JPH01197087A

JPH01197087A - 位置補正装置

Info

Publication number: JPH01197087A
Application number: JP63021920A
Authority: JP
Inventors: Tsurayuki Aoki; 青木　貫行; Yuji Koizumi; 小泉　祐二
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-08
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2665227B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的１（産業上の利用分野）本発明は位置補正装置に関するものである。

（従来の技術）ＮＣターレットパンチプレス及びレーザ加工機により構
成される板金複合ラインでは、ＮＣクーレットパンチプ
レスにおいて加工されたワークをレーザ加工機にセット
する場合、レーザ加工機のワークテーブル上にワークを
固定設置するが、この際に設置誤差等によって加工鞘度
に悪影響を与えてしまうことがあった。また、ＩＣプリ
ント基板の自動加工、検査システムにおけるプリン１゛
・基板の位置補正、例えばロボットのセンサが加工ワー
クの穴位置を検出する場合の位置補正や板金複合加工に
おける加工機相互間の原点位置合わせをする場合にも上
記のように設置誤差等によって加工精度を低下させてし
まうという不都合があった。そこで、かかる不都合を取
り除くためにこれらの装置では、設定された加工基準面
に対づるズレの誤差を検出し、その誤差に応じた補正値
をＮＣ加工機の制御部に入力することにより、自動的に
ワークの位置補正をし、ワークを加工していた。

（発明が解決しようとする課題）かかる画像処理を用いた位置補正装置では、−被補正対
像物に穿設された穴の中心位置を二値化した大側像情報
に基づいてメデイアンによる穴中央値及びモーメントに
よる重心位置専から穴の中心位置を演算している。第９
図は穿設穴がゴミやノイズによる影響を受けない場合と
、ゴミ等による影響を受ける場合の穴の性状を示す図で
あり、正常な大画像〈第９図〈△））については簡単な
処理で精度良く穴の中心位置を演算することができる。

しかし、ノイズまたはゴミ等を含む大画像（第９図（Ｂ
）、（Ｃ））においては、不良な穴の映像情報（第１０
図）を含めた中心位置によって演算が行なわれるために
正確な演算をすることができなくなってしまう。そのた
め、かかる装置では不良穴情報による誤補正を防ぐため
不良穴チエツク部を備え、そのチエツク部でノイズやゴ
ミ等が所定値以内にあることを確認している。また、こ
の装置では、ノイズ等が所定値以上になると補正作業を
中断し、不良穴情報による誤補正にならないようにして
いる。従って、かかる装置では、ノイズが発生した場合
等に補正作業を中断しなければならず、補正作業効率を
低下させてしまうという不都合があった。

そこで、本発明は穴の輪郭点から穴の中心位ｄまでの距
離偏差が最小になる点をその穴の中心位置とする演算が
される演痺部等を備えることにより、穴情報に応じた穴
中心位置のＬｉ　Ｊを行なうと共に誤補正による補正作
業の中断防止をすることによって、補正作業効率が向上
できるようにすることを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記課題を解決するための手段として本発明は、被補正
対象物に設けた加工基準穴の実際の穴データを記憶する
記憶手段と、該記憶手段から実際の穴データを入力して
穴の中心位置を演算する手段と、該演算手段からの演算
出力と予じめ設定しておいた正規の加工基準穴の位置情
報を比較する手段と、該比較手段から送出される比較出
力に従って補正指令を出力する手段と、該補正指令出力
手段からの補正指令に従って被補正対象物の位置決めを
でる手段とから成ることを特徴とする。

（作用）本装置では被補正対象物に設けた加工基準穴の実際の穴
データを記憶した後、その実際の穴データより前記加工
基準穴の実際の中心位置を、加工基準穴の各輪郭点から
加工基準穴の中心位置までの距離偏差が最小になる点を
その加工基準穴の中心位置になるように演算し、その演
算結果と予じめ設定しておいた正規の加工基準穴の中心
位置情報とを比較し、その比較結果に従って補正指令を
出力して前記被補正対染物の位置決め制御をする。

（実施例）次に本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説
明する。第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成
図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図である
。

第１図及び第２図において、符＠１はレーザ加工機で、
この加工ＩｊＭ１は例えばＮＣターレットパンチプレス
と共に設置され、板金複合ラインを構成するものである
。レーザ加工機１にはワーク位置を認識するワーク位置
認識部２が設置される。

