ホーム > 特許ランキング > 上銀科技股▲分▼有限公司
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-16
(45)【発行日】2022-05-24
(54)【発明の名称】フィードシステムの位置の誤差を測定する方法
(51)【国際特許分類】
G01B 11/00 20060101AFI20220517BHJP
【ＦＩ】
G01B11/00 H
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021074559
(22)【出願日】2021-04-27
【審査請求日】2021-04-28
(31)【優先権主張番号】110104658
(32)【優先日】2021-02-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】596016557
【氏名又は名称】上銀科技股▲分▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】林育新
(72)【発明者】
【氏名】鄭志鈞
(72)【発明者】
【氏名】程文男
(72)【発明者】
【氏名】陳韋任
(72)【発明者】
【氏名】蔡秉均
(72)【発明者】
【氏名】黄文祈
(72)【発明者】
【氏名】邱▲イク▼▲ショウ▼
(72)【発明者】
【氏名】蔡志銘
(72)【発明者】
【氏名】黄逸群
(72)【発明者】
【氏名】余思緯
【審査官】飯村 悠斗
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－１１７７７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－７１０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２０８４７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１７０９５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２０１４４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
Ｇ０１Ｂ ２１／００－２１／３２
Ｇ０６Ｔ １／００－ ９／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィードシステムが旋盤と、長軸部材と、移動体と、を備え、前記長軸部材は前記旋盤に固定され、前記移動体は前記長軸部材に移動可能に設置され、前記旋盤の作業面には少なくとも１つの第一グラフィックラベルが設けられているフィードシステムの位置の誤差を測定する方法であって、前記移動体を前記長軸部材に沿って移動するように制御し、且つ前記移動体の移動中に第一光学センサーが前記第一グラフィックラベルに対してそれぞれ２回の撮影を行うように制御し、第一画像及び第二画像をそれぞれ獲得し、前記第一光学センサーは前記少なくとも１つの第一グラフィックラベルに対応していると共に前記移動体に装設されているステップ（Ａ）と、
前記第一画像及び前記第二画像中から第一画像特徴を選択するステップ（Ｂ）と、
前記第一画像及び前記第二画像における前記第一画像特徴の位置を比較し、前記位置の誤差を推定するステップ（Ｃ）と、を含むことを特徴とする、
フィードシステムの位置の誤差を測定する方法。
【請求項2】
前記ステップ（Ａ）では、前記移動体を前記長軸部材に沿って第一進行方向に移動するように制御するステップ（Ａ１）と、前記移動体が前記第一進行方向に移動した際に、前記第一光学センサーが前記第一グラフィックラベルに対し撮影を行うように制御し、前記第一画像を獲得するステップ（Ａ２）と、前記移動体が前記長軸部材に沿って第二進行方向に移動するように制御し、前記第二進行方向は前記第一進行方向とは反対であるステップ（Ａ３）と、前記移動体が前記第二進行方向に移動した際に、前記第一光学センサーが前記第一グラフィックラベルに対し撮影を行うように制御し、前記第二画像を獲得するステップ（Ａ４）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法。
【請求項3】
前記ステップ（Ｃ）では、少なくとも１つの軸方向上での前記第一画像特徴の前記第一画像における前記位置と前記第二画像における前記位置との間の差値を計算し、前記軸方向上での変位量を少なくとも部分的な前記位置の誤差として獲得するステップ（Ｃ１）を含むことを特徴とする請求項２に記載のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法。
