JP5346674B2 - Marking control system and method for aligning members marked using the same - Google Patents

Marking control system and method for aligning members marked using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a marking control system that properly aligns two members by marking at any position or angle, even in pattern matching by a camera from any position, and to provide a method of aligning the members marked by the same. <P>SOLUTION: The marking control system 1 equipped in a marking machine for putting marks on first and second members includes: a plane derivation processing part 8 acquiring information from an assembly plan database 2 and a camera database 3 storing camera information, and deriving a camera plane image seen from the camera; and a mark deformation processing part 9 for deforming the mark to a shape that can be pattern-matched by the camera, from a marking database 4 storing marking position information and a mark database 5 storing a shape of the mark. Deformation mark conversion information is transmitted to a marking means equipped in the marking machine 7. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、カメラにて容易にパターンマッチングできるマークを部材(特に板材)に付すことができるマーキング制御システム及びこれを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法に関するものである。   The present invention relates to a marking control system that can mark a member (particularly, a plate material) with a mark that can be easily pattern-matched by a camera, and a method for aligning members marked using the marking control system.

2つの物体の相対的位置関係を、1台の画像入力装置のモニタ画像を用いて調整する位置決め装置に関する特許が特許文献1に開示されている。これは、予め2つの物体にマーキングされた位置決めマークのモニタ画面上の位置を検出し、それぞれのマーク位置又は相対位置が所定の条件を満たすように物体を位置決め移動させるものである。特許文献1の位置決め装置では、両部材(物体)に付した直線状のマークが直線状に並ぶようにして互いの位置を合わせている。このように、マークを用いて位置を合わせる方法としては、他に特許文献2や特許文献3に示されているように、円形状のマークを重ねたり並べたりする方法が開示されている。   Patent Literature 1 discloses a positioning device that adjusts the relative positional relationship between two objects using a monitor image of one image input device. In this method, the positions on the monitor screen of positioning marks previously marked on two objects are detected, and the objects are positioned and moved so that the respective mark positions or relative positions satisfy a predetermined condition. In the positioning device of Patent Literature 1, the positions of the linear marks attached to both members (objects) are aligned so that they are aligned in a straight line. As described above, as a method of aligning positions using marks, as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, methods of overlapping or arranging circular marks are disclosed.

このようなマークによる位置合わせは、カメラによる画像認識を利用して、パターンマッチングすることにより行われる。しかしながら、上記特許文献1〜3では、マークを画像認識する際にカメラからみてマークがどのように認識されるかを考慮していない。例えば、位置合わせする部材が角度をもって接合される場合等、同じカメラ位置からこれらに付されたマークを見ると、角度によっては異なったマークに見えることがある。したがって、2つの部材には全く同じマークを付したとしても、パターンマッチングにより異なるマークと認識され、位置合わせが正常に行えない場合があるので、これに対応する必要がある。   Such alignment by marks is performed by pattern matching using image recognition by a camera. However, Patent Documents 1 to 3 do not consider how the mark is recognized when viewed from the camera when recognizing the image of the mark. For example, when the members to be aligned are joined at an angle, when marks attached to them are viewed from the same camera position, the marks may appear different depending on the angle. Therefore, even if the same mark is given to the two members, it may be recognized as a different mark by pattern matching, and alignment may not be performed normally.

特開平7−72930号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-72930 特開平10−272758号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-272758 特開2004−4373号公報JP 2004-4373 A

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、マーキングにより2つの部材を位置合わせする場合において、両部材をどのような位置、角度で合わせる場合でも、さらにどのような位置からカメラにてパターンマッチングする場合でも、的確に互いの位置を合わせることができるマーキング制御システム及びこれを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法を提供することを目的とする。   The present invention takes the above-mentioned prior art into consideration, and in the case of aligning two members by marking, the camera can be used from any position to align both members at any position and angle. An object of the present invention is to provide a marking control system capable of accurately aligning positions with each other even when pattern matching is performed, and a method for aligning members marked using the marking control system.