ワーク位ＨＥＩＲ部２はレーザ加工機１に取付けられた
画像採取手段としての撮像部３、採取した画像を処理す
る画像処理部４、画像処理した画像をモニタするモニタ
テレビ部５及びワークの位置決め部１１を制御する制御
部６から構成される。また、九像部３にはシャッタ７及
びランプ８が付属されている。画像処理部４は以下に説
′明するように４ａ乃至４ｆより構成される。信号変換
部４ａは撮像部から送出される映像信＠１００をＡＤ変
換してディジタル画像信号１０１にするものである。タ
イミング発生部４ｂは画像制御部４ｆから送出される制
御信号１０２に基づいてアドレス信号１０３と同期信号
１０４を出力するものである。

画像記憶部４Ｃは、信号変換部４ａから送出されるディ
ジタル画像信号１０１をアドレス信号１０３により所定
記憶領域に一時格納させると共に、制御信号１０５によ
ってその格納された画像信号１０１が呼び出せるように
なっている。穴中心位置？＊　ａｉ　ｉ’ｉｌ　４　ｄ
は画像記憶部４ｃから呼び出された画像信号１０１と画
像制御部４［から送出される信号１０６に従ってワーク
１３の穴の中心位置が演算されるようになっている。比
較出力部４ｅは画像制御信号１０７と演算信号１０８の
比較をし、補正データ１０９を制御部６に送出するも゛
のである。画像制御部４ｒは制御部６から退出される補
正指令１１０によって信号１０５乃至１０７を画像記憶
部４ｃ、穴中心位置演算部４ｄ及び比較部４ｅに送出す
るものである。また、上記制御部６では比較部４ｅから
出力された補正データ１０９に従って位置決め指令１１
１が位置決め部１１に送出されるようになっている。位
置決め部１１ではクランプ部材１２を介してワーク１３
が取付けられ、前記位置決め指令１１１によって位置決
め部１１を駆動させることにより、ワークの位置決めが
されるようになっている。被検査穴１４はワーク１３に
穿設されている穴である。以上の構成より成る位置補正
装置は、ワーク１３の被検査穴１４の穴情報を撮像部３
を経て画像処理部４で実際の被検査穴１４の穴中心位置
と予じめ設定しておいた正規の被検査穴１４の穴中心位
置の比較をした後、該処理部４から制御部６に送出され
る補正データに従って位置決め部１１に位置決め指令１
１１を送出し、該位置決め部１１を制御することにより
、ワーク１３の位置決めをするもので、ノイズやゴミ等
の影響下でも精度良く、かつ補正作業を中断せずに被検
査穴１４の穴位置を演算することができるものである。

次に本実施例の動作について説明する。

本装置の茶像部３ではワーク１３上に穿設された被検査
穴１４を撮像し、被検査穴１４の映像信号１００を画像
処理部４へ送出する。画像処理部４へ送出された映像（
Ｕ号１００は画像処理部４の信号変換部４ａでディジタ
ル画像信号１０１に変換され、タイミング発生部４ａよ
り送出されるアドレス信号１０３によって画像記憶部４
Ｃの所定記憶領域に格納される。画像記１部４ｃに記憶
された画僧侶＠１０１は画像制御部４ｒからの制御信号
１０５によって呼び出される。穴中心位置演算部４ｄで
は呼び出された画像信号１０１と画像制御部４ｆから送
出された信号１０６に基づいて被検査穴１４の中心位置
が演算される。比較部４ｅでは穴中心位置演算部４ｄか
ら送出される演算信号１０８と画像制御部４「から送出
される画像制御信号１０７の比較をし、その比較出力で
ある補正データ１０９を制御部６へ入力づる。制御部６
では比較出力部４ｅから送出される補正データ１０９に
基づいた位置決め指令１１１を位置決め部１１へ送出し
、位置決め部１１を駆動させてワーク１３の位置決めす
る。従って、木枝βでは撮像部３に撮像されたワーク１
３の被検査穴１４の輪郭点情報に従って画像処理部４の
穴中心位置演算部４ｄで穴中心位置の演算を行ない、比
較部４ｅで穴中心位置演算部４ｄから送出される実際の
被検査穴１４の穴中心位置と予じめ設定して、１３いた
正規の被検査穴１４の穴中心位置との比較をし、その比
較出力である補正データ１０９に基づいて制御部６から
位置決め指令１１１を位置決め部１１に送出することに
より、ワーク１３の位置決めを確実にすることができる
。

次に、本実施例の穴中心位置Ｈ，１プロセスについて、
第３図のフローチャート及び第４図乃至第８図の説明図
を参照して説明する。

今、穴の中心位置を認識するプロセスをスタートする。

そして、撮像部３で撮像され、信号変換部４ａに送出さ
れる映像信号１００より画像処理部４で次のようにして
穴の輪郭点を抽出する（ステップ１）。すなわち、先ず
映像信号１００の輪郭点を×ｙ座標上にモデル化する（
第４図）。ここで、ｘｙ座標系における円方程式（第５
図）はχ２　＋　（Ｖ−ｒ　）２　＝ｒ・・・（１）で
表わすが、これを整理して（χ２＋ｙ２）／ｙ＝２ｒ　＝一定・・・（２）と書き
直し、円周上の各点（ｘｉ、　ｙｊ）における円方程式
を（２）式に代入して求める。

