JP5742173B2 - Conveying device and processing system using the same - 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ローダ形式等の搬送装置、およびこの搬送装置を用いた加工システムに関する。   The present invention relates to a gantry loader type conveying device that conveys a workpiece to a machine tool such as a lathe and a processing system using the conveying device.

従来、工作機械にワークを搬入する搬送装置において、ローダにカメラを搭載し、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、加工状況をカメラを使って認識するもの(例えば特許文献2)が提案されている。また、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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a transfer device that loads a workpiece into a machine tool, a camera is mounted on a loader, the type of the workpiece is determined and a machining program is selected (for example, Patent Document 1), and the machining status is recognized using the camera. A thing (for example, patent document 2) is proposed. In addition, with a fixedly installed camera, the material and posture of the workpiece gripped by the loader are determined, a machining program corresponding to the type of material is started, and the rotation angle position of the spindle is controlled according to the posture also corrected the program origin (e.g. Patent Document 3) are proposed.

特開平5−237743号公報JP-A-5-237743 特開2008−006534号公報JP 2008-006534 A 特開平05−177494号公報JP 05-177494 A

しかし、従来の撮像・画像処理の方法では、いずれも、回転位相を精度良く認識するには、多大な処理過程が必要で、処理時間がかかり実用的ではない。そのため、ワーク供給台での位置決め治具や、回転位相決め治具がワーク毎に必要であった。これらの治具がない場合、ワーク供給台上でのワークの位置や回転位相にずれが生じることになる。   However, any of the conventional imaging / image processing methods requires a large number of processing steps to recognize the rotational phase with high accuracy, and requires a long processing time, which is not practical. For this reason, a positioning jig and a rotation phase determining jig at the work supply table are required for each work. In the absence of these jigs, the position of the workpiece and the rotational phase on the workpiece supply table will be shifted.

例えば、画像処理による方法として、ワーク供給台上におけるワークの位置や回転位相にずれがあったり、ワークの種類が複数種類のいずれであるかが分からない場合、ワークをカメラで撮像し、ワーク位置、回転位相、ワーク種類等を精度良く認識してから、認識結果に応じてローダによりワークを把持するようにすると、正しくワークを把持し、工作機械に正しくワークを渡すことができる。
しかし、カメラで撮像した画像データを処理して、ワーク位置、回転位相、ワーク種類等を精度良く認識するには、画像処理に多大な処理過程が必要で、時間がかかり、ワークの搬送に要する時間に影響して加工のサイクルタイムが長くなる。
一般的に、カメラ視野内の外周部では、光学系の構造上の特性等から撮像結果に歪みが生じており、校正を行うようにしているが、校正を行っても高精度を得ることが難しい。そのため、ワークの中心がカメラ視野の中心から大きく外れていると、ワークを正しく認識することが難しい。平坦なワークではカメラ視野の中心からずれていても、比較的に影響が少ないが、高さの高いワークでは、大きく歪んだ画像データとなり、全く異なった形に見えることもある。画像処理で、ある程度は修正できるが、このような歪んだ画像データでは、精度良くワークを認識するには、処理に時間がかかる。
For example, as a method based on image processing, if there is a shift in the position or rotational phase of the workpiece on the workpiece supply table or if it is not known which of the types of workpieces is a plurality of types, the workpiece is imaged with a camera, If the workpiece is gripped by the loader according to the recognition result after accurately recognizing the rotation phase, workpiece type, etc., the workpiece can be gripped correctly and the workpiece can be correctly transferred to the machine tool.
However, processing image data captured by a camera and accurately recognizing the workpiece position, rotation phase, workpiece type, etc. requires a large number of processing steps for image processing, which takes time and is required for workpiece conveyance. The cycle time of machining becomes longer due to the influence of time.
Generally, at the outer periphery of the camera field of view, the imaging results are distorted due to the structural characteristics of the optical system, etc., and calibration is performed. However, even if calibration is performed, high accuracy can be obtained. difficult. For this reason, it is difficult to correctly recognize the workpiece if the center of the workpiece is greatly deviated from the center of the camera view. Even with a flat work, even if it is deviated from the center of the camera field of view, the influence is relatively small. However, with a high-height work, the image data is greatly distorted and may look completely different. Image processing can be corrected to some extent, but with such distorted image data, it takes time to recognize the workpiece with high accuracy.

上記の特許文献1〜3の技術は、いずれも上記のような課題を解消するものではない。特許文献1の技術では、複数回撮像し、必要に応じて複数回繰り返してミスを排除するため、より精度の良い認識方法と、より短時間で処理されることが望まれる。特許文献2の技術は、ワークの位置認識、位相認識を行うものでない。特許文献3では、判定結果に基づいてワークの把持を行うものではない。   None of the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 solve the above-described problems. In the technique of Patent Document 1, it is desired that a more accurate recognition method and processing be performed in a shorter time in order to eliminate a mistake by performing imaging a plurality of times and repeating a plurality of times as necessary. The technique of Patent Document 2 does not perform workpiece position recognition or phase recognition. In Patent Document 3, the workpiece is not gripped based on the determination result.

すなわち、画像により位置認識、位相認識、異種判別を精度良く判定し、判定結果に基づいたワークの正しいを把持を行う技術は、いまだ提案されていない。また、トレードオフの関係にある認識精度と処理時間を、ワークに応じたユーザの要望に合わせて選択できるモードもない。   That is, a technique for accurately determining position recognition, phase recognition, and heterogeneous discrimination based on an image and gripping a workpiece correctly based on the determination result has not yet been proposed. In addition, there is no mode in which recognition accuracy and processing time that are in a trade-off relationship can be selected according to the user's request according to the work.

この発明の目的は、ワーク供給台上のワークの回転位相の認識が行えて、チャックによりワークを正しい回転位相で把持することのできる搬送装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ワーク供給台上のワークの中心位置と回転位相の精度の良い認識が迅速に行えて、ワークを正しく把持することのできる搬送装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、ワークを近い位置で撮像できて、ワークの中心位置と回転位相の認識をより精度良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、画像処理時間を短縮しながら、精度の良い回転位相の認識を可能とすることである。
この発明さらに他の目的は、チャックによるワークの把持を、ワークの種類や、そのワーク種類による適切な把持位置に応じて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、ワーク供給台上のワークの中心位置と回転位相につき、精度の良い認識が迅速に行えて、ワークを正しく把持することができ、精度の良い加工を迅速に行える加工システムを提供することである。
An object of the present invention is to provide a transfer device that can recognize the rotation phase of a workpiece on a workpiece supply table and can grip the workpiece with a correct rotation phase by a chuck.
Another object of the present invention is to provide a transfer device that can quickly recognize the center position and rotation phase of the workpiece on the workpiece supply table with good accuracy and can correctly grip the workpiece.
Still another object of the present invention is to image a workpiece at a close position so that the center position and rotation phase of the workpiece can be recognized more accurately.
Still another object of the present invention is to enable accurate recognition of a rotational phase while shortening the image processing time.
Still another object of the present invention is to enable a workpiece to be gripped by a chuck according to the type of workpiece and an appropriate gripping position depending on the workpiece type.
Still another object of the present invention is to accurately recognize the center position and rotation phase of the workpiece on the workpiece supply table, to quickly grasp the workpiece, and to perform accurate machining quickly. It is to provide a processing system.

この発明における第1の搬送装置(2)は、ガイドレール(11)とローダ(12)とを備え、前記ローダ(12)は、前記ガイドレール(11)に沿って走行する走行体(13)と、この走行体(13)に昇降可能に設置されたロッド状の昇降体(15)と、この昇降体(15)の下端に設けられたローダヘッド(16)と、このローダヘッド(16)に設けられて下向き姿勢が可能でありワーク(W)を把持するチャック(19)と、このチャック(19)で保持したワーク(W)を工作機械(1)のワーク保持部(6)に対して搬入する搬送装置(2)であって、
前記ローダヘッド(16)を前記昇降体(15)の昇降方向の軸心回りに回転させる回転位相変更機構(17)を設けると共に、前記ローダ(12)に前記チャック(19)の下方を撮像するカメラ(23)を設け、このカメラ(23)により撮像を行わせて撮像結果に応じてローダ(12)を制御する撮像・ローダ制御手段(33)を設ける。
前記回転位相変更機構(17)は前記ロッド状の昇降体(15)の上部に設けられた駆動源(17a)とその駆動を前記ローダヘッド(16)に伝達する伝達機構(17b)とでなる。
前記撮像・ローダ制御手段(33)は、前記カメラに前記ワーク供給台(3)上のワーク(W)を撮像させる撮像処理と、この撮像処理で得た画像データからワーク(W)の定められた基準位置回りの回転位相を認識する認識処理と、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構(17)によりローダヘッド(16)と共にチャック(19)の回転位相を修正する調整処理とを行う機能を有する。前記ワーク(W)の基準位置は、ワーク(W)の種類毎に任意に定めれば良いが、例えば、ワーク(W)の平面図形の図心や、把持すべき部分の中心、特定の辺の中心、特定の角部等とされる。
A first transport device (2) according to the present invention includes a guide rail (11) and a loader (12), and the loader (12) travels along the guide rail (11). A rod-like lifting body (15) installed on the traveling body (13) so as to be lifted and lowered, a loader head (16) provided at the lower end of the lifting body (15), and the loader head (16) The chuck (19) which is provided on the chuck and can hold the workpiece (W) and holds the workpiece (W) held by the chuck (19) with respect to the workpiece holder (6) of the machine tool (1). A transfer device (2) for carrying in
A rotation phase changing mechanism (17) for rotating the loader head (16) about the axis of the lifting / lowering body (15) is provided, and the loader (12) is imaged below the chuck (19). A camera (23) is provided, and an imaging / loader control means (33) for controlling the loader (12) according to the imaging result by performing imaging with the camera (23) is provided.
The rotational phase changing mechanism (17) is out with transmission mechanism for transmitting the upper and Dogen (17a) drive provided on the drive of said rod-like lifting member (15) to the loader head (16) (17b) Become.
The imaging / loader control means (33) determines the workpiece (W) from the imaging process for causing the camera to image the workpiece (W) on the workpiece supply table (3) and the image data obtained by the imaging process. Recognition processing for recognizing the rotation phase around the reference position, and adjustment processing for correcting the rotation phase of the chuck (19) together with the loader head (16) by the rotation phase change mechanism (17) according to the recognized rotation phase. It has the function to perform. The reference position of the workpiece (W) may be arbitrarily determined for each type of workpiece (W). For example, the centroid of the plane figure of the workpiece (W), the center of the portion to be gripped, a specific side The center, specific corners, etc.

