JP5728931B2 - Work transfer device - Google Patents
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この発明は、旋盤等の工作機械に対してワークを搬送するガントリ形式等のワーク搬送装置に関し、特にワークを撮像するカメラを有するワーク搬送装置に関する。 The present invention relates to a gantry-type workpiece conveyance device that conveys a workpiece to a machine tool such as a lathe, and more particularly to a workpiece conveyance device having a camera that images a workpiece.
従来、工作機械にワークを搬入する搬送装置において、ローダのワークを掴むチャックを有するローダヘッドにカメラを下向きに搭載し、素材供給台上のワークの種類を判別して加工プログラムを選択するもの(例えば特許文献1)や、工作機械に着脱自在に取付けられたカメラを使って加工状況を認識するもの(例えば特許文献2)が提案されている。また、ローダレールの架設用の柱などに固定設置されたカメラにより、ローダで把持しているワークの素材形状と姿勢を判別し、素材の種類に対応した加工プログラムを起動して、姿勢に応じて主軸の回転角度位置を制御する加工プログラム原点を補正するもの(例えば特許文献3)が提案されている。 Conventionally, in a transfer device for loading a workpiece into a machine tool, a camera is mounted downward on a loader head having a chuck for gripping the workpiece of the loader, and the type of workpiece on the material supply table is discriminated and a machining program is selected ( For example, Patent Document 1) and a technique for recognizing a machining state using a camera detachably attached to a machine tool (for example, Patent Document 2) have been proposed. In addition, the camera fixed to the loader rail installation pillar, etc. is used to determine the material shape and orientation of the workpiece gripped by the loader, and a machining program corresponding to the type of material is activated to respond to the orientation. also corrects the machining program origin for controlling the rotational angular position of the main shaft Te of (for example, Patent Document 3) are proposed.
一方、従来、旋盤の主軸に保持されるワークの加工前の位相決めは、主軸のチャックを回転させ、位相を決める部位にピン等を当てて最終位置決めを行う方式が一般的である。この他に、素材供給台上のワークの位相を、CCDカメラで検出し、この位相検出したワークをローダで把持して主軸のチャックに渡した後、前記の検出された位相に合わせて主軸を回転させることもなされている。 On the other hand, a conventional method for determining the phase of a workpiece held on a lathe spindle before processing is to perform final positioning by rotating a chuck of the spindle and applying a pin or the like to a portion for determining the phase. In addition to this, the phase of the workpiece on the material supply table is detected by a CCD camera, the phase-detected workpiece is gripped by a loader and transferred to the spindle chuck, and then the spindle is adjusted in accordance with the detected phase. It is also made to rotate.
工作機械のワーク保持部、例えば旋盤の主軸等に保持されワークの加工前の位相決めを行う場合、従来のピンに当てる方法では、ローディングタイムが長くなるという問題がある。前記素材供給台上のワークの位相を、CCDカメラで検出し、それに合わせて主軸を回転させるものでは、ローダで掴んだワークを主軸のチャックが掴むまで位相を保持しきれず、ローディングするときに位相がずれるという問題がある。
特許文献1に記載の発明は、ローダヘッドに搭載された下向きカメラで素材供給台上のワークの種類を判別し、加工プログラムを自動選択するものであるが、これを応用して上記のように素材供給台上のワークの位相を検出しても、上記のローディングするときに位相がずれるとう問題が生じる。特許文献2の工作機械に取付けられたカメラを使い、工作機械内のワークの位相を検出しようとした場合、加工中にカメラの撮像面が切削油等で汚れを生じるため、実用化が難しい。特許文献3のローダレールの架設用の柱に固定設置されたカメラを応用し、ローダで把持しているワークの位相を検出しても、ローディングするときに位相がずれることによる課題は解消できず、また検出のための行程が増えてローディングタイムが長くなる。
When determining the phase of a workpiece held by a workpiece holding portion of a machine tool, for example, a main spindle of a lathe, before machining the workpiece, there is a problem that the loading time becomes long in the method of hitting the pin. In the case of detecting the phase of the workpiece on the material supply table with a CCD camera and rotating the spindle in accordance with the detected phase, the phase cannot be maintained until the workpiece is held by the chuck of the spindle. There is a problem that shifts.
The invention described in Patent Document 1 discriminates the type of workpiece on the material supply table with a downward camera mounted on the loader head, and automatically selects a machining program. Even if the phase of the workpiece on the material supply table is detected, there is a problem that the phase is shifted when loading is performed. When the camera attached to the machine tool of
また、工作機械で加工されたワークの良否判定を機内で行いたい場合があるが、上記特許文献1〜3に開示の技術を応用しても、ローダに下向きにカメラを設けたものでは、主軸のチャック等に把持されたワークを撮像することができない。工作機械に取付けられたカメラを使うのでは、加工中にカメラの撮像面が汚れる。これらのため、特許文献1〜3に開示の技術を応用しても良否判定が行えない。 In addition, there is a case where it is desired to determine the quality of a work machined by a machine tool in the machine. However, even if the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 are applied, if the loader is provided with a camera downward, the spindle The workpiece gripped by the chuck or the like cannot be imaged. When using a camera attached to a machine tool, the imaging surface of the camera becomes dirty during processing. For these reasons, even if the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 are applied, it is not possible to make a pass / fail judgment.
