WO1991013318A1 - Procede et appareil de mesure d'angles de façonnage - Google Patents

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WO1991013318A1
WO1991013318A1 PCT/JP1991/000234 JP9100234W WO9113318A1 WO 1991013318 A1 WO1991013318 A1 WO 1991013318A1 JP 9100234 W JP9100234 W JP 9100234W WO 9113318 A1 WO9113318 A1 WO 9113318A1
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angle
light beam
bending
work
imaging
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PCT/JP1991/000234
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Inventor
Hidehiko Kouno
Yoshiaki Niwa
Akira Sengoku
Takayuki Aoki
Original Assignee
Amada Company, Limited
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/006—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with measuring of bends

Definitions

  • the present invention relates to an angle measuring method and an apparatus for measuring, for example, a bending angle of a bent workpiece, a current bending angle of a workpiece being bent, or an angle of the workpiece.
  • the bending machine performs bending by relative movement of the upper and lower dies, but measures the angle during bending and automatically performs the bending, that is, determines the moving position of the die. The bending angle cannot be automatically determined to be the target bending angle.
  • the setting position of the visual sensor is limited to the direction of the end face, so that there is a problem that the frame configuration of the bending machine is limited.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to provide a method and an apparatus capable of accurately detecting a representative value of a peak bending angle.
  • Another object of the present invention is to provide a work bending angle measuring device for a bending machine, which can quickly and accurately measure the bending angle of a work bent by the bending machine. is there.
  • a continuous or intermittent linear light pattern is generated on at least one surface of the two planes.
  • the light beam is projected on a single plane coordinate from a certain direction to capture an image, and the captured linear light pattern on the plane coordinate is image-processed.
  • a method for obtaining an angle formed by the two planes by measuring an angle formed by the light beam pattern with respect to one coordinate axis of the plane coordinates is proposed.
  • the angle of the V-shaped part of the workpiece is measured by applying the above method.
  • Light measuring means for irradiating a light beam so as to generate a continuous or intermittent linear light beam pattern on at least one of the two planes which narrows the corner of the workpiece.
  • An imaging device for projecting the generated light beam pattern onto one plane coordinate from a certain direction and imaging the image; and processing the imaged linear light beam pattern by performing image processing on the one coordinate axis of the plane coordinate of the light beam pattern.
  • We have proposed an angle measurement device for a workpiece that has an image processing device for measuring the angle formed by the two planes and obtaining the angle formed by the two planes.
  • the angle measuring device of the above-mentioned work was applied to a bending machine, the light beam irradiating means and the imaging device were arranged at the mold of the bending machine, and the bending was performed by the bending machine.
  • the light beam irradiating means and the imaging device are disposed near a punch or a die of the bending machine, or are incorporated in the punch or the die. .
  • these light irradiation means and the imaging device are switched or movable so that the angle of a desired position of the work is detected.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views showing a method for measuring two planes according to the present invention.
  • Figures 3a, b and c are the plan view, front view and right side view of Figure 2, respectively.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an image processing device used in the angle measuring method and the measuring device of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart for angle detection in the angle measuring method of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the image processing apparatus used in the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing an image memory for processing a light beam pattern of the image processing apparatus.
  • FIG. 8 shows the matrix of 2x2 pixels in image processing.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing types of direction codes of a light beam pattern.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of image memory coded by a direction code.
  • FIG. 11 is a timing chart showing a method of processing an image signal in the image processing apparatus.
  • FIG. 12 is a perspective view of an imaging device provided with a CCD camera and a light irradiation laser diode used in the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of detecting an angle of a work on a processing line.
  • FIG. 14 is a perspective view showing an example in which the light beam irradiating means and the image pickup device of the work bending angle detecting device of the present invention are mounted near the mold of the bending machine.
  • FIG. 15 is a front view of a bending machine provided with a work bending angle measuring device.
  • FIG. 16 is a front view of FIG.
  • FIG. 17 is a right side view of FIG.
  • Fig. 18 is a model of Fig. 17.
  • FIG. 19 is a perspective view showing another example of mounting the light beam irradiation means and the imaging device.
  • FIG. 20 is a diagram obtained by modeling FIG. 19.
  • FIG. 21 is a diagram in which still another example of attachment of the light beam irradiation means and the imaging device is modeled.
  • FIG. 22 is a front view of a bending machine in which a movable light beam irradiation means and an imaging device are mounted on an upper part of the bending machine.
  • FIG. 23 is a left side view of the bending machine shown in FIG.
  • FIG. 24 is a front view of a bending machine provided with a movable beam irradiation means and an imaging device below the bending machine.
  • FIG. 25 is a left side view of the bending machine shown in FIG.
  • FIG. 26a and 26b are diagrams in which the imaging device of the work bending angle detecting device of the present invention is provided in a punch of a bending machine.
  • FIG. 27 is a front view of a bending machine provided with the work bending angle detecting device of the present invention.
  • FIG. 28 is a perspective explanatory view showing a model of the apparatus of FIG. 26;
  • Fig. 29 is a block diagram of the image processing device.
  • FIG. 30 is a side sectional view showing another example in which the imaging device is mounted in a punch.
  • 31a and 31b are a front sectional view and a right side central sectional view of an example in which an imaging device is provided in a die of a bending machine.
  • FIG. 32 is a perspective explanatory view modeling the example of FIG. 31;
  • FIG. 33 is a right side sectional view of another example in which the imaging device is provided in a die of a bending machine.
  • FIGS. 34a and b are right side cross-sectional views showing an example of adapting the photographing unit to a punch.
  • FIG. 35 is a right side sectional view showing an example of adapting the imaging unit to a die.
  • C FIG. 36 is a perspective explanatory view showing a configuration example of the imaging unit.
  • Fig. 37 is a perspective view of the workpiece with the sagging phenomenon.
  • FIG. 1 to FIG. 3 are explanatory diagrams showing the angle measuring method of the present example.
  • planar light 7 can be emitted from a light emitting device 8 using, for example, a laser diode.
  • a slit is provided at a tip portion of the light emitter 8 in a direction parallel to the irradiation light surface, and a laser diode provided therein irradiates a laser beam serving as the irradiation light surface.
  • the planar light 7 emitted from the light emitter 8 hits the surfaces 1 and 2 to be measured, and forms linear light patterns 9 and 10 passing through the origin 0 on both surfaces.
  • the irradiation light surface does not necessarily need to pass through the origin 0, and may be a surface that is translated from a surface passing through the origin 0.
  • the optical axis of the light emitter 8 is L.
  • 2 plane 1, 2 of the crossing angle ⁇ is a plan 1, 2 angle of inclination with respect to ⁇ axis, be represented Shun Kazu of a 2 it can.
  • intersection angle ⁇ between the two planes can be obtained by measuring the inclination angle, a 2 and calculating the sum.
  • Fig. 3 (a) is a plan view of Fig. 2
  • Fig. 3 (b) is a front view
  • Fig. 3 (c) is a right side view.
  • plan view of FIG. 3 (a) can be imaged on the area sensor of the CCD camera 4.
  • the intersection angle r between the two planes 1 and 2 was obtained by one planar light 7 and one CCD camera 4, but as shown in FIGS. 14 and 18
  • the light irradiators 111 and 114 can irradiate the planar SL respectively.
  • the irradiation angles formed by the light irradiators 1 1 4 and 1 1 4 with the YZ plane are / St, ⁇ 2 (Fig. 1),
  • Equations (5) and (6) are
  • the force at which the slit is provided at the tip of the light emitting device 8 in order to produce planar light is not necessarily required to be a slit. It may be a plurality of suitably spaced small holes provided on a straight line. It suffices that a continuous or intermittent linear light beam pattern (9, 10) appears on the faces 1 and 2 of the peak. Therefore, the irradiation light beam does not necessarily need to be planar light, but may be spot light or a beam that is continuously or intermittently scanned and irradiated onto the surfaces 1 and 2 of the work.
  • the CCD camera 4 is used as the visual sensor, but any other device that can capture a two-dimensional image may be used.
  • the light emitter 8 is exemplified by a slit light by a laser diode or the like, but any light source that can emit a planar light or the like may be used.
  • an emitter with high linearity, such as laser light can detect with higher accuracy.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of an image processing device connected to the CCD camera 4. As shown in FIG.
  • the image processing device 11 in this example has a CPU 13, R0M 14, RA I 5.
  • I / O device (I ZO) 16, display interface 17, image memory 1 on the system bus 12.
  • the image memory 18 is provided with a binarization (AZD) circuit 19 for converting the image signal S of the CCD camera 4 into a binarization signal.
  • ZD binarization
  • the display 20 is connected to the display interface 17.
  • the input / output device 16 is connected to, for example, a control device of a bending machine or an NC device 21.
  • step 501 it is determined whether or not the angles ( ⁇ 1, ⁇ 2) are input. If not, step 50 is performed. Set the angle S with 2. Then, in step 5 0 3 inputs image data, and detects an inclination angle of 0, 0 2 from light pattern 9, 1 0 in step 5 04,: through Step 5 0 8 if not been out food Return to step 503, but if it is detected, proceed to step 506 to calculate the work bending angle from equations (1) to (6) and output it in step 507 .
  • angles 0 1 and 0 2 are obtained from an area “1” in windows W l and W 2 (see FIG. 7) provided in advance.
  • the angles 0 1 and ⁇ 2 can be obtained, for example, by forming an equation of an approximate straight line by the least squares method and obtaining the slope of this straight line.
  • FIG. 6 to 11 are explanatory diagrams of an image processing apparatus using the directional code method.
  • this device requires a large amount of calculation to establish the approximate straight line equation by the least squares method, and the processing time becomes longer. It is measured.
  • the direction code method as shown in Hidehiko Takano, “Recognition Technology for Shape Patterns” (published on October 15, 1998, Information Research Institute, pp. 31-32)
  • the outer peripheral direction of the contour is coded.As shown in Fig. 8, adjacent 2 x 2 pixels are considered in a matrix pattern, and the intersections A, j, A,. From the data of 0 and 1 in J + i, A i + J +1 and A i + j, the horizontal (HORI [1] ), Right slope (SLORC)]).
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus 22 that performs the above-described coding processing and the processing of equations (7), (8), and (9).
  • the device 22 receives the output of the binarization circuit 19 shown in FIG. 4 via a one-line delay circuit 24, a one-dot delay circuit 25, 26, and generates the above-mentioned direction code. It has direction code generation logic 27.
  • the terminal T! For inputting the WINDS judgment signal WINDS in the window.
  • the terminal T2 for inputting the adder zero clear signal ZCS and the HORI, SLOR, SLOL.
  • AND gates 28, 29, 30, and 31 which output the signals ⁇ 0 RI, SLOR, SLOL, and VERT output from the direction code generation port 27 by the in-window determination signal,
  • Adders 3 2, 3 3, 34, 35 for adding the outputs of the gates, and gates 36, 3 7, 38, for giving the output of each adder to the bus 12 according to each bus output signal Has 3 9 Clear terminal of the adder 3 2, 33, 34, 35 is connected to the terminal T 2.