この構成によると、撮像・ローダ制御手段(33)の制御により、前記カメラ(23)に前記ワーク供給台(3)上のワーク(W)を撮像させる。この撮像処理で得た画像データからワーク(W)の基準位置回りの回転位相を認識する。このように認識された回転位相に応じて、回転位相変更機構(17)により、ローダヘッド(16)と共にチャック(19)の回転位相を修正する。これにより、正しい回転位相でワーク(W)をチャック(19)により把持することができる。このようにして、ワーク供給台(3)上のワーク(W)の回転位相の認識が行え、ワーク(W)を正しい回転位相で把持することができる。   According to this configuration, the camera (23) causes the work (W) on the work supply table (3) to be imaged under the control of the imaging / loader control means (33). The rotational phase around the reference position of the workpiece (W) is recognized from the image data obtained by this imaging process. The rotational phase of the chuck (19) is corrected together with the loader head (16) by the rotational phase changing mechanism (17) according to the recognized rotational phase. Thereby, a workpiece | work (W) can be hold | gripped with a chuck | zipper (19) with a correct rotational phase. In this way, the rotational phase of the workpiece (W) on the workpiece supply table (3) can be recognized, and the workpiece (W) can be gripped at the correct rotational phase.

この発明における第2の搬送装置(2)は、ガイドレール(11)とローダ(12)とを備え、前記ローダ(12)は、前記ガイドレール(11)に沿って走行する走行体(13)と、この走行体(13)に昇降可能に設置された昇降体(15)と、この昇降体(15)の下端に設けられたローダヘッド(16)と、このローダヘッド(16)に設けられて下向き姿勢が可能でありワーク(W)を把持するチャック(19)と、このチャック(19)で保持したワーク(W)を工作機械(1)のワーク保持部(6)に対して搬入する搬送装置(2)であって、
前記ローダヘッド(16)を前記昇降体(15)の昇降方向の軸心回りに回転させる回転位相変更機構(17)を設けると共に、前記ローダ(12)に前記チャック(19)の下方を撮像するカメラ(23)を設け、このカメラ(23)により撮像を行わせて撮像結果に応じてローダ(12)を制御する撮像・ローダ制御手段(33)を設ける。
この撮像・ローダ制御手段(33)は、定められたローダ(12)の位置で、前記カメラ(23)にワーク供給台(3)上のワーク(W)を撮像させる第1回撮像処理と、この第1回撮像処理で得た画像データから少なくともワーク(W)の基準位置(Wo )を認識する第1回認識処理と、この認識されたワーク(W)の基準位置(Wo )にカメラ視野の中心が位置するように前記ローダ(12)の位置を調整させる第1回調整処理と、この調整された位置で前記カメラに前記ワーク供給台(3)上のワーク(W)を再度撮像させる第2回撮像処理と、この第2回撮像処理で得た画像データからワーク(W)の基準位置回りの回転位相を認識する第2回認識処理と、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構(17)によりローダヘッド(16)と共にチャック(19)の回転位相を修正する第2回調整処理とを行う機能を有する。
The second transport device (2) according to the present invention includes a guide rail (11) and a loader (12), and the loader (12) travels along the guide rail (11). A lifting body (15) installed on the traveling body (13) so as to be movable up and down, a loader head (16) provided at a lower end of the lifting body (15), and a loader head (16). The chuck (19) that holds the workpiece (W) and the workpiece (W) held by the chuck (19) is carried into the workpiece holder (6) of the machine tool (1). A conveying device (2),
A rotation phase changing mechanism (17) for rotating the loader head (16) about the axis of the lifting / lowering body (15) is provided, and the loader (12) is imaged below the chuck (19). A camera (23) is provided, and an imaging / loader control means (33) for controlling the loader (12) according to the imaging result by performing imaging with the camera (23) is provided.
The imaging / loader control means (33) includes a first imaging process for causing the camera (23) to image the workpiece (W) on the workpiece supply table (3) at a predetermined position of the loader (12); The first recognition process for recognizing at least the reference position (Wo) of the workpiece (W) from the image data obtained by the first imaging process, and the camera field of view at the recognized reference position (Wo) of the workpiece (W). A first adjustment process for adjusting the position of the loader (12) so that the center of the workpiece is positioned, and causing the camera to image the workpiece (W) on the workpiece supply table (3) again at the adjusted position. The second imaging process, the second recognition process for recognizing the rotation phase around the reference position of the workpiece (W) from the image data obtained by the second imaging process, and the above-mentioned according to the recognized rotation phase Rotation phase change mechanism (17) It has a function of performing the second adjustment process for correcting the rotational phase of the chuck (19) together with the head (16).

この構成によると、撮像・ローダ制御手段(33)の制御により、定められたローダ(12)の位置で、ローダ(12)に取付けられたカメラ(23)により、ワーク供給台(3)上のワーク(W)を撮像させる。この第1回撮像処理で得た画像データから、少なくともワーク(W)の基準位置(Wo )を認識する。ワーク(W)の基準位置(Wo )の認識は、簡単な画像処理で行えるため、短時間で済む。ついで、この第1回認識処理で認識されたワーク(W)の基準位置(Wo )にカメラ視野の中心が位置するように前記ローダ(12)の位置を調整させる。この調整された位置で前記カメラ(23)に前記ワーク供給台(3)上のワーク(W)を再度撮像させる。この第2回撮像処理で得た画像データからワーク(W)の基準位置回りの回転位相を認識する。回転位相の認識は、ワーク位置にばらつきがあると、精度良く行うには多大な処理時間が必要となる。しかし、第2回撮像処理では、ワーク(W)の基準位置(Wo )にカメラ視野の中心が概ね位置するため、比較的簡単な画像処理で、回転位相を精度良く求めることができ、処理時間が短時間で済む。現在、搬送装置に実用化が可能なパソコン等のコンピュータ等の演算処理手段の処理能力では、上記のように2回の撮像を行い、その間にローダの位置を調整する過程を含んでも、ワーク基準位置とカメラ視野の中心が不一致の状態で行う1回の撮像結果から回転位相を演算する場合に比べて、短時間で精度良く回転位相を演算することができる。このように認識された回転位相に応じて、回転位相変更機構(17)により、ローダヘッド(16)と共にチャック(19)の回転位相を修正する。これにより、正しい回転位相でワーク(W)をチャック(19)により把持することができる。このようにして、ワーク供給台(3)上のワーク(W)の基準位置(Wo )と回転位相の精度の良い認識が迅速に行え、ワーク(W)を正しく把持することができる。なお、第2回撮像処理においても、位置認識を行っても良い。これにより、第1回撮像処理よりも、さらに精度良く、ワーク(W)の中心等の基準位置(Wo )を得ることができる。
なお、第1回認識処理部(42)および第2回認識処理部(43)における位置の認識は、ワーク(W)の中心位置が望ましいが、中心位置そのものでなくても良い。基準とする位置を認識し、回転位相も合わせて認識させ、これらの結果に基づいてワーク(W)の中心を求めることもできる。
According to this configuration, under the control of the imaging / loader control means (33), the camera (23) attached to the loader (12) is positioned on the work supply table (3) at the position of the predetermined loader (12). The work (W) is imaged. At least the reference position (Wo) of the work (W) is recognized from the image data obtained by the first imaging process. Since the recognition of the reference position (Wo) of the workpiece (W) can be performed by simple image processing, it takes a short time. Next, the position of the loader (12) is adjusted so that the center of the camera field of view is positioned at the reference position (Wo) of the workpiece (W) recognized in the first recognition process. At this adjusted position, the camera (23) causes the work (W) on the work supply table (3) to be imaged again. The rotational phase around the reference position of the workpiece (W) is recognized from the image data obtained by the second imaging process. The recognition of the rotational phase requires a large amount of processing time to be performed accurately if the workpiece position varies. However, in the second imaging process, since the center of the camera field of view is generally located at the reference position (Wo) of the work (W), the rotational phase can be obtained with high accuracy by relatively simple image processing, and the processing time Can be done in a short time. At present, the processing capability of an arithmetic processing means such as a computer such as a personal computer that can be put into practical use in the transport device includes the process of performing the imaging twice as described above and adjusting the position of the loader during that time. Compared with the case where the rotational phase is calculated from a single imaging result performed in a state where the position and the center of the camera visual field do not match, the rotational phase can be calculated with high accuracy in a short time. The rotational phase of the chuck (19) is corrected together with the loader head (16) by the rotational phase changing mechanism (17) according to the recognized rotational phase. Thereby, a workpiece | work (W) can be hold | gripped with a chuck | zipper (19) with a correct rotational phase. In this way, accurate recognition of the reference position (Wo) and rotation phase of the workpiece (W) on the workpiece supply table (3) can be performed quickly, and the workpiece (W) can be gripped correctly. Note that position recognition may also be performed in the second imaging process. Thereby, the reference position (Wo) such as the center of the work (W) can be obtained with higher accuracy than the first imaging process.
The position recognition in the first recognition processing unit (42) and the second recognition processing unit (43) is preferably the center position of the workpiece (W), but it may not be the center position itself. The center position of the workpiece (W) can also be obtained based on these results by recognizing the reference position and recognizing the rotational phase.

前記カメラ(23)は前記ローダヘッド(16)に取付けるのが良い。ローダ(12)の走行体(13)にカメラ(23)を取付けても良いが、その場合、ワーク(W)からカメラ(23)の位置が遠く、ワーク(W)の画像を精度良く得ることが難しい。チャック(19)を装備したローダヘッド(16)にカメラ(23)があると、ワーク(W)の直上でワーク(W)を撮像することができ、精度の良い撮像が行え、それだけ画像処理も簡単な処理で精度良く行うことができる。すなわち、斜めの位置から撮像すると、歪みが生じるため、補正を行う必要があり、精度が悪くなるが、真上であると歪みが生じず、精度の良い撮像が行える。   The camera (23) is preferably attached to the loader head (16). The camera (23) may be attached to the traveling body (13) of the loader (12). In that case, the position of the camera (23) is far from the work (W), and an image of the work (W) can be obtained with high accuracy. Is difficult. If the loader head (16) equipped with the chuck (19) is equipped with a camera (23), the workpiece (W) can be imaged immediately above the workpiece (W), and accurate imaging can be performed. A simple process can be performed with high accuracy. That is, if an image is taken from an oblique position, distortion occurs, so that correction is necessary and accuracy is deteriorated. However, if the image is directly above, distortion does not occur, and accurate imaging can be performed.

