JP3786750B2

JP3786750B2 - 加工機に適用される撮像装置

Info

Publication number: JP3786750B2
Application number: JP29908896A
Authority: JP
Inventors: 俊泰長瀬; 政男山口; 武志板津
Original assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Current assignee: Nagase Integrex Co Ltd
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2016-11-11
Also published as: JPH10138098A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工具或いはワークを載置するテーブルの少なくとも一方が往復運動し、同加工具を当接させてワークの加工を行う加工機に適用され、往復運動されるワーク及び／又は加工具の撮像を行う撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
この種の加工機においてワークの加工中は、例えば、テーブルが往復直線運動される。従って、作業者がワークの加工状態等を把握するためには、加工を中断してテーブルを停止させる必要がある。加工の中断は加工効率の低下につながり、ひいては加工コストの上昇を招く。
【０００３】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、その目的は、加工を中断しなくとも、ワーク及び／又は加工具の状態を把握することが可能な撮像装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、ワーク及び／又は加工具を撮像する撮像手段と、往復運動されるワーク及び／又は加工具が撮像手段の焦点レンジに入るタイミングを検出するタイミング検出手段と、同タイミング検出手段により検出されたタイミングで撮像手段からの画像を取り込む取込手段と、取り込まれた画像を保持する画像メモリと、同画像メモリに保持された画像を表示する表示手段とを備えた撮像装置である。
【０００５】
請求項２の発明では、前記表示手段はディスプレイからなる。
請求項３の発明では、前記画像メモリに保持された画像を、それ以降に取り込まれた画像に入れ換える入換手段を備えている。
【０００６】
（作用）
上記構成の請求項１の発明においては、タイミング検出手段は、往復運動されるワーク及び／又は加工具が撮像手段の焦点レンジに入るタイミングを検出する。取込手段は、同タイミング検出手段により検出されたタイミングで撮像手段からの画像を取り込む。同取込手段によって取り込まれた画像は、画像メモリに保持される。そして、表示手段は、画像メモリに保持された画像、つまり、焦点が合った状態で取り込まれた画像を表示する。従って、作業者は表示手段を見ることで、ワーク及び／又は加工具の往復運動を停止させることなく、その状態を確認できる。
【０００７】
請求項２の発明においては、表示手段はディスプレイからなり、画像メモリに取り込まれた画像を直ちに表示することが可能となる。つまり、例えば、画像メモリに取り込まれた画像を印刷表示するとなると、画像が全て表示されるまでにある程度の時間が掛かる。
【０００８】
請求項３の発明においては、画像メモリに保持された画像、つまり、表示手段による表示対象となる画像は、入換手段によってそれ以降に取り込まれた画像に入れ換えられる。従って、例えば、作業者は表示手段を見続けることで、ワーク及び／又は加工具の状態の推移を容易に確認できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を加工機としての研削盤において具体化した一実施形態について説明する。
【００１０】
先ず、研削盤の構成について説明する。
図１に示すように、コラム１１は機台１２上に配設され、モータ１３によって前後方向に移動可能である。ヘッド１４はコラム１１に保持され、モータ１５によって昇降可能である。加工具としての砥石車１６はヘッド１４に回転可能に保持され、モータ１７によって回転駆動される。テーブル１８は機台１２上に配設され、ワークＷを載置固定した状態で、モータ１９によって左右方向に往復直線運動される。各モータ１３，１５，１７，１９は、ドライバ２０によって駆動される。コンピュータ２１は、予め記憶された加工プログラムに基づいてドライバ２０を制御する。従って、テーブル１８が往復直線運動された状態で、回転する砥石車１６がワークＷに当接しつつ前後及び上下方向に動作されることで、同ワークＷが所定の形状に研削加工される。
【００１１】
次に、前記研削盤に適用される撮像装置について説明する。
