JP6300120B2 - 制御用データ生成方法および制御用データ生成装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、工作機械の制御のための立体形状データを容易に生成する制御用データ生成方法および制御用データ生成装置を提供することにある。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図1は、第1の実施形態に係る制御用データ生成装置の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る制御用データ生成装置10は、工作機械における工具と治具等との干渉を防ぐために用いられる干渉チェック用データの生成機能を有する。
制御用データ生成装置10は、パレットPを支持するテーブル11と、テーブル11を回転させるモータ12と、立設されるガントリ13と、ガントリ13に取り付けられた2つのカメラ14と、ガントリ13に取り付けられたレーザスキャナ15と、制御装置16とを備える。なお、カメラ14およびレーザスキャナ15の設置数および位置関係は、これに限られない。また、制御用データ生成装置10は、工作機械の構成の一部であってもよい。
2つのカメラ14は、互いの撮像方向に伸びる直線がテーブル11の回転軸上で交差するように設けられる。
レーザスキャナ15は、テーブル11の回転軸に沿ってレーザを走査させ、その反射光に基づいてテーブル11の上に載置された物体の空間位置を特定する。例えば、レーザスキャナ15は、レーザの照射時刻から反射光の検知時刻までの時間から、物体の空間位置を特定することができる。レーザスキャナ15は、特定した空間位置を示す検知情報を出力する。
制御装置16は、モータ12、カメラ14およびレーザスキャナ15の制御を行い、干渉チェック用データを生成する。制御装置16は、情報を表示するためのディスプレイ17を備える。
制御装置16は、カメラ制御部101、スキャナ制御部102、割出部103、測定部104、形状データ生成部105、表示制御部106、指定部107、チェック用データ生成部108、チェック用データ入力部109を備える。
カメラ制御部101は、カメラ14に撮像指示を出力し、またカメラ14から撮像画像を取得する。
スキャナ制御部102は、レーザスキャナ15に走査指示を出力し、またレーザスキャナ15から検知情報を取得する。
割出部103は、モータ12に回転角度を示す割出指示を出力する。これにより、モータ12が回転し、テーブル11が指定の回転角度に割り出される。
ここで、具体的な立体形状の測定方法について説明する。
測定部104は、カメラ制御部101が2つのカメラ14からそれぞれ取得した2つの撮像画像の対応する画素を探索する。視差の探索方法の例としては、ブロックマッチング法などが挙げられる。測定部104は、探索した対応する各画素間の距離を視差として算出する。そして、測定部104は、算出した視差と、2つのカメラ14のカメラパラメータとを用いて、三角測量法により、加工・干渉対象物Waのうち撮像画像に写った面の空間位置を特定する。なお、カメラパラメータは、カメラ14の設置座標、視線角度、および撮像倍率を含むパラメータである。また測定部104は、スキャナ制御部102から取得した検知情報から、加工・干渉対象物Waのうちレーザが照射された面の空間位置を特定する。そして、測定部104は、割出部103が指示した回転角度ごとに、特定した空間位置の座標を回転させることで、加工・干渉対象物Waの全ての面の空間位置を特定する。なお、加工・干渉対象物Waの同一部分の空間位置が重複して計測されている場合、測定部104は、平均値の算出によりその部分の空間位置を特定する。
表示制御部106は、形状データ生成部105が生成した立体形状データをディスプレイ17に表示させる。
チェック用データ入力部109は、チェック用データ生成部108が生成した干渉チェック用データを、工作機械の制御装置に入力する。
図3は、第1の実施形態に係る干渉チェック用データの生成方法を示すフローチャートである。
まず作業者は、パレットPに治具Jおよび加工前のワークWを取り付け、加工・干渉対象物Waを作成する(ステップS1)。次に、作業者は、加工・干渉対象物Waをテーブル11に設置する(ステップS2)。次に、作業者は、制御用データ生成装置10を操作し、制御用データ生成装置10に干渉チェック用データの生成プログラムを実行させる。
まずカメラ制御部101は、2つのカメラ14に撮像指示を出力し、2つのカメラ14から撮像画像を取得する(ステップS5)。またスキャナ制御部102は、レーザスキャナ15に走査指示を出力し、レーザスキャナ15から検知情報を取得する(ステップS6)。次に、測定部104は、カメラ14から取得した撮像画像およびスキャナ制御部102から取得した検知情報に基づいて、加工・干渉対象物Waの空間位置を測定する(ステップS7)。次に、測定部104は、測定した空間位置を、テーブル11の回転軸回りに、現在のテーブル11の割出角度だけ回転させることで、テーブル11の基準角度を基準とした加工・干渉対象物Waの空間位置を特定する(ステップS8)。
次に、割出部103は、モータ12にテーブル11を単位角度だけ回転させる割出指示を出力する(ステップS9)。
以下、第2の実施形態について詳しく説明する。
第1の実施形態に係る制御用データ生成装置10は、干渉チェック用データの生成機能を有するものである。これに対し、第2の実施形態に係る制御用データ生成装置10は、加工プログラムの生成機能を有する。なお、第2の実施形態に係る制御用データ生成装置10の構成は、第1の実施形態に係る制御用データ生成装置10と同じである。
第2の実施形態に係る制御装置16は、第1の実施形態の構成のうち、表示制御部106、指定部107、チェック用データ生成部108、チェック用データ入力部109に代えて、プログラム用データ入力部110を備える。
