JP2669673B2 - 被加工物の位置補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は各種工作機械における被加工物の位置補正装
置に関する。

（従来の技術） 近年，各種工作機械の分野において、被加工物を正確
に基準位置へ位置決めするため、被加工物にパイロット
穴などによるマークを付け、このマークのCCDカメラな
どによる視覚センサで撮像し、前記マークの重心位置に
基いて位置補正を行うことが試みられるようになってき
た。

このような位置補正の処理は、例えば、板材をタレッ
トパンチプレスで穴明け加工してからレーザ加工機で切
断するような場合、初期の機械での基準位置が後の機械
でずれていることがあるので重要である。

すなわち、上記の例の場合、レーザ加工機で切断され
る部品毎に基準となるマークを付けておき、これをレー
ザ加工機に取付けた視覚センサで部品毎に読取って基準
と為せば、レーザ加工の精度が格段に向上しようという
ものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如く従来より提案されている位
置補正装置にあっては、基準となるマークの撮像による
正確な位置補正を行うことができるものの、周辺装置が
不完全である為、使い勝手が悪いという問題点があっ
た。

すなわち、CCDカメラなどによる撮像手段の調整が不
十分である場合にはアラームを出力するが、アラームの
内容が不明であったり、又その内容をコード化された記
号で表示するにしても、コード化された記号では、操作
専任者は別として取扱説明書が必要となり、アラーム対
策に多くの時間を要し、不測の状態で手間どり、ライン
を停止させるような場面が生じるという問題点があっ
た。

さらに、アラーム出力をできるだけ少なくしようと始
めから十分な調整をしようとしても、操作専任者は別と
して取扱説明書によらねば調整手順を理解できないとい
う問題点があった。

そこで、本発明は、操作手順の調整及びアラーム対策
を容易，確実，迅速に行うことができ、被加工物を正確
に位置決めできる被加工物の位置補正装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の被加工物の位置補
正装置は、その概要を第１図に示すように、被加工物Ｗ
に印された基準位置を示すマーク１を撮像するマーク撮
像手段２と、前記マーク２の撮像信号を画像処理するこ
とにより前記被加工物Ｗの現在位置を演算する現在位置
演算手段３と、前記被加工物Ｗの現在位置と予め設定さ
れた基準位置とのずれ量を算出する比較手段４と、算出
されたずれ量を前記被加工物Ｗの位置補正量として出力
する補正信号出力手段５と、該手段５より出力される補
正信号に基いて前記被加工物Ｗを正規の位置へ移動させ
る位置決め手段６と、前記マーク撮像手段２の撮像状態
及び前記前材位置演算手段３の演算状態を検出する状態
検出手段７と、該手段７で検出された各状態が前記マー
ク１の撮像及び前記現在位置の演算に不適であると判断
されるときその内容毎のアラーム信号を出力するアラー
ム出力手段８と、前記マーク撮像手段２の駆動に関する
調整のための操作手段及び前記アラーム信号の処理方を
記憶する情報記憶手段９と、操作手順の表示の指令のた
めに手順表示指令手段10の操作又は前記アラーム出力手
段８のアラーム内容に基いて前記情報記憶手段９の記憶
内容を検索し所定の情報を適宜文字キャラクタを用いて
具体的な文章で表示する表示手段11を備えたことを特徴
とする。

（作用） 上記構成による本発明の被加工物の位置補正装置で
は、マーク撮像手段２により撮像されたマーク１の画像
信号に基いて、現在位置演算手段３により例えばマーク
重心位置の演算に基いて被加工物Ｗの現在位置が演算さ
れ、比較手段４でこの現在位置と予め設定された基準位
置が比較され、その間のずれ量が補正信号出力手段５か
ら補正信号として出力され、被加工物Ｗを位置決め手段
６によって正規の位置へ位置決めする。

一方、状態検出手段７では、マーク撮像手段２の撮像
状態及び現在位置演算手段３の演算状態を検出し、アラ
ーム出力手段８は両手段2,3の状態が現在位置の算出に
は不適のとき、その内容に応じてアラーム信号を出力す
る。

さらに、情報記憶手段９には各アラームについての表
示情報と、マーク撮像手段２の調整手順の表示情報が記
憶されており、表示手段11は、手順表示指令手段10の操
作により、或いはアラーム出力手段８のアラーム内容に
基いて所定の情報を適宜文字キャラクタを用いて具体的
な文章の形で表示する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図により説明する。

