JP7329974B2 - Machining device and tool detection method - Google Patents
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Description
本発明は加工装置及び工具検出方法に関する。 The present invention relates to a machining device and a tool detection method.
被加工材を加工するための加工工具を保持可能なツールマガジンを備えた加工装置が、従来技術として知られている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art A processing apparatus having a tool magazine capable of holding processing tools for processing a workpiece is known as a conventional technique (Patent Document 1).
上記のように従来の加工装置では、ツールマガジンに加工工具が保持されているかの判別は、センサを加工工具と物理的に接触させる等の方法により行われるため、作業が煩雑であった。 As described above, in the conventional processing apparatus, determination as to whether a processing tool is held in the tool magazine is performed by a method such as bringing the sensor into physical contact with the processing tool, which is a complicated task.
上記課題に鑑み、本発明の目的は、加工工具の有無を容易に判別可能な加工装置または工具検出方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a processing apparatus or a tool detection method that can easily determine the presence or absence of a processing tool.
上記課題を解決するため、本発明は、工具を保持可能な保持部と、前記保持部を撮像する撮像部と、前記撮像部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行可能である加工装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a holding section capable of holding a tool, an imaging section that captures an image of the holding section, and a control section that controls the imaging section. an imaging process of capturing an image of the holding part using a part; an acquisition process of acquiring an image obtained by the imaging process; A processing apparatus capable of executing a determination process of determining whether or not a tool is held by a holding part is provided.
また本発明は、工具を保持可能な保持部と、前記保持部を撮像する撮像部と、前記撮像部を制御する制御部と、を備えた加工装置において、前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行する工具検出方法を提供する。 Further, the present invention provides a processing apparatus comprising a holding section capable of holding a tool, an imaging section for imaging the holding section, and a control section for controlling the imaging section, wherein the holding section is an acquisition process of acquiring an image obtained by the imaging process; and referring to at least some pixels of an image corresponding to the holding part in the image, so that the tool is held by the holding part A determination process for determining whether or not a tool is detected is provided.