前記撮像・ローダ制御手段(33)は、ワーク(W)の種類毎に、定められた項目の情報を登録したマスタ登録手段(40)を有し、前記撮像・ローダ制御手段(33)は、前記第1回認識処理において、前記ワーク(W)の基準位置(Wo )の認識に加えて、ワーク(W)の種類を、前記マスタ登録手段(40)に登録されたワーク種類の中のいずれであるかを判別する処理と、判別されたワーク(W)の種類に応じて、第2回撮像処理を行うときの撮像条件の決定の処理、および第2回認識処理を行うときの認識条件の決定の処理の両方またはいずれか片方の処理を行うようにしても良い。
ワーク(W)の種類を登録しておき、その中のいずれのワーク(W)であるかを判別できれば、ワーク(W)の種類による寸法の大小や特徴部分等に応じて、第2回撮像処理を行うときの撮像条件の決定や、第2回認識処理を行うときの認識条件の決定の処理を行うことができる。認識条件として、探索領域を適切に定めることで、画像データとして不要なデータを省き、必要なデータをできるだけ多く得ることができる。そのため、演算に時間の係る第2回認識処理における回転位相の演算を、できるだけ短時間で精度良く行うことができる。前記撮像条件としては、カメラ視野移動のための情報や、カメラが倍率調整機構を有する場合の倍率などが挙げられる。
The imaging / loader control means (33) includes master registration means (40) for registering information on predetermined items for each type of work (W), and the imaging / loader control means (33) In the first recognition process, in addition to the recognition of the reference position (Wo) of the workpiece (W), the type of the workpiece (W) is selected from any of the workpiece types registered in the master registration means (40). , A process for determining an imaging condition when performing the second imaging process, and a recognition condition when performing the second recognition process according to the type of the determined workpiece (W) Either or both of the determination processes may be performed.
If the type of the workpiece (W) is registered and it can be determined which of the workpieces (W), the second imaging is performed according to the size of the workpiece (W), the size of the feature, or the like. It is possible to determine the imaging condition when performing the process and the process of determining the recognition condition when performing the second recognition process. By appropriately determining the search area as a recognition condition, unnecessary data can be omitted as image data, and as much necessary data as possible can be obtained. Therefore, the calculation of the rotation phase in the second recognition process that takes time for the calculation can be performed with a high accuracy in the shortest possible time. Examples of the imaging conditions include information for moving the camera field of view, and magnification when the camera has a magnification adjustment mechanism.

前記マスタ登録手段(40)に、ワークの種類毎に、第2回認識処理を行うときの探索領域を決める情報と、前記チャック(19)でワーク(W)を把持するときのワーク(W)における把持位置を決めた情報とが登録され、前記撮像・ローダ制御手段(33)は、前記第1回認識処理で判別されたワーク(W)の種類に応じて、マスタ登録手段(40)に登録された情報を用い、第2回認識処理を行うときの探索領域を決め、かつ前記チャック(9)でワーク(W)を把持するときのワーク(W)における把持位置を決めるようにしても良い。
ワーク(W)の種類が分かれば、適切な探索領域を決めることができ、適切な探索領域を決めることで、効率良く回転位相を計算することができる。また、ワーク(W)の種類に応じて、ワーク(W)における把持位置を定めておくことで、ワーク(W)の適切な把持が行える。
また、マスタ登録手段(40)に、ワーク(W)の種類毎に、第2回撮像処理を行うときのカメラ視野を決める情報と、前記チャック(19)でワーク(W)を把持するときのワーク(W)における把持位置(Wa)を定めた情報と、第2回認識処理で認識された回転位相と前記把持位置を定めた情報とによって前記回転位相変更機構により前記回転位相を修正するときの回転角度とを登録しておけば、各処理を簡単に精度良く行うことができる。特に、チャック(19)によるワークの把持を、ワーク(W)の種類や、そのワーク種類による適切な把持位置に応じて行える。
ワーク(W)に位相のずれがある場合、必ずしもそのずれ分だけ調整することが、ワーク(W)の把持に適切になるとは限らず、例えば55°位相のずれがある場合に、10°位相を変えるだけでワーク把持位置(Wa)が適切となる場合がある。このような場合、マスタ登録手段(40)に上記のように認識された回転位相と把持位置を定めた情報とによって回転位相を修正するときの回転角度とを登録しておけば、適切な回転位相に簡単な処理で調整することが出来る。
In the master registration means (40), information for determining a search area for performing the second recognition process for each type of work, and a work (W) when the work (W) is gripped by the chuck (19). The information for determining the grip position is registered, and the imaging / loader control means (33) stores the information in the master registration means (40) according to the type of the workpiece (W) determined in the first recognition process. Using the registered information, a search area for performing the second recognition process is determined, and a gripping position on the workpiece (W) when the chuck (9) grips the workpiece (W) may be determined. good.
If the type of the workpiece (W) is known, an appropriate search area can be determined, and the rotation phase can be calculated efficiently by determining the appropriate search area. Further, by appropriately determining the gripping position of the workpiece (W) according to the type of the workpiece (W), the workpiece (W) can be appropriately gripped.
Further, the master registration means (40) stores information for determining the camera field of view when performing the second imaging process for each type of work (W), and when the work (W) is gripped by the chuck (19). When the rotational phase is corrected by the rotational phase changing mechanism based on information defining the gripping position (Wa) in the workpiece (W), the rotational phase recognized in the second recognition process, and the information defining the gripping position. If the rotation angle is registered, each process can be performed easily and accurately. In particular, gripping of the workpiece by the chuck (19) can be performed according to the type of the workpiece (W) and an appropriate gripping position depending on the type of workpiece.
When there is a phase shift in the workpiece (W), it is not always appropriate to adjust the shift amount. For example, when there is a 55 ° phase shift, a 10 ° phase shift is necessary. There are cases where the workpiece gripping position (Wa) becomes appropriate simply by changing the angle. In such a case, if the rotation phase for correcting the rotation phase based on the rotation phase recognized as described above and the information defining the gripping position is registered in the master registration means (40), an appropriate rotation can be obtained. The phase can be adjusted with simple processing.

この発明の加工システムは、この発明の上記いずれかの構成の搬送装置(2)と、工作機械(1)と、ワーク供給台(3)とを備える。
この構成の加工システムによると、この発明の搬送装置(2)の持つ上記の各作用,効果により、ワーク供給台(3)上のワーク(W)の基準位置(Wo )と回転位相の精度の良い認識が迅速に行えて、ワーク(W)を正しく把持することができ、精度の良い加工を迅速に行うことができる。
The processing system of this invention is provided with the conveyance apparatus (2) of one of the said structures of this invention, a machine tool (1), and a workpiece supply stand (3).
According to the machining system having this configuration, the accuracy of the reference position (Wo) of the workpiece (W) on the workpiece supply table (3) and the rotational phase accuracy can be achieved by the above-described functions and effects of the transfer device (2) of the present invention. Good recognition can be performed quickly, the workpiece (W) can be gripped correctly, and accurate machining can be performed quickly.

この発明における第1の搬送装置は、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ロッド状の昇降体と、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下向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、このチャックで保持したワークを工作機械のワーク保持部に対して搬入する搬送装置であって、前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りに回転させる回転位相変更機構を設けると共に、前記ローダに前記チャックの下方を撮像するカメラを設け、このカメラにより撮像を行わせて撮像結果に応じてローダを制御する撮像・ローダ制御手段を設け、前記回転位相変更機構は前記ロッド状の昇降体の上部に設けられた駆動源とその駆動を前記ローダヘッドに伝達する伝達機構とでなり、前記撮像・ローダ制御手段は、前記カメラに前記ワーク供給台上のワークを撮像させる撮像処理と、この撮像処理で得た画像データからワークの定められた基準位置回りの回転位相を認識する認識処理と、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構によりローダヘッドと共にチャックの回転位相を修正する調整処理とを行う機能を有するため、ワーク供給台上部に、同じ位相に整えられておらず、任意の回転位相で置かれていたとしても、ワークの回転位相の認識が行えて、ワークを正しい回転位相で把持することができる。 A first transport device according to the present invention includes a guide rail and a loader, the loader traveling along the guide rail, and a rod-shaped lifting body installed on the traveling body so as to be movable up and down. , A loader head provided at the lower end of the lifting body, a chuck provided on the loader head that is capable of a downward posture and grips the work, and the work held by the chuck with respect to the work holding part of the machine tool A carrying device for carrying in, wherein the loader head is provided with a rotation phase changing mechanism for rotating the loader head around an axis in the raising / lowering direction of the elevating body, and a camera for imaging the lower side of the chuck is provided on the loader. An imaging / loader control means is provided for controlling the loader according to the imaging result by performing imaging, and the rotational phase changing mechanism is provided above the rod-shaped lifting body. Vignetting was driving Dogen and its driving becomes in a transmission mechanism for transmitting the loader head, wherein the imaging loader control means includes: an imaging processing to image the workpiece on the work supply base to the camera, the imaging process Recognition processing for recognizing the rotational phase around the reference position of the workpiece determined from the image data obtained in step 1, and adjustment for correcting the rotational phase of the chuck together with the loader head by the rotational phase change mechanism according to the recognized rotational phase Because it has a function to perform processing, the workpiece rotation phase can be recognized and the workpiece can be rotated correctly even if it is placed at an arbitrary rotation phase, even if it is not adjusted to the same phase on the workpiece supply table. It can be gripped in phase.

この発明における第2の搬送装置は、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下向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、このチャックで保持したワークを工作機械のワーク保持部に対して搬入する搬送装置であって、前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りに回転させる回転位相変更機構を設けると共に、前記ローダに前記チャックの下方を撮像するカメラを設け、このカメラにより撮像を行わせて撮像結果に応じてローダを制御する撮像・ローダ制御手段とを設け、この撮像・ローダ制御手段は、定められたローダの位置で、前記カメラにワーク供給台上のワークを撮像させる第1回撮像処理と、この第1回撮像処理で得た画像データから少なくともワークの基準位置を認識する第1回認識処理と、この認識されたワークの基準位置にカメラ視野の中心が位置するように前記ローダの位置を調整させる第1回調整処理と、この調整された位置で前記カメラに前記ワーク供給台上のワークを再度撮像させる第2回撮像処理と、この第2回撮像処理で得た画像データからワークの基準位置回りの回転位相を認識する第2回認識処理と、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構によりローダヘッドと共にチャックの回転位相を修正する第2回調整処理とを行う機能を有するため、ワーク供給台上に、同じ位置、同じ位相に整えられておらず、任意の位置に置かれて搬入されたとしても、ワークの基準位置と回転位相の精度の良い認識が迅速に行えて、ワークを正しく把持することができる。
前記カメラを前記ローダヘッドに取付けた場合は、ワークを近い位置で撮像でき、さらに真上から撮像できて、ワークの基準位置と回転位相の認識をより精度良く行える。
A second transport device according to the present invention includes a guide rail and a loader. The loader travels along the guide rail, a lifting body installed on the traveling body so as to be lifted and lowered, and the lifting and lowering body. A loader head provided at the lower end of the body, a chuck provided on the loader head and capable of a downward posture and gripping the workpiece, and a conveyance for carrying the workpiece held by the chuck into the workpiece holding portion of the machine tool A rotation phase changing mechanism for rotating the loader head about an axis in the lifting direction of the lifting body, and a camera for imaging the lower side of the chuck is provided on the loader, and imaging is performed by this camera. And an image pickup / loader control means for controlling the loader according to the image pickup result, and the image pickup / loader control means is arranged at a predetermined loader position. A first imaging process for causing the camera to image the workpiece on the workpiece supply table; a first recognition process for recognizing at least a reference position of the workpiece from the image data obtained by the first imaging process; and the recognized workpiece First adjustment processing for adjusting the position of the loader so that the center of the camera field of view is positioned at the reference position, and second time for causing the camera to image the workpiece on the workpiece supply table again at the adjusted position. An imaging process, a second recognition process for recognizing the rotational phase around the reference position of the workpiece from the image data obtained by the second imaging process, and a loader by the rotational phase change mechanism according to the recognized rotational phase. Since it has the function of performing the second adjustment process that corrects the rotation phase of the chuck together with the head, it is not adjusted to the same position and the same phase on the work supply table, but is placed at an arbitrary position. Even carried-in, accurate recognition of the rotational phase between the reference position of the workpiece is rapidly performed, it is possible to grip the workpiece correctly.
When the camera is attached to the loader head, the workpiece can be imaged at a close position and further from directly above, and the workpiece reference position and rotational phase can be recognized with higher accuracy.