【請求項4】
前記ステップ（Ａ）では、前記移動体が前記長軸部材に沿って進行方向に移動し、且つ前記移動体が前記進行方向に移動した際に、前記第一光学センサーが前記第一グラフィックラベルに対し連続して２回の撮影を行い、前記第一画像及び前記第二画像をそれぞれ獲得することを特徴とする請求項１に記載のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法。
【請求項5】
前記ステップ（Ｃ）では、第一軸方向上での前記第一画像特徴の前記第一画像における前記位置と前記第二画像における前記位置との間の差値を計算し、前記第一軸方向上での第一変位量を部分的な前記位置の誤差として獲得するステップ（Ｃ２）と、第二軸方向上での前記第一画像特徴の前記第一画像における前記位置と前記第二画像における前記位置との間の差値を計算し、前記第二軸方向上での第二変位量を他の部分的な前記位置の誤差として獲得し、前記第一軸方向は前記第二軸方向に垂直になっているステップ（Ｃ３）と、を含むことを特徴とする請求項２または４に記載のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィードシステムに関し、より詳しくは、フィードシステムの位置の誤差を測定する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の特許文献、例えば、特許文献１には線形装置非平行性検出システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】台湾特許出願公開第５３９１４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前述した従来の技術では、これに使用されている撮影ユニットが線形装置の外の固定位置に設置され、且つ１つの撮影ユニットが１つの特徴パターンに対応している。このため、ネジの異なる位置に変形が生じているか否かを観察する場合、ネジに複数の特徴パターンを設けなければならないほか、各特徴パターンに対して対応する撮影ユニットを設置しなければならない。このほか、歪みゲージにより非平行性の検出を行わなければならない。このため、このシステムに要するコストが高い上に、他の種類の誤差が検出できなかった。
【0005】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に至った。
【0006】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、フィードシステムの位置の誤差を測定する方法を提供することを主目的とする。これによって、複数の軸方向上（異なる種類）での位置の誤差を即時検出可能にする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための本発明のある態様のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法は、フィードシステムが旋盤と、長軸部材と、移動体と、を備え、前記長軸部材は前記旋盤に固定され、前記移動体は前記長軸部材に移動可能に設置され、前記旋盤の作業面には少なくとも１つの第一グラフィックラベルが設けられ、前記移動体を前記長軸部材に沿って移動するように制御し、且つ前記移動体の移動中に第一光学センサーが前記第一グラフィックラベルに対してそれぞれ２回の撮影を行うように制御し、第一画像及び第二画像をそれぞれ獲得し、前記移動体には前記少なくとも１つの第一グラフィックラベルに対応している第一光学センサーが装設されているステップ（Ａ）と、前記第一画像及び前記第二画像中から第一画像特徴を選択するステップ（Ｂ）と、この２つの画像における前記第一画像特徴の位置を比較し、前記位置の誤差を推定するステップ（Ｃ）と、を含む。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法は、センサーが移動体に設置され、且つ移動体の移動に従って移動経路上にあるグラフィックラベルを撮影することで、各グラフィックラベルがある位置の位置の誤差を即時測定する。また、本発明は光学センサーに画像解析技術（例えば、デジタル画像相関法（Ｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ、ＤＩＣ）アルゴリズムを組み合わせて複数の軸方向上での位置の偏差を同時に測定する目的を達成させる。