第２図に示すように、本例の被加工物の位置補正装置
は、被加工物Ｗとしての板材Wpに、マークとしてパイロ
ット穴1Aを設け、これを視覚センサＳにより撮像して、
NC装置など位置決め制御装置12によって板材Wpを把持す
るクランプ装置13の位置補正をしようとするものであ
る。

視覚センサＳの撮像信号は画像処理装置14に出力さ
れ、画像処理装置14で処理された補正信号は前記位置決
め制御装置12に出力されるようになっている。

画像処理装置14は、前記画像信号をアナログ信号で入
力しデジタル化するデジタル化回路15と、該デジタル回
路15の出力信号を入力し板材Wpのパイロット穴1Aの２次
元画像を形成する画像メモリ16と、この画像メモリ16の
画像データを入力しパイロット穴1Aの重心座標を求める
などの処理を行うCPU17が内蔵されている。

前記CPUには、パス18を介してROM19,RAM20,前記位置
決め制御装置12と接続される入出力インタフェイス21,
外部の操作キー装置22と接続されるインタフェイス23が
接続されている。

前記画像信号の入力する線25と前記パス18には、外部
のモニター用CRT24と接続されるモニタ表示回路26が接
続されている。

第３図に詳細に示すように、モニタ表示回路26は、そ
の内部にキャラクタジェネレータ27と、ビデオRAM28
と、これらと接続されるタイミング回路29と、前記線25
及び前記ビデオRAM28と接続される画像信号発生回路30
を備えており、画像信号発生回路30の出力信号線31は前
記CRT24に接続されている。

前記ROM19には、画像処理装置14全体を動作させるプ
ログラムの他、アラームの内容に応じた文章をCRT24に
表示するための文章情報と、視覚センサＳを含めた撮像
手段の調整手順を示す文章情報が記憶されている。

前記位置決め制御装置12と接続される入出力装置21
は、位置決め制御装置12の動作状態が入出力されるの
で、この状態をCPU17で読取可能となっている。又、CPU
17は、画像メモリ16の画像状態により、パイロット穴1A
の撮像失敗やゴムの付着などの演算不適の状態を検出す
ることが可能となっている。

モニタ表示回路26のキャラクタジェネレータ27には、
各文字コードに対応する文字パターンが記憶されてお
り、ビデオRAM28は、タイミング回路29のタイミング制
御のもと、前記CPU17の指令下で前記キャラクタジェネ
レータで変換された前記ROM19から取り出された文章の
文字パターンをCRT24の画面と対応するマトリクス上に
表現し、これを画像信号発生回路30を介してCRT24に表
示する。

前記画像信号発生回路30は、又、画像信号の出力線25
から画像信号を入力し、視覚センサＳで捕えたときの画
像をCRT24に表示することもできるようになっている。

第４図に示すように、前記操作キー装置22は、通常の
テンキーの他視覚センサＳを含めたマーク撮像手段２の
調整時に使用する調整キー22Aと、調整手順に応じて表
示項目を進行させるための確認キー22Bが設けられてい
る。

以上の構成の被加工物の位置補正装置につき、その作
用を第５図に示す。

ステップ500では、電源立上げ後、調整キー22Aの入力
又は位置決め制御装置12からの検出指令が入るまでCRT2
4に準備完了の旨表示して待期する。

すなわち、第２図に示す板材Wpに設けられたパイロッ
ト穴1Aは、各部加工するに当り、その部分に対するパイ
ロット穴1Aにより所定の補正動作をすべく自動的に撮像
動作に入るので、位置決め制御装置12により検出指令が
出力されると、又は、調整作業に際し作業者が調整キー
22Aを操作するとステップ501へ移行する。

ステップ501では、調整キーの入力があったか否かを
判定する。

まず、ここでは、自動運転中であり調整キーは入力さ
れていないとすると、次に、ステップ502へ移行し、位
置決め制御装置12から検出指令が来たか否か判断され、
来ていなければステップ501へ戻り、来ていればステッ
プ503以下の補正モードへ移行する。

ステップ503では、位置決め装置12の検出指令に基い
て、視覚センサＳよりマーク1Aの画像の取込みを行う。
なお、このときの取込み画像は参考的にCRT24へそのま
ま表示される。

次いで、ステップ504では、マーク1Aの重心検出を行
い、基準位置に対してのずれより補正指令値を演算す
る。

ここでの演算状態はステップ505でアラーム状態に有
るか否か判断される。

アラーム状態は、正規の手順、即ち、目標とされるパ
イロット穴1Aが予定の形状及び大きさで、画像メモリ16
の予定の領域に入っているか否か、ゴミなど余計の形状
が入力されていないかなどの判定により、予定のもの以
外は全てアラームとすると共に、アラームである場合、
アラーム種を分類し、その内容に応じて、 ＜アラーム＞ パイロット穴が画面からはみ出しています。ワークを
直してから再起動して下さい。