前記目的を達成するため、請求項1の発明では、互いに組付けられる第1の部材と第2の部材との間で、互いの位置を合わせるための指標となるマークを前記第1及び第2の部材のそれぞれに付すマーキング機のためのマーキング制御システムであって、前記第1の部材と前記第2の部材の位置合わせ後における互いの位置及び角度情報が格納された組立計画データベースと、前記第1及び第2の部材の位置合わせ時に同一のカメラにより撮像した前記マークの画像を画像処理によりパターンマッチングするために、前記第1及び第2の部材に対する前記カメラの位置及び角度情報が格納されたカメラデータベースと、前記組立計画データベース及び前記カメラデータベースからそれぞれの情報を取得し、位置合わせ後の前記第1の部材及び第2の部材を前記カメラから見た時のカメラ平面画像を導出する平面導出処理部と、前記第1の部材と前記第2の部材における前記マークを付す位置であるマーキング位置情報が格納されたマーキングデータベースと、前記マークの形状が格納されたマークデータベースと、前記マーキングデータベースから前記マーキング位置情報を取得し、前記マークデータベースから前記マークの形状を選択し、前記マークの形状を前記カメラ平面画像上でパターンマッチングできる変形マークに変形するためのマーク変形処理部とを有し、前記マーク変形処理部は、前記第1及び第2の部材に前記マーキング機によって付されたマークが前記カメラ平面画像に前記(変形前の)マークとして映し出されるように、前記マーキング機のマーキング手段に描画指令を伝達することを特徴とするマーキング制御システムを提供する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the first and second marks serving as indices for aligning the positions of the first member and the second member assembled with each other are provided. A marking control system for a marking machine attached to each of the members, wherein the assembly plan database stores mutual position and angle information after alignment of the first member and the second member, and The position and angle information of the camera with respect to the first and second members is stored in order to pattern-match the image of the mark imaged by the same camera at the time of alignment of the first and second members by image processing. Each information obtained from the camera database, the assembly plan database, and the camera database, and the first member after alignment and A plane derivation processing unit for deriving a camera plane image when the two members are viewed from the camera, and a marking in which marking position information which is a position to attach the mark in the first member and the second member is stored A database; a mark database in which the shape of the mark is stored; and the marking position information is obtained from the marking database; the mark shape is selected from the mark database; and the mark shape is displayed on the camera plane image. A mark deformation processing unit for deforming into a deformable mark that can be pattern-matched, and the mark deformation processing unit includes the mark attached to the first and second members by the marking machine on the camera plane image. In the marking means of the marking machine to be projected as a mark (before deformation) Providing a marking control system characterized by transmitting the image command.

また、請求項2の発明では、請求項1に記載のマーキング制御システムを用いて、マーキングされた部材同士の位置合わせ方法であって、前記第1及び第2の部材を突き合わせた後、前記カメラ平面画像上にて、前記第1及び第2の部材のマーキング面に付されたそれぞれの(カメラ平面画像上では変形前のマークとして映し出される)変形マークから、前記マーキング面の交線に向けて補助線を引き、前記第1の部材の変形マークからの補助線と前記交線が交わる第1の交点と、前記第2の部材の変形マークからの補助線と前記交線が交わる第2の交点との位置関係を基準として前記第1の部材と前記第2の部材の位置合わせを行うことを特徴とするマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for aligning the marked members using the marking control system according to the first aspect, wherein the first and second members are abutted, and then the camera From each deformation mark (projected as a mark before deformation on the camera plane image) applied to the marking surfaces of the first and second members on the planar image, toward the intersection of the marking surfaces An auxiliary line is drawn, a first intersection where the auxiliary line from the deformation mark of the first member intersects the intersecting line, and an auxiliary line from the deformation mark of the second member intersects the second intersecting line Provided is a method for aligning members marked using a marking control system, wherein the first member and the second member are aligned based on a positional relationship with an intersection.

請求項3の発明では、請求項2の発明において、前記変形マークは少なくとも前記交線と垂直に交差する方向に延びる基準辺を有する線書きの図形である一方、前記補助線は前記基準辺を前記交線まで延長した直線であり、前記第1及び第2の交点との距離が許容値以下の場合に、前記第1及び第2の部材の位置が合っていると判断することを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the deformation mark is a line-drawn figure having a reference side extending in a direction perpendicularly intersecting at least the intersection line, while the auxiliary line has the reference side. It is a straight line extending to the intersection line, and when the distance from the first and second intersection points is less than an allowable value, it is determined that the positions of the first and second members are aligned. Yes.