【0009】
本発明の他の特徴について、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施例に係るフィードシステムにより測定するときの概略図である。
【図2】本発明の一実施例に係るフィードシステムにより測定するときのブロック図である。
【図4】本発明の一実施例に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法を示すフローチャートである。
【図5A】本発明の一実施例に係るグレースケールの第一画像に対して画像解析を実行する概略図であって、グラフィックラベルのラベル画像の位置とその画像特徴の位置を示する。
【図5B】本発明の一実施例に係るグレースケールの第に画像に対して画像解析を実行する概略図であって、グラフィックラベルのラベル画像の位置とその画像特徴の位置を示する。
【図6】本発明の一実施例に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法がボールねじのバックラッシュを測定するために適用されるフローチャートである。
【図7A】本発明の一実施例に係るフィードシステムを測定する位置の誤差を示す概略図であって、移動体が長軸部材の前端から一方向に移動し、光学センサーが移動中にグラフィックラベルに第一回撮影を行う状態である。
【図7B】本発明の一実施例に係るフィードシステムを測定する位置の誤差を示す概略図であって、移動体が長軸部材の後端まで移動し、光学センサーが移動中にすべてのグラフィックラベルに第一回撮影を行った状態である。
【図7C】本発明の一実施例に係るフィードシステムを測定する位置の誤差を示す概略図であって、移動体が反対方向に移動し、光学センサーが移動中にグラフィックラベルに第二回撮影を行う状態である。
【図8】本発明の一実施例に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法が２本のリニアスライドレールが平行かどうかを測定するために適用されるフローチャートである。
【図9A】本発明の一実施例に係るフィードシステムを測定する位置の誤差を示す概略図であって、移動体が一方向に移動し、光学センサーが移動中にグラフィックラベルに第一回撮影を行う状態である。
【図9B】本発明の一実施例に係るフィードシステムを測定する位置の誤差を示す概略図であって、移動体が同じ方向に移動し、光学センサーが移動中に同じグラフィックラベルに第二回撮影を行う状態である。
【図10】本発明の他の実施例に係るフィードシステムが測定したいときの概略図である。
【図11】本発明の他の実施例に係るフィードシステムが測定したいときのブロック図である。
【図12】本発明の一実施例に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法が各リニアスライドが歪んでいるかどうかを測定するために適用されるフローチャートである。
【図13A】本発明の一実施例に係るグレースケールの第三画像に対して画像解析を実行する概略図であって、グラフィックラベルのラベル画像の位置とその画像特徴の位置を示す。
【図13B】本発明の一実施例に係るグレースケールの第四画像に対して画像解析を実行する概略図であって、グラフィックラベルのラベル画像の位置とその画像特徴の位置を示す。
【図14】本発明の他の実施例に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法が各リニアスライドが歪んでいるかどうかを測定するために適用されるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【0012】
本発明のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法はフィードシステム（Ｆｅｅｄ Ｄｒｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に適用している。
