JP2019171270A - 清掃機及びノズルの目標位置の撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
移動装置又はタレットと、
伝送装置を有する制御装置と、
前記移動装置又は前記タレットに装着可能なノズルであって、噴射軸線に沿って流体の噴流を生成する噴口を有するノズルボディを有するノズルと、
前記移動装置又は前記タレットに装着可能で、前記伝送装置と通信可能なカメラであって、前記移動装置又は前記タレットに装着される前記ノズルの噴射軸線上の目標位置の画像を撮像するカメラと、
を有する清掃機である。
本発明の第二側面は、
カメラを移動装置又はタレットに装着し、
数値制御プログラムにおいて、ノズルからの流体を噴射するときに第1噴射フラグを設定し、
前記数値制御プログラムにおいて、前記ノズルから流体の噴射を停止するときに第2噴射フラグを設定し、
前記数値制御プログラムのブロックの運転終了時に、前記第1噴射フラグが設定されている場合、前記移動装置又は前記タレットに装着される前記ノズルの噴射軸線上の目標位置の画像を前記カメラが撮像し、
前記数値制御プログラムのブロックの運転終了時に、前記第2噴射フラグが設定されている場合、前記カメラの撮像を停止する、
ノズルの目標位置の撮像方法である。
図1に示すように、清掃機10は、ノズル55、移動装置51、流体供給部53、カメラ11及び制御装置30と、を有する。清掃機10は、更にジグ62を有しても良い。
ノズル55は、ノズルボディ(以下、単に「ボディ59」という。)、噴口57及び流路65を有する。噴口57はボディ59の先端部に設けられる。噴口57は、噴射軸線57aに沿って、噴流を形成する。流路65は、ボディ59の内部に設けられ、流体供給部53と噴口57とを接続する。
ノズル55は、ノズルチップ58及び固定部56を有しても良い(図2参照)。このとき、噴口57は、ノズルチップ58に設けられる。ノズルチップ58は固定部56に固定される。固定部56は、例えば、平行ねじやテーパねじ等の雌ねじであり、ボディ59に設けられる。
なお、清掃機10は、タレット52に替えて自動工具交換装置を有しても良い。
カメラ11は、カメラボディ(以下、単に「ボディ25」という。)、電池13、伝送装置15、撮像素子17及びレンズ21を有する。カメラ11は、好ましくは照明19を有する。カメラ11はミラー23及びオートフォーカス機構(以下、単に「AF機構27」)を有しても良い。
図2を参照して、移動装置51へのカメラ11又はノズル55の取り付け例を説明する。まず、ノズル55を移動装置51に装着し、噴射軸線57a上の目標位置60aを光源61とする。具体的には、目標位置60aにおける照明19からの反射光が光源61となる。
次に、ノズル55に替えてノズル55に対応するカメラ11を移動装置51に装着する。このとき、光源61からの光線は、レンズ21の光軸21aを通って、撮像素子17に垂直に入射する。レンズ21は、噴口57より内側に設けられても良い。
図4に示すように、ミラー23は、レンズ21の前方に配置されても良い。このとき、光源61からの光線は光軸21cを通り、ミラー23で上方に反射し、レンズ21の光軸21aを通って撮像素子17に垂直に入射する。
つまり、移動装置51にノズル55を装着するときの目標位置60aの像を、同じ位置の移動装置51に装着したカメラ11のレンズ21が撮像素子17上に結像する。
そのため、移動装置51に装着したカメラ11は、移動装置51に装着したノズル55の噴口57から噴射軸線57aに沿って見える像を得ることができる。すなわち、カメラ11はノズル55による目標位置60aの像を撮像できる。
伝送装置15及び伝送装置33の伝送は、無線伝送、デジタル伝送が好ましいが、有線伝送、アナログ伝送でもよい。例えばwi−fi規格を利用できる。
工具番号44は、装着又は選択したノズル55を表す。清掃機10がノズル55を一つのみを有するとき、工具番号44は省いてよい。
なお、本実施形態においては、数値制御装置31への適用例を記載するが、移動装置51がコンベア、シリンダ等シーケンス制御される場合にも適用できる。この場合、数値制御装置31は、シーケンス制御装置と読み替えられる。
座標取得部39は、数値制御装置31からカメラ11の座標を取得する。数値制御装置31が複数の座標系(例えば機械座標系、ワーク座標系、座標オフセット)を使用するときは、座標取得部39は座標系と共に座標を取得してもよい。
清掃機10が複数のカメラ11を有するとき、撮像制御部37は、数値制御装置31から使用中の工具番号44を取得する。撮像制御部37は、使用中の工具番号44に対応するカメラ11に撮像させる。