一方、加工済みワークの寸法の機外計測や、加工前の素材ワークの寸法の計測を行いたい場合があるが、タッチセンサ等を用いた機外計測では、計測に時間がかかるうえ、専用の高価な計測器が必要になるという問題がある。 On the other hand, there are times when you want to measure the dimensions of processed workpieces outside the machine and the dimensions of raw workpieces before machining. There is a problem that an expensive measuring instrument is required.
この発明の目的は、工作機械のワーク保持部に保持されたワークの加工前の位相決めや、機内での良否判定等が良好にかつ迅速に行え、加工中におけるカメラの汚れの問題も生じないワーク搬送装置を提供することである。
この発明の他の目的は、工作機械のワーク保持部に保持されたワークの加工前の位相決めを精度良く、かつ迅速に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、工作機械で加工されたワークの良否判定を、迅速に、かつカメラの汚れの問題を生じることなく行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、加工済みワークの寸法の機外計測や、素材ワークの寸法の計測が、簡単な構成で効率良く行えるワーク搬送装置を提供することである。
The object of the present invention is to perform phase determination before processing of a workpiece held by a workpiece holding portion of a machine tool, determination of pass / fail in a machine, etc. quickly and satisfactorily, and there is no problem of contamination of a camera during processing. It is to provide a workpiece transfer device.
Another object of the present invention is to make it possible to accurately and quickly determine the phase of a workpiece held by a workpiece holding portion of a machine tool before processing.
Still another object of the present invention is to make it possible to judge whether a workpiece machined by a machine tool is good or not quickly and without causing a problem of camera contamination.
Still another object of the present invention is to provide a workpiece transfer device capable of efficiently measuring the dimensions of a processed workpiece and measuring the dimensions of a material workpiece with a simple configuration.
この発明のワーク搬送装置は、工作機械(2)のワーク保持部(3)に対してワーク(W)を搬入するワーク搬送装置であって、
ガイドレール(8)と、
ローダ(9)とを備え、
前記ローダ(9)は、前記ガイドレール(8)に沿って走行する走行体(10)と、
この走行体(10)に昇降可能に設置された昇降体(12)と、
この昇降体(12)の下端に設けられたローダヘッド(13)と、
このローダヘッド(13)に設けられて工作機械(2)の前記ワーク保持部(3)に対面する正面向き姿勢が可能でありワーク(W)を把持するチャック(14)と、
前記ローダヘッド(13)に設けられて前記工作機械(2)の前記ワーク保持部(3)側を向くカメラ(20)とを有する。
Word over click conveying apparatus of this invention is a workpiece transfer device for transferring the workpiece (W) relative to the workpiece holder of the machine tool (2) (3),
A guide rail (8);
A loader (9),
The loader (9) includes a traveling body (10) that travels along the guide rail (8),
An elevating body (12) installed on the traveling body (10) to be movable up and down;
A loader head (13) provided at the lower end of the elevator (12);
A chuck (14) that is provided on the loader head (13) and is capable of a front-facing posture facing the workpiece holder (3) of the machine tool (2) and grips the workpiece (W);
A camera (20) which is provided on the loader head (13) and faces the workpiece holding part (3) side of the machine tool (2).
ローダヘッド(13)に工作機械(2)のワーク保持部(3)側を向くカメラ(20)が設けられているため、前記ワーク保持部(3)に保持されている状態のワーク(W)を、ローダヘッド(13)のカメラ(20)で撮像することができる。そのため、例えば、撮像した画像の処理によりワーク保持部(3)に保持されたワーク(W)の位相が認識できる。ワーク保持部(3)に保持されたワーク(W)を撮像するので、ワーク保持部(3)へ渡す前のワーク位相を検出する場合と異なり、ローディング時に位相のずれが生じても、その位相ずれ後の状態の位相角度が認識でき、精度良く位相決めが行える。また、ローダヘッド(13)に工作機械(2)のワーク保持部(3)側を向くカメラ(20)が設けられていて、ワーク保持部(3)に保持されたワーク(W)を撮像できるため、加工済みワーク(W)の良否判定を行うことも可能である。カメラ(20)は、ローダヘッド(13)に設けられているため、加工時は加工領域から脱する位置となり、加工中におけるカメラ(20)の汚れの問題も生じない。 Since the loader head (13) is provided with the camera (20) facing the work holding part (3) side of the machine tool (2), the work (W) held by the work holding part (3) is provided. Can be imaged by the camera (20) of the loader head (13). Therefore, for example, the phase of the work (W) held by the work holding unit (3) can be recognized by processing the captured image. Since the workpiece (W) held by the workpiece holder (3) is imaged, even if a phase shift occurs during loading, the phase is detected unlike the case of detecting the workpiece phase before passing to the workpiece holder (3). The phase angle after the shift can be recognized, and the phase can be determined with high accuracy. Further, the loader head (13) is provided with a camera (20) facing the workpiece holding part (3) side of the machine tool (2), and the workpiece (W) held by the workpiece holding part (3) can be imaged. Therefore, it is possible to determine whether the processed workpiece (W) is good or bad. Since the camera (20) is provided on the loader head (13), the camera (20) is in a position to be removed from the processing area during processing, and the problem of contamination of the camera (20) during processing does not occur.
