JP2020017111A - ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム - Google Patents
ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020017111A JP2020017111A JP2018140257A JP2018140257A JP2020017111A JP 2020017111 A JP2020017111 A JP 2020017111A JP 2018140257 A JP2018140257 A JP 2018140257A JP 2018140257 A JP2018140257 A JP 2018140257A JP 2020017111 A JP2020017111 A JP 2020017111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- work
- program
- point
- measurement target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
- G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
- G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
- G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
- G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/13—Edge detection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
- G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
- G06T7/66—Analysis of geometric attributes of image moments or centre of gravity
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20048—Transform domain processing
- G06T2207/20061—Hough transform
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20092—Interactive image processing based on input by user
- G06T2207/20096—Interactive definition of curve of interest
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20092—Interactive image processing based on input by user
- G06T2207/20104—Interactive definition of region of interest [ROI]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20112—Image segmentation details
- G06T2207/20116—Active contour; Active surface; Snakes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30164—Workpiece; Machine component
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
ワークを計測する場合、タッチセンサ(タッチプローブ)やレーザセンサを用いた計測手法は、一般的に分解能や精度が高いという点でメリットがあるものの、一度に計測可能な範囲が狭く、計測時間が長くなるというデメリットがある。さらに、例えばタッチセンサで計測する場合、オペレータがタッチセンサを手動で移動させるため、ワークやタッチセンサを傷つけないよう、オペレータにとって多大な作業負担を要する。
このような作業負担を軽減するため、計測点やアプローチ点の座標を入力すると、タッチセンサを移動させる計測プログラムを自動生成する仕組みが知られている。ところが、座標系を考慮しつつ、このような複数の点の座標を把握して入力することは、オペレータにとって依然として大きな作業負担を要する。
一方、視覚センサなどで取得した画像を用いてワークの形状・位置などを計測する手法は、一般的に広範囲を短時間で計測できるというメリットがあるものの、測定分解能、繰り返し精度の観点では、ワーク座標系の設定等、機械加工の段取りに使用する場合において実用的でないというデメリットがある。
このような課題に対し、タッチセンサやレーザセンサによる計測手法に、ワーク画像を組み合わせることにより、双方のデメリットを互いに補完したワーク計測手法が考案されている。
例えば、特許文献1には、視覚センサで取得したワーク画像をディスプレイに表示し、ユーザがタッチ操作で画像上に計測点やアプローチ点を指定し、その点の座標に基づき、タッチプローブによる自動計測プログラムを生成する手法が開示されている。
[構成]
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク計測装置1の構成を示すブロック図である。
ワーク計測装置1は、数値制御装置あるいはPC(Personal Computer)等の情報処理装置によって構成される。
図1に示すように、ワーク計測装置1は、CPU(Central Processing Unit)11と、ROM12と、RAM13と、入力部14と、表示部15と、記憶部16と、通信部17と、視覚センサ18と、検出器19と、を備えている。
計測プログラム生成処理のためのプログラムを実行することにより、CPU11には、機能的構成として、UI表示制御部11aと、画像取得部11bと、計測対象取得部11cと、計測項目設定部11dと、計測プログラム生成部11eと、計測プログラム実行部11fとが形成される。