  • CPU 13 calculates the equation (9) from the obtained data and calculates the angle 0 between the ray patterns 9 and 10 and the X axis. Ask for.
  • FIG. 11 shows a timing chart for each signal of the image processing device 22 described above.
  • the video signal S for one frame F is binarized data BIND (1, 0), and after the in-window (WIN) determination signal WIND is output, HORI, SLOR, S LOL, VERT addition result bus output signal HORI — 0 S, SLOR — 0 S, SLOL — OS, VERT — 0 S are sequentially output, and then the adder zero clear signal z CS is output.
  • WIN in-window
  • the CPU 13 only performs the operation of the expression (9), and all other processing is performed by hardware, so that the processing speed is extremely high. This is especially important when performing automatic bending in a bending machine, because it measures angles in real time and does not reduce the processing speed.
  • the measuring device shown in Fig. 12 has an ultra-compact CCD camera 41, a laser diode 43 that irradiates slit light 42 as planar light in a small box 40, and an imaging circuit. 44, and a segment display 45 for displaying the measuring angle is provided on the upper surface thereof.
  • the camera 41 is arranged so as to capture a vertically lower image at a predetermined focal position distance.
  • the laser diode 43 is directed at the imaging direction toward the focal position of the camera 41.
  • the work W is arranged so as to shine a linear light on the work W.
  • the imaging circuit 44 enters an imaging preparation after the power is turned on, observes a light beam pattern on the work W obtained by the slit light 42, and a part of the light beam path passes through the imaging space.
  • the image at the time of passing is taken for angle measurement, and this video signal is output to an image processing device as shown in FIG. 4 or FIG.
  • an operation switch may be provided on the handle, and the image pickup circuit may be provided with a determination circuit that picks up an image when the light beam pattern reaches the focal position of the camera 41 based on the up / down operation.
  • the angle measuring device can measure an angle by the equations (1) to (6).
  • FIG. 13 is an example in which the angle measuring device shown in FIG. 12 is used to detect the angle of a product W having a V-shaped cross-sectional structure. That is, in order to measure the angle of the workpiece (semi-finished product) W transferred between the processing machines 46 and 47 by the belt conveyor 48, the angle measuring device 4 shown in FIG. 0 is fixedly arranged, and the processing machines 46 and 47 and the angle measuring device 40 are connected to a host computer 51 so as to measure the angle ⁇ of the work W. The host computer 51 outputs a processing command to the processing machine 46, and outputs a processing command for capturing the angle to the next processing machine 47 based on the measurement result of the angle measuring device 40. Can be.
  • the force ⁇ The tilt angle of each of the two planes of the work W with respect to the respective imaging directions may be obtained by the provided pair of imaging devices, and the intersection angle a of the two planes may be obtained by combining the two.
  • the imaging directions of the two imaging devices are generally arranged in parallel.However, even if the imaging directions of the two imaging devices are mutually inclined, if the relationship is clarified, the relationship is established. From the angle a.
  • the folding machine 101 has a C-shape (the The lower frame 103 and the upper frame 104 which connect the side frames 102 on the lower side and the upper side are provided.
  • a die 105 extending in the left-right direction via a die holder (not shown) is fixedly disposed on the upper part of the lower frame 103.
  • a vertically movable ram (not shown) is provided along the upper frame 104, and the die 104 is provided immediately below the ram. Is connected to the punch 106 facing the same.
  • the upper end of the ram is provided with cylinder devices SyL and SyR which are connected to the upper ends of the ram via spherical bearings.
  • SyL and SyR are connected to the upper ends of the ram via spherical bearings.
  • SyL and SyR allows the punch to be formed.
  • 106 is made to approach and separate from the die 105.
  • the operation of the punch 106 that is, the operation state of the cylinders SyL and SyR is determined by a linear scale provided inside the side frame 102 at the side of the ram. This is done by detecting with a tally encoder (not shown) and managing the ram position.
  • the operating axis of the ram is called a depth (D) axis, and the position of the ram is controlled by an electrohydraulic servo circuit (not shown).
  • a speed pattern created in advance is used.
  • the punch 106 is lowered at a high speed until the tip of the punch 106 approaches the work placed on the die 105, and then the operation is performed at a low speed until the work W approaches the target angle. After that, the operation is switched to the very slow speed operation, the system temporarily stops at the final bending position determined in consideration of the springback of the work, and then rises.
  • An arm 107 is provided on the left side of the upper frame 104 so as to be rotatable in a horizontal plane, and a pendant 108 serving as an operation panel is hung below the tip thereof.
  • the operation surface of the pendant 108 is provided with a display and various operation switches. Although not shown, for example, an NC operation panel is provided on the left side of the figure.
  • an imaging device 109 for angle measurement is provided on the front side and the rear side of the punch 106, and the image processing device 110 placed on the ground is provided. 0 and power supply line 1 1 1 and signal line 1 1 2 are connected.
  • This image processing device 110 is connected to the NC operation panel. It is connected.
  • the details of the imaging device 109 are shown in FIG.
  • the imaging devices before and after the punch are denoted by 109 F and 109 B, respectively.
  • the front and rear wires 1 1 1 and 1 1 2 are denoted by 1 1 1 F , 1 1 1 B, and 1 1 2 f and 1 1 2 B.
  • each of the imaging devices 109F and 109B has a slit light serving as a surface light directed toward the upper surface of a workpiece in which the two dies 105 and 106 are bent.
  • a visual sensor 115 having a CCD area sensor for imaging a linear light beam pattern appearing on the upper surface of the workpiece by the planar light.
  • FIG. 16 and FIG. 17 show a front view and a right side view of the imaging device 109, respectively.
  • both visual sensors 1 15 are arranged on a vertical axis along the punches 1 6 and image a ray pattern appearing on the work W immediately below the visual sensor.
  • a vertical axis Z (ZF, Z B), take the bend line direction X, a longitudinal direction in the Y-axis.
  • the axis Z F, ZB are parallel.
  • the slit light SL is in a plane shape in which the YZ plane is inclined by an angle in the X direction.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram of a mounting method of the imaging device, showing the relationship of FIG. 17 as a model.
  • the angle ⁇ is measured as shown in the flowchart of FIG.
  • the NC device 21 (Fig. 4) that inputs the measured bending angle ⁇ can perform automatic bending in the same way as the control method shown in JP-B-63-2687.
  • the NC device 21 inputs the current bending angle ⁇ , and controls the position of the punch 106 so that this angle becomes the target angle so that the bending angle after the spring back becomes the product accuracy. Can be controlled.
  • the bend angle ⁇ measured in this example is not obtained from the shape of the end face of the work W, but as described above, the two planes 1 and 2 before and after the work W are measured and the work inside the end face is used. Since it is obtained by imaging the surface, the measurement angle can be treated as a peak bending angle, and an effect different from that of the conventional example can be obtained from a practical viewpoint.
  • FIG. 19 shows an example in which imaging devices 109 F and 109 B before and after the mold are provided before and after the die 105.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram modeled and shown in a right side view.
  • W FB and W BB indicate the front and rear surfaces of the lower surface of the work.
  • the inclination angle of the lower surface of the work W with respect to the imaging direction can be detected as in the case of FIG. 14, and the bending angle of the work W can be obtained.
  • an imaging device is provided at the rear of the punch and at the front of the die, and the bending angle ⁇ of the workpiece W is obtained from the imaging of the rear upper surface WBT and the front lower surface WFB of the workpiece W. It was done.
  • the angle measurement device can be configured by a combination of the imaging device 109 that can obtain the work inclination angle by imaging the rear and front of the work, and does not necessarily need to be arranged to face the punch side or the die side. .
  • the imaging apparatus 1 0 9 (1 0 9 F , 1 0 9 B) Bruno 'Lynch 1 0 6 or die 1 0 5 directly fixed to be installed or as has been shown, It can be fixed to a holder or a frame, and it can move freely You may comprise.
  • Examples of the movable imaging device 109 include a structure in which the imaging device 109 is moved up and down at the time of imaging, or moved in the longitudinal direction of the work W according to the length of the work W, or a combination of the two. It can be.
  • ⁇ Fig. 22 and Fig. 23 show the beam irradiation means 114 and the CCD camera 1
  • FIG. 1 An example is shown in which one unit 130 comprising the unit 150 is attached to the folding machine 101 in pairs.
  • the unit 130 slides in the direction of the bending line of the molds 105 and 106 on the moving guide attached to the straight guide 124 by the motor 122 and the ball screw 126. It is possible.
  • the straight guide 1 24 is connected to the rod 1 21 and the bending machine 10 1 via the actuators 120 and 1 21 fixed to the upper part of the bending machine 101.
  • the linear guide 124 can be moved up and down by operating the actuator 120 by a known means such as oil pressure to expand and contract the mouth 121. As a result, if it interferes with workpiece W, unit
  • the unit 130 can be retracted upward, and on the other hand, the unit 130 can be brought close to the peak W as needed when performing light irradiation, imaging, and the like. Also, since the unit 130 can move freely in the direction of the bending line of the molds 105 and 106, the bending angle of a peak at a desired location can be measured.
  • one unit 130 is provided in front of and one unit behind the punch 106, but a plurality of units may be provided to simultaneously obtain a plurality of peak bending angles. .
  • the bending machine 101 shown in FIGS. 24 and 25 is the same as that shown in FIGS. 22 and 23, except that the beam irradiating means 114 and the CCD camera 115 are different.
  • FIG. 26 to 28 an embodiment will be described in which the imaging device of the peak bending angle measuring device of the present invention is incorporated in the punch 208 of the bending machine 201.
  • FIG. 26 an embodiment will be described in which the imaging device of the peak bending angle measuring device of the present invention is incorporated in the punch 208 of the bending machine 201.
  • the folding machine 201 has a C-shape when viewed from the side. It has a lower frame 203 and an upper frame 204 having a frame 202 and connecting the side frames 202 on a lower side and an upper side.
  • a die 206 extending in the left-right direction via a die holder 205 is fixedly disposed on the upper part of the lower frame 203.
  • a vertically movable ram 207 is provided along the upper frame 204, and a punch 208 facing the die 206 is connected directly below the ram.
  • cylinder devices SyL and SyR are provided at both upper ends thereof via spherical bearings. The simultaneous operation of the two cylinder devices SyL and SyR allows the punch 2 to move. 08 is moved toward and away from the die 206.
  • the operation of the punch 208 that is, the operation state of the cylinders SyL and SyR is based on a rotor provided with a linear scale provided inside the side frame 202 on the side of the ram 207.
  • the detection is performed by the re-encoder and the position of the RAM 207 is managed.
  • the operating axis of the ram 207 is called a depth (D) axis, and the position of the ram 207 is controlled by an unillustrated electro-hydraulic servo circuit.