前記ワーク保持部(3)に保持されたワーク(W)を前記カメラ(20)により撮像した画像データから、前記ワーク保持部(3)の中心軸(O)回りのワーク(W)の位相角度を画像処理によって求めるワーク位相角度演算手段(23)を設ける。
上記ワーク位相角度演算手段(23)を設けることで、上記のワーク(W)の位相角度(θ)の認識を、精度良く、迅速に行える。したがって、工作機械(2)のワーク保持部(3)に保持されたワーク(W)の加工前の位相決めを精度良く、かつ迅速に行える。
From the image data retained workpiece (W) is picked up by the camera (20) before SL work holder (3), the phase of the central axis of the work holder (3) (O) around the workpiece (W) setting the work phase angle calculating means (23) for determining the angle by the image processing Keru.
By providing the workpiece phase angle calculating means (23), the phase angle (θ) of the workpiece (W) can be recognized accurately and quickly. Therefore, the phase determination before processing of the workpiece (W) held by the workpiece holder (3) of the machine tool (2) can be performed accurately and quickly.
この発明において、前記ワーク保持部(3)に保持されたワーク(W)を前記カメラ(20)により撮像した画像データを、定められた良否判定基準と比較してワークの良否を判定する良否判定手段(24)を設けても良い。
画像処理により、定められた良否判定基準と比較してワークの良否を判定する良否判定手段(24)を設けることで、正確にかつ迅速にワーク(W)の良否判定を行うことができる。
In this invention, the pass / fail judgment for judging the quality of the work by comparing the image data obtained by capturing the work (W) held by the work holding unit (3) with the camera (20) with a predetermined quality judgment criterion. Means (24) may be provided.
By providing the quality determination means (24) for determining the quality of the work in comparison with the determined quality determination criteria by image processing, the quality of the work (W) can be determined accurately and quickly.
参考提案例のワーク搬送装置は、工作機械(2)のワーク保持部(3)に対して搬入するワーク搬送装置であって、
ガイドレール(8)と、
ローダ(9)と、
ワーク寸法演算手段(28)を備え、
前記ローダ(9)は、前記ガイドレール(8)に沿って走行する走行体(10)と、
この走行体(10)に昇降可能に設置された昇降体(12)と、
この昇降体(12)の下端に設けられたローダヘッド(13)と、
このローダヘッド(13)に設けられて工作機械(2)の前記ワーク保持部(3)に対面する正面向き姿勢が可能でありワーク(W)を把持するチャック(14)と、
前記ローダヘッド(13)に設けられて前記工作機械(2)による加工前または加工済みの前記ワーク(W)を撮像するカメラ(20)とを有し、
前記ワーク寸法演算手段(28)は、前記カメラ(20)により撮像した画像データから前記ワーク(W)の寸法を画像処理によって求める。
この構成によると、ローダヘッド(13)に、工作機械(2)による加工前または加工済みのワーク(W)を撮像するカメラ(20)と、このカメラ(20)により撮像した画像データから前記ワーク(W)の寸法を画像処理によって求めるワーク寸法演算手段(28)を設けたため、加工済みワーク(W)の寸法の機外計測や、素材ワーク(W)の寸法の計測を、簡単な構成で効率良く行うことができる。
The workpiece conveyance device of the reference proposal example is a workpiece conveyance device that is carried into the workpiece holding unit (3) of the machine tool (2),
A guide rail (8);
A loader (9);
A workpiece dimension calculating means (28),
The loader (9) includes a traveling body (10) that travels along the guide rail (8),
An elevating body (12) installed on the traveling body (10) to be movable up and down;
A loader head (13) provided at the lower end of the elevator (12);
A chuck (14) that is provided on the loader head (13) and is capable of a front-facing posture facing the workpiece holder (3) of the machine tool (2) and grips the workpiece (W);
A camera (20) provided on the loader head (13) for imaging the workpiece (W) before or after being processed by the machine tool (2);
The workpiece dimension calculating means (28) obtains the dimension of the workpiece (W) by image processing from the image data captured by the camera (20).
According to this configuration, the loader head (13) has the camera (20) for imaging the workpiece (W) before or after being processed by the machine tool (2), and the workpiece data from the image data captured by the camera (20). Since the workpiece dimension calculation means (28) for obtaining the dimension of (W) by image processing is provided, the outside measurement of the dimension of the processed workpiece (W) and the dimension of the material workpiece (W) can be performed with a simple configuration. It can be done efficiently.
