JP2019078565A - Workpiece reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可撓性を有する板状又はシート状をしたワークの平面輪郭形状を撮影して読み取るワーク読取装置に関するものである。 The present invention relates to a workpiece reading apparatus for photographing and reading a planar contour shape of a flexible plate-like or sheet-like workpiece.
例えば、ワーク読取装置として、下記特許文献1に記載のものがあるところ、本願出願人は、可撓性を有する板状又はシート状をしたワークをワーク載面に載置した状態で、このワークの平面輪郭形状を上方から撮影することで、このワークの平面的な輪郭形状の画像(以下「平面輪郭画像」という。)を生成し、更に、このワークの平面輪郭画像を用いて当該ワークの寸法を計測するもの独自に開発した。
For example, as a workpiece reading device, there is one described in
しかしながら、上記したワーク読取装置では、ワークが可撓性のある板状又はシート状であるため、このようなワークをワーク載面に載置した場合に、ワークの一部が撓んだり歪んだりして、ワーク載面から部分的に浮き上がったりすることがあり、ワーク全体として平面的にならないことがある。 However, in the above-described work reading apparatus, since the work is in the form of a flexible plate or sheet, when such a work is placed on the work mounting surface, a part of the work is bent or distorted. As a result, the workpiece may be partially lifted from the workpiece surface, and the workpiece as a whole may not be flat.
このようにワーク全体が平面的にならない場合、かかるワークの平面輪郭形状を撮影した平面輪郭画像は、全体が平面的になった状態のワークの平面輪郭形状に比べて歪んだ不正確なものとなり、結果、ワークの平面輪郭画像が実際のワーク全体の平面輪郭形状とは異なった不正確なものとなってしまうという問題点がある。 When the entire workpiece is not planar in this way, a planar contour image obtained by photographing the planar contour shape of the workpiece is distorted and inaccurate compared to the planar contour of the workpiece in a state in which the whole is planar. As a result, there is a problem that the planar contour image of the workpiece becomes inaccurate different from the planar contour shape of the entire actual workpiece.
すると、ワークの平面輪郭画像を用いたワーク寸法の計測値(以下「画像計測値」という。)と当該ワークの実際の寸法値(以下「実寸値」という。)との誤差が大きくなり、画像計測値が不正確なものになるという問題点があった。 Then, the error between the measurement value of the workpiece dimension (hereinafter referred to as “image measurement value”) using the planar contour image of the workpiece and the actual dimension value of the workpiece (hereinafter referred to as “actual size value”) becomes large, and the image There is a problem that the measured value becomes inaccurate.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、可撓性を有する板状又はシート状をしたワークの平面輪郭形状をより正確かつ鮮明に撮影でき、そのワークの実寸値に比べて誤差の小さな画像計測値を取得することができるワーク読取装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the planar contour shape of a flexible plate-like or sheet-like work can be photographed more accurately and clearly, and the actual size value of the work It is an object of the present invention to provide a workpiece reader capable of acquiring an image measurement value with a small error compared to the above.
この目的を達成するために第1発明のワーク読取装置は、可撓性を有する板状又はシート状をしたワークを載置する平面状のワーク載面と、そのワーク載面に載置されるワークの平面輪郭形状を撮影して読み取る撮影カメラとを備えたものであって、更に、そのワーク載面の上方を所定方向に向かって移動する走行体と、その走行体に回転可能に設けられ、ワークに載って前記走行体の重量の少なくとも一部を荷重としてワークに加えた状態で、前記走行体の移動に伴ってワーク上を転がる一次ローラと、その一次ローラから所定の隙間を隔てて前記走行体の移動方向後側で回転可能に設けられ、ワークに載って前記走行体の重量の少なくとも一部を荷重としてワークに加えた状態で、前記走行体の移動に伴ってワーク上を転がる二次ローラと、その二次ローラ及び一次ローラ間にある前記隙間に対向した上方位置に配設され、その各ローラまでの距離を一定にした状態で前記走行体に搭載され、前記隙間を通してワークの平面輪郭形状を撮影する前記撮影カメラとを備えている。 In order to achieve this object, the work reading apparatus according to the first aspect of the invention is mounted on a flat work mounting surface on which a flexible plate-like or sheet-like work is mounted, and the work mounting surface thereof. The imaging apparatus includes an imaging camera for imaging and reading a planar contour shape of a work, and further, a traveling body moving toward a predetermined direction above the work mounting surface and a rotation body provided on the traveling body A primary roller which rolls on the work with the movement of the traveling body with a load placed on the work and at least a part of the weight of the traveling body as a load, and a predetermined gap from the primary roller It is provided rotatably on the rear side of the traveling direction of the traveling body, and rolls on the workpiece along with the movement of the traveling body while being placed on the workpiece and applying at least a part of the weight of the traveling body to the workpiece as a load. Secondary roller And is disposed at an upper position opposite to the gap between the secondary roller and the primary roller, mounted on the traveling body in a state in which the distance to each roller is constant, and the planar contour shape of the work through the gap And the photographing camera for photographing the
本発明のワーク読取装置によれば、ワークの平面輪郭画像を撮影する際、可撓性を有する板状又はシート状のワークは、ワーク載面に載置されることで平面的に敷き広がった格好となる。このワーク載面は、ワークを載置する平面部であってワークを撮影する際の背景面となる。この背景面となるワーク載面を含めてワークを撮影カメラにより撮影することで、ワークの平面輪郭を形状を撮影する。なお、ワーク載面はワークに対してコントラストが強くなる色合いにすることが好ましい。 According to the work reading apparatus of the present invention, when taking a planar contour image of the work, the flexible plate-like or sheet-like work spreads flatly by being placed on the work mounting surface It becomes cool. The workpiece mounting surface is a flat portion on which the workpiece is placed, and serves as a background surface when the workpiece is photographed. The planar contour of the workpiece is photographed by photographing the workpiece with the photographing camera including the workpiece mounting surface serving as the background surface. In addition, it is preferable that the workpiece mounting surface has a color tone that makes the contrast stronger with respect to the workpiece.
走行体は、撮影カメラから一次ローラ及び二次ローラまでの距離を一定にした状態で、これら一次ローラ及び二次ローラ間にある隙間に対向した上方位置に撮影カメラを搭載している。この結果、撮影カメラから一次ローラ及び二次ローラ間にある所定隙間を通ってワーク(上面)まで至る距離(高さ)が一定に維持された状態となる。かかる状態で、一次ローラ及び二次ローラ間にある所定隙間を通して現われるワーク(上面)が撮影カメラにより撮影される。 The traveling body mounts the photographing camera at an upper position opposed to the gap between the primary roller and the secondary roller with the distance from the photographing camera to the primary roller and the secondary roller being constant. As a result, the distance (height) from the photographing camera to the work (upper surface) through the predetermined gap between the primary roller and the secondary roller is maintained constant. In this state, a work (upper surface) appearing through a predetermined gap between the primary roller and the secondary roller is photographed by the photographing camera.
このように撮影カメラによりワークの平面輪郭形状を撮影するのであるが、かかる場合、一次ローラ及び二次ローラは、ワーク上に載った状態で走行体の車輪として機能するので、これがワーク上を回転して転がりながら、走行体の重量(走行体に搭載されるものその他設けられるものの重量を含めた走行体の「全重量」をいう。以下同じ。)の少なくとも一部を荷重(圧力)としてワークに加えることになる。 As described above, the planar contour shape of the workpiece is photographed by the photographing camera. In such a case, the primary roller and the secondary roller function as wheels of the traveling body while resting on the workpiece, and therefore, rotate the workpiece. Work while using at least a part of the weight of the traveling body (the “total weight of the traveling body including the weight of the one mounted on the traveling body and others provided. The same applies hereinafter.) As a load (pressure) while rolling It will be added to
このように一次ローラ及び二次ローラは、走行体の全重量の少なくとも一部を荷重(圧力)としてワークに付加することによって、ワークにおける一次ローラ及び二次ローラ間に位置する部分を伸ばし、当該ワークにおける撮影カメラによる撮影部分の歪みや浮き上がりを矯正して平面的にすることができる。そして、撮影カメラは、このように歪み等が矯正されたワークの部分を、一次ローラ及び二次ローラ間にある所定隙間を通して撮影するので、ワークの平面輪郭画像の不正確さを解消でき、結果、ワークの平面輪郭画像を用いたワーク寸法(サイズ)の計測値(画像計測値)とこのワークの実際の寸法値(実寸値)との誤差を低減できる。 Thus, the primary roller and the secondary roller stretch a portion of the workpiece located between the primary roller and the secondary roller by applying at least a part of the total weight of the traveling body as a load (pressure) to the workpiece, It is possible to flatten by correcting distortion and floating of the imaging portion by the imaging camera in the work. And, since the photographing camera photographs the portion of the work whose distortion and the like have been corrected in this way through the predetermined gap between the primary roller and the secondary roller, it is possible to eliminate the imprecision of the planar contour image of the work. The error between the measurement value (image measurement value) of the workpiece dimension (size) using the planar contour image of the workpiece and the actual dimension value (actual dimension value) of the workpiece can be reduced.
