使用了拍攝部的工件的定位裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種使用了拍攝部的工件的定位裝置，其具備：計(jì)算部，其將拍攝部拍攝工件時(shí)的拍攝部相對(duì)于工作臺(tái)的相對(duì)位置與基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行比較，并且將拍攝部拍攝到的工件的圖像中的工件的特征點(diǎn)的位置和基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行比較，由此計(jì)算基準(zhǔn)工件的特征點(diǎn)的位置與工件的特征點(diǎn)之間的偏移量；以及程序變更部，其生成該計(jì)算部計(jì)算出的偏移量成為零的修正量，來(lái)變更機(jī)床的程序。
【專利說(shuō)明】
使用了拍攝部的工件的定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種使用了拍攝部、例如視覺(jué)傳感器的機(jī)床中的工件的定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有時(shí)在工件中形成了用于定位或相位匹配的兩個(gè)特征點(diǎn)，例如孔、軸套、缺口等。并且，使這些特征點(diǎn)與在機(jī)床的工作臺(tái)上設(shè)置的銷、凹坑或撞塊卡合，從而對(duì)工件進(jìn)行定位和相位匹配。在日本特公平07-004737號(hào)公報(bào)中，在工件上形成了作為特征點(diǎn)的基準(zhǔn)孔。并且使用拍攝部例如照相機(jī)經(jīng)過(guò)在工作臺(tái)上形成的孔，拍攝工件的基準(zhǔn)孔。
[0003]為了進(jìn)行更高精度的定位等，使用安裝在機(jī)床主軸上的觸摸探針。并且，希望將通過(guò)觸摸探針進(jìn)行的電氣方式的接觸感知方法和使用了特征點(diǎn)的上述方法合并使用，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行定位和相位匹配。另外，在日本專利第4840144號(hào)說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)了一種通過(guò)非接觸測(cè)定工件和傳感器之間的距離的裝置。
[0004]在日本特公平07-004737號(hào)公報(bào)中，在拍攝時(shí)，在工作臺(tái)回歸原點(diǎn)時(shí)，需要使工作臺(tái)的孔中心位于拍攝部的正面。即，在日本特公平07-004737號(hào)公報(bào)中，拍攝時(shí)的工作臺(tái)和拍攝部之間的相對(duì)位置成為始終固定位置關(guān)系。
[0005]另外，在日本專利第4840144號(hào)說(shuō)明書(shū)中，傳感器和工件相對(duì)地移動(dòng)。并且，當(dāng)工件進(jìn)入預(yù)定范圍的測(cè)長(zhǎng)區(qū)域時(shí)，輸出傳感器的檢測(cè)信號(hào)。因此，例如在工件的外形部有毛刺的情況下，有可能發(fā)生誤檢測(cè)。另外，當(dāng)在工件上打印了特征點(diǎn)時(shí)，無(wú)法檢測(cè)出這樣的特征點(diǎn)。并且，為了檢測(cè)工件會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖，由于多余的移動(dòng)距離需要很多的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而作出的，其目的在于提供一種能夠簡(jiǎn)單且短時(shí)間地對(duì)工件進(jìn)行定位的定位裝置。
[0007]為了達(dá)成上述目的，根據(jù)第一個(gè)發(fā)明，提供一種定位裝置，其具備:拍攝部，其從上方拍攝固定在機(jī)床的工作臺(tái)上的工件;移動(dòng)部，其在對(duì)于上述工作臺(tái)平行的面內(nèi)，使上述拍攝部相對(duì)于上述工作臺(tái)定位在希望的相對(duì)位置；圖像處理部，其對(duì)上述拍攝部拍攝到的上述工件的圖像進(jìn)行處理，來(lái)檢測(cè)上述圖像中的上述工件的特征點(diǎn)的位置;存儲(chǔ)部，其將通過(guò)上述拍攝部拍攝了基準(zhǔn)工件時(shí)的上述拍攝部相對(duì)于上述工作臺(tái)的相對(duì)位置作為基