この発明のワーク搬送装置は、工作機械のワーク保持部に対してワークを搬入するワーク搬送装置であって、ガイドレールと、ローダとを備え、前記ローダは、前記ガイドレールに沿って走行する走行体と、この走行体に昇降可能に設置された昇降体と、この昇降体の下端に設けられたローダヘッドと、このローダヘッドに設けられて工作機械の前記ワーク保持部に対面する正面向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドに設けられて前記工作機械の前記ワーク保持部側を向くカメラとを有するため、工作機械のワーク保持部に保持されワークの加工前の位相決めや、機内での良否判定等が良好にかつ迅速に行え、加工中におけるカメラの汚れの問題も生じないという効果が得られる。
前記ワーク保持部に保持されたワークを前記カメラにより撮像した画像データから、前記ワーク保持部の中心軸回りのワークの位相角度を画像処理によって求めるワーク位相角度演算手段を設けたため、工作機械のワーク保持部に保持されたワークの加工前の位相決めを精度良く、かつ迅速に行える。
前記ワーク保持部に保持されたワークを前記カメラにより撮像した画像データを、定められた良否判定基準と比較してワークの良否を判定する良否判定手段を設けた場合は、工作機械で加工されたワークの良否判定を、迅速に、かつカメラの汚れの問題を生じることなく行える。
Word over click conveying apparatus of this invention is a workpiece transfer device for transferring the workpiece to the workpiece holder of a machine tool, comprising a guide rail, and a loader, said loader, along the guide rail travel A traveling body, a lifting body installed on the traveling body so as to be movable up and down, a loader head provided at a lower end of the lifting body, and a front surface provided on the loader head and facing the work holding portion of the machine tool. Since it has a chuck that can be oriented and grips a workpiece and a camera that is provided on the loader head and faces the workpiece holding portion of the machine tool, the workpiece is held by the workpiece holding portion of the machine tool before the workpiece is processed. Phase determination, in-machine quality determination and the like can be performed well and quickly, and there is an effect that the problem of contamination of the camera during processing does not occur.
Since workpiece phase angle calculation means for obtaining the phase angle of the workpiece around the central axis of the workpiece holding unit by image processing from image data obtained by imaging the workpiece held by the workpiece holding unit with the camera , the workpiece of the machine tool is provided . It is possible to accurately and quickly determine the phase of the workpiece held by the holding unit before processing.
When the image data obtained by imaging the workpiece held by the workpiece holding unit with the camera is compared with a predetermined quality determination criterion, the quality determination means for determining the quality of the workpiece is provided. The work quality can be judged quickly and without causing the problem of camera contamination.
参考提案例のワーク搬送装置は、工作機械のワーク保持部に対してワークを搬入するワーク搬送装置であって、ガイドレールと、ローダと、ワーク寸法演算手段を備え、前記ローダは、前記ガイドレールに沿って走行する走行体と、この走行体に昇降可能に設置された昇降体と、この昇降体の下端に設けられたローダヘッドと、このローダヘッドに設けられて工作機械の前記ワーク保持部に対面する正面向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、前記ローダヘッドに設けられて前記工作機械による加工前または加工済みの前記ワークを撮像するカメラとを有し、前記ワーク寸法演算手段は、前記カメラにより撮像した画像データから前記ワークの寸法を画像処理によって求めるため、加工済みワークの寸法の機外計測や、素材ワークの寸法の計測が、簡単な構成で効率良く行えるという効果が得られる。 A workpiece transfer device of a reference proposal example is a workpiece transfer device that loads a workpiece into a workpiece holding portion of a machine tool, and includes a guide rail, a loader, and a workpiece size calculation means, and the loader includes the guide rail A traveling body that travels along the traveling body, a lifting body that can be moved up and down on the traveling body, a loader head that is provided at the lower end of the lifting body, and the work holding portion of the machine tool that is provided on the loader head A chuck that grips a workpiece that can be face-to-face facing, and a camera that is provided on the loader head and images the workpiece before or after being machined by the machine tool. In order to obtain the dimensions of the workpiece by image processing from the image data captured by the camera, external measurement of the dimension of the processed workpiece, Measurement of the size of the effect is obtained that can be efficiently with a simple configuration.