請求項1の発明によれば、組立計画データベースから第1の部材と第2の部材との位置合わせ後の互いの位置及び角度を取得し、カメラデータベースからパターンマッチングに用いるカメラの位置及び角度を取得して、カメラから第1の部材及び第2の部材を見た時のカメラ平面画像を平面導出処理部にて導出できる。さらに、マーキングデータベースから第1の部材及び第2の部材に対するマーキング位置をそれぞれ取得し、マークデータベースから今回付すべきマークを選択して、このマークが取得したマーキング位置に付された時に、先に導出したカメラ平面画像でどのような形状に認識されるかを求めてマーク変形処理部にて変形マークを作成し、これをマーキング位置に付すようにマーキング機に備わるマーキング手段に伝達する。したがって、予めカメラによって確実にパターンマッチングできる変形マークを部材に付して位置合わせするので、マークを誤認識することなく、両部材の位置決め作業を迅速かつ的確に行うことができる。また、カメラの位置が同じであれば、導出したカメラ平面画像を繰り返し使用できるので、マークの変形を迅速に行うことができ、作業性が向上する。   According to the invention of claim 1, the position and angle of each of the first member and the second member after alignment are obtained from the assembly plan database, and the position and angle of the camera used for pattern matching are obtained from the camera database. It is possible to obtain the camera plane image when the first member and the second member are viewed from the camera by the plane derivation processing unit. Further, the marking positions for the first member and the second member are respectively obtained from the marking database, the mark to be added this time is selected from the mark database, and the mark is derived when the mark is attached to the acquired marking position. In order to determine what shape is recognized in the camera plane image, a deformation mark is created by the mark deformation processing unit, and this is transmitted to the marking means provided in the marking machine so as to be attached to the marking position. Therefore, since the deformation mark that can be surely pattern-matched by the camera is attached to the member in advance for positioning, both members can be quickly and accurately positioned without erroneously recognizing the mark. Further, if the camera position is the same, the derived camera plane image can be used repeatedly, so that the mark can be quickly deformed and the workability is improved.

請求項2の発明によれば、第1及び第2の部材に付された変形マークから、それぞれ補助線を交線に向けて引き、これら第1及び第2の交点の位置関係に基づいて、第1及び第2の部材の位置合わせを行うので、簡単な方法で効率よく両部材の位置合わせを行うことができる。
請求項3の発明によれば、第1及び第2の部材とのマーキング面における交線と垂直に交差する基準辺を有する変形マークを、この基準辺を延長させた補助線と交線が一致するように、第1及び第2の部材にマーキングするので、補助線と交線が交わる互いの交点が一致することを確認することにより、両部材の位置合わせを確実なものとすることができる。さらには、この両交点の距離が許容値以下と幅を持たせて位置合わせを判断することもできるので、位置合わせする部材に応じた精度で両部材の位置合わせを行うことができる。
According to the invention of claim 2, from the deformation marks attached to the first and second members, the auxiliary lines are drawn toward the intersecting lines, respectively, and based on the positional relationship between these first and second intersecting points, Since the first and second members are aligned, it is possible to efficiently align both members by a simple method.
According to the invention of claim 3, the deformed mark having the reference side perpendicularly intersecting the line of intersection on the marking surface with the first and second members coincides with the auxiliary line obtained by extending the reference side. As described above, since the first and second members are marked, it is possible to ensure the alignment of both members by confirming that the intersecting points where the auxiliary line and the intersecting line intersect each other coincide. . Furthermore, since it is possible to determine the alignment by setting the distance between the two intersections to be equal to or less than the allowable value, it is possible to perform the alignment of both members with an accuracy corresponding to the member to be aligned.