UI表示制御部11aは、計測プログラム生成処理において、ユーザが各種情報を入出力するためのユーザインターフェース画面(UI画面)を表示する。
例えば、UI表示制御部11aは、後述するように、計測対象となるワークの画像を取得する指示を受け付けるための入力画面を表示したり、取得されたワークの画像において計測対象を指定するための入力画面を表示したり、指定された計測対象の検出結果を表示したりする。
また、UI表示制御部11aは、計測項目の候補の中から選択を受け付けるための入力画面を表示したり、ワークの計測を行うためのアプローチ点あるいは計測点を設定するための入力画面を表示したり、自動生成されたワークの計測を行うためのプログラムを修正するための入力画面を表示したりする。
なお、UI表示制御部11aにおいて入力が行われる場合、マウス、キーボードあるいはタッチ操作等による入力を受け付けることができる。例えば、タッチ操作による種々の入力形態の他、キーボードの方向キーで囲み線を描画したり、マウスによるドラッグ操作により矩形範囲を描画したり、キーボードのエンターキーあるいはマウスのクリックで点を描画したりすること等が可能である。
画像取得部11bは、視覚センサ18(深度カメラあるいはステレオカメラ等)によって撮像されたワークの画像データ、又は、CAD(Computer Aided Design)システムにおいて生成されたワークのCADデータ等、ワークの3次元形状を含む画像データを取得する。画像取得部11bは、取得したワークの画像データを記憶部16に記憶する。
計測対象取得部11cは、UI表示制御部11aによってUI画面に表示された計測対象を指定する入力画面において、ユーザが入力した指定のための操作内容を取得する。
そして、計測対象取得部11cは、ユーザが入力した指定のための操作内容に応じて、ワークの画像において、計測対象となる部分を特定し、特定した部分の構造物(立体形状)を検出する。
さらに、計測対象取得部11cは、検出した構造物をディスプレイの平面座標系(画像座標系)からワークが載置されたステージ上の立体座標系(機械座標系)に変換する。なお、これら画像座標系と機械座標系とは、予め校正が行われ、対応付けられている。このとき、ディスプレイの平面座標系(画像座標系)に代えて、カメラの座標系を用いることとしてもよい。
次に、計測対象取得部11cの検出処理内容を図2から図10を参照しながら、より具体的に説明する。
図2に示す例では、ユーザが入力した指定のための操作内容として、計測対象となるワークの画像において、ワークの画像の左右の辺に沿う直線がそれぞれ入力されている。図2に示す例の場合、計測対象取得部11cは、ユーザはワークの幅の計測を意図していると特定する。
また、図3に示す例では、ユーザが入力した指定のための操作内容として、計測対象となるワークの画像において、ワークに形成された穴を囲む円が入力されている。図3に示す例の場合、計測対象取得部11cは、ユーザはワークに形成された穴の内径の計測を意図していると特定する。
また、図5に示す例では、計測対象となるワークの画像において、対角線を指定してワークの画像全体を囲む矩形が入力されている。図5に示す例の場合、計測対象取得部11cは、ユーザはワークの芯出し(原点出し)を意図していると特定する。
図4〜図6に示す例においては、計測対象取得部11cは、いずれもワークの輪郭を抽出し、輪郭線が2次元四角形の場合には、4辺4頂点を計測してワークの中心点を求める。
図7に示す例では、図2に示すように、ユーザによりワークの画像の左右の辺に沿う直線がそれぞれ入力された場合において、計測対象取得部11cは、各セグメント(入力された部分)の近傍領域を設定し、その内側からCanny法で輪郭線を抽出した後、抽出した輪郭線から、Hough変換で2本の直線(ワークの左右の外縁)を検出している。なお、図7のように輪郭線が抽出された場合、計測対象取得部11cは、例えば、左側の輪郭線であれば、距離画像で見た場合に右側のピクセルが凸値となっていること、又は、背景差分で右側に物体が置かれていることに基づいて、輪郭線の右側に物体があることを判定することができる。
また、図9に示す例では、図4又は図5に示すようにユーザによりワークの画像全体を囲む円又は矩形が入力された場合において、計測対象取得部11cは、ワークの画像全体を囲む円又は矩形の内側から、スネーク法で輪郭線を抽出し、抽出した輪郭線から、Hough変換で4本の直線を検出して、検出された4本の直線に基づいて、四角形(ワークの上下左右の外縁)を検出している。
図11に示すように、計測対象取得部11cは、計測対象として検出された構造物(ワークの左右の外縁、穴、ワークの上下左右の外縁等)のディスプレイの平面座標(画像座標)をステージ上の立体座標(機械座標)に変換する。
これにより、計測対象取得部11cは、ユーザによってUI画面上で指定された計測対象の実体的な3次元形状に係る位置情報を取得することができる。
計測項目設定部11dは、計測項目の種類が定義されたデータベース(記憶部16の計測項目データベース16a)を参照し、計測対象取得部11cによって検出された計測対象の構造物に対して行われる計測項目を設定する。
計測項目設定部11dは、計測対象取得部11cによって検出された計測対象の構造物に基づいて、過去の計測履歴情報(記憶部16の計測履歴データベース16b)を参照し、計測項目として選択され得る項目(計測項目の候補)をリストアップする。
計測項目設定部11dの計測対象の構造物に対する計測項目の設定処理内容を図12を参照しながら、より具体的に説明する。
図12に示すように、計測対象取得部11cにより、計測対象の構造物が検出されると、計測項目設定部11dは、記憶部16の計測履歴データベース16bを参照し、計測項目として選択され得る項目(計測項目の候補)をリストアップする。
図12に示す例では、計測対象取得部11cにより、ワークの左右の外縁が検出された場合、計測項目設定部11dは、「重心」、「辺長」、「幅」を計測項目の候補としてリストアップする。
また、計測対象取得部11cにより、ワークの上下左右の外縁が検出された場合、計測項目設定部11dは、「周長」、「面積」、「芯出し」、「体積」を計測項目の候補としてリストアップする。