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図5と共に説明する。図2は、この実施形態のワーク搬送装置を含む加工システムを示す。この加工システムは、工作機械2と、この工作2に対してワークWを搬入搬出するワーク搬送装置1とで構成される。工作機械2は、図示の例では旋盤であり、ワーク保持部3の側方に、加工手段となる刃物台4が設置されている。ワーク保持部3は、先端にチャック3aを設けた主軸からなり、ベッド5上の主軸台6に回転自在に設置されて、主軸モータ(図示せず)により回転駆動される。刃物台4はタレットからなり、外周にバイトやドリル切り等の複数の工具Tが装着されている。ドリル切りの場合、回転させる駆動源または回転伝達手段も刃物台4に設けられる。刃物台4は、ベッド5上に、左右(X方向)方向に移動自在な送り台7を介して前後(Z軸方向)方向に移動自在に、かつ回転が可能に搭載され、回転により任意の工具Tが、主軸からなるワーク保持部3に対して割り出される。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a machining system including the workpiece transfer apparatus of this embodiment. This machining system includes a
ワーク搬送装置1はガントリ形式であり、ガイドレール8とローダ9とを備える。ガイドレール8は、工作機械2とその両側に設置される素材供給台18と製品搬出台19の上方間に渡って設けられている。ローダ9は、ガイドレール8に沿って左右(X方向)に走行する走行体10に、前後移動可能に前後移動台11を搭載し、前後移動台11にロッド状の昇降体12が昇降可能に設置されている。前後移動台11は、必ずしも設けなくても良い。昇降体12の下端にローダヘッド13が設けられている。
The workpiece transfer device 1 is a gantry type and includes a
ローダヘッド13は、ワークWを把持する2つのチャック14を有し、各チャック14は、それぞれ工作機械2のワーク保持部3に対面する正面向き姿勢、および下向き姿勢とされている。これら2つのチャック14は、図1に示すように、ローダヘッド13に設けられた入替え機構15により、互いの位置が入替え可能とされている。入替え機構15は、ローダヘッド13に傾斜した回転軸心Q回りに回転自在に回転台15aを設置し、この回転台15aに前記2つのチャック14,14を取付けたものである。駆動手段15bで回転台15aを回転させることにより、2つのチャック14,14の位置が入れ替わる。各チャック14は複数のチャック爪14aでワークWを把持する。
The
このワーク搬送装置1は、上記構成において、ローダヘッド13にカメラ20を設けている。カメラ20は、工作機械2のワーク保持部3側を向く方向、すなわち前後方向(Z軸方向)に向けられている。カメラ20は、CCDカメラなどの複数の固体撮像素子(図示せず)を有するものであり、カメラ20で撮像した画像データを用いるワーク位相角度演算手段23および良否判定手段24が、ローダ制御装置21に設けられている。ワーク位相角度演算手段23と良否判定手段24とは、いずれか一方のみを設けても良いが、この実施形態では両方とも設けられている。
The workpiece transfer device 1 is provided with a
ローダ制御装置21は、ローダ9の全体を制御する手段であり、コンピュータとこれに実行されるプログラムとで、次の各機能達成手段を構成したものである。ローダ制御装置21は、基本的な機能達成手段として、ローダ9の走行、前後移動、昇降、チャック位置入替え、チャック開閉等の動作を制御する搬送動作制御手段22を備え、これに上記のワーク位相角度演算手段23および良否判定手段24が付加されている。搬送動作制御手段22は、工作機械1に対するローダ9の基本的な動作を定めたプログラムによってローダを制御する基本動作制御部25を有し、これに、上記カメラ20による撮像を行わせる動作を制御する撮像時動作制御部26と、良否判定結果対応制御部27とが設けられている。
The
撮像時動作制御部26は、カメラ20で撮像を行う場合に、カメラ20が適切な撮影位置となるようにローダ9を移動させる制御、およびカメラ20に撮像の指令を与える制御を行う手段である。この例では、撮像時動作制御部26は、基本動作制御部25の制御より、ローダ9が素材となるワークWを、素材供給台18で把持して搬送し、工作機械1のワーク保持部3へ搬入した後、カメラ20が工作機械2のワーク保持部3に対面する位置となるように、ローダ9のローダヘッド13を移動させる。また、撮像時動作制御部26は、加工完了後に、カメラ20が工作機械2のワーク保持部3に対面する位置となるように、ローダヘッド13を移動させる制御を行う。
The imaging
ワーク位相角度演算手段23は、ワーク保持部3に保持されたワークWをカメラ20により撮像した画像データから、前記ワーク保持部の中心軸O回りのワークWの位相角度θ(図1(B))を画像処理によって求める手段である。位相角度検出の対象となるワークWは、前記中心軸Oに垂直な断面の形状が非円形のものであり、例えば図1(B)のように、外周に突出部Waを有するワークWである。位相角度θは、定められた基準の方向、例えば鉛直方向上方に対する角度である。
The workpiece phase angle calculation means 23 calculates the phase angle θ of the workpiece W around the central axis O of the workpiece holder from the image data obtained by imaging the workpiece W held by the
ワーク位相角度演算手段23は、前処理手段となる画像処理部23aと、角度算出部23bとでなる。画像処理部23aは、カメラ20で撮像されたワークWの画像データを、2値画像や、特徴抽出画像等とする処理手段である。角度算出部23bは、画像処理部23aから出力された画像データを用い、定められた基準の方向に対するワークWの位相角度を算出する手段である。
ワーク位相角度演算手段23で求めたワークWの位相角度θのデータは、例えば、工作機械2を制御する工作機械制御装置29に送信する。工作機械制御装置29は、例えばコンピュータ式の数値制御装置であり、ワーク位相角度演算手段23から送信されたワークWの位相角度θに応じて、主軸からなるワーク保持部3の回転停止角度を制御する。
The work phase
Data of the phase angle θ of the workpiece W obtained by the workpiece phase angle calculation means 23 is transmitted to, for example, a machine