コントローラ３１は、画像メモリ３２及びディスプレイとしてのＣＲＴ（Cathode Ray Tube）３３を備える。ＣＡＤ（Computer Aided Design ）データ読取器３４はフロッピディスクドライブからなり、外部のＣＡＤ装置（図示せず）により作成された設計図面データを、フロッピディスクＦを媒体として読み込むためのものである。図面読取器３５はＣＣＤカメラ３５ａや照明器３５ｂ等を備え、設計図面Ｓを撮像するためのものである。
【００１２】
撮像手段としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラ３６は、機台１２上においてテーブル１８の右側方に固定配置されている。同ＣＣＤカメラ３６は、図２に示すように、光学レンズ３６ａ及びＣＣＤ形のイメージセンサ３６ｂ等により構成されている。同光学レンズ３６ａは、例えば、テレセントリックレンズからなり、ワークＷの被撮像面Ｗａの移動軌跡上に存在するある点Ｐに焦点を合わせている。同ＣＣＤカメラ３６の焦点レンジＸは、光学レンズ３６ａの焦点深度に基づいて焦点Ｐの前後に規定される。リング型の照明器３７は、機台１２上においてテーブル１８の左側方に配置され、電源３８の駆動によりワークＷを照明する。タイミング検出手段としての光電型の位置検出センサ３９は、機台１２においてテーブル１８の移動軌跡に対向するように固定配置されている。同位置検出センサ３９は、テーブル１８が所定の位置に変位されると、つまり、ワークＷの被撮像面ＷａがＣＣＤカメラ３６の焦点レンジＸ内のある位置に変位された瞬間にトリガ信号を出力する。
【００１３】
そして、前記コントローラ３１は取込手段をなし、ＣＣＤカメラ３６から入力される画像のうちトリガ信号に同期した画像、つまり、焦点が合った画像のみを取り込んで画像メモリ３２に保持させる。同コントローラ３１は入換手段をなし、画像メモリ３２に保持されたＣＣＤカメラ３６の画像を、次に取り込まれた最新の画像に順次入れ換える。同コントローラ３１は、ＣＡＤデータ読取器３４から入力された設計図面データを線画として、或いは図面読取器３５により撮像された設計図面Ｓの画像を、画像メモリ３２に保持させる。そして、同コントローラ３１は、画像メモリ３２に保持された設計図面データの線画或いは設計図面画像を静止画としてＣＲＴ３３に表示するとともに、同画像メモリ３２において順次更新されるＣＣＤカメラ３６からの画像を、同静止画に重ね合わせてＣＲＴ３３に表示する。従って、図１に示すように、ＣＲＴ３３上ではワークＷの被撮像面Ｗａがほぼ静止した状態で表示され、しかも、同ワークＷが砥石車１６により順次加工されて、被撮像面Ｗａの形状が設計形状（点線）に近づいていく様子が表示される。
【００１４】
上記構成の本実施形態においては、次のような効果を奏する。
（１）コントローラ３１は、ＣＤカメラ３６から入力される画像のうち、焦点が合った画像のみを取り込んでＣＲＴ３３に表示する。従って、作業者は、ＣＲＴ３３を見ることでワークＷの加工状態等を確認でき、この確認のためにワークＷの往復直線運動を停止させる必要がなくなる。その結果、加工作業が中断されず、加工効率が向上される。
【００１５】
（２）例えば、画像メモリ３２に取り込まれた画像を表示するのに、ビデオプリンタ等の印刷器を用いた場合、画像が全て出力されるまでにはある程度の時間がかかる。しかし、本実施形態においては、画像の表示にＣＲＴ３３が用いられている。従って、作業者は、ＣＣＤカメラ３６から取り込まれた画像を直ちに見ることができる。これは、ワークＷの加工状態を確認する作業の効率向上につながる。
【００１６】
（３）コントローラ３１は、画像メモリ３２に保持された画像を、新たにＣＣＤカメラ３６から取り込まれた画像に順次入れ換える。従って、常に最新の画像がＣＲＴ３３に表示され、例えば、作業者はＣＲＴ３３を見続ければ、ワークＷの加工状態の推移を容易に確認できる。
【００１７】
（４）ＣＡＤデータ読取器３４及び図面読取器３５を備え、コントローラ３１は同器３４，３５からの設計図面データの線画或いは設計図面画像を、ＣＣＤ３６からの画像と重ね合わせてＣＲＴ３３に表示する。従って、例えば、作業者はＣＲＴ３３を見ることで、ワークＷの加工状態と設計図面との比較を容易に行い得る。
【００１８】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、例えば、以下の態様でも実施できる。
（１）画像メモリ３２に保持されたＣＣＤカメラ３６からの画像を用いて、画像計測を行うようにすること。例えば、その具体例として、前記コントローラ３１をコンピュータ２１に接続し、同コンピュータ２１に対して画像メモリ３２に保持された画像を転送させる。同コンピュータ２１は、転送された画像を画像計測する。そして、同コンピュータ２１は、画像計測により導き出された実際の寸法・形状等と設計図面データに示された寸法・形状等とを比較し、この比較結果に基づいて加工プログラムを修正する。
【００１９】