上記構成により本発明は、加工工具の有無を容易に判別可能な加工装置または工具検出方法を提供できる。 With the above configuration, the present invention can provide a machining apparatus or a tool detection method that can easily determine the presence or absence of a machining tool.
<実施形態>
図1~図19を参照して、本発明の実施形態に係る加工装置1について説明を行う。図1~図5に示すように本実施形態に係る加工装置1は、筐体10、加工部20、移動機構30、支持部40、タンク50、カメラ60、制御部70を含む。加工装置1は、被加工材Cを3次元に切削加工する装置である。タンク50は、加工作業に用いるクーラントを貯留する機能を備え、筐体10に対して着脱可能である。
<Embodiment>
A
〔筐体〕
図1に示すように、筐体10は、略矩形に形成された本体部11と、本体部11に対して移動可能なフロントカバー12と、ボトムカバー13とを備える。本体部11の内部では、加工空間10aが画成されている。さらに本体部11は、加工空間10aの下方において、タンク50を収容するタンク部区画10bが画成され、加工空間10aと開口10cを介して連通する(図2、図3)。
[Chassis]
As shown in FIG. 1 , the
なお、本実施形態においては、図1から図3に示すように、前後左右及び上下の方向を定める。図3において、本体部11に対してフロントカバー12が装着される側を前方とし、その反対の方向を後方とする。また、図1に示すように、筐体10を前面から見た場合を基準として、左右の方向を定める。支持部40に対して、加工部20が配置される方向を上方とし、その反対を下方とする。また、タンク50など、着脱可能な部材についても、筐体10に装着された状態を基準にして、方向を定めることとする。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the front, rear, left, right, and upper and lower directions are determined. In FIG. 3, the side where the
フロントカバー12を上方に移動することによって、加工空間10aは、筐体10の外部に開放される。また、ボトムカバー13を前方に引き出すことによって、タンク部区画10bは、筐体10の外部に開放される。
By moving the
〔加工部〕
図2から図4に示すように、加工部20は、モータ部21と、スピンドル22と、連結部23と、被加工材Cを切削するための先端工具であるミリングバー24と、クーラントノズル25とを備える。モータ部21の出力軸(不図示)は、スピンドル22と連結しており、スピンドル22を回転駆動することができる。
〔process section〕
As shown in FIGS. 2 to 4, the
スピンドル22は、略円柱形状の部材であり、加工空間10aに露出される。スピンドル22の下端部は、切削加工用のミリングバー24を着脱可能に保持する。なお、以下において、スピンドル22の延出方向をZ軸方向と定義する。また、Z軸に直交する方向を図5などに図示するように、Y軸方向およびX軸方向とする。
The
クーラントノズル25は、スピンドル22の近傍に配置される。クーラントノズル25は、タンク50からクーラントの供給を受け、被加工材Cの加工部位及び切削加工用ミリングバー24に向けてクーラントを射出する機能を備える。加工作業時において、加工部20は、スピンドル22を回転駆動しながら被加工材Cに接触させて加工する。同時に加工部20は、クーラントノズル25からクーラントを射出させて加工部位を冷却する。
A
連結部23は、モータ部21と移動機構30とを連結する部材である。詳細には、連結部23の前端部は、モータ部21に固定される。また、連結部23の後部は、移動機構30によって支持される。
The connecting
〔移動機構〕
図2及び図3に示すように、移動機構30は、加工空間10aより上方に配置される。移動機構30は、Z軸方向に延出する一対のシャフト31A、31Bと、シャフト31A、31Bの上下両端部を支持するベース部32と、左右方向に延出する1対のシャフト33A、33Bとを備える。シャフト31A、31Bは、連結部23をZ軸方向に移動可能に支持する。連結部23は、不図示のモータによってZ軸方向に駆動される。また、シャフト33A、33Bは、ベース部32を、左右方向に移動可能に支持する。ベース部32は、不図示のモータによって、左右方向に駆動される。上記構成により、移動機構30は、加工部20を支持するとともに、加工部20をZ軸方向及び左右方向(Y軸方向)に移動可能とする。加工作業時において、移動機構30は、加工部20をZ軸方向及び左右方向に移動させる。
[Movement Mechanism]
As shown in FIGS. 2 and 3, the moving
〔支持部〕
支持部40は、図2、図5および図6に示すように、駆動部41と、駆動部41を支持する1対のシャフト43A、43Bと、駆動部41に支持される取付部44と、ツールマガジン45とを備える。
[Support part]
2, 5 and 6, the
