特開 2024-140686 移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140686

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/42 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

G05B19/42 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051972

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】宮越 喜浩

(72)【発明者】

【氏名】金田 基希

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB01

3C269BB08

3C269EF59

3C269JJ09

3C269JJ20

3C269MN16

3C269QB02

3C269SA14

3C269SA21

(57)【要約】

【課題】エッジ又は輪郭に限定することなく、ワーク表面のデータを工具の移動経路に反映させることができる移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】移動経路生成装置は、ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出する抽出部と、前記抽出部にて抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する取得部とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出する抽出部と、
前記抽出部にて抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する取得部と
を備える移動経路生成装置。

【請求項2】

前記抽出部にて抽出した前記所定領域内の各点を複数の点群に区分する区分部と、
前記区分部にて区分した各点群の代表点のデータを抽出する代表点抽出部と
を備え、
前記取得部は前記各点群の代表点のデータに基づいて、前記教示点を取得する
請求項１に記載の移動経路生成装置。

【請求項3】

前記区分部は前記所定領域を複数の空間に分割し、各空間内の複数の点を前記点群にする
請求項２に記載の移動経路生成装置。

【請求項4】

前記区分部はクラスタリングによって前記所定領域内の各点を複数の点群に区分する
請求項２に記載の移動経路生成装置。

【請求項5】

前記代表点は前記点群の重心である
請求項２から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項6】

前記各点群の代表点のデータは第一座標系に基づく位置を含み、
前記撮像データは、前記第一座標系とは異なる第二座標系の指標を撮像した指標データを含み、
前記第一座標系に基づく位置を前記指標データに基づいて補正する補正部を備える
請求項２から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項7】

前記指標は前記第二座標系の原点を含み、
前記補正部は、
前記第一座標系の原点と前記第二座標系の原点とを一致させるオフセット処理部と、
前記第一座標系の各軸と前記第二座標系の各軸とを一致させる回転処理部と
を含む
請求項６に記載の移動経路生成装置。

【請求項8】

前記抽出部は前記ワークの色とは異なる色を付した領域内の各点のデータを抽出する
請求項１から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項9】

前記抽出部は
前記撮像データにおける各点の色情報の値が所定範囲内にあるか否か判定し、
前記色情報の値が所定範囲内にあると判定した点のデータを抽出する
請求項８に記載の移動経路生成装置。

【請求項10】

前記抽出部は前記ワークの色とは異なる第一色を付した第一領域内の各点のデータを抽出し、前記ワークの色及び前記第一色とは異なる第二色を付した第二領域内の各点のデータを抽出し、
前記取得部は、前記第一領域内の各点のデータに基づいて、前記工具の第一移動経路における教示点を取得し、前記第二領域内の各点のデータに基づいて、前記工具の第二移動経路における教示点を取得する
請求項１から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項11】

前記点群から算出した平面に垂直な法線上の第一ベクトルと、前記工具の軸に平行な第二ベクトルとの間の角度が直角になるように、ワークを保持する保持部の角度を演算する第一角度演算部を備える
請求項２から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項12】

前記所定領域は前記ワーク表面に沿って延び、
前記所定領域の長手方向に交差する幅方向に延びる第三ベクトルと、前記工具の軸に平行な第四ベクトルとが平行になるように、ワークを保持する保持部の角度を演算する第二角度演算部を備える
請求項１から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項13】

前記工具の切削方向及び前記工具の回転方向に基づき、前記移動経路における第一位置と第二位置との間における前記教示点の順序を決定する決定部を備える
請求項１から４のいずれか一つに記載の移動経路生成装置。

【請求項14】

ワークを撮像して撮像データを生成し、
前記ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、
抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する
移動経路生成方法。

【請求項15】

前記ワークを深度カメラによって撮像する
請求項１４に記載の移動経路生成方法。

【請求項16】

前記ワークを距離センサ及びカメラを含む撮像部によって撮像する
請求項１４に記載の移動経路生成方法。

【請求項17】

所定の座標系の指標を少なくとも二つ含むように前記ワークを第一撮像位置及び第二撮像位置を含む複数の位置から撮像し、
前記第一撮像位置から撮像した撮像データは第二撮像位置から撮像した撮像データと同一の指標データを少なくとも一つ含み、
前記第一撮像位置及び前記第二撮像位置から撮像した撮像データから抽出した各点のデータを任意の一つの指標データに基づいて補正する
請求項１４から１６のいずれか一つに記載の移動経路生成方法。

【請求項18】

工具の移動経路を生成する移動経路生成装置にて実行されるコンピュータプログラムであって、
前記移動経路生成装置に、
ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、
抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する
処理を実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、工具の移動経路を生成する移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ワークを撮像した撮像データから、例えばワークのエッジ又は輪郭に関するデータを抽出し、ワークに沿った３次元経路を生成し、ツールを３次元経路に沿って移動させるロボットシステムが提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５９８１１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記ロボットシステムはエッジ又は輪郭に表われないワークの特徴を抽出しない。

【0005】

本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、エッジ又は輪郭に限定することなく、ワーク表面のデータを工具の移動経路に反映させることができる移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出する抽出部と、前記抽出部にて抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する取得部とを備える。

【0007】

本開示においては、撮像データからワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する。

【0008】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記抽出部にて抽出した前記所定領域内の各点を複数の点群に区分する区分部と、前記区分部にて区分した各点群の代表点のデータを抽出する代表点抽出部とを備え、前記取得部は前記各点群の代表点のデータに基づいて、前記教示点を取得する。