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行存儲(chǔ)，并且將上述拍攝部拍攝到的上述基準(zhǔn)工件的圖像中的上述基準(zhǔn)工件的特征點(diǎn)的位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行存儲(chǔ);計(jì)算部，其將上述拍攝部拍攝上述工件時(shí)的上述拍攝部相對(duì)于上述工作臺(tái)的相對(duì)位置與上述基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行比較，并且將上述拍攝部拍攝到的上述工件的圖像中的上述工件的特征點(diǎn)的位置和上述基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行比較，由此計(jì)算上述基準(zhǔn)工件的特征點(diǎn)的位置與上述工件的特征點(diǎn)之間的偏移量；以及程序變更部，其生成該計(jì)算部計(jì)算出的上述偏移量成為零的修正量，來(lái)變更上述機(jī)床的程序。
[0008]根據(jù)第二個(gè)發(fā)明，在第一個(gè)發(fā)明中，上述工件以及上述基準(zhǔn)工件至少包括兩個(gè)特征點(diǎn)，上述計(jì)算部計(jì)算的上述偏移量包括通過(guò)將連接上述基準(zhǔn)工件的圖像中的兩個(gè)上述特征點(diǎn)的線段的方向與連接上述工件的圖像中的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)上述特征點(diǎn)的線段的方向進(jìn)行比較，對(duì)于上述工作臺(tái)平行的面內(nèi)的上述工件的旋轉(zhuǎn)偏移量。
[0009]通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明附圖所示的本發(fā)明的典型的實(shí)施方式，本發(fā)明的這些目的、特征、優(yōu)點(diǎn)以及其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加明確。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的定位裝置的略圖。
[0011]圖2是表示圖1所示的定位裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0012]圖3是工作臺(tái)和工件的放大圖。
[0013]圖4是工件和基準(zhǔn)工件的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中對(duì)相同的部件標(biāo)注相同的參照標(biāo)記。為了容易理解，這些附圖適當(dāng)變更比例尺。
[0015]圖1是本發(fā)明的定位裝置的略圖。如圖1所示，安裝在機(jī)床5的主軸11上的工具(未圖示)對(duì)固定在工作臺(tái)13上的工件W進(jìn)行加工。機(jī)床5的主軸11在垂直方向、例如Z方向上往返并且能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的定位裝置10主要包括機(jī)床5和控制機(jī)床5的控制裝置
20 ο
[0016]如圖1所示，在主軸11上固定了拍攝部12例如照相機(jī)。因此，拍攝部12和主軸11之間的位置關(guān)系是固定的。拍攝部12的光軸相對(duì)于主軸11平行，優(yōu)選拍攝部12的視野包括整個(gè)工件W。
[0017]工件W例如是平面狀工件、曲面狀工件或包括凹凸部的工件，包括至少兩個(gè)特征點(diǎn)。特征點(diǎn)例如是孔、軸套、缺口等。另外，工件W的特征點(diǎn)也可以是在工件上打印的圖案、字符等。即，本發(fā)明的工件W的特征點(diǎn)也可以是無(wú)法通過(guò)接觸式傳感器檢測(cè)出的工件W的上表面的平坦的一部分。
[0018]工作臺(tái)13與控制裝置20的移動(dòng)部21連接。移動(dòng)部21使工作臺(tái)13在對(duì)于工作臺(tái)13的頂板平行的面內(nèi)在相互垂直的兩個(gè)方向、例如X方向和Y方向上進(jìn)行移動(dòng)。機(jī)床5的主軸11不在X方向和Y方向上移動(dòng)，所以移動(dòng)部21在對(duì)于工作臺(tái)13平行的面內(nèi)將主軸11和拍攝部12相對(duì)于工作臺(tái)13定位在希望的相對(duì)位置上。