また、図12に示すように、計測項目設定部11dは、過去の計測履歴において、今回の計測対象と同様の計測対象の場合に実行された計測項目の頻度を参照すること等により、リストアップした計測項目の候補をランク付けする。
図12に示す例では、計測対象取得部11cにより、ワークの左右の外縁が検出された場合、計測項目設定部11dは、計測対象の構造物において、「線分の内側が凸」、「線分の外側が凹」、「セグメント数が2」であること、同様の計測対象の構造物における過去の計測履歴において、「ワークの幅の計測が50%であったこと」から、計測項目の候補を、「幅」、「重心」、「辺長」の順にランク付けする。
また、計測対象取得部11cにより、ワークの上下左右の外縁が検出された場合、計測項目設定部11dは、計測対象の構造物において、「線分の内側が凸」、「線分の外側が凹」、「セグメント数が1」であること、同様の計測対象の構造物における過去の計測履歴において、「ワークの芯出しが30%であったこと」から、計測項目の候補を、「芯出し」、「体積」、「周長」の順にランク付けする。
そして、図12に示すように、ランク付けされた計測項目の候補は、UI表示制御部11aによってUI画面にランク順に表示され、ユーザによる選択が受け付けられる。
図12に示す例では、ワークの左右の外縁が検出された場合、計測項目の候補としてリストアップされた「幅」、「重心」、「辺長」の中から、ユーザによって「幅」が選択されている。また、図12に示す例では、ワークの上下左右の外縁が検出された場合、計測項目の候補としてリストアップされた「芯出し」、「体積」、「周長」の中から、ユーザによって「芯出し」が選択されている。
計測プログラム生成部11eは、ユーザによって計測項目が選択された場合に、選択された計測項目に応じて、アプローチ点及び計測点の個数を予め定められた数だけ設定する。
計測プログラム生成部11eは、計測対象及び選択された計測項目に対応するひな型のプログラム(以下、「ひな型プログラム」と称する。)を記憶部16のひな型プログラムデータベース16cから取得することができる。ひな型プログラムには、各種計測項目に対応する計測点及びアプローチ点の設定方針が予め設定されている。
計測プログラム生成部11eは、計測対象取得部11cによって検出された計測対象の構造物の具体的な構造に基づいて、ひな型プログラムの計測点及びアプローチ点を設定する。さらに、計測プログラム生成部11eは、アプローチ点同士を接続する計測経路や、アプローチ点から計測点へ向かう計測経路を予め定められた設定方針に基づいて自動生成する。こうすることで、計測対象の計測を行うためのプログラム(計測プログラム)が自動的に生成される。
計測プログラム生成部11eによって自動的に生成された計測プログラムをシミュレーションすることで、UI表示制御部11aにより当該計測プログラムのアプローチ点、計測点及び計測の経路がUI画面に表示される。
なお、計測プログラム生成部11eは、ひな型プログラムを用いることなく、計測対象取得部11cによって検出された計測対象の構造物の具体的な構造に基づいて、計測点及びアプローチ点と、計測経路とを設定することもできる。
計測プログラム生成部11eの計測プログラム生成処理内容を図13を参照しながら、より具体的に説明する。
図13に示すように、記憶部16のひな型プログラムデータベース16cには、ワークの形状に対応するひな型プログラムが事前に登録されている。例えば、直方体の側面4面から1点ずつを計測するひな型、三角柱の側面3面から1点ずつを計測するひな型、及び円筒の内径を計るために円の中心から外側に向かってプローブを移動させるひな型等が登録されている。
これらのひな型は、例えば、直方体のひな型の場合、アプローチ点の位置によって図13に示すように伸縮する。即ち、アプローチ点の順序や、プローブの移動方向といったトポロジーのみがひな型としてひな型プログラムデータベース16cに登録されており、計測プログラム生成部11eは、ひな型プログラムにおいて、アプローチ点に実際の値を代入することにより、計測プログラムを生成する。
UI表示制御部11aは、ユーザによる修正が反映された計測プログラムをシミュレーションすることで、修正後のアプローチ点、計測点及び計測の経路をUI画面に表示する。UI画面に表示された計測点及び計測の経路がユーザによって承認されると、承認されたアプローチ点、計測点及び計測の経路に基づく計測プログラムが確定される。
計測プログラム実行部11fは、計測プログラム生成部11eによって生成された計測プログラム(確定された計測プログラム)を実行し、検出器19(タッチプローブやレーザセンサ等)を移動させることにより、計測対象の計測を実行する。
以上、ワーク計測装置1において、計測プログラム生成処理のためのプログラムを実行することにより、CPU11に形成される機能ブロックについて説明した。次に、ワーク計測装置1の備える他の構成要素について図1を参照しながら説明する。
RAM13は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリによって構成され、CPU11が各種処理を実行する際に生成されるデータを記憶する。
入力部14は、キーボードやマウス、又は、タッチセンサ(タッチパネル)等の入力装置によって構成され、ユーザによるワーク計測装置1への各種情報の入力を受け付ける。
記憶部16は、ハードディスク又はフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置によって構成され、計測プログラム生成処理のためのプログラム等を記憶する。また、記憶部16には、前述したように、計測項目の種類が定義された計測項目データベース(計測項目DB)16aと、過去の計測履歴が格納された計測履歴データベース(計測履歴DB)16bと、計測プログラムのひな型が格納されたひな型プログラムデータベース(ひな型プログラムDB)16cとが記憶されている。さらに、記憶部16は、確定された計測プログラムや、計測プログラムの実行結果等、ワーク計測装置1の各種処理結果を記憶する。
検出器19は、タッチプローブ又はレーザセンサ等を備え、計測対象となるワークにおける点の位置を検出する。