【0009】

本開示においては、所定領域内の各点を複数の点群に区分し、各点群の代表点のデータを抽出し、各代表点のデータに基づいて、教示点を取得する。

【0010】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記区分部は前記所定領域を複数の空間に分割し、各空間内の複数の点を前記点群にする。

【0011】

本開示においては、所定領域を複数の空間に分割し、各空間内の複数の点を点群にする。

【0012】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記区分部はクラスタリングによって前記所定領域内の各点を複数の点群に区分する。

【0013】

本開示においては、クラスタリングによって所定領域内の各点を複数の点群に区分する。

【0014】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記代表点は前記点群の重心である。

【0015】

本開示においては、点群の重心を代表点にする。

【0016】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記各点群の代表点のデータは第一座標系に基づく位置を含み、前記撮像データは、前記第一座標系とは異なる第二座標系の指標を撮像した指標データを含み、前記第一座標系に基づく位置を前記指標データに基づいて補正する補正部を備える。

【0017】

本開示においては、代表点のデータは第一座標系に基づく位置を含み、撮像データは、第二座標系の指標を撮像した指標データを含み、第一座標系に基づく位置を指標データに基づいて補正する。

【0018】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記指標は前記第二座標系の原点を含み、前記補正部は、前記第一座標系の原点と前記第二座標系の原点とを一致させるオフセット処理部と、前記第一座標系の各軸と前記第二座標系の各軸とを一致させる回転処理部とを含む。

【0019】

本開示においては、指標は第二座標系の原点を含み、第一座標系に基づく位置を補正する場合、第一座標系の原点と第二座標系の原点とを一致させ、第一座標系の各軸と第二座標系の各軸とを一致させる。

【0020】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記抽出部は前記ワークの色とは異なる色を付した領域内の各点のデータを抽出する。

【0021】

本開示においては、ワークの色とは異なる色を付した領域内の各点のデータを抽出する。

【0022】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記抽出部は前記撮像データにおける各点の色情報の値が所定範囲内にあるか否か判定し、前記色情報の値が所定範囲内にあると判定した点のデータを抽出する。

【0023】

本開示においては、撮像データにおける各点の色情報の値が所定範囲内にあるか否か判定し、色情報の値が所定範囲内にあると判定した点のデータを抽出する。

【0024】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記抽出部は前記ワークの色とは異なる第一色を付した第一領域内の各点のデータを抽出し、前記ワークの色及び前記第一色とは異なる第二色を付した第二領域内の各点のデータを抽出し、前記取得部は、前記第一領域内の各点のデータに基づいて、前記工具の第一移動経路における教示点を取得し、前記第二領域内の各点のデータに基づいて、前記工具の第二移動経路における教示点を取得する。

【0025】

本開示においては、ワークの色とは異なる第一色を付した第一領域内の各点のデータを抽出し、ワークの色及び第一色とは異なる第二色を付した第二領域内の各点のデータを抽出し、第一領域内の各点のデータに基づいて、工具の第一移動経路における教示点を取得し、第二領域内の各点のデータに基づいて、工具の第二移動経路における教示点を取得する。

【0026】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記点群から算出した平面に垂直な法線上の第一ベクトルと、前記工具の軸に平行な第二ベクトルとの間の角度が直角になるように、ワークを保持する保持部の角度を演算する第一角度演算部を備える。

【0027】

本開示においては、点群から算出した平面に垂直な法線上の第一ベクトルと、工具の軸に平行な第二ベクトルとの間の角度が直角になるように、ワークを保持する保持部の角度を演算する。

【0028】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記所定領域は前記ワーク表面に沿って延び、前記所定領域の長手方向に交差する幅方向に延びる第三ベクトルと、前記工具の軸に平行な第四ベクトルとが平行になるように、ワークを保持する保持部の角度を演算する第二角度演算部を備える。

【0029】

本開示においては、所定領域はワーク表面に沿って延び、所定領域の長手方向に交差する幅方向に延びる第三ベクトルと、工具の軸に平行な第四ベクトルとが平行になるように、ワークを保持する保持部の角度を演算する。

【0030】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置は、前記工具の切削方向及び前記工具の回転方向に基づき、前記移動経路における第一位置と第二位置との間における前記教示点の順序を決定する決定部を備える。

【0031】

本開示においては、工具の切削方向及び工具の回転方向に基づき、移動経路における第一位置から第二位置までの間における教示点の順序を決定する。

【0032】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成方法は、ワークを撮像して撮像データを生成し、前記ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する。

【0033】

本開示においては、ワークを撮像して撮像データを生成し、撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する。

【0034】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成方法は、前記ワークを深度カメラによって撮像する。

【0035】

本開示においては、ワークを深度カメラによって撮像する。

【0036】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成方法は、前記ワークを距離センサ及びカメラを含む撮像部によって撮像する。

【0037】

本開示においては、ワークを距離センサ及びカメラ等によって撮像する。

【0038】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成方法は、所定の座標系の指標を少なくとも二つ含むように前記ワークを第一撮像位置及び第二撮像位置を含む複数の位置から撮像し、前記第一撮像位置から撮像した撮像データは第二撮像位置から撮像した撮像データと同一の指標データを少なくとも一つ含み、前記第一撮像位置及び前記第二撮像位置から撮像した撮像データから抽出した各点のデータを任意の一つの指標データに基づいて補正する。

