JP2641829B2 - 曲げ加工機における曲げ角度検出装置 - Google Patents
曲げ加工機における曲げ角度検出装置Info
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- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
- B21D5/0209—Tools therefor
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T7/66—Analysis of geometric attributes of image moments or centre of gravity
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上型と下型とによって
板状のワークを所要角度に折曲げる曲げ加工機における
曲げ角度検出装置に関するものである。
板状のワークを所要角度に折曲げる曲げ加工機における
曲げ角度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プレスブレーキ等の曲げ加工機を
用いて板状のワークの曲げ加工を行う場合に、ＮＣ装置
にワークの板厚，材質，目標曲げ角度等の加工情報を入
力するとともに、これら入力情報に基づいて上型の下降
量を演算するようにして所望の加工製品を得るようにし
たものが知られている。しかし、実際の曲げ加工におい
ては、前述のように上型の下降量を制御しても、材料自
体の板厚，ヤング率，ｎ値等の特性値のバラツキや種々
の加工条件の違いによって所望の曲げ角度が得られない
場合が多い。そのため、実際には、曲げ加工に先立って
人手により試し曲げを行って上型の下降量の調整量を決
定し、それをＮＣ装置に入力するようにしていた。ま
た、このような上型の下降量の微調整は素材のロットが
変わる都度行う必要があるため、非常に煩雑な作業とな
っていた。
用いて板状のワークの曲げ加工を行う場合に、ＮＣ装置
にワークの板厚，材質，目標曲げ角度等の加工情報を入
力するとともに、これら入力情報に基づいて上型の下降
量を演算するようにして所望の加工製品を得るようにし
たものが知られている。しかし、実際の曲げ加工におい
ては、前述のように上型の下降量を制御しても、材料自
体の板厚，ヤング率，ｎ値等の特性値のバラツキや種々
の加工条件の違いによって所望の曲げ角度が得られない
場合が多い。そのため、実際には、曲げ加工に先立って
人手により試し曲げを行って上型の下降量の調整量を決
定し、それをＮＣ装置に入力するようにしていた。ま
た、このような上型の下降量の微調整は素材のロットが
変わる都度行う必要があるため、非常に煩雑な作業とな
っていた。
【０００３】そこで、前述のような材料のバラツキ等に
起因する曲げ角度誤差を解消して高精度の曲げ加工を実
現するために、曲げ工程中の荷重−変位データにより材
料特性値を同定し、曲げ角度等を予測するようにしたも
のや、曲げ工程中にワークの曲げ角度を直接検出するよ
うにしたものが提案されている。このうち、後者の曲げ
角度の検出機構は、接触式と非接触式とに大別される。
起因する曲げ角度誤差を解消して高精度の曲げ加工を実
現するために、曲げ工程中の荷重−変位データにより材
料特性値を同定し、曲げ角度等を予測するようにしたも
のや、曲げ工程中にワークの曲げ角度を直接検出するよ
うにしたものが提案されている。このうち、後者の曲げ
角度の検出機構は、接触式と非接触式とに大別される。
【０００４】接触式検出機構の一例としては、特開平１
−２７３６１８号公報に開示されている四角形リンクを
応用した連続追従角度検出装置がある。この連続追従角
度検出装置は、金属薄板（ワーク）の傾斜面に接触する
測定子の傾きをリンク機構内に設けられたエンコーダに
より読み取ることによって金属薄板の曲げ角度を検出す
るものである。
−２７３６１８号公報に開示されている四角形リンクを
応用した連続追従角度検出装置がある。この連続追従角
度検出装置は、金属薄板（ワーク）の傾斜面に接触する
測定子の傾きをリンク機構内に設けられたエンコーダに
より読み取ることによって金属薄板の曲げ角度を検出す
るものである。
【０００５】また、非接触式検出機構としては、複数の
距離センサにより折曲げられたワークまでの距離の差を
計測することによりそのワークの曲げ角度を検出する方
法が一般的である。この例としては、特開昭６３−４９
３２７号公報に距離センサとして渦電流センサを用いた
ものが、特開昭６４−２７２３号公報に距離センサとし
て静電容量センサを用いたものが、特開平１−２７１０
１３号公報および西独国特許第３２１６０５３号明細書
に距離センサとして光センサを用いたものがそれぞれ開
示されている。
距離センサにより折曲げられたワークまでの距離の差を
計測することによりそのワークの曲げ角度を検出する方
法が一般的である。この例としては、特開昭６３−４９
３２７号公報に距離センサとして渦電流センサを用いた
ものが、特開昭６４−２７２３号公報に距離センサとし
て静電容量センサを用いたものが、特開平１−２７１０
１３号公報および西独国特許第３２１６０５３号明細書
に距離センサとして光センサを用いたものがそれぞれ開
示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
曲げ工程中の荷重−変位データにより曲げ角度等を予測
するものにおいては、多くは単純曲げ理論を前提にして
計算を行っているために計算過程において近似が含まれ
ており、精度的に満足の得られるものは未だ実用化に至
っていないのが実情である。
曲げ工程中の荷重−変位データにより曲げ角度等を予測
するものにおいては、多くは単純曲げ理論を前提にして
計算を行っているために計算過程において近似が含まれ
ており、精度的に満足の得られるものは未だ実用化に至
っていないのが実情である。
【０００７】これに対して、曲げ工程中にワークの曲げ
角度を直接検出するものでは、直接制御対象を計測する
ため制御自体が容易で実現性は高いが、前述の従来の曲
げ角度検出機構では、次に示されるような問題点があ
る。すなわち、前述の接触式検出機構においては、計測
