JPH04143606A - 形状検出装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鏡面削り取り加工により露出された金属加工
物等の母材の削り取り露出部の形状を検出する形状検出
装置に関する。

〔従来技術〕

第８図は、金属加工物等の母材及びその表面に生じたひ
び割れ等の部分的な欠陥部の一例を示している。

上記母材５１の欠陥部５２は、第９図に示すようにグラ
インダ５３等によって削り取られる。

通常、上記母材５１の他の部分は、光を紅反射するが、
上記削り取り加工された部分の表面は。

上記グラインダ５３等により研磨されて鏡面のようにな
る。

そして、上記のように削り取られて露出されたこの母材
５１の削り取り露出部５４には、溶接作業者等によって
第１０図に示すように溶接等の補修が施される。

通常、上記削り取り加工と上記溶接作業とは別工程で行
われ、特に、上記溶接作業は他の作業と異なり比較的長
時間を要する。

また、一般に、上記溶接作業においては、溶接部からの
スパーク等によって比較的口が疲労し易く、同作業は他
の作業と比べると苛酷である。

〔発明が解決しようとする課題〕

それゆえに、上記溶接作業をロボット等を用いて自動化
することが望まれるが、同溶接作業は。

作業者が上記削り取り露出部５４の形状を目で確認しな
がら、同削り取り露出部５４の隅から隅までをきれいに
溶接修復するといった緻密で高度の技術を要する作業で
あり、上記削り取り露出部５４の形状を検出する機能技
術をセンサ等を用いて自動化するのは、従来は、到底不
可能であろうと考えられていた。

従って５本発明は母材の削り取り露出部の形状を、母材
の他の部分と区別して正確に検出し得るようにした形状
検出装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明は、鏡面削り取り加工
により露出された母材の削り取り露出部の形状を、光を
乱反射する上記母材の他の部分と区別して検出する形状
検出装置において、上記削り取り露出部に光を照射する
ための光源と、上記削り取り露出部からの上記光源光の
鏡面反射光を撮像するための撮像手段と、上記光源及び
／又は上記撮像手段を、上記削り取り露出部を中心とし
て相互に移動させる移動手段と、上記移動手段を作動さ
せつつ上記撮像手段からの撮像画像を積分処理し、上記
削り取り露出部の形状を検出する形状検出手段とを具備
してなることを特徴とする形状検出装置として構成され
ている。

〔作用〕

この形状検出袋！では、移動手段により、削り取り露出
部に光を照射する光源及び／又は該削り取り露出部から
の光源光の鏡面反射光を撮像する撮像手段が、該削り取
り露出部を中心として相互に移動されつつ、形状検出手
段により上記撮像手段からの撮像画像が積分処理されて
上記削り取り露出部の形状が検出される。

即ち、この形状検出装置を用いれば１人手によらず削り
取り露出部の形状を、母材の他の部分と区別して正確に
検出することができる。

〔実施例］ 以下、添付図面を参照して１本発明を具体化した実施例
につき説明し２本発明の理解に供する。

尚、以下の実施例は本発明を具体化した一例であって１
本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

第１図は本発明の一実施例に係る形状検出装置を示すブ
ロック図、第２図は同形状検出装置の画面上に表示され
た撮像画像の一例を示す模式図第３図は同形状検出装置
のＴＶカメラと光源との位置関係の一例を示す模式図、
第４図（ａ）は同形状検出装置のＴＶカメラと光源との
位置関係の変化による撮像画像の変化の一例を示す模式
図、第４図ら）は同撮像画像を積分したところの一例を
示す模式図、第５図は本発明の他の実施例に係る形状検
出装置を示すブロック図、第６図（ａ）及び（ｂ）はそ
れぞれ同形状検出装置の画面上に表示された撮像画像の
一例を示す模式図、第７図は同形状検出装置のＴＶカメ
ラの撮像面と削り取り露出部の鏡面反射部との位置関係
の一例を示す模式図である。

この形状検出装置１は、第１図に示すように母材５１の
削り取り露出部５４に散乱光を照射するハロゲンランプ
等からなる光源２を具備している。

この形状検出装置１は、マイクロコンピュータＣＰＵ等
からなる画像処理部３を中心として構成され、この画像
処理部３に、上記削り取り露出部５４からの上記光源光
の鏡面反射光を撮像するための撮像手段の一例であるＴ
Ｖカメラ４．該ＴＶカメラ４により撮像された撮像画像
を画面５上に表示するＣＲＴ等からなる表示部６等が接
続されている。