本発明に係るマーキング制御システムの概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a marking control system according to the present invention. カメラ平面と部材平面の説明図である。It is explanatory drawing of a camera plane and a member plane. 本発明に係るマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法の説明図である。It is explanatory drawing of the positioning method of the members marked using the marking control system which concerns on this invention. 本発明に係るマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法のフローチャートである。It is a flowchart of the positioning method of the members marked using the marking control system which concerns on this invention.

図1は本発明に係るマーキング制御システムの概略ブロック図であり、図2はカメラ平面と部材平面の説明図である。
本発明に係るマーキング制御システム1は、組立計画データベース2と、カメラデータベース3と、マーキングデータベース4と、マークデータベース5と、マーク変形モジュール6で構成される。マーキング制御システム1は、各データベース2,3,4,5から各情報を取得し、これらをマーク変形モジュール6にて処理して変形マークを作成し、部材に対する描画位置情報とともにマークを付すためのマーキング機(手段)7に伝達するものである。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a marking control system according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a camera plane and a member plane.
The marking control system 1 according to the present invention includes an assembly plan database 2, a camera database 3, a marking database 4, a mark database 5, and a mark deformation module 6. The marking control system 1 acquires each information from each of the databases 2, 3, 4, and 5 and processes them by the mark deformation module 6 to create a deformation mark and attach the mark together with the drawing position information on the member It is transmitted to the marking machine (means) 7.

組立計画データベース2は、組立部材の組付位置や組付角度等の情報を格納したものである。例えば、組付けすべき第1の部材に対して、第2の部材がどのような位置・角度で第1の部材に接するかの情報である。カメラデータベース3は、パターンマッチングするカメラの位置や姿勢(角度)情報を格納したものである。例えば、実際に第1の部材と第2の部材を組み付ける場面において、両部材の位置合わせをする際に何れの位置・角度からカメラが視認しているかの情報である。   The assembly plan database 2 stores information such as assembly positions and assembly angles of assembly members. For example, it is information on what position and angle the second member contacts the first member with respect to the first member to be assembled. The camera database 3 stores information on the position and orientation (angle) of the camera for pattern matching. For example, in the scene where the first member and the second member are actually assembled, the information indicates from which position and angle the camera is visually recognized when aligning the two members.

マーキングデータベース4は、組立部材への位置決めマーク描画位置情報を格納したものである。例えば、第1の部材及び第2の部材のどの部分(位置)にマークを付すか等の情報である。マークデータベース5は、(位置決め)マークがカメラと正対したときのマーク形状のパターンが登録されているものである。
マーク変形モジュール6には、平面導出ブロック8と平面変換ブロック9が備わる。平面導出ブロック8は、組立計画データベース2とカメラデータベース3から第1の部材及び第2の部材の組付け位置・角度、さらにカメラの位置・角度情報を取得し、当該カメラの位置・角度から組立部材を撮影した時のカメラ平面画像を演算により求める。すなわち、図2に示すように、実際の部材平面Qは、カメラの位置・角度により、カメラ平面qとして認識される。この部材平面Qに対するカメラ平面qを演算により求める。
The marking database 4 stores positioning mark drawing position information on the assembly member. For example, information such as which part (position) of the first member and the second member is to be marked. The mark database 5 stores a mark-shaped pattern when the (positioning) mark faces the camera.
The mark deformation module 6 includes a plane derivation block 8 and a plane conversion block 9. The plane derivation block 8 acquires the assembly position / angle of the first member and the second member, as well as the position / angle information of the camera from the assembly plan database 2 and the camera database 3, and assembles from the camera position / angle. A camera plane image when the member is photographed is obtained by calculation. That is, as shown in FIG. 2, the actual member plane Q is recognized as the camera plane q based on the position and angle of the camera. A camera plane q with respect to the member plane Q is obtained by calculation.

このカメラ平面画像の導出は、3次元空間のある平面から別の平面へ投影する方法である、ホモグラフィ変換を用いることができる。このホモグラフィ変換は、3×3のホモグラフィ行列を利用して、3次元空間上のある点Q(X,Y,Z)を平面q(x,y)に変換する方法である。これにより、実際の部材平面に付されたマークが、カメラにてどのように変形されて認識されるかを求めることができる。   The derivation of the camera plane image can use homography conversion, which is a method of projecting from one plane in the three-dimensional space to another plane. This homography transformation is a method of transforming a point Q (X, Y, Z) in a three-dimensional space into a plane q (x, y) using a 3 × 3 homography matrix. As a result, it is possible to determine how the mark attached to the actual member plane is deformed and recognized by the camera.

