JPS63130292A - Image measuring instrument - Google Patents
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、画像計測装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an image measuring device.
(従来の技術)
例えばNG付きパンチング加工機とNC付きレーザ加工
機との複合加工様では、パンチング加工の終了後レーザ
加工に入る前にクランパにてワークをクランプし直し、
レーザ加工に都合の良いクランプ位置にてワークをクラ
ンプするようにしている。(Prior art) For example, in combined processing using a punching machine with NG and a laser processing machine with NC, the workpiece is re-clamped with a clamper after punching and before starting laser processing.
The workpiece is clamped at a clamping position convenient for laser processing.
ところが、このようにクランプし直す時には、ワークの
クランプ位置が正規の位置から若干ずれることが避けら
れない。このため、新たなりランプ位置が正規のクラン
プ位置からどの程度ずれているのか、そのオフセット量
を自動的に算出し、得られたオフセット量を加工機側の
NCH置にフィードバックする。そして、加工機のNG
表装置は、与えられるオフセットΩをもとにしてワーク
の位置座標を補正し、正規の位置で加工ができるように
する必要がある。However, when re-clamping the workpiece in this manner, it is inevitable that the clamping position of the workpiece will deviate slightly from the normal position. Therefore, the offset amount is automatically calculated to determine how far the new lamp position deviates from the regular clamp position, and the obtained offset amount is fed back to the NCH position on the processing machine side. And NG of the processing machine
The table device needs to correct the position coordinates of the workpiece based on the given offset Ω so that processing can be performed at the correct position.
しかしながら、従来、このようなりランプ位置のオフセ
ット量を自動的に算出してワークのクランプ位置の補正
のためにフィードバックするような装置は、一般に知ら
れていない。However, conventionally, there is generally no known device that automatically calculates the offset amount of the lamp position and feeds it back for correcting the clamp position of the workpiece.
そこで、被測定物としてのワークに基準穴やマークのよ
うな基準丸印を設けておき、撮像手段としてのCODカ
メラにエリアセンサを搭載して、クランパにクランプさ
れているワークの基準丸印を搬像する。そして、この画
像信号から基準丸印の中心点座標(X+ 、Y+ )を
算出し、基準点の座標となるカメラの中心点座標(Xo
、 Yo )と比較し、その差(Xo −X+ 、Y
o −Y+ )を求める。そして、この差をワークのオ
フセット量として加工機側のNCコンソールにパルス数
に換算して与え、加工機側でワークのクランプ位置を自
動的に補正する構成の画像計測装置が考えられる。Therefore, a reference circle such as a reference hole or mark is provided on the workpiece to be measured, and an area sensor is mounted on the COD camera as an imaging means to detect the reference circle on the workpiece clamped by the clamper. Transport the image. Then, the center point coordinates (X+, Y+) of the reference circle are calculated from this image signal, and the camera center point coordinates (Xo
, Yo ), and the difference (Xo −X+ , Y
o −Y+). A conceivable image measuring device is such that this difference is converted into a pulse number and given to the NC console on the processing machine side as the offset amount of the workpiece, and the clamping position of the workpiece is automatically corrected on the processing machine side.
(発明が解決しようとする問題点)
ところが、このように撮像手段のCODカメラにエリア
センサを用いて被測定物の基準丸印の中心点座標を口出
する画像計測装置の場合、エリアセンサが歩留りの関係
から512X480程度の両県分割が一般的であり、ノ
ンインターレス走査で使用した場合にはさらに粗くて2
56X240分割となる。そこで、カメラの視野を5m
lllX5mmとすれば、1画素あたり約0.02mm
であり、これが検出できる最小寸法となる。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the case of an image measuring device that uses an area sensor in the COD camera of the imaging means to determine the coordinates of the center point of the reference circle of the object to be measured, the area sensor is Due to yield issues, it is common to divide the area into approximately 512 x 480 pixels, and when using non-interlaced scanning, it is even coarser and splits into 2 pixels.
It will be divided into 56x240. Therefore, the field of view of the camera was changed to 5 m.
If it is x5mm, it is about 0.02mm per pixel.
This is the minimum detectable size.
したがって、このようなCCDエリアセンサ内蔵カメラ
を使用した場合には、現状必要な視野寸法において、ミ
クロンオーダの検出ができない問題がある。Therefore, when such a camera with a built-in CCD area sensor is used, there is a problem that detection on the micron order is not possible within the currently required field of view.