【0039】

本開示においては、所定の座標系の指標を少なくとも二つ含むようにワークを第一撮像位置及び第二撮像位置を含む複数の位置から撮像し、第一撮像位置から撮像した撮像データは第二撮像位置から撮像した撮像テータと同一の指標を少なくとも一つ含み、第一撮像位置及び第二撮像位置から撮像した撮像データから抽出した各点のデータを任意の一つの指標データに基づいて補正する。

【0040】

本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、工具の移動経路を生成する移動経路生成装置にて実行されるコンピュータプログラムであって、前記移動経路生成装置に、ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、抽出した前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する処理を実行させる。

【0041】

本開示においては、移動経路生成装置に、ワークの撮像データにおけるワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する処理を実行させる。

【発明の効果】

【0042】

本開示の一実施形態に係る移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムにあっては、撮像データからワーク表面の所定領域内の各点のデータを抽出し、前記各点のデータに基づき、工具の移動経路における教示点を取得する。そのため、ワーク表面における所定領域全体のデータが教示点に反映される。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】実施の形態１に係る移動経路生成装置のブロック図である。

【図2】マスターワークの撮像を説明する説明図である。

【図3】着色領域から代表点を抽出する処理を説明する説明図である。

【図4】第一ベクトルを説明する説明図である。

【図5】重心のデータの補正処理を説明する説明図である。

【図6】保持テーブルの角度の演算を説明する説明図である。

【図7】移動経路生成装置による移動経路生成処理を説明するフローチャートである。

【図8】実施の形態２に係る保持テーブルの角度の演算を説明する説明図である。

【図9】実施の形態３に係るマスターワークの撮像を説明する説明図である。

【図10】実施の形態４に係る工具の切削方向及び回転方向と、移動方向との関係を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る移動経路生成装置、移動経路生成方法及びコンピュータを示す図面に基づいて説明する。図１は、移動経路生成装置１のブロック図である。移動経路生成装置１は、制御部２、主記憶部３及び補助記憶部４を備える。制御部２はプロセッサ又はロジック回路を含む。プロセッサとしては、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＧＰＵ等が挙げられる。ロジック回路としては、例えばＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ又はＣＰＬＤ等が挙げられる。

【0045】

主記憶部３は揮発性メモリ、例えばＲＡＭを含む。補助記憶部４は不揮発性メモリ又はハードディスクを含む。不揮発性メモリとしては、例えばＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＰＭ又はフラッシュメモリ等が挙げられる。補助記憶部４は、移動経路生成処理を実行するためのコンピュータプログラム（プログラム製品）を記憶する。制御プログラムは補助記憶部４に予めインストールしてあってもよいし、記憶媒体６、例えば光ディスクに記憶した制御プログラムから補助記憶部４にインストールしてもよい。光ディスクとしては、例えばＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等が挙げられる。補助記憶部４は、後述の上限閾値Ｒａ、Ｇａ、Ｂａ、及び下限閾値Ｒｂ、Ｇｂ、Ｂｂを記憶する。

【0046】

移動経路生成装置１は撮像部５から撮像データを取得する。撮像データは画像データと、画像データを構成する各点の位置を示す位置データとを含む。撮像部５は少なくとも画像データ及び位置データを生成することができる装置であり、例えば深度カメラを備える。撮像部５は深度カメラに代えて、カメラ及び距離センサを備えてもよい。距離センサとしては、例えばＬＩＤＡＲ、ミリ波レーダ、光センサ又は超音波センサ等が挙げられる。移動経路生成装置１は撮像部５から有線または無線を介して直接撮像データを取得してもよいし、撮像部５から可搬型の記憶媒体、例えばＵＳＢメモリまたはメモリカードに撮像データを移動させた後、移動経路生成装置１は記憶媒体から撮像データを取得してもよい。

【0047】

移動経路生成処理について説明する。図２は、マスターワーク１１の撮像を説明する説明図である。マスターワーク１１はバリが除去された状態のワークである。移動経路生成装置１はマスターワーク１１に基づいて教示点を取得して工具７の移動経路を生成する。移動経路に基づいて工具７を移動させることによって、バリ取りが実行される。

【0048】

撮像部５はマスターワーク１１を撮像する。マスターワーク１１はテーブル１０の上面に設置してある。テーブル１０に指標１０ａが設けてある。指標１０ａは例えば平面視にて正方形の白黒パターンを有し、正方形の角の点は原点Ｏを構成する。指標１０ａは、例えばＡＲマーカーまたは二次元バーコードを含む。マスターワーク１１は、例えばマスターワーク１１の角が原点Ｏに一致するように、テーブル１０に設置される。指標１０ａは第二座標系の指標に対応する。第二座標系は、Ｘ、Ｙ及びＺ直交座標系を有する。

【0049】

マスターワーク１１の表面には着色領域１２が形成してある。着色領域１２は、マスターワーク１１自身の色とは異なる色を有する。例えば、マスターワーク１１の自身の色は銀色であり、着色領域１２には赤色が付いている。なおマスターワーク１１の自身の色は銀色に限定されず、着色領域１２には赤色以外の色が付いてもよい。例えば作業者がマーカペンまたはカラーテープによって、マスターワーク１１の表面の少なくとも一部を着色し、着色領域１２が形成される。なお、線を引いて囲った領域を、データを抽出する領域（所定領域）としてもよい。撮像部５は、指標１０ａと共にマスターワーク１１を撮像する。