前記撮像・ローダ制御手段は、ワークの種類毎に、定められた項目についての情報を登録したマスタ登録手段を有し、前記撮像・ローダ制御手段は、前記第1回認識処理において、前記ワークの前記基準位置の認識に加えて、ワークの種類を、前記マスタ登録手段に登録されたワーク種類の中のいずれであるかを判別する処理と、判別されたワークの種類に応じて、マスタ登録手段に登録された情報を用い、第2回撮像処理を行うときの撮像条件の決定の処理、および第2回認識処理を行うときの認識条件の決定の処理の両方またはいずれか片方を行う場合は、ワーク毎に適切な撮像を行うことができ、画像処理時間を短縮しても、精度の良い回転位相の認識が可能となる。 The imaging / loader control means includes master registration means for registering information on a predetermined item for each type of workpiece, and the imaging / loader control means is configured to detect the workpiece in the first recognition process. In addition to the recognition of the reference position, a process for determining which type of workpiece is one of the types of workpieces registered in the master registration unit, and a master registration unit according to the determined type of workpiece In the case of performing either or both of the imaging condition determination process when performing the second imaging process and the recognition condition determination process when performing the second recognition process using the information registered in , it is possible to perform appropriate imaging for each workpiece, between the time of image processing also shortened, it is possible to recognize the accurate rotational phase.

前記マスタ登録手段に、ワークの種類毎に、第2回認識処理を行うときの探索領域を決める情報と、前記チャックでワークを把持するときのワークにおける把持位置を決めた情報とが登録され、前記撮像・ローダ制御手段は、前記第1回認識処理で判別されたワークの種類に応じて、マスタ登録手段に登録された情報を用い、第2回認識処理を行うときの探索領域を決め、かつ前記チャックでワークを把持するときのワークにおける把持位置を決めるようにした場合は、異なるワークが供給されたとしても、チャックによるワークの把持を、ワークの種類や、そのワーク種類による適切な把持位置に応じて行える。   Information for determining a search area when performing the second recognition process and information for determining a gripping position in the workpiece when gripping the workpiece with the chuck are registered in the master registration unit for each type of workpiece, The imaging / loader control means determines the search area when performing the second recognition process using the information registered in the master registration means according to the type of work determined in the first recognition process, In addition, when the gripping position of the workpiece is determined when gripping the workpiece with the chuck, even if a different workpiece is supplied, the workpiece can be gripped by the chuck and the proper gripping by the workpiece type and the workpiece type can be performed. It can be done according to the position.

この発明の加工システムは、この発明の上記いずれかの構成の搬送装置と、工作機械と、ワーク供給台とを備えるため、ワーク供給台上に、同じ位置、同じ位相、同じワーク種類、表裏が整えられておらず、任意の位置に置かれて搬入されたり、異なるワークが供給されたとしても、ワークの基準位置と回転位相の精度の良い認識が迅速に行えて、ワークを正しく把持することができ、精度の良い加工を迅速に行うことができる。   Since the processing system of the present invention includes the transport device having any one of the above configurations of the present invention, a machine tool, and a work supply table, the same position, the same phase, the same work type, and the front and back are on the work supply table. Even if it is not arranged and is carried in at an arbitrary position or a different workpiece is supplied, accurate recognition of the workpiece reference position and rotation phase can be performed quickly, and the workpiece can be gripped correctly. And high-precision processing can be performed quickly.

この発明の一実施形態に係る搬送装置を含む加工システムの一部の正面図とその制御系の概念構成のブロック図とを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the one part front view of the processing system containing the conveying apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and the block diagram of the conceptual structure of the control system. (A)はその制御系の概略のブロック図、(B)は照明具の配置を示す平面図である。(A) is a schematic block diagram of the control system, and (B) is a plan view showing the arrangement of the lighting fixtures. 搬送装置における撮像・ローダ制御手段の主な処理の流れ図である。It is a flowchart of the main processes of the imaging / loader control means in the transport device. 同加工システムの平面図である。It is a top view of the processing system. 同加工システムの正面図である。It is a front view of the processing system. 同搬送装置のローダヘッドの拡大正面図および拡大下面図である。It is the enlarged front view and enlarged bottom view of the loader head of the conveyance apparatus. 同搬送装置のローダヘッドと主軸との関係を示す側面図ある。It is a side view which shows the relationship between the loader head and the main axis | shaft of the same conveying apparatus. 同搬送装置のワークを把持する動作の説明図である。It is explanatory drawing of the operation | movement which hold | grips the workpiece | work of the conveying apparatus. 同搬送装置におけるカメラ視野とワークの関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the camera visual field and a workpiece | work in the same conveying apparatus. 同搬送装置で搬送するワークの一例の平面図および正面図である。It is the top view and front view of an example of the workpiece | work conveyed with the conveyance apparatus. 同搬送装置におけるワーク把持時の位相変更の説明図である。It is explanatory drawing of the phase change at the time of the workpiece | work holding | grip in the same conveying apparatus. 同搬送装置のマスタ登録手段に登録する各ワークの平面図および正面図である。It is the top view and front view of each workpiece | work registered into the master registration means of the conveyance apparatus. 同搬送装置のワーク把持動作のタイムチャートである。It is a time chart of the workpiece | work holding | grip operation | movement of the conveying apparatus. 同搬送装置のマスタ登録処理のタイムチャートである。It is a time chart of the master registration process of the conveyance apparatus. 同搬送装置の校正処理のタイムチャートである。It is a time chart of the calibration process of the conveyance apparatus.

この発明の一実施形態を図1ないし図15と共に説明する。図1に概念構成を示すように、この加工システムは、工作機械1と、搬送装置2と、素材となるワークWのワーク供給台3と、ワーク搬出台4と、前記工作機械1および搬送装置2を制御する制御装置5とで構成される。なお、搬送装置2は、搬送装置本体21Aと前記制御装置5とで主に構成され、さらにカメラ23と画像処理装置25とが設けられている。 Illustrating an embodiment of the present invention in FIG. 1 to FIG 5 and co. As shown in the conceptual configuration in FIG. 1, the machining system includes a machine tool 1, a transfer device 2, a workpiece supply table 3 for a workpiece W as a material, a workpiece carry-out table 4, the machine tool 1 and a transfer device. 2 and a control device 5 for controlling 2. The transport device 2 is mainly composed of a transport device main body 21A and the control device 5, and is further provided with a camera 23 and an image processing device 25.

図4,図5に示すように、工作機械1は平行2軸旋盤であり、ワーク保持部となる2本の主軸6,6が中央に設けられ、その両側に刃物台7,7が設けられている。また、中央の上部に、ワークWを表裏反転させる反転装置8が設けられている。
工作機械1の左右(X方向)の両側に、前記ワーク供給台3とワーク搬出台4とがそれぞれ設置されている。ワーク供給台3は、例えば、それぞれが複数または1個のワークWを載せるパレットまたは搬送治具となる可動台9を、上面で周回経路10に沿って可動台移動機構(図示せず)により移動させるワークフィーダ、またはコンベアである。可動台9は、複数のワークWを積層状態に載せるものであっても良く、また移動用の車輪(図示せず)を有している。周回経路10は、前後(Z方向)に長いトラック形状とされている。可動台移動機構は、例えば案内レールと駆動手段とで構成される。ワーク搬出台4は、例えば前後に搬送するコンベア等からなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the machine tool 1 is a parallel twin-axis lathe, two main shafts 6 and 6 that serve as work holding portions are provided in the center, and tool rests 7 and 7 are provided on both sides thereof. ing. In addition, a reversing device 8 for reversing the work W upside down is provided at the upper center.
The workpiece supply table 3 and the workpiece carry-out table 4 are respectively installed on both the left and right sides (X direction) of the machine tool 1. The workpiece supply table 3 moves, for example, a movable table 9 serving as a pallet or a transfer jig on each of which a plurality or one workpiece W is placed, along a circular path 10 on the upper surface by a movable table moving mechanism (not shown). It is a work feeder or a conveyor. The movable table 9 may be one in which a plurality of workpieces W are placed in a stacked state, and has moving wheels (not shown). Circular path 10 is long track shape in the longitudinal (Z-direction). The movable table moving mechanism is composed of, for example, a guide rail and driving means. The workpiece carry-out stand 4 is composed of, for example, a conveyer that conveys forward and backward.

搬送装置2は、制御系を除く部分である搬送装置本体2Aと、この搬送装置本体2Aを制御する制御手段とでなる。搬送装置本体2Aは、図示の例ではガントリローダ形式であり、工作機械1の上方に、ワーク供給台3およびワーク搬出台4の上方に渡って設けられたレール11と、このレール11上を走行するローダ12とでなる。   The transport apparatus 2 includes a transport apparatus body 2A that is a portion excluding the control system, and a control unit that controls the transport apparatus body 2A. In the example shown in the drawing, the transfer device main body 2A is of a gantry loader type. A rail 11 is provided above the machine tool 1 and above the workpiece supply table 3 and the workpiece carry-out table 4, and runs on the rail 11. The loader 12

図1に示すように、ローダ12は、レール11上を走行する走行体13に、前後方向に移動自在な前後移動台14を設置し、前後移動台14に、ロッド状の昇降体15を昇降自在に設置し、昇降体15の下端にローダヘッド16が設けられている。走行体13、前後移動台14、および昇降体15は、それぞれの駆動源(図示せず)により、走行、前後移動、および昇降の駆動が行われる。   As shown in FIG. 1, the loader 12 is provided with a front / rear moving table 14 that is movable in the front / rear direction on a traveling body 13 that travels on a rail 11, and a rod-shaped lifting / lowering body 15 is moved up and down on the front / rear moving table 14. The loader head 16 is provided at the lower end of the lifting body 15. The traveling body 13, the front / rear moving table 14, and the lifting / lowering body 15 are driven for traveling, front / rear movement, and lifting / lowering by respective drive sources (not shown).

ローダヘッド16は、昇降体15に設けられた回転位相変更機構17により、昇降体15の中心となる昇降方向の軸心O回りに、正逆に旋回して回転位相の変更が可能とされている。軸心Oは鉛直方向とされる。回転位相変更機構17は、モータ等の駆動源17aとその駆動の伝達機構17bとでなる。 The loader head 16, the rotational phase changing mechanism 17 kicked set to the lifting body 15, the axis O around the lifting direction as a center of the lifting body 15, is it possible to change the rotational phase pivoted forward and reverse ing. The axis O is in the vertical direction. The rotation phase changing mechanism 17 includes a driving source 17a such as a motor and a transmission mechanism 17b for driving the driving source 17a.