ところで、例えば、ワークの厚み(ワーク載面からワークの上面までの高さ(ワーク高さ))が不均一で場所によって大きくなったり小さくなったりする場合に、撮影カメラからワーク載面までの距離が一定であると、撮影カメラを搭載した走行体が所定方向に移動しながら撮影カメラによりワークを撮影するときに、撮影カメラから一次ローラ及び二次ローラ間にある所定隙間を通して現われるワークまでの距離(以下、この明細書では「撮影距離」ともいう。)が変動してしまう。 By the way, for example, when the thickness of the workpiece (height from the workpiece loading surface to the top surface of the workpiece (workpiece height)) is uneven and increases or decreases depending on the location, the distance from the photographing camera to the workpiece loading surface Is constant, the distance from the photographing camera to the work appearing through the predetermined gap between the primary roller and the secondary roller when photographing the work by the photographing camera while the traveling body mounted with the photographing camera moves in a predetermined direction (Hereinafter, it is also referred to as "shooting distance" in this specification).
なお、撮影距離は、撮影カメラの任意の基準点からワーク(上面)までの距離であり、ここで、撮影カメラがデジタルカメラの場合、撮影カメラの任意の基準点は撮像素子の受光面となる。 The shooting distance is the distance from an arbitrary reference point of the shooting camera to the work (upper surface). Here, when the shooting camera is a digital camera, any reference point of the shooting camera is the light receiving surface of the imaging device .
このように撮影距離が変動すると、固定焦点式の撮影カメラの場合その焦点がワークに合わなくて、ワークの平面輪郭画像の一部が不鮮明なものとなり、ワークの平面輪郭画像が実際のワークの平面輪郭形状とは異なった不正確なものとなる。すると、ワークの寸法に関する画像計測値と実寸値との誤差が大きくなり、画像計測値が不正確なものになってしまうという問題点が生じる。 When the shooting distance fluctuates in this way, in the case of a fixed-focus type shooting camera, the focus is not on the workpiece, and a part of the planar contour image of the workpiece becomes unclear, and the planar contour image of the workpiece is an actual workpiece. It will be inaccurate different from the planar contour shape. Then, the error between the image measurement value and the actual size value regarding the dimension of the workpiece becomes large, which causes a problem that the image measurement value becomes inaccurate.
この点、第1発明のワーク読取装置は、撮影カメラを搭載した走行体が所定方向(例えば、ワーク載面の上流側から下流側へ向かう方向)に移動する場合、走行体に設けた一次ローラ及び二次ローラがワーク上を転がることによって、ワークの厚みが不均一でワーク高さが高低してもこれに追従して走行体が上下動しながら所定方向に移動するので、撮影カメラからワークまでの撮影距離を一定に保つことができる。 In this respect, in the work reading device according to the first aspect of the invention, the primary roller provided on the traveling body when the traveling body mounted with the photographing camera moves in a predetermined direction (for example, a direction from the upstream side to the downstream side of the work mounting surface) When the secondary roller rolls on the workpiece, even if the thickness of the workpiece is uneven and the height of the workpiece is raised and lowered, the traveling body moves up and down while moving up and down. It is possible to keep the shooting distance to a constant.
よって、撮影カメラの焦点がワークからズレることを防止できるので、ワークの平面輪郭画像の不鮮明化及び不正確化を解消でき、結果、ワークの寸法に関する実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。 Therefore, it is possible to prevent the focal point of the photographing camera from shifting from the workpiece, so it is possible to eliminate blurring and inaccuracies of the planar contour image of the workpiece, and as a result, it is possible to reduce an error between the actual size value of the workpiece and the image measurement .
第2発明のワーク読取装置は、第1発明のワーク読取装置において、前記走行体を上下動可能に支持した状態で搭載する移動支持体と、その移動支持体を前記所定方向に移動させる駆動装置と、前記移動支持体に設けられ、前記走行体の重量の作用方向(重力の作用方向(鉛直方向))とは逆向きの力を前記走行体に付与することによって、当該走行体がワークに加える荷重を低減する荷重低減装置とを備えている。 A work reading apparatus according to a second aspect of the invention is the work reading apparatus according to the first aspect, further comprising: a movable support mounted on the traveling body supported in a vertically movable state; and a drive device for moving the movable support in the predetermined direction. And the moving body is applied to the work by providing the moving body with a force opposite to the acting direction of the weight of the traveling body (the action direction of gravity (vertical direction)) provided on the movable supporting body And a load reducing device for reducing the load applied.
なお、荷重低減装置が走行体に付与する力は、その大きさ(スカラー)が0以上でかつ走行体の重量未満である。また、この荷重低減装置が付与する力は、ワークの種類に応じてその歪みを伸ばすのに必要な荷重がワークに加わるように適宜調整しても良い。 The force that the load reducing device applies to the traveling body is such that the magnitude (scalar) is 0 or more and less than the weight of the traveling body. Further, the force applied by the load reducing device may be appropriately adjusted so that a load necessary to extend the strain is applied to the work according to the type of the work.
この第2発明のワーク読取装置によれば、第1発明のワーク読取装置と同様に作用するうえ、駆動装置が移動支持体を所定方向に移動させることで、この移動支持体に搭載された走行体が所定方向に移動する。例えば、駆動装置が移動支持体をワーク載面の上流側から下流側へ向かう方向に移動させることで、この移動支持体に搭載された走行体がワーク載面の上流側から下流側へ向かう方向に移動する。 According to the work reading device of the second aspect of the present invention, in addition to the same action as the work reading device of the first aspect of the present invention, the driving device moves the movable support in a predetermined direction, thereby traveling mounted on the movable support. The body moves in a given direction. For example, when the drive device moves the movable support in the direction from the upstream side to the downstream side of the work mounting surface, the traveling body mounted on the movable support moves in the direction from the upstream side to the downstream side of the work mounting surface Move to
走行体には上記したように撮影カメラが搭載されるとともに一次ローラ及び二次ローラが設けられており、一次ローラ及び二次ローラがワーク上を転がることで、この撮影カメラからワークまでの距離を一定に保つようになっている。 As described above, the traveling body is mounted with the photographing camera and provided with the primary roller and the secondary roller, and the primary roller and the secondary roller roll on the work to determine the distance from the photographing camera to the work It is supposed to be kept constant.
走行体は、移動支持体に上下動可能に設けられており、そのうえ、移動支持体に設けられた荷重低減装置によって、走行体の全重量の作用方向とは逆向きの力であって当該走行体の全重量よりも小さな力が付与されることで、この走行体の全重量の一部のみが荷重等して一次ローラ及び二次ローラを介してワークに加わることとなる。 The traveling body is provided on the movable support so as to be capable of moving up and down, and the load reducing device provided on the movable support is a force in the opposite direction to the acting direction of the entire weight of the traveling body By applying a force smaller than the total weight of the body, only a part of the total weight of the traveling body is applied to the work through the primary roller and the secondary roller.