【0050】

図３は、着色領域１２から代表点を抽出する処理を説明する説明図である。移動経路生成装置１は撮像部５から撮像データを取得する。撮像データは、図３Ａに示すように、着色領域１２の撮像データを含む。撮像データは複数の点によって構成される。各点は赤、緑及び青の色情報、即ちＲＧＢデータを含む。ＲＧＢデータは例えば赤、緑及び青それぞれの階調によって表現される。

【0051】

制御部２は、撮像データから着色領域１２の撮像データのみを抽出する。即ち、図３Ｂに示すように、着色領域１２における各点１３を抽出する。具体的には、以下のようにして制御部２は各点１３を抽出する。制御部２は、第一条件、即ち撮像データを構成する各点のＲＧＢデータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のＲが下限閾値Ｒａを超過し、且つ、上限閾値Ｒｂ未満であることを満たすか否か判定する。また制御部２は、第二条件、即ち撮像データを構成する各点のＲＧＢデータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のＧが下限閾値Ｇａを超過し、且つ、上限閾値Ｇｂ未満であることを満たすか否か判定する。また制御部２は、第三条件、即ち撮像データを構成する各点のＲＧＢデータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のＢが下限閾値Ｂａを超過し、且つ、上限閾値Ｂｂ未満であることを満たすか否か判定する。即ち、Ｒａ＜Ｒ＜Ｒｂ且つＧａ＜Ｇ＜Ｇｂ且つＢａ＜Ｂ＜Ｂｂであるか否か判定する。なおＨＳＶ系における色相の角度または彩度のパーセンテージなどを用いて、各点１３を抽出してもよい。角度または彩度を用いた場合、撮像データの明るさに左右されずに抽出可能となる。図３Ｂに示すように、制御部２は第一条件、第二条件及び第三条件を全て満たした点を、着色領域１２を構成する点１３に決定し、抽出する。

【0052】

なお着色領域１２に（Ｒ、Ｇ、Ｂ）で表される赤色が付いている場合であっても、撮像時の光量によっては、撮像部５は（Ｒ±α、Ｇ±β、Ｂ±γ）で表される色を検出することがある。そのため、上限閾値及び下限閾値を設定し、上限閾値及び下限閾値の間にある色を、着色領域１２を構成する点１３に決定する。

【0053】

また複数の領域から点１３を抽出する場合、複数の領域それぞれに異なる色を付けて、色毎に点１３を抽出する。例えば、三つの領域それぞれから点１３を抽出する場合、三つの領域を赤、緑及び青にそれぞれ着色し、三つの着色領域１２を作製する。例えば、まずは赤の着色領域１２内から点１３を抽出し、次に緑の着色領域１２内から点１３を抽出し、最後に青の着色領域１２内から点１３を抽出する。このように、色毎に順番に点１３を抽出する。赤、緑及び青の着色領域１２における一の着色領域１２が第一領域に対応し、他の着色領域１２は第二領域に対応する。なお各領域の色及び全領域の数は予め主記憶部３又は補助記憶部４に記憶してある。

【0054】

図３Ｃに示すように、制御部２は立方体の空間３０を複数設定する。各点１３はいずれかの空間３０内に存在する。換言すれば、制御部２は着色領域１２を複数の空間３０に分割する。以下、一つの空間３０に存在する全ての点１３を点群とも称する。図３Ｄに示すように、制御部２は各空間３０において、位置データに基づき、点群の重心１４を演算する。重心１４は、一つの空間３０に一つのみ存在する。即ち、重心１４は一つの空間３０に含まれる全ての点１３の代表点を構成する。

【0055】

図４は、第一ベクトル２１を説明する説明図である。図４の鎖線は、一つの空間３０に含まれる点１３、即ち点群から算出した平面１５を示す。制御部２は、平面１５に垂直な法線の内、撮像部５に向かう法線を第一ベクトル２１として求める。図４において、重心１４から第一ベクトル２１が出るように示されている。重心１４は点群のかたよりによっては平面１５上に存在しない可能性がある。しかし、第一ベクトル２１はベクトル量、即ち方向及び大きさを示す物理量に表され、いずれの位置に対しても適用可能である。したがって、図４においては、重心１４に第一ベクトル２１を適用している。

【0056】

図５は、重心１４のデータの補正処理を説明する説明図である。前述したように、撮像データは画像データを含む。図５には、画像データに基づく画像４０が模式的に表れている。画像４０は重心１４及び指標１０ａの画像を含む。画像４０は例えば四角形の枠を有し、枠におけるいずれかの角が原点Ｏ′を構成する。原点Ｏ′は第一座標系の原点である。第一座標系は、Ｘ′、Ｙ′及びＺ′直交座標系を有する。第一座標系は、例えば撮像部５において予め設定してある。画像４０に含まれる各点のデータは、位置データとして、第一座標系の位置を含む。即ち、撮像データにおける重心１４のデータは第一座標系の位置を含む。

【0057】

前述したように、指標１０ａは第二座標系の指標に対応する。第二座標系は、Ｘ、Ｙ及びＺ直交座標系を有する。第二座標系は、例えば工作機械におけるワークを保持する保持テーブル（図示略）の座標系に対応する。したがって、第一座標系の位置を第二座標系の位置に補正することによって、第一座標系の位置を保持テーブルの座標系に変換することができる。保持テーブルは保持部に対応する。