この発明は、このような考察に鑑みてなされたものであ
って、撮像手段としてXY十文字に配置したラインレン
(すを用い、被測定物上の基準丸印の中心点座標の厳密
な算出が可能な画像計測装置を提供することを目的とす
る。This invention was made in view of these considerations, and uses line lenses arranged in an XY cross pattern as an imaging means, making it possible to accurately calculate the coordinates of the center point of the reference circle on the object to be measured. The purpose of this invention is to provide an image measuring device that can be used in various ways.
(問題点を解決するための手段)
この発明の画像計測装置は、XY十文字に配置されたラ
インセンサを備えた撮像手段と、この撮像手段の撮像信
号の2値化処理をなす2値化手段と、被測定物上の基準
印の撮像信号の2値化データから基準印をX軸方向、Y
軸方向に切断するそれぞれの弦の中点の座標を求め、こ
れらのX座標値、Y座標値を前記基準印の中心点座標と
する演算手段とを備えて成るものである。(Means for Solving the Problems) The image measuring device of the present invention includes an imaging means equipped with line sensors arranged in an XY cross pattern, and a binarization means for performing binarization processing on an image signal of the imaging means. Then, from the binarized data of the image signal of the reference mark on the object to be measured, move the reference mark in the X-axis direction and Y
The apparatus includes calculation means for determining the coordinates of the midpoint of each chord cut in the axial direction and using these X and Y coordinate values as the coordinates of the center point of the reference mark.
(作用)
この発明の画像計測装置では、撮像手段のXY十文字に
配置されたラインセンサがそれぞれ被測定物上の基準丸
印のX軸方向、Y軸方向の走査を行ない・こ□れらのラ
インセンサの充像信号の2値化によってえられる2値化
信号から基準丸印の中心点座標を算出することができる
。(Function) In the image measuring device of the present invention, the line sensors arranged in the XY cross of the imaging means respectively scan the reference circles on the object to be measured in the X-axis direction and the Y-axis direction. The coordinates of the center point of the reference circle can be calculated from the binarized signal obtained by binarizing the filling signal of the line sensor.
(実施例)
第1図はこの発明の一実施例のブロック図を示しており
、第2図はシステム構成を示している。(Embodiment) FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the system configuration.
第2図に示すように、ワークWはパンチ加工の終了した
もので、レーザ加工のために図に示していないクランパ
によって所定の位置でクランプされている。As shown in FIG. 2, the workpiece W has been punched and is clamped at a predetermined position by a clamper (not shown) for laser processing.
撮像手段としてのCCDカメラ1は、第3図に示すよう
にラインセンサ3,5をXY十文字の配置で内蔵してお
り、被測定物としてのクランプされたワークWに対して
そのX軸方向、Y軸方向の走査をなす。各ラインセンサ
3,5は、通常2048ビクセルのものが使用されるが
、必要に応じて4096ビクセルのものを用いることも
可能である。また、必要に応じて、2048ピクセルの
ラインセンサについて、2ビクセル単位、4ビクセル単
位に分割して用いることも可能である。The CCD camera 1 as an imaging means has built-in line sensors 3 and 5 arranged in an XY cross pattern as shown in FIG. Performs scanning in the Y-axis direction. Each of the line sensors 3 and 5 is normally one with 2048 pixels, but it is also possible to use one with 4096 pixels if necessary. Furthermore, if necessary, the 2048-pixel line sensor can be divided into 2-pixel units and 4-pixel units for use.
画像処理装置7は、CCDカメラ1のラインセンサ3,
5からの画像信号を2値化し、ワークWの基準丸印とし
ての丸穴Aの中心点座標(Xl。The image processing device 7 includes a line sensor 3 of the CCD camera 1,
The image signal from No. 5 is binarized, and the center point coordinates (Xl.
Y+ )を求め、原点としてのカメラ中心の座標(Xo
、 Yo )と比較し、その差(Xo −X+ 。Y+), and the coordinates of the camera center as the origin (Xo
, Yo) and the difference (Xo −X+).
Yo −Y+ )からワークのクランプのオフセット量
を算出する。さらに、この画像処理装置7は、得られた
オフセット母をパルス数に換専し、NCコンソール9に
出力する。The offset amount of the clamp of the workpiece is calculated from Yo −Y+ ). Further, the image processing device 7 converts the obtained offset value into a pulse number and outputs it to the NC console 9.
この画像処理装置7に対してターミナル11が接続され
ている。このターミナル11は、通常の使用状態では不
要のものであるが、テストランその他のために画像処理
装置7の内部メモリの参照が必要な時などに使用する。A terminal 11 is connected to this image processing device 7. This terminal 11 is not necessary in normal use, but is used when it is necessary to refer to the internal memory of the image processing device 7 for test runs or the like.