このときの円方程式は（ｘｉ　２＋ｙｊ　２）／ｙｊ　＝２ｒ・・・（２ａ）
である。従って、（２ａ）式の円は原点０で接しく第５
図参照）、円周上の各点（ｘｉ、　Ｖｊ）から中心Ｒま
での距離偏差がＯになる。

次に、×ｙ座標上における輪郭点の座標値の最大。

最小値ｚｒａａｘ　、　ｚｍｉｎ　、　ｙｌＩｌａｘ　
、　ｙｍｉｎを穴中心位置演算部４ｄで算出する（ステ
ップ２）。このステップでは（２ａ）式を×ｙ座標上の
輪郭点モデル（第４図）にあてはめ、輪郭点の最大・最
小値が穴中心位置演算部４ｄによって算出される。そし
て、輪郭部の最大・最小値より仮の穴中心値χＣｅｎ　
、　ｙＣｅｎを同波締部４ｄで算出するくステップ３）
。

このｙｃｅｎ　、　ｙｃｅｎはｙｃｅｎ　＝　（ｙｍａｘ　＋χｍｉｎ　）　／２ｙｃ
ｅｎ　＝　（ｙｍａｘ　＋　ｙｍｉｎ　）　／　２より
求められる。

次に、（ｚｃｅｎ　、　ｙｍｉｎ　）をｉ−ｊ座標の原
点にし、仮の座標系ｉ軸、ｊ軸をもつｉ−ｊ座標系を設
定する（ステップ４）。そして、穴中心位置演算部４ｄ
で１−ｊ座標系にａ３いて各輪郭部と仮の穴中心との距
離ｊ−ｋを算出する（ステップ５）。

距離Ｌｋは各輪郭点ｔ　ｏ　　（χｏ　、　Ｖｏ　）、
　ｆ　＋（χ＋　、　Ｖ＋　＞＝・＝・ｆＱ−＋　（χ
ｅ−＋、　ｙｅ−＋　）、　ｆｅ（χａ、ｙｃ）の座標
値を（２）式に代入し、仮の穴中心から輪郭点ｆｏ−ｆ
ｅまでの各点の距離から求める。

１ｋ　＝　（χに２　＋ｙｋ２　）／ｙｋ・・・（４）
（４）式において、Ｋ−０〜ｅである。

次に穴中心位置演算部４ｄでｌｋの頻度Ｈｑの最大値Ｐ
ｑを求める（ステップ６）。ｌ　ｋの値の頻度ＨＱは各
輪郭点、（ｘｉ　、　ｙｊ　）から仮の円中心（ｙｃｅ
ｎ　、　ｙｃｅｎ　）までの距離のバラツキを示づもの
である。そして、予じめ設定しておいた円中心（Ｘ、Ｙ
）と仮の円中心（ｚｃｅｎ　、　ｙｃｅｎ　）が画像処
理部４の比較部４ｅで比較され、円中心（Ｘ、Ｙ）と仮
の円中心（ｚｃｅｎ　、　ｙｃｅｎ　）が−致する場合
には前記頻度Ｈｑが（２）式の２ｒの高いピーク値Ｐα
をもつ波形特性になることが認識される［第７図（Ａ）
］。また、円中心（Ｘ。

Ｙ）と仮の円中心（ｙｃｅｎ　、　ｙｃｅｎ　）が一致
しない場合には、円中心（Ｘ、Ｙ）と仮の円中心（ｙｃ
ｅｎ　、　ｙｃｅｎ　）とのズレが大きくなるにつれて
頻度Ｈｑのピーク値が低くなり、前記両回中心が一致し
ていないことが認識される。更に、円中心（Ｘ、Ｙ）と
仮の円中心（ｚｃｅｎ　、　ｙｃｅｎ　）が−致せず、
円中心と仮の円中心の距離りの偏差が大きくなると、ピ
ーク値Ｐβの低いなだらかな山形の波形特性になり、こ
の特性より、正規の穴の輪郭点とその中心点までの距離
と実際の穴の輪郭点とその中心点までの距離の差（距離
偏差）が太きくなることが認識される。［第７図（Ｂ）
］。