平面変換ブロック9は、平面導出ブロック8で導出されたカメラ平面画像の情報と、マーキングデータベース4及びマークデータベース5からの情報を取得する。これらの情報を総合して、マークデータベース5から選択した任意のマークが組立計画データベース2に基づいた第1及び第2の部材の所定個所に付された時、カメラ平面画像ではどのように映るかを求める。すなわち、マークデータベース5から選択した任意のマークがカメラ平面画像によって認識される変形マークを求める。   The plane conversion block 9 acquires information of the camera plane image derived by the plane deriving block 8 and information from the marking database 4 and the mark database 5. By combining these pieces of information, how an arbitrary mark selected from the mark database 5 is added to a predetermined location of the first and second members based on the assembly plan database 2 is reflected in the camera plane image. Ask for. That is, a deformed mark in which an arbitrary mark selected from the mark database 5 is recognized by the camera plane image is obtained.

この変形マークは、変形マークの形態がカメラ平面画像で認識できるような態様となるように、例えば上述したQからqへの変換の逆変換をされ、すなわちカメラ平面画像における点q1、q2を部材平面上のQ1、Q2に変換される。この変形マークの変換情報は、部材に対する描画位置とそのマークパターン情報が描画指令としてとしてマーキング機7に伝達される。そして、マーキング機7に備わるマーキング手段(不図示)により、変形マークがカメラ平面画像でパターンマッチングできるような態様で第1の部材及び第2の部材にマーキングする。   The deformation mark is subjected to, for example, the reverse conversion of the above-described conversion from Q to q so that the deformation mark can be recognized in the camera plane image, that is, the points q1 and q2 in the camera plane image are members. It is converted into Q1 and Q2 on the plane. The deformation mark conversion information is transmitted to the marking machine 7 as a drawing command of a drawing position on the member and its mark pattern information. Then, the marking member (not shown) provided in the marking machine 7 marks the first member and the second member in such a manner that the deformation mark can be pattern-matched with the camera plane image.

このように、予めカメラによって確実にパターンマッチングできる変形マークを部材に付して位置合わせするので、マークを誤認識することなく、両部材の位置決め作業を迅速かつ的確に行うことができる。また、カメラの位置が同じであれば、導出したカメラ平面画像を繰り返し使用できるので、マークの変形を迅速に行うことができ、作業性が向上する。   As described above, since the deformation marks that can be surely pattern-matched by the camera are attached to the members in advance for positioning, both members can be quickly and accurately positioned without erroneously recognizing the marks. Further, if the camera position is the same, the derived camera plane image can be used repeatedly, so that the mark can be quickly deformed and the workability is improved.

図3は本発明に係るマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法の説明図である。
図示したように、この例では、第1の部材10上に垂直に第2の部材11が組み付けられるものをカメラ平面画像で認識した態様で示している。第1及び第2の部材10,11には、それぞれ変形マーク12がマーキングされている。パターンマッチングを行うカメラは、この変形マーク12を認識し、同一の図形であると判断したら、次にこの変形マーク12をもとにして両部材10,11の位置合わせを行う。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for aligning members marked using the marking control system according to the present invention.
As shown in the figure, in this example, a configuration in which the second member 11 is vertically assembled on the first member 10 is recognized by a camera plane image. A deformation mark 12 is marked on each of the first and second members 10 and 11. When the camera that performs pattern matching recognizes the deformation mark 12 and determines that it is the same figure, it then aligns both members 10 and 11 based on the deformation mark 12.