図6に拡大して示すように、ローダヘッド16には、スイベル式のチャック位置入替機構18が設けられている。ローダヘッド16には、スイベル用の旋回体18aが、前記鉛直方向の軸心Oに対して45°傾斜した傾斜軸心Qの回りに旋回自在に設置され、旋回駆動装置18bにより旋回駆動される。上記旋回体18の下面と正面とに、チャック19がそれぞれ設けられている。これら2個のチャック19,19は、旋回体18の旋回によって、互いの位置が入替え可能とされる。上記旋回体18aと旋回駆動装置18bとで、チャック位置入替機構18が構成される。   As shown in an enlarged view in FIG. 6, the loader head 16 is provided with a swivel chuck position replacement mechanism 18. In the loader head 16, a swivel swiveling body 18a is installed so as to be swivel around an inclined axis Q inclined by 45 ° with respect to the vertical axis O, and is swiveled by a swivel drive device 18b. . Chucks 19 are respectively provided on the lower surface and the front surface of the revolving body 18. The positions of the two chucks 19 and 19 can be interchanged by turning the turning body 18. The revolving body 18a and the revolving drive device 18b constitute a chuck position exchanging mechanism 18.

各チャック19は、チャック中心Pに対して放射方向(すなわち、チャック中心O回りの円の半径方向)に進退自在な複数のチャック爪20と、プッシャ21とを有している。図示の例では、チャック爪20は3個とされている。なお、チャック爪20は2個であっても、また4個以上であっても良い。各チャック19のチャック爪20は、各チャック19に設けられたチャック開閉駆動源22により互いに同期して前記放射方向に進退駆動される。なお、前記正面は、図7に示すように、工作機械1の主軸6に対向する方向であり、下向きのチャック19のチャック中心Pは、ローダヘッド16の回転中心となる前記軸心Oと一致する。プッシャ21は、ワークWの端面を押すプッシャプレート21aを、弾性的に進退自在とした機構である。プッシャプレート21aは、チャック爪20が移動しても干渉しない配置とされ、図6(B)のように、例えば3又のアーム状とされる。   Each chuck 19 has a plurality of chuck claws 20 that can advance and retreat in the radial direction with respect to the chuck center P (that is, the radial direction of the circle around the chuck center O), and a pusher 21. In the illustrated example, there are three chuck claws 20. The number of chuck claws 20 may be two, or four or more. The chuck claws 20 of each chuck 19 are driven to advance and retreat in the radial direction in synchronization with each other by a chuck opening / closing drive source 22 provided on each chuck 19. As shown in FIG. 7, the front surface is in a direction facing the main shaft 6 of the machine tool 1, and the chuck center P of the downward chuck 19 coincides with the axis O serving as the rotation center of the loader head 16. To do. The pusher 21 is a mechanism that allows the pusher plate 21a that presses the end face of the workpiece W to be moved forward and backward elastically. The pusher plate 21a is arranged so as not to interfere even if the chuck claw 20 moves, and has, for example, a three-arm shape as shown in FIG. 6B.

上記構成のローダヘッド16において、このローダヘッド16の本体部の側面に、カメラ23が下向きに設置されている。ワーク供給台3には、図2に示すように、撮像範囲を照明する照明具24が付設されている。照明具24は、例えば、ワークWを4方から取り囲むように、4本設置される。カメラ23は画像処理装置25に接続されている。画像処理装置25はモニタ26に接続されている。   In the loader head 16 having the above-described configuration, the camera 23 is installed downward on the side surface of the main body of the loader head 16. As shown in FIG. 2, the work supply base 3 is provided with an illumination tool 24 that illuminates the imaging range. For example, four illumination tools 24 are installed so as to surround the workpiece W from four directions. The camera 23 is connected to the image processing device 25. The image processing device 25 is connected to a monitor 26.

次に制御系を説明する。図2において、制御装置5は、搬送装置2の搬送装置本体2Aを制御する装置であり、コンピュータ式の数値制御装置であるNC装置31と、コンピュータ式のプログラマブルコントローラからなるローダ制御装置32とでなる。これらNC装置31とローダ制御装置32とは、同じコンピュータに設けられたものであっても、また別のコンピュータに設けられて互いにLAN(ローカルエリアネットワーク)等により接続されたものであっても良い。また制御装置5は、搬送装置本体2Aの他に、工作機械1(図1)制御する機能を持つものであっても良い。画像処理装置25およびカメラ23,照明具24は、制御装置5により制御される。   Next, the control system will be described. In FIG. 2, the control device 5 is a device that controls the transport device main body 2A of the transport device 2, and includes an NC device 31 that is a computer-type numerical control device and a loader control device 32 that includes a computer-type programmable controller. Become. The NC device 31 and the loader control device 32 may be provided in the same computer, or may be provided in different computers and connected to each other via a LAN (local area network) or the like. . Further, the control device 5 may have a function of controlling the machine tool 1 (FIG. 1) in addition to the transport device body 2A. The image processing device 25, the camera 23, and the illumination tool 24 are controlled by the control device 5.

図1において、制御装置5はコンピュータとこれに実行されるプログラム等からなり、各過程の制御を行うが、搬送装置本体2Aがワーク供給台3上のワークWを把持して主軸6へ渡す制御を行う機能達成手段として、制御装置5と画像処理装置25とで、撮像・ローダ制御手段33が構成されている。
撮像・ローダ制御手段33は、図3に流れ図で示す各処理を主に行う手段であるが、図1と共にその構成を機能達成手段毎に分けて説明すると、第1回撮像処理命令部34、第1回調整処理部35、第2回撮像処理命令部36、第2回調整処理部37、認識方法切替部38、マスター登録処理部39、マスタ登録手段40、および校正時処理部41を有している。マスタ登録手段40は、画像処理装置25に設けても良い。
画像処理装置25は、例えば独立したコンピュータとこれに実行されるプログラムとでなるが、第1回認識処理部42、第2回認識処理部43、登録時処理部44、および校正時処理部45を有している。
なお、図3の流れ図の各ステップS1〜S6に、そのステップの処理を行う手段となる図1の上記各部の符号を付した。これら各部34〜45は、次の機能を持つ。
認識方法切替部38、マスター登録処理部39、マスタ登録手段40、校正時処理部41、登録時処理部44、および校正時処理部45は、必ずしも設けなくても良い。
In FIG. 1, the control device 5 includes a computer and a program executed on the computer, and controls each process. The control device 2 </ b> A holds the workpiece W on the workpiece supply table 3 and passes it to the spindle 6. As the function achievement means for performing the above, the control device 5 and the image processing device 25 constitute an imaging / loader control means 33.
The imaging / loader control means 33 is a means for mainly performing each process shown in the flow chart of FIG. 3, and the configuration thereof will be described separately for each function achievement means together with FIG. First adjustment processing unit 35, second imaging processing command unit 36, second adjustment processing unit 37, recognition method switching unit 38, master registration processing unit 39, master registration means 40, and calibration time processing unit 41 are provided. doing. The master registration unit 40 may be provided in the image processing apparatus 25.
The image processing device 25 includes, for example, an independent computer and a program executed by the computer. The first recognition processing unit 42, the second recognition processing unit 43, the registration processing unit 44, and the calibration processing unit 45 are included. have.
In addition, each step S1-S6 of the flowchart of FIG. 3 was attached | subjected the code | symbol of each said part of FIG. 1 used as the means to perform the process of the step. Each of these units 34 to 45 has the following functions.
The recognition method switching unit 38, master registration processing unit 39, master registration means 40, calibration processing unit 41, registration processing unit 44, and calibration processing unit 45 are not necessarily provided.

第1回撮像処理命令部34は、定められたローダ12の位置で、カメラ23にワーク供給台3上のワークWを撮像させる。第1回認識処理部42は、第1回撮像処理で得た画像データから、少なくともワークWの基準位置(この例では中心軸Woの位置)を認識する。なお、ワーク(W)の基準位置は、ワーク(W)の種類毎に任意に定めれば良いが、例えば、把持すべき部分の中心、特定の辺の中心、特定の角部等とされる。第1回調整処理部35は、この認識されたワークWの基準位置(Wo)にカメラ視野の中心が位置するように、ローダ12の位置を調整させる。   The first imaging process command unit 34 causes the camera 23 to image the workpiece W on the workpiece supply table 3 at the determined position of the loader 12. The first recognition processing unit 42 recognizes at least the reference position of the workpiece W (in this example, the position of the central axis Wo) from the image data obtained by the first imaging process. The reference position of the workpiece (W) may be arbitrarily determined for each type of workpiece (W). For example, the center of the portion to be gripped, the center of a specific side, a specific corner, and the like are used. . The first adjustment processing unit 35 adjusts the position of the loader 12 so that the center of the camera field of view is positioned at the recognized reference position (Wo) of the workpiece W.

第2回撮像処理命令部34は、この調整された位置で、カメラ23にワーク供給台3上のワークWを再度撮像させる。第2回認識処理部43は、この第2回撮像処理で得た画像データからワークWの中心軸Wo回りの回転位相を認識する。第2回調整処理部35は、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構17により、ローダヘッド16と共にチャック19の回転位相を修正する。   The second imaging process command unit 34 causes the camera 23 to image the workpiece W on the workpiece supply table 3 again at the adjusted position. The second recognition processing unit 43 recognizes the rotational phase of the workpiece W around the central axis Wo from the image data obtained by the second imaging process. The second adjustment processing unit 35 corrects the rotational phase of the chuck 19 together with the loader head 16 by the rotational phase changing mechanism 17 in accordance with the recognized rotational phase.

なお、第1回撮像処理命令部34、第1回認識処理部42、第1回調整処理部35、第2回撮像処理命令部34、第2回認識処理部43、および第2回調整処理部35は、それぞれ図3の各ステップの処理を行う手段であり、前述のように、対応するステップに上記各部の符号を付した。   The first imaging processing command unit 34, the first recognition processing unit 42, the first adjustment processing unit 35, the second imaging processing command unit 34, the second recognition processing unit 43, and the second adjustment processing. Each unit 35 is a means for performing the processing of each step in FIG. 3, and, as described above, the corresponding step is given the reference numeral of each unit.

具体的に説明すると、図8(A)に示すように、ワーク供給台3上のワークWをローダ12で把持するとき、ローダ12は定められた位置に位置決めされ、その位置で、カメラ23に撮像させる(図3のステップS1)。上記の「定められた位置」は、望ましくは、ワーク供給台3において、ワークWが置かれる範囲の中心である。第1回認識処理部42は、この第1回撮像処理で得た画像データから、少なくともワークWの基準位置(中心軸Woの位置)を認識する(S2)。ワークWの基準位置(Wo)の認識は簡単な画像処理で行えるため、短時間で済む。同図の下部に、カメラ視野Rと、撮像されたワークWの画像Wgとの関係を示した。
第1回調整処理部35は、この第1回認識処理で認識されたワークWの基準位置(Wo)にカメラ視野の中心O23が位置するように、ローダ12の位置を調整させる。すなわち、ワーク基準位置(Wo)とカメラ視野中心O23との距離Lだけ、ローダ12を移動させる。図8では左右方向(X方向)にのみずれている場合を示し、その場合は走行体13を走行させるが、前後方向(Z方向)にもずれている場合は、前後移動台14を移動させる(S3)。
More specifically, as shown in FIG. 8A, when the loader 12 grips the workpiece W on the workpiece supply table 3, the loader 12 is positioned at a predetermined position. An image is taken (step S1 in FIG. 3). The “predetermined position” is preferably the center of a range where the workpiece W is placed on the workpiece supply table 3. The first recognition processing unit 42 recognizes at least the reference position (position of the central axis Wo) of the workpiece W from the image data obtained by the first imaging process (S2). Since the reference position (Wo) of the workpiece W can be recognized by simple image processing, it takes only a short time. The relationship between the camera visual field R and the imaged image Wg of the workpiece W is shown in the lower part of the figure.
The first adjustment processing unit 35 adjusts the position of the loader 12 so that the center O23 of the camera field of view is located at the reference position (Wo) of the workpiece W recognized in the first recognition process. That is, the loader 12 is moved by a distance L between the workpiece reference position (Wo) and the camera visual field center O23. FIG. 8 shows a case where the vehicle is shifted only in the left-right direction (X direction). In this case, the traveling body 13 is driven, but when it is also shifted in the front-rear direction (Z direction), the front-rear moving table 14 is moved. (S3).