[0019]控制裝置20包括:圖像處理部22，其處理拍攝部12拍攝到的工件的圖像，從而檢測(cè)圖像中的工件的特征點(diǎn)的位置；以及存儲(chǔ)部23，其將拍攝部12拍攝基準(zhǔn)工件WO時(shí)拍攝部12相對(duì)于工作臺(tái)13的相對(duì)位置作為基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行存儲(chǔ)，并且將拍攝部12拍攝到的基準(zhǔn)工件WO的圖像中的基準(zhǔn)工件的特征點(diǎn)的位置存儲(chǔ)為基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置。
[0020]并且，控制裝置20包括計(jì)算部24，該計(jì)算部24將通過(guò)拍攝部12拍攝工件W時(shí)的拍攝部相對(duì)于工作臺(tái)13的相對(duì)位置與基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行比較，并且將拍攝部12拍攝到的工件W的圖像中的工件W的特征點(diǎn)的位置與基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行比較，由此計(jì)算基準(zhǔn)工件WO的特征點(diǎn)的位置與工件W的特征點(diǎn)之間的偏移量。并且，控制裝置20包括程序變更部25，其生成計(jì)算部24計(jì)算出的偏移量成為零的修正量，來(lái)變更機(jī)床5的程序。
[0021]圖2是表示圖1所示的定位裝置的動(dòng)作的流程圖。以下一邊參照?qǐng)D1和圖2，一邊說(shuō)明本發(fā)明的定位裝置的動(dòng)作。首先，在步驟SI I中在工作臺(tái)13上固定基準(zhǔn)工件WO?；鶞?zhǔn)工件WO的尺寸與工件W相同，同樣具備至少兩個(gè)特征點(diǎn)。另外，使基準(zhǔn)工件WO和工件W為通過(guò)適當(dāng)?shù)墓潭▕A具等固定在工作臺(tái)13上的工件。
[0022]接著，在步驟S12中，通過(guò)移動(dòng)部21使拍攝部12相對(duì)于工作臺(tái)13相對(duì)地移動(dòng)到希望位置。希望位置是指在拍攝基準(zhǔn)工件WO和后述的工件W時(shí)，能夠良好地拍攝特征點(diǎn)的工作臺(tái)13和拍攝部12之間的相對(duì)位置。接著，存儲(chǔ)部23將移動(dòng)后的基準(zhǔn)工件WO的位置存儲(chǔ)為基準(zhǔn)相對(duì)位置(步驟S13)。
[0023]之后，在步驟S14中，拍攝部12拍攝基準(zhǔn)工件W0。并且，圖像處理部22處理所拍攝的圖像，檢測(cè)圖像中的基準(zhǔn)工件WO的特征點(diǎn)的位置。并且，存儲(chǔ)部23將圖像中的基準(zhǔn)工件WO的特征點(diǎn)的位置存儲(chǔ)為基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置(步驟S15)。步驟Sll?步驟S15的處理是用于求出基準(zhǔn)相對(duì)位置以及基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置的預(yù)處理。當(dāng)預(yù)先進(jìn)行了該預(yù)處理從而將基準(zhǔn)相對(duì)位置和基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部23中時(shí)，可以省略步驟SI I?步驟SI 5的處理。
[0024]接著，在步驟S16中，卸下基準(zhǔn)工件WO，將工件W固定在工作臺(tái)13上。接著，在步驟S17中，通過(guò)移動(dòng)部21使拍攝部12相對(duì)于工作臺(tái)13相對(duì)地移動(dòng)到上述的希望位置?？梢栽诖鎯?chǔ)部23中存儲(chǔ)移動(dòng)后的工件W相對(duì)于工作臺(tái)的相對(duì)位置。
[0025]并且，在步驟S18中，拍攝部12拍攝工件，圖像處理部22處理所拍攝的圖像，檢測(cè)圖像中的工件W的特征點(diǎn)的位置。可以將這些特征點(diǎn)的位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部23中。