なお、パターンマッチングを行う図形(マーク)としては、両図形が同一の図形に限られるものではなく、また図示したような直角三角形でなくても種々の図形(例えば矢印)を用いることができる。このようなパターンマッチングは、カメラによる画像認識の対応を予め設定しておくことにより行うことができる。
変形マークが図示したような直角三角形の場合、部材に正対して直角三角形をマーキングすると、図の点線で示した直角三角形12aとなる。これをカメラ平面画像で認識すると(図示した角度から見ると)、両マークは歪んでしまい、同一のマークとは認識できない。したがって、パターンマッチングを行うために、カメラ平面画像にて同一のマークとなるように、変形マークを求め、予め両部材にマーキングする。
Note that the figures (marks) for pattern matching are not limited to the same figure, and various figures (for example, arrows) can be used even if they are not right triangles as shown. Such pattern matching can be performed by setting correspondence of image recognition by the camera in advance.
When the deformation mark is a right triangle as shown in the figure, when the right triangle is marked to face the member, a right triangle 12a indicated by a dotted line in the figure is obtained. When this is recognized by a camera plane image (when viewed from the angle shown), both marks are distorted and cannot be recognized as the same mark. Therefore, in order to perform pattern matching, a deformation mark is obtained so as to be the same mark in the camera plane image, and both members are marked in advance.

マークは、単純なものにすると(例えば直線)、部材間の継ぎ目や部材のエッジ、あるいは影等と誤認識する可能性があるため、ある程度複雑な形状とすることが好ましい。カメラにより自動的にマークを検出するには、予め登録したマークパターンと画面上の画像とのマッチングをとり、マッチング度合いが所定値以上であるものを抽出する方法が用いられる。具体的には、マークを含む領域全体のパターンマッチングを行う正規化相関手法や、画像から濃淡の輪郭を抽出したマークの輪郭形状のパターンマッチングを行う手法等がある。   If the mark is simple (for example, a straight line), it may be erroneously recognized as a joint between members, an edge of the member, a shadow, or the like. In order to automatically detect a mark by a camera, a method is used in which a mark pattern registered in advance and an image on the screen are matched, and a matching degree is extracted to a predetermined value or more. Specifically, there are a normalized correlation method that performs pattern matching of the entire region including the mark, a method that performs pattern matching of the contour shape of a mark obtained by extracting a light and shade contour from an image, and the like.

両部材10,11の位置合わせは、互いの変形マーク12から両部材10,11のマーキング面における交線13に向けて補助線14(図の破線)を引く。例えば図示したような変形マーク12が直角三角形であってその一辺(基準辺B)の延長線が交線13に対して垂直に交わる場合、その延長線を補助線14とする。すなわち、基準辺Bは交線13に対して垂直に形成されている。補助線14が交線13と交わる点を交点10a,11aとし、これらの交点距離が許容値以下のときに、両部材10,11の位置が合っていると判断する。したがって、このような場合は、交点10a,11aが一致するように、予め第1及び第2の部材にマーキングされる。なお、補助線14の引き方や、交点10a,11aを基とする判断基準は、これに限定されるものではない。   For alignment of both the members 10 and 11, an auxiliary line 14 (broken line in the drawing) is drawn from the deformation mark 12 toward the intersection line 13 on the marking surface of both the members 10 and 11. For example, when the deformation mark 12 as shown is a right triangle and an extension line of one side (reference side B) intersects the intersection line 13 perpendicularly, the extension line is set as an auxiliary line 14. That is, the reference side B is formed perpendicular to the intersection line 13. The points where the auxiliary line 14 intersects the intersection line 13 are defined as the intersection points 10a and 11a. When the distance between these intersection points is equal to or less than the allowable value, it is determined that both the members 10 and 11 are in alignment. Therefore, in such a case, the first and second members are marked in advance so that the intersections 10a and 11a coincide. Note that the method of drawing the auxiliary line 14 and the determination criteria based on the intersections 10a and 11a are not limited to this.

図4は本発明に係るマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法のフローチャートである。
ステップS1:
位置合わせのための作業台に、第1の部材及び第2の部材がロボットアーム等で搬送され、組付け位置にて互いに接しながら載置される。この載置された第1の部材及び第2の部材をパターンマッチングのためのカメラにて、カメラ平面画像における変形マークを検出する。この変形マークは、予め両部材にマーキングされている。
FIG. 4 is a flowchart of a method for aligning members marked using the marking control system according to the present invention.
Step S1:
The first member and the second member are transported by a robot arm or the like to the work table for alignment, and are placed in contact with each other at the assembly position. The deformation mark in the camera plane image is detected by a camera for pattern matching of the placed first member and second member. This deformation mark is marked on both members in advance.