精度を確保するためには比較的長い曲げ脚長を必要とす
ることから脚長の短いワークには適用が困難であり、ま
た長期間使用すると測定子がワークとの接触により摩耗
して変形し計測精度が低下するなどの問題点がある。
角度を直接検出するものでは、直接制御対象を計測する
ため制御自体が容易で実現性は高いが、前述の従来の曲
げ角度検出機構では、次に示されるような問題点があ
る。すなわち、前述の接触式検出機構においては、計測
精度を確保するためには比較的長い曲げ脚長を必要とす
ることから脚長の短いワークには適用が困難であり、ま
た長期間使用すると測定子がワークとの接触により摩耗
して変形し計測精度が低下するなどの問題点がある。
【０００８】また、非接触式検出機構においては、複数
の距離センサにより折曲げられたワークまでの距離を計
測し、演算するようにしているが、各距離センサ間の距
離を長くとれないために十分な検出精度が得られないと
いう問題点がある。また、前述の渦電流センサや静電容
量センサを用いるものでは、ワークの材質によって出力
が変化するためにその材質が変わる毎に計測条件を変更
しなければならないという問題点があり、一方、光セン
サを用いるものでは、ワークの表面状態によっては照射
した光が散乱して計測誤差が大きくなったり計測精度が
低下するという問題点があったり、また計測精度がセン
サや受像機の分解能に左右されるという問題点もある。
の距離センサにより折曲げられたワークまでの距離を計
測し、演算するようにしているが、各距離センサ間の距
離を長くとれないために十分な検出精度が得られないと
いう問題点がある。また、前述の渦電流センサや静電容
量センサを用いるものでは、ワークの材質によって出力
が変化するためにその材質が変わる毎に計測条件を変更
しなければならないという問題点があり、一方、光セン
サを用いるものでは、ワークの表面状態によっては照射
した光が散乱して計測誤差が大きくなったり計測精度が
低下するという問題点があったり、また計測精度がセン
サや受像機の分解能に左右されるという問題点もある。
【０００９】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、曲げ加工機によりワークの曲げ
加工を行う際に、ワークの材質が変化しても曲げ工程中
にそのワークの曲げ角度を高精度で検出することができ
るようにすることを目的とする。
ためになされたもので、曲げ加工機によりワークの曲げ
加工を行う際に、ワークの材質が変化しても曲げ工程中
にそのワークの曲げ角度を高精度で検出することができ
るようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る曲げ加工機における曲げ角度検出装置
は、第１に、上型と下型とによって板状のワークを所要
角度に折曲げる曲げ加工機において、（ａ）撮像対象物
にスポット光を投光してその撮像対象物表面に輝点を形
成する投光手段、（ｂ）この投光手段により表面に輝点
を形成させた撮像対象物を撮像する撮像手段、（ｃ）前
記撮像対象物としての表面に格子状に多数の基準位置が
表示された格子パターンを所定ピッチで移動させて空間
中に仮想の立方格子を形成するとともにその立方格子の
各点を撮像することにより得られる複数の画像から、前
記立方格子の各辺を方向軸とする空間座標系と前記撮像
手段の結像面での平面座標系との座標変換パラメータを
演算する座標変換パラメータ演算手段、（ｄ）前記格子
パターン上に生じる少なくとも二点の輝点の位置から前
記投光手段より投光されるスポット光の前記空間座標系
での直線方程式を演算する直線方程式演算手段、（ｅ）
前記投光手段により前記ワークの折曲げ外面上に少なく
とも三点のスポット光を投光することによりその折曲げ
外面上に少なくとも三点の輝点を形成させたそのワーク
を撮像するとともに、その撮像された各輝点の前記平面
座標系での座標値を前記座標変換パラメータ演算手段お
よび直線方程式演算手段により前記空間座標系での座標
値に変換する座標値変換手段および（ｆ）この座標値変
換手段により変換された前記空間座標系での前記三点の
輝点の座標値からこれら三点の輝点を含む平面方程式を
演算することにより前記ワークの曲げ角度を得る曲げ角
度演算手段を具えることを特徴とするものである。
に、本発明に係る曲げ加工機における曲げ角度検出装置
は、第１に、上型と下型とによって板状のワークを所要
角度に折曲げる曲げ加工機において、（ａ）撮像対象物
にスポット光を投光してその撮像対象物表面に輝点を形
成する投光手段、（ｂ）この投光手段により表面に輝点
を形成させた撮像対象物を撮像する撮像手段、（ｃ）前
記撮像対象物としての表面に格子状に多数の基準位置が
表示された格子パターンを所定ピッチで移動させて空間
中に仮想の立方格子を形成するとともにその立方格子の
各点を撮像することにより得られる複数の画像から、前
記立方格子の各辺を方向軸とする空間座標系と前記撮像
手段の結像面での平面座標系との座標変換パラメータを
演算する座標変換パラメータ演算手段、（ｄ）前記格子
パターン上に生じる少なくとも二点の輝点の位置から前
記投光手段より投光されるスポット光の前記空間座標系
での直線方程式を演算する直線方程式演算手段、（ｅ）
前記投光手段により前記ワークの折曲げ外面上に少なく
とも三点のスポット光を投光することによりその折曲げ
外面上に少なくとも三点の輝点を形成させたそのワーク
を撮像するとともに、その撮像された各輝点の前記平面
座標系での座標値を前記座標変換パラメータ演算手段お
よび直線方程式演算手段により前記空間座標系での座標
値に変換する座標値変換手段および（ｆ）この座標値変
換手段により変換された前記空間座標系での前記三点の
輝点の座標値からこれら三点の輝点を含む平面方程式を
演算することにより前記ワークの曲げ角度を得る曲げ角
度演算手段を具えることを特徴とするものである。
【００１１】また、前記曲げ加工機における曲げ角度検
出装置は、第２に、上型と下型とによって板状のワーク
を所要角度に折曲げる曲げ加工機において、（ａ）撮像
対象物にスリット光を投光してその撮像対象物表面に輝
線を形成する投光手段、（ｂ）この投光手段により表面
に輝線を形成させた撮像対象物を撮像する撮像手段、