ところで、仮に、一次ローラ及び二次ローラがワーク上を転がりながら走行体の全重量をワークに荷重(圧力)として加えるならば、ワークに加わる荷重が過大で、その重みに耐えきれず、板状又はシート状のワークが折れ曲がる等の塑性変形を伴った損傷を受ける恐れがある。また、ワークが損傷するまでには至らずとも、過荷重を受けると、板状又はシート状のワークは撓みや歪み等の弾性変形を一時的に生じる恐れがある。 By the way, if the full weight of the traveling body is applied as a load (pressure) to the workpiece while the primary roller and the secondary roller roll on the workpiece, the load applied to the workpiece is too large to withstand the weight, and plate-like Alternatively, the sheet-like work may be damaged due to plastic deformation such as bending. In addition, even if the work is not damaged, the plate-like or sheet-like work may temporarily cause elastic deformation such as bending or distortion when an overload is applied.
これに対し、本発明に係る荷重低減装置によれば、板状又はシート状のワークを伸ばすために加える荷重は走行体の全重量の一部のみに低減されているので、板状又はシート状のワークに過荷重が加わることを防止できる。このため、ワークが折れ曲がる等の塑性変形を伴った損傷を受けることを防止でき、ワークが撓みや歪み等の弾性変形を一時的に生じることも防止できる。結果、撮影カメラにより撮影されるワークの平面輪郭形状の変形を防止できるので、撮影カメラにより撮影するワークの平面輪郭画像の不正確さを解消でき、結果、ワークの寸法に関する実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。 On the other hand, according to the load reducing device according to the present invention, the load applied to extend the plate-like or sheet-like work is reduced to only a part of the total weight of the traveling body, so the plate-like or sheet-like It is possible to prevent overloading on the work of Therefore, the workpiece can be prevented from being damaged by plastic deformation such as bending, and the workpiece can also be prevented from temporarily causing elastic deformation such as bending or distortion. As a result, since it is possible to prevent the deformation of the planar contour shape of the workpiece photographed by the photographing camera, the imprecision of the planar contour image of the workpiece photographed by the photographing camera can be eliminated, and as a result, the actual size value and the image measurement value regarding the dimensions of the workpiece And the error between
第3発明のワーク読取装置は、第2発明のワーク読取装置において、前記荷重低減装置は、粘弾性特性を有する圧縮性流体圧アクチュエータによって前記走行体の重量の作用方向とは逆向きの力を付与するものである。 A work reading apparatus according to a third aspect of the invention is the work reading apparatus according to the second aspect, wherein the load reducing device uses a compressible fluid pressure actuator having visco-elastic characteristics to apply a force opposite to the acting direction of the weight of the traveling body. It is given.
この第3発明のワーク読取装置によれば、第2発明のワーク読取装置と同様に作用するうえ、荷重低減装置は、粘弾性特性を有する圧縮性流体圧アクチュエータによって走行体の重量の作用方向とは逆向きの力を付与することから、走行体が上下動しながら一次ローラ及び二次ローラがワーク上を転がる場合に、その粘弾性特性によって各ローラがワーク上で跳ね上がる挙動を抑制し、走行時に各ローラがワーク上で跳ねて衝突してワークが傷付くなどする損傷を防止できる。 According to the work reading device of the third aspect of the invention, the load reducing device acts in the same manner as the work reading device of the second aspect of the invention, and the action direction of the weight of the traveling body is obtained by the compressible fluid pressure actuator having visco-elastic characteristics. Since the reverse force is applied, when the primary roller and the secondary roller roll on the work while the running body moves up and down, the viscoelastic property of each roller suppresses the jumping behavior of each roller on the work, and the running It is possible to prevent damage such as damage to the work by each roller bouncing on the work and colliding at times.
第4発明のワーク読取装置は、第1から第3発明のいずれかのワーク読取装置において、前記ワーク載面に載置されるワークにおける前記走行体の移動方向上流側に位置する部分を吸着して、前記一次及び二次ローラの転がり移動によるワークの位置ズレを防止するワーク固定装置を備えている。 A workpiece reading apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the workpiece reading apparatus according to any of the first to third aspects, wherein a portion of the workpiece placed on the workpiece mounting surface located upstream in the moving direction of the traveling body is adsorbed. And a workpiece fixing device for preventing displacement of the workpiece due to rolling movement of the primary and secondary rollers.
この第4発明のワーク読取装置によれば、第1から第3発明のいずれかのワーク読取装置と同様に作用するうえ、ワーク固定装置によって、ワークにおける走行体の移動方向上流側に位置する部分を吸着して固定するので、一次ローラ及び二次ローラによりワークを押圧しながらこれら各ローラをワーク上で転がす場合に、ワークが走行体の移動に引っ張られてワーク載面上で擦り動いて位置ズレすることを防止できる。 According to the work reading device of the fourth aspect of the present invention, it functions in the same manner as the work reading device of any of the first to third aspects of the invention, and further, a part positioned on the moving direction upstream side of the traveling body in the work The workpiece is pulled by the movement of the traveling body and rubbed on the workpiece loading surface when rolling the rollers on the workpiece while pressing the workpiece with the primary and secondary rollers. Misalignment can be prevented.
したがって、撮影カメラによりワークを撮影する場合に、ワークの位置ズレが原因でワークの平面輪郭画像が不正確となることを防止でき、結果、ワークの寸法に関する実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。 Therefore, when photographing the workpiece by the photographing camera, it is possible to prevent the planar contour image of the workpiece from becoming inaccurate due to the displacement of the workpiece, and as a result, the error between the actual size value of the workpiece and the image measurement value It can be reduced.