図5に示すように、画像処理エンジン35は、画像43に、ポインタ67である円67aや十字線67bを付加してもよい。ポインタ67は、光軸21a又は光軸21cが対象物60表面と交わる位置を示す。つまり、ポインタ67は移動装置51にノズル55が装着されたときの目標位置60aを示す。円67aは十字線67bの交差部を中心に描かれている。径の異なる複数の円67aが設けられてよい。望ましくは、円67aは、画像43において、目標位置60aの内径と同程度の径を有する。画像処理エンジン35がポインタ67を追加すれば、ノズル55が移動装置51によって、狙い通りの位置を狙っているか否かを判別しやすい。一つの対象物60に、例えばM5雌ねじ、φ3油穴、M8雌ねじのように複数種の目標位置60aが設定される場合がある。この場合に、径の異なる複数の円67aが表示されれば、目標位置60aに対して狙い通りの位置を狙っているかを判別しやすい。図5では、十字線67bは目標位置60aである雌ねじの中心を指している。
なお、カメラ11が画像処理エンジン35を有してもよい。このとき、画像処理エンジン35は撮像素子17から受け取った電気信号を画像43又は動画に変換し、圧縮した後に伝送装置15、伝送装置33を通じて制御装置30に伝送する。
作業者は、ノズル55に替えてカメラ11を移動装置51又はタレット52に装着する。また、作業者は、ジグ62に対象物60を装着する(S1)。
数値制御装置31の運転モードをシングルブロック運転に設定する(S3)。
ステップS2、S3は、作業者が行っても良い。制御装置30がカメラ撮像モードに設定された際、数値制御装置31が自動で行っても良い。
なお、ステップS5〜S8は省いても良い。
噴射フラグが停止中を表すときは、対象物60を清掃する際に、移動装置51に装着されたノズル55が噴流を生成していない。このとき、ノズル55は対象物60を清掃しないため、カメラ11が捉えた映像を記録する必要がない。
また、運転終了時の座標が前回と同一であるときは、カメラ11が移動していない。そのため、カメラ11が捉えた映像を記録する必要がない。
ステップS10〜S12により、運転終了後の状態が撮像、記録に値しない場合に、カメラ11の撮像を停止する。
なお、ステップS10〜S12は省いても良い。
カメラ11がAF機構27を備える場合、撮像の前にAF機構27がフォーカスを合わせる。
図7から図10に示すように、清掃機101は、移動装置511、ピストンポンプである流体供給部53、下向きのノズル551、L型のノズル552、ランスであるノズル553、カメラ111、カメラ112及びカメラ113を有する。
図7に示すように、本実施例の移動装置511には、タレット521が設けられている。移動装置511は、タレット521を自在に移動できる。タレット521は3つの装着部であるフランジ51aを有する。ノズル551又はカメラ111が1番の装着部、ノズル552又はカメラ112が3番の装着部、ノズル553又はカメラ113が5番の装着部に装着される。各ノズル55及びカメラ11が装着されるフランジ51aの番号が工具番号44に割り当てられる。数値制御装置31は、タレット521を旋回させて、ノズル55又はカメラ11を切り替えながら、清掃又はノズル55の目標位置60aの撮像を行う。
ボディ591は、結合部59eと軸部59d1を有する。結合部59eは、結合軸59a、フランジ59b、位置決め穴59cを有する。結合軸59aは、中空軸51bと嵌合する。位置決め穴59cは、位置決めピン51cと嵌合する。フランジ59bは、フランジ51aに当接し、フランジ51aにボルト(不図示)などの結合要素により結合される。軸部59d1は円筒形状を有し、結合軸59aと同軸に設けられる。軸部59d1の先端に固定部561が設けられる。軸部59d1の径は例えばφ10〜φ12mm、軸部59d1の長さは例えば50〜250mmである。ノズルオフセット距離nodは、例えば30〜100mmである。
流路651は、軸部59d1の内部に結合軸59aに沿って設けられ、結合軸59aと固定部561とを接続する。流路63と流路651は接続する。
ノズルチップ581は噴口571を有し、雌ねじである固定部561に固定される。ノズルチップ581の噴射軸線57a1は、結合軸59aと同軸である。ノズルチップ581は、例えば直線棒状の噴流を形成する直射ノズル、平板扇形状の噴流を形成する扇型ノズル、充円錐状の噴流を形成するコーンノズルである。噴口571は例えばφ0.8〜4.0mmの径を有する。
ノズル551は、結合軸59aに沿って先端から流体を噴射する。
レンズ211は単焦点レンズであり、軸部25d1の先端に設けられる。レンズ211の光軸21a1は結合軸25aと同軸である。レンズ211は被写体距離aが例えば25〜110mmでパンフォーカスを得る。