（ｃ）前記撮像対象物としての表面に格子状に多数の基
準位置が表示された格子パターンを所定ピッチで移動さ
せて空間中に仮想の立方格子を形成するとともにその立
方格子の各点を撮像することにより得られる複数の画像
から、前記立方格子の各辺を方向軸とする空間座標系と
前記撮像手段の結像面での平面座標系との座標変換パラ
メータを演算する座標変換パラメータ演算手段、（ｄ）
前記格子パターン上に生じる少なくとも二つの輝線の位
置から前記投光手段より投光されるスリット光の前記空
間座標系での平面方程式を演算する平面方程式演算手
段、（ｅ）前記投光手段により前記ワークの折曲げ外面
上に少なくとも二つのスリット光を投光することにより
その折曲げ外面上に少なくとも二本の輝線を形成させた
そのワークを撮像するとともに、その撮像された各輝線
の前記平面座標系での直線方程式を前記座標変換パラメ
ータ演算手段および平面方程式演算手段により前記空間
座標系での直線方程式に変換する座標値変換手段および
（ｆ）この座標値変換手段により変換された前記空間座
標系での前記二本の輝線の直線方程式からこれら二本の
輝線を含む平面方程式を演算することにより前記ワーク
の曲げ角度を得る曲げ角度演算手段を具えることを特徴
とするものである。
出装置は、第２に、上型と下型とによって板状のワーク
を所要角度に折曲げる曲げ加工機において、（ａ）撮像
対象物にスリット光を投光してその撮像対象物表面に輝
線を形成する投光手段、（ｂ）この投光手段により表面
に輝線を形成させた撮像対象物を撮像する撮像手段、
（ｃ）前記撮像対象物としての表面に格子状に多数の基
準位置が表示された格子パターンを所定ピッチで移動さ
せて空間中に仮想の立方格子を形成するとともにその立
方格子の各点を撮像することにより得られる複数の画像
から、前記立方格子の各辺を方向軸とする空間座標系と
前記撮像手段の結像面での平面座標系との座標変換パラ
メータを演算する座標変換パラメータ演算手段、（ｄ）
前記格子パターン上に生じる少なくとも二つの輝線の位
置から前記投光手段より投光されるスリット光の前記空
間座標系での平面方程式を演算する平面方程式演算手
段、（ｅ）前記投光手段により前記ワークの折曲げ外面
上に少なくとも二つのスリット光を投光することにより
その折曲げ外面上に少なくとも二本の輝線を形成させた
そのワークを撮像するとともに、その撮像された各輝線
の前記平面座標系での直線方程式を前記座標変換パラメ
ータ演算手段および平面方程式演算手段により前記空間
座標系での直線方程式に変換する座標値変換手段および
（ｆ）この座標値変換手段により変換された前記空間座
標系での前記二本の輝線の直線方程式からこれら二本の
輝線を含む平面方程式を演算することにより前記ワーク
の曲げ角度を得る曲げ角度演算手段を具えることを特徴
とするものである。
【００１２】
【作用】本発明の前記第１の特徴においては、まず、表
面に多数の基準位置が表示された格子パターンを所定ピ
ッチで移動させて空間中に仮想の立方格子を形成すると
ともに、その立方格子の各点を撮像することにより、複
数の画像を得るようにする。そして、こうして得られる
複数の画像から前記立方格子の各辺を方向軸とする空間
座標系から前記撮像手段の結像面での平面座標系に変換
するための座標変換パラメータを得、さらに、前記格子
パターン上に生じる少なくとも二点の輝点の位置から前
記投光手段により投光されるスポット光の前記空間座標
系での直線方程式を得る。こうして座標変換パラメータ
とスポット光の直線方程式とから仮想の立方格子の内部
の任意の位置における輝点の空間座標が一義的に決めら
れる。したがって、ワークの折曲げ外面上に少なくとも
三点のスポット光を投光することで、三点の輝点の空間
座標が算出され、それによってこれら三点の輝点を含む
平面方程式すなわちワークの曲げ角度が求められる。
面に多数の基準位置が表示された格子パターンを所定ピ
ッチで移動させて空間中に仮想の立方格子を形成すると
ともに、その立方格子の各点を撮像することにより、複
数の画像を得るようにする。そして、こうして得られる
複数の画像から前記立方格子の各辺を方向軸とする空間
座標系から前記撮像手段の結像面での平面座標系に変換
するための座標変換パラメータを得、さらに、前記格子
パターン上に生じる少なくとも二点の輝点の位置から前
記投光手段により投光されるスポット光の前記空間座標
系での直線方程式を得る。こうして座標変換パラメータ
とスポット光の直線方程式とから仮想の立方格子の内部
の任意の位置における輝点の空間座標が一義的に決めら
れる。したがって、ワークの折曲げ外面上に少なくとも
三点のスポット光を投光することで、三点の輝点の空間
座標が算出され、それによってこれら三点の輝点を含む
平面方程式すなわちワークの曲げ角度が求められる。
【００１３】また、本発明の前記第２の特徴において
は、撮像対象物に投光する光線を前記のスポット光から
スリット光に代えるようにしており、その場合、前記格
子パターン上に生じる少なくとも二つの輝点の位置から
そのスリット光の前記空間座標系での平面方程式を得る
ようにしている。こうして前記平面座標系から輝線の空
間座標での直線方程式を求めることが可能となり、した
がって、ワークの折曲げ外面上に少なくとも二本のスリ
ット光を投光することにより得られる二本の輝線の直線
方程式が算出され、それによってこれら二本の輝線を含
む平面方程式すなわちワークの曲げ角度が求められる。
は、撮像対象物に投光する光線を前記のスポット光から
スリット光に代えるようにしており、その場合、前記格
子パターン上に生じる少なくとも二つの輝点の位置から
そのスリット光の前記空間座標系での平面方程式を得る
ようにしている。こうして前記平面座標系から輝線の空
間座標での直線方程式を求めることが可能となり、した
がって、ワークの折曲げ外面上に少なくとも二本のスリ
ット光を投光することにより得られる二本の輝線の直線
方程式が算出され、それによってこれら二本の輝線を含
む平面方程式すなわちワークの曲げ角度が求められる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明による曲げ加工機における曲げ
角度検出装置の具体的実施例について、図面を参照しつ