本発明のワーク読取装置によれば、可撓性を有する板状又はシート状をしたワークの平面輪郭形状を正確かつ鮮明に撮影できるので、そのワークの実寸値に比べて誤差の小さな画像計測値を取得することができるという効果がある。 According to the work reading apparatus of the present invention, since it is possible to accurately and clearly capture the planar contour shape of a flexible plate-like or sheet-like work, an image measurement value with a small error compared to the actual size value of the work The effect is that you can get
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本発明の一実施例であるワーク読取装置1は、ワーク載面2に載置されるワークWの平面輪郭形状を撮影カメラ3により撮影した平面輪郭画像に基づいて、かかるワークWの平面寸法を計測するためのものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The
図1は、本発明の一実施例であるワーク読取装置1の平面図であり、図2は、このワーク読取装置1の正面図である。図1に示すように、ワーク読取装置1は架台フレーム4を備えており、この架台フレーム4の上部には水平面状のテーブル板5が設けられている。このテーブル板5上には平面状のワーク載面2が設けられている。
FIG. 1 is a plan view of a
ワーク載面2は、可撓性を有する板状またはシート状のワークWを載置するための面であり、テーブル板5に敷設したクッション性(弾力性)のあるシート状の緩衝材で形成されており、この緩衝材を介してワークWの表面に傷が付くことを防止している。例えば、ワーク載面2に用いる緩衝材は、ワークWの損傷を防止するための柔らかい不織布シートの下に弾力性を有したゴムウレタンマットを積層して貼り合わせた積層シートである。
The
この緩衝材を用いたワーク載面2によれば、そこにワークWを載置した場合、柔軟性のある不織布シートがワークWに接触することでワークWの表面に傷が付くことを防止する一方で、クッション性のあるゴムウレタンマットでワークWを支えることで後述する一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41がワークWの上を転がる際の衝撃を軽減している。
According to the
また、ワーク載面2を設けた架台フレーム4の上部には、その横幅方向(図1上下方向)中央に幅狭のセンタースリット6が設けられている。このセンタースリット6は、架台フレーム4の縦幅方向(図1左右方向)に延びた直線状の溝であり、架台フレーム4の横幅方向においてワーク載面2及びテーブル板5を均等に二分割している。
In the upper part of the
このセンタースリット6内には、ワーク固定装置7が設けてある。ワーク固定装置7は、ワークWを吸着してワーク載面2の所定位置に固定する装置であり、後述する走行体11が移動して一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41がワークWの上を転がる場合に生じる摩擦でワークWがワーク載面2上でずれ動くことを防止している。
A
例えば、ワーク固定装置7は、ワーク載面2の上流側(図1左側)に設けられており、ワークWの長手方向一端側を固定するようになっている。特に、ワークWがワーク載面2に上流側から下流側に向かって伸びる長尺状のものである場合、かかるワークWの長手方向一端側をワーク固定装置7により固定しながら、ワークW上で一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41をワーク載面2の上流側から下流側へ転がすことで、ワークWの歪みや浮き上がりを伸ばして、ワークWを熨すことができる。
For example, the
なお、これに対し、ワーク載面2の下流側に位置するワークWの長手方向他端側は自由端なので、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41がワーク載面2の上流側から下流側に向かってワークWの上を転がる際に、このワークWの長手方向他端側の一が適宜移動することでワークWが伸び広がり易くなる。
On the other hand, since the other end side in the longitudinal direction of the work W located on the downstream side of the
架台フレーム4の縦幅方向一端側、即ち、ワーク載面2の上流側(図1及び図2左側)の端部には移動支持体10が配設されている。また、この移動支持体10には走行体11が搭載されている。また、架台フレーム4には、テーブル板5の横幅方向両側(図1上下両側)に走行リニアガイド12用の走行レール12aがそれぞれ配設されている。
A
走行リニアガイド12,12の走行レール12a,12aは、移動支持体10が架台フレーム4の縦幅方向に向けて直線的に往復移動することをガイド(誘導)する走行リニアガイド12用の直線状をしたガイドレールであり、その長さが架台フレーム4の縦幅方向一端側から他端側まである。
The travel rails 12a, 12a of the travel
駆動ラック13は、駆動装置の一部であり、その一面に複数のギア歯が並歯状に刻設されたラック(直線状をした歯車の一種)であり、その長さが架台フレーム4の縦幅方向一端側から他端側まである。この駆動ラック13は、架台フレーム4におけるテーブル板5の横幅方向一側に、走行レール12aに対して平行に配設されている。
The
架台フレーム4の縦幅方向一端側、即ち、ワーク載面2の上流側には、ワーク読取装置1の各種動作を制御する制御装置(図示せず。)を内蔵した制御ボックス14が設けられている。この制御ボックス14の上部前面(図2参照。)には、ワーク読取装置1を操作するための操作パネル15が設けられている。
A
図3(a)は、ワーク固定装置7の平面図であり、図3(b)は、図3(a)のワーク固定装置7の縦断面図であり、図3(c)は、図3(b)のC−C線における縦断面図である。図3に示すように、ワーク固定装置7は、複数の磁石ユニット16と、スライド固定具17と、スライド固定レール18とを備えている。
3 (a) is a plan view of the
複数の磁石ユニット16は、センタースリット6の延設方向に並べられている。磁石ユニット16は、ボルト及びナットを用いたスライド固定具17によって、スライド固定レール18に対して、センタースリット6の延設方向における任意の位置で固定可能となっており、このスライド固定具17による固定を解除することでセンタースリット6の延設方向における任意の位置に移動可能となる。
The plurality of
磁石ユニット16は、センタースリット6の延設方向に細長い形状をした磁石ブロック16aを備えており、この磁石ブロック16aの上部に複数個(図中では6個)の平面視円形状のキャップ磁石16bがセンタースリット6の延設方向に等間隔で並べられている。キャップ磁石16bは、円形状の永久磁石16b1の外周にヨーク(鉄材)16b2を設けたものであり、ヨーク16b2は、永久磁石16b1の外周及び底面を覆うキャップ状に形成されている。
The
磁石ユニット16は、磁石ブロック16aを支持する支持ブロック16cを備えており、この支持ブロック16cもセンタースリット6の延設方向と同一方向に細長い形状をしている。この支持ブロック16cは、その長手方向両端部がスライド固定具17を介してスライド固定レール18に固定されている。
The
磁石ブロック16aの長手方向両端部(図3(a)左右両側)は、固定ブロック16cの長手方向両端部(図3(a)左右両側)に配設される板バネ16d,16dを介して、固定ブロック16cの上方に持ち上げられた状態で支持されている。
Both longitudinal end portions (left and right sides in FIG. 3A) of the
この磁石ユニット16によれば、磁石ブロック16aが板バネ16d,16dの弾性復元力によって支持ブロック16cから上方へ向かって付勢されており、磁石ブロック16aを下向きに押す力が作用すると板バネ16d,16dを弾性変形させつつ磁石ブロック16aが下降する一方、この押圧力が解除されると板バネ16d,16dの弾性復元力により磁石ブロック16aが元の位置まで上昇するようになっている。
According to this
このため、磁石ユニット16によれば、例えば、磁石ブロック16aの上端面がセンタースリット6からワーク載面2の上面よりも上方に突き出ていても、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41が転がりながらワークWをワーク載面2に押し付ける力を介して磁石ブロック16aを下降させることができる一方、板バネ16d,16dの弾性復元力を介して磁石ブロック16を元の高さ位置まで復帰させることもできる。
Therefore, according to the
また、例えば、磁石ブロック16aの上端面がセンタースリット6からワーク載面2の上面よりも下方に位置する場合は、板バネ16d,16dの弾性変形を伴って磁石ブロック16aが上昇することでキャップ磁石16bがワーク載面2上にあるワークWに吸着することもできる。
Also, for example, when the upper end surface of the
図3(b)に示すように、磁石ユニット16は、全てのキャップ磁石16bの上端面がワーク載面2の上面と同じ高さとなっており、各キャップ磁石16bとワーク載面2とが面一となっている。キャップ磁石16bの磁力を介して吸着したワークWが部分的にセンタースリット6内に落ち込んで折れ曲がったりするなどの損傷が発生することを防止している。
As shown in FIG. 3B, in the
なお、磁石ユニット16の変形例として、永久磁石16b1を用いたキャップ磁石16bに代えて、磁力をオンオフ可能な電磁石を用いても良い。また、ワーク固定装置7の変形例として、磁石を用いたものに代えて、周囲の空気を吸引して負圧を発生してこの負圧によりワークWを吸着するものを用いても良い。
As a modification of
図1及び図2に図示した移動支持体10は、その底部の四隅に合計4個の走行ブロック12b,12b,12b,12bが配設されている(図6、図7、図9及び図10参照。)。各走行ブロック12bは、走行レール12aの上を低い摩擦抵抗で直線移動する走行リニアガイド12用のガイドブロックであり、各走行レール12a上に跨がって載置された状態で当該走行レール12aの全長方向(図1及び図2の左右方向)に直線的に往復移動可能となっている。