駆動部41は、加工空間10aより右方に配置される。駆動部41は、左右方向に延びる出力軸を備え、取付部44を出力軸回りに回転駆動することが可能である。取付部44は、加工空間10a内部に配置される。取付部44の左端部は、被加工材Cを着脱可能である(図5)。
The
シャフト43A、43Bは、筐体10に両端部を固定され、Z軸方向と直交するX軸方向(図2)に延出する。シャフト43A、43Bは、駆動部41を、X軸方向に移動可能に支持する。このようにして駆動部41及び取付部44は、X軸方向に移動可能である。
Both ends of the
ツールマガジン45は、略直方体形状に形成され、ミリングバー24を保持する機能を備える部材である。ツールマガジン45は、取付部44の右方かつ前方に配置される。ツールマガジン45には、矩形状の上面45A、及び、6つの保持部451が設けられる。上面45Aは、X軸およびY軸に対して並行であり、Z軸に対して直交する。
The
保持部451のそれぞれは、上面45AからZ軸方向に空けられた円形の孔部を形成する。また、保持部451は、ミリングバー24の外周部を支持可能な周面45aを有する。ミリングバー24は、保持部451に挿通され、周面45aに接触することで、保持部451によって保持される。
Each of the holding
〔カメラ〕
カメラ60は、図6に示すように加工空間10aの上部、かつ、ツールマガジン45の上方に配置される。カメラ60は、加工空間10aを撮像し、画像に変換する機能を備える。カメラ60は、図4に示すように、制御部70と電気的に接続し、制御部70によって制御される。カメラ60の撮影範囲は、ツールマガジン45の上部を撮像できるように設定されている。カメラ60は、本発明における撮像部の一例である。
〔camera〕
The
〔制御部〕
加工装置1の全体の動作は、制御部70によって制御されている。図4に示すように、制御部70は、加工部20、移動機構30、および支持部40と通信可能に接続され、それらを制御する。制御部70の構成は特に限定されないが、本実施形態においては、プログラムを記憶するROMと、プログラムを実行するCPUと、CPUによる処理において作業領域を提供するRAMと、不揮発性メモリであって各種データを記憶するNVRAMとを主に備える。
[Control part]
The overall operation of the
制御部70は、カメラ60を制御し、ツールマガジン45などの画像を取得する機能を備える。また、制御部70は、取得した画像を解析し、保持部451にミリングバー24が保持されているか判定する処理(判定処理)を実行することができる。
The
制御部70には、判定処理のために用いられる、射影変換行列M及びマスク用画像が記憶されている。射影変換行列M及びマスク用画像は、以下に詳述する射影変換行列取得処理とマスク用画像取得処理により、例えば出荷前や、カメラ60の配置を変更したときなど、加工装置1が被加工材Cの加工作業を行う前に適宜取得される。
The
〔射影変換行列取得処理〕
射影変換行列Mを取得する処理について、図7から図11を用いて説明する。この処理においては、治具81が、ツールマガジン45の上面45Aに載置した状態で使用される。治具81は、板部811と6つの突起部812とを備える(図8(c))。板部811は、矩形の板材であり、表面には市松模様81aが描かれている。市松模様81aは、図8(a)に示す通り、格子柄を有し、さらにこの格子柄によって分割された部分は、交互に白黒に塗り分けられている。この市松模様81aは、ツールマガジン45の上面45Aの形状に略一致した、領域81bを規定する。領域81bは、矩形状に形成され、4つの頂点81c、81d、81e、81fを有する。なお、領域81b及び頂点81c~81fは、治具81に直接描かれたものではないが、理解を容易にするため、各図において点線や円などを用いて示している。突起部812は、治具81を上面45Aに設置する際の位置決めを行うための部材である。突起部812は、それぞれ略円柱形状の部材であり、その端部は板部811に固定される。突起部812のそれぞれの外径は、保持部451の内径と略等しい。また、突起部812は、保持部451の配置位置と一致するように配置されている。そのため、突起部812は、それぞれ保持部451に挿通可能である。
[Projective transformation matrix acquisition process]
Processing for acquiring the projective transformation matrix M will be described with reference to FIGS. 7 to 11. FIG. In this process, the
制御部70は、図7のフローに示す処理に基づいて、射影変換行列取得処理を行う。まずステップS1において、制御部70は、ツールマガジン45の上面45Aに載置された治具81の撮像を行う。撮像の際、6つの突起部812は、保持部451に挿入される。このようにして、上面45Aと領域81bとがZ軸方向視においてずれなく重なるように、治具81は載置される(図9(a))。ステップS3において、制御部70は、この撮像によって得られた画像G1を取得する。
The
ステップS3で得られる画像G1を図9(b)に示す。画像G1は、画像座標系GCを持つ平面内に表示される画像である。画像座標系GCは、図9(b)に示すように、互いに直交するX1軸、Y1軸によって規定される。画像G1には、市松模様81a、領域81b、及び頂点81c~81fに相当する像が表示されている。以下では、これらの像をそれぞれ、模様81Ga、領域81Gb、及び頂点81Gc~81Gfと称する。