ステップS2:
変形マークから両部材のマーキング面における交線に対し、補助線を引く。さらに、この補助線と交線の交点の位置を算出する。変形マークは、この交点が一致するように補助線の引き方も考慮して、予め別の場所で第1の部材及び第2の部材にマーキングされている。補助線の引き方の例としては、図3に示した通りである。
Step S2:
An auxiliary line is drawn from the deformation mark to the intersection line on the marking surface of both members. Further, the position of the intersection of the auxiliary line and the intersection line is calculated. The deformation mark is marked on the first member and the second member in advance at different locations in consideration of how to draw the auxiliary line so that the intersections coincide with each other. An example of how to draw the auxiliary line is as shown in FIG.

ステップS3:
交点間距離が許容値以下であるか判断する。
ステップS4:
交点間距離が許容値より大きい場合、交点同士が近付くように(交点間距離が許容値以下となるように)、部材の一方又は両方を移動させる。移動させた後、ステップS1に戻る。
Step S3:
It is determined whether the distance between the intersections is less than the allowable value.
Step S4:
When the distance between the intersections is larger than the allowable value, one or both of the members are moved so that the intersections approach each other (so that the distance between the intersections is equal to or less than the allowable value). After the movement, the process returns to step S1.

ステップS5:
ステップS3で交点間距離が許容値以下の場合、両部材の位置合わせが完了したと判断し、仮溶接を行う。こののち、正式な溶接をするために、所定の場所に仮溶接をされたまま搬送される。
上述したように、第1及び第2の部材とのマーキング面における交線と垂直に交差する基準辺を有する変形マークを、この基準辺を延長させた補助線と交線が一致するように、第1及び第2の部材にマーキングするので、補助線と交線が交わる互いの交点が一致することを確認することにより、両部材の位置合わせを確実なものとすることができる。さらには、この両交点の距離が許容値以下と幅を持たせて位置合わせを判断することもできるので、位置合わせする部材に応じた精度で両部材の位置合わせを行うことができる。
Step S5:
If the distance between the intersections is less than or equal to the allowable value in step S3, it is determined that the alignment of both members has been completed, and temporary welding is performed. After that, in order to carry out formal welding, it is conveyed while being temporarily welded to a predetermined place.
As described above, the deformation mark having a reference side perpendicularly intersecting the intersection line on the marking surface with the first and second members is aligned with the auxiliary line extending the reference side so that the intersection line coincides with the auxiliary line. Since the first and second members are marked, it is possible to ensure the alignment of both members by confirming that the intersections of the auxiliary lines and the intersecting lines coincide with each other. Furthermore, since it is possible to determine the alignment by setting the distance between the two intersections to be equal to or less than the allowable value, it is possible to perform the alignment of both members with an accuracy corresponding to the member to be aligned.

1 マーキング制御システム
2 組立計画データベース
3 カメラデータベース
4 マーキングデータベース
5 マークデータベース
6 マーク変形モジュール
7 マーキング機
8 平面導出ブロック
9 平面変換ブロック
10 第1の部材
11 第2の部材
12 変形マーク
13 交線
14 補助線
1 Marking Control System 2 Assembly Plan Database 3 Camera Database 4 Marking Database 5 Mark Database 6 Mark Deformation Module 7 Marking Machine 8 Plane Derivation Block 9 Plane Conversion Block 10 First Member 11 Second Member 12 Deformation Mark 13 Crossing Line 14 Auxiliary line

Claims (3)