前記NCコンソール9は、例えばレーザ切断加工全体を
制御するためのものである。The NC console 9 is for controlling the entire laser cutting process, for example.
第1図に示すブロック図をもとにしてこの実施例の回路
構成を説明すると、画像処理装置7は、この装置全体の
制御をなすための演算手段としてCPU13を有し、ま
たRAM15、ROM17.2値化手段としての2値化
回路19、画像取込み制御回路21、通信用インタフェ
ース23、NCインタフェース25、搬像用インタフェ
ース27を備えている。The circuit configuration of this embodiment will be explained based on the block diagram shown in FIG. 1. The image processing device 7 has a CPU 13 as arithmetic means for controlling the entire device, and RAM 15, ROM 17. It includes a binarization circuit 19 as a binarization means, an image capture control circuit 21, a communication interface 23, an NC interface 25, and an image carrier interface 27.
RAM15は、撮像信号の2値化データの格納に用いら
れ、また各種通信用バッファにも用いられる。The RAM 15 is used to store binary data of image pickup signals, and is also used as a buffer for various communications.
、ROM17は、制御プログラムを格納している。, ROM 17 stores a control program.
2値化回路19は、撮像信号を2値化データに変換する
ためのものである。The binarization circuit 19 is for converting the imaging signal into binarized data.
画像取込み制御回路21は、搬像用インタフェース27
の起動、停止を指令する回路である。The image capture control circuit 21 has an image transfer interface 27
This is a circuit that commands the start and stop of the
通信用インタフェース23は、ターミナル11との接続
をする際の連係を司るものである。The communication interface 23 is in charge of coordination when connecting with the terminal 11.
NCインタフェース25は、NGコンソール9とのイン
タフェースである。The NC interface 25 is an interface with the NG console 9.
撮像用インタフェース21は、R像信号の受信、X軸、
Y軸切換え信号の送信、画像走査クロックパルスの送信
を行なうためのものである。The imaging interface 21 receives the R image signal, the X axis,
This is for transmitting a Y-axis switching signal and an image scanning clock pulse.
ターミナル11は、ROM17の内容を見るときや変更
するとぎ、その他強制的に画像処理装置7に指令すると
きに用いられる。The terminal 11 is used to view or change the contents of the ROM 17, or to forcibly issue commands to the image processing device 7.
上記構成の画像J1測装置の動作について、次に説明す
る。The operation of the image J1 measuring device having the above configuration will be described next.
第4図及び第5図を参照して、画像処理装置7の画像取
込み制御回路21からの指令によって、撮像用インタフ
ェース27を介してCCOカメラ1に起動信号が送られ
、CODカメラ1はそのX軸方向ラインセンサ3、Y軸
方向ラインセンサ5によって、ワークWのX軸方向、Y
軸方向の走査を開始する。4 and 5, in response to a command from the image capture control circuit 21 of the image processing device 7, a start signal is sent to the CCO camera 1 via the imaging interface 27, and the COD camera 1 The axial direction line sensor 3 and the Y-axis direction line sensor 5 detect the workpiece W in the X-axis direction and Y-axis direction.
Begin axial scanning.
この撮像は、画像取込み制御回路21によって制御され
、まずX軸方向のラインセンサ3による画像信号が2値
化回路19に取込まれ、2値化データに変換されてRA
M15に取込まれる(ステップ31.32>。This imaging is controlled by the image capture control circuit 21. First, the image signal from the line sensor 3 in the X-axis direction is captured into the binarization circuit 19, converted to binarized data, and then
M15 (step 31.32>).
続いて、Y軸方向のラインセンサ5による画像信号が2
値化回路19に取込まれ、2値化データに変換されてR
AM15に取込まれる(ステップ33.34>。Subsequently, the image signal from the line sensor 5 in the Y-axis direction is
It is taken into the digitization circuit 19, converted to binarized data, and R
It is taken into AM15 (steps 33 and 34>).
こうしてRAM15に取込まれた2値化データから、ワ
ークWのJut穴AのX軸方向、Y軸方向の119デー
タを抽出し、中心点Pの座標(Xl。From the binarized data imported into the RAM 15 in this way, 119 data in the X-axis direction and Y-axis direction of the Jut hole A of the workpiece W are extracted, and the coordinates of the center point P (Xl.
Y+ )を次の手順によって算出する。Y+) is calculated by the following procedure.