この調整された位置で、カメラ23にワーク供給台3上のワークWを再度撮像させる(S4)。この第2回撮像処理で得た画像データからワークWの中心軸Wo回りの回転位相α(図11(A))を認識する(S5)。ワークWの平面形状が全体にわたって円形の場合は回転位相は関係しないが、非円形であると回転位相αが加工や把持に重要となる。この回転位相αは、任意に定められるワークWの基準姿勢に対する回転角度である。図11(A)の例では、同図に1点鎖線で示した姿勢が基準姿勢であり、ワークWは回転位相αだけ基準姿勢に対して回転している。
回転位相αの認識は、ワーク位置にばらつきがあると、精度良く行うには多大な処理時間が必要となる。しかし、第2回撮像処理では、ワークWの基準位置(Wo)にカメラ視野の中心O23が位置するため、比較的簡単な画像処理で、回転位相αを精度良く求めることができ、処理時間が短時間で済む。現在、コスト面を含めて搬送装置に実用化可能な程度の性能のコンピュータ等の演算処理手段の処理能力では、上記のように2回の撮像を行い、その間にローダ12の位置を調整する過程を含んでも、ワーク中心とカメラ視野の中心が不一致の状態で行う1回の撮像結果から回転位相を演算する場合に比べて、短時間で精度良く回転位相を演算することができる。
At this adjusted position, the camera 23 causes the workpiece W on the workpiece supply table 3 to be imaged again (S4). The rotational phase α around the central axis Wo of the workpiece W (FIG. 11A) is recognized from the image data obtained by the second imaging process (S5). When the planar shape of the workpiece W is circular throughout, the rotational phase is not related, but when it is non-circular, the rotational phase α is important for processing and gripping. The rotation phase α is a rotation angle with respect to a reference posture of the workpiece W that is arbitrarily determined. In the example of FIG. 11A, the posture indicated by the one-dot chain line in the drawing is the reference posture, and the workpiece W is rotated with respect to the reference posture by the rotation phase α.
The recognition of the rotational phase α requires a large amount of processing time to be performed accurately if the workpiece position varies. However, in the second imaging process, since the center O23 of the camera field of view is located at the reference position (Wo) of the workpiece W, the rotational phase α can be obtained with high accuracy and relatively simple processing. It takes a short time. At present, with the processing capability of the arithmetic processing means such as a computer having a performance that can be put into practical use in the transport apparatus including the cost, the process of performing the imaging twice as described above and adjusting the position of the loader 12 during that time The rotational phase can be calculated with high accuracy in a short time compared to the case where the rotational phase is calculated from a single imaging result performed in a state where the center of the work and the center of the camera field of view do not match.

このように認識された回転位相αに応じて、回転位相変更機構17により、ローダヘッド16と共にチャック19の回転位相を修正する(S6)。これにより、正しい回転位相でワークWをチャック19により把持することができる。例えば、図11はワークWの底部の平面形状が三角形状であって、その三角形状の部分をチャック19の3つのチャック爪20で把持するが、図11(A)のように回転位相αが生じた状態では、チャック爪20の位置とワークWの各辺中央の位置や、その辺の面の方向が一致しない。そのため、そのままで把持するとワークWの把持姿勢が定まらず、不正確となる。図11(B)のようにチャック爪20がワークWの各辺に正しく対応するチャック19の回転位相でワークWを把持することにより、把持時にワークWがチャック19に対して位置ずれ等を生じることなく、精度良く把持することができる。
なお、図10,図11のような底部が三角形状であって、上部が円筒状ないし円柱状のワークWの場合、ローダチャック20のチャック爪19で底部の3辺をそれぞれ把持するときは、図11(D)のように、主軸のチャック爪6aはその円筒状ないし円柱状のワーク上部Wbを、ローダ側のチャック爪19とは異なる位相で把持する。ローダ側のチャック爪19による把持位置間の真ん中の位相が好ましい。上記とは逆に、主軸のチャック爪6aでワークの三角形状の底部を把持し、ローダのチャック爪19でワーク上部Wbを把持しても良いが、その場合も、両チャック爪6a,19は、互いに異なる位相で把持する。
In accordance with the recognized rotational phase α, the rotational phase change mechanism 17 corrects the rotational phase of the chuck 19 together with the loader head 16 (S6). Thereby, the workpiece | work W can be hold | gripped with the chuck | zipper 19 with a correct rotational phase. For example, in FIG. 11, the planar shape of the bottom of the workpiece W is triangular, and the triangular portion is gripped by the three chuck claws 20 of the chuck 19, but the rotational phase α is as shown in FIG. In the generated state, the position of the chuck claw 20 and the position of the center of each side of the workpiece W and the direction of the surface of the side do not match. For this reason, if the workpiece W is gripped as it is, the gripping posture of the workpiece W is not fixed, which is inaccurate. As shown in FIG. 11B, when the chuck claw 20 grips the workpiece W with the rotation phase of the chuck 19 correctly corresponding to each side of the workpiece W, the workpiece W is displaced with respect to the chuck 19 at the time of gripping. And can be gripped with high accuracy.
10 and 11, when the bottom portion is triangular and the upper portion is a cylindrical or columnar workpiece W, when the chuck claw 19 of the loader chuck 20 grips the three sides of the bottom portion, As shown in FIG. 11D, the chuck claw 6a of the spindle grips the cylindrical or columnar workpiece upper portion Wb with a phase different from that of the chuck claw 19 on the loader side. The middle phase between the gripping positions by the chuck claws 19 on the loader side is preferable. Contrary to the above, it is possible to grip the triangular bottom portion of the workpiece with the chuck claw 6a of the spindle and the workpiece upper portion Wb with the chuck claw 19 of the loader. Grasping with different phases.

このようにして、ワーク供給台3上のワークWの基準位置(Wo)と回転位相αの精度の良い認識が迅速に行え、ワークWを正しく把持することができる。
ワークWを把持したときに、チャック19の回転位相を変えたため、把持は適切に行えるが、そのままでは、チャック位置入替機構18により下向きのチャック19を主軸6に対向する方向に切り替えたときに、主軸6に正しく渡すことができない。そのため、ワークWを把持した後、第2回調整処理の一部として、図11(C)のようにチャック19を元の回転位相に戻す。これにより、ワークWを正しい回転位相で主軸6に渡すことができる。
In this way, accurate recognition of the reference position (Wo) of the workpiece W and the rotation phase α on the workpiece supply table 3 can be performed quickly, and the workpiece W can be gripped correctly.
Since the rotation phase of the chuck 19 is changed when the workpiece W is gripped, the gripping can be appropriately performed. However, if the chuck 19 is switched by the chuck position exchanging mechanism 18 in the direction facing the spindle 6, It cannot be passed to the spindle 6 correctly. Therefore, after gripping the workpiece W, the chuck 19 is returned to the original rotational phase as shown in FIG. 11C as part of the second adjustment process. Thereby, the workpiece | work W can be passed to the main axis | shaft 6 with a correct rotational phase.

なお、図3の流れ図で示す各動作は、より具体的には、図13のタイムチャートで示すように、制御装置5や画像処理装置25の間で認識エラー等を確認しながら行われる。   More specifically, each operation shown in the flowchart of FIG. 3 is performed while confirming a recognition error or the like between the control device 5 and the image processing device 25, as shown in the time chart of FIG.

第1回認識処理部42および第2回認識処理部43における位置の認識は、ワークWの中心位置が望ましいが、中心位置そのものでなくても良い。基準とする位置を認識し、回転位相も合わせて認識させ、これらの結果に基づいてワークWの中心を求めることもできる。   For the position recognition in the first recognition processing unit 42 and the second recognition processing unit 43, the center position of the workpiece W is desirable, but it may not be the center position itself. It is also possible to recognize the reference position, recognize the rotational phase, and obtain the center of the workpiece W based on these results.

また、上記の各認識処理や調整処理は、次のようにマスタ登録手段40に各ワークWについての登録を行っておいて行っても良い。
すなわち、撮像・ローダ制御手段33は、第1回認識処理部42による第1回認識処理において、ワークWの基準位置(Wo)の認識に加えて、ワークWの種類を、マスタ登録手段40に登録されたワーク種類の中のいずれであるかを判別する処理を行う。このワーク種類の判別は、パターンマッチング等の手法で簡単に行える。マスタ登録手段40には、各種ワークWの画像のデータ、またはその画像を処理して特徴部分等を抽出したデータ等を登録する。マスタ登録手段40には、この他に後述の事項を登録しても良い。
In addition, each recognition process and adjustment process described above may be performed after registering each workpiece W in the master registration unit 40 as follows.
That is, the imaging / loader control unit 33 sets the type of the workpiece W to the master registration unit 40 in addition to the recognition of the reference position (Wo) of the workpiece W in the first recognition processing by the first recognition processing unit 42. Processing to determine which of the registered work types is performed. This type of work can be easily determined by a method such as pattern matching. The master registration unit 40 registers image data of various workpieces W, data obtained by processing the image and extracting characteristic portions, and the like. In addition to the above, the master registration unit 40 may register items described later.