ワークWの位相角度θを求める場合の一連の動作を説明する。ワーク搬送装置1は、素材供給台18(図2)上のワークWを下向きのチャック14で把持した後、空の正面向きのチャック14が工作機械2のワーク保持部3に対面する位置まで移動し、空のチャック14でワーク保持部3の加工済みのワークWを受け取る。この受け取り後、ローダヘッド13の2つのチャック14,14の位置を互いに入替え、正面側を向いたチャック14に把持されている素材ワークWをワーク保持部3に渡す。この後、ワーク保持部3にカメラ20が対面する位置に、ローダヘッド13を移動させ、ワーク保持部3に保持されているワークWの撮像を行う。なお、上記のワーク保持部3に対するワークWの受渡し時には、いずれも、ローダヘッド13の前後移動を行う。
A series of operations for obtaining the phase angle θ of the workpiece W will be described. The workpiece transfer apparatus 1 holds the workpiece W on the material supply table 18 (FIG. 2) with the
上記のようにして、ワーク保持部3に保持されている素材ワークWをカメラ20で撮像し、ワーク位相角度演算手段23により、その撮像データを画像処理してワークWの位相角度θを求める。求められた位相角度θは、工作機械制御装置29へ送られ、工作機械2では、位相角度θに応じた加工が行われる。
As described above, the material workpiece W held in the
このように、ローダヘッド13に設けられたカメラ20を用い、ローディング後のワータWの位相θを求めて工作機械制御装置29へ送信することにより、工作機械2による位相決めが行われる。このため、このワークWの形状が変わった場合にも段取り替えが不要となり、非常に汎用性が高い。また、ローディング後に位相を確認するため、ローダ9による把持前に位相を検出する場合に比べ、精度の高い位置決め決めが行える。ローダヘッド13は、加工時は加工領域外にあるため、ローダヘッド13に設置されたカメラ20が加工中に切削油等で汚れる問題も生じない。
As described above, the phase determination by the
良否判定手段24は、ワーク保持部3に保持された加工済のワークWをカメラ20により撮像した画像データを、定められた良否判定基準と比較してワークWの良否を判定する手段である。良否判定手段24は、前処理手段となる画像処理部24aと、判定部24bとでなる。画像処理部24aは、カメラ20で撮像されたワークWの画像データを、良否判定が行い易いように処理する手段である。良否判定手段24の画像処理部24aは、ワーク位相角度演算手段23の画像処理部23aで兼用しても良い。判定部24bは、画像処理部24aで処理された画像から良否判定する手段である。
The
良否判定結果対応制御部27は、良否判定手段24による良否の判定結果に応じてローダ9が行う動作を制御する手段である。
The pass / fail judgment result
良否判定手段24による良否判定の判定対象は、例えば工具Tの摩耗判定や、折損判定である。
図3,図4は、内径加工の場合の工具摩耗に関する良否判定の様子を示す。ワークWの内径加工を行うときに、工具Tの摩耗が進んでいない状態であると、図4のように切削されるときにワークWから出る切削屑は綺麗に連続するため、排出や処理が容易であり、図3(A)のようにワークWの中空部Wbには切削屑が残らない状態となる。しかし、工具Tの摩耗が進むと、図3(B)のようにワークWの中空部Wbに切削屑wが多く残った状態となる。
そこで、図1の良否判定手段24は、画像データからワークWの中空部Wbには切削屑wの量を演算し、定められた閾値と比較して、切削屑wの量が閾値を超えるときは、工具不良と判定する。
The determination target of the pass / fail determination by the pass / fail determination means 24 is, for example, wear determination or breakage determination of the tool T.
3 and 4 show the state of quality determination regarding tool wear in the case of inner diameter machining. When the inner diameter of the workpiece W is processed, if the wear of the tool T is not advanced, the cutting waste from the workpiece W is continuously clean when being cut as shown in FIG. This is easy, and no cutting waste remains in the hollow portion Wb of the workpiece W as shown in FIG. However, when the wear of the tool T progresses, a large amount of cutting waste w remains in the hollow portion Wb of the workpiece W as shown in FIG.
Therefore, the
良否判定結果対応制御部27は、良否判定手段24の良否判定の結果を、例えばローダ制御装置21や工作機械制御装置29の操作盤(図示せず)に設けられた液晶表示装置等の画面表示装置に、文言やマーク、あるいはグラフ等で表示する。これにより、作業者が工具摩耗を容易に認識し、工具交換を行って加工不良を未然に防止することができる。
The pass / fail judgment
図5は、ドリル加工における工具折損の良否判定の様子を示す。同図(A)のように、ワークWの端面に複数のドリル孔Aを加工する場合、正常に加工されたときは、各ドリル孔Aが画像から認識できる。しかし同図(B)のように、工具Tが折損し、ドリル孔A内にドリル先端部Taが残っている場合、その工具Tが残っているドリル孔Aは、ワークWの画像から孔として認識されない。
この場合、良否判定手段24は、例えば、ワーク種類毎に定めたワーク正面の比較基準用の画像データを記憶しておき、カメラ20で撮像した画像データを比較基準用の画像データと比較することで、良否判定を行うものとされる。
FIG. 5 shows how the tool breakage is determined to be good in drilling. When machining a plurality of drill holes A in the end face of the workpiece W as shown in FIG. 5A, each drill hole A can be recognized from the image when it is normally machined. However, when the tool T breaks down and the drill tip Ta remains in the drill hole A as shown in FIG. 5B, the drill hole A in which the tool T remains is a hole from the image of the workpiece W. Not recognized.