この形状検出装置１では、上記光源２及び／又は上記Ｔ
Ｖカメラ４が上記削り取り露出部５４を中心として不図
示のロボットアーム等により相互に移動される。

例えば、第３図に示すように上記ＴＶカメラ４は、上記
ロボットアームにより上記削り取り露Ｈ部５４の略直上
に位置決めされると共に、上記】源２は上記ロボットア
ームにより母材５１の表角５１、（ＸＹ平面）に対して
直角方向の上記削乞取り露出部５４を含むＹＺ平面上を
同削り取り４出部５４を中心とする角度θ（矢印Ａ）が
例えねθ〜１８０’に変化されて回転移動される。

上記例では、ＴＶカメラ４が削り取り露出部５４の略直
上に位置決めされて光ｉ１２が回転移動されたが、その
逆に、光源２を削り取り露出部５４の略直上に位置決め
してＴＶカメラ４を回転移りするようにしてもよい。

又は、上記ＴＶカメラ４と光源２とを共に相互に回転移
動させるようにしてもよい。

或いは、上記削り取り露出部５４の削り取り角度等に応
じて上記ＴＶカメラ４又は光源２を同削り取り露出部５
４の直上でなく、上記削り取り角度だけずらして位置決
めするようにしてもよい。

このような場合、上記光源２又はＴＶカメラ４の回転移
動面は、上記ずれた角度に応じた角度だけ修正された角
度をもった面とされる。

以下、上記第３図の例についてのみ説明する。

上述した光源２及び／又はＴＶカメラ４を削り取り露出
部５４を中心として相互に移動させる機能を実現する手
段が移動手段の一例である。

第２図は、上記光源２がある角度θ１に回転移動されて
位置決めされたときの画面５上に表示された上記ＴＶカ
メラ４の母材５１等の撮像画像の一例を示している。

この図に示すように、上記削り取り露出部５４からの光
源光の鏡面反射光は、他の部分と異なり光った明光画像
５４．（白い画像）となって、同画面５上にあられれる
。

第４図（ａ）は、上記光源２が上記のように回転移動さ
れたときの上記明光画像５４．の変化の一例を示してい
る。

この図に示すように上記明光画像５４．は、上記角度θ
の変化に伴って上記削り取り露出部５４の一端部から他
端部まで移動する。

二の形状検出装置１では、上記光源２が、その角度θが
上記のように０〜１８０°に変化されて回転移動されつ
つ、上記ＴＶカメラ４からの撮像画像（即ち、上記明光
画像５４１等）が積分処理され、上記画面５上に表示さ
れる。

第４図（ｂＪは、上記積分処理されて画面５上に表示さ
れた撮像画像の一例を示している。

この形状検出装置１では、この図に示すように上記積分
処理により上記削り取り露出部５４の形状が、明光部５
４．として明瞭且つ正確に画面５上に表示される。

上記例では、上記ＴＶカメラ４からの撮像画像をそのま
ま積分処理したが、同ＴＶカメラ４からの撮像画像を所
定閾値を用いて２値化した後、上記積分処理を行うよう
にしてもよい。

このようにすれば、上記明光部５４１と他の撮像画像部
分とを、より一層明瞭に区別することができる。

上記した光源２を回転移動させつつＴＶカメラ４からの
撮像画像を積分処理し、削り取り露出部５４の形状を明
光部５４．として検出表示する機能を実現する手段が形
状検出手段の一例である。

そして、この形状検出装置１を備えた溶接装置では、他
の装置３例えば後述するようにＴＶカメラを２台装備し
た装置等により、上記削り取り露出部５４の正確な位置
及びその深さ等が検出され。

不図示のロボットアーム等が作動されて同削り取り露出
部５４の溶接修復処理がなされる。

第５図は、上記したＴＶカメラを２台装備してなる形状
検出装置１．を示している。

尚、この形状検出装置１．は２表示部も２台（６、，６
ｉ備えている。　この形状検出装置１゜では、この図に
示すように削り取り露出部５４の略直上にＴＶカメラ４
．及び４．が並設されている。

即ち、この形状検出装置１．では、光源２の前述した回
転移動により、上記形状検出装置ｌと同様に、削り取り
露出部５４の形状がＴＶカメラ４゜及び４１等によって
それぞれ検出され、第６図（に）及びら）に示すように
画面５．及び５．上にそれぞれ表示される。