An image G1 obtained in step S3 is shown in FIG. 9(b). The image G1 is an image displayed in a plane having an image coordinate system GC. The image coordinate system GC is defined by mutually orthogonal X1 and Y1 axes, as shown in FIG. 9(b). In the image G1, images corresponding to the
画像G1は、上記の通りカメラ60を用いて取得された画像である。そのため、模様81Ga及び領域81Gbは、X1軸またはY1軸に対して必ずしも平行に配置されない。また、領域81Gbの形状は通常、矩形ではなく、歪んだ形状となっている。
Image G1 is an image acquired using
ステップS5において、制御部70は、射影変換行列Mを設定する。射影変換行列Mは、図11(b)、(c)に示すように、8個のパラメータh11~h32を持った3次の正方行列として表され、座標(x1、y1)を座標(X1、Y1)に変換する。射影変換行列Mは、領域81Gbを、予め設定された領域81Hb(図10(b9)と同じ大きさ及び形状に射影変換できるように設定される。ここで、領域81Hbは、画像座標系GCによってその座標を設定された平面領域であり、上面45Aと相似形状を備えている。領域81Hbは、頂点81Hc~81Hfを有している。射影変換行列Mは、頂点81Gc~81Gfが、それぞれ頂点81Hc~81Hfに射影変換されるように、設定される。
In step S5, the
具体的には、まず制御部70は、画像G1における頂点81Gc~81Gfの各座標を取得する。これらの4点の座標と、対応する頂点81Hc~81Hfの各座標とを図11(b)の式へ順次代入することにより、8元連立方程式が得られる。このようにして、8個のパラメータh11~h32、すなわち射影変換行列Mが求められる。制御部70は、求められたパラメータh11~h32、及び射影変換行列Mを保存する(S7)。
Specifically, the
ステップS9において、制御部70は、射影変換行列Mを用いて、画像G1の射影変換を実行する。図11(a)には、射影変換後の画像G1を、画像J1として示している。画像J1は、市松模様81Ja、領域81Jb、及び頂点81Jc~81Jfを備える。これらはそれぞれ、市松模様81a、領域81b、及び頂点81c~81fに相当する像である。
In step S9, the
ステップS11において制御部70は、射影変換によって得られた画像J1の歪みの大きさを検討する。具体的には、制御部70は、市松模様81Jaにおける格子柄の各交点P11~P26の座標と、それらの交点の目標座標とを比較し、誤差を計算する。なお、目標座標とは、画像G1が正確に、歪みなく射影変換された場合に得られる各交点座標の理想値である。誤差は、例えば、各交点P11~P26の座標と、対応する目標座標との距離を計算することによって得られる。各交点において、X1座標同士の差分とY1座標同士の差分とを個別に計算しても良い。
In step S11, the
最大の誤差が予め定められた閾値未満であった場合(S11:YES)、制御部70は処理を終了する。最大誤差が閾値以上であった場合(S11:NO)、制御部70は、処理をステップS1に戻し、射影変換行列Mの計算を再度行う。
If the maximum error is less than the predetermined threshold (S11: YES), the
〔マスク用画像取得処理〕
マスク用画像を取得する処理について、図12から図14を用いて説明する。この処理において、図13(a)に示すように、治具82がツールマガジン45の上面45Aに載置された状態で使用される。治具82は、板部821と、6つの突起部822とを備える(図8(d))。板部821は、図8(b)のように矩形の板材部材であり、上面45A、すなわち領域81bと略等しい外形を有する。また、板部821には、6つの白色の円形模様82aが描かれている。円形模様82aの直径は、いずれも、保持部451の直径と略一致する。また、6つの円形模様82aは、6つの保持部451と同一の位置となるように配置される。板部821のうち、円形模様82a以外の部分は白色ではなく、濃色に塗られている。突起部822は、治具82を上面45Aに設置する際の位置決めを行うための部材である。突起部822は、それぞれ略円柱形状の部材であり、その端部は板部821に固定される。突起部822のそれぞれの外径は、保持部451の内径と略等しい。また、突起部822は、円形模様82a及び保持部451の配置位置と一致するように配置されている。そのため、突起部822は、それぞれ保持部451に挿通可能である。
[Mask image acquisition processing]
The processing for acquiring the mask image will be described with reference to FIGS. 12 to 14. FIG. In this process, as shown in FIG. 13(a), the