また、第1回調整処理部35では、第1回調整処理の一つとして、判別されたワークWの種類に応じて、第2回撮像処理(S4)を行うときのカメラ視野、または探索領域を調整する処理を行う。例えば図9(A)に示すように、第1回撮像処理(S1)を行ったときの画像Wgがカメラ視野Rのごく一部であった場合に、図9(B)のように、第2回撮像処理(S4)では視野Rに入る範囲で、できるだけ大きな画像Wgとなるように、カメラ23の持つ光学機構(図示せず)の倍率調整を行う。倍率調整ではなく、図9(C)のように、探索領域Raを調整するものとしても良い。
マスタ登録手段40にワークWの種類毎のデータを登録しておき、その中のいずれのワークWであるかを判別できれば、ワークWの種類による寸法の大小や特徴部分等に応じて、第2回撮像処理を行うときのカメラ視野Rを適切に調整することができる。カメラ視野Rを適切に調整することで、画像データとして不要なデータを省き、必要なデータをできるだけ多く得ることができる。そのため、演算に時間の係る第2回認識処理における回転位相の演算を、できるだけ短時間で精度良く行うことができる。
Further, in the first adjustment processing unit 35, as one of the first adjustment processes, the camera field of view or the search area when performing the second imaging process (S4) according to the determined type of the workpiece W. Process to adjust. For example, as shown in FIG. 9A, when the image Wg when the first imaging process (S1) is performed is a very small part of the camera field of view R, as shown in FIG. In the twice imaging process (S4), the magnification of an optical mechanism (not shown) of the camera 23 is adjusted so that the image Wg is as large as possible within the range of the visual field R. Instead of adjusting the magnification, the search area Ra may be adjusted as shown in FIG.
If data for each type of workpiece W is registered in the master registration means 40 and it is possible to determine which of the workpieces W is included in the data, the second is determined according to the size of the type of workpiece W, the characteristic portion, and the like. It is possible to appropriately adjust the camera field of view R when performing the multiple imaging process. By appropriately adjusting the camera visual field R, unnecessary data can be omitted as image data, and as much necessary data as possible can be obtained. Therefore, the calculation of the rotation phase in the second recognition process that takes time for the calculation can be performed with a high accuracy in the shortest possible time.

マスタ登録手段40には、ワークWの種類毎に、第2回撮像処理(S4)を行うときのカメラ視野,または探索領域を決める情報と、チャック19でワークWを把持するときのワークWにおける把持位置Wa(図10)を定めた情報と、第2回認識処理(S5)で認識された回転位相に対して前記把持位置Waを定めた情報によって前記回転位相変更機構17により回転位相を修正するときの回転角度や、第2回認識処理(S5)で認識するときの探索領域とを登録しておいても良い。撮像・ローダ制御手段33は、このマスタ登録手段40に登録された情報に応じた制御を行うものとする。
ワークWの種類としては、例えば、図12に示すように各種のものがある。同図には、一部のワークWにつき1点鎖線で囲ったように、各ワークWの平面図と正面とを対として示してある。
In the master registration means 40, for each type of work W, information for determining the camera field of view or search area when performing the second imaging process (S4), and the work W when the work W is gripped by the chuck 19 are stored. The rotational phase is corrected by the rotational phase change mechanism 17 based on information defining the gripping position Wa (FIG. 10) and information defining the gripping position Wa with respect to the rotational phase recognized in the second recognition process (S5). You may register the rotation angle when performing, and the search area | region when recognizing by 2nd recognition process (S5). The imaging / loader control means 33 performs control according to the information registered in the master registration means 40.
As types of the workpiece W, for example, there are various types as shown in FIG. In the figure, a plan view and a front surface of each work W are shown as a pair so that a part of the work W is surrounded by a one-dot chain line.

上記のようにマスタ登録手段40に、ワークWの種類毎に、第2回撮像処理を行うときのカメラ視野Rを決める情報と、チャック19でワークWを把持するときのワークWにおける把持位置Waを定めた情報と、第2回認識処理(S5)で認識された回転位相をαと前記把持位置(Wa)を定めた情報とによって前記回転位相変更機構17により回転位相を修正するときの回転角度とを登録しておけば、各処理を簡単に精度良く行うことができる。特に、チャック19によるワークWの把持を、ワークWの種類や、そのワーク種類による適切な把持位置Waに応じて行える。ワークWに位相のずれがある場合、必ずしもそのずれ分だけ調整することが、ワークWの把持に適切になるとは限らず、例えば55°位相のずれがある場合に、10°位相を変えるだけでワーク把持位置が適切となる場合がある。このような場合、マスタ登録手段40に上記のように認識された回転位相と把持位置を定めた情報とによって回転位相を修正するときの回転角度とを登録しておけば、適切な回転位相に簡単な処理で調整することができる。 As described above, the master registration unit 40 stores information for determining the camera field of view R when performing the second imaging process for each type of workpiece W, and the gripping position Wa on the workpiece W when the chuck 19 grips the workpiece W. Rotation when the rotational phase is corrected by the rotational phase changing mechanism 17 based on the information that defines the rotational phase recognized in the second recognition process (S5) and the information that defines the gripping position (Wa). If the angle is registered, each process can be performed easily and accurately. In particular, the workpiece W can be gripped by the chuck 19 according to the type of the workpiece W and an appropriate gripping position Wa depending on the workpiece type. If there is a phase shift in the workpiece W, it is not always appropriate to adjust the shift amount. For example, when there is a 55 ° phase shift, it is only necessary to change the 10 ° phase. The workpiece gripping position may be appropriate. In such a case, if the rotation phase at which the rotation phase is corrected is registered in the master registration means 40 based on the rotation phase recognized as described above and the information defining the gripping position, an appropriate rotation phase can be obtained. It can be adjusted with simple processing.

マスタ登録手段40へのワークWの情報の登録は、入力手段(図示せず)から手入力で行っても、また別に作成しておいたデータを通信手段や媒体等を介して入力するようにしても良い。また、マスタ登録処理部39と、登録時処理部44とを設け、自動で行うようにしても良い。マスタ登録処理部39は、カメラ23にワークWの画像を撮像させると共に、登録時処理部44で処理された結果のデータをマスタ登録手段40に登録する手段である。またマスタ登録処理部39は、登録時処理部44で処理された結果のデータに対して、例えば把持位置等のデータを入力手段から入力するようにしても良い。登録時処理部44は、撮像された画像から、マスタ登録手段40に登録するための、特徴抽出等の画像処理を行う手段である。   The registration of the work W information in the master registration unit 40 may be performed manually from an input unit (not shown), or separately created data may be input via a communication unit or a medium. May be. Further, a master registration processing unit 39 and a registration time processing unit 44 may be provided and automatically performed. The master registration processing unit 39 is a unit that causes the camera 23 to pick up an image of the work W and registers the result data processed by the registration processing unit 44 in the master registration unit 40. Further, the master registration processing unit 39 may input data such as a gripping position from the input unit with respect to the data obtained as a result of processing by the registration processing unit 44. The registration processing unit 44 is a unit that performs image processing such as feature extraction for registering in the master registration unit 40 from the captured image.

マスタ登録処理部39は、具体的には、例えば図14に流れ図を示す手順で、マスター登録のジョブ指示、ジョブロード、名称入力指示、名称入力、ワーク情報入力指示、ワーク情報入力、画像取込指示、画像取込、エクスポート指示、エクスポート(結果のマスタ登録手段40への登録)等を行うようにしても良い。名称入力、ワーク情報入力は、入力手段から手入力等で行う。   Specifically, the master registration processing unit 39, for example, in the procedure shown in the flowchart of FIG. 14, master registration job instruction, job load, name input instruction, name input, work information input instruction, work information input, image capture An instruction, image capture, export instruction, export (registration of the result in the master registration unit 40), and the like may be performed. The name input and work information input are performed manually from the input means.

マスタ登録処理部39を用いて登録する操作手順は、例えば次の手順等とされる。
・主軸6にワークWを取付ける。この状態が基準となり、ローダ12へ渡されると、ローダ12における基準となる。すなわち、チャック中心がワークWの基準となり、上視した形状の重心が等しい形状ならば、ワークWの中心となる。
・ワークWのパラメータを設定する。これはマスタ登録処理部39が行う。パラメータとして、例えば、登録番号(自動付与)、ワーク名、ワークのチャックする部分の半径、ークの基準位置からの縦長さ(上、下)、ワークの基準位置からの横長さ(右、左)、ワークのチャック部分の高さ、等配分割数(等しい形状が円周方向に並ぶ数)、ワーク材質、片面加工か両面加工かの情報、特徴点指定の有無等の認識条件である。
開始指示によって自動撮像と自動テストが開始される。結果はモニタ26(図2)に表示する。「OK」の場合は、保存して自動マスタ登録が完了する。「NG」の場合は、手動による画像取り込みが必要である。ジョブは保存する。
An operation procedure for registration using the master registration processing unit 39 is, for example, the following procedure.
・ Mount the workpiece W on the spindle 6. When this state becomes the reference and is passed to the loader 12, it becomes the reference in the loader 12. In other words, the center of the workpiece W is the center of the workpiece W if the center of the chuck is the reference for the workpiece W and the center of gravity of the shape seen above is equal.
・ Set the workpiece W parameters. This is performed by the master registration processing unit 39. Parameters include, for example, registration number (automatic assignment), workpiece name, radius of the chucked part of workpiece, vertical length from the reference position of the workpiece (upper, lower), horizontal length from the reference position of the workpiece (right, left) ), The height of the chuck part of the workpiece, the number of equally divided parts (the number of equal shapes arranged in the circumferential direction), the workpiece material, information on single-sided processing or double-sided processing, and the presence / absence of feature point designation.
Automatic imaging and automatic test are started by the start instruction. The result is displayed on the monitor 26 (FIG. 2). If “OK”, save and complete automatic master registration. In the case of “NG”, manual image capture is required. Save the job.

マスタ登録処理部39の処理内容は、次のように行う。
・画像取り込み位置へのワークWの搬送。主軸6よりワークWを画像撮像位置へ搬送する(主軸移動型旋盤の場合)。画像取り込み位置は、望ましくは、コンベアやワークフィーダ等のワーク供給台3である。
・画像取り込み基準位置へのカメラ23の移動。カメラ中心を、ワーク中心、すなわちローダ12のチャック19の中心の上方へ移動し、チャック19やカメラ23からワークWまでの高さを作動距離WD(図8(A))に合わせる。この場合の距離WDは、ワークフィーダからなるワーク供給台3を用いる場合である。コンベアからなるワーク供給台3の場合は、ワーク高さによって異なるため、底面からの距離としても良い。
・自動画像取り込み。カメラ視野の中心位置から、ワークWの縦長さ,横長さに基づいた範囲を含む領域を撮像し、マスター画像とする。
・認識テスト。ワークWをチャックして所定量の位置・位相をずらす。画像認識位置へカメラ23を移動させる。位置認識、位相認識を行って、ずらせた量と一致するか判定する。所定内容のずらしテストを行って、基準内であれば、完了する。基準外であれば、自動取り込みはNGとなる。
The processing contents of the master registration processing unit 39 are performed as follows.
-Transport of the workpiece W to the image capture position. The workpiece W is transferred from the spindle 6 to the image pickup position (in the case of a spindle moving type lathe). The image capturing position is desirably a work supply table 3 such as a conveyor or a work feeder.
The movement of the camera 23 to the image capture reference position. The camera center is moved above the workpiece center, that is, the center of the chuck 19 of the loader 12, and the height from the chuck 19 or the camera 23 to the workpiece W is adjusted to the working distance WD (FIG. 8A). The distance WD in this case is a case where the workpiece supply table 3 including a workpiece feeder is used. In the case of the workpiece supply table 3 formed of a conveyor, the distance from the bottom surface may be used because it varies depending on the workpiece height.
-Automatic image capture. An area including a range based on the vertical and horizontal lengths of the workpiece W is imaged from the center position of the camera field of view, and used as a master image.
・ Recognition test. The workpiece W is chucked to shift the position / phase by a predetermined amount. The camera 23 is moved to the image recognition position. Position recognition and phase recognition are performed, and it is determined whether or not they match the amount of displacement. A shift test of a predetermined content is performed, and if it is within the standard, it is completed. If it is out of the standard, automatic capture is NG.