図１乃至図３に示されるように、フィードシステムは旋盤１と、作業台２（移動体）と、２本のリニアスライド３と、２つのベアリング４と、ボールねじ５と、カップリング６と、モーター７と、サーバー８と、を備えている。旋盤１は軸方向Ｄ１（第一軸方向）に沿って延伸していると共に台座１１及び２つの凸部１２を含む。２つの凸部１２は台座１１から軸方向Ｄ３（第三軸方向）に沿って延伸するように突出していると共に台座１１の軸方向Ｄ２（第二軸方向）上での対向する両側にそれぞれ位置している。軸方向Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３は互いに垂直になっている。２本のリニアスライド３は旋盤１の対向する両側にそれぞれ設置される。例えば、２つの凸部１２にそれぞれ設置されているが、但しこの限りではない。本実施例では、各リニアスライド３はスライドレール３１（長軸部材）及び２つのスライダー３２（移動体）を具備し、スライダー３２はスライドレール３１に覆設されていると共にスライドレール３１に沿って往復移動を行うが、本発明はこれに限られない。実際には、スライダー３２の数量は応用の需要に応じて増減し、よって、スライダー３２の数量が１つまたは２つ以上でもよい。
２つのベアリング４は旋盤１の軸方向Ｄ１に沿った対向する両端にそれぞれ装設されている。ボールねじ５はネジ５１（長軸部材）及びナット５２（移動体）を備えている。ネジ５１のうちの一端は何れか１つのベアリング４に連結され、ネジ５１の対向する他端は他のベアリング４及びカップリング６を介してモーター７に接続され、ナット５２はネジ５１に覆設されていると共にネジ５１に沿って往復移動を行う。作業台２（移動体）はスライダー３２及びナット５２に装設されている。モーター７はサーバー８に接続されていると共にサーバー８により制御されている。サーバー８がモーター７を回転するように制御すると、モーター７がネジ５１を回転するように駆動し、これにより作業台２がスライドレール３１及びネジ５１に沿って移動するように連動される。
図１乃至図３に示されるように、フィードシステムは旋盤１と、作業台２（移動体）と、２本のリニアスライド３と、２つのベアリング４と、ボールねじ５と、カップリング６と、モーター７と、サーバー８と、を備えている。旋盤１は軸方向Ｄ１（第一軸方向）に沿って延伸していると共に台座１１及び２つの凸部１２を含む。２つの凸部１２は台座１１から軸方向Ｄ３（第三軸方向）に沿って延伸するように突出していると共に台座１１の軸方向Ｄ２（第二軸方向）上での対向する両側にそれぞれ位置している。軸方向Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３は互いに垂直になっている。２本のリニアスライド３は旋盤１の対向する両側にそれぞれ設置される。例えば、２つの凸部１２にそれぞれ設置されているが、但しこの限りではない。本実施例では、各リニアスライド３はスライドレール３１（長軸部材）及び２つのスライダー３２（移動体）を具備し、スライダー３２はスライドレール３１に覆設されていると共にスライドレール３１に沿って往復移動を行うが、本発明はこれに限られない。実際には、スライダー３２の数量は応用の需要に応じて増減し、よって、スライダー３２の数量が１つまたは２つ以上でもよい。
２つのベアリング４は旋盤１の軸方向Ｄ１に沿った対向する両端にそれぞれ装設されている。ボールねじ５はネジ５１（長軸部材）及びナット５２（移動体）を備えている。ネジ５１のうちの一端は何れか１つのベアリング４に連結され、ネジ５１の対向する他端は他のベアリング４及びカップリング６を介してモーター７に接続され、ナット５２はネジ５１に覆設されていると共にネジ５１に沿って往復移動を行う。作業台２（移動体）はスライダー３２及びナット５２に装設されている。モーター７はサーバー８に接続されていると共にサーバー８により制御されている。サーバー８がモーター７を回転するように制御すると、モーター７がネジ５１を回転するように駆動し、これにより作業台２がスライドレール３１及びネジ５１に沿って移動するように連動される。
【0013】
フィードシステムの位置の誤差を測定する場合、作業台２に光学センサーＯＴ１（第一光学センサー）を取り付け、台座１１の作業面１３に軸方向Ｄ１に沿って複数のグラフィックラベルＴＰ１（第一グラフィックラベル）を設ける（図１乃至図３参照）。光学センサーＯＴ１は例えば、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）画像センサーまたは相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）画像センサーであるが、但しこれらに限られない。光学センサーＯＴ１の取り付け位置は需要に応じて選択し、光学センサーＯＴ１の感知範囲がグラフィックラベルＴＰ１全体をカバー（或いは部分的にカバー）していればよく、図１及び図３に示される位置に限定されない。光学センサーＯＴ１はサーバー８に有線接続またはワイヤレス接続されてサーバー８による制御を受けている。
