｋ，ＺP ）、Ｉ点が（Ｘ P −２
ｋ，ＺP ＋ｋ）となる。尚、本例では上記ｋを７ｍｍと
した。
【００３４】次に、前記数値制御装置２によりタレット
３を移動させて、まず、図３に示した基準工具Ｔ0 をＡ
点に移動させる。そして、この位置の基準工具Ｔ0 をＣ
ＣＤカメラ１１により撮像し、撮像した画像データを前
記画像処理装置７により処理して、図４に示したカメラ
原点Ｐからの画像上の離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を算出す
る。ついで、算出した画像上の離隔距離ΔＸP ，ΔＺP
から実際の離隔距離ｋを減算して、Ａ点の属する領域の
画像歪み量を算出する。そして、この画像歪み量を数値
制御装置２に入力して記憶させる。
３を移動させて、まず、図３に示した基準工具Ｔ0 をＡ
点に移動させる。そして、この位置の基準工具Ｔ0 をＣ
ＣＤカメラ１１により撮像し、撮像した画像データを前
記画像処理装置７により処理して、図４に示したカメラ
原点Ｐからの画像上の離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を算出す
る。ついで、算出した画像上の離隔距離ΔＸP ，ΔＺP
から実際の離隔距離ｋを減算して、Ａ点の属する領域の
画像歪み量を算出する。そして、この画像歪み量を数値
制御装置２に入力して記憶させる。
【００３５】続いて、前記基準工具Ｔ0 をＢ〜Ｄ及びＦ
〜Ｉ点に順次移動させ、上述と同様にして、これらの位
置にある基準工具Ｔ0 をＣＣＤカメラ１１により撮像し
て前記画像処理装置７により処理し、Ｂ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ
点の属する各領域の画像歪み量を算出して、この画像歪
み量を数値制御装置２に入力し記憶させる。
〜Ｉ点に順次移動させ、上述と同様にして、これらの位
置にある基準工具Ｔ0 をＣＣＤカメラ１１により撮像し
て前記画像処理装置７により処理し、Ｂ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ
点の属する各領域の画像歪み量を算出して、この画像歪
み量を数値制御装置２に入力し記憶させる。
【００３６】次に、上述の従来例と同様にして、タレッ
ト３を旋回させて他の工具Ｔ1 を加工位置に割り出し、
この工具Ｔ1 の刃先が前記ＣＣＤカメラ１１の視野領域
Ｓ内の任意位置に入るように当該工具Ｔ1 を移動させ、
当該工具Ｔ1 をＣＣＤカメラ１１により撮像して前記画
像処理装置７により処理し、離隔距離ΔＸP ，ΔＺPを
算出する。そして、算出された離隔距離ΔＸP ，ΔＺP
を画像処理装置７から数値制御装置２に入力し、これを
当該数値制御装置２に記憶させる。
ト３を旋回させて他の工具Ｔ1 を加工位置に割り出し、
この工具Ｔ1 の刃先が前記ＣＣＤカメラ１１の視野領域
Ｓ内の任意位置に入るように当該工具Ｔ1 を移動させ、
当該工具Ｔ1 をＣＣＤカメラ１１により撮像して前記画
像処理装置７により処理し、離隔距離ΔＸP ，ΔＺPを
算出する。そして、算出された離隔距離ΔＸP ，ΔＺP
を画像処理装置７から数値制御装置２に入力し、これを
当該数値制御装置２に記憶させる。
【００３７】次に、数値制御装置２の演算処理部は、入
力された離隔距離値ΔＸP ，ΔＺPから前記工具Ｔ1 が
前記視野領域Ｓ内のＡ〜Ｄ及びＦ〜Ｉのどの領域に位置
するかを検出し、数値制御装置２に記憶された当該領域
の画像歪み量を基に離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正す
る。即ち、画像歪み量が、実際の寸法よりも画像長さが
長い正の値であれば、離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP から画
像歪み量を減算し、逆に、実際の寸法よりも画像長さが
短い負の値であれば、離隔距離値ΔＸP ，ΔＺ P から画
像歪み量の絶対値を加算することにより離隔距離値ΔＸ
P ，ΔＺP を較正する。
力された離隔距離値ΔＸP ，ΔＺPから前記工具Ｔ1 が
前記視野領域Ｓ内のＡ〜Ｄ及びＦ〜Ｉのどの領域に位置
するかを検出し、数値制御装置２に記憶された当該領域
の画像歪み量を基に離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正す
る。即ち、画像歪み量が、実際の寸法よりも画像長さが
長い正の値であれば、離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP から画
像歪み量を減算し、逆に、実際の寸法よりも画像長さが
短い負の値であれば、離隔距離値ΔＸP ，ΔＺ P から画
像歪み量の絶対値を加算することにより離隔距離値ΔＸ
P ，ΔＺP を較正する。
【００３８】ついで、前記演算処理部は、従来例と同様
にして算出され、記憶された加工座標系におけるカメラ
原点Ｐの位置データＸP ，ＺP 及び移動距離ΔＸ1 ，Δ
Ｚ1と較正した離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を合計して、タ
レット３が機械原点にあるときの加工座標系における工
具Ｔ1 の刃先位置データ、即ち、図４に示したＸ1 ，Ｚ
1 を算出する。そして、演算処理部はこの位置データＸ
1 ，Ｚ1 を工具Ｔ1 についての工具補正量として数値制
御装置２に記憶させる。
にして算出され、記憶された加工座標系におけるカメラ
原点Ｐの位置データＸP ，ＺP 及び移動距離ΔＸ1 ，Δ
Ｚ1と較正した離隔距離ΔＸP ，ΔＺP を合計して、タ
レット３が機械原点にあるときの加工座標系における工