A total of four traveling
具体的には、移動支持体10の底部の横幅方向(図1上下方向、図2の紙面に対する垂直方向)一側にある2個の走行ブロック12b,12bは、移動支持体10の進行方向(図2左右方向)に間隔を空けて、架台フレーム4の横幅方向(図1上下方向、図2の紙面に対する垂直方向)一側にある走行レール12a上に載置されている。
Specifically, the two traveling
また、移動支持体10の底部の横幅方向(図1上下方向、図2の紙面に対する垂直方向)他側にある2個の走行ブロック12b,12bは、移動支持体10の進行方向(図2左右方向)に間隔を空けて、架台フレーム4の横幅方向(図1上下方向、図2の紙面に対する垂直方向)他側にある走行レール12a上に載置されている。
The two traveling
このように移動支持体10は、一対の走行レール12a,12aとそれらに2個ずつ載置された計4個の走行ブロック12b,12b,12b,12bとを備えた2組の走行リニアガイド12,12を介して、ワーク載面2の上流側(図1及び図2左側)又は下流側(図1及び図2右側)の一方から他方へ向けて往復移動可能となっている。
As described above, the
図4は、図1のIV−IV線における縦断面図であり、架台フレーム4のセンタースリット6の拡大図である。図4に示すように、架台フレーム4のセンタースリット6内には、上記したワーク固定装置7が配設されている。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1 and is an enlarged view of the center slit 6 of the
ワーク固定装置7は、磁石ユニット16の支持ブロック16cがスライド固定具17を介してスライド固定レール18に固定されており、スライド固定レール18がボルト及びナットにより架台フレーム4に固定されている。スライド固定レール18は、その上面にスライド固定具17を係合する係合溝18aが凹設されている。このスライド固定レール18及びそれに凹設される係合溝18aは、架台フレーム4の縦幅方向(図4の紙面に対する垂直方向、図1左右方向)に向かって延設されている。
In the
スライド固定具17は、磁石ユニット16の磁石ブロック16aに係合する頭部と当該支持ブロック16cに挿通される軸部とを有する係合ボルト17aと、その係合ボルト17aの軸部が螺合する係合ナット17bとを備えている。
The
このスライド固定具17によれば、係合ボルト17aを係合ナット17bにねじ込むことで磁石ユニット16の支持ブロック16cをスライド固定レール18に締結し、この締結によって磁石ユニット16をセンタースリット6の長手方向における任意の位置で固定することができる。また、このスライド固定具17によれば、係合ボルト17a及び係合ナット17bの締結を緩めることで、磁石ユニット16の支持ブロック16cの固定を解除でき、磁石ユニット16をセンタースリット6内で移動できるようになる。
According to the
図5から図14は、移動支持体10及び走行体11の説明図である。特に、図5は、ワーク読取装置1の正面図(図2の右側からの投影図)であって移動支持体10及び走行体11を正面視したものである。図6は、移動支持体10及び走行体11の正面図である。図7は、移動支持体10及び走行体11の背面図である。図8は、移動支持体10及び走行体11の平面図である。図9は、移動支持体10及び走行体11の右側面図である。図10は、移動支持体10及び走行体11の左側面図である。
5 to 14 are explanatory views of the
また、図11は、図9及び図10のXI−XI線における縦断面図である。図12は、図6及び図7のXII−XIIにおける部分的な横断面図であり、主に、一対の上下動ガイド装置60の平面図である。図13は、図14に示した揺動連結装置70の内部構造を拡大視した部分縦断面図である。図14は、図6のXIV−XIV線における縦断面図であり、走行体11の内部構造を図示したものである。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view taken along line XI-XI in FIGS. 9 and 10. FIG. 12 is a partial cross-sectional view in XII-XII in FIG. 6 and FIG. 7, and is mainly a plan view of a pair of vertical
ここで、図5から図14に図示した移動支持体10及び走行体11は、これらの正面がこれらの移動(走行)方向前方を向き、これらの背面が移動方向後方を向いてる。また、移動支持体10及び走行体11の縦幅方向はこれらの移動方向に一致し、これらの横幅方向はこれらの移動方向と水平面内で直交する方向に一致している。特に、図8〜図10及び図12〜図14中の矢印Xは、その矢先側が移動支持体10及び走行体11の移動(走行)方向前側に向き、その反矢先側が移動支持体10及び走行体11の移動(走行)方向側に向いている。
Here, the front surfaces of the
図5から図14に示した、移動支持体10は、上記した走行リニアガイド12,12を介して、ワーク載面2の上流側から下流側に向かう往動方向(矢印X方向)と、それとは逆方向の復動方向(反矢印X方向)とに向かって、走行体11を搭載した状態でワーク載面2の上を水平移動可能となっている。走行体11は、この移動支持体10を介してワーク載面2の上流側と下流側との間を往復移動するようになっている。また、走行体11は、移動支持体10に対して上下動可能に支持されており、ワーク載面2に対する垂直方向に上下動可能となっている。
The moving
移動支持体10は、中空角パイプで枠状に形成されており、その底面と背面(後面)とが長方形状をした枠体となっている。また、走行体11は、中空角パイプで枠状に形成されており、正面及び背面が左右対称な台形状でかつ残る面が長方形状をした八面体状の枠体となっている。移動支持体10の枠内には、走行体11が収容されている。
The
ワーク読取装置1の駆動装置は、上記した駆動ラック13に加えて、次の駆動モータ19と、駆動ギア20と、軸受装置21と、補助ギア22とを備えている。駆動モータ19は、移動支持体10の横幅方向一側に搭載されている。駆動モータ19は、移動支持体10をワーク載面2の上方で直線的に水平移動させるための駆動力を付与する。この駆動モータ19は、上記した駆動ラック13に歯合される平歯車である駆動ギア20を回転させるACサーボモータである。
In addition to the
また、移動支持体10には、補助ギア22を回転可能に支持する軸受装置21が駆動モータ19に並んで配設されている。補助ギア22は、駆動ギア20とともに駆動ラック13に歯合される補助用の平歯車である。
Further, in the
これらの駆動ギア20及び補助ギア22が駆動ラック13に歯合した状態で、駆動モータ19により駆動ギア20が回転されることで、移動支持体10は、2本の走行レール12a,12aに沿って架台フレーム4の縦幅方向一端側又は他端側の一方から他方へ向けて移動されるのである。
In a state in which the
また、移動支持体10の底部には、上記した2組の走行リニアガイド12,12の走行レール12a,12aに載置された4個の走行ブロック12b,12b,12b,12bが固定されており、そのうち2個の走行ブロック12b,12bが一方の走行レール12aを、残る2個の走行ブロック12b,12bが他方の走行レール12aを、それぞれ抱え込んだ状態で、かつ、走行レール12a,12aに沿って低摩擦抵抗でスライド移動可能な状態で、当該走行レール12a,12a上に載置されている。
At the bottom of the
走行体11は、その枠体の頂上部が移動支持体10の上部開口から上方に突出しており、この頂上部に撮影カメラ3が搭載されている。この撮影カメラ3は、カメラ固定用ブラケット30を介して走行体11に固定されており、このカメラ固定用ブラケット30を介して上下方向に移動可能となっている。このカメラ固定用ブラケット30による上下移動によって、撮影カメラ3の位置を上下に調整することができ、結果、撮影カメラ3の撮影距離を微調整できるようになっている。
The top of the frame of the traveling
特に、図11及び図14に示すように、撮影カメラ3は、ワーク載面2に載置されるワークWの平面輪郭形状を撮影して読み取るための固定焦点式のラインスキャンカメラである。この撮影カメラ3は、そのレンズ31の光軸(図14中の一点鎖線)が垂直下方に向いた状態でカメラ固定用ブラケット30により固定されており、その光軸がワーク載面2及びその上に載置されるワーク載面2に対して垂直となっている。この結果、ワーク載面2に載置されたワークWの被撮影面(上面)に対して撮影カメラ3の光軸が垂直となる。
In particular, as shown in FIG. 11 and FIG. 14, the photographing
撮影カメラ3は、そのレンズ31の鏡筒先端から走行体11の底部に配設された4本の一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41の各々の外周最下端までの垂直距離H(作動距離に相当する距離)が同一かつ一定の値に設定されており、この垂直距離Hが撮影動作中に一定に保たれるようになっている。ここで、4本の一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41の外周最下端はワークWの上面に接触するため、撮影カメラ3のレンズ31の鏡筒先端から4本の一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41の外周最下端までの垂直距離Hは、実質的に撮影カメラ3の作動距離に一致するものとなる。
The vertical distance H from the tip of the lens barrel of the
撮影カメラ3は、本実施例では固定焦点式のものであり、その撮影動作中に焦点距離が一定の状態を維持するものであることから、オートフォーカスのカメラとは異なり、そのメカニカルディスタンス(レンズ31の鏡筒先端からフィルム面(デジタルカメラの場合は撮像素子の受光面)までの距離)が撮影動作中に一定となる。結果、本実施例のワーク読取装置1では、撮影カメラ3の作動距離(垂直距離H)とそのメカニカルディスタンスを加えた距離である撮影距離も一定となる。
In the present embodiment, the photographing
また、撮影カメラ3の画角は、走行体11の横幅方向、即ち、ワークWの横幅方向において、ワーク載面2に載置したワークWの全幅及びその両脇にあるワーク載面2の一部を含むような値に設定されている。なお、本実施例では、撮影カメラ3の作動距離(垂直距離H)が420mmに、その画角が63.13°に設定されている。
Further, the angle of view of the photographing