【0058】

制御部２は、重心１４における第一座標系の位置に対して、補正処理を行う。補正処理はオフセット処理及び回転処理を含む。オフセット処理は、第二座標系の原点Ｏが第一座標系の原点Ｏ′に一致するように、第一座標系における点を平行移動させる処理である。例えば、第一座標系において、Ｘ′方向における第一座標系の原点Ｏ′と、第二座標系の原点Ｏとの位置の差分がΔａであり、Ｙ′方向において、第一座標系の原点Ｏ′と、第二座標系の原点Ｏとの位置の差分がΔｂであり、Ｚ′方向において、第一座標系の原点Ｏ′と、第二座標系の原点Ｏとの位置の差分がΔｃであり、重心１４の第一座標系の位置が（ａ、ｂ、ｃ）である場合、制御部２は、第一座標系において、各重心１４の位置（ａ、ｂ、ｃ）を、位置（ａ－Δａ、ｂ－Δｂ、ｃ－Δｃ）に補正する。換言すれば、オフセット処理後の第一座標系における第二座標系の原点Ｏの位置は、位置（０、０、０）である。

【0059】

回転処理は、第一座標系の各軸と第二座標系の各軸とが一致するように、第一座標系における点を回転移動させる処理である。回転処理において、制御部２は、各重心１４における第一座標系の位置を、回転行列によって、Ｘ′軸、Ｙ′軸及びＺ′軸それぞれの軸回りに回転させる。例えば、制御部２は、Ｘ′軸回りにおいて、Ｚ軸方向及びＺ′軸方向の単位ベクトルの間の角度がθｃの場合、重心１４をＸ′軸回りにθｃ回転させ、Ｙ′軸回りにおいて、Ｘ軸方向及びＸ′軸方向の単位ベクトルの間の角度がθａの場合、重心１４をＹ′軸回りにθｃ回転させ、Ｚ′軸回りにおいて、Ｙ軸方向及びＹ′軸方向の単位ベクトルの間の角度がθｂの場合、重心１４をＺ′軸回りにθｂ回転させる。

【0060】

第一座標系における重心１４の位置に対して、補正処理、即ちオフセット処理及び回転処理を実行することによって、重心１４の位置は第二座標系の位置、即ち保持テーブルの座標系に変換することができる。

【0061】

図６は、保持テーブルの角度の演算を説明する説明図である。図６は、図４と同様な図面である。図６において、工具７の軸方向に平行な第二ベクトル２２と、第二ベクトル２２に直角な直角ベクトル２６とが示されている。制御部２は、第一ベクトル２１と、直角ベクトル２６との間の角度θを演算する。角度θは、例えば保持テーブルのＡ軸又はＣ軸回りの角度である。例えばＡ軸はＸ軸に平行であり、Ｃ軸はＺ軸に平行である。第二ベクトル２２の方向は移動経路生成装置１の補助記憶部４に記憶してある。制御部２は、第一ベクトル２１及び第二ベクトル２２に基づいて、直角ベクトル２６及び角度θを演算する。

【0062】

角度θがＡ軸回りの角度である場合、保持テーブルをＡ軸回りに角度θ移動させることによって、工具７の周面を重心１４に接触させることができる。角度θがＣ軸回りの角度である場合、保持テーブルをＣ軸回りに角度θ移動させることによって、工具７の周面を重心１４に接触させることができる。なお角度θはＢ軸回りの角度であってもよい。この場合、保持テーブルをＢ軸回りに角度θ移動させることによって、工具７の周面を重心１４に接触させることができる。例えばＢ軸はＹ軸に平行である。工具７の周面に刃が形成されている場合、保持テーブルを角度θ移動させることによって、重心１４の加工、例えばバリ取りを精度よく行うことができる。

【0063】

図７は、移動経路生成装置１による移動経路生成処理を説明するフローチャートである。移動経路生成装置１の制御部２は、撮像データを取得したか否か判定する（Ｓ１）。撮像データを取得していない場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御部２はステップＳ１に処理を戻す。撮像データを取得している場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部２はマスターワーク１１の着色領域１２の各点１３を抽出する（Ｓ２）。ステップＳ２を実行する制御部２は抽出部に対応する。制御部２は複数の立方体の空間３０を複数設定する（Ｓ３）。即ち、制御部２は一つの空間３０内の複数の点１３を一つの点群にして、着色領域１２内の各点１３を複数の点群に区分する。ステップＳ３を実行する制御部２は区分部に対応する。制御部２は、各空間３０における点群の重心１４を演算する。即ち制御部２は各空間３０の重心１４を抽出する（Ｓ４）。ステップＳ４を実行する制御部２は代表点抽出部に対応する。

【0064】

制御部２は重心１４の位置を補正する（Ｓ５）。ステップＳ５を実行する制御部２は補正部を構成する。制御部２は、補正処理、即ちオフセット処理及び回転処理を重心１４の位置に対して実行し、第一座標系における重心１４の位置を第二座標系、即ち保持テーブルの座標系の位置に変換する。補正後又は変換後の重心１４は工具７の移動経路における教示点に対応する。