処理は、図12に示すフローにしたがって行われる。ステップS21において、制御部70は、ツールマガジン45の上面45Aに載置された治具82の撮像を行い、さらにステップS23において、この撮像によって得られた画像G2を取得する。治具82が上面45Aに載置された状態では、突起部822はすべて保持部451に挿入された状態となっている。このとき、板部821と上面45Aとが、Z軸方向視においてずれなく重なっている。また、円形模様82aも、Z軸方向視において、保持部451に対してずれなく重なった状態となっている。図13(b)及び図14(a)に示すように、画像G2には、板部821及び円形模様82aに相当する像である、板部821G及び円形模様82Gaが表示される。
Processing is performed according to the flow shown in FIG. In step S21, the
制御部70は、ステップS25において、画像G2の射影変換を行い、画像J2を得る。射影変換では、ステップS7で保存された射影変換行列Mが用いられる。この射影変換の結果、画像J2において、板部821及び円形模様82aの像は、板部821J及び円形模様82Jaとして表わされる(図14(b))。その結果、画像座標系GCによって表される板部821Jの外形及び位置は、領域81Hbの形状および位置と略一致する。
In step S25, the
さらに制御部70は、画像J2に対して、グレースケール化処理を行って画像K1に変換する(S27、図14(c))。この処理により、画像J2はモノクロ画像に変換される。なお、画像の階調は256階調や512階調など、条件に適した階調に設定される。
Further, the
制御部70は、さらに画像K1に二値化処理を行うことにより画像K2に変換する(S29、図14(d))。この処理の結果、画像K2は白黒の二値画像となっている。二値化する際には、円形模様82aの内側を示す像とその周辺の像との画素値が異なるように、閾値が設定される。
The
図14(d)は、画像K2を示しており、円形模様82aに相当する像である円形模様82Kaが表示されている。二値化処理の結果、円形模様82Kaの画素は白色に、また、円形模様82Kaの周囲の画素は、全て黒色となるように表示される。その後、制御部70は、ステップS31において画像K2の保存を行う。なお、以下では、画像K2に表示される、黒色部分の像を黒色部82Kとする。
FIG. 14(d) shows an image K2 in which a circular pattern 82Ka, which is an image corresponding to the
〔交換処理〕
加工装置1によって被加工材Cの加工作業を行う際、例えば被加工材Cの材質や加工形状など、条件に応じて最適なミリングバー24を用いる必要がある。そのため、加工作業前に、スピンドル22の下端部に保持されるミリングバー24を、ツールマガジン45に保持される別のミリングバー24と交換する処理が行われる場合が有る。この交換処理について図15から図19を用いて、以下に説明する。
[Exchange process]
When the
交換処理は、図15に示すフローにしたがって行われる。ユーザから交換処理を行開始する指示を受けると(S41)、制御部70は、判定処理を行うことによって、ツールマガジン45のどこにミリングバー24が保持されているかを判定する(S43)。適当なミリングバー24が保持されている場合、制御部70は、交換可能であると判断し(S45:YES)、スピンドル22の下端部に保持されているミリングバー24を、ツールマガジン45に保持されている他のミリングバー24と交換する作業を行い(S47)、処理を完了する。
The exchange process is performed according to the flow shown in FIG. Upon receiving an instruction to start the replacement process from the user (S41), the
一方、ツールマガジン45にミリングバー24が1つも保持されていない場合や、適当なミリングバー24が保持されていない場合、制御部70は、交換不可能と判断し(S45:NO)、そのまま処理を終了する。
On the other hand, if not even one
〔判定処理の詳細〕
図16は、判定処理(S43)の詳細なフローを示すものである。判定処理において、制御部70は、図17(a)のようにミリングバー24を保持しているツールマガジン45の上面45Aを、カメラ60を用いて撮像し(S51)、画像L1を取得する(S53)。図17(b)には、撮像によって得られた画像L1を示す。上面45A、ミリングバー24を保持した保持部451、及びミリングバー24を保持していない保持部451が撮像された結果、画像L1には、これらに相当する像が表示されている。換言すれば、画像L1には、上面45A、ミリングバー24、及び保持部451に相当する像が表示されている。これらの像を、以下では上面45LA、ミリングバー24L、及び保持部451Lとする。
[Details of judgment processing]
FIG. 16 shows a detailed flow of the determination process (S43). In the determination process, the