つ説明する。図１には、本発明の一実施例に係るプレス
ブレーキの斜視図が示されている。本実施例のプレスブ
レーキ１は、架台２に支持されている下型（ダイス）３
と、この下型３に対位してその上方に昇降自在に設けら
れているラム４の下部に取り付けられている上型（パン
チ）５とを具え、これら上型５と下型３との間に金属板
からなるワーク６を挿入し、このワーク６を下型３上に
載置した状態でラム４を下降させて前記ワーク６を上型
５と下型３とで挟圧することによって、そのワーク６の
折曲げ加工が行われる。
角度検出装置の具体的実施例について、図面を参照しつ
つ説明する。図１には、本発明の一実施例に係るプレス
ブレーキの斜視図が示されている。本実施例のプレスブ
レーキ１は、架台２に支持されている下型（ダイス）３
と、この下型３に対位してその上方に昇降自在に設けら
れているラム４の下部に取り付けられている上型（パン
チ）５とを具え、これら上型５と下型３との間に金属板
からなるワーク６を挿入し、このワーク６を下型３上に
載置した状態でラム４を下降させて前記ワーク６を上型
５と下型３とで挟圧することによって、そのワーク６の
折曲げ加工が行われる。
【００１５】前記架台２の前後位置には、ワーク６の曲
げ角度を検出するための計測ユニット７が配設されてい
る（図には前側の計測ユニットのみが示されてい
る。）。この計測ユニット７は、図２に示されているよ
うにワーク６にスポット光（レーザ光）を投光する三個
の投光器８ａ，８ｂ，８ｃと、これら投光器８ａ，８
ｂ，８ｃにより板状の金属板（ワーク）６の外面上に輝
点を形成させたそのワーク６を撮像するＣＣＤカメラ９
とを具えている。
げ角度を検出するための計測ユニット７が配設されてい
る（図には前側の計測ユニットのみが示されてい
る。）。この計測ユニット７は、図２に示されているよ
うにワーク６にスポット光（レーザ光）を投光する三個
の投光器８ａ，８ｂ，８ｃと、これら投光器８ａ，８
ｂ，８ｃにより板状の金属板（ワーク）６の外面上に輝
点を形成させたそのワーク６を撮像するＣＣＤカメラ９
とを具えている。
【００１６】また、図３に示されているように、ＣＣＤ
カメラ９によって撮像される画像は演算部１０を介して
画像データとして記憶部１１に記憶される。この画像デ
ータは、入力部１２より入力される種々の条件を加味し
て演算部１０において演算され、この演算によりワーク
６の曲げ角度が求められる。そして、この演算により求
められる曲げ角度はラム制御装置１３に与えられ、この
ラム制御装置１３によってラム４の下死点が制御されて
ワーク６が所望の角度に折曲げられる。
カメラ９によって撮像される画像は演算部１０を介して
画像データとして記憶部１１に記憶される。この画像デ
ータは、入力部１２より入力される種々の条件を加味し
て演算部１０において演算され、この演算によりワーク
６の曲げ角度が求められる。そして、この演算により求
められる曲げ角度はラム制御装置１３に与えられ、この
ラム制御装置１３によってラム４の下死点が制御されて
ワーク６が所望の角度に折曲げられる。
【００１７】ところで、三個の投光器８ａ，８ｂ，８ｃ
によってワーク６に三本のスポット光を投光すると、こ
れらスポット光がそのワーク６を切断するときの切断点
（輝点）が得られ、それら輝点をＣＣＤカメラ９によっ
て撮像すると、二次元座標を有する画像上においてワー
ク６の三次元形状を表現することができる。本実施例に
おいては、ＣＣＤカメラ９により撮像される画像上にお
いて二次元座標にて表されるワーク６を、奥行きを加味
した三次元座標にて表現するために、次に示されるキャ
リブレーションにより得られるカメラの座標変換パラメ
ータが用いられる。
によってワーク６に三本のスポット光を投光すると、こ
れらスポット光がそのワーク６を切断するときの切断点
（輝点）が得られ、それら輝点をＣＣＤカメラ９によっ
て撮像すると、二次元座標を有する画像上においてワー
ク６の三次元形状を表現することができる。本実施例に
おいては、ＣＣＤカメラ９により撮像される画像上にお
いて二次元座標にて表されるワーク６を、奥行きを加味
した三次元座標にて表現するために、次に示されるキャ
リブレーションにより得られるカメラの座標変換パラメ
ータが用いられる。
【００１８】まず、表面に格子状に多数の基準位置が表
示された平板（格子パターン）とＣＣＤカメラ９とを所
定の角度をもってセットし、次いでその平板を所定間隔
でＣＣＤカメラ９から遠ざけて空間中に仮想の立方格子
１４（図４参照）を形成し、その立方格子１４に投光器
よりスポット光を投光しながらその立方格子１４の各点
をＣＣＤカメラ９により撮像して複数の画像を得る。こ
うしてカメラ座標系の画像上に表される立方格子１４の
各点（ｘc ，ｙc ）の位置情報と、スポット光による輝
点（ｘ，ｙ，ｚ）の位置情報等とから、所定の演算によ
り、立方格子１４の各辺ｘ，ｙ，ｚ軸を方向軸とする空
間座標系と、カメラ結像面での平面座標系との座標変換
パラメータを得る。こうして得られる座標変換パラメー
タは記憶部１１に記憶される。
示された平板（格子パターン）とＣＣＤカメラ９とを所
定の角度をもってセットし、次いでその平板を所定間隔
でＣＣＤカメラ９から遠ざけて空間中に仮想の立方格子
１４（図４参照）を形成し、その立方格子１４に投光器
よりスポット光を投光しながらその立方格子１４の各点
をＣＣＤカメラ９により撮像して複数の画像を得る。こ
うしてカメラ座標系の画像上に表される立方格子１４の
各点（ｘc ，ｙc ）の位置情報と、スポット光による輝
点（ｘ，ｙ，ｚ）の位置情報等とから、所定の演算によ
り、立方格子１４の各辺ｘ，ｙ，ｚ軸を方向軸とする空
間座標系と、カメラ結像面での平面座標系との座標変換
パラメータを得る。こうして得られる座標変換パラメー
タは記憶部１１に記憶される。
【００１９】本実施例では、また、ワーク６の折曲げ外
面上にスポット光を投光して得られるそのスポット光の
空間座標系での直線方程式ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）をパラメー
タとして求め、この直線方程式ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）も記憶