【0014】
サーバー８は、例えば、プロセッサ８１を少なくとも備えている１つまたは複数の計算機装置である。プロセッサ８１はモーター７の動作及び光学センサーＯＴ１の動作の制御に用い、これにより本発明のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法を実行している。
【0015】
図４はフィードシステムの位置の誤差を測定する方法のフローチャートである。まず、ステップＳ１０に示されるように、プロセッサ８１がモーター７を回転するように制御し、移動体（例えば、作業台２、ナット５２、及びスライダー３２）を長軸部材（例えば、スライドレール３１及びネジ５１）に沿って移動するように連動する。
また、モーター７の動作により発生するプロセス情報（例えば、モーター７のエンコーダ信号）に基づいて、プロセッサ８１が移動体が移動した距離を推定し、これにより撮影を行うように光学センサーＯＴ１を制御する必要があるかどうかを判断する。次いで、ステップＳ１１に示されるように、移動体の移動中に、光学センサーＯＴ１の感知範囲がグラフィックラベルＴＰ１の位置を完全にカバー（或いは部分的にカバー）している場合、プロセッサ８１がこのグラフィックラベルＴＰ１に対してそれぞれ２回撮影を行うように光学センサーＯＴ１を制御し、２つの画像（例えば、静態画像）を獲得する。
また、モーター７の動作により発生するプロセス情報（例えば、モーター７のエンコーダ信号）に基づいて、プロセッサ８１が移動体が移動した距離を推定し、これにより撮影を行うように光学センサーＯＴ１を制御する必要があるかどうかを判断する。次いで、ステップＳ１１に示されるように、移動体の移動中に、光学センサーＯＴ１の感知範囲がグラフィックラベルＴＰ１の位置を完全にカバー（或いは部分的にカバー）している場合、プロセッサ８１がこのグラフィックラベルＴＰ１に対してそれぞれ２回撮影を行うように光学センサーＯＴ１を制御し、２つの画像（例えば、静態画像）を獲得する。
【0016】
続いて、ステップＳ１２に示されるように、プロセッサ８１が１回目の撮影で獲得した画像（以下、第一画像と称する）に対しグレースケール処理を施し、且つ、限定しないが例えば、ＤＩＣアルゴリズムによりグレースケールの第一画像中から画像特徴を選択する。一例を挙げると、図５に示されるように、グレースケールの第一画像ＩＭ１中に表示されているグラフィックラベルＴＰ１の画像（以下、タグ画像ＰＩ１（第一タグ画像）と称する）内から所定のテンプレートに適合する画像特徴ＦＩ１（第一画像特徴）を探し出す。
同様に、ステップＳ１３に示されるように、プロセッサ８１が２回目の撮影で獲得した画像（以下、第二画像と称する）に対しグレースケール処理を施し、且つ、限定しないが例えば、ＤＩＣアルゴリズムによりグレースケールの第二画像中から第一画像の画像特徴と同じ部分を検索する。具体的には、グレースケールの第二画像ＩＭ２中に表示されているタグ画像ＰＩ１内から同じ画像特徴ＦＩ１を探し出す（図５Ｂ参照）。
同様に、ステップＳ１３に示されるように、プロセッサ８１が２回目の撮影で獲得した画像（以下、第二画像と称する）に対しグレースケール処理を施し、且つ、限定しないが例えば、ＤＩＣアルゴリズムによりグレースケールの第二画像中から第一画像の画像特徴と同じ部分を検索する。具体的には、グレースケールの第二画像ＩＭ２中に表示されているタグ画像ＰＩ１内から同じ画像特徴ＦＩ１を探し出す（図５Ｂ参照）。
【0017】
最後に、ステップＳ１４に示されるように、プロセッサ８１は限定しないが例えば、ＤＩＣアルゴリズムに畳み込み演算を組み合わせ、２つの画像における上述の画像特徴の位置を比較し、第一画像ＩＭ１及び第二画像ＩＭ２における画像特徴ＦＩ１の位置の少なくとも１つの軸方向上での差値を計算し、前記少なくとも１つの軸方向上での変位量を獲得し、これにより上述のグラフィックラベルＴＰ１がある位置における長軸部材の位置の誤差を推定する。
具体的には、グレースケールの第一画像ＩＭ１及び第二画像ＩＭ２での同じ位置のグレースケール値を相乗した後に積分を行い、下記公式（１）に示す。
ここで、ｆ（τ）及びｇ（ｔ－τ）は第一画像ＩＭ１及び第二画像ＩＭ２での同じ位置のグレースケール値をそれぞれ示す。次いで、下記公式（２）を用いて第一画像ＩＭ１及び第二画像ＩＭ２の相関係数γｉｊを計算する。
計算により獲得した相関係数γｉｊが最高に達した場合、その対応する位置を２つの画像中で相似性が最大になった位置とし、即ち画像特徴ＦＩ１の位置とする。この際、下記公式（３）を用いて軸方向上での変位量を計算する。