の如く、CRT24の画面にその処理方までを文章で表示出
力する。

ここに、この文章は、予めROM19に記憶されていたも
ので、CPU17によりアラーム内容に応じてモニタ表示回
路26を介してCRT24へ出力されたものである。

一方、ステップ505の判断でアラームでない場合に
は、ステップ506へ移行し、ここで検出した補正量を位
置決め装置12へ補正指令値として送り、位置決め装置12
は、この補正量に基いてクランプ装置13を補正動作さ
せ、板材Wpを正規の位置へ位置決め制御するのである。
なお、補正完了時には、CRT24へ、 ＜補正完了＞ 補正値ｘ軸＝123 補正値ｚ軸＝125 の如く表示し、作業が確実に進行していることを知らし
める。

さて、以上のように画像処理装置14は位置決め制御装
置12へ補正指令を出しつつ確実な作業が進行する訳であ
るが、次に、初期の状態、或いは加工条件の変化に応じ
撮像手段の調整を余儀なくされたとする。

この場合、作業者は、調整キー22Aを押圧操作しステ
ップ501で調整キーの入力を判断させ調整モードへ移行
させる。

すると、このとき、CRT24に、 ＜調整項目１＞ まず、カメラの絞りを調整して下さい。

のごとき文章表示が偽され、第１の調整を促す。

そこで、視覚センサＳとしてのカメラの絞り調整を適
宜行い、次いでステップ508で確認キー22Bを押圧操作す
ると、CRT24に、 ＜調整項目＞ カメラの距離レンズを調整して下さい。

のごとき文章表示が偽され、第２の調整を促す。

かくして、順次の調整が偽され、ステップ509で最終
の調整項目につき確認キー22Bを押圧操作することによ
り、全ての調整を終了する。

以上のように、本例の被加工物の位置補正装置では、
第５図のステップ507〜509で所要の調整作業を手際よく
行うことができ、ステップ503〜506で撮像したマーク位
置に基いて正確な位置補正動作を行うことができる。
又、ステップ505にてアラーム状態が判断されたとき、
アラームの内容に応じて、その対処理がCRT23に文章で
表示されるので、容易，迅速なアラーム対策が行える。

言い換えれば、本例の位置補正装置では、画像処理装
置14に自己診断機能が備えられており、文章を含めた報
知を行うCRT24にマン・マシン・インタフェイスとして
活用することにより、効率良い作業を遂行することがで
き、高精度の位置決めを行うことができるということに
なる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜の態様で実施し得
るものである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明は、特許請求の範囲に記載の通り
の被加工物の位置補正装置であるので、撮像手段の調整
及びアラーム対策を容易，確実，迅速に行うことがで
き、被加工物を正確に位置決めできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図は本発明の一実
施例に係る被加工物の位置補正装置の説明図、第３図は
上記実施例のモニタ表示回路の詳細を示す回路図、第４
図上記実施例の操作キーの配置を示す正面図、第５図は
上記実施例の作用を示すフローチャートである。 １……マーク Ｓ……視覚センサ Ｗ……被加工物

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物に印された基準位置を示すマーク
   を撮像するマーク撮像手段と、前記マークの撮像信号を
   画像処理することにより前記被加工物の現在位置を演算
   する現在位置演算手段と、前記被加工物の現在位置と予
   め設定された基準位置とのずれ量を算出する比較手段
   と、算出されたずれ量を前記被加工物の位置補正量とし
   て出力する補正信号出力手段と、該手段より出力される
   補正信号に基いて前記被加工物を正規の位置へ移動させ
   る位置決め手段と、前記マーク撮像手段の撮像状態及び
   前記現在位置演算手段の演算状態を検出する状態検出手
   段と、該手段で検出された各状態が前記マークの撮像及
   び前記現在位置の演算に不適であると判断されるときそ
   の内容毎のアラーム信号を出力するアラーム出力手段
   と、前記マーク撮像手段の駆動に関する調整のための操
   作手段及び前記アラーム信号の処置方を記憶する情報記
   憶手段と、操作手順の表示の指令のため手順表示指令手
   段の操作又は前記アラーム出力手段のアラーム内容に基
   いて前記情報記憶手段の記憶内容を検索し所定の情報を
   適宜文字キャラクタを用いて具体的な文章で表示する表
   示手段を備えたことを特徴とする被加工物の位置補正装
   置。