次に、図14から図18を参照しながら、ワーク計測装置1により、加工前のワークにおける芯出しのための計測プログラム、及び加工後のワークに形成された穴の内径計測のための計測プログラムが自動生成される場合の具体的な事例について説明する。
[具体的適用例1]
<芯出しのための計測プログラム>
初めに、図14から図16を参照しながら、加工前のワークにおける芯出しのための計測プログラムが自動生成される手順について説明する。
本例においては、計測対象物体として直方体を適用し、撮像条件として3次元カメラでワークを真上から撮像するものとして、加工前ワークの芯出し(3次元)のための計測プログラムを自動生成する。
(手順1)UI表示制御部11aによってUI画面に表示された計測対象を指定する入力画面において、ユーザは、図4に示した囲み操作で計測対象物(四角形)を指定する。
(手順2)計測対象取得部11cは、囲み操作で指定された計測対象物を画像処理(例えばHough変換、スネーク法等)により四角形を抽出する。
より具体的には、計測項目設定部11dは、以下の条件を用いて選択され得る計測項目を絞り、ランク付けする。
・ワークの形状(例えば、抽出四角形がその周囲よりZ方向に突出した直方体であること)
・ワークの状況(例えば、加工前であること)
・加工プログラムの内容(例えば、ワークの外面を切削するようになっていること)
・過去の計測履歴(例えば、「加工前」に「物体の外部で」「四角形」を「囲んで指定」した場合、80%が芯出し計測であった等)
(手順5)計測プログラム生成部11eは、直方体の5つの面それぞれの中心に計測点5点を設定し、計測点から面の法線方向に一定距離離れた位置にアプローチ点5点を設定する。ここで、計測面中心のZ方向の高さは、例えば3次元カメラで得られた四角形の縁部分の外側の高さと内側の高さを足して2で割ったものとして求められる。また、Z方向の高さは、3次元カメラで撮像して求めてもよいし、ワークの加工プログラムから算出してもよいし、ワークのCADデータから求めてもよいし、2次元カメラ画像中の物体のサイズから求めてもよい。
手順5が行われることにより、図14に示すような計測点及びアプローチ点が設定される。
なお、直方体の芯出しのためのひな型プログラムでは、計測対象の直方体のひな型に対して、図14に示すような計測点及びアプローチ点の設定方針が予め定められている。そのため、計測プログラム生成部11eは、ひな型プログラムを用いる場合、計測点及びアプローチ点を容易に設定することができる。
・現在のタッチプローブ位置(初期位置)から直線距離で最も近いアプローチ点を最初のアプローチ点とする。
・最初のアプローチ点から直線距離で最も近いアプローチ点を2番目のアプローチ点とし、以下同様に、全てのアプローチ点に順番を付ける。
・N番目とN+1番目のアプローチ点を結び、物体に接触しないような経路を生成する(ただし、Nは自然数)。
また、図16は、アプローチ点同士を結ぶ経路が設定される状態を示す模式図である。図16においては、計測経路の設定に際して(A)計測対象から一定距離を保つ場合、及び、(B)アプローチ点同士の最短経路を狙う場合の2つの形態で経路が設定される例を示している。なお、アプローチ点同士の最短経路を狙って経路を設定する場合、計測対象から少なくともプローブの半径分のマージンが確保される必要がある。
・アプローチ点から計測点へ結んだ直線に従いプローブを移動させ、プローブがワークに接触したら、アプローチ点に戻る。
<加工後のワークに形成された穴の内径計測のための計測プログラム>
次に、図17及び図18を参照しながら、加工後のワークに形成された穴の内径計測のための計測プログラムが自動生成される例について説明する。
本例においては、計測対象物体として直方体を適用し、撮像条件として3次元カメラでワークを真上から撮像するものとして、加工後ワークの穴の内径計測(3次元)のための
(手順1)UI表示制御部11aによってUI画面に表示された計測対象を指定する入力画面において、ユーザは、囲み操作(図3参照)で計測対象物(穴円)を指定する。
(手順2)計測対象取得部11cは、囲み操作で指定された計測対象物を画像処理(例えばHough変換、スネーク法等)により円を抽出する。
・ワークの形状(例えば、抽出四角形がその周囲よりZ方向に突出した直方体であること)
・ワークの状況(例えば加工後であること)
・加工プログラムの内容(例えばワークに穴加工を行ったこと)
・過去の計測履歴(例えば、「加工後」に「物体の内部で」「円」を「囲んで指定」した場合、70%が内径計測であった等)
(手順5)計測プログラム生成部11eは、円の中心にアプローチ点を設定する。ここで、アプローチ点のZ方向高さは、3次元カメラで画像から抽出した円の縁の外側部分と内側部分の高さを足して2で割ったものとして求められる。
手順5が行われることにより、図17に示すように、円の中心であって、Z方向に設定方針に従う高さの位置にアプローチ点が設定される。
図18は、穴の内径計測が行われる場合の計測点が設定された状態を示す模式図である。
手順6が行われることにより、図18に示すように、円の中心に設定されたアプローチ点から、機械座標系で0度、120度、240度の円周上の位置に計測点が設定される。
・アプローチ点から計測点へ結んだ直線に従いプローブを移動させ、プローブがワークに接触したら、アプローチ点に戻り、次の計測点へ移動する。
・又は、アプローチ点から最初の計測点へ結んだ直線に従いプローブを移動させ、プローブがワークに接触したら、次の計測点へと直接移動する。
計測プログラム生成部11eは、いずれのパターンで計測経路を生成するかについて、モードの切り替え等によって設定することができる。
以上、本発明のワーク計測装置1の各機能部の実施形をワーク計測装置1の構成に基づいて説明した。
<計測プログラム生成処理>
図19は、ワーク計測装置1が実行する計測プログラム生成処理の流れを説明するフローチャートである。
計測プログラム生成処理は、入力部14を介して、計測プログラム生成処理を起動させる指示が入力されることにより開始される。
ステップS2において、画像取得部11bは、視覚センサ18(深度カメラあるいはステレオカメラ等)によって撮像されたワークの画像データ、又は、CAD(Computer Aided Design)システムにおいて生成されたワークのCADデータ等、ワークの3次元形状を含む画像データを取得する。このとき取得されたワークの画像データは、記憶部16に記憶される。