プログラム用データ入力部110は、形状データ生成部105が生成した立体形状データを、CAMシステムに入力する。なお、CAMシステムとは、立体形状データに基づいて加工プログラムを自動生成する装置である。また、加工プログラムとは、工作機械を制御するためのNC(Numerical Control)データである。
図5は、第2の実施形態に係るプログラム作成用データの生成方法を示すフローチャートである。
まず作業者は、パレットPに治具Jおよび加工済のワークWを取り付け、加工・干渉対象物Waを作成する(ステップS101)。次に、作業者は、加工・干渉対象物Waをテーブル11に設置する(ステップS102)。次に、作業者は、制御用データ生成装置10を操作し、制御用データ生成装置10にプログラム作成用データの生成プログラムを実行させる。
まずカメラ制御部101は、2つのカメラ14に撮像指示を出力し、2つのカメラ14から撮像画像を取得する(ステップS105)。またスキャナ制御部102は、レーザスキャナ15に走査指示を出力し、レーザスキャナ15から検知情報を取得する(ステップS106)。次に、測定部104は、カメラ14から取得した撮像画像およびスキャナ制御部102から取得した検知情報に基づいて、加工・干渉対象物Waの空間位置を測定する(ステップS107)。次に、測定部104は、測定した空間位置を、テーブル11の回転軸回りに、現在のテーブル11の割出角度だけ回転させることで、テーブル11の基準角度を基準とした加工・干渉対象物Waの空間位置を特定する(ステップS108)。
次に、割出部103は、モータ12にテーブル11を単位角度だけ回転させる割出指示を出力する(ステップS109)。
例えば、上述した実施形態では、制御用データ生成装置10は、カメラ14の撮像画像およびレーザスキャナ15の検知情報に基づいて、加工・干渉対象物Waの形状を測定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、制御用データ生成装置10は、カメラ14の撮像画像のみ、またはレーザスキャナ15の検知情報のみに基づいて、加工・干渉対象物Waの形状を測定してもよい。また、他の実施形態では、制御用データ生成装置10は、プローブを加工・干渉対象物Waに接触させることで、接触方式による形状測定を行っても良い。
コンピュータ90は、CPU91、メインメモリ92、ストレージ93、インタフェース94を備える。
上述の制御用データ生成装置10は、コンピュータ90に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ93に記憶されている。CPU91は、プログラムをストレージ93から読み出してメインメモリ92に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
11 テーブル
12 モータ
13 ガントリ
14 カメラ
15 レーザスキャナ
16 制御装置
101 カメラ制御部
102 スキャナ制御部
103 割出部
104 測定部
105 形状データ生成部
106 表示制御部
107 指定部
108 チェック用データ生成部
109 チェック用データ入力部
Wa 加工・干渉対象物
W ワーク
J 治具
P パレット
Claims (6)
- 支持具にワークが取り付けられたものである加工・干渉対象物の形状を測定する測定ステップと、
前記測定の結果に基づいて前記加工・干渉対象物の立体形状を示す立体形状データを生成する形状データ生成ステップと、
前記立体形状データを複数の基本図形の組み合わせに近似変換する変換ステップと、
作業者による操作によって、前記立体形状データの一部分の選択を受け付け、前記立体形状データのうち当該一部分が属する前記基本図形を特定することで、前記ワークに相当する前記基本図形の領域の指定、および前記支持具に相当する前記基本図形の領域の指定を受け付ける指定ステップと
を有する制御用データ生成方法。 - 前記加工・干渉対象物が、前記支持具に加工前の前記ワークが取り付けられたものであって、
前記立体形状データを干渉チェック用データとして工作機械の制御装置に入力するチェック用データ入力ステップ
をさらに有する請求項1に記載の制御用データ生成方法。 - 前記加工・干渉対象物が、前記支持具に加工済の前記ワークが取り付けられたものであって、
前記立体形状データに基づいて工作機械の加工プログラムを生成する加工プログラム生成ステップ
をさらに有する請求項1に記載の制御用データ生成方法。 - 前記支持具がテーブルを含み、
前記測定ステップにおいて、前記テーブルの割出により、前記テーブルの位置を基準として前記加工・干渉対象物の形状を測定する
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の制御用データ生成方法。 - 前記加工・干渉対象物が写る画像を撮像する撮像ステップをさらに有し、
前記測定ステップにおいて、前記画像に基づいて前記加工・干渉対象物の形状を測定する
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の制御用データ生成方法。 - 支持具が取り付けられたワークである加工・干渉対象物の形状を測定する測定部と、
前記測定部による測定の結果に基づいて前記加工・干渉対象物の立体形状を示す立体形状データを生成し、前記立体形状データを複数の基本図形の組み合わせに近似変換する形状データ生成部と
作業者による操作によって、前記立体形状データの一部分の選択を受け付け、前記立体形状データのうち当該一部分が属する前記基本図形を特定することで、前記ワークに相当する前記基本図形の領域の指定、および前記支持具に相当する前記基本図形の領域の指定を受け付ける指定部と
を備える制御用データ生成装置。
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