【0065】

制御部２は、例えばＡ軸又はＣ軸回りの角度θを演算する（Ｓ６）。制御部２は、補正後の重心１４の位置、即ち第二座標系（保持テーブルの座標系）の位置と、角度θとを主記憶部３又は補助記憶部４に記憶する（Ｓ７）。即ち制御部２は教示点を取得する。ステップＳ７を実行する制御部２は取得部に対応する。制御部２は、全ての着色領域１２を抽出したか判定する（Ｓ８）。例えば、制御部２は抽出が完了した着色領域１２の色及び数を計測し、予め記憶した各領域の色及び全領域の数と比較して、全ての着色領域１２を抽出したか判定する。

【0066】

全ての着色領域１２を抽出していないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、制御部２はステップＳ２に処理を戻し、抽出が完了していない色の着色領域１２の各点１３を抽出する。例えば、赤、緑及び青に着色した三つの着色領域１２がある場合、赤の着色領域１２内から点１３を抽出し、点１３から重心１４を取得し、重心１４の位置を補正し、角度θを演算し、重心１４の位置及び角度θを記憶する。補正した赤色の重心１４は工具７の第一移動経路における教示点に対応する。次に緑の着色領域１２内から点１３を抽出し、点１３から重心１４を取得し、重心１４の位置を補正し、角度θを演算し、重心１４の位置及び角度θを記憶する。最後に青の着色領域１２内から点１３を抽出し、点１３から重心１４を取得し、重心１４の位置を補正し、角度θを演算し、重心１４の位置及び角度θを記憶する。補正した緑色又は青色の重心１４は工具７の第二移動経路における教示点に対応する。全ての着色領域１２を抽出したと判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部２は処理を終了する。

【0067】

実施の形態１においては、着色領域１２を複数の空間３０に分割し、各空間３０の点群の重心１４を演算しているが、クラスタリングによって、着色領域１２から複数の点群を抽出し、各点群の重心１４を演算してもよい。例えば、着色領域１２が正面領域及び上面領域を有している場合に、正面領域に対してクラスタリングを行うことによって、上下方向について、複数のグループに分けられることが考えられる。例えば、正面領域の各点１３は上位置のグループ、中間位置のグループ及び下位置のグループに、各点が分けられることが考えられる。この場合、上位置のグループの全ての点１３、即ち点群の重心１４を演算する。中間位置のグループ及び下位置のグループについても重心１４を演算する。また上面領域に対してクラスタリングを行うことによって、前後方向について、複数のグループに分けられることが考えられる。例えば、上面領域の各点１３は前位置のグループ、中間位置のグループ及び後位置のグループに、各点が分けられることが考えられる。この場合、前位置のグループの全ての点１３、即ち点群の重心１４を演算する。中間位置のグループ及び後位置のグループについても重心１４を演算する。

【0068】

実施の形態１に係る移動経路生成装置１、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムにあっては、撮像データからマスターワーク１１の表面の着色領域１２内の各点１３のデータを抽出し、各点１３のデータに基づき、工具７の移動経路における教示点を取得する。そのため、マスターワーク１１の表面における着色領域１２全体のデータが教示点に反映される。

【0069】

また着色領域１２内の各点１３を複数の点群（一つの空間３０に存在する全ての点１３）に区分し、各点群の代表点のデータを抽出し、各代表点のデータに基づいて、教示点を取得する。また着色領域１２を複数の空間３０に分割し、各空間３０内の複数の点を点群にする。またクラスタリングによって着色領域１２内の各点１３を複数の点群に区分する。また点群の重心１４を代表点にする。

【0070】

また代表点のデータは第一座標系に基づく位置を含み、撮像データは、第二座標系の指標１０ａを撮像した指標データを含み、第一座標系に基づく位置を指標データに基づいて補正する。また指標１０ａは第二座標系の原点を含み、第一座標系に基づく位置を補正する場合、第一座標系の原点Ｏ′と第二座標系の原点Ｏとを一致させるオフセット処理を実行し、第一座標系の各軸と第二座標系の各軸とを一致させる回転処理を実行する。

【0071】

またマスターワーク１１の色とは異なる色を付した着色領域１２内の各点１３のデータを抽出する。また撮像データにおける各点の色情報の値Ｒ、Ｇ、Ｂが所定範囲内にあるか否か、即ち、Ｒａ＜Ｒ＜Ｒｂ且つＧａ＜Ｇ＜Ｇｂ且つＢａ＜Ｂ＜Ｂｂであるか否か判定し、色情報の値ＲＧＢが所定範囲内にあると判定した点のデータを抽出する。

【0072】

またマスターワーク１１の色とは異なる第一色、例えば赤色を付した着色領域１２内の各点１３のデータを抽出し、マスターワーク１１の色及び第一色とは異なる第二色、例えば緑色を付した着色領域１２内の各点１３のデータを抽出し、赤色を付した着色領域１２内の各点１３のデータに基づいて、工具７の第一移動経路における教示点を取得し、緑色を付した着色領域１２内の各点１３のデータに基づいて、工具７の第二移動経路における教示点を取得する。

【0073】

また一つの空間３０に含まれる点１３、即ち点群から算出した平面１５に垂直な法線上の第一ベクトル２１と、工具７の軸に平行な第二ベクトル２２との間の角度が９０度になるように、ワークを保持する保持部の角度θを演算する。