[0026]之后，在步驟S19中，計(jì)算部24將工件W的相對(duì)位置和基準(zhǔn)工件WO的基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行比較。并且，在步驟S20中，計(jì)算部24將工件W的圖像中的特征點(diǎn)的位置與基準(zhǔn)工件WO的圖像中的基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行比較。并且，計(jì)算部24使用這些比較結(jié)果計(jì)算基準(zhǔn)工件WO的特征點(diǎn)的位置和工件W的特征點(diǎn)之間的偏移量(步驟S21)。
[0027]這里，圖3是工作臺(tái)和工件的放大圖。圖3表示工作臺(tái)13的基準(zhǔn)原點(diǎn)0、基準(zhǔn)工件WO的基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置a0(x0、y0)、工件W所對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的位置al(xl、yl)。在這種情況下，將偏移量a I —a0計(jì)算為(XI — x0、y I — y0)。當(dāng)然，對(duì)于其他的特征點(diǎn)也可以同樣地計(jì)算偏移量。之后，在步驟S22中，程序變更部25生成修正偏移量的修正量，以將修正量追加到機(jī)床5的程序中的方式變更程序。
[0028]這樣，在本發(fā)明中，代替嚴(yán)密地進(jìn)行工件的定位，變更程序來(lái)修正偏移量。因此，不需要嚴(yán)密地進(jìn)行工件的定位，結(jié)果能夠在短時(shí)間內(nèi)定位工件。另外，根據(jù)以上的說(shuō)明可知，在本發(fā)明中，拍攝時(shí)工件13和拍攝部12之間的相對(duì)位置不必始終為固定關(guān)系，能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行工件的定位。
[0029]在此，在特征點(diǎn)為孔、軸套、缺口等情況下，為了得到良好的圖像，需要使拍攝部12位于特征點(diǎn)的大約正上方。關(guān)于這一點(diǎn)，在本發(fā)明中，使拍攝部12相對(duì)地移動(dòng)到能夠良好地拍攝特征點(diǎn)的希望位置。因此，本發(fā)明中不需要使特征點(diǎn)為孔、軸套、缺口等，即使特征點(diǎn)例如是在工件W上打印的圖案、字符等，也能夠正確地求出特征點(diǎn)的位置。因此也存在不需要在工件上追加生成特征點(diǎn)的情況。
[0030]另外，即使在需要在工件W上形成孔、軸套、缺口等特征點(diǎn)的情況下，因?yàn)槭古臄z部12移動(dòng)，所以能夠在工件W的任意的場(chǎng)所形成特征點(diǎn)。因此，本發(fā)明中，工作臺(tái)和拍攝部之間的相對(duì)位置不需要始終為固定關(guān)系，在本發(fā)明中，能夠提高形成特征點(diǎn)的場(chǎng)所的自由度。
[0031]并且，圖4是工件和基準(zhǔn)工件的放大圖。如圖4所示，存在工件W相對(duì)于基準(zhǔn)工件WO在工作臺(tái)13內(nèi)旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生位置偏移(旋轉(zhuǎn)偏移)。在圖4中，通過(guò)Θ表示周圍旋轉(zhuǎn)中心C工件W相對(duì)于基準(zhǔn)工件WO的旋轉(zhuǎn)角度。在這樣的情況下，使用至少兩個(gè)特征點(diǎn)。
[0032]在圖4所示的例子中，在圖2的步驟S18中相對(duì)于工作臺(tái)13的基準(zhǔn)原點(diǎn)O檢測(cè)圖像中的工件1的特征點(diǎn)41&2、72)、81(13、73)。工件1的特征點(diǎn)41、81分別與基準(zhǔn)工件師的特征點(diǎn)AO、BO對(duì)應(yīng)。根據(jù)圖4可知，特征點(diǎn)AO、BO相當(dāng)于圖像的X坐標(biāo)。
[0033]圖4所示的旋轉(zhuǎn)角度Θ是由連接基準(zhǔn)工件WO的圖像中的兩個(gè)特征點(diǎn)Α0、Β0的線段的方向和連接工件W的圖像中的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)特征點(diǎn)A1、B1的線段的方向所形成的角度。并且，通過(guò)以下公式(I)計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度Θ。
[0034]0 = tan_1{(y3 —y2)/(x3 —x2)} (I)
[0035]并且，通過(guò)以下的公式(2)計(jì)算旋轉(zhuǎn)中心C的坐標(biāo)(xc、yc)。