ステップS55において、制御部70は、画像L1を、射影変換行列Mを用いて射影変換する。図17(c)には、射影変換した画像L1を画像N1として示す。画像N1には、上面45NA、ミリングバー24N、および保持部451Nが表示されている。これらは、それぞれ上面45A、ミリングバー24、および保持部451に相当する像である。上面45NAの外形及び位置は、射影変換の結果、領域81Hbの形状および位置と略一致する。すなわち射影変換により、画像の歪みが補正、整形され、画像内における各部材の像の把握が容易となっている。なお、射影変換処理は、本発明の整形処理に相当する。
In step S55, the
さらに制御部70は、画像N1に対してグレースケール化処理を行い、画像P1に変換する(S57)。この処理により、画像N1はモノクロ画像に変換される。なお、画像の階調は256階調や512階調など、適した階調に設定される。画像P1には、図18(b)に示すように、上面45PA、ミリングバー24Pおよび保持部451Pが表示されている。これらはそれぞれ、上面45A、ミリングバー24、および保持部451に相当する像である。
Further, the
さらに制御部70は、画像K2を用いて、画像P1に対するマスク化処理を行う(S59)。マスク化処理においては、画像K2の黒色部82Kが、画像P1に被せられる。その結果、保持部451Pとミリングバー24P以外の像の画素は、全て黒色に変換される。図18(c)には、マスク化処理後の画像P1を、画像Q1として示している。画像Q1には、上面45QA、ミリングバー24Qおよび保持部451Qが表示されている。これらはそれぞれ、上面45A、ミリングバー24、および保持部451に相当する像である。なお、マスク化処理は、本発明における変換処理に相当する。
Further, the
ステップS61において、画像Q1は二値化される。二値化処理では、ミリングバー24Qの画素階調値と、それ以外の像の画素階調値とを区別できるように閾値が設定される。例えば、閾値より階調値の低いミリングバー24Qの画素は白色に変換され、閾値より階調値の高いミリングバー24P以外の画素は黒色に変換される。その結果、ミリングバー24を保持していない保持部451に相当する像の画素は黒色に変換される。一方、ミリングバー24Pの画素は白色に変換される。換言すれば、ミリングバー24を保持する保持部451に対応する像の画素は、白色に変換される。
In step S61, the image Q1 is binarized. In the binarization process, threshold values are set so that the pixel tone values of the milling
このようにして、保持部451に対応する像の画素、すなわち保持部451が存在すべき部分の画素は、ミリングバー24の保持の有無に応じて、白色および黒色のいずれかに変換される。
In this way, the pixels of the image corresponding to the holding
図18(d)には、二値化処理後の画像Q1を、画像R1として示す。ミリングバー24を保持する保持部451に対応する像(保持部451Rとする)は、白色で表示されている。また、ミリングバー24を保持していない保持部451、及び上面45Aに相当する像(上面45RAとする)は、全て黒色で表示されている。すなわち、保持部451に相当する像は、ミリングバー24を保持していない場合、その画素が黒色に変換される。一方、ミリングバー24を保持している場合、保持部451に対応する像は、その画素が白色に変換される。
FIG. 18(d) shows the image Q1 after the binarization process as an image R1. An image corresponding to the holding
次に制御部70は、画像R1を用いてミリングバー24の有無の判定を行う。まず制御部70は、画像R1において、6つの保持部451の位置にそれぞれ対応するように、6つの領域R11を設定し、そのうちの1つを選定する(S62)。換言すれば、領域R11のそれぞれには、白色または黒色に変換された、保持部451に対応する像が1つずつ含まれる(図19(a))。
Next, the
制御部70は、各領域R11において、全体の画素数のうち、白い画素が占める割合Rwを計算する(S63)。制御部70は、ステップS65において、割合Rwが予め定められた設定値を超えるかどうか判断する。割合Rwは、図19(b)の式に示すように、領域R11における全画素数に対する、白色画素数の割合である。
The
割合Rwが設定値を超える場合(S65:YES)、ミリングバー24が保持されていると判断する(S66)。また、割合Rwが設定値以下の場合(S65:NO)、ミリングバー24は保持されていないと判断する(S67)。
If the ratio Rw exceeds the set value (S65: YES), it is determined that the milling
ミリングバー24の径が保持部451の径より小さく、隙間が生じている場合や、ノイズが画像R1内に表示される場合であっても、割合Rwを用いることによって、ミリングバー24の保持状態は正確に把握される。
Even if the diameter of the milling
制御部70は、ステップS69において、全ての領域R11についてミリングバー24の有無が判断されたかどうか判定する。判断が完了していない領域R11がある場合(ステップS69:NO)、制御部70は、処理をステップS62に戻し、ツール有無の判断がなされていない領域を新たに選定する。