【0074】

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る移動経路生成装置１、移動経路生成方法及びコンピュータを示す図面に基づいて説明する。実施の形態２に係る移動経路生成装置１の構成のうち、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図８は、保持テーブルの角度の演算を説明する説明図である。図８において、帯状の着色領域１２と、工具７の軸方向に平行な第四ベクトル２４と、着色領域１２の長手方向に交差する幅方向に延びる第三ベクトル２３とが示されている。第三ベクトル２３は、着色領域１２の長手縁に直角である。制御部２は、第三ベクトル２３と、第四ベクトル２４との間の角度θｓを演算する。角度θｓは、例えば保持テーブルのＡ軸又はＣ軸回りの角度である。例えばＡ軸はＸ軸に平行であり、Ｃ軸はＺ軸に平行である。制御部２は撮像データから着色領域１２の長手縁を検出し、第三ベクトル２３を演算して取得する。第四ベクトル２４の方向は移動経路生成装置１の補助記憶部４に記憶してある。制御部２は、第三ベクトル２３及び第四ベクトル２４に基づいて、角度θｓを演算する。

【0075】

角度θｓがＡ軸回りの角度である場合、保持テーブルをＡ軸回りに角度θｓ移動させることによって、工具７を帯の長手方向に直線的に移動させるだけで、着色領域１２全体に対してバリ取りを行うことができる。角度θｓがＣ軸回りの角度である場合、保持テーブルをＣ軸回りに角度θｓ移動させることによって、工具７を帯の長手方向に直線的に移動させるだけで、着色領域１２全体に対してバリ取りを行うことができる。なお角度θｓはＢ軸回りの角度であってもよい。この場合、保持テーブルをＢ軸回りに角度θｓ移動させることによって、工具７を帯の長手方向に直線的に移動させるだけで、着色領域１２全体に対してバリ取りを行うことができる。例えばＢ軸はＹ軸に平行である。工具７の周面に刃が形成されている場合、保持テーブルを角度θｓ移動させることによって、ワークの加工、例えばバリ取りを精度よく行うことができる。

【0076】

実施の形態２に係る移動経路生成装置１、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムにあっては、着色領域１２はマスターワーク１１の表面に沿って延び、着色領域１２の長手方向に交差する幅方向に延びる第三ベクトル２３と、工具７の軸に平行な第四ベクトル２４とが平行になるように、マスターワーク１１を保持する保持テーブルの角度を演算する。

【0077】

（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３に係る移動経路生成装置１、移動経路生成方法及びコンピュータを示す図面に基づいて説明する。実施の形態３に係る移動経路生成装置１の構成のうち、実施の形態１同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図９は、マスターワーク１１の撮像を説明する説明図である。テーブル１０に複数（本実施例では三つ）の指標１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設けてある。なお各指標１０ａ、１０ｂ、１０ｃのパターンは異なる。第一撮像位置５ａは指標１０ａ及び指標１０ｂを含む位置から、マスターワーク１１を撮像した位置を示し、第二撮像位置５ｂは指標１０ｂ及び指標１０ｃを含む位置から、マスターワーク１１を撮像した位置を示す。

【0078】

指標１０ａ、１０ｂ又は指標１０ｃの内少なくとも一つは第二座標系の指標に対応し、例えば工作機械におけるワークを保持する保持テーブルの座標系に対応する。第一撮像位置５ａから撮像部５が撮像した撮像データは、指標１０ａを示す指標データと、指標１０ｂを示す指標データとを含み、第二撮像位置５ｂから撮像した撮像データは、指標１０ｂを示す指標データと、指標１０ｃを示す指標データとを含む。即ち、第一撮像位置５ａから撮像した撮像データは第二撮像位置５ｂから撮像した撮像データと同一の指標データを少なくとも一つ含む。

【0079】

撮像データの位置データは第一座標系の位置を示す。したがって、指標１０ａ、指標１０ｂ又は指標１０ｃを示す指標データを使用し、第一座標系の位置を第二座標系の位置に補正することによって、第一座標系の位置を保持テーブルの座標系に変換することができる。例えば指標１０ａが第二座標系に対応する場合、第一撮像位置５ａの撮像データは、指標１０ａを示す指標データを使用して補正することができる。第二撮像位置５ｂの撮像データは、指標１０ａを示す指標データを含まないため直接第二座標系の位置に補正することはできない。そこで、一度、第一撮像位置５ａ及び第二撮像位置５ｂに含まれる指標１０ｂを示す指標データを使用して第二撮像位置５ｂの第一座標系を第一撮像位置５ａの第一座標系に補正する。その後、第一撮像位置５ａの撮像データに含まれる指標１０ａを示す指標データを使用して第二座標系に補正することによって、他の撮像データを、指標１０ａを示す指標データを使用して補正したのと同じになる。

【0080】

実施の形態３に係る移動経路生成装置１、移動経路生成方法及びコンピュータプログラムにあっては、第二座標系の指標１０ａ、１０ｂ、１０ｃを少なくとも二つ含むようにマスターワーク１１を第一撮像位置５ａ及び第二撮像位置５ｂを含む複数の位置から撮像し、第一撮像位置５ａから撮像した撮像データは第二撮像位置５ｂから撮像した撮像テータと同一の指標１０ａ、１０ｂ、１０ｃを少なくとも一つ含み、第一撮像位置５ａ及び第二撮像位置５ｂから撮像した撮像データから抽出した各点のデータを任意の一つの指標データに基づいて補正する。