  • An example of the position control method is as follows. Using a previously created speed pattern, the punch 208 is driven at a high speed until the tip of the punch 208 approaches the work placed on the die 206. The workpiece is lowered and then operated at low speed until the workpiece approaches the bending target angle. This method stops at the final bending position determined in consideration of the springback of the work, and then rises.
  • An arm 209 rotatable in a horizontal plane is provided on the left side of the upper frame 204, and a pendant 210 as a control panel is hung below the tip of the arm 209.
  • the operation surface of the pendant 210 is provided with a display and various operation notches. Although not shown, for example, an NC operation panel incorporating an NC device is provided on the left side of the figure.
  • an imaging device 211 for angle measurement is provided at the center of the punch 208, and an image processing device 211 and a power line 2 placed on the ground are provided. They are connected via 13 and the signal line 214.
  • An angle display 2 15 and appropriate operation keys are arranged on the board of the image processing apparatus 2 12.
  • the image processing device 211 is connected to an NC device in the NC operation panel.
  • FIG. (A) is a front sectional view
  • (b ' is a right sectional view in the center of (a) figure.
  • the imaging device 211 irradiates the slit light SL as planar light toward the upper surface of the work to be bent into the hole 215 provided in the punch 208.
  • a visual sensor 2 equipped with a laser diode 2 16, a lens 2 17 that captures a linear light beam pattern appearing before and after the bend line on the top surface of the workpiece with these planar light, and a CCD area sensor 2 18 Comprising nineteen.
  • a protection filter 220 for dust protection is provided on the surface of the hole 215 facing the workpiece.
  • FIG. 28 shows a model of the optical arrangement of the imaging device 211.
  • the visual sensor 2] 9 is arranged on a vertical axis along the panner 208, and images a light beam pattern appearing on the work W immediately below.
  • the vertical axis is Z
  • the bending line direction is X
  • the front and rear direction of the bending machine 201 is Y axis.
  • the slit light SL is in a plane shape in which the YZ plane is inclined by an angle in the X-axis direction as in FIG.
  • FIG. 29 shows an image processing device 2 1 connected to the visual sensor 2 19 described above.
  • FIG. 2 is a block diagram of the internal configuration of FIG.
  • the image processing device 2 1 2 is connected to the system bus 2 0 2 by the CPU 2 1 1, R 0 M 2 2 2.
  • Interface 2 25 and image memory 226 are connected.
  • This image memory 2 26 has a binarization (A / D) circuit that converts the video signal of the visual sensor 2 19 into a binary signal. 2 2 7 is connected.
  • the display unit 215 is connected to the display interface 225.
  • An NC device 228 provided in the NC operation panel is connected to the input / output device 224.
  • the image memory 226, the captured image is obtained by the visual sensor 2 1 9, running 5 Figure I. This indicates processing by CPU 2 2 1, angle a i and alpha 2 (second 3c) is calculated, and the bending angle ⁇ of the work W is measured by the sum, and the calculation result is output to the display unit 215 or the NC unit 228.
  • FIG. 30 shows that holes 2 15 F, 2 15 ⁇ are provided before and after the bending line of the punch 208, and lenses 2 17 F, 2 15 ⁇ are provided in the holes 2 15 F , 2 15 ⁇ , respectively.
  • the image pickup device 229 is configured by providing B.
  • Each visual sensor 2 1 9 F, 2 1 9 are shown by omitting
  • diode provided for the B.
  • the diode may be common to both visual sensors 21F and 21B.
  • the bending angle ⁇ of the workpiece W can be obtained based on the principle shown in FIGS.
  • FIG. 31 shows an example in which an imaging device is provided on the die 206 side.
  • the figure is a front sectional view, and the figure (b) is a right side center sectional view thereof.
  • the laser diode 2 16, lens 2 17 and CCD area sensor are inserted in the hole 2 15 provided in the die 206.
  • the imaging device 230 is configured with 2 18 o
  • FIG. 33 is a view similar to the embodiment shown in FIG. 30.
  • a pair of visual sensors 219 F and 219 B provided before and after the bending line are used to form an imaging device 23. This is an example in which 1 is configured.
  • the bending angle can be obtained by the same principle as that of FIG.
  • the imaging direction of each visual sensor can be arbitrarily designed, the combined value of i and a 2 having the inclination angles obtained by both visual sensors must be offset by an amount corresponding to the deviation of both imaging directions.
  • Fig. 34 shows two relatively short through holes 2 3 2 and 2 3 3 provided in the left and right direction of the punch 208.
  • Each through hole 2 32 This is an example in which imaging units 234 and 235 for imaging the respective measurement surfaces are provided, and the bending angle ⁇ of the work W is obtained from the imaging results of both imaging units 234 and 235.
  • various punches 208 are provided with through holes 2 3 2 and 2 3 3 and the angle of the workpiece W is measured by attaching the imaging units 2 34 and 2 3 5 to these through holes. Therefore, it is not necessary to incorporate the image pickup device into all the dies, and the equipment cost can be reduced. It is also possible to measure the angle with one imaging unit by using one through hole 2 32, 2 3 3.