変位量＝（移動距離－画像の大きさ）×画素サイズ・・・（３）
ここで、変位量とは前記軸方向上での第一画像ＩＭ１に対する第二画像ＩＭ２の偏移量を指す。移動距離とは相関係数が最大に達した際の第二画像ＩＭ２の当時の位置及びその初期位置の前記軸方向上での距離を指し、単位は画素とする。画像の大きさとは前記軸方向上での第二画像ＩＭ２の長さを指し、単位は画素とする。画素サイズとは１つの画素の大きさを指し、単位は例えばμｍとする。
具体的には、グレースケールの第一画像ＩＭ１及び第二画像ＩＭ２での同じ位置のグレースケール値を相乗した後に積分を行い、下記公式（１）に示す。
計算により獲得した相関係数γｉｊが最高に達した場合、その対応する位置を２つの画像中で相似性が最大になった位置とし、即ち画像特徴ＦＩ１の位置とする。この際、下記公式（３）を用いて軸方向上での変位量を計算する。
変位量＝（移動距離－画像の大きさ）×画素サイズ・・・（３）
ここで、変位量とは前記軸方向上での第一画像ＩＭ１に対する第二画像ＩＭ２の偏移量を指す。移動距離とは相関係数が最大に達した際の第二画像ＩＭ２の当時の位置及びその初期位置の前記軸方向上での距離を指し、単位は画素とする。画像の大きさとは前記軸方向上での第二画像ＩＭ２の長さを指し、単位は画素とする。画素サイズとは１つの画素の大きさを指し、単位は例えばμｍとする。
【0018】
これにより、ユーザーは上述の測定結果に基づいて長軸部材に湾曲が生じたかどうかを判断し、長軸部材のメンテナンスまたは交換を行うかどうかを考慮する。
【0019】
本発明のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法は複数の軸方向上（異なる種類）での位置の誤差を測定するために適用し、例えば、限定しないが、２本のリニアスライド３が水平面（例えば、軸方向Ｄ１及びＤ２で構成されている）上で平行かどうか、ボールねじ５にバックラッシュがあるか否か、及び各リニアスライド３が垂直面（例えば、軸方向Ｄ１及びＤ３で構成されている）上で歪んでいるかどうかを測定するために適用する。以下、例を挙げてこれらの応用についてそれぞれ説明する。
【0020】
図６、図７Ａ乃至図７Ｃは本発明の一実施例において、本発明のフィードシステムの位置の誤差を測定する方法をボールねじ５にバックラッシュがあるか否かの測定に適用することについて説明する。一般的には同一のグラフィックラベルＴＰ１に対しそれぞれ２回の撮影を行う場合、予定された同じ位置の撮影を行うため、前後する撮影で獲得した２つの画像はほぼ同じものとなる。しかしながら、一旦ボールねじ５にバックラッシュが生じると、戻り行程に差異が生じるため、２回撮影した位置の距離が開き、前後して撮影した画像における画像特徴の位置の偏移が許容範囲を超える。このため、本実施例に係る測定方法では、まずステップＳ１０と同じであるステップＳ２０を実行し、作業台２をスライドレール３１及びネジ５１に沿って進行方向Ｖ１（第一進行方向）上で移動するように制御する。
図７Ａに示されるように、光学センサーＯＴ１が進行方向Ｖ１上でその感知範囲が個別のグラフィックラベルＴＰ１を完全にカバー（或いは部分的にカバー）する位置まで移動する毎にステップＳ２１を実行し、光学センサーＯＴ１がこのグラフィックラベルＴＰ１に対し１回目の撮影を行うように制御し、このグラフィックラベルＴＰ１の第一画像を獲得する。
図７Ａに示されるように、光学センサーＯＴ１が進行方向Ｖ１上でその感知範囲が個別のグラフィックラベルＴＰ１を完全にカバー（或いは部分的にカバー）する位置まで移動する毎にステップＳ２１を実行し、光学センサーＯＴ１がこのグラフィックラベルＴＰ１に対し１回目の撮影を行うように制御し、このグラフィックラベルＴＰ１の第一画像を獲得する。
【0021】
続いて、図７Ｂに示されるように、各グラフィックラベルＴＰ１に対し１回目の撮影を実行した後、ステップＳ２２を実行し、作業台２をスライドレール３１及びネジ５１に沿って進行方向Ｖ２（第二進行方向）上で移動するように制御する。進行方向Ｖ２は進行方向Ｖ１とは反対である。
図７Ｃに示されるように、光学センサーＯＴ１が進行方向Ｖ２上でその感知範囲が個別のグラフィックラベルＴＰ１を完全にカバー（或いは部分的にカバー）する位置まで移動する毎にステップＳ２３を実行し、光学センサーＯＴ１がこのグラフィックラベルＴＰ１に対し２回目の撮影を行うように制御し、このグラフィックラベルＴＰ１の第二画像を獲得する。