[0036]xc = (x2+x3)/2、yc = (y2+y3)/2 (2)
[0037]計(jì)算部24計(jì)算作為旋轉(zhuǎn)角度Θ和旋轉(zhuǎn)中心C的坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)偏移量。然后，程序變更部25計(jì)算對(duì)于這樣計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角度Θ和旋轉(zhuǎn)中心C的修正量，并且如上述那樣將修正量反映到機(jī)床5的程序中。在這種情況下可知能夠得到與上述情況相同的效果。
[0038]在第一個(gè)發(fā)明中，為了修正偏移量而變更程序，所以不需要嚴(yán)密地進(jìn)行工件的定位，結(jié)果能夠在短時(shí)間內(nèi)定位工件。另外，使拍攝部相對(duì)地移動(dòng)，所以即使特征點(diǎn)是在工件上打印的圖案、字符等也能夠正確地求出特征點(diǎn)的位置。另外，能夠提高形成特征點(diǎn)的場(chǎng)所的自由度。
[0039]在第二個(gè)發(fā)明中，即使在偏移量包括旋轉(zhuǎn)偏移量的情況下，也能夠得到和上述情況相同的效果。
[0040]使用典型的實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，不過(guò)如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員則能夠理解在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠進(jìn)行上述的變更以及各種其他的變更、省略以及追加。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定位裝置，其特征在于，具備: 拍攝部，其從上方拍攝固定在機(jī)床的工作臺(tái)上的工件； 移動(dòng)部，其在相對(duì)于上述工作臺(tái)平行的面內(nèi)，將上述拍攝部相對(duì)于上述工作臺(tái)定位在希望的相對(duì)位置； 圖像處理部，其對(duì)上述拍攝部拍攝到的上述工件的圖像進(jìn)行處理，來(lái)檢測(cè)上述圖像中的上述工件的特征點(diǎn)的位置； 存儲(chǔ)部，其將通過(guò)上述拍攝部拍攝了基準(zhǔn)工件時(shí)的上述拍攝部相對(duì)于上述工作臺(tái)的相對(duì)位置作為基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行存儲(chǔ)，并且將上述拍攝部拍攝到的上述基準(zhǔn)工件的圖像中的上述基準(zhǔn)工件的特征點(diǎn)的位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行存儲(chǔ)； 計(jì)算部，其將上述拍攝部拍攝上述工件時(shí)的上述拍攝部相對(duì)于上述工作臺(tái)的相對(duì)位置與上述基準(zhǔn)相對(duì)位置進(jìn)行比較，并且將上述拍攝部拍攝到的上述工件的圖像中的上述工件的特征點(diǎn)的位置和上述基準(zhǔn)點(diǎn)圖像位置進(jìn)行比較，由此計(jì)算上述基準(zhǔn)工件的特征點(diǎn)的位置與上述工件的特征點(diǎn)之間的偏移量;以及 程序變更部，其生成該計(jì)算部計(jì)算出的上述偏移量成為零的修正量，來(lái)變更上述機(jī)床的程序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于， 上述工件以及上述基準(zhǔn)工件包括至少兩個(gè)特征點(diǎn)， 上述計(jì)算部計(jì)算的上述偏移量包括通過(guò)將連接上述基準(zhǔn)工件的圖像中的兩個(gè)上述特征點(diǎn)的線段的方向與連接上述工件的圖像中的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)上述特征點(diǎn)的線段的方向進(jìn)行比較，相對(duì)于上述工作臺(tái)平行的面內(nèi)的上述工件的旋轉(zhuǎn)偏移量。
【文檔編號(hào)】B23Q17/22GK105881102SQ201610052259
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日
【發(fā)明人】小川賢, 小川賢一
【申請(qǐng)人】發(fā)那科株式會(huì)社