撮像素子171は軸部25d1の長さ方向の中央部に設けられる。
伝送装置151は、アンテナ151aを有し、軸部25d1の基端部に設けられる。伝送装置151の大部分は軸部25d1の内部に収められる。アンテナ151aは軸部25dから突出している。
照明191はレンズ211の周囲に複数設けられ、レンズ211から25〜110mm程度にある目標位置60aを照らす。
電池131は結合部25eに設けられる。軸部25d1の基端部にボディ251に突出を設けて電池131を収納しても良い。照明191はレンズ211の周囲に設けられる。
レンズ212は噴口572と同じ位置に設けられる。光軸21a2は噴射軸線57a2と一致する。
ミラー232は、光軸21a2を結合軸25aに沿った方向(Z方向)へ反射する。反射した光軸21b2は結合軸25aの中心を通る。
伝送装置151は結合軸59aに対してレンズ212の反対面に突出しても良い。この場合、レンズ212を対象物60に接近しやすくなる。
照明192は、レンズ212の周囲に複数設けられ、光軸21a2に沿う方向を照らす。
ボディ593は結合部59eと軸部59d3を有する。軸部59d3は、径が比較的大きい基部59h、基部59hに接続する円錐台の縮径部59i、及び縮径部に接続する細径部59kを有する。基部59h、縮径部59i、細径部59kは、結合軸59aと同軸に設けられる。噴口573は、細径部59kの先端部の円周上に均等に設けられる。噴射軸線57a3は、結合軸59aに垂直な平面上に、結合軸59aの中心を通るように設けられる。例えば基部59hの径はφ10〜12mm、細径部59kの径はφ5〜φ8mmであり、細径部59kの長さは50〜200mmである。噴口573は例えば2〜3個設けられ、径はφ0.6〜0.9である。ノズルオフセット距離nodは、例えば、0.5〜7mmである。
ノズル553の軸部59d3を対象物60の油穴やスプール穴内に挿入し、油穴やスプール穴と交差する部位の洗浄又はバリ取りを行う。
なお、噴射軸線57a3は、結合軸59aの中心を中心軸とする円錐面上に、結合軸59aの中心を通るように設けられても良い。
ボディ253は、結合部25e及び軸部25d3を有する。フランジ25bの側面に伝送装置153を収める突出部を有する他、ボディ253はボディ593と同一形状である。軸部25d3は、基部25h、縮径部25i、細径部25k及び入光穴25mを有する。入光穴25mは、ノズル553の噴口573に対応する位置に一つだけ設けられる。入光穴25mの回転方向の位相は、いずれかの噴口573の位相と一致しても良い。
レンズ213は、その光軸21a3が結合軸59aと同軸になるよう、細径部25kの先端部に設けられる。撮像素子173は細径部25kに設けられる。レンズ213は、例えば細径部25kから0.5〜8mmの範囲でパンフォーカスを得る。
ミラー233は、レンズ213と入光穴25mとの間に位置する。
伝送装置153は、フランジ25bの側面に突出する。伝送装置153のZ軸方向の厚みは、フランジ25bの厚みの範囲内にある。伝送装置153が軸部25d3の上方のフランジ25bの側面に突出するため、軸部25d3を対象物60の油穴やスプール穴内に挿入できる。
照明193は、基部25h又はフランジ25bに設けられ、細径部25kの先端部の周囲を照らす。
図11に示すように、本実施例の清掃機104は、ピストンポンプ534、移動装置514、複合ノズル554、流路63a、流路63b、及び複合カメラ114を有する。
ピストンポンプ534は、バルブ53a及びバルブ53bを有する。バルブ53a及びバルブ53bは、いずれか一方のみ開弁する。バルブ53a及びバルブ53bは同時に閉弁できる。
移動装置514は、フランジ面514aを有する。フランジ面514aはセンターピン514b及び位置決めピン514cを有する。流路63aは、バルブ53aとセンターピン514bを接続する。流路63bは、バルブ53bと位置決めピン514cを接続する。本実施例の清掃機104はタレット52を有さず、ピストンポンプ534によって2つのノズルを切り替える。
ボディ594は略円筒形であり、結合部59e4、2つの固定部56a、56b、2つの流路65a、65bを有する。結合部59e4はボディ594の基端部に設けられる。結合部59e4は、センター穴59a4及び位置決め穴59b4を有する。センター穴59a4は、センターピン514bに嵌合する。位置決め穴59b4は、位置決めピン514cに嵌合する。雌ねじである固定部56aは、ボディ594の先端面の中央下向きに設けられる。雌ねじである固定部56bは、ボディ594の先端部の側面に設けられる。流路65aはセンター穴59a4と固定部56aとを接続する。流路65bは位置決め穴59b4と固定部56bとを接続する。ノズルチップ58aは固定部56aに取付けられる。ノズルチップ58aは噴口57を有し、センター穴59a4と同軸の噴射軸線57aaに沿って流体を噴射する。ノズルチップ58bは噴口57bを有し、センター穴59a4と垂直な噴射軸線57abに沿って流体を噴射する。