In this case, the
この場合、良否判定結果対応制御部27は、良否判定手段24の良否判定の結果を、ローダ制御装置21や工作機械制御装置29の操作盤(図示せず)に設けられた液晶表示装置等の画面表示装置に、文言やマーク、あるいはグラフ等で表示すると共に、工作機械制御部29に良否判定結果を伝える。良否判定結果対応制御部27は、不良と判定された場合に、加工されたワークWを製品搬出台19とは別の箇所に、その不良ワークWを搬出させるようにしても良い。このように、工具折損に対する良否判定が行える。
In this case, the pass / fail determination result
良否判定手段24は、上記の工具摩耗に対する良否判定と、工具折損に対する良否判定の両方を行うものとしても良い。 The pass / fail judgment means 24 may perform both pass / fail judgment for the above tool wear and pass / fail judgment for tool breakage.
図6ないし図8は、参考提案例を示す。この参考提案例は、特に説明した事項の他は、図1〜図7と共に説明した第1の実施形態と同様である。この参考提案例は、ローダヘッド13のカメラ20により撮像したワークWの画像データから、ワークWの寸法を画像処理によって求めるワーク寸法演算手段28を設けたものである。ワーク寸法演算手段28は、前処理手段となる画像処理部28aと、寸法演算部28bとでなる。画像処理部28aは、カメラ20で撮像されたワークWの画像データを、2値画像や、特徴抽出画像等とする処理手段である。寸法演算部28bは、画像処理部28aから出力された画像データを用い、定められた方向のワークWの寸法を算出する手段である。
6 to 8 show reference proposal examples . This reference proposal example is the same as that of 1st Embodiment demonstrated with FIGS. 1-7 except the matter demonstrated especially. This reference proposal example is provided with a workpiece dimension calculation means 28 for obtaining the dimension of the workpiece W by image processing from the image data of the workpiece W taken by the
この参考提案例では、素材となるワークWの側面をカメラ20で撮像し、そのワークWの軸方向寸法Hを演算するものとしている。カメラ20による撮像は、例えば、素材供給台18とワーク保持部3との間に設置された仮置き台等の撮像体載置部31で行う。
In this reference proposal example , the side surface of the workpiece W as a material is imaged by the
なおこの参考提案例では、図1の実施形態におけるワーク位相角度演算手段23および良否判定手段24は、いずれも有していないが、いずれか一方または両方が設けられていても良い。 In this reference proposal example , none of the workpiece phase angle calculation means 23 and the pass / fail judgment means 24 in the embodiment of FIG. 1 is provided, but either one or both may be provided.
図7,図8と共に、ワーク寸法の計測の目的および様子を説明する。素材となるワークWの軸方向寸法Hには、バラツキがあっても良いが、ワークWの端面加工を行うときに、取代hを一定にしたい場合がある。ワークWは、例えば円柱状または円筒状のワークである。このような場合、素材供給台18上のワークWを、仮置き台等の撮像体載置部31上にローダ9で搬送し、図7のように撮像体載置部31上に縦向きに置かれた素材ワークWを、ローダ9のカメラ20で撮像する。その撮像した画像データから、図6のワーク寸法演算手段28により、素材ワークWの軸方向寸法Hを画像処理によって求める。求められた軸方向寸法Hは、工作機械制御部29に送られる。工作機械制御部29は、測定寸法対応制御手段32を有していて、目標の取代hとなるZ軸方向の加工開始位置Sおよび加工終了位置Eを演算し、刃物台4のZ軸方向の移動を制御する。
The purpose and state of workpiece dimension measurement will be described with reference to FIGS. There may be variations in the axial dimension H of the workpiece W that is the material, but there is a case where it is desired to keep the machining allowance h constant when the end face machining of the workpiece W is performed. The workpiece W is, for example, a columnar or cylindrical workpiece. In such a case, the workpiece W on the material supply table 18 is transported by the
このようにして、軸方向寸法HにバラツキのあるワークWに対して、取代hが一定の端面加工を行うことができる。従来は、このような取代hが一定の端面加工を行う場合、例えば図11に示すようにタッチセンサ33を有する専用の寸法測定装置を用い、素材ワークWの軸方向寸法Hを計測していたため、測定に時間がかかり、また専用の測定装置によってコスト高となっていたが、この実施形態によると、ローダヘッド13に設けられたカメラ20で撮像して寸法測定を行うため、迅速に測定でき、かつ構成も簡単で低コストで済む。
In this way, it is possible to perform end face processing with a constant machining allowance h on the workpiece W having a variation in the axial dimension H. Conventionally, when end face machining with such a machining allowance h is performed, for example, as shown in FIG. 11, a special dimension measuring device having a