具Ｔ1 の刃先位置データ、即ち、図４に示したＸ1 ，Ｚ
1 を算出する。そして、演算処理部はこの位置データＸ
1 ，Ｚ1 を工具Ｔ1 についての工具補正量として数値制
御装置２に記憶させる。
【００３９】以後、同様の処理を繰返すことにより、タ
レット３に装着された全ての工具について、その工具補
正量を算出する。
レット３に装着された全ての工具について、その工具補
正量を算出する。
【００４０】このように、本例に係る工具補正量算出方
法によれば、前記ＣＣＤカメラ１１により撮像された画
像領域Ｓを９個の領域に分割するとともに、各領域にお
ける画像の歪み量を予め測定し、前記工具Ｔ1 の刃先が
位置する領域における画像歪み量を基に、画像処理によ
り算出された離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正し、つい
で較正された離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP に基づいて工具
補正量を算出するようにしているので、画像の歪みによ
る影響を緩和した精度の高い工具補正量を求めることが
できる。
法によれば、前記ＣＣＤカメラ１１により撮像された画
像領域Ｓを９個の領域に分割するとともに、各領域にお
ける画像の歪み量を予め測定し、前記工具Ｔ1 の刃先が
位置する領域における画像歪み量を基に、画像処理によ
り算出された離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正し、つい
で較正された離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP に基づいて工具
補正量を算出するようにしているので、画像の歪みによ
る影響を緩和した精度の高い工具補正量を求めることが
できる。
【００４１】尚、画像領域Ｓの分割数は特に限られるも
のではなく、細かく分割すればするほど算出される工具
補正量の精度を高めることができる。
のではなく、細かく分割すればするほど算出される工具
補正量の精度を高めることができる。
【００４２】また、前記Ａ〜Ｄ及びＦ〜Ｉ点の属する各
領域における画像歪み量は、これを複数回測定して平均
したものとすると、更に精度の高い工具補正量を求める
ことができる。
領域における画像歪み量は、これを複数回測定して平均
したものとすると、更に精度の高い工具補正量を求める
ことができる。
【００４３】また、算出した工具補正量を用いて加工し
た際に、内径加工用の工具であれば加工内径が基準内径
よりも小さくなるような、逆に外径加工用の工具であれ
ば加工外径が基準外径よりも大きくなるような画像歪み
量を、複数回測定した画像歪み量の中から選択し、内径
加工用工具，外径加工用工具の別に応じて、前記離隔距
離値ΔＸP ，ΔＺP を較正するようにしても良い。この
ようにして算出した工具補正量を用いて加工した場合、
必ず後に追い込み加工ができるので、加工内径が基準内
径よりも大きくなったり、或いは加工外径が基準外径よ
りも小さくなったりして、ワークＷが不良品になるのを
防止することができる。
た際に、内径加工用の工具であれば加工内径が基準内径
よりも小さくなるような、逆に外径加工用の工具であれ
ば加工外径が基準外径よりも大きくなるような画像歪み
量を、複数回測定した画像歪み量の中から選択し、内径
加工用工具，外径加工用工具の別に応じて、前記離隔距
離値ΔＸP ，ΔＺP を較正するようにしても良い。この
ようにして算出した工具補正量を用いて加工した場合、
必ず後に追い込み加工ができるので、加工内径が基準内
径よりも大きくなったり、或いは加工外径が基準外径よ
りも小さくなったりして、ワークＷが不良品になるのを
防止することができる。
【００４４】また、本例では画像領域Ｓを複数の領域に
分割してその画像歪み量を測定し、測定された画像歪み
量に基づいて前記離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正する
ようにしたが、本発明の具体的な態様はこれに限られる
ものではなく、如何なる方法によるかを問わず、画像領
域Ｓにおける画像歪み量を測定し、測定された画像歪み
量に基づいて前記離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正する
ようにした工具補正量の算出方法は本発明の範囲に含ま
れる。
分割してその画像歪み量を測定し、測定された画像歪み
量に基づいて前記離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正する
ようにしたが、本発明の具体的な態様はこれに限られる
ものではなく、如何なる方法によるかを問わず、画像領
域Ｓにおける画像歪み量を測定し、測定された画像歪み
量に基づいて前記離隔距離値ΔＸP ，ΔＺP を較正する
ようにした工具補正量の算出方法は本発明の範囲に含ま
れる。
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＣＤカメラを用い
た工具補正量算出方法について説明するための説明図で
ある。
た工具補正量算出方法について説明するための説明図で
ある。
【図２】従来のＣＣＤカメラを用いた工具補正量算出装
置の概略構成を示すブロック図である。
置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】従来のＣＣＤカメラを用いた工具補正量算出方
法について説明するための説明図である。
法について説明するための説明図である。
【図４】従来のＣＣＤカメラを用いた工具補正量算出方
法について説明するための説明図である。
法について説明するための説明図である。