図5から図14に示すように、一次ローラ40,40は、走行体11に回転可能に設けられ、ワークWに載って走行体11の全重量の少なくとも一部を荷重としてワークWに加えながら、走行体11の移動に伴ってワークW上を転がるローラである。また、二次ローラ41,41は、一次ローラ40,40から所定の隙間を隔てて走行体11の移動方向後側で回転可能に設けられ、ワークWに載って走行体11の全重量の少なくとも一部を荷重としてワークWに加えながら、走行体11の移動に伴ってワークW上を転がるローラである。
As shown in FIG. 5 to FIG. 14, the
特に、図6及び図7に示すように、一次ローラ40,40は、走行体11の進行方向前側に配設される2本のローラであり、二次ローラ41,41は、走行体11の進行方向後側に配設される2本のローラである。これら一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41は、上記したように走行体11の底部に配設されており、走行体11の全重量の一部を荷重(圧力)としてワークWに加えるためワークWの上を転がる中空円柱状の回転体である。
In particular, as shown in FIGS. 6 and 7, the
一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41は、その4本のローラ全てが軸方向の長さが同一でかつ内径及び外径が同一である中空円柱状に形成されており、各々の軸方向両端部が走行体11の底部から垂設される複数のローラ用ブラケット42に設けた複数のローラ用軸受43,43,・・・を介して回転可能に軸支されている。なお、各ローラ用軸受43の先端部は各ローラ40又はローラ41の内周に挿入されており、この先端部の外周に固定されたベアリング(図示せず。)を介して各ローラ40,40,41,41を回転可能に軸支している。
The
一次ローラ40,40は、走行体11の横幅方向(図6の左右方向)中央で2本のローラに分割されており、互いの回転軸が同一線上に揃った状態で走行体11の横幅方向に一列に並んで配設されている。また同様に、二次ローラ41,41は、走行体11の横幅方向(図7の左右方向)中央で2本のローラに分割されており、互いの回転軸が同一線上に揃った状態で走行体11の横幅方向に一列に並んで配設されている。
The
上記したように、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41は、いずれも中空円筒状に形成されることで軽量化が図られており、更に、その軸方向に2本以上の短いローラに分割され、この分割した各ローラの軸方向両端部がローラ用軸受43を介して各々に軸支されるので、ローラ用軸受43間の距離を短くでき、ローラ全長が長くなることで生じる撓みを低減できる。
As described above, each of the
その結果、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41は、その軸方向において、ワークWに満遍なく接触してワークWに荷重を加えることができ、ワークWの撓みや歪み浮き上がりをより低減できる。この結果、撮影カメラ3により後述する所定幅の隙間である撮影用の窓44を通して撮影されるワークWの部分をより平面的な状態に近づけることができる。
As a result, the
図9から図11に示すように、荷重低減装置50は、移動支持体10の横幅方向両側に一基ずつ配設されている。この一対の荷重低減装置50,50は、走行体11がワークW上を走行して撮影カメラ3によりワークWの平面輪郭画像を撮影する際、ワークWに加わる荷重を調整するものであり、いずれも粘性圧縮性流体を作動流体に用いた圧縮性流体圧アクチュエータをそれぞれ備えており、これらの圧縮性流体圧アクチュエータは、いずれも粘性圧縮性流体として圧縮空気を用いた空気圧シリンダ51,51である。
As shown in FIGS. 9 to 11, one
一対の荷重低減装置50,50は、そのシリンダ本体51a,51aが移動支持体10の横幅方向両側に固定されたシリンダ用ブラケット52,52から吊り下げられており、そのシリンダロッド51b,51bの先端が走行体11の横幅方向両側に固定されたシリンダ用ブラケット53,53に連結されている。一対の荷重低減装置50,50によれば、圧縮空気が供給されることによって、シリンダロッド51b,51bがシリンダ本体51a,51a内に没入することで走行体11を移動支持体10に対して上昇方向に引き上げる力を付与する一方、シリンダロッド51b,51bがシリンダ本体51a,51aから突出することで走行体11を移動支持体10に対して上昇方向に引き上げる力が解除される。
The pair of
ここで、一対の荷重低減装置50,50には、図示しない空気圧回路を介して圧縮空気の供給源であるエアコンプレッサがそれぞれ接続されており、空気圧回路により所定の圧力値に調整された圧縮空気が作動流体として供給される。この空気圧回路は、ワークWの種類に応じて一対の荷重低減装置50,50に供給する圧縮空気の圧力値の設定変更ができる圧力調整器を有しており、この圧縮空気の設定値に応じて、一対の荷重低減装置50,50の発生する力の大きさを調節することができる。
Here, an air compressor, which is a supply source of compressed air, is connected to each of the pair of
このように空気圧回路を介して所定の圧力値に調整した圧縮空気を供給することで、一対の荷重低減装置50,50は、走行体11の全重量の作用方向(鉛直方向)とは逆向きの力を発生するのであるが、この一対の荷重低減装置50,50が発生する引き上げ力の合計は、走行体11の全重量に比べて小さくされており、走行体11の全重量の一部が一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41を介してワークWに荷重として加わるように調整されている。
Thus, by supplying compressed air adjusted to a predetermined pressure value through the pneumatic circuit, the pair of
ここで、上記した一対の荷重低減装置50,50による引き上げ力の合計と走行体11全体の荷重との差、即ち、ワークWに加わえる荷重の設定は、当該荷重が加わることでワークWの浮き上がりや歪みを矯正でき、かつ、当該荷重が加わることでワークWに変形などの損傷が発生しない範囲となるように、ワークWの種類に応じて、一対の荷重低減装置50,50に供給される圧縮空気の圧力を空気圧回路により調整することで行われる。
Here, the difference between the sum of the pulling forces by the pair of
また、上記したように一対の荷重低減装置50,50は、圧縮空気という粘性圧縮性流体を作動流体に用いるため粘弾性特性を有しており、結果、走行体11の全質量を用いて質量−ばね−ダンパー系(減衰振動系ともいう。)を構成するので、シリンダロッド51a,51aの出没を介して、走行体11が一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41を車輪としてワークW上を走行する際に衝撃吸収装置(ショックアブソーバー)としても機能する。
Further, as described above, the pair of
なお、上記した走行体11の質量を用いた減衰振動系は、その自由度が1自由度系にモデル化できるものであるが、かかる減衰振動系の自由度は必ずしもこれに限定されるものではなく、適宜、2自由度以上の減衰振動系としても良い。
Although the damping vibration system using the mass of the traveling
そのうえ、荷重低減装置50は、そのシリンダ本体51aがシリンダ用ブラケット52に対して揺動ピン52aを介して揺動可能に連結されている。このため、後述する揺動連結装置70の揺動連結軸72を中心に走行体11が揺動する場合、荷重低減装置50は、その走行体11の揺動に連動しながら、揺動ピン52aを中心として正転方向(図11の時計回り方向)及び逆転方向(図11の反時計回り方向)へ揺動可能となっている。
Moreover, in the
図12に示すように、走行体11の横幅方向両側(図11の左右両側参照。)には、走行体11が移動支持体10に対して上下移動するため、かかる走行体11の上下移動を誘導する上下動ガイド装置60がそれぞれ配設されている。
As shown in FIG. 12, the traveling
一対の上下動ガイド装置60,60はそれぞれ、走行体11に配設されて上下方向に伸びるレール状をしたガイドバー61と、そのガイドバー61を両側から挟み込んだ状態で移動支持体10に回転可能に軸支された一対のガイドローラ62,62とを備えている。
The pair of vertical
この上下動ガイド装置60によれば、走行体11が移動支持体10に対して上下動する場合、走行体11に配設したガイドバー61が一対のガイドローラ62,62間で上下動し、このガイドバー61の上下動によって当該ガイドバー61を挟み込んだ一対のガイドローラ62,62が転がり回転しながらガイドバー61の上下動を誘導することで、移動支持体10に対する走行体11の上下動が誘導案内されるのである。
According to the vertical
図13に示すように、走行体11が移動支持体10に対して上下移動する場合、この走行体11の上下移動は、揺動連結装置70の連結リニアガイド71を介して誘導されるようになっている。
As shown in FIG. 13, when the traveling
揺動連結装置70は、移動支持体10及び走行体11の進行方向後側上部に配設されており、移動支持体10及び走行体11を連結している。この揺動連結装置70は、走行体11に固定された直線状のガイドレールである連結レール71aとこの連結レール71aに係合されて垂直方向へ往復移動可能なガイドブロックである連結ブロック71bとを有した連結リニアガイド71と、その連結ブロック71bから走行体10の進行方向後方(反矢印X方向)に水平に突出した揺動連結軸72と、この揺動連結軸72を回転可能に軸支する揺動連結軸受部73と、この揺動連結軸受部73を支持するために移動支持体10に固定される連結用ブラケット74とを備えている。
The
この揺動連結装置70は、連結リニアガイド71を介して走行体11を移動支持体10に対して上下動可能に連結している。また、揺動連結装置70は、揺動連結軸72を介して連結リニアガイド71が連結用ブラケット74に対して正逆双方向に回転可能に連結している。
The
この揺動連結装置70によれば、走行体11側に配設した連結リニアガイド71の連結レール71aが移動支持体10側に配設した連結ブロック71bに対して相対的に上下動することで、走行体11が移動支持体10に対して上下動する。また、走行体11側に配設した連結リニアガイド71の揺動連結軸72が移動支持体10側に配設した揺動連結軸受部73を有する連結用ブラケット74に対して正転方向(図7の時計回り方向)又は逆転方向(図7の反時計回り方向)に回転することで、走行体11が移動支持体10に対して正転方向(図7の時計回り方向)及び逆転方向(図7の反時計回り方向)に揺動する。