In step S69, the
全ての領域R11についてミリングバー24の有無が判断された場合(S69:YES)、制御部70は判定処理を終了する。その後、制御部70は、上述のように処理をステップS45(図15)へ進め、ミリングバー24の交換作業などを行う。
If the presence or absence of the milling
このように、ミリングバー24の保持されている箇所が画像処理のみによって把握されるため、判定処理は迅速かつ正確に実行される。また、判定処理によってどこにミリングバー24が保持されているか把握されているため、ステップS45以降の交換作業も、迅速かつ正確に実行される。
In this way, since the position where the milling
<効果>
上記実施形態において加工装置1は、工具を保持するツールマガジン45と、ツールマガジン45を撮像するカメラ60と、カメラ60を制御する制御部70と、を備え、制御部70は、カメラ60を用いて保持部451を撮像する撮像処理と、撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、画像内で保持部451に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、保持部451にミリングバー24が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行可能である。
<effect>
In the above-described embodiment, the
上記構成では、ミリングバー24の有無に応じて、保持部451に対応する像が異なって表示される。そのため制御部70は、保持部451における、ミリングバー24の保持状態の判別をすることが可能となる。ミリングバー24に直接接触する必要がなく、またユーザの目視作業なども必要ないため、保持状態の判断は、正確、容易、または迅速に行われる。
In the above configuration, the image corresponding to the holding
制御部70は、取得処理で取得した画像を射影変換することにより画像を整形する射影変換処理をさらに実行可能であり、射影変換された画像を用いて判定処理を行うことができる。
The
上記構成では、画像の歪みが補正され、画像におけるツールマガジン45や、保持部451、ミリングバー24などの像の位置、形状の把握が容易となる。そのため、ミリングバー24の保持状態の判別が、正確に行われる。
In the above configuration, image distortion is corrected, and the positions and shapes of images of the
制御部70は、保持部451の像周辺の画素の階調を、所定の階調に変換する変換処理をさらに実行可能であり、変換処理によって得られた像を用いて判定処理を行う。
The
上記構成では、保持部451の画素と、その周辺の画素とを明確に区別して表示することができる。保持部451の位置、形状の把握が容易となり、ミリングバー24の保持状態の判別が、正確に実行可能となる。
With the above configuration, the pixels in the holding
制御部70は、画像を二値化する二値化処理をさらに実行可能であり、二値化処理によって得られた画像を用いて前記判定処理を行う。
The
上記構成では、ミリングバー24の保持状態によって、保持部451に対応する画素が異なって表示される。保持部451によるミリングバー24の保持状態の把握が容易となり、ミリングバー24の保持状態の判別が、正確に実行可能となる。
In the above configuration, the pixels corresponding to the holding
<変形例>
上記実施形態において、射影変換処理、二値化処理、マスク処理の一部または全部を省略することも可能である。この場合、制御部70が、保持部451に対応する像の画素の少なくとも一部を抽出し、画素の階調を調べることによって保持部451におけるミリングバー24の有無を判断できる。
<Modification>
In the above embodiments, it is possible to omit part or all of the projective transformation process, the binarization process, and the mask process. In this case, the
ステップS9、S11における誤差の計算は、必ずしも最大値を計算する方法に限定されない。例えば、各交点での誤差の総和を計算し、閾値と比較することによってステップS11の判断が行われても良い。 The error calculation in steps S9 and S11 is not necessarily limited to the method of calculating the maximum value. For example, the determination in step S11 may be made by calculating the sum of errors at each intersection and comparing it with a threshold.