ステップS3において、UI表示制御部11aは、取得されたワークの画像において計測対象を指定するための入力画面を表示する。
ステップS5において、計測対象取得部11cは、ユーザが入力した指定のための操作内容に応じて、ワークの画像において、計測対象となる部分を特定し、特定した部分の構造物(立体形状)を検出する。
ステップS7において、計測項目設定部11dは、計測対象取得部11cによって検出された計測対象の構造物に基づいて、過去の計測履歴(記憶部16の計測履歴データベース16b)を参照し、計測項目として選択され得る項目(計測項目の候補)をリストアップする。
ステップS9において、UI表示制御部11aは、計測項目設定部11dによってランク付けされた計測項目の候補をUI画面にランク順に表示する。
ステップS10において、UI表示制御部11aは、計測項目の候補の中から選択を受け付けるための入力画面を表示し、ユーザによる選択を受け付ける。
ステップS12において、計測プログラム生成部11eは、計測対象の構造物の具体的な構造に合わせて、ひな型プログラムのアプローチ点及び計測点を設定する。
ステップS13において、計測プログラム生成部11eは、アプローチ点同士を接続する計測経路や、アプローチ点から計測点へ向かう計測経路を予め定められた設定方針に基づいて自動生成する。このように生成された計測プログラムは、アプローチ点、計測点及び計測の経路がUI表示制御部11aによってUI画面に表示される。
なお、ステップS11〜ステップS13において、計測プログラム生成部11eは、計測対象及び選択された計測項目に対応するひな型プログラムを取得し、計測対象の構造物の具体的な構造に合わせて、ひな型プログラムのアプローチ点及び計測点と、計測経路とを設定することもできる。
ステップS15において、UI表示制御部11aは、計測プログラムがユーザによって承認されたか否かの判定を行う
計測プログラムがユーザによって承認されていない場合、ステップS15においてNOと判定されて、処理はステップS14に移行する。
一方、計測プログラムがユーザによって承認された場合、ステップS15においてYESと判定されて、処理はステップS16に移行する。
計測プログラムの実行が指示された場合、ステップS16においてYESと判定されて、処理はステップS17に移行する。
一方、計測プログラムの実行が指示されていない場合、ステップS16においてNOと判定されて、計測プログラム生成処理は終了となる。
ステップS17において、計測プログラム実行部11fは、計測プログラムを実行する。
ステップS17の後、計測プログラム生成処理は終了となる。
そのため、計測対象となるワークの画像において計測対象を指定する操作及び計測項目を入力する操作を行うことにより、計測対象となるワークを自動計測するための計測プログラムが自動生成される。
したがって、ワークの計測に要する作業負担を低減することができる。
したがって、ユーザは、簡単な操作によって計測対象を指定することが可能となる。
これにより、計測項目の選択を行うユーザに対し、実行される可能性が高い計測項目をわかり易い形態で提示することができる。
これにより、計測対象を自動的に計測する計測プログラムをより簡単に生成することが可能となる。
上述の実施形態において、計測対象をユーザが指定すると共に、計測項目をユーザが入力する場合を例に挙げて説明した。
これに対し、ワーク計測装置1は、計測対象における計測プログラムが一意的に決定可能であると判断した場合、計測対象の指定及び計測項目の入力を省略し、計測プログラムを自動生成することができる。
この場合、ワーク計測装置1は、ユーザが計測対象や計測項目等を予め指定されていること、また過去の計測履歴に基づいてランク付けされる計測項目の候補から最も頻度の高い計測項目を自動的に選択するように設定されていること、及び計測プログラムが1種類に限定されていることを検出すること等により、計測対象における計測プログラムが一意に決定可能であるか否かを判定することができる。
なお、さらなる変形例として、ワーク計測装置1として、計測対象指定部または計測項目指定部の有しない構成としてもよい。この場合、ワーク計測装置1は、例えば、計測対象や計測項目等が予め指定されていたり、また過去の計測履歴に基づいてランク付けされる計測項目の候補から最も頻度の高い計測項目を自動的に選択するように設定されていたり、またワークの種類ごとに計測プログラムが予め決められていたりすること等により、計測プログラムを自動生成するようにしてもよい。
なお、同一のワークを量産する際、1つ目のワークについて作成された計測プログラムとワーク画像を保存しておき、2つ目以降のワークにおいて、1つ目のワーク画像との位置・角度の移動量を算出し、1つ目のワーク用に作成した計測プログラムの座標値に前記移動量を加算し、プログラムを修正することにより、2つ目以降のワークに対するユーザによる計測対象の指定操作と計測項目の決定操作をスキップし、計測動作を完全に自動化するようにしてもよい。
上述の実施形態において、計測対象を指定する操作を受け付け、計測対象となる構造物を検出した後に、計測項目の入力を受け付けるものとして説明した。
これに対し、計測項目の入力を受け付けた後に、計測対象を指定する操作を受け付け、計測対象となる構造物を検出することとしてもよい。
そうすることで、計測項目の指定によって計測対象が限定されるため、計測対象となる構造物をより適切に検出することが可能となる。
例えば、上述の実施形態において、検出器19がタッチプローブ又はレーザセンサ等を備える場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。即ち、計測対象となるワークの位置あるいは形状を計測可能な装置であれば、種々の形態の検出器を用いることができる。
これにより、ワークと検出器19とをより緩やかに接触させることができると共に、計測時間の短縮を図ることができる。
また、これらのプログラムは、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。
11 CPU
11a UI表示制御部