つまり、第5図に示すように、ワークWの基準穴AのX
軸方向の検出線分がab、 Y軸方向の検出線分がcd
の弦であったとする。すると、この線分ab、 cdそ
れぞれの中点E、Fの座標を求めることにより、基準穴
Aの中心点Pの座標(X+ 、Y+ )が求められる。In other words, as shown in FIG.
The detected line segment in the axial direction is ab, and the detected line segment in the Y-axis direction is cd.
Suppose that the string is Then, by finding the coordinates of the midpoints E and F of these line segments ab and cd, respectively, the coordinates (X+, Y+) of the center point P of the reference hole A can be found.
一方、X軸方向ラインセンサ3、Y軸方向うインセンサ
5のクロス点となる基準点Gの座標(Xo 、 Yo
)は、原点座標として予め設定されている。On the other hand, the coordinates (Xo, Yo
) are set in advance as origin coordinates.
そこで、この基準穴への中心点Pの座標(×1゜Y+
)と基準点Gの座標(Xo 、 Yo )との差(Xo
−X+ 、Yo −Yr )を求める。この計口値が
ワークのクランプ位置の誤差としてのオフセット間であ
る(ステップ35)。Therefore, the coordinates of the center point P to this reference hole (×1°Y+
) and the coordinates (Xo, Yo) of the reference point G (Xo
−X+ , Yo −Yr ). This count value is the offset as an error in the clamp position of the workpiece (step 35).
こ史ようにして得られたオフセット項は、さらにNGコ
ンソール9に対してパルス数換算して出力される(ステ
ップ36)。The offset term thus obtained is further converted into a pulse number and output to the NG console 9 (step 36).
このパルス数換算値は、次による。This pulse number conversion value is as follows.
つまり、1ビクセル当りのパルス数換算値をαとすると
、
X軸方向: (Xo −X+ )Xα
Y軸方向:(Yo Y+)Xα
そして、このパルス数換算値がNCインタフェース25
からNOコンソール9に出力されるのである(ステップ
37.38>。In other words, if the converted value of the number of pulses per pixel is α, then X-axis direction: (Xo -X+)Xα Y-axis direction: (Yo Y+)Xα And this pulse number converted value is
is output to the NO console 9 (steps 37 and 38>).
ここで、各ラインセンサ3,5のビクセル数が2048
であり、囮惟視野が5mmであるとき、分解能は、
5+nm÷2048’:0.0025mmとなる。Here, the number of pixels of each line sensor 3, 5 is 2048
When the decoy field of view is 5 mm, the resolution is 5+nm÷2048': 0.0025 mm.
したがって、このラインセンサ3,5を用いたCODカ
メラ1の場合、エリアセンサを用いた場合に比べて、約
1オーダー高い分解能が得られるのである。Therefore, in the case of the COD camera 1 using the line sensors 3 and 5, a resolution that is approximately one order of magnitude higher can be obtained than in the case of using an area sensor.
また、エリアセンサを用いて画像処理を行なうとき、画
像ビクセルデータの格納のために必要なメモリ容量は、
256X 256分割の場合
64にピクセル分
512x512分割の場合
256にピクセル分
となる。Further, when performing image processing using an area sensor, the memory capacity required to store image pixel data is 64 pixels in the case of 256×256 division, and 256 pixels in the case of 512×512 division.
しかしながら、この実施例の場合、ラインセンサを用い
ているため、2048分割のものを用いたとしても、X
軸方向、Y軸方向にそれぞれ2048ビクセル分ずつ必
要なだけで、せいぜい4にビクセル分割数なだけに過ぎ
ない。したがって、オフセット最の算出のためのソフi
・ウェア、ハードウェアともに格段に簡略化できること
になる。However, in the case of this embodiment, since a line sensor is used, even if one divided into 2048 is used,
Only 2048 pixels are required in each of the axial direction and the Y-axis direction, which is the number of pixel divisions at most. Therefore, the software i for calculating the offset maximum is
・Both hardware and hardware can be significantly simplified.
尚、この実施例では、ラインセンサ3,5に2048ビ
クセルのものを用いたが、このラインセンサのビクセル
分割数は特に限定されるものではない。したがって、現
在入手できる4096ビクセルのものを使用することも
可能である。In this embodiment, line sensors 3 and 5 having 2048 pixels are used, but the number of pixel divisions of the line sensors is not particularly limited. Therefore, it is also possible to use the currently available 4096 pixel image.