ボディ594は例えば径ds=φ50、長さ250mmである。ノズルオフセット距離nodは例えば10〜150mmである。
ボディ254はボディ594と同形状である。ボディ254は十分に大きく、AF機構27aを内部に収容できる。
カメラ11aは、暗室26a、レンズ214a、AF機構27a、撮像素子17aを有する。レンズ214aは、固定部56aに対応した位置に設けられる。レンズ214aの光軸214aaはセンター穴254aと同軸である。AF機構27aは、コントラスト測定部271a及びモータ272aを有する。
カメラ11bはカメラ11aと同様である。ただし、カメラ11bのレンズ214bは、固定部56bに対応する位置に設けられ、レンズ214bの光軸214baは噴射軸線57abに対応する。
伝送装置154はカメラ11aとカメラ11bと伝送装置33との間で信号等を伝送する。
11、111、112、113、114 カメラ
25、251、252、253、254 ボディ(カメラボディ)
55、551、552、553、554 ノズル
59、591、592、593、594 ボディ(ノズルボディ)
57、571、572、573、57b 噴口
17、171、173、17a 撮像素子
15、151、153、154 伝送装置
21 レンズ
30 制御装置
31 数値制御装置
33 伝送装置
35 画像処理エンジン
37 撮像制御部
Claims (8)
- 移動装置又はタレットと、
伝送装置を有する制御装置と、
前記移動装置又は前記タレットに装着可能なノズルであって、噴射軸線に沿って流体の噴流を生成する噴口を有するノズルボディを有するノズルと、
前記移動装置又は前記タレットに装着可能で、前記伝送装置と通信可能なカメラであって、前記移動装置又は前記タレットに装着される前記ノズルの噴射軸線上の目標位置の画像を撮像するカメラと、
を有する清掃機。 - 前記カメラは、前記ノズルボディと実質的に同形状、又は前記ノズルボディよりも実質的に小さい形状のカメラボディを有する、
請求項1に記載の清掃機。 - 前記制御装置は、
数値制御プログラムを記憶する記憶装置と、
前記数値制御プログラムの各指令の終了時に終了信号を発する数値制御装置と、
前記終了信号に基づいて前記カメラに撮像させる撮像制御部と、
を有する、請求項1又は2に記載の清掃機。 - 前記撮像制御部は、 前記数値制御プログラムの実行中の噴射指令から噴射停止指令まで第1噴射フラグを設定し、前記噴射停止指令から前記噴射指令まで第2噴射フラグを設定し、
前記第2噴射フラグが設定されている場合、前記カメラの撮像を停止する、
請求項3に記載の清掃機。 - 前記撮像制御部は、
移動終了後に前記数値制御装置から座標を取得する座標取得部を有し、
前記撮像制御部は、取得した座標が直前に取得した座標と同じ場合、前記カメラの撮像を停止する、
請求項3又は4に記載の清掃機。 - 前記カメラは、電気信号を画像に変換し、前記ノズルの光軸の中心を表すポインタを前記画像に加える画像処理エンジンを更に有する、
請求項1から5のいずれかに記載の清掃機。 - カメラを移動装置又はタレットに装着し(S1)、
数値制御プログラムにおいて、ノズルからの流体を噴射するときに第1噴射フラグを設定し(S6)、
前記数値制御プログラムにおいて、前記ノズルから流体の噴射を停止するときに第2噴射フラグを設定し(S8)、
前記数値制御プログラムのブロックの運転終了時に、前記第1噴射フラグが設定されている場合(S10:YES)、前記移動装置又は前記タレットに装着される前記ノズルの噴射軸線上の目標位置の画像を前記カメラが撮像し(S13)、
前記数値制御プログラムのブロックの運転終了時に、前記第2噴射フラグが設定されている場合(S10:NO)、前記カメラの撮像を停止する(S14:終了)、
ノズルの目標位置の撮像方法。 - 前記数値制御プログラムのブロックの運転終了時に、前記第2噴射フラグが設定されている場合(S10:NO)、前記カメラの座標を取得し(S11)、
取得した前記座標が直前に取得した座標と同じ場合(S12のYES)、前記カメラの撮像を停止する(S14:終了)、
請求項7に記載のノズルの目標位置の撮像方法。
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