According to this
図14に示すように、一次ローラ40,40と二次ローラ41,41とは、走行体11の移動方向に所定幅の隙間を隔てて配設されている。この一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41の間にある所定幅の隙間(スリット)は、撮影カメラ3によりワークWを撮影するための撮影用の窓44(以下「撮影窓」という。)である。撮影カメラ3は、この撮影窓44に対向した直上位置に配設されており、この撮影窓44を通してワークWの平面輪郭画像を撮影する。また、撮影窓44は、走行体11の横幅方向(図14の紙面に対する垂直方向)一端側から他端側まで直線状に連続した隙間であり、ワーク載面2の横幅全体に渡って設けられている。
As shown in FIG. 14, the
撮影用照明器45は、照明用ブラケット46を介して走行体11の前側(進行方向前側)下部に固定されており、撮影窓44の直上位置を避けて撮影窓44に近接した斜め上方位置に配設されている。この撮影用照明器45は、4本の一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41よりも上方位置から撮影窓44を通してワーク載面2に載置されたワークWの上面(被撮影面)に向かって、撮影カメラ3のスキャンレート(撮影周期又は撮影周波数)に同期した周期で照明光を照射する。
The photographing
例えば、この撮影用照明器45によれば、撮影カメラ3のスキャンレートが周期125μsec(=周波数8kHz)の場合、走行体11がワーク載面2の上流側から下流側へ移動する期間中、このスキャンレートに同期した125μsecの照射周期でかつ所定デューティー比で照明光の照射及び消灯の繰り返しをワークWに対して撮影窓44を通して行う。
For example, according to the photographing
以上説明した本実施例のワーク読取装置1によれば、駆動モータ19が回転駆動されると、駆動ラック13に歯合された駆動ギア20及び補助ギア21が正転されて、移動支持体10がワーク載面2の上流側から下流側へ向かう方向(矢印X方向)に移動を開始する。そして、駆動モータ19が一定の回転速度で駆動ギア20を回転させると、移動支持体10は、この移動支持体10に搭載された走行体11を、ワーク載面2の上流側から下流側へ向かって一定速度で移動させる。すると、走行体11に搭載された撮影カメラ3は、ワーク載面2の上流側から下流側へ向かって一定速度で移動することとなる。
According to the
この移動の過程において、撮影カメラ3がワークWの長手方向一端(図1左側)から他端側(図1右側)まで一定速度で移動するのであるが、かかる移動中、撮影処理手段(図示せず。)は、撮影カメラ3によって撮影窓44から覗く部分的なワークWの平面輪郭画像を所定のスキャンレートで繰り返し撮影(読取)して、その撮影(読取)データである複数の部分的な平面輪郭画像g1,g2,g3,・・・をメモリ(図示せず。)にそれぞれ記録(記憶)する。
In the process of this movement, the photographing
これら複数の部分的な平面輪郭画像g1,g2,g3,・・・は、走行体11の移動方向(矢印X方向)において所定距離ずつ位置が異なる撮影位置X1,X2,X3,・・・でワークを撮影した部分的な平面輪郭画像であり、画像処理手段(図示せず。)によって、この複数の部分的なワークWの平面輪郭画像g1,g2,g3,・・・を撮影順(撮影位置X1,X2,X3,・・・の順)に繋ぎ合わせることによって、ワークWの全体的な平面輪郭画像Gが生成される。また、画像計測手段(図示せず。)は、このワークの全体的な平面輪郭画像Gに基づいてワークの寸法の画像計測値を計算する。 The plurality of partial plane contour images g1, g2, g3,... Are taken at photographing positions X1, X2, X3,... Whose positions differ by a predetermined distance in the moving direction of the traveling body 11 (arrow X direction). It is a partial planar outline image which image | photographed the workpiece | work, and the imaging | photography order (photographing | shooting of planar contour image g1, g2, g3, ... of this some partial workpiece | work W by image processing means (not shown) The entire planar contour image G of the work W is generated by connecting at the positions X1, X2, X3,. Further, the image measurement means (not shown) calculates an image measurement value of the dimension of the workpiece based on the overall planar contour image G of the workpiece.
例えば、撮影カメラ3のスキャンレート(撮影周期)が125μsecで、撮影カメラ3の移動方向の分解能が約0.045mm/画素(ピクセル)の場合において、仮に、走行体11を搭載した移動支持体10を125μsec毎に0.04mmずつ移動して撮影カメラ3によりワークWの撮影するならば、移動支持体10を駆動装置により320mm/secの速度でワーク載面2の上流側から下流側へ向けて移動させれば、複数の部分的な平面輪郭画像g1,g2,g3,・・・の撮影位置X1,X2,X3,・・・は、ワークの長手方向(X方向)に0.04mmずつ座標位置が異なることとなる。
For example, in the case where the scan rate (shooting cycle) of the photographing
上記した制御ボックス14内に収容した制御装置(図示せず。)は、駆動装置の駆動モータ19及び上記した空気圧回路を介した荷重低減装置50,50の制御を行う駆動制御手段(図示せず。)と、撮影カメラ3の撮影タイミング(スキャンタイミング)の制御を行う撮影制御手段(図示せず。)とを備えている。これらの駆動制御手段及び撮影制御手段は、いずれも駆動モータ19に回転量を検出するロータリーエンコーダ(図示せず。)からの出力パルス数に基づいて制御を行っている。
The control device (not shown) accommodated in the
例えば、駆動制御手段は、ロータリエンコーダの出力パルス数に基づいて駆動ギア20の回転量を計算し、この回転量に基づいて移動支持体10の移動量及び移動速度を計算し、この移動量及び移動速度についてフィードバック制御系を構成して、X方向に移動する移動支持体10についてその位置制御及び速度制御を実行することで、結果、走行体11に搭載された撮影カメラ3についてX方向における位置制御及び速度制御を行うものである。
For example, the drive control means calculates the amount of rotation of the
また、撮影制御手段は、ロータリエンコーダの出力パルス数に基づいて駆動ギア20の回転量を計算し、この回転量に基づいて移動支持体10の移動量を計算し、この移動量に基づいて撮影カメラ3についてX方向における座標位置を計算し、この撮影カメラ3のX方向の座標位置に基づいて撮影タイミング(スキャンタイミング)の同期制御を行うものであり、例えば、撮影カメラ3が上記した所定量0.04mmずつ移動する毎に撮影カメラ3の撮影動作及び撮影用照明器の照射動作を実行こととなる。
Further, the photographing control means calculates the amount of rotation of the
また、走行体11は、撮影カメラ3のレンズ31の鏡筒先端から一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41の外周最下端(ワークとの接触面)までの垂直距離Hを一定にした状態で、撮影窓44に対向した上方位置に撮影カメラ3を搭載することで、撮影カメラ3から撮影窓44を通ってワークW(の上面)まで至る撮影距離(撮影高さ)を一定に維持しつつ、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41間にある撮影窓44を通して部分的に現われるワークW(の上面)を撮影カメラ3により撮影する。
Also, the vertical distance H from the end of the barrel of the
ここで、撮影カメラ3によってワークWの平面輪郭形状を撮影する場合、移動支持体10に上下動可能に設けられた走行体11には、移動支持体10に設けられた一対の荷重低減装置50,50により走行体11を引き上げる力が加えられるので、走行体11の全重量の一部が一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41を介してワークWに荷重(圧力)として加わる。このとき、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41は、ワークW上に載った状態で走行体11の車輪として機能して、ワークW上を回転して転がりながら、走行体11の全重量の少なくとも一部を荷重(圧力)としてワークWに加える。
Here, in the case where the planar contour shape of the work W is photographed by the photographing
このように一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41は、走行体11の全重量の少なくとも一部を荷重としてワークWに付加することによって、ワークWにおける一次ローラ40,40と二次ローラ41,41との間に位置する部分を伸ばし、当該ワークWにおける撮影カメラ3による撮影部分の歪みや浮き上がりを矯正して平面的にすることができる。
Thus, the
したがって、本実施例のワーク読取装置1によれば、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41を介してワークWにおける一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41間に位置する部分の歪み等を矯正しながら、かる歪み等を矯正したワークWの当該部分を撮影窓44を通して撮影カメラ3により撮影するので、その撮影されたワークWの平面輪郭画像の不正確さを解消でき、結果、ワークの実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。