部１１に記憶させるようにしている。この直線方程式
は、スポット光の投光によって前記格子パターン上に生
じる少なくとも二つの輝点の位置を、その輝点を取り囲
む四点の格子点の座標から演算により求め、こうして求
められる二つの輝点の位置から得られるものである。
面上にスポット光を投光して得られるそのスポット光の
空間座標系での直線方程式ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）をパラメー
タとして求め、この直線方程式ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）も記憶
部１１に記憶させるようにしている。この直線方程式
は、スポット光の投光によって前記格子パターン上に生
じる少なくとも二つの輝点の位置を、その輝点を取り囲
む四点の格子点の座標から演算により求め、こうして求
められる二つの輝点の位置から得られるものである。
【００２０】このようにして座標変換パラメータと三個
の投光器８ａ，８ｂ，８ｃからの三本のスポット光の直
線方程式とが得られると、各スポット光によりワーク６
の折曲げ外面上に形成される三点の輝点のカメラ結像面
での平面座標系からそれら輝点の空間座標を求めること
ができる。そして、このように三点の輝点の空間座標が
求まれば、これら三点を含む平面方程式が確定され、そ
れによってワーク６の曲げ角度が検出される。
の投光器８ａ，８ｂ，８ｃからの三本のスポット光の直
線方程式とが得られると、各スポット光によりワーク６
の折曲げ外面上に形成される三点の輝点のカメラ結像面
での平面座標系からそれら輝点の空間座標を求めること
ができる。そして、このように三点の輝点の空間座標が
求まれば、これら三点を含む平面方程式が確定され、そ
れによってワーク６の曲げ角度が検出される。
【００２１】図５には、前述の輝点の空間座標の計測概
念が示されている。すなわち、空間座標系（ｘ，ｙ，
ｚ）におけるスポット光の輝点（ｘ，ｙ，ｚ）は、カメ
ラ座標系における座標（ｘ’，ｙ’）と、空間座標系に
おける二つの輝点（ｘ1 ，ｙ1，ｚ1 ），（ｘ2 ，
ｙ2 ，ｚ2 ）を通る直線方程式ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）とによ
り一義的に決められる。
念が示されている。すなわち、空間座標系（ｘ，ｙ，
ｚ）におけるスポット光の輝点（ｘ，ｙ，ｚ）は、カメ
ラ座標系における座標（ｘ’，ｙ’）と、空間座標系に
おける二つの輝点（ｘ1 ，ｙ1，ｚ1 ），（ｘ2 ，
ｙ2 ，ｚ2 ）を通る直線方程式ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）とによ
り一義的に決められる。
【００２２】次に、本実施例の前述の曲げ角度検出の工
程を、図６に示されているフローチャート図を参照しつ
つ説明する。なお、Ｓ１〜Ｓ１１は各ステップを示すも
のである。 Ｓ１：第１の投光器８ａをオン作動し、スポット光をワ
ーク６の折曲げ外面上に投光する。
程を、図６に示されているフローチャート図を参照しつ
つ説明する。なお、Ｓ１〜Ｓ１１は各ステップを示すも
のである。 Ｓ１：第１の投光器８ａをオン作動し、スポット光をワ
ーク６の折曲げ外面上に投光する。
【００２３】Ｓ２：ワーク６の折曲げ外面上に投光する
ことにより得られる輝点の画像をＣＣＤカメラ９に取り
込み、その画像を二値化するとともにその画像の重心座
標を算出し、輝点の画面上での座標（ｘ’1 ，ｙ’1 ）
を求める。 Ｓ３：別のルーチンで求めて記憶部１１に記憶されてい
る座標変換パラメータとスポット光の直線方程式とか
ら、平面座標系における前記座標（ｘ’1 ，ｙ’1 ）を
空間座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）に変換する。
ことにより得られる輝点の画像をＣＣＤカメラ９に取り
込み、その画像を二値化するとともにその画像の重心座
標を算出し、輝点の画面上での座標（ｘ’1 ，ｙ’1 ）
を求める。 Ｓ３：別のルーチンで求めて記憶部１１に記憶されてい
る座標変換パラメータとスポット光の直線方程式とか
ら、平面座標系における前記座標（ｘ’1 ，ｙ’1 ）を
空間座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）に変換する。
【００２４】Ｓ４：第２の投光器８ｂをオン作動し、ス
ポット光をワーク６の折曲げ外面上に投光する。 Ｓ５：ステップＳ２と同様にして、輝点の画面上での座
標（ｘ’2 ，ｙ’2 ）を求める。 Ｓ６：ステップＳ３と同様にして、輝点の空間座標（ｘ
2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）を算出する。
ポット光をワーク６の折曲げ外面上に投光する。 Ｓ５：ステップＳ２と同様にして、輝点の画面上での座
標（ｘ’2 ，ｙ’2 ）を求める。 Ｓ６：ステップＳ３と同様にして、輝点の空間座標（ｘ
2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）を算出する。
【００２５】Ｓ７：第３の投光器８ｃをオン作動し、ス
ポット光をワーク６の折曲げ外面上に投光する。 Ｓ８：ステップＳ２と同様にして、輝点の画面上での座
標（ｘ’3 ，ｙ’3 ）を求める。 Ｓ９：ステップＳ３と同様にして、輝点の空間座標（ｘ
3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）を算出する。
ポット光をワーク６の折曲げ外面上に投光する。 Ｓ８：ステップＳ２と同様にして、輝点の画面上での座
標（ｘ’3 ，ｙ’3 ）を求める。 Ｓ９：ステップＳ３と同様にして、輝点の空間座標（ｘ
3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）を算出する。
【００２６】Ｓ１０：ステップＳ３，Ｓ６，Ｓ９で算出
された三本のスポット光による各輝点の空間座標
（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ），
（ｘ3 ，ｙ3，ｚ3 ）より、これら三点を含む対象平面