  • the hole may be a notch provided on the side of the mold instead of a through hole.
  • Fig. 35 shows that the die 206 is provided with through holes 236 and 237, and the respective test pieces before and after the bending line of the peak W are passed through the through holes 236 and 237.
  • imaging units 238 and 239 for imaging a measurement surface are built in a die holder 240.
  • the die 206 need only be provided with through holes 236 and 237 having relatively small diameters, so that equipment costs can be reduced and various bending operations can be performed. Also in this example, the number of through holes may be one, and the holes may be formed by notches instead of through holes.
  • FIG. 36 is a perspective explanatory view showing a configuration example of the imaging unit 24 1 (234, 235, 238, 239) used in FIGS. 34 and 35.
  • the imaging unit 241 includes a box-shaped case 242, a lens 217, a CCD camera 218, and a laser diode 216 for irradiating the slit light SL with a third one. It is built in so that the relationship shown in the figure can be configured. In order to make the device compact, it is better to set it to about 10 to 20 °.
  • the imaging unit 241 of this example can be applied to various molds by incorporating it in a mold or a mold holder or by attaching it to a part thereof.
  • the mounting accuracy of the imaging unit 241 to the mold or holder is a problem, but the mounting accuracy may be relatively low.
  • the reason for this is that the measurement error can be easily corrected by incorporating the correction means 243 in the image processing device shown in Fig. 29 and arranging the angle sample work in the actual bending state and measuring the angle. It is.
  • a plurality of sets of imaging devices are provided along the longitudinal direction of the work, and the angles are measured at a plurality of positions. Or an average value can be calculated to obtain an appropriate bending angle ⁇ .
  • the angle of the work can be accurately measured, and the method can be applied to a work bending angle measuring apparatus for a sheet bending machine. it can.

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Description

明 細 書
ワークの角度計測方法及び計測装置
技術分野
本発明は、 例えば曲げ加工されたワークの曲げ角、 もしく は曲げ 加工中のヮークの現在曲げ角、 又はワークの有する角度を計測する 角度計測方法及び装置に関する。
背景技術
従来、 例えば曲げ加工されたワークの曲げ角を計測する場合、 ヮ 一クにスコャゃプロ トラクタなど角度計測用の治具を当て検査する のが一般的である。
しかし、 これらの方法では、 測定者の個人誤差が生じると共に測 定に多く の時間がかかるといった問題があった。 また、 工場の自動 化の流れの中で、 検査工程の自動化が不可能であった。 さらに、 折 曲機では、 上金型及び下金型の相対的な移動により曲げ加工をして いるが、 曲げ加工中に角度計測し、 自動的な曲げ加工、 すなわち金 型の移動位置を最終曲げ角が目標曲げ角となるように自動的に定め ることができなかつた。
そこで、 従来、 例えば特公昭 6 3— 2 6 8 7号公報 （プレスブレ 一キの板曲げ角度検出装置） では、 曲げ加工中のワーク端面を視覚 センサで撮像することにより、 ワークの最小曲げ角を検出し、 前述 の自動的な曲げ加工を行う ことを試みている。
しかしながら、 上記特公昭 6 3— 2 6 8 7号をはじめと して、 従 来よりのヮ一クの曲げ角を視覚センサで検出する方式では、 ワーク 端面を撮像し、 ワーク端面での曲げ角を検出するような方式であつ たため、 曲げ角を正確に検出できず、 この検出値を利用して自動的 な曲げ加工を行っても高精度の曲げ加工を行う ことができないとい う問題点力《あった。
すなわち、 曲げ加工される板状のワークにあっては、 その端面が 素材の段階で歪んでいたり、 バリが出ていたり、 断面がテーパ面に なっているのが普通であり、 ワーク端面形状から正規の曲げ角を検 出するのは困難である。
特に、 反射式の撮像方式でワーク端面を撮像する場合、 素材のヮ 一ク端面がテーパ面となっている場合には、 その反射光にムラが有 り、 この反射光により得られた像は実際形状と異なるものとなる。 さりとて、 透過方式の撮像装置を構成する場合は、 そのための投光 器を設けなければならず、 それがため装置が大型化され汎用化する のが困難である。
また、 ワーク端面での角度検出では、 視覚センサの設定位置がヮ 一ク端面方向に限定されるので、 折曲機のフレーム構成が限定され るという問題点もある。
加えて、 ワーク端面での角度検出では、 いわゆる中だれ現象によ り、 ワークは折曲機前方側から見て弓状に歪曲するので、 検出され た曲げ角はヮーク曲げ角の代表値となつていないという問題点があ つた o
本発明の目的は上述の問題を解決し、 ヮ一ク曲げ角の代表値を正 確に検出することのできる方法及び装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、 折曲機によつて曲げ加工されたワークの折 曲げ角を迅速かつ正確に計刺することのできる折曲機用のワーク曲 げ角計測装置を提供することにある。
発明の開示
断面又はその一部が V字形状のワークの 2平面が挟む角を計測す る角度計測方法として、 該 2平面の少なく とも一方の表面に連続的 又は断続的な直線状の光線パターンを生じさせるように光線を照射 し、 該光線パターンを一定方向から一つの平面座標上に投影して撮 像し、 撮像された該平面座標上での直線状の光線パ夕一ンを画像処 理して該光線パターンの前記平面座標の一の座標軸に対してなす角 を計測することにより前記 2平面のなす角を得る方法を提案した。
また、 上記方法を応用して、 ワークの有する V字型部の角度を計 測するために、 ワークの有する該角を狭む 2平面の少なく とも 1平 面に連続的又は断続的な直線状の光線パターンを生じさせるように 光線を照射する光線照射手段と、 前記平面に生じた光線パターンを 一定方向から一つの平面座標上に投影して撮像する撮像装置と、 前 記撮像された直線状の光線パターンを画像処理して該光線パターン の前記平面座標の一の座標軸に対してなす角を計測して前記 2平面 のなす角を得るための画像処理装置とを有するワークの有する角度 計測装置を提案した。
更に上記ワークの有する角度計測装置を折曲機用に応用して、 光 線照射手段と撮像装置を折曲機の金型のところに配設し、 折曲機に よつて曲げ加工されたヮ一クの曲げ角を計測する計測装置を提案し た。 この折曲機用のワーク曲げ角計測装置にあっては、 前記光線照 射手段や撮像装置は、 折曲機のパンチやダイ近辺に配設され、 ある いはパンチやダイの内部に組み込まれる。 また別の態様では、 これ らの光線照射手段や撮像装置は移動切替あるいは可動とされワーク の所望の位置の角度が検出される。
図面の簡単な説明
第 1図及び第 2図は、 本発明の、 2平面の計測方法を示す斜視図。 第 3 a， b及び c図は、 それぞれ第 2図の平面図、 正面図及び右 側面図。
第 4図は、 本発明の角度計測方法及び計測装置に用いられる画像 処理装置の構成例を示すプロック線図。
第 5図は、 本発明の角度計測方法における角度検出のためのフロ 一チャー ト。
第 6図は、 本発明に用いられる画像処理装置の他の構成例を示す ブロッ ク線図。
第 7図は、 画像処理装置の、 光線パターンを処理するための画像 メモリを示す図。
第 8図は、 画像処理における 2 X 2の画素によるマ ト リ ックスの 説明図。
第 9図は、 光線パターンの方向コー ドの種別を示す説明図。
第 1 0図は、 方向コー ドでコ一ディ ングされた画像メ モ リ の説明 図。
第 1 1図は、 画像処理装置における画像信号の処理方法を示すタ ィ ムチヤ一ト。
第 1 2図は、 本発明に用いられる、 C C Dカメラ及び光照射レー ザダイォー ドを備えた撮像装置の斜視図。
第 1 3図は、 加工ライ ン上にあるワークの有する角度の検出例を 示す説明図。
第 1 4図は、 折曲げ機の金型近辺に本発明のワーク折曲げ角検出 装置の光線照射手段及び撮像装置を取付けた例を示す斜視図。
第 1 5図は、 ワーク折曲げ角計測装置を備えた折曲げ機の正面図。 第 1 6図は、 第 1 4図の正面図。
第 1 7図は、 第 1 4図の右側面図。
第 1 8図は、 第 1 7図をモデル化した図。
第 1 9図は、 光線照射手段及び撮像装置の他の取付例を示す斜視 図。
第 2 0図は、 第 1 9図をモデル化した図。
第 2 1図は、 光線照射手段及び撮像装置のさらに他の取付例をモ デル化した図。
第 2 2図は、 可動な光線照射手段及び撮像装置を折曲げ機の上部 に取付けた折曲げ機の正面図。
第 2 3図は、 第 2 2図の折曲げ機の左側面図。
第 2 4図は、 可動な光線照射手段及び撮像装置を折曲げ機の下部 に設けた折曲げ機の正面図。
第 2 5図は、 第 2 4図の折曲げ機の左側面図。
第 2 6 a、 及び b図は、 本発明のワーク折曲げ角検出装置の撮像 装置を折曲げ機のパンチ内に設けた図。 第 2 7図は、 本発明のワーク折曲げ角検出装置を備えた折曲げ機 の正面図。
第 2 8図は、 第 2 6図の装置をモデル化して示す斜視説明図。 第 2 9図は、 画像処理装置のブロッ ク線図。
第 3 0図は、 撮像装置をパンチ内に取付けた他の例を示す側面断 面図。