そして９次式による演算処理がなされて削り取り露出部
５４の鏡面反射部Ｐの位置及びその深さ［即ち、ＴＶカ
メラ４．の中心軸Ｂ（光軸の中心）からの距離ｍ（第７
図参照）及び同ＴＶカメラ４１の結像中心点Ｃからの距
離！（同第７図参照）］が求められる。

ｍ−Ｌ　　ｔ、ｌ　　／　（ｊ！＋　　＋１ｚ　　）　
・・（１）ｊ２＝Ｌ＋　　Ｌｌ　／　（ｊ！＋　＋ｊ！
ｚ　）・・・（２）但し ＝ＴＶＴＶカメラ４中心軸Ｂから同 ＴＶカメラ４．の撮像面７（第７ 図）上の明光画像５４１の端部ま での距離。

１、：ＴＶカメラ４．の中心軸りから同ＴＶカメラ４１
の撮像面８（第７ 図）上の明光画像５４．の端部ま での距離。

Ｌ、：ＴＶカメラ４．と４ｂ間の距離。

！ ｔ ：Ｔ■カメラ４１及び４゜ の焦点路 離。

尚、上記（１）、　（２）の関係式は、第７図に示す幾
何図形から簡単に導かれる次式を解くことにより求めら
れる。

１１／　Ｌ　ｔ　＝　ｍ／　ｊ！　　　　　　　・＝（
３）Ｉｔ　／Ｌｘ　　＝　（Ｌｌ　　ｍ）／ｊ”＝（４
）〔発明の効果］ 本発明により鏡面削り取り加工により露出された母材の
削り取り露出部の形状を、光を乱反射する上記母材の他
の部分と区別して検出する形状検出装置において、上記
削り取り露出部に光を照射するための光源と、上記削り
取り露出部からの上記光源光の鏡面反射光を撮像するた
めの撮像手段と、上記光源及び／又は上記撮像手段を、
上記削り取り露出部を中心として相互に移動させる移動
手段と、上記移動手段を作動させつつ上記撮像手段から
の撮像画像を積分処理し、上記削り取り露出部の形状を
検出する形状検出手段とを具備してなることを特徴とす
る形状検出装置が提供される。

従って、この形状検出装置を用いれば、母材の削り取り
露出部の形状を、母材の他の部分と区別して正確に検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る形状検出装置を示すブ
ロック図、第２図は同形状検出装置の画面上に表示され
た撮像画像の一例を示す模式図第３図は同形状検出装置
のＴＶカメラと光源との位置関係の一例を示す模式図、
第４図（ａ）は同形状検出装置のＴＶカメラと光源との
位置関係の変化による撮像画像の変化の一例を示す模式
図、第４図（ロ）は同撮像画像を積分したところの一例
を示す模式図、第５図は本発明の他の実施例に係る形状
検出装置を示すブロック図、第６図（６）及び（ｂ）は
それぞれ同形状検出装置の画面上に表示された撮像画像
の一例を示す模式図、第７図は同形状検出装置のＴＶカ
メラの撮像面と削り取り露出部の鏡面反射部との位置関
係の一例を示す模式図、第８図は母材及びその表面の欠
陥部の一例を示す斜視図。 第９図は母材及びその削り取り露出部等の一例を示す斜
視図、第１０図は同削り取り露出部等が溶接等の補修が
なされているところを示す斜視図である。 ［符号の説明］ Ｌ、　　１．・・・形状検出装置 ２・・・光源 ３・・・画像処理部 ４．４−．４ｂ・・・ＴＶカメラ（撮像手段）５．５．
．５．・・・画面 ６．６−．６ｂ・・・表示部 ５１・・・母材 ５４・・・削り取り露出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡面削り取り加工により露出された母材の削り取り
   露出部の形状を、光を乱反射する上記母材の他の部分と
   区別して検出する形状検出装置において、 上記削り取り露出部に光を照射するための光源と、 上記削り取り露出部からの上記光源光の鏡面反射光を撮
   像するための撮像手段と、 上記光源及び／又は上記撮像手段を、上記削り取り露出
   部を中心として相互に移動させる移動手段と、 上記移動手段を作動させつつ上記撮像手段からの撮像画
   像を積分処理し、上記削り取り露出部の形状を検出する
   形状検出手段とを具備してなることを特徴とする形状検
   出装置。