11b 画像取得部
11c 計測対象取得部
11d 計測項目設定部
11e 計測プログラム生成部
11f 計測プログラム実行部
12 ROM
13 RAM
14 入力部
15 表示部
16 記憶部
16a 計測項目データベース
16b 計測履歴データベース
16c ひな型プログラムデータベース
17 通信部
18 視覚センサ
19 検出器
Claims (10)
- ワークの画像を表示する表示部と、
前記ワークの画像に対する計測対象の指定を受け付ける計測対象指定部と、
前記計測対象指定部によって指定された計測対象に対応する計測対象構造を検出する構造検出部と、
前記ワークの画像に対する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定部と、
前記計測対象構造に対して、前記計測項目指定部によって指定された計測項目に対応する計測点及びアプローチ点と、前記計測点及びアプローチ点を含む計測経路とが設定された計測プログラムを生成する計測プログラム生成部と、
を備えることを特徴とするワーク計測装置。 - 前記計測プログラムに設定されている前記計測点及びアプローチ点と、前記計測点及びアプローチ点を含む前記計測経路とを表示する計測経路表示部を備えることを特徴とする請求項1に記載のワーク計測装置。
- 前記計測プログラム生成部は、前記計測経路表示部によって表示された前記計測点及びアプローチ点と、前記計測点及びアプローチ点を含む前記計測経路に対する修正を受け付けることを特徴とする請求項2に記載のワーク計測装置。
- 前記計測プログラムに設定されている前記計測経路に沿って検出器を移動させることにより、前記計測プログラムを実行する計測プログラム実行部を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のワーク計測装置。
- 前記計測プログラム生成部は、前記計測対象構造の種類及び前記計測項目に応じたひな型プログラムに対し、当該計測対象構造に合わせて前記計測点及びアプローチ点を設定することにより、前記計測プログラムを生成することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のワーク計測装置。
- 前記計測項目指定部は、前記計測対象構造に対する計測項目の候補をランク付けして表示することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のワーク計測装置。
- 前記ワークの画像は、当該ワークの2次元又は3次元の撮像画像及び当該ワークのCADデータの画像の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のワーク計測装置。
- 前記検出器は、タッチプローブ及びレーザセンサの少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のワーク計測装置。
- ワークの画像を表示する表示ステップと、
前記ワークの画像に対する計測対象の指定を受け付ける計測対象指定ステップと、
前記計測対象指定ステップにおいて指定された計測対象に対応する計測対象構造を検出する構造検出ステップと、
前記構造検出ステップにおいて検出された前記計測対象構造に対する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定ステップと、
前記計測対象構造に対して、前記計測項目指定ステップにおいて指定された計測項目に対応する計測点及びアプローチ点と、前記計測点及びアプローチ点を含む計測経路とが設定された計測プログラムを生成する計測プログラム生成ステップと、
を含むことを特徴とするワーク計測方法。 - コンピュータに、
ワークの画像を表示する表示制御機能と、
前記ワークの画像に対する計測対象の指定を受け付ける計測対象指定機能と、
前記計測対象指定機能によって指定された計測対象に対応する計測対象構造を検出する構造検出機能と、
前記構造検出機能によって検出された前記計測対象構造に対する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定機能と、
前記計測対象構造に対して、前記計測項目指定機能によって指定された計測項目に対応する計測点及びアプローチ点と、前記計測点及びアプローチ点を含む計測経路とが設定された計測プログラムを生成する計測プログラム生成機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018140257A JP2020017111A (ja) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム |
DE102019208700.0A DE102019208700A1 (de) | 2018-07-26 | 2019-06-14 | Werkstückmessvorrichtung, Werkstückmessverfahren und Programm |
US16/447,279 US20200033109A1 (en) | 2018-07-26 | 2019-06-20 | Workpiece measurement device, workpiece measurement method and non-transitory computer readable medium recording a program |
CN201910672783.0A CN110793431A (zh) | 2018-07-26 | 2019-07-24 | 工件测量装置、工件测量方法以及计算机可读介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018140257A JP2020017111A (ja) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020017111A true JP2020017111A (ja) | 2020-01-30 |
Family