第 3 1 a、 及び b図は、 撮像装置を折曲げ機のダイの中に設けた 例の正面断面図及び右側面中央断面図。
第 3 2図は、 第 3 1図の例をモデル化した斜視説明図。
第 3 3図は、 撮像装置を折曲げ機のダイの中に設けた他の例の右 側面断面図。
第 3 4 a及び b図は、 撮 ¾ュニッ 卜のパンチへの適合例を示す右 側面断面図。
第 3 5図は、 撮像ュニッ 卜のダイへの適合例を示す右側面断面図 c 第 3 6図は、 撮像ュニッ 卜の構成例を示す斜視説明図。
第 3 7図は、 中垂れ現象を生じたワークの斜視図。
発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を用いて本発明を実施例を通して更に詳細に説明 する。
第 1図〜第 3図は本例の角度計測方式を示す説明図である。
第 1図において、 今、 被計測面としての 2平面 1 , 2を有するヮ ーク W (厚みについては考えない） の交差角 αを計測すべく、 これ ら 2平面 1 , 2の交差線 3を X軸に一致させ、 この X軸と する Ζ軸上に視覚センサと しての C C Dカメラ 4を配置し、 このカメラ 4で両軸 X Zの交点 （原点） 0に向けて視野 5で撮像するものとす る。 カメ ラ 4の光軸を L c とする。 このときの C C Dエリアセンサ の平面座標は、 両軸 X Zに直交する軸を Yとするとき、 平面座標 X Yと等価である。
—方、 Y Z平面 Y— Zを Y軸を中心として時計回りに角度 だけ 傾けた平面を面状光の照射光面として、 この平面上の原点 0を通る 面状光 7が照射されるようになつている。 このような面状光 7は、 例えばレーザダイォー ドによる発光器 8から照射することができる。 この発光器 8の先端部分には前記照射光面と平行な方向にスリ ッ ト が設けられていて、 その内部に設けたレーザダイォ一 ドは前記照射 光面となるレーザ光を照射する。 よって発光器 8から照射された面 状光 7は被計測面 1， 2に当たり、 両面に原点 0を通る線状の光線 パターン 9 , 1 0を形成する。 照射光面は、 必ずしも原点 0を通る 必要はなく、 原点 0を通る面を平行移動した面であってもかまわな い。 発光器 8の光軸を L。 とする。
こ こで、 第 2図及び第 3図 （ c ) に示すように、 2平面 1， 2の 交差角 αは、 Ζ軸に対する平面 1， 2の傾斜角 ， a 2 の和とし て表わすことができる。
= a 1 + a 2 ― (1) よって、 傾斜角 ， a 2 を計測し、 その和を求めることにより， 2平面の交差角 αを求めることができる。
第 3図 （ a ) は、 第 2図の平面図、 第 3図 （b ) は正面図、 第 3 図 （ c ) は右側面図である。
図において、 第 3図 （ a ) の平面図を前記 C C Dカメラ 4のエリ ァセンサ上に撮像することができる。
そこで、 第 3図 （ a ) ないし （ c ) に示すように、 光線パターン 9 , 1 0の X軸となす角を 0 , 02 、 各平面 1， 2の幅を B i , B 2 、 高さを Η , H2 、 各光線パターン 9 , 1 0の X軸への投影 長さを 1^ ， L 2 とすると、 平面 1に対し次式が成り立つ。
B
tan a i (2)
H L
tan β (3)
H
B
tan Θ i (4)
L これにより、 《 1 は、
tan a i = tan Θ \ ♦ tan β
a i = tan _1 (tan θ i ♦ tan β ) … (5) となることがわかる。
同様にして、 平面 2において、
a a = tan — 1 (tan θ 2 · tan β ) …（6) となる。
よって、 ワークの曲げ角なを（1) 式により求めることができる。
= 4 5度とした場合、
a = Θ ！ + Θ 2
となるので、 Θ ^ と 0 2 が求められればなは容易に得られる。
上記計剃方法では、 2平面 1 , 2の交差角 rを一つの面状光 7 , 及び一つの C C Dカメラ 4で求めたが、 第 1 4図及び第 1 8図に示 すように 2つの光線照射器 1 1 4 , 1 1 4によりそれぞれ面状 ¾ S Lを照射することもできる。 この場合のそれぞれの光線照射器 1 1 4 , 1 1 4が Y Z平面となす照射角 が /S t , β 2 (第 1図） であ るときは、
( 5 ) , ( 6 ) 式はそれぞれ、
a 1 = t a n _ 1 ( t a n ^ i ♦ t a n ;S 1 ) … （5a) a 2 = t a n - 1 ( t a n θ 2 · t a n β 2 ) ··· ( 5b) と表わされ、 同様に 2平面のなす角度 αが得られる。
また、 上記実施例では、 面状光を作るために発光器 8の先端部分 にスリ ツ トを設けた力 、 これは必ずしもスリ ツ トである必要はなく 直線上に設けられた複数の適当な間隔を置いた小さな孔であつても 良い。 連続的又は断続的な直線状の光線パターン （ 9 , 1 0 ) がヮ ークの前記面 1 , 2上に現われるようになれば良いのである。 従つ て、 照射光線は必ずしも面状光である必要はなく、 スポッ ト光ある いはビームを連続的又は断続的に走査してワークの面 1 , 2上に照 射すれば良い。
さらに、 上記実施例では、 視覚センサとして C C Dカメラ 4を用 いているが、 2次元の画像を撮像できるものであれば、 他のもので もかまわない。 また、 発光器 8には、 レーザダイオー ドによるスリ ッ ト光等を例にとっているが、 面状光等を照射できるものであれば 何でも良い。 ただし、 面状光等の直線性が角度検出精度に影響を与 えるので、 レーザ光のように直線性の高い発光器の方が精度良く検 出できる。
第 4図は上記 C C Dカメラ 4に接続される画像処理装置の一例を 示すブロック線図である。
本例の画像処理装置 1 1は、 システムバス 1 2に、 C P U 1 3、 R 0M 14、 RA I 5. 入出力装置 （ I ZO) 1 6、 表示用ィ ン 夕フェイス 1 7、 画像メモリ 1 8を接続して成り、 この画像メモリ 1 8には C C Dカメラ 4の影像信号 Sを 2値化信号に変換する 2値 化 （AZD) 回路 1 9が設けられている。
表示用イ ンタフェイス 1 7には表示器 2 0が接続されている。 入 出力装置 1 6には、 例えば折曲機の制御装置又は N C装置 2 1が接 続されるものである。
上記構成において、 画像メモリ 1 8には、 第 3図 （ a ) に示した 画像が得られ、 C P U 1 3で第 5図に示す処理を実行して角度なが 計測され、 表示器 20または制御装置 2 1へ演算結果が出力される, 第 5図において、 ステップ 5 0 1で角度 ( β 1 , β 2 ) が入力 されているか否かが判別され、 入力されていない場合にはステップ 5 0 2で角度 Sを設定する。 次いで、 ステップ 5 0 3では、 画像データを入力し、 ステップ 5 04で光線パターン 9 , 1 0より傾斜角 0 ， 02 を検出し、 ：食出 できていない場合にはステップ 5 0 8を介してステップ 5 0 3へ戻 るが、 検出できている場合には、 ステップ 5 0 6へ移行して（1) 〜 (6) 式よりワーク曲げ角なを算出し、 ステップ 5 0 7で出力する。 本例では、 映像信号 Sを AZD変換する際、 光線パターン 9， 1 0の映像部分を " 1 " 、 その他の映像部分を " 0 " となるように 2 値化し、 画像メモリ 1 8に格納し、 この画像データについて、 あら かじめ設けてあるウィ ン ドウ W l , W 2 (第 7図参照） 内の " 1 " の領域より角度 0 1 ， 0 2 を求めるものとする。 角度 0 1 ， Θ 2 は、 例えば最小 2乗法による近似直線の方程式をたて， この直線の傾き を求めることにより求めることができる。
第 6図〜第 1 1図は方向コ— ド法による画像処理装置の説明図で ある。 この装置は、 第 4図に示す画像処理では、 最小 2乗法による 近似直線の方程式を立てるのに多く の計算量を要し、 処理時間が長 く なるので、 これを改善し処理の高速化を計ったものである。
方向コー ド法は、 高野英彦著 「形状パターンの認識技術」 （ 1 9 84年 1 0月 1 5日発行、 情報調査会、 P . 3 1〜3 2 ) に示され るように、 図形の輪郭部における外周辺の方向をコーディ ングする ものであり、 第 8図に示すように、 マ ト リ クスパターンで隣接する 2 X 2の画素を考え、 相隣接するマ ト リ スクの交点 A ,. j , A ,. J + i ， A i + J +1 ， A i + j における 0 , 1のデータから、 つぎに示 す論理式を用いて、 第 9図に示す水平 （H O R I [一] ) 、 右傾斜 ( S L O R C) ] ) . 左傾斜 （ S L O L [ (] ) 、 垂直 （V E R T [ I ] ) 、 ボディ （ B O D Y [ * ] ) 、 スペース （ S P A C [ ] ) 、 コーナ一 （V E R X [ + ] ) の 7つのコー ドに分類し、 これをハ 一ドウュァで処理することにより、 処理の高速化を計るものである。
H 0 R I [一] =
( A x A i + 1. j X A i■ j + 1 X A j + 1 + ( Α ,. j X A i + 1. j i . J i + 1 ' 3 + 1 ) S L O R [) ] =
( A i . j X A i + i, X A i , X A i + 1 ,
+ ( A , X A i X A X A i + 1 , j + 1
S L O L [ (] =
( A i, j X A i + X A i , x A , +i,
+ ( A X A ί X A j X A i + 1 , j + 1
V E R T [ I ] =
( A i, j X A i + X A i, X A i )
+ ( A , X A i X A i . j x A i j + 1
B O D Y [ * ] =
( A ,, j X A , +i X A I . j X A 1 )
S P A C E ] =
( A ,, j x A X A I . J X A
V E R X [ + ]
( A ,, j X A i +i. x A i . j + 1 x A i + 1. j + 1 )
+ ( A x A i + l . i x A 1 , j + 1 x A 1 + j + 1
+ (A x A i + 1. i X A t , j + 1 X A i + 3 + 1
+ (A ,. , X A I + 1. j X A i , j +】 x A i l， j + 1
+ (A ,, , X A 1 + 1. j x A i . j + ί X A t + i , j + 1
+ ( A ,, i X A i + 1 · j X A i , j + ί X A , + i + 1
式中に示す記号 X , +はそれぞれ論理積、 論理和を、 オーバライ ン （A , . i ) は排他論理を表わす。
このコーディ ングを第 7図の画像データのウイ ン ドウ W l , W 2 内にあてはめると、 第 1 0図のようにコー ド生成される。
そこで、 本例では、 これについて下式の加算演算を行ない、 次式 の H， Vを求める。
H =∑ (H O R I [-] +∑ ( S L 0 R [) ] )
+∑ ( S L 0 L [ (] +∑ (V E R T [ I ] ) … ） V =∑ ( S L O R [) ] +∑ ( S L O L [ (] ) …（8) これにより、 光線パターン 9 , 1 0の 軸と為す角度 0。 を、
V
Θ 0 = tan — 1 … (9)
H と して求める ことができる。
