JP6426772B2 - 座標情報変換装置及び座標情報変換プログラム - Google Patents
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Description
そして、数値制御装置が加工プログラムに基づいて工作機械を制御することにより、ワークの加工が実現される。
例えば、特許文献1に開示の技術では、工作機械における構造を全て仮想3Dオブジェクト化して、加工シミュレーションを行う。
この点、特許文献2に開示の技術を利用すれば、マーカーが判別不能になった後も、仮想情報の表示を継続することはできる。しかしながら、特許文献2に開示の技術では、その後、可動部に配置されたマーカーの移動を検知することはできないので、マーカーが判別不能になった後は、表示している仮想情報は移動しないこととなる。従って、仮に特許文献2に開示の技術を利用したとしても、マーカーが判別不能となってしまう場合には、適切な加工シミュレーションは行なえない。
このように、上述したような一般的な技術では、仮想3Dオブジェクト等の仮想情報を適切に表示することが困難な場合があった。
以上が本発明の実施形態の概略である。
本実施形態は、数値制御装置100、座標情報変換装置200、無線通信部250、ヘッドマウントディスプレイ300及び工作機械400を備える。
そして、数値制御装置100は、サーボモータ制御部110を介して工作機械400と通信可能に接続されている。そして、数値制御装置100は、数値制御装置100自身に組み込まれた加工プログラムに基づいて出力される機械座標系の座標値により工作機械400の可動部(例えば、工具)の駆動を制御して、ワークを加工する。
このように、数値制御装置100は、工作機械400と座標情報変換装置200との双方に対して機械座標系の座標値を出力する。なお、数値制御装置100と、工作機械400や座標情報変換装置200との接続はイーサネット(Ethernet(登録商標))等に準拠した有線接続であってもよいし、Wi−Fi等に準拠した無線接続であってもよい。
また、ヘッドマウントディスプレイ300は、ヘッドマウントディスプレイ300自身に含まれるカメラが撮像により生成した画像データを、無線通信部250を介して座標情報変換装置200に対して出力する。
なお、図中では、工作機械400は、機械座標系の座標値に基づいて駆動するので、これを概念的に表すために「XMCN、YMCN、ZMCN」というように各軸の末尾に「MCN」を付して表記している。一方で、仮想情報は、カメラ座標系にて表示されるものであるが、そもそもAR座標系の座標値に基づいて表現されるので、これを概念的に表すために「XAR、YAR、ZAR」というように各軸の末尾に「AR」を付して表記している。
なお、座標変換式の内容や、算出部210による不定数の算出や、第1変換部220による変換については、図5等を参照して詳細に後述する。
これにより、第2変換部230は、AR座標系座標値D4に基づいて表現される仮想3Dオブジェクトをカメラ座標系で表示するための仮想情報表示用データD5を生成する。かかる処理は、例えば非特許文献1に記載の技術等を利用することにより実現できるので、その詳細な説明については省略する。
まず、算出部210は、数値制御装置100が加工プログラムにより駆動させる工作機械400の直線軸数と回転軸数とに基づいて、今回使用する座標変換式を特定する(ステップS11)。
図5に示すように、座標変換式は、直線軸数と回転軸数の数とに応じてそれぞれ異なる。そこで、算出部210は、図5に示すようなテーブルを参照して、直線軸数と回転軸数とに基づいて、今回使用する座標変換式を特定する。
算出部210は、撮像データD1を解析することにより、マーカーの位置と工具の位置を特定し、特定した両者の差分を算出することにより、AR座標系での工具の位置を取得する(ステップS13)。
また、本実施形態では、例えば機械座標系とAR座標系の関係情報等をユーザが個別に設定するような必要がない、という効果も奏する。
実施例1では、直線軸の数がn軸(nは任意の自然数)であり、回転軸の数が0軸である場合の座標変換式について詳細に説明をする。なお、以下の説明では、各数式中に登場する太字のアルファベットを、アルファベットに「(太字)」と付記することで表す。
なお、今回は、直線軸の数が4軸である場合について説明するが、直線軸の数は、3軸以下であってもよく、5軸以上であってもよい。