【0081】

（実施の形態４）
以下本発明を実施の形態４に係る移動経路生成装置１、移動経路生成方法及びコンピュータを示す図面に基づいて説明する。実施の形態４の構成のうち、実施の形態１～３と同様な構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。図１０は、工具７の切削方向及び回転方向と、移動方向との関係を説明する説明図である。図１０において、ワーク１６と、工具７の第一移動方向５１、工具７の第二移動方向５２、工具７の第三移動方向５３及び工具７の第四移動方向５４が表われている。

【0082】

第一移動方向５１及び第二移動方向５２は、ワーク１６の一面１６ａ側にて、ワーク１６の一面１６ａに平行な方向である。第一移動方向５１及び第二移動方向５２は互いに逆向きである。第三移動方向５３及び第四移動方向５４は、ワーク１６の他面１６ｂ側にて、ワーク１６の他面１６ｂに平行な方向である。ワーク１６の他面１６ｂは一面１６ａの反対側である。第三移動方向５３及び第四移動方向５４は互いに逆向きである。

【0083】

工具７の回転方向は正転及び逆転を含む。図１０において、正転は時計回りであり、逆転は反時計回りである。工具７の切削方向はアップカットと、ダウンカットとを含む。アップカットは、工具７の回転方向と移動方向とが同じになる切削方向である。ダウンカットは工具７の回転方向と移動方向とが逆になる切削方向である。ここで、アップカット及びダウンカットにおける工具７の回転方向とは、工具７とワーク１６との接触位置にて工具７が回転する方向であって、第一移動方向５１～第四移動方向５４に沿う方向をいう。即ち、一面１６ａ側にて正転する工具７の回転方向は、第二移動方向５２と略同方向であり、他面１６ｂ側にて正転する工具７の回転方向は、第三移動方向５３と略同方向である。一面１６ａ側にて逆転する工具７の回転方向は、第一移動方向５１と略同方向であり、他面１６ｂ側にて逆転する工具７の回転方向は、第四移動方向５４と略同方向である。

【0084】

即ち、ワーク１６の一面１６ａ側にて、工具７が正転し、アップカットを行う場合、工具７の移動方向は第二移動方向５２である。ワーク１６の一面１６ａ側にて、工具７が正転し、ダウンカットを行う場合、工具７の移動方向は第一移動方向５１である。ワーク１６の他面１６ｂ側にて、工具７が正転し、アップカットを行う場合、工具７の移動方向は第三移動方向５３である。ワーク１６の他面１６ｂ側にて、工具７が正転し、ダウンカットを行う場合、工具７の移動方向は第四移動方向５４である。

【0085】

即ち、ワーク１６の一面１６ａ側にて、工具７が逆転し、アップカットを行う場合、工具７の移動方向は第一移動方向５１である。ワーク１６の一面１６ａ側にて、工具７が逆転し、ダウンカットを行う場合、工具７の移動方向は第二移動方向５２である。ワーク１６の他面１６ｂ側にて、工具７が逆転し、アップカットを行う場合、工具７の移動方向は第四移動方向５４である。ワーク１６の他面１６ｂ側にて、工具７が逆転し、ダウンカットを行う場合、工具７の移動方向は第三移動方向５３である。

【0086】

上述の如く、工具７の回転方向及び切削方向を指定することによって、工具７の移動方向は、第一移動方向５１～第四移動方向５４のいずれかに決定される。例えば、図１０に示すように、一面１６ａにおける第一位置１６１と第二位置１６２との間に複数の教示点１４ａ、１４ｂ、１４ｃが並ぶ。教示点１４ａは第一位置１６１に最も近く、教示点１４ｃは第二位置１６２に最も近く、教示点１４ｂは二つの教示点１４ａ及び１４ｂの間に位置する。ワーク１６の一面１６ａ側にて、工具７の回転方向として正転が指定され、切削方向としてアップカットが指定された場合、工具７の移動方向は第二移動方向５２に自動的に決定される。即ち、教示点１４ｃ、教示点１４ｂ及び教示点１４ａの順に工具７を移動させる。

【0087】

ワーク１６の一面１６ａ側にて、工具７の回転方向として正転が指定され、切削方向としてダウンカットを行う場合、工具７の移動方向は第一移動方向５１に自動的に決定される。即ち、教示点１４ａ、教示点１４ｂ及び教示点１４ｃの順に工具７を移動させる。

【0088】

制御部２は、教示点１４ａ～１４ｃの取得後、工具７の回転方向及び切削方向を取得する。工具７の回転方向及び切削方向は、例えば作業者が移動経路生成装置１に入力してもよいし、制御プログラムに予め設定されてもよい。制御部２は、工具７の回転方向及び切削方向に基づき、移動経路における第一位置１６１と第二位置１６２との間における教示点１４ａ～１４ｃの順序を決定する。なお重心１４は代表点の一例であり、点群の各軸座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）についてヒストグラムを作成して最頻値を代表点としてもよい。

【0089】

なおコンピュータプログラムは、単一のコンピュータ上で、または１つのサイトに配置されるか、若しくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。

【0090】

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

【符号の説明】

【0091】

１ 移動経路生成装置
２ 制御部
３ 主記憶部
４ 補助記憶部
５ 撮像部
５ａ 第一撮像位置
５ｂ 第二撮像位置
１１ マスターワーク
７ 工具
１０ テーブル
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 指標
１２ 着色領域（所定領域）
１３ 点
１４ 重心
１４ａ～１４ｃ 教示点
２１ 第一ベクトル
２２ 第二ベクトル
２３ 第三ベクトル
２４ 第四ベクトル
３０ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】