ステップS63において、領域R11の全体の画素を調査する代わりに、領域R11中心部分における、複数または1つの画素を抽出しても良い。この場合制御部70は、領域R11中心部分の画素が白色か黒色か調べ、判断対象の領域R11において、保持部451がミリングバー24を保持しているか否かを判定することができる。
In step S63, instead of examining the pixels in the entire area R11, a plurality of pixels or one pixel in the central portion of the area R11 may be extracted. In this case, the
上記実施形態は、発明の例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The above embodiments are presented as examples of the invention and do not limit the scope of the invention. Various omissions, replacements, and modifications can be made to the above configuration without departing from the scope of the invention. The above-described embodiments and modifications thereof are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 加工装置
10 筐体
11 本体部
20 加工部
30 移動機構
40 支持部
50 タンク
60 カメラ
1 processing
Claims (6)
前記保持部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
領域を有する治具を前記保持部に支持された状態で撮像し、前記領域の画像である領域画像を取得する処理と、
前記領域画像を定められた形状の画像に射影変換する変換行列を取得する処理と、
前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、
前記撮像処理によって得られた画像を保持部画像として取得する取得処理と、
前記保持部画像を前記変換行列によって射影変換する処理と、
前記射影変換された前記保持部画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、
を実行可能である加工装置。 a holding portion capable of holding a tool;
an imaging unit that captures an image of the holding unit;
A control unit that controls the imaging unit,
The control unit
a process of capturing an image of a jig having an area while being supported by the holding unit, and acquiring an area image that is an image of the area;
A process of acquiring a transformation matrix for projectively transforming the area image into an image of a predetermined shape;
an image capturing process of capturing an image of the holding unit using the image capturing unit;
Acquisition processing for acquiring an image obtained by the imaging processing as a holding portion image ;
a process of projectively transforming the holding unit image using the transformation matrix;
Determination processing for determining whether or not a tool is held by the holding portion by referring to at least some pixels of an image corresponding to the holding portion in the holding portion image subjected to the projective transformation ;
processing equipment capable of executing
前記画像における前記保持部の像周辺の画素の階調を、所定の階調に変換する変換処理をさらに実行可能であり、
前記変換処理によって得られた前記画像を用いて前記判定処理を行う、請求項1または2に記載の加工装置。 The control unit
a conversion process for converting the gradation of pixels around the image of the holding unit in the image into a predetermined gradation,
3. The processing apparatus according to claim 1, wherein said determination processing is performed using said image obtained by said conversion processing.
前記画像を二値化する二値化処理をさらに実行可能であり、
前記二値化処理によって得られた前記画像を用いて前記判定処理を行う、請求項1から3のいずれか1項に記載の加工装置。 The control unit
A binarization process for binarizing the image can be further executed,
4. The processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein said determination processing is performed using said image obtained by said binarization processing.
前記保持部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、を備えた加工装置において、
領域を有する治具を前記保持部に支持された状態で撮像し、前記領域の画像である領域画像を取得する処理と、
前記領域画像を定められた形状の画像に射影変換する変換行列を取得する処理と、
前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、
前記撮像処理によって得られた画像を保持部画像として取得する取得処理と、
前記保持部画像を前記変換行列によって射影変換する処理と、
前記射影変換された前記保持部画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行する工具検出方法。 a holding portion capable of holding a tool;
an imaging unit that captures an image of the holding unit;
A processing apparatus comprising a control unit that controls the imaging unit,
a process of capturing an image of a jig having an area while being supported by the holding unit, and acquiring an area image that is an image of the area;
A process of acquiring a transformation matrix for projectively transforming the area image into an image of a predetermined shape;
an image capturing process of capturing an image of the holding unit using the image capturing unit;
Acquisition processing for acquiring an image obtained by the imaging processing as a holding portion image ;
a process of projectively transforming the holding unit image using the transformation matrix;
determining whether or not the tool is held by the holding portion by referring to at least some pixels of an image corresponding to the holding portion in the holding portion image subjected to the projective transformation ; Detection method.
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