実施例2では、直線軸の数がn軸であり、回転軸の数が1軸である場合の座標変換式について詳細に説明をする。なお、以下の説明では、直線軸であるY軸を中心軸とした回転軸Bが回転軸である場合について説明しているが、例えば、直線軸であるX軸を中心軸とした回転軸Aが回転軸である場合等についても、同様の座標変換式にて本実施例を適用することができる。
なお、今回は、直線軸の数が3軸である場合について説明するが、直線軸の数は、2軸以下であってもよく、4軸以上であってもよい。
しかし、ステップS11からステップS19までの処理を行うことにより、それ以外の情報を仮想情報として表示するようにしてもよい。すなわち、機械座標系の座標値で表される任意の情報を仮想情報として表示するようにしてもよい。
これにより、ユーザは、実際に工具を移動させない場合であっても、この可動範囲を視覚的に把握することが可能となる。
20 第2特徴点
100 数値制御装置
200 座標情報変換装置
210 算出部
220 第1変換部
230 第2変換部
250 無線通信部
300 ヘッドマウントディスプレイ
400 工作機械
Claims (7)
- 固定物の位置と、工作機械の可動部の位置との組を撮像した撮像データを複数取得し、該取得した複数の撮像データに基づいて所定の変換式に含まれる未定数の値を算出する算出手段と、
前記算出手段により前記未定数の値が算出された前記所定の変換式に基づいて、前記可動部の駆動を制御するための座標系である第1座標系の座標値を、仮想情報を表現するための座標系であって前記固定物の位置に基づいた座標系である第2座標系の座標値に変換する第1変換手段と、
を備える座標情報変換装置。 - 前記第1変換手段により変換された第2座標系の座標値に基づいて前記仮想情報を表現すると共に、前記第1変換手段により変換された第2座標系の座標値を、前記仮想情報を表示するための座標系である第3座標系の座標値に変換することにより、前記第3座標系にて前記仮想情報を表示するための表示用データを生成する第2変換手段と、
前記第2変換手段により生成された前記表示用データに基づいて前記仮想情報を表示する表示手段と、
を更に備える請求項1に記載の座標情報変換装置。 - 前記第1座標系の座標値を前記工作機械に与えることにより、前記工作機械の前記可動部を実際に駆動させる場合に、
前記第1変換手段が、前記工作機械に与えられる前記第1座標系の座標値と同一の座標値を、前記第2座標系の座標値に変換することにより、
前記表示手段が、前記工作機械の前記可動部の駆動と連動して前記仮想情報を表示する、請求項2に記載の座標情報変換装置。 - 前記固定物の位置を第1特徴点とし、前記可動部の位置を第2特徴点とした場合に、
前記算出手段は、
前記第1特徴点と前記第2特徴点の差分に基づいて算出される前記第2座標系における座標値と、工作機械に与えられる前記第1座標系における座標値とを、前記所定の変換式に代入することにより、前記未定数の値の算出を行う請求項1から3までの何れかに記載の座標情報変換装置。 - 前記可動部は前記第1座標系の座標値に基づいて回転運動を行い、
前記所定の変換式には、前記回転運動に対応する未定数が更に含まれ、
前記第1変換手段は、前記算出手段により前記回転運動に対応する未定数の値を含む全ての前記未定数の値が算出された前記所定の変換式に基づいて、前記第1座標系の座標値を、前記第2座標系の座標値に変換する請求項1から4までの何れかに記載の座標情報変換装置。 - 前記固定物は、前記撮像を行う撮像装置の撮像可能な範囲内の任意の場所に設置可能である請求項1から5までの何れかに記載の座標情報変換装置。
- コンピュータを座標情報変換装置として機能させる座標情報変換プログラムであって、
前記コンピュータを、
固定物の位置と、工作機械の可動部の位置との組を撮像した撮像データを複数取得し、該取得した複数の撮像データに基づいて所定の変換式に含まれる未定数の値を算出する算出手段と、
前記算出手段により前記未定数の値が算出された前記所定の変換式に基づいて、前記可動部を制御するための座標系である第1座標系の座標値を、仮想情報を表現するための座標系であって前記固定物の位置に基づいた座標系である第2座標系の座標値に変換する第1変換手段と、
を備える座標情報変換装置として機能させる座標情報変換プログラム。
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