図1において、校正処理部41は、カメラ23のレンズ歪みの校正(すなわちキャリブレーション)を行う手段である。校正過程として、カメラ23に画像の取り込ませ、校正のための画像処理を校正時処理部45に行わせる。校正処理部41による処理は、例えば図15に示すように行う。
操作手順としては、キャリブレーションシートを基準位置に置き、開始指示を与える。
校正処理部41は、キャリブレーション画像を取り込む。この後、キャリブレーション処理(カメラにおける画素座標と絶対座標、およびカメラにおける絶対座標とローダ位置の絶対座標について関係の校正を行う)。キャリブレーションシートは、規定の寸法のドット(円)や矩形が、規定の間隔で配置されており、絶対座標を得ることができるものである。
In Figure 1, the calibration processing unit 41, Ru hand Dandea performing calibration of lens distortion of the camera 23 (i.e. calibration). In the calibration process, the camera 23 captures an image, and the calibration processing unit 45 performs image processing for calibration. The processing by the calibration processing unit 41 is performed as shown in FIG. 15, for example.
As an operation procedure, the calibration sheet is placed at the reference position and a start instruction is given.
The calibration processing unit 41 captures a calibration image. Thereafter, calibration processing (relation between pixel coordinates and absolute coordinates in the camera, and absolute coordinates in the camera and the absolute coordinates of the loader position is performed). In the calibration sheet, dots (circles) and rectangles having a predetermined size are arranged at a predetermined interval, and absolute coordinates can be obtained.

図1において、認識方法切替部38は、画像認識の方法を、入力手段からの入力によるモード選択によって切り替える手段である。例えば、「判別モード」、「優先モード」、「表裏判別モード」等のモードを設定する。「判別モード」は、複数ワーク指定モード(ワーク種類、表裏の判定)か、単ワークモード(正誤判定)とする。「優先モード」は、例えば高精度モード、中間モード、高速モードを設ける。「表裏判別モード」は、ワークWに表裏の区別があるかないかの決めておくモードである。表裏区別有りの場合は、裏のマスター登録も行う。   In FIG. 1, a recognition method switching unit 38 is a means for switching an image recognition method by mode selection based on an input from an input means. For example, modes such as “discrimination mode”, “priority mode”, and “front / back discrimination mode” are set. The “discrimination mode” is a multiple work designation mode (work type, front / back judgment) or a single work mode (correctness judgment). As the “priority mode”, for example, a high accuracy mode, an intermediate mode, and a high speed mode are provided. The “front / back discrimination mode” is a mode for determining whether the workpiece W has a front / back distinction. If there is a distinction between the front and back, register the master on the back.

1…工作機械
2…搬送装置
2A…搬送装置本体
3…ワーク供給台
4…ワーク搬出台
5…制御装置
6…主軸(ワーク保持部)
11…レール
12…ローダ
13…走行体
14…前後移動台
15…昇降体
16…ローダヘッド
17…回転位相変更機構
18…チャック位置入替機構
19…チャック
20…チャック爪
23…カメラ
25…画像処理装置
31…NC装置
32…ローダ制御装置
33…撮像・ローダ制御手段
40…マスタ登録手段
α…回転位相
O…軸心
O23…カメラ視野の中心
P…チャック中心
R…カラメ視野
Wa…把持位置
Wo…中心軸
W…ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Machine tool 2 ... Conveying apparatus 2A ... Conveying apparatus main body 3 ... Work supply stand 4 ... Work carrying out stand 5 ... Control device 6 ... Spindle (work holding | maintenance part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Rail 12 ... Loader 13 ... Traveling body 14 ... Front-and-rear moving base 15 ... Elevating body 16 ... Loader head 17 ... Rotation phase change mechanism 18 ... Chuck position change mechanism 19 ... Chuck 20 ... Chuck claw 23 ... Camera 25 ... Image processing apparatus 31 ... NC device 32 ... loader control device 33 ... imaging / loader control means 40 ... master registration means α ... rotational phase O ... axis O23 ... center of camera field P ... chuck center R ... Karame field of view Wa ... gripping position Wo ... center Axis W ... Workpiece

Claims (6)

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ロッド状の昇降体と、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下向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、このチャックで保持したワークを工作機械のワーク保持部に対して搬入する搬送装置であって、
前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りに回転させる回転位相変更機構を設けると共に、前記ローダに前記チャックの下方を撮像するカメラを設け、このカメラにより撮像を行わせて撮像結果に応じてローダを制御する撮像・ローダ制御手段を設け、
前記回転位相変更機構は前記ロッド状の昇降体の上部に設けられた駆動源とその駆動を前記ローダヘッドに伝達する伝達機構とでなり、
前記撮像・ローダ制御手段は、前記カメラに前記ワーク供給台上のワークを撮像させる撮像処理と、この撮像処理で得た画像データからワークの定められた基準位置回りの回転位相を認識する認識処理と、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構によりローダヘッドと共にチャックの回転位相を修正する調整処理とを行う機能を有することを特徴とする搬送装置。
A guide rail and a loader, the loader being provided along a traveling body that travels along the guide rail, a rod-shaped lifting body that can be moved up and down on the traveling body, and a lower end of the lifting body A loader head, a chuck that is provided on the loader head and is capable of a downward posture and grips a workpiece, and a conveying device that carries the workpiece held by the chuck into a workpiece holding portion of a machine tool,
A rotation phase changing mechanism is provided for rotating the loader head about the axis of the lifting body in the up-and-down direction, and a camera for imaging the lower part of the chuck is provided in the loader. An imaging / loader control means for controlling the loader according to the
The rotational phase changing mechanism becomes in a transmission mechanism for transmitting the driving and drive Dogen provided in an upper portion of the rod-like lifting member to the loader head,
The imaging / loader control means is an imaging process for causing the camera to image a workpiece on the workpiece supply table, and a recognition process for recognizing a rotational phase around a reference position determined for the workpiece from image data obtained by the imaging process. And a function of performing adjustment processing for correcting the rotational phase of the chuck together with the loader head by the rotational phase changing mechanism according to the recognized rotational phase.
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下向き姿勢が可能でありワークを把持するチャックと、このチャックで保持したワークを工作機械のワーク保持部に対して搬入する搬送装置であって、
前記ローダヘッドを前記昇降体の昇降方向の軸心回りに回転させる回転位相変更機構を設けると共に、前記ローダに前記チャックの下方を撮像するカメラを設け、このカメラにより撮像を行わせて撮像結果に応じてローダを制御する撮像・ローダ制御手段を設け、
この撮像・ローダ制御手段は、定められたローダの位置で、前記カメラにワーク供給台上のワークを撮像させる第1回撮像処理と、この第1回撮像処理で得た画像データから少なくともワークの定められた基準位置を認識する第1回認識処理と、この認識されたワークの基準位置にカメラ視野の中心が位置するように前記ローダの位置を調整させる第1回調整処理と、この調整された位置で前記カメラに前記ワーク供給台上のワークを再度撮像させる第2回撮像処理と、この第2回撮像処理で得た画像データから少なくともワークの基準位置回りの回転位相を認識する第2回認識処理と、この認識された回転位相に応じて前記回転位相変更機構によりローダヘッドと共にチャックの回転位相を修正する第2回調整処理とを行う機能を有することを特徴とする搬送装置。
A guide rail and a loader, the loader traveling along the guide rail, a lifting body installed on the traveling body so as to be movable up and down, and a loader head provided at a lower end of the lifting body; A chuck that is provided in the loader head and is capable of a downward posture and grips a workpiece, and a conveying device that carries the workpiece held by the chuck into a workpiece holding portion of a machine tool,
A rotation phase changing mechanism is provided for rotating the loader head about the axis of the lifting body in the up-and-down direction, and a camera for imaging the lower part of the chuck is provided in the loader. An imaging / loader control means for controlling the loader according to the
The imaging / loader control means includes a first imaging process for causing the camera to image the workpiece on the workpiece supply table at a predetermined loader position, and at least the workpiece from the image data obtained by the first imaging process. A first recognition process for recognizing a predetermined reference position, a first adjustment process for adjusting the position of the loader so that the center of the camera field of view is positioned at the recognized reference position of the workpiece, and the adjustment. A second imaging process for causing the camera to image the workpiece on the workpiece supply table again at a position, and a second phase for recognizing at least the rotational phase around the reference position of the workpiece from the image data obtained by the second imaging process. And a second adjustment process for correcting the rotational phase of the chuck together with the loader head by the rotational phase change mechanism according to the recognized rotational phase. Conveying apparatus according to claim.
前記カメラを前記ローダヘッドに取付けた請求項2に記載の搬送装置。   The transport apparatus according to claim 2, wherein the camera is attached to the loader head. 前記撮像・ローダ制御手段は、ワークの種類毎に、定められた項目についての情報を登録したマスタ登録手段を有し、前記撮像・ローダ制御手段は、前記第1回認識処理において、前記ワークの前記基準位置の認識に加えて、ワークの種類を、前記マスタ登録手段に登録されたワーク種類の中のいずれであるかを判別する処理と、判別されたワークの種類に応じて、マスタ登録手段に登録された情報を用い、第2回撮像処理を行うときの撮像条件の決定の処理、および第2回認識処理を行うときの認識条件の決定の処理の両方またはいずれか片方を行う請求項2または請求項3記載の搬送装置。   The imaging / loader control means includes master registration means for registering information on a predetermined item for each type of workpiece, and the imaging / loader control means is configured to detect the workpiece in the first recognition process. In addition to the recognition of the reference position, a process for determining which type of workpiece is one of the types of workpieces registered in the master registration unit, and a master registration unit according to the determined type of workpiece And / or performing either or both of a process for determining an imaging condition when performing the second imaging process and a process for determining the recognition condition when performing the second recognition process. The conveying apparatus of Claim 2 or Claim 3. 前記マスタ登録手段に、ワークの種類毎に、第2回認識処理を行うときの探索領域を決める情報と、前記チャックでワークを把持するときのワークにおける把持位置を決めた情報とが登録され、前記撮像・ローダ制御手段は、前記第1回認識処理で判別されたワークの種類に応じて、マスタ登録手段に登録された情報を用い、第2回認識処理を行うときの探索領域を決め、かつ前記チャックでワークを把持するときのワークにおける把持位置を決める請求項4記載の搬送装置。   Information for determining a search area when performing the second recognition process and information for determining a gripping position in the workpiece when gripping the workpiece with the chuck are registered in the master registration unit for each type of workpiece, The imaging / loader control means determines the search area when performing the second recognition process using the information registered in the master registration means according to the type of work determined in the first recognition process, The conveying device according to claim 4, wherein a gripping position on the workpiece when the workpiece is gripped by the chuck is determined. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の搬送装置と、工作機械と、前記ワーク供給台とを備えた加工システム。   A processing system comprising the transfer device according to any one of claims 1 to 5, a machine tool, and the work supply table.
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