第 6図は、 上記のコ一ディ ング処理及び（7) , (8) , (9) 式の処 理を行なう画像処理装置 2 2の構成を示すブロッ ク線図である。 本装置 2 2は、 第 4図に示した 2値化回路 1 9の出力を 1ライ ン 遅延回路 24， 1 ドッ ト遅延回路 2 5 , 26を介して入力し、 上記 方向コー ドを生成する方向コー ド生成ロジッ ク 2 7を有している。 また、 ウィ ン ドウの内 W I Nであることの判定信号 W I N D Sを入 力する端子 T！ と、 加算器ゼロク リァ信号 Z C Sを入力する端子 T 2 と、 H O R I、 S L O R、 S L O L . V E R Tの加算結果バス出 力信号 H O R I — 0 S， S L O R— O S , S L O L— O S , V E R T一 0 Sをそれぞれ入力する端子 T 3 , T4 ， T 5 , T 6 を有して いる。 さらに、 前記方向コー ド生成口ジッ ク 2 7が出力する信号 Η 0 R I , S L O R, S L O L , V E R Tをウィ ン ドウ内判定信号に より出力する A N Dゲー ト 28， 29 , 30 , 3 1 と、 このゲー ト の出力を加算する加算器 3 2, 3 3 , 34 , 3 5と、 各加算器の出 力を各バス出力信号に応じてバス 1 2に与えるゲー ト 3 6 , 3 7， 38, 3 9を有している。 加算器 3 2 , 33, 34 , 3 5のク リア 端子は前記端子 T2 と接続されている。
C P U 1 3は、 得られたデータより、 （9) 式の演算を行い光線パ ターン 9 , 1 0と X軸との為す角度 0。 を求める。
第 1 1図に上記画像処理装置 2 2の各信号についてのタイ ミ ング チャー トを示した。 図示のように、 1 フレーム分 Fについての映像 信号 Sは 2値化データ B I N D ( 1 , 0 ) とされ、 ウィ ン ドウ内 (W I N) 判定信号 W I N Dの出力後に、 H O R I , S L O R, S L O L , V E R Tの加算結果バス出力信号 H O R I — 0 S ， S L O R - 0 S , S L O L— O S ， V E R T— 0 Sが順次出力され、 次い で加算器ゼロク リァ信号 z C Sが出力される。
上記構成の画像処理装置 2 2において、 C P U 1 3は（9) 式の演 算を行うのみで他の処理は全てハー ドウユアで処理されるので、 処 理が極めて高速となる。 このことは、 特に折曲機において自動的な 曲げ加工を行うに際し、 リアルタイムの角度計測を行い、 加工速度 を低下させることがない点で重要である。
次に、 角度計測装置の具体的な構成例を示す。
第 1 2図に示す計測装置は、 小型のボックス 4 0内に、 超小型 C C Dカメ ラ 4 1 と、 面状光としてのスリ ッ ト光 4 2を照射する レー ザダイオー ド 4 3と、 撮像回路 4 4を設け、 その上面に計刺角度を 表示するセグメ ン ト表示器 4 5を設けたものである。
カメラ 4 1は、 垂直下方の像を所定の焦点位置距離で撮像するよ う配置されている。 レーザダイオー ド 4 3は、 カメラ 4 1の焦点位 置に向けて撮像方向に対し 4 5。 の角度でスリ ッ ト光 4 2を照射す ることによりワーク W上に直線状の光を当てるよう配置されている。 前記撮像回路 4 4は、 電源ォン後に撮像準備に入り、 スリ ツ ト光 4 2により得られるワーク W上での光線パターンを観察し、 光線パ 夕一ンの一部が撮像拿由上を通過する時点の像を角度計測用として撮 像し、 この映像信号を第 4図または第 6図に示すような画像処理装 置に出力するものである。 ボックス 4 0に把手部を設け、 携帯用と することも可能である。 この場合、 把手部には操作スィ ツチを設け、 前記撮像回路には、 上下操作に基いて光線パターンがカメラ 4 1の 焦点位置に来たとき撮像する判定回路を設けるとよい。
上記構成において、 角度計測装置は（1 ) 〜（6) 式により角度計測 することができる。
第 1 3図は、 第 1 2図に示す角度計測装置を V字形状の断面構造 を持つ製品 Wの角度の検出に用いた例である。 すなわち、 加工機 4 6及び 4 7間をベルトコンベア 4 8で移送さ れるワーク （半製品） Wの角度なの計測をすべく 、 ベルトコンベア 4 8の上面に第 1 2図に示す角度計測装置 4 0を固定配置し、 前記 加工機 4 6 , 4 7及び角度計測装置 4 0をホス ト コ ン ピュータ 5 1 と接続することにより、 ワーク Wの角度 αの計測を行おうという も のである。 ホス トコンピュータ 5 1 は、 加工機 4 6に加工指令を出 力し、 角度計測装置 4 0の計測結果に基いて次の加工機 4 7に角度 を捕正するための加工指令を出力することができる。
第 1 2図及び第 1 3図に示す実施例では、 ワーク Wの上面側に一 つの面状光を照射することにより、 ワーク Wの角度 aを計測した力《、 力メラ及び発光ダイオー ドを供えた一対の撮像装置により ワーク Wの 2平面のそれぞれの撮像方向に対する傾斜角を求め、 ての合成 で 2平面の交差角 aを求めるようにしてもよい。 この場合、 両撮像 装置の撮像方向は平行に配置するのが一般的であるが、 両撮像装置 の撮像方向を相互に傾斜させたと しても、 その関係を明確にしてお けば、 その関係から角度 aを求めることができる。
第 1 4図ないし第 1 8図において、 折曲機 1 0 1のパンチ 1 0 6 のところにヮーク曲げ.角計測装置の撮像装置を取り付けた実施例を 説明する。
まず、 本発明を実施する折曲機 1 0 1 の概要について示すと、 第 1 5図に正面図で示すように、 折曲機 1 0 1 は、 側面側から見て C 形 （第 2 3図参照） となる側面フ レーム 1 0 2を有し、 この側面フ レーム 1 0 2を下方側及び上方側で結合する下部フレーム 1 0 3及 び上部フレーム 1 0 4を備えて成る。
前記下部フ レーム 1 0 3の上部には、 ダイホルダ （図示されてい ない） を介して左右方向に延伸されるダイ 1 0 5が固定配置されて いる。
また、 前記上部フ レーム 1 0 4に沿っては上下に昇降自在のラム (図示されていない） が設けられ、 このラム直下に前記ダイ 1 0 5 と対向するパンチ 1 0 6が接続されている。
前記ラムの上端はその上部両端に球状軸受を介して接続されるシ リ ンダ装置 S y L， S y Rが設けられ、 両シリ ンダ装置 S y L , S y Rの同時動作により、 前記パンチ 1 0 6を前記ダイ 1 0 5に対し て接近 *離反させるようになつている。
前記パンチ 1 0 6の動作、 すなわち前記シリ ンダ S y L， S y R の動作状態は、 前記側面フ レーム 1 0 2の内側に設けられたリニァ スケールを前記ラムの側部に設けた口一タ リエンコーダ （図示され ていない） で検出し、 ラム位置を管理することにより行われている。 前記ラムの動作軸はデプス （D ) 軸と称され、 図示しない電気油圧 サ一ボ回路により、 前記ラムを位置制御するようになつている。
位置制御方式の一例を示すと、 予め作成された速度パターンを用 い、 ノ、。ンチ 1 0 6の先端がダイ 1 0 5の上に置かれたヮークに接近 するまではパンチ 1 0 6を高速で下降させ、 その後ヮ一ク Wが曲げ 目標角に近く なるまでは低速動作とし、 その後微速動作に切り換え、 ワークのスプリ ングバックを考慮して定められた最終曲げ位置で一 時停止し、 その後上昇するような方式である。
上部フ レーム 1 0 4の左方には、 水平面内で回転自在のアーム 1 0 7が設けられ、 その先端下方には操作盤としてのペンダン ト 1 0 8が吊下げられている。
ペンダン ト 1 0 8の操作面には、 表示器と各種の操作スィ ッチが 設けられている。 また、 図示しないが例えば図左方には N C操作盤 が設けられる。
—方、 本例の折曲機 1 0 1では、 前記パンチ 1 0 6の前面側及び 後面側に角度計測のための撮像装置 1 0 9が設けられ、 地上に置か れた画像処理装置 1 1 0と電源線 1 1 1及び信号線 1 1 2を介して 接続されている。
画像処理装置 1 1 0の盤面には角度表示器 1 1 3と適宜の操作キ 一が配置されている。 この画像処理装置 1 1 0は前記 N C操作盤と 接続されている。
前記撮像装置 1 09の詳細を第 14図に示した。 パンチ前後に設 けられた撮像装置をそれぞれ 1 09 F 、 1 09 B で示す。 同様に前 後の配線 1 1 1 , 1 1 2を 1 1 1 F ， 1 1 1 B 及び 1 1 2f , 1 1 2 B で示す。
図示のように、 各撮像装置 1 09 F ， 1 09B は、 その内部に両 金型 1 05， 1 06間で曲げ加工されるヮ一クの上面に向けて面状 光としてのスリ ッ ト光を照射するレーザダイォ一 ド 1 14と、 これ ら面状光によりワーク上面上に現われる線状の光線パターンをそれ ぞれ撮像する C C Dエリアセ ンサを備えた視覚センサ 1 1 5を備え て成る。
第 1 6図及び第 1 7図に前記撮像装置 1 09の正面図及び右側面 図を示す。
図において、 まず両視覚センサ 1 1 5はパンチ 1 Π 6に沿って垂 直軸上に配置され、 その直下のワーク W上に現われる光線パ夕一ン を撮像するものとする。
垂直軸を Z ( Z F ， ZB ) 、 曲げ線方向を X、 前後方向を Y軸に 取る。 この場合、 軸 ZF , Z B は平行である。
この状態において、 スリ ッ ト光 S Lは、 Y Z平面を角度 だけ X 寧由方向に傾けた面状にあるとする。
第 18図は、 第 1 7図の関係をモデル化して示す撮像装置の取付 け方式の説明図である。
第 1 8図の関係において、 今、 両撮像 MlZ F 及び Z B を一致させ て考えると、 前に第 1図ないし第 3図について説明したように、 ヮ —ク Wの前後に対する 2平面の交差角な を求めることができる。 図において、 第 3 a図の平面図の上半分及び下半分を各撮像装置 1 09 F , 1 09 B の視覚センサ 1 1 5の各エリアセンサ上にそれ ぞれ撮像することができる。
第 5図のフ ローチャー トに示されるように角度 αが計測される。 計測された曲げ角 αを入力した N C装置 2 1 (第 4図） は、 特公 昭 6 3— 2687に示される制御方式と同様に自動的な曲げ加工を 行う ことができる。
すなわち、 N C装置 2 1は現在曲げ角 αを入力して、 この角な を 目標角 となるようパンチ 1 0 6を位置制御して、 スプリ ングバ ック後の曲げ角が製品精度となるように制御することができる。 ただし、 本例で計剃された曲げ角 αは、 ワーク Wの端面形状から 得られたものではなく、 上記の如く ワーク Wの前後の 2平面 1 , 2 を被計測面として端面より内側のワーク面を撮像して得られたもの であるので、 計測角をヮ一ク曲げ角として取り扱う ことができるも のであり、 実用的見地から従来例のものと異なる効果が得られるも のである。
第 1 9図は、 金型前後の撮像装置 1 0 9 F ， 1 0 9 B をダイ 1 0 5の前後に設けた例である。 第 2 0図は右側面図でモデル化して示 す説明図である。 第 2 0図中 WFB， WBBはワーク下面の前方面及び 後方面を示す。
この場合にも第 14図のものと同様にワーク Wの下面の撮像方向 に対する傾斜角を検出することができ、 ワーク Wの曲げ角 なを求め ることができる。
第 2 1図に示すモデルは、 パンチ後方及びダイ前方にそれぞれ撮 像装置を設け、 ヮ一ク Wの後方上面 WBT及び前方下面 WFBの撮像か らワーク Wの曲げ角 αを求めるようにしたものである。
このよ う に、 角度計測装置は、 ワーク後方及び前方の撮像により ワーク傾斜角を求めることができる撮像装置 1 0 9の組み合わせで 構成でき、 必ずしもパンチ側、 またはダイ側において対向配置する 必要はない。
また、 説明の都合上、 撮像装置 1 0 9 ( 1 0 9 F ， 1 0 9 B ) を ノ、'ンチ 1 0 6またはダイ 1 0 5に直接固定して設置するかの如く示 したが、 ホルダないしフレームに固定してもよく、 また移動自在に 構成してもよい。
撮像装置 1 0 9を移動自在に構成する例と しては、 撮像時点で昇 降駆動させ、 あるいはワーク Wの長さに応じてワーク Wの長手方向 に移動させ、 あるいは両者を組合わせた構造とすることができる。
さ らに、 ワーク長手方向に沿って複数組の撮像装置を設け、 複数 位置で角度計測することにより、 ワーク長さに応じた計測を行つた り、 平均的な値の算出により、 適切な曲げ角 αを得るこ とができる《 第 22図及び第 2 3図に、 光線照射手段 1 1 4と C C Dカメラ 1