また、2048ビクセルのラインセンサについても、1
ビクセル単位で使用するだけでなく、2ビクセル単位、
4ビクセル単位で使用することもできる。そして、この
ように2,4ビクセル単位で使用すると、視野寸法5m
rrlの場合、精度がそれぞれO、OO5mm、 0
、01 mmになる。したがって、検出する目的に合せ
た精度を簡単に設定することができることになる。Also, for the 2048 pixel line sensor, 1
Not only can you use it in units of pixel, but you can also use it in units of 2 pixels,
It can also be used in units of 4 pixels. When used in units of 2 or 4 pixels like this, the field of view is 5 m.
In the case of rrl, the accuracy is 0, OO5mm, and 0, respectively.
, 01 mm. Therefore, it is possible to easily set the accuracy according to the purpose of detection.
ざらに、上記実施例では基準穴AをワークW上に特別に
設けて基準としたが、この基準穴は特別のものとせず、
パンチングにて1!?た加工穴を利用し、正規の中心点
座標とクランプ時の実際の中心点座標との差からオフセ
ット沿を算出するようにしでもよい。また、単に丸マー
クを付しておき、これを基準丸印として利用してもよい
。Roughly speaking, in the above embodiment, the reference hole A was specially provided on the workpiece W to serve as a reference, but this reference hole was not made special.
1 with punching! ? The offset distance may be calculated from the difference between the regular center point coordinates and the actual center point coordinates at the time of clamping, using a machined hole. Alternatively, a circle mark may simply be attached and this may be used as a reference circle mark.
この発明は上記の構成を有するため、被測定物の基準丸
印の中心点座標を自動的に算出することができる。しか
も、XY十文字に配置したうインセンサにより被測定物
のMQ丸印の中心点座標を求めるものであるため、撮像
手段にエリアセンサを用いる場合に比してX軸方向、Y
軸方向の分解能を向上させることができ、同時に画像ビ
クセルデータを格納するために必要なメモリ容量も格段
に少なくて済み、構成の簡略化ができる。Since the present invention has the above configuration, the coordinates of the center point of the reference circle of the object to be measured can be automatically calculated. Moreover, since the coordinates of the center point of the MQ circle mark on the object to be measured are determined using the inner sensor arranged in the XY cross, the
The axial resolution can be improved, and at the same time, the memory capacity required to store image pixel data can be significantly reduced, and the configuration can be simplified.
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図は上
記実施例のシスデム構成図、第3図は上記実施例におけ
るCCDカメラのラインセンサの配置図、第4図は上記
実施例の動作を説明するフローチャート、第5図は上記
実施例のオフセット凝を口出する動作を説明する説明図
である。
1・・・CCDカメラ
3.5・・・ラインセン1ノ
ア・・・画像処1!I!装置
9・・・NCコンソール
13・・・CPU
1つ・・・2値化回路
代理人 弁理士 三 好 保 男第2図
畠3A
第4図
第5図Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a system configuration diagram of the above embodiment, Fig. 3 is a layout diagram of a line sensor of a CCD camera in the above embodiment, and Fig. 4 is a diagram of the above embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the operation of introducing the offset stiffness in the above embodiment. 1... CCD camera 3.5... Line sensor 1 Noah... Image processing 1! I! Device 9...NC console 13...CPU 1...Binarization circuit agent Patent attorney Yasuo Miyoshi Figure 2 Hatake 3A Figure 4 Figure 5
Claims (1)
と、この撮像手段の撮像信号の2値化処理をなす2値化
手段と、被測定物上の基準印の撮像信号の2値化データ
から基準印をX軸方向、Y軸方向に切断するそれぞれの
弦の中点の座標を求め、これらのX座標値、Y座標値を
前記基準印の中心点座標とする演算手段とを備えて成る
画像計測装置。An imaging means equipped with line sensors arranged in an XY cross pattern, a binarization means for binarizing the imaging signal of the imaging means, and a binarization data of the imaging signal of the reference mark on the object to be measured. Calculating means for determining the coordinates of the midpoint of each chord that cuts the reference mark in the X-axis direction and the Y-axis direction, and determining these X-coordinate values and Y-coordinate values as the coordinates of the center point of the reference mark. Image measurement device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61273962A JPS63130292A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Image measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61273962A JPS63130292A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Image measuring instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63130292A true JPS63130292A (en) | 1988-06-02 |
Family
ID=17535003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61273962A Pending JPS63130292A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Image measuring instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63130292A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0386445A (en) * | 1989-08-31 | 1991-04-11 | Seikosha Co Ltd | Hole position detection method |
JPH0398745A (en) * | 1989-09-06 | 1991-04-24 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method and device for automatically detecting work position of numerical control type perforator |
JP2010158703A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method |
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1986
- 1986-11-19 JP JP61273962A patent/JPS63130292A/en active Pending
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