次に、ｉ柏原点をｙｍｉｎからｙｍａｘまで（第８図）
移動したか否かが判断される（ステップ７）。

ｉ柏原点をχ１ｎからχｌｌ１ａｘ方向に移動したと判
断した場合には、輪郭点ｆｏ〜「ｅまでの各点距離Ｌｋ
の頻度Ｈｑが最大値になる１柏原点位置のχ軸座標値を
χｑにするくステップ８）。そして、（χ１ｎ　、　ｙ
ｃｅｎ　）をｉ−ｊ座標原点にする〈ステップ９〉。ま
た上記ステップ７において、１柏原点をｙｍｉｎからχ
ｍａｘ方向に移動しなかったと判断した場合には、ｉ柏
原点を１ステツプづつずらしくステップ１０）、ステッ
プ５に戻す。以上のようにして、実際の穴の輪郭点から
中心までの距離と正規の穴の輪郭点から中心までの距離
偏差に従って、ピーク値Ｐの最大ＩＰｍａｘにおける位
置（ｉ−１）をｉ軸座標より認識（る。

次に上記ステップ９において、（ｙｍｉｎ　、　ｙｃｅ
ｎ）をｉ−ｊ座標原点とした後、図示を省略するがステ
ップ５乃至ステップ７と同様な処理をｊ軸について行な
い、ｊ軸原点位置のｙ軸座標値をｙりとする。上記処理
によってｉ−ｊ座標原点上の座標値（χＯ，ｙｇ）を穴
中心位置とする（ステップ１１）。以上のようにして穴
の中心位置を認識するプロセスをエンドする。そして、
比較部４ｅより認識された不良穴の中心位置と基準中心
との差に従い補正データ１０９を制御部６に入力し、制
御部６から穴中心位置に応じた位置決め指令１１１を位
置決め部１１に送出し、ワーク１３の位置補正をするこ
とができる。

従って、本位置補正装置によれば、ワーク１３の被検査
穴の穴情報がゴミやノイズ等によって不良な情報として
撮影部３に入力されたとしても、その不良穴の中心位置
を認識することかでき、またその穴の中心位置に応じた
ワーク１３の位置補正をすることができる。従って、本
装置を用いることによって被検査穴１４の穴情報に応じ
た位置補正を連続的に行なうことができる。それ故に、
本装置では従来のこのような補正装置のように不良穴情
報をチエツクする不良穴チエツク装置を用いずにワーク
の位置補正することができ、位置補正に要する時間を短
縮し、作業効率を向上することができる。

［発明の効果］上記のように本発明によれば、被補正対象物の被検査穴
の穴情報がゴミやノイズ等の不良情報として踊像部に入
力されたとしても、その不良穴の中心位置が認識でき、
またその穴の中心位置に応じた被補正対象物の位置補正
ができるので、不良穴チエツク装置のような装置を用い
ずに連続的に位置補正を行なえ、位置補正に要づる作業
時間を短縮することにより、作業効率を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図は本発
明の一実施例を示すフローチャート、第４図乃至第８図
はフローチャートの説明のため用いる図、第９図及び第
１０図は被検査穴の内性状を説明するための図である。４０・・・画像記憶部４ｄ・・・穴中心位置演算部４ｅ・・・比較部６・・・制御部１１・・・位置決め部１３・・・ワーク１４・・・被検査穴代理人　　　弁理士　　　五　好　　保　男−ｍ−→−
Ｘ第４図第５図０ｉ−ｉ・ｉ−ｊ座標系の原点第６図第７図ピ第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被補正対象物に設けた加工基準穴の実際の穴デー
タを記憶する記憶手段と、該記憶手段から実際の穴デー
タを入力して穴の中心位置を演算する手段と、該演算手
段からの演算出力と予じめ設定しておいた正規の加工基
準穴の位置情報を比較する手段と、該比較手段から送出
される比較出力に従つて補正指令を出力する手段と、該
補正指令出力手段からの補正指令に従つて被補正対象物
の位置決めをする手段とから成ることを特徴とする位置
補正装置。
（２）被補正対象物に設けた加工基準穴の実際の穴デー
タを記憶する記憶手段と、該記憶手段から実際の穴デー
タを入力して穴の中心位置を検出する手段と、該検出手
段からの検出情報と予じめ設定しておいた正規の加工基
準穴の位置情報を比較する手段と、該比較手段から送出
される比較出力に従つて補正指令を出力する手段と、該
補正指令出力手段からの補正指令に従つて被補正対象物
の位置決めをする手段を備え、前記演算手段は加工基準
穴の各輪郭点から加工基準穴の中心位置までの距離偏差
が最小になる点をその加工基準穴の中心位置として演算
することを特徴とする請求項１記載の位置補正装置。