1 5とを含んで成る一つのュニッ ト 1 3 0が対で折曲機 1 0 1に取 付けられている例を示す。 該ユニッ ト 1 3 0は、 モー夕 1 2 2及び ボールネジ 1 26によって、 直線ガイ ド 1 24に取り付けられた移 動用ガイ ド上を金型 1 0 5 , 1 0 6の曲げ線方向に摺動可能とされ ている。 直線ガイ ド 1 24は、 ロ ッ ド 1 2 1及び折曲機 1 0 1の上 部に固定されたァクチユエ一夕 1 2 0 , 1 2 1を介して折曲機 1 0
1により支持されている。 油圧等の既知の手段によりァクチユエ一 夕 1 2 0を作動させて口ッ ド 1 2 1を伸縮させることにより直線ガ イ ド 1 24を上下動させることのできる構造となっている。 これに より、 ワーク Wにとつて妨げとなるときには必要に応じてュニッ ト
1 3 0を上方に退避させ、 一方、 光線照射及び撮像等を行なう場合 に必要に応じてュニッ ト 1 3 0をヮ一ク Wに接近させることができ る。 またユニッ ト 1 3 0は金型 1 0 5， 1 0 6の曲げ線方向に自由 に移動できるため、 所望箇所のヮ一クの曲げ角を計測することがで きる。
図にはパンチ 1 0 6の前方及び後方に一つずつュニッ ト 1 3 0を 設けた例を示したが、 これを複数個設けて同時に複数箇所のヮ一ク の曲げ角を得ることもできる。
第 24図及び第 2 5図に示す折曲機 1 0 1 は、 第 2 2図及び第 2 3図に示すものと同様であり、 異なる点は光線照射手段 1 1 4 と C C Dカメラ 1 1 5を含むュニッ ト 1 3 0が折曲機 1 0 1の下部に支 持されていることのみである。
第 26図ないし第 28図において、 折曲機 2 0 1のパンチ 2 08 内に本発明のヮ一ク曲げ角計測装置の摄像装置を組み込んだ実施例 を説明する。
まず、 本発明を実施する折曲機 2 0 1の概要について示すと、 第 2 7図に正面図で示すように、 折曲機 2 0 1は、 側面側から見て C 形となる側面フ レーム 20 2を有し、 この側面フ レーム 2 0 2を下 方側及び上方側で結合する下部フレーム 2 0 3及び上部フレーム 2 04を備えて成る。
前記下部フレーム 2 0 3の上部には、 ダイホルダ 2 0 5を介して 左右方向に延伸されるダイ 2 0 6が固定配置されている。
また、 前記上部フレーム 2 04に沿っては上下に昇降自在のラム 2 0 7が設けられ、 このラム直下に前記ダイ 2 06と対向するパン チ 2 08が接続されている。
前記ラム 2 07の上端はその上部両端に球状軸受を介してシリ ン ダ装置 S y L， S y Rが設けられ、 両シリ ンダ装置 S y L， S y R の同時動作により、 前記パンチ 2 08を前記ダイ 2 0 6に対して接 近 ·離反させるようになつている。
前記パンチ 2 08の動作、 すなわち前記シ リ ンダ S y L , S y R の動作状態は、 前記側面フレーム 2 0 2の内側に設けられたリニア スケールを前記ラム 20 7の側部に設けたロータ リエンコーダで検 出し、 ラム 2 0 7の位置を管理することにより行われている。 前記 ラム 2 0 7の動作軸はデプス （D) 軸と称され、 図示しない電気油 圧サ一ボ回路により、 前記ラム 2 0 7を位置制御するようになつて いる。
位置制御方式の一例を示すと、 予め作成された速度パ夕—ンを用 い、 パンチ 2 08の先端がダイ 2 0 6の上に置かれたワークに接近 するまではパンチ 2 08を高速で下降させ、 その後ワークが曲げ目 標角に近く なるまでは低速動作とし、 その後微速動作に切り換え、 ワークのスプリ ングバッ クを考慮して定められた最終曲げ位置で一 時停止し、 その後上昇するような方式である。
上部フ レーム 2 0 4の左方には、 水平面内で回転自在のアーム 2 0 9が設けられ、 その先端下方には操作盤と してのペンダン ト 2 1 0が吊下げられている。
ペンダン ト 2 1 0の操作面には、 表示器と各種の操作スノ ッチが 設けられている。 また、 図示しないが例えば図左方には N C装置を 内蔵した N C操作盤が設けられる。
一方、 本例の折曲機 2 0 1では、 前記パンチ 2 0 8の中心に角度 計測のための撮像装置 2 1 1が設けられ、 地上に置かれた画像処理 装置 2 1 2と電源線 2 1 3及び信号線 2 1 4を介して接続されてい る。
画像処理装置 2 1 2の盤面には角度表示器 2 1 5と適宜の操作キ 一が配置されている。 この画像処理装置 2 1 2は前記 N C操作盤内 の N C装置と接続されている。
前記撮像装置 2 1 1の詳細を第 2 6図に示した。 （ a ) 図は正面 断面図、 （ b ' 図は （ a ) 図の中央右側面断面図である。
図示のよう 、 撮像装置 2 1 1は、 パンチ 2 0 8内に設けた孔部 2 1 5に曲げ加工されるワークの上面に向けて面状光と してのスリ ッ ト光 S Lを照射するレーザダイオー ド 2 1 6と、 これら面状光に よりヮーク上面上で曲げ線前後に現われる線状の光線パターンを撮 像するレンズ 2 1 7及び C C Dエリアセンサ 2 1 8を備えた視覚セ ンサ 2 1 9を備えて成る。 孔部 2 1 5のワークと対向する面には防 塵用の保護フィ ルタ 2 2 0が設けられている。
第 2 8図に前記撮像装置 2 1 1の光学的配置のモデルを示す。 図において、 まず視覚センサ 2 ] 9はパンナ 2 0 8に沿う垂直軸 上に配置され、 その直下のワーク W上に現われる光線パターンを搌 像するものとする。
垂直軸を Z、 曲げ線方向 X、 折曲機 2 0 1 の前後方向を Y軸に取 o
この状態において、 スリ ッ ト光 S Lは、 第 1図と同様に Y Z平面 を角度 だけ X軸方向に傾けた面状にあるとする。
第 2 9図は上記視覚センサ 2 1 9と接続される画像処理装置 2 1
2の内部構成のブロック線図である。
本例の画像処理装置 2 1 2は、 システムバス 2 2 0に、 C P U 2 2 1、 R 0 M 2 2 2. R AM 2 2 3. 入出力装置 （ I /O) 2 24、 表示用イ ンタフェイス 2 2 5、 画像メモリ 2 26を接続して成り、 この画像メモリ 2 2 6には視覚センサ 2 1 9の映像信号を 2値化信 号に変換する 2値化 （A/D) 回路 2 2 7が接続されている。
表示用ィ ンタフヱイス 2 2 5には前記表示器 2 1 5が接続されて いる。 入出力装置 2 24には、 前記 N C操作盤中に設けられる N C 装置 2 28が接続される。
上記構成において、 画像メモリ 226には、 視覚センサ 2 1 9で 撮像された画像が得られ、 C P U 2 2 1で第 5図 ί.こ示す処理を実行 して、 角度な i 及び α 2 (第 3 c図） が求められ、 その和でワーク Wの曲げ角 αが計測され、 表示器 2 1 5または N C装置 2 28へ演 算結果が出力される。
第 3 0図は、 パンチ 2 08の曲げ線に対する前後にそれぞれ孔部 2 1 5 F , 2 1 5 Β を設け、 各孔部 2 1 5 F , 2 1 5 Β にレンズ 2 1 7 F , 2 1 7 B 、 C C Dエリアセンサ 2 1 8F ， 2 1 8 B を備え た視覚センサ 2 1 9 F , 2 1 9 B を設け、 孔部の下方に保護フィ ル 夕 2 2 0 F , 2 2 0 B を設けて撮像装置 2 2 9を構成した例である。 各視覚センサ 2 1 9 F , 2 1 9 B に対して設けられるダイオー ドに ついては図示を省略して示してある。 ダイォ一 ドは両視覚センサ 2 1 F , 2 1 9 B に対して共通とすることもできる。
本例でも第 2図及び第 3図に示した原理でワーク Wの曲げ角 αを 求めることができる。
第 3 1図は、 ダイ 2 0 6側に撮像装置を設けた例である。 （ a ) 図は正面断面図、 （ b ) 図はその右側面中央断面図である。
本例は、 第 2 6図 （ a ) , ( b ) に示すと同様に、 ダイ 2 0 6に 設けた孔部 2 1 5に、 レーザダイオー ド 2 1 6、 レンズ 2 1 7、 C C Dエリアセンサ 2 1 8を備えて撮像装置 2 3 0を構成した例であ o
本例では、 第 3 2図に示す関係から、 ワーク Wの底面側から曲げ 線 B Lに対する前後の被計測面を検出し、 ワーク Wの曲げ角 αを求 めることができる。
第 3 3図は、 第 3 0図に示す実施例と同様に、 ダイ 2 0 6側で、 曲げ線前後に設けた一対の視覚センサ 2 1 9 F ， 2 1 9 B で撮像装 置 2 3 1を構成した例である。
本例でも、 第 3 1図のものと同様原理で曲げ角なを求めることが できる。 ただし、 各視覚センサの撮像方向は任意に設計できるので、 両視覚センサで得た傾斜角な i , a 2 の合成値には両撮像方向のず れに対する分だけオフセッ トを与えなければならない。
第 34図は、 パンチ 2 08の左右方向に比較的短かな 2本の貫通 孔 2 3 2 , 2 3 3を設け、 各貫通孔 2 3 2, 2 3 3にワーク Wの曲 げ線前後のそれぞれの被計測面を撮像する撮像ュニッ ト 2 34 , 2 3 5を設け、 両撮像ュニッ ト 2 34 , 2 3 5の撮像結果からワーク Wの曲げ角 αを求めるようにした例である。
本例では、 各種のパンチ 2 08に貫通孔 2 3 2， 2 3 3を設けて おき、 これら貫通孔に撮像ユニッ ト 2 34 , 2 3 5を装着すること により、 ワーク Wの角度なを計測することができるので、 全ての金 型に撮像装置を組み込む必要がなく 、 設備コス 卜を低減することが できる。 貫通孔 2 3 2， 2 3 3を 1本とし、 1つの撮像ユニッ トで 角度計測することも可能である。 また、 孔部は貫通孔でなく 、 金型 側部に設けた切欠きと してもよい。
第 3 5図は、 ダイ 2 0 6に貫通孔 2 3 6， 2 3 7を設け、 各貫通 孔 2 3 6， 2 3 7を介してヮーク Wの曲げ線前後のそれぞれの被計 測面を撮像する撮像ユニッ ト 2 38, 2 3 9をダイホルダ 24 0に 内蔵させた例である。
本例ではダイ 2 0 6には比較的小さな径の貫通孔 2 36 , 2 3 7 を設けるのみで良いので、 設備コス トを低減することができ、 各種 曲げ作業に対応できる。 本例でも、 貫通孔は 1本とすることもでき、 孔部は貫通孔でなく切欠きで構成することもできる。
第 36図は、 第 34図や第 3 5図で用いる撮像ュニッ ト 24 1 ( 2 34 , 2 3 5 , 2 38, 2 3 9 ) の構成例を示す斜視説明図で あな o
図示のように、 撮像ュニッ ト 24 1は、 箱状のケース 24 2に、 レンズ 2 1 7、 C C Dカメ ラ 2 1 8、 スリ ッ ト光 S Lを照射する レ 一ザダイオー ド 2 1 6を第 3図に示す関係を構成できるよう内蔵し たものである。 装置をコンパク トに構成するためには、 = 1 0〜 2 0 ° 程度に構成するのが良い。
上記の如く、 本例の撮像ユニッ ト 24 1を用いれば、 これを金型 や金型ホルダに内蔵ないしその一部に装着することにより、 各種金 型に対して対応できる。
こ こで、 撮像ュニッ ト 24 1の金型ないしホルダへの取付け精度 が問題となるが、 取付け精度は比較的低精度であってよい。
その理由は、 第 2 9図に示す画像処理装置に補正手段 24 3を内 蔵し、 角度見本のワークを実際曲げ状態に配置して角度計别するこ とにより計測誤差を容易に補正可能だからである。
上記実施例では、 一箇所のヮーク曲げ角を計測する例を示した力 ワーク長手方向に沿って複数組の撮像装置を設け、 複数位置で角度 計測することにより、 ワーク長さに応じた計猁を行ったり、 平均的 な値の算出により、 適切な曲げ角 αを得ることができる。
複数位置でのヮーク曲げ角の計測によりワークの中垂れ現象を実 測し、 中間板ゃシム調整量を適正化することもできる。 また、 中央 シリ ンダを備える場合には、 その調整量を適正化することもできる。 本発明は上記実施例に限定されるものではなく 、 適宜の設計的変 更を行う ことにより、 適宜態様で実施し得るものである。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明のワークの有する角度を計測する方法によ ればワークの角度を正確に計測することができ、 板材折曲げ機用の ヮ一ク曲げ角計測装置に応用することができる。

Claims

請求の範囲