ID=69148910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018140257A Pending JP2020017111A (ja) | 2018-07-26 | 2018-07-26 | ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20200033109A1 (ja) |
JP (1) | JP2020017111A (ja) |
CN (1) | CN110793431A (ja) |
DE (1) | DE102019208700A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115700415A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-07 | 江南大学 | 径向锻造叶片毛坯自动编程方法 |
WO2023013559A1 (ja) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム、ロボットの加工方法及び加工プログラム |
WO2023054049A1 (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、工作システム、工作機械およびプログラム |
JP2023050089A (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-10 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、工作システムおよびプログラム |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210010915A1 (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-14 | Illinois Tool Works Inc. | Methods and apparatus to control staging of test specimens |
CN113446971B (zh) * | 2020-03-25 | 2023-08-08 | 扬智科技股份有限公司 | 空间识别方法,电子装置和非暂态计算机可读存储介质 |
US11875572B2 (en) * | 2020-03-25 | 2024-01-16 | Ali Corporation | Space recognition method, electronic device and non-transitory computer-readable storage medium |
JP2022081254A (ja) | 2020-11-19 | 2022-05-31 | 株式会社ディスコ | 加工装置 |
CN112802017B (zh) * | 2021-03-30 | 2021-08-24 | 佛山隆深机器人有限公司 | 一种基于工作台的产品外部合格性检测方法及装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05108125A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Kobe Steel Ltd | ロボツトの再生制御装置 |
JPH0635530A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | 位置補正演算装置 |
JP2007071835A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Mitsutoyo Corp | 画像測定装置用パートプログラム生成装置、画像測定装置用パートプログラム生成方法、及び画像測定装置用パートプログラム生成用プログラム |
JP2010102671A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-05-06 | Kyocera Corp | 電子機器 |
JP2018004497A (ja) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | 株式会社キーエンス | 画像測定装置 |
-
2018
- 2018-07-26 JP JP2018140257A patent/JP2020017111A/ja active Pending
-
2019
- 2019-06-14 DE DE102019208700.0A patent/DE102019208700A1/de not_active Withdrawn
- 2019-06-20 US US16/447,279 patent/US20200033109A1/en not_active Abandoned
- 2019-07-24 CN CN201910672783.0A patent/CN110793431A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05108125A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Kobe Steel Ltd | ロボツトの再生制御装置 |
JPH0635530A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | 位置補正演算装置 |
JP2007071835A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Mitsutoyo Corp | 画像測定装置用パートプログラム生成装置、画像測定装置用パートプログラム生成方法、及び画像測定装置用パートプログラム生成用プログラム |
JP2010102671A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-05-06 | Kyocera Corp | 電子機器 |