Therefore, according to the
しかも、撮影カメラ3を搭載した走行体11がワーク載面2の上流側から下流側へ向かって移動する場合において、走行体11に設けた一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41がワークW上を転がったときにワークWの厚みが不均一でワークWの高さが高低したとしても、これに追従して走行体11が上下動しながら所定方向に移動するので、撮影カメラ3の作動距離に相当する垂直距離Hを一定に保つことができ、更に、撮影カメラ3のメカニカルディスタンスが一定であることから、撮影カメラ3からワークWまでの撮影距離を一定に保つことができる。
Moreover, in the case where the traveling
この結果、撮影距離の変動に伴って撮影カメラ3の焦点がワークWからズレることを防止できるので、ワークWの平面輪郭画像の不鮮明化及び不正確化を解消でき、結果、ワークWの実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。
As a result, since it is possible to prevent the focal point of the photographing
しかも、一対の荷重低減装置50,50は、走行体11を引き上げる力を付与して板状又はシート状のワークWを伸ばすために加える荷重を走行体11の全重量の一部にまで低減するので、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41が転がることでワークWに過荷重が加わることを防止でき、かかる過荷重でワークWが折れ曲がる等の塑性変形を伴う損傷を受けることを回避できる。
Moreover, the pair of
また、一対の荷重低減装置50,50によってワークWに加わる荷重を走行体11の全重量の一部まで低減することで、ワークWが過荷重を受けて撓みや歪み等の弾性変形を生じることも防止できるので、撮影カメラ3により撮影されるワークWの平面輪郭形状の歪みも回避できる。その結果、撮影カメラ3により撮影するワークWの平面輪郭画像の不正確さを解消できるので、ワークWの実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。
Further, by reducing the load applied to the work W to a part of the total weight of the traveling
更に、一対の荷重低減装置50,50は、粘弾性特性を有する圧縮性流体圧アクチュエータである空気圧シリンダ51,51を用いるので、走行体11が上下動しながら一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41がワークW上を転がる場合に、その粘弾性特性によって各ローラ40,40,41,41がワークW上で跳ね上がる挙動を抑制するので、走行時に各ローラ40,40,41,41がワークW上で跳ねてワークWが傷付くなどの損傷を防止できる。
Furthermore, since the pair of
また、ワーク固定装置7によって、ワークWにおける走行体11の移動方向上流側(図1左側)に位置する部分を吸着して固定するので、一次ローラ40,40及び二次ローラ41,41によりワークWを押圧しながらこれら各ローラ40,40,41,41をワークW上で転がす場合に、ワークWが走行体11の移動に引っ張られてワーク載面2上で擦り動いて位置ズレすることを防止できる。
Further, the
したがって、撮影カメラ3によりワークWを撮影する場合に、ワークWの位置ズレが原因でワークWの平面輪郭画像が不正確となることを防止でき、結果、ワークWの実寸値と画像計測値との誤差を低減できる。
Therefore, when photographing the workpiece W by the photographing
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 As mentioned above, although the present invention was explained based on an example, the present invention is not limited to the above-mentioned example at all, It is easy to be able to various improvement modification within the range which does not deviate from the meaning of the present invention. It can be guessed.
例えば、本実施例では、荷重低減装置50の一例として空気圧シリンダ51を用いて説明したが、かかる荷重低減装置は必ずしも圧縮性流体圧アクチュエータである空気圧シリンダに限定されるものではなく、例えば、このような空気シリンダに代えて、走行体の重量(質量)を用いて質量−ばね−ダンパー系を構成する他の要素であっても良い。例えば、走行体の重量(質量)と、この走行体を引き上げる引張バネと、この引張バネによる振動を減衰させるダッシュポット(ダンパ)を組み合わせて減衰振動系を構成するようにしても良い。
For example, in the present embodiment, the
1 ワーク読取装置
2 ワーク載面
3 撮影カメラ
7 ワーク固定装置
10 移動支持体
11 走行体
13 駆動ラック(駆動装置の一部)
19 駆動モータ(駆動装置の一部)
20 駆動ギア(駆動装置の一部)
40,40 一次ローラ
41,41 二次ローラ
44 所定幅の隙間、撮影用の窓、撮影窓(所定の隙間)
50,50 荷重低減装置
51,51 空気圧シリンダ(圧縮性流体圧アクチュエータ)
W ワーク
DESCRIPTION OF
19 Drive motor (part of drive unit)
20 Drive gear (part of drive unit)
40, 40
50, 50
W work
Claims (4)
そのワーク載面の上方を所定方向に向かって移動する走行体と、
その走行体に回転可能に設けられ、ワークに載って前記走行体の重量の少なくとも一部を荷重としてワークに加えた状態で、前記走行体の移動に伴ってワーク上を転がる一次ローラと、
その一次ローラから所定の隙間を隔てて前記走行体の移動方向後側で回転可能に設けられ、ワークに載って前記走行体の重量の少なくとも一部を荷重としてワークに加えた状態で、前記走行体の移動に伴ってワーク上を転がる二次ローラと、
その二次ローラ及び一次ローラ間にある前記隙間に対向した上方位置に配設され、その各ローラまでの距離を一定にした状態で前記走行体に搭載され、前記隙間を通してワークの平面輪郭形状を撮影する前記撮影カメラとを備えていることを特徴とするワーク読取装置。 A flat work surface on which a flexible plate-like or sheet-like work is to be mounted, and a photographing camera for photographing and reading the planar contour shape of the work to be mounted on the work surface. A workpiece reader,
A traveling body that moves in a predetermined direction above the work surface;
A primary roller rotatably mounted on the traveling body and rolling on the workpiece along with the movement of the traveling body, with at least a part of the weight of the traveling body being applied to the workpiece as a load on the workpiece;
It is provided rotatably on the rear side in the moving direction of the traveling body with a predetermined gap from the primary roller, and is placed on the work and at least a part of the weight of the traveling body is applied to the work as a load. With the secondary roller that rolls on the work as the body moves,
It is disposed at the upper position opposite to the above-mentioned gap between the secondary roller and the primary roller, mounted on the above-mentioned traveling body with a constant distance to each roller, and the planar contour shape of the work through the gap A work reader comprising the photographing camera for photographing.
その移動支持体を前記所定方向に移動させる駆動装置と、
前記移動支持体に設けられ、前記走行体の重量の作用方向とは逆向きの力を前記走行体に付与することによって、当該走行体がワークに加える荷重を低減する荷重低減装置とを備えていることを特徴とする請求項1記載のワーク読取装置。 A movable support which is mounted in a state of supporting the traveling body vertically movably;
A driving device for moving the movable support in the predetermined direction;
A load reduction device provided on the movable support and applying a force opposite to the acting direction of the weight of the traveling body to the traveling body to reduce the load applied to the work by the traveling body The workpiece reader according to claim 1, wherein
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