の平面方程式ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０を算出する。
（図７参照） Ｓ１１：ステップＳ１０で求めた平面方程式からワーク
６の曲げ角度を算出してこの曲げ角度をラム制御装置１
３に出力する。
された三本のスポット光による各輝点の空間座標
（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ），
（ｘ3 ，ｙ3，ｚ3 ）より、これら三点を含む対象平面
の平面方程式ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０を算出する。
（図７参照） Ｓ１１：ステップＳ１０で求めた平面方程式からワーク
６の曲げ角度を算出してこの曲げ角度をラム制御装置１
３に出力する。
【００２７】なお、前述の実施例においては、ワークに
三本のスポット光を投光することによりそのワークの曲
げ角度を検出するようにしたものについて説明したが、
このスポット光の投光本数は四本以上であってもよい。
こうして計測する輝点の点数を多く取ると、最小二乗法
を用いて計測精度を向上させることが可能となる。ま
た、三本のスポット光に代えて二本のスリット光を投光
することにより曲げ角度の検出を行うようにする実施例
も可能である。
三本のスポット光を投光することによりそのワークの曲
げ角度を検出するようにしたものについて説明したが、
このスポット光の投光本数は四本以上であってもよい。
こうして計測する輝点の点数を多く取ると、最小二乗法
を用いて計測精度を向上させることが可能となる。ま
た、三本のスポット光に代えて二本のスリット光を投光
することにより曲げ角度の検出を行うようにする実施例
も可能である。
【００２８】このように二本のスリット光を用いて曲げ
角度の検出を行う際には、前述の実施例におけるスポッ
ト光の直線方程式に代えて、ワーク６の折曲げ外面上に
スリット光を投光して得られるそのスリット光の空間座
標系での平面方程式をパラメータとして求めるようにす
る。そして、座標変換パラメータと二本のスリット光の
平面方程式が得られると、各スリット光によりワーク６
の折曲げ外面上に形成される二本の輝線のカメラ結像面
での平面座標系からそれら輝線の空間座標系での直線方
程式が算出され、これら二本の直線方程式からそれらの
直線を含む平面が確定され、それによってワーク６の曲
げ角度が検出される。
角度の検出を行う際には、前述の実施例におけるスポッ
ト光の直線方程式に代えて、ワーク６の折曲げ外面上に
スリット光を投光して得られるそのスリット光の空間座
標系での平面方程式をパラメータとして求めるようにす
る。そして、座標変換パラメータと二本のスリット光の
平面方程式が得られると、各スリット光によりワーク６
の折曲げ外面上に形成される二本の輝線のカメラ結像面
での平面座標系からそれら輝線の空間座標系での直線方
程式が算出され、これら二本の直線方程式からそれらの
直線を含む平面が確定され、それによってワーク６の曲
げ角度が検出される。
【００２９】次に、前述のスリット光を用いた曲げ角度
検出工程を、図８に示されているフローチャート図を参
照しつつ説明する。なお、Ｔ１〜Ｔ８は各ステップを示
すものである。 Ｔ１：第１の投光器をオン作動し、スリット光をワーク
６の折曲げ外面上に投光する。
検出工程を、図８に示されているフローチャート図を参
照しつつ説明する。なお、Ｔ１〜Ｔ８は各ステップを示
すものである。 Ｔ１：第１の投光器をオン作動し、スリット光をワーク
６の折曲げ外面上に投光する。
【００３０】Ｔ２：ワーク６の折曲げ外面上に投光する
ことにより得られる輝線の画像をＣＣＤカメラ９に取り
込み、その画像を二値化するとともにその画像を細線化
し、輝線の画面上での直線方程式ａ1 ｘ’1 ＋ｂ1 ｙ’
1 ＋ｃ1 ＝０を求める。 Ｔ３：別のルーチンで求めて記憶部１１に記憶されてい
る座標変換パラメータとスリット光の平面方程式とか
ら、空間座標系における輝線の直線方程式を算出する。
ことにより得られる輝線の画像をＣＣＤカメラ９に取り
込み、その画像を二値化するとともにその画像を細線化
し、輝線の画面上での直線方程式ａ1 ｘ’1 ＋ｂ1 ｙ’
1 ＋ｃ1 ＝０を求める。 Ｔ３：別のルーチンで求めて記憶部１１に記憶されてい
る座標変換パラメータとスリット光の平面方程式とか
ら、空間座標系における輝線の直線方程式を算出する。
【００３１】Ｔ４：第２の投光器をオン作動し、スリッ
ト光をワーク６の折曲げ外面上に投光する。 Ｔ５：ステップＴ２と同様にして、輝線の画面上での直
線方程式ａ2 ｘ’1 ＋ｂ2 ｙ’1 ＋ｃ2 ＝０を求める。 Ｔ６：ステップＴ３と同様にして、空間座標系における
輝線の直線方程式を算出する。
ト光をワーク６の折曲げ外面上に投光する。 Ｔ５：ステップＴ２と同様にして、輝線の画面上での直
線方程式ａ2 ｘ’1 ＋ｂ2 ｙ’1 ＋ｃ2 ＝０を求める。 Ｔ６：ステップＴ３と同様にして、空間座標系における
輝線の直線方程式を算出する。
【００３２】Ｔ７：ステップＴ３，Ｔ６で算出されてい
る二本のスリット光による各輝線の直線方程式より、こ
れら二本の直線を含む対象平面の平面方程式ｐｘ＋ｑｙ
＋ｒｚ＋ｓ＝０を算出する。（図９参照） Ｔ８：ステップＴ７で求めた平面方程式からワーク６の
曲げ角度を算出し、この曲げ角度をラム制御装置１３に
出力する。
る二本のスリット光による各輝線の直線方程式より、こ
れら二本の直線を含む対象平面の平面方程式ｐｘ＋ｑｙ
＋ｒｚ＋ｓ＝０を算出する。（図９参照） Ｔ８：ステップＴ７で求めた平面方程式からワーク６の
曲げ角度を算出し、この曲げ角度をラム制御装置１３に
出力する。
【００３３】なお、この実施例の場合においても、スリ
ット光の投光本数を三本以上とすることができ、それに
よって計測精度を向上させることが可能である。前述の
各実施例においては、スポット光もしくはスリット光を
投光する投光器を複数個設けたものについて説明した
が、この投光器は、投光角度が自在に調整可能なものを
一個だけ設置することも可能である。
ット光の投光本数を三本以上とすることができ、それに
よって計測精度を向上させることが可能である。前述の
各実施例においては、スポット光もしくはスリット光を