互いに組付けられる第1の部材と第2の部材との間で、互いの位置を合わせるための指標となるマークを前記第1及び第2の部材のそれぞれに付すマーキング機のためのマーキング制御システムであって、
前記第1の部材と前記第2の部材の位置合わせ後における互いの位置及び角度情報が格納された組立計画データベースと、
前記第1及び第2の部材の位置合わせ時に同一のカメラにより撮像した前記マークの画像を画像処理によりパターンマッチングするために、前記第1及び第2の部材に対する前記カメラの位置及び角度情報が格納されたカメラデータベースと、
前記組立計画データベース及び前記カメラデータベースからそれぞれの情報を取得し、位置合わせ後の前記第1の部材及び第2の部材を前記カメラから見た時のカメラ平面画像を導出する平面導出処理部と、
前記第1の部材と前記第2の部材における前記マークを付す位置であるマーキング位置情報が格納されたマーキングデータベースと、
前記マークの形状が格納されたマークデータベースと、
前記マーキングデータベースから前記マーキング位置情報を取得し、前記マークデータベースから前記マークの形状を選択し、前記マークの形状を前記カメラ平面画像上でパターンマッチングできる変形マークに変形するためのマーク変形処理部とを有し、
前記マーク変形処理部は、前記第1及び第2の部材に前記マーキング機によって付されたマークが前記カメラ平面画像に前記(変形前の)マークとして映し出されるように、前記マーキング機のマーキング手段に描画指令を伝達することを特徴とするマーキング制御システム。
A marking control system for a marking machine that marks each of the first and second members with a mark serving as an index for aligning the position between the first member and the second member assembled to each other Because
An assembly plan database storing mutual position and angle information after the alignment of the first member and the second member;
The position and angle information of the camera with respect to the first and second members is stored in order to perform pattern matching on the image of the mark captured by the same camera when the first and second members are aligned. Camera database,
A plane derivation processing unit for obtaining respective information from the assembly plan database and the camera database and deriving a camera plane image when the first member and the second member after alignment are viewed from the camera;
A marking database storing marking position information, which is a position to attach the mark in the first member and the second member;
A mark database storing the shape of the mark;
A mark deformation processing unit for acquiring the marking position information from the marking database, selecting the shape of the mark from the mark database, and transforming the shape of the mark into a deformable mark that can be pattern-matched on the camera plane image; Have
The mark deformation processing unit is arranged on the marking unit of the marking machine so that the mark attached to the first and second members by the marking machine is displayed as the mark (before deformation) on the camera plane image. A marking control system characterized by transmitting a drawing command.
請求項1に記載のマーキング制御システムを用いて、マーキングされた部材同士の位置合わせ方法であって、
前記第1及び第2の部材を突き合わせた後、前記カメラ平面画像上にて、前記第1及び第2の部材のマーキング面に付されたそれぞれの(カメラ平面画像上では変形前のマークとして映し出される)変形マークから、前記マーキング面の交線に向けて補助線を引き、前記第1の部材の変形マークからの補助線と前記交線が交わる第1の交点と、前記第2の部材の変形マークからの補助線と前記交線が交わる第2の交点との位置関係を基準として前記第1の部材と前記第2の部材の位置合わせを行うことを特徴とするマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法。
Using the marking control system according to claim 1, a method for aligning marked members,
After the first and second members are brought into contact with each other, the respective markings applied to the marking surfaces of the first and second members on the camera plane image (projected as untransformed marks on the camera plane image). An auxiliary line is drawn from the deformation mark toward the intersection line of the marking surface, the first intersection point where the auxiliary line from the deformation mark of the first member intersects the intersection line, and the second member Using a marking control system, wherein the first member and the second member are aligned based on a positional relationship between an auxiliary line from a deformation mark and a second intersection where the intersection line intersects. Positioning method for marked members.
前記変形マークは少なくとも前記交線と垂直に交差する方向に延びる基準辺を有する線書きの図形である一方、前記補助線は前記基準辺を前記交線まで延長した直線であり、前記第1及び第2の交点との距離が許容値以下の場合に、前記第1及び第2の部材の位置が合っていると判断することを特徴とする請求項2に記載のマーキング制御システムを用いてマーキングされた部材同士の位置合わせ方法。   The deformation mark is a line drawing figure having a reference side extending in a direction perpendicular to at least the intersection line, while the auxiliary line is a straight line extending the reference side to the intersection line, The marking using the marking control system according to claim 2, wherein when the distance to the second intersection is equal to or less than an allowable value, it is determined that the positions of the first and second members are aligned. Method for aligning the formed members.
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