なお、図6の参考提案例において、素材ワークWの寸法測定を行う代わりに、図9のように、加工済みワークWの良否判定のための寸法測定を行うようにしても良い。加工済みワークWの寸法測定は、例えば、製品搬出台19や専用の台等からなる計測台34上で行う。すなわち、工作機械2のワーク保持部3から、加工済みワークWをローダ9で搬送して計測台34上に置き、この置かれた加工済みワークWの軸方向寸法Hを、ローダ9のローダヘッド13に設けられたカメラ20で撮像する。その撮像した画像データを、ワーク寸法演算手段28によって求める。この求められた軸方向寸法Hを、ローダ制御手段21に設けられた寸法良否判定手段35によって、公差内に納まっているか否かの良否判定を行う。ローダ制御装置21における良否判定結果対応処理部36は、例えば、不良と判定されたワークWを、良品搬出経路(図示せず)の外部へローダ9によって排出する。
In the reference proposal example of FIG. 6, instead of measuring the dimensions of the material workpiece W, the dimensions of the processed workpiece W may be measured as shown in FIG. The dimension of the processed workpiece W is measured on, for example, a measurement table 34 including a product carry-out table 19 or a dedicated table. That is, the processed workpiece W is transported by the
加工済みワークWの良否判定のための寸法測定は、図10に示すように、ワークWの直径寸法Dにつき行うようにしても良いが、その場合は、ローダヘッド13に設けるカメラ20の方向を下向きとする。なお、軸方向寸法Hと直径寸法Dとの両方を計測したい場合は、ローダヘッド13にカメラ方向切換装置37を介して、カメラ20を設置する。カメラ方向切換装置37は、カメラ20を正面向きの方向と下向き方向とに切り換える装置である。
The dimension measurement for determining the quality of the processed workpiece W may be performed with respect to the diameter dimension D of the workpiece W as shown in FIG. 10. In this case, the direction of the
加工済みワークWの直径寸法Dを測定する場合は、ローダ9により計測台34上に上向きに置いた後、ローダヘッド13のカメラ20により上方からワークWを撮像する。その撮像した画像データを、ワーク寸法演算手段28で画像処理して直径寸法Dを求める。その他は、軸方向寸法Hを測定する場合と同様である。従来、加工済みワークWの直径寸法Dを測定する場合、例えば図12のようにタッチセンサ41等を有する機外計測器を用いて測定したいたため、測定に時間がかかり、また専用の機外計測器によってコスト高となっていた。しかし、この実施形態によると、ローダヘッド20に設けられたカメラ20を利用するため、迅速に測定でき、また構成が簡素で、コスト低下が図れる。
When measuring the diameter D of the processed workpiece W, the workpiece W is placed on the measuring table 34 by the
1…ワーク搬送装置
2…工作機械
3…ワーク保持部
8…ガイドレール
9…ローダ
10…走行体
11…前後移動台
12…昇降体
13…ローダヘッド
14…チャック
18…素材供給台
19…製品搬出台
20…カメラ
21…ローダ制御装置
23…ワーク位相角度演算手段
24…良否判定手段
26…撮像時動作制御部
27…良否判定結果対応制御部
28…ワーク寸法演算手段
29…工作機械制御装置
31…撮像体載置部
35…寸法良否判定手段
36…良否判定結果対応処理部
37…カメラ方向切換装置
A…ドリル孔
D…直径寸法
h…目標の取代
T…工具
Ta…ドリル先端部
W…ワーク
Wa…突出部
Wb…中空部
θ…位相角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work conveying
Claims (2)
ガイドレールと、
ローダとを備え、
前記ローダは、前記ガイドレールに沿って走行する走行体と、
この走行体に昇降可能に設置された昇降体と、
この昇降体の下端に設けられたローダヘッドと、
このローダヘッドに設けられて工作機械の前記ワーク保持部に対面する正面向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、
前記ローダヘッドに設けられて前記工作機械の前記ワーク保持部側を向くカメラとを有し、
前記ワーク保持部に保持されたワークを前記カメラにより撮像した画像データから、前記ワーク保持部の中心軸回りのワークの位相角度を画像処理によって求めるワーク位相角度演算手段を設けたワーク搬送装置。 A workpiece transfer device that loads a workpiece into a workpiece holding portion of a machine tool,
A guide rail,
A loader,
The loader travels along the guide rail, and
An elevating body installed on the traveling body so as to be movable up and down;
A loader head provided at the lower end of the elevator,
A chuck that is provided on the loader head and is capable of a front-facing posture facing the workpiece holding part of the machine tool and grips the workpiece;
A camera provided on the loader head and facing the workpiece holding part side of the machine tool ;
Wherein a work held on the work holding portion from the image data captured by the camera, the word chromatography click conveying apparatus a phase angle of the central axis of the workpiece of the workpiece holder is provided with a work phase angle calculating means for calculating the image processing .
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