投光する投光器を複数個設けたものについて説明した
が、この投光器は、投光角度が自在に調整可能なものを
一個だけ設置することも可能である。
【００３４】また、前記各実施例の計測ユニットは、ワ
ークの曲げ線に平行に走査するようにすることで、長尺
のワークであっても任意の位置での曲げ角度を検出する
ことが可能となる。
ークの曲げ線に平行に走査するようにすることで、長尺
のワークであっても任意の位置での曲げ角度を検出する
ことが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、以上のように、対象ワークの
位置を画像処理により仮想の空間座標として表し、ワー
クの曲げ角度を算出するようにしているので、非接触式
で耐久性に優れるとともに、実機搭載時に取り付け精度
を要求されず、また型の形状等の幾何学的なデータを与
えることがなく、しかもワークの材質に左右されずに、
ワークの曲げ角度を高精度に検出することができる。
位置を画像処理により仮想の空間座標として表し、ワー
クの曲げ角度を算出するようにしているので、非接触式
で耐久性に優れるとともに、実機搭載時に取り付け精度
を要求されず、また型の形状等の幾何学的なデータを与
えることがなく、しかもワークの材質に左右されずに、
ワークの曲げ角度を高精度に検出することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るプレスブレーキの斜視
図
図
【図２】本発明の一実施例に係るプレスブレーキにおけ
る計測ユニットの構成説明図
る計測ユニットの構成説明図
【図３】本発明の一実施例における画像処理方法等を説
明するブロック図
明するブロック図
【図４】本発明の一実施例における画像処理に際しての
キャリブレーションの計測方法を説明する説明図
キャリブレーションの計測方法を説明する説明図
【図５】本発明の一実施例における画像処理に際しての
輝点の空間座標の計測概念を説明する説明図
輝点の空間座標の計測概念を説明する説明図
【図６】本発明の一実施例における曲げ角度検出工程を
示すフローチャート図
示すフローチャート図
【図７】本発明の一実施例における各輝点と対象平面と
の関係を説明する説明図
の関係を説明する説明図
【図８】本発明の他の実施例における曲げ角度検出工程
を示すフローチャート図
を示すフローチャート図
【図９】本発明の他の実施例における各輝線と対象平面
との関係を説明する説明図
との関係を説明する説明図
１ プレスブレーキ ３ 下型 ４ ラム ５ 上型 ６ ワーク ７ 計測ユニット ８ 投光器 ９ ＣＣＤカメラ １０ 演算部 １１ 記憶部 １２ 入力部 １４ 立方格子
Claims (2)
- 【請求項１】 上型と下型とによって板状のワークを所
要角度に折曲げる曲げ加工機において、（ａ）撮像対象
物にスポット光を投光してその撮像対象物表面に輝点を
形成する投光手段、（ｂ）この投光手段により表面に輝
点を形成させた撮像対象物を撮像する撮像手段、（ｃ）
前記撮像対象物としての表面に格子状に多数の基準位置
が表示された格子パターンを所定ピッチで移動させて空
間中に仮想の立方格子を形成するとともにその立方格子
の各点を撮像することにより得られる複数の画像から、
前記立方格子の各辺を方向軸とする空間座標系と前記撮
像手段の結像面での平面座標系との座標変換パラメータ
を演算する座標変換パラメータ演算手段、（ｄ）前記格
子パターン上に生じる少なくとも二点の輝点の位置から
前記投光手段より投光されるスポット光の前記空間座標
系での直線方程式を演算する直線方程式演算手段、
（ｅ）前記投光手段により前記ワークの折曲げ外面上に
少なくとも三点のスポット光を投光することによりその
折曲げ外面上に少なくとも三点の輝点を形成させたその
ワークを撮像するとともに、その撮像された各輝点の前
記平面座標系での座標値を前記座標変換パラメータ演算
手段および直線方程式演算手段により前記空間座標系で
の座標値に変換する座標値変換手段および（ｆ）この座
標値変換手段により変換された前記空間座標系での前記
三点の輝点の座標値からこれら三点の輝点を含む平面方
程式を演算することにより前記ワークの曲げ角度を得る
曲げ角度演算手段を具えることを特徴とする曲げ加工機
における曲げ角度検出装置。 - 【請求項２】 上型と下型とによって板状のワークを所
要角度に折曲げる曲げ加工機において、（ａ）撮像対象
物にスリット光を投光してその撮像対象物表面に輝線を
形成する投光手段、（ｂ）この投光手段により表面に輝
線を形成させた撮像対象物を撮像する撮像手段、（ｃ）
前記撮像対象物としての表面に格子状に多数の基準位置
が表示された格子パターンを所定ピッチで移動させて空
間中に仮想の立方格子を形成するとともにその立方格子
の各点を撮像することにより得られる複数の画像から、
前記立方格子の各辺を方向軸とする空間座標系と前記撮
像手段の結像面での平面座標系との座標変換パラメータ
を演算する座標変換パラメータ演算手段、（ｄ）前記格
子パターン上に生じる少なくとも二つの輝線の位置から
前記投光手段より投光されるスリット光の前記空間座標
系での平面方程式を演算する平面方程式演算手段、
（ｅ）前記投光手段により前記ワークの折曲げ外面上に
少なくとも二つのスリット光を投光することによりその
折曲げ外面上に少なくとも二本の輝線を形成させたその
ワークを撮像するとともに、その撮像された各輝線の前
記平面座標系での直線方程式を前記座標変換パラメータ
演算手段および平面方程式演算手段により前記空間座標
系での直線方程式に変換する座標値変換手段および
（ｆ）この座標値変換手段により変換された前記空間座
標系での前記二本の輝線の直線方程式からこれら二本の
輝線を含む平面方程式を演算することにより前記ワーク
の曲げ角度を得る曲げ角度演算手段を具えることを特徴
とする曲げ加工機における曲げ角度検出装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300112A JP2641829B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 曲げ加工機における曲げ角度検出装置 |