1. ワーク （W) の有する角 （ な ） を狭む面 （ 1 , 2 ) のう ちの 少なく とも 1つの面に連続的又は断続的な直線状の光線バタ一ン
( 9 , 1 0 ) を生じさせるように光線 （ 7 ) を所定方向 （ L 0 ) 力、 ら照射し、 該直線状の光線パターン （ 9， 1 0 ) を前記面 （ 1 , 2 ) 及び前記光線 （ 7 ) の照射方向 （L 0 ) と一定位置関係にある撮像 方向 （ Z ) から平面座標 （X Y) 上に撮像し、 撮像された前記平面 座標 （X Y) 上での前記光線パターン （ 9 , 1 0 ) の一座標軸 (X) に対しなす角 , Θ 2 ) から前記面 （ 1 , 2 ) の前記撮像方向
( Z ) に対する傾斜角 （ α ι , a 2 ) を求めて前記ワーク （W) の 有する角 （ α ) を得る角度計測方法。
2. ク レーム 1に記載の角度計測方法であって、 撮像した前記光 線パター ン （ 9 , 1 0 ) を画像処理して該パター ン （ 9 , 1 0 ) の 前記座標軸 （X) に対しなす角 （ 0 i , Θ 2 ) を得ることを特徴と するもの。
3. ク レーム 1に記載の角度計測方法であって、 光線 （7 ) の所 定方向 （L 0 ) と撮像方向 （ Z ) とのなす所定の角度を ^ 8 , β 2 とおき、 光線パターン （ 9 , 1 0 ) の前後座標軸 （X) に対してな す角 0 i , Θ 2 を用いて、 前記面 （ 1， 2 ) の撮像方向 （Z ) に対 するそれぞれの傾斜角 a i ， 2 を、
a I = t a n _1 ( t a n ^ i · t a n i )
a 2 = t a n -1 ( t a n θ 2 · t a n β 2
で求め、 ワーク （W) の有する角を ( α ) を、
= α I + α 2
で求めることを特徴とするもの。
4. ク レーム 3に記載の角度計測方法であって、 光線 （ 7 ) の照 射方向 （ L 0 ) を β = β 2 = 4 5 ° となるようにし、 前記傾斜角 α 1 , <2 2 をゝ
な 1 = 0 ， α 2 = Θ 2 で求めることを特徴とするもの。
5. ク レーム 1 に記載の角度計測方法であって、 前記面 （ 1 , 2 ) 上の光線パターン （ 9 , 1 0 ) をそれぞれ別個の力メ ラ （ 1 1 5 ' 1 1 5 ) で撮像し、 撮像されたそれぞれの光線パターン （ 9， 1 0 ) に対する前記傾斜角 （ ひ ， a 2 ) を得ることを特徴とするもの。
6. ク レーム 1に記載の角度計測方法であって、 ワーク （W) の 前記座標軸 （X) 方向の複数箇所において前記光線 （ 7 ) を照射し てそれぞれの箇所における前記ワーク （W) の有する角 （ な ） を得 ることを特徴とするもの。
7. ク レーム 6に記載の角度計測方法であって、 前記複数箇所の 適宜移動切替を行ない、 角度計測をしたい部分についてのその角度
( な ） を求めることを特徴とするもの。
8. ク レーム 6に記載の角度計測方法であって、 複数の角度計測 値の平均値を計測角度の代表値とすることを特徴とするもの。
9. ワーク （W) の有する角 （ α ) を狭む面 （ 1 , 2 ) 上に光線 ( 7 ) を照射する少なく とも 1つの照射手段 （4 3, 1 14 ) を有 する角度計測装置 （4 0 ) であって、 該照射手段 （4 3 , 1 14 ) は前 面 （ 1 , 2 ) の少なく とも 1つに連続的又は断続的な直線状 の光線パターン （ 9 , 1 0 ) を生じさせることを特徴と し、 さらに 装置 （4 0 ) は該光線パターン （ 9 , 1 0 ) を平面座標 （X Y) 上 に撮像する少なく とも 1つのカメラ （4 1， 1 1 ) を有し、 かつ、 撮像された直線状の光線パターン （ 9, 1 0 ) を画像処理して前記 ヮ一クの有する角 （ひ） を演算する画像処理装置 （ 1 1， 2 2， 4 0 ) を有することを特徴とするもの。
1 0. パンチ （ 1 06 ) 及びダイ （ 1 0 5 ) を含む金型 （ 1 0 6 , 1 0 5 ) 間に板状のワーク （W) を挿入し、 前記金型 ( 1 0 6 , 1 0 5 ) の相対的な接近離反動作により前記ワーク （W) を前記金型 ( 1 0 6 , 1 0 5 ) の曲げ線に対して前後部分 （ 1， 2 ) に曲げ加 ェする折曲げ機 （ 1 0 1 ) に用いられるワーク折曲げ角計測装置で あって、
前記金型 （ 1 0 6 , 1 0 5 ) の近辺に設けられ、 前記ワーク （W) の曲げ角 （ な ） を狭む面 （ 1 , 2 , WFT, WFB, WBT, WBB) に連 続的又は断続的な直線状の光線パターン （ 9 , 1 0 ) を生じさせる ように光線 （7， S L ) を照射する少なく とも 1つの光線照射手段 ( 1 1 4 ) と、
前記金型 （ 1 0 6 , 1 0 5 ) の近辺に設けられ、 前記曲げ角 （ な ） を狭む面 （ 1 , 2 , WFT, WFB, WBT, WBB) に現われる直線状の 光線パターン （ 9 , 1 0 ) を前記面 （ 1 , 2 , WFT, WFB, WBT, WBB) 及び前記光線 （ 7， S L ) の照射方向と一定位置関係にある 方向 （ Z ) から平面座標 （X Y) 上に撮像する少なく とも 1つの撮 像装置 （ 1 1 5 ) と、
前記各撮像装置 （ 1 1 5 ) で撮像された前記平面座標 （X Y) 上 での前記光線パターン （ 9 , 1 0 ) を画像処理して該パターン （ 9， 1 0 ) の一座標軸 （X ) に対しなす角 ( Θ ， Θ 2 ) を求めるため の画像処理装置 （ 1 1， 2 2 , 4 0 , 1 1 0 , 2 1 2 ) とを含んで 成ることを特徴とするもの。
1 1. ク レーム 1 0に記載のワーク折曲げ角計測装置であつて、 前記光線照射手段 （ 1 1 4 ) 及び前記撮像装置 （ 1 1 5 ) は金型
( 1 0 6 , 1 0 5 ) に添って、 かつ、 鉛直方向に移動自在であるこ とを特徴とするもの。
1 2. ノ、。ンチ （ 2 0 8 ) 及びダイ （ 2 0 6 ) を含む金型 （ 2 0 8， 2 0 6 ) 間に板状のワーク （W) を挿入し、 前記金型 （ 2 0 8 , 2 0 6 ) の相対的な接近離反動作により前記ワーク （W) を前記金型
( 2 0 8 , 2 0 6 ) の曲げ線に対して前後部分 （ 1 ， 2 ) に曲げ加 ェする折曲げ機 （ 2 0 1 ) に用いられる折曲げ角計測装置であって、 前記前後部分 （ 1 , 2 ) を臨むように前記金型 （ 2 0 8 , 2 0 6 ) の一方又は両方に設けられた孔部 （ 2 1 5 , 2 3 4 , 2 3 5 , 2 3 6 , 2 3 7 ) を介して該前後部分 （ 1 , 2 ) に連続的又は断続的な 直線状の光線パターン （ 9 , 1 0 ) を生じさせるように光線 （ 7， S L) を照射する少なく とも 1つの光線照射手段 （ 2 1 6 ) と、 前記前後部分 （ 1， 2 ) に現われる直線状の光線パターン （ 9 , 1 0 ) を前記前後部分 （ 1 , 2 ) 及び前記光線 （ 7 , S L ) の照射 方向と一定位置関係にある方向から前記孔部 （ 2 1 5 , 2 34 , 2 3 5， 2 36 , 2 3 7 ) を介して撮像する少なく とも 1つの撮像装 置 （ 2 2 9， 2 3 0 , 2 3 1 , 2 34 , 2 3 5 , 2 38, 2 3 9 , 24 1 ) と、
前記各撮像装置 （ 2 2 9 , 2 3 0 , 2 3 1 , 2 38, 2 3 9 ) で 撮像された前記光線パターン （ 9 , 1 0 ) を画像処理して曲げ加工 されたワーク （W) の曲げ角 （な） を求めるための画像処理装置 ( 1 1， 2 2, 4 0 , 1 1 0, 2 1 2) とを含んで成ることを特徴 とするもの。
1 3. ク レーム 1 2に記載の折曲げ角計測装置であつて、 前記孔 部は、 前記金型 （ 2 08， 206 ) の曲げ線部分を含む一つの貫通 孔であることを特徴とするもの。
1 4. ク レーム 1 2に記載の折曲げ角計刺装置であって、 前記孔 部は、 前記曲げ線に対し、 その前後にそれぞれ設けられた貫通孔又 は切欠き孔であることを特徴とするもの。
1 5. ク レーム 1 2に記載の折曲げ角計測装置であって、 前記撮 像装置 （ 2 2 9 , 2 3 0 , 2 3 1 , 2 38, 2 3 9 , 24 1 ) は金 型 （ 2 08, 2 0 6 ) 内部に組み込まれていることを特徴とするも の o
1 6. ク レーム 1 2に記載の折曲げ角計測装置であって、 前記撮 像装置 （ 2 34 , 2 3 5 , 2 38, 2 3 9 , 24 ' はユニッ ト化 されて金型 （ 2 08， 2 0 6 ) 又は金型ホルダ （ 2 0 7 , 2 0 5 ) に着脱自在であることを特徵とするもの。
1 7. ク レーム 1 6に記載の折曲げ角計測装置であつて、 前記撮 像装置 （ 234， 2 3 5 , 2 3 9 , 24 1 ) は前記金型 （ 2 08， 2 ς？
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2 06 ) の曲げ軸に添って適宜間隔を置いて複数設けられ、 角度計 測したい箇所に切替可能であることを特徴とするもの。
1 8. ク レーム 1 2に記載の折曲げ角計測装置であって、 前記画 像処理装置 （ 2 1 2 ) には、 角度見本の撮像信号を処理して計測角 を補正する補正手段 （ 24 3 ) が内蔵されていることを特徴とする もの。
1 9. パンチ ( 1 0 6) 及びダイ （ 1 0 5 ) を含む金型 （ 1 0 6, 1 0 5 ) 間に板状のワーク （W) を揷入し、 前記金型 （ 1 06， 1 0 5 ) の相対的な接近離反動作により前記ワーク （W) を前記金型
( 1 0 6, 1 0 5 ) の曲げ線に対して前後部分 （ 1 , 2 ) に曲げ加 ェする折曲げ機 （ 1 0 1 ) に用いられる折曲げ角計猁装置であつて、 前記前後部分 （ 1， 2 ) の少なく とも一方に光線 （ 7， S L) を 照射する 1つの光線照射手段 （ 1 , 4 ) と、 前記前後部分 （ 1 , 2 ) の少なく とも一方に現われる光線パター ン （ 9 , 1 0 ) を前記前後 部分 （ 1 , 2) 及び前記光線 （ 7 , S L ) の照射方向と一定位置関 係にある方向から撮像する 1つのカメラ （ 1 1 5) とを含む少なく とも 1つのュニッ ト （ 1 3 0 ) と、 前記光線パターン （ 9， 1 0 ) を画像処理して前記前後部分 （ 1， 2) のなす折曲げ角 （ α ) を求 めるための画像処理装置 （ 1 1 0) とを有し、 前記ュニッ ト （ 1 3 0 ) は前記金型 （ 1 0 6 , 1 0 5 ) の曲げ線と平行な方向にスライ ド可能であり、 かつ上下方向に移動可能であることを特徴とするも の。
2 0. ク レーム 1 9に記載の折曲げ角計猁装置であつて、 前記光 線照射手段 （ 1 14 ) は前記前後部分 （ 1 , 2 ) の少なく とも一方 に連続的又は断続的な直線状の光線パター ン （ 9 , 1 0 ) を生じさ せるように光線 （ 7， S L ) を照射することを特徴とするもの。
2 1. ク レーム 1 9に記載の折曲げ角計測装置であつて、 前記ュ ニッ ト （ 1 3 0 ) が前記曲げ線の前後に 1つずつ設けられているこ とを特徴とするもの。
22. ク レーム 1 9に記載の折曲げ角計測装置であって、 前記ュ ニッ ト （ 1 30 ) が前記曲げ線の前後にそれぞれ複数個設けられて いることを特徴とするもの。
23. ク レーム 1 9に記載の折曲げ角計測装置であつて、 前記ュ ニッ ト （ 1 30) は直線ガイ ド （ 1 24) に添ってスライ ド可能で あり、 該直線ガイ ド （ 1 24 ) はロッ ド （ 1 21 ) を介してァクチ ユエ一夕 （1 20) によつて支持かつ上下に可動とされ、 該ァクチ ユエ一夕 （ 1 20) は折曲げ機 （ 1 0 1 ) によつて支持されている ことを特徴とするもの。
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