（２）撮像手段としては、上述したＣＣＤカメラ３６以外にも、他の固体撮像デバイスとしてＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ）形イメージセンサを用いたカメラ等が挙げられる。また、撮像手段は固体撮像デバイスに限定されるものではなく、光電子増倍管や撮像管等を用いても良い。
【００２０】
（３）ディスプレイとしては、上述したＣＲＴ３３以外にも、液晶やＬＥＤを用いたもの等が挙げられる。表示手段としてはディスプレイ以外にも、印刷により画像を表示するビデオプリンタ等が挙げられる。
【００２１】
（４）テーブル１８ではなく、砥石車１６が往復直線運動されるタイプの研削盤において具体化しても良い。この場合、位置検出センサ３９は、砥石車１６がＣＣＤカメラ３６の焦点レンジＸに入るタイミングを検出する。また、テーブル１８及び砥石車１６が互いに往復直線運動されるタイプの研削盤において具体化しても良い。
【００２２】
（５）加工具としてのバイト及び／又はワークが往復動され、同バイトが当接されることでワークの切削加工を行う切削盤において具体化しても良い。
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
【００２３】
（１）設計図面を入力する設計図面入力手段３４，３５と、同設計図面入力手段３４，３５から入力された設計図面と画像メモリ３２に保持された画像とを表示手段３３上に重ね合わせて表示させる重合手段３１とを備えた請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【００２４】
このようにすれば、例えば、作業者は、ワークＷの加工状態と設計図面との比較を効率的に行い得る。
（２）加工具１６或いはワークＷを載置するテーブル１８の少なくとも一方が往復運動し、同加工具１６を当接させてワークＷの加工を行う加工機に適用され、ワークＷ及び／又は加工具１６を撮像する撮像手段３６と、往復運動されるワークＷ及び／又は加工具１６が撮像手段３６の焦点レンジＸに入るタイミングを検出するタイミング検出手段３９と、同タイミング検出手段３９により検出されたタイミングで撮像手段３６からの画像を取り込む取込手段３１と、取り込まれた画像を保持する画像メモリ３２と、同画像メモリ３２に保持された画像から画像計測を行う画像計測手段２１とを備えた撮像装置。
【００２５】
このようにすれば、例えば、ワークＷの加工用プログラムの修正を、実際のワークＷの加工状態から直接フィードバックして行うことが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
上記構成の請求項１の発明によれば、作業者は表示手段を見ることで、ワーク及び／又は加工具の往復運動を停止させることなく、その状態を確認できる。従って、ワーク及び／又は加工具の確認のために加工作業が中断されず、加工効率が向上され、ひいては加工コストの低減につながる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、画像メモリに取り込まれた画像を直ちに表示することが可能となる。つまり、作業者は、撮像手段により取り込まれた画像を直ちに見ることができる。これは、ワーク及び／又は加工具の確認作業の効率向上につながる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、画像メモリに保持された画像が、入換手段によってそれ以降に取り込まれた画像に入れ換えられる。従って、例えば、作業者は、表示手段を見続けることで、ワーク及び／又は加工具の状態の推移を容易に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮像装置を備えた研削盤を模式的に示す図。
【図２】ＣＣＤカメラの構造を模式的に示す図。
【符号の説明】
１６…加工具としての砥石車、１８…テーブル、３１…取込手段としてのコントローラ、３２…画像メモリ、３３…表示手段としてのＣＲＴ、３６…撮像手段としてのＣＣＤ、３９…タイミング検出手段としての位置検出センサ、Ｗ…ワーク、Ｘ…焦点レンジ。

Claims

加工具或いはワークを載置するテーブルの少なくとも一方が往復運動し、同加工具を当接させてワークの加工を行う加工機に適用され、
ワーク及び／又は加工具を撮像する撮像手段と、往復運動されるワーク及び／又は加工具が撮像手段の焦点レンジに入るタイミングを検出するタイミング検出手段と、同タイミング検出手段により検出されたタイミングで撮像手段からの画像を取り込む取込手段と、取り込まれた画像を保持する画像メモリと、同画像メモリに保持された画像を表示する表示手段とを備えた撮像装置。
前記表示手段はディスプレイからなる請求項１に記載の撮像装置。
前記画像メモリに保持された画像を、それ以降に取り込まれた画像に入れ換える入換手段を備えた請求項１又は２に記載の撮像装置。