１ 工具補正量算出装置 ２ 数値制御装置 ３ タレット ７ 画像処理装置 ８ モニタ ９ カメラ切換装置 １０ 低倍率のＣＣＤカメラ １１ 高倍率のＣＣＤカメラ １２ バックライト Ｗ ワーク Ｐ カメラ原点 Ｔ 工具
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補
正量を算出する方法であって、ＣＣＤカメラを用いて工
具刃先を撮像した後、得られた画像を処理して該画像中
における前記工具の刃先位置を算出し、ついで算出され
た刃先位置から前記工具補正量を算出する方法におい
て、 前記ＣＣＤカメラのレンズによって生じる画像の歪み量
を予め測定し、測定された画像歪み量を基に前記刃先位
置を較正し、ついで較正された刃先位置に基づいて前記
工具補正量を算出することを特徴とするＣＣＤカメラを
用いた工具補正量算出方法。 - 【請求項２】 ＮＣ工作機械に用いられる工具の工具補
正量を算出する方法であって、ＣＣＤカメラを用いて工
具刃先を撮像した後、得られた画像を処理して該画像中
における前記工具の刃先位置を算出し、ついで算出され
た刃先位置から前記工具補正量を算出する方法におい
て、 前記ＣＣＤカメラにより撮像された画像領域を複数の領
域に分割するとともに、前記ＣＣＤカメラのレンズによ
って生じる、前記各領域における画像の歪み量を予め測
定し、前記複数の領域のうち前記工具刃先が位置する領
域における前記画像歪み量を基に前記刃先位置を較正
し、ついで較正された刃先位置に基づいて前記工具補正
量を算出することを特徴とするＣＣＤカメラを用いた工
具補正量算出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10164778A JP2000000740A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Ｃｃｄカメラを用いた工具補正量算出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10164778A JP2000000740A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Ｃｃｄカメラを用いた工具補正量算出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000000740A true JP2000000740A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=15799772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10164778A Pending JP2000000740A (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Ｃｃｄカメラを用いた工具補正量算出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000000740A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020189374A (ja) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 株式会社ニイガタマシンテクノ | 工具測定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06249615A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Sony Corp | 位置検出方法 |
| JPH10138100A (ja) * | 1996-11-11 | 1998-05-26 | Mori Seiki Co Ltd | Ｎｃ工作機械における工具位置測定方法及びその方法のプログラムを記録した媒体 |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP10164778A patent/JP2000000740A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06249615A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-09 | Sony Corp | 位置検出方法 |
| JPH10138100A (ja) * | 1996-11-11 | 1998-05-26 | Mori Seiki Co Ltd | Ｎｃ工作機械における工具位置測定方法及びその方法のプログラムを記録した媒体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020189374A (ja) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 株式会社ニイガタマシンテクノ | 工具測定装置 |
| JP7301285B2 (ja) | 2019-05-22 | 2023-07-03 | 株式会社ニイガタマシンテクノ | 工具測定装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050525 |
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| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
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