| KR1019940702369A KR100258327B1 (ko) | 1992-11-10 | 1993-10-25 | 벤딩기계용 굽힘각도 검출기 |
| US08/256,083 US5488470A (en) | 1992-11-10 | 1993-10-25 | Bending angle detector for use in a bending machine |
| PCT/JP1993/001538 WO1994011701A1 (en) | 1992-11-10 | 1993-10-25 | Bending angle detector for bending machine |
| DE4395823T DE4395823T1 (de) | 1992-11-10 | 1993-10-25 | Biegewinkeldetektor zur Verwendung in einer Biegemaschine |
| TW082108962A TW260630B (ja) | 1992-11-10 | 1993-10-27 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300112A JP2641829B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 曲げ加工機における曲げ角度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147863A JPH06147863A (ja) | 1994-05-27 |
| JP2641829B2 true JP2641829B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17880870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4300112A Expired - Fee Related JP2641829B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 曲げ加工機における曲げ角度検出装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5488470A (ja) |
| JP (1) | JP2641829B2 (ja) |
| KR (1) | KR100258327B1 (ja) |
| DE (1) | DE4395823T1 (ja) |
| TW (1) | TW260630B (ja) |
| WO (1) | WO1994011701A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109146950A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-04 | 燕山大学 | 一种利用板材热弯曲工艺弯曲角在线测量方法 |
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| US6644080B2 (en) | 2001-01-12 | 2003-11-11 | Finn-Power International, Inc. | Press brake worksheet positioning system |
| DE20216757U1 (de) * | 2002-10-30 | 2003-01-09 | Sick AG, 79183 Waldkirch | Optische Überwachungsvorrichtung |
| DE102007056827B3 (de) * | 2007-11-26 | 2009-06-10 | Data M Software Gmbh | Controller und vollautomatisches Biegesystem für Biegemaschinen |
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| KR101401040B1 (ko) * | 2012-09-28 | 2014-05-30 | 삼성중공업 주식회사 | 타겟 검사 장치 및 방법 |
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| AT516146B1 (de) * | 2014-09-15 | 2016-03-15 | Trumpf Maschinen Austria Gmbh | Kalibrierverfahren für eine Biegemaschine |
| TR201902638T4 (tr) * | 2015-05-28 | 2019-03-21 | Keba Ag | Bir büküm makinesinde sacın kanatları arasındaki büküm açısının ölçülmesinde kullanılan elektronik açı ölçüm cihazı. |
| CN108917556A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-11-30 | 东莞理工学院 | 一种基于铣床定位的物体弯曲角度的测量方法 |
| CN111174729B (zh) * | 2020-03-05 | 2021-09-24 | 山东省科学院激光研究所 | 单点渐进成形加工用测量板材路径成形系统 |
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| DE3216053A1 (de) * | 1982-04-29 | 1983-11-03 | Karl Mengele & Söhne Maschinenfabrik und Eisengießerei GmbH & Co, 8870 Günzburg | Optoelektronisches messverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
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