JP2018004497A (ja) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | 株式会社キーエンス | 画像測定装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023013559A1 (ja) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム、ロボットの加工方法及び加工プログラム |
WO2023054049A1 (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、工作システム、工作機械およびプログラム |
JP2023050089A (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-10 | Dmg森精機株式会社 | 情報処理装置、工作システムおよびプログラム |
CN115700415A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-02-07 | 江南大学 | 径向锻造叶片毛坯自动编程方法 |
CN115700415B (zh) * | 2022-10-28 | 2024-05-28 | 江南大学 | 径向锻造叶片毛坯自动编程方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110793431A (zh) | 2020-02-14 |
DE102019208700A1 (de) | 2020-01-30 |
US20200033109A1 (en) | 2020-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2020017111A (ja) | ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム | |
US10254113B2 (en) | Inspection program editing environment providing user defined collision avoidance volumes | |
US11520472B2 (en) | Inspection program editing environment including integrated alignment program planning and editing features | |
US10456918B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
JP3057960B2 (ja) | 三次元形状加工物の評価装置 | |
US11860602B2 (en) | Inspection program editing environment with automatic transparency operations for occluded workpiece features | |
JP6516865B2 (ja) | 測定対象の寸法特性を決定するための方法及び装置 | |
US10990075B2 (en) | Context sensitive relational feature/measurement command menu display in coordinate measurement machine (CMM) user interface | |
US9933256B2 (en) | Inspection program editing environment including real-time feedback related to throughput | |
EP2387000B1 (en) | Image measuring apparatus, program, and teaching method of image measuring apparatus | |
JP6599697B2 (ja) | 画像測定装置及びその制御プログラム | |
JP2008232933A (ja) | 画像処理システム、及び走査型電子顕微鏡装置 | |
WO2021141051A1 (ja) | ワーク画像解析装置、ワーク画像解析方法、及びプログラム | |
CN113053498B (zh) | 超声设备的人机交互方法、超声设备和存储介质 | |
JP6708917B1 (ja) | 形状検出方法、形状検出システム、プログラム | |
JP6303918B2 (ja) | ジェスチャ管理システム、ジェスチャ管理プログラム、ジェスチャ管理方法および指さし認識装置 | |
JP2006214870A (ja) | 形状測定システム、形状測定方法及び形状測定プログラム | |
JP2013164313A (ja) | 画面表示データ編集装置及び画面表示データ編集方法 | |
JP6664073B2 (ja) | 測定支援方法、三次元測定機、及び測定支援プログラム | |
JP2019168251A (ja) | 形状測定装置、形状測定方法及びプログラム | |
US20230177667A1 (en) | Information processing apparatus and information processing method | |
JP6293293B2 (ja) | マルチセンサ計測装置のルーティンを確立する方法 | |
JP6742661B1 (ja) | 形状検出方法、形状検出システム、プログラム | |
JP2018097563A (ja) | 画像処理装置 | |
WO2007037032A1 (ja) | 輪郭形状測定機、輪郭形状測定機の幾何基本形状算出方法及びそのためのプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191209 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20200416 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200515 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201027 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210119 |