図７Ｃに示されるように、光学センサーＯＴ１が進行方向Ｖ２上でその感知範囲が個別のグラフィックラベルＴＰ１を完全にカバー（或いは部分的にカバー）する位置まで移動する毎にステップＳ２３を実行し、光学センサーＯＴ１がこのグラフィックラベルＴＰ１に対し２回目の撮影を行うように制御し、このグラフィックラベルＴＰ１の第二画像を獲得する。
【0022】
各第一画像を取得した後、上述のステップＳ１２と同じであるステップＳ２４を実行し、グレースケールの第一画像中から指定された画像特徴を選択する。同様に、各第二画像を取得した後、上述のステップＳ１３と同じであるステップＳ２５を実行し、グレースケールの第二画像中から指定された画像特徴を検索する。同じグラフィックラベルＴＰ１に対応した第一画像及び第二画像中の画像特徴は同じである。
【0023】
続いて、上述のステップＳ１４と同じであるステップＳ２６を実行し、上述の対応している第一画像及び第二画像における上述の画像特徴の位置を比較し、この画像特徴の軸方向Ｄ１での第一変位量及び（或いは）軸方向Ｄ２での第二変位量を推定し、対応しているグラフィックラベルＴＰ１がある位置での光学センサーＯＴ１の移動経路（或いは作業台２のフィード経路）の偏差程度をさらに推定する。偏差程度が所定の範囲を超えている場合、ボールねじ５にバックラッシュが発生していることを示す。
【0024】
図８、図９Ａ、及び図９Ｂは本発明の一実施例において、本発明に係るフィードシステムの位置の誤差を測定する方法を２本のリニアスライド３が平行かどうかの測定に適用することについて説明する。まず、上述のステップＳ１０と同じであるステップＳ２０を実行し、作業台２をスライドレール３１及びネジ５１に沿って進行方向Ｖ１上で移動するように制御する。
図９Ａに示されるように、光学センサーＯＴ１が進行方向Ｖ１上でその感知範囲がグラフィックラベルＴＰ１を完全にカバー（或いは部分的にカバー）する位置まで移動する毎にステップＳ３１を実行し、光学センサーＯＴ１が移動中にこのグラフィックラベルＴＰ１に対して連続して２回の撮影を行うように制御し、第一画像及び第二画像を獲得する。
図９Ａに示されるように、光学センサーＯＴ１が進行方向Ｖ１上でその感知範囲がグラフィックラベルＴＰ１を完全にカバー（或いは部分的にカバー）する位置まで移動する毎にステップＳ３１を実行し、光学センサーＯＴ１が移動中にこのグラフィックラベルＴＰ１に対して連続して２回の撮影を行うように制御し、第一画像及び第二画像を獲得する。
【0025】
各第一画像を取得した後、上述のステップＳ１２と同じであるステップＳ３２を実行し、グレースケールの第一画像中から指定された画像特徴を選択する。同様に、各第二画像を取得した後、上述のステップＳ１３と同じであるステップＳ３３を実行し、グレースケールの第二画像中から指定された画像特徴を検索する。同じグラフィックラベルＴＰ１に対応する第一画像及び第二画像中の画像特徴は同じである。
【0026】
最後に、上述のステップＳ１４と同じであるステップＳ３４を実行し、グレースケールの第一画像及び第二画像における上述の画像特徴の位置を比較し、このグラフィックラベルＴＰ１がある位置でのこの画像特徴の軸方向Ｄ１での第一変位量及び軸方向Ｄ２での第二変位量を推定し、対応しているグラフィックラベルＴＰ１がある位置での個別のリニアスライド３の偏差程度をさらに推定する。これにより、軸方向Ｄ１及び軸方向Ｄ２で構成されている平面空間上で２本のスライドレール３１に非平行になる状況が発生したか否かを判断する。
【0027】
本発明の２本のリニアスライド３が平行かどうかを測定する他の実施例では、ボールねじ５にバックラッシュがあるか否かを測定する方式を採用して実現し、即ち図６乃至図７Ｃに示されるステップを採用して対応しているグラフィックラベルＴＰ１がある位置での個別のリニアスライド３の偏差程度を測定する。これにより、軸方向Ｄ１及び軸方向Ｄ２で構成されている平面空間上で２本のスライドレール３１に非平行になる状況が発生したか否かを判断する。
【0028】
各リニアスライド３が上下に歪んでいるかどうかを測定するため、旋盤１の凸部１２の側面１４には複数のグラフィックラベルＴＰ２（第二グラフィックラベル）を設け、移動体（例えば、作業台２）にはこれらグラフィックラベルＴＰ２に対応する光学センサーＯＴ２（第二光学センサー）を設置している（図１０と図１１参照）。側面１４及び作業面１３の挟角は０度超且つ１８０度未満である。
各リニアスライド３が上下に歪んでいるかどうかを測定する方式は２本のリニアスライド３が平行かどうかを測定する方式に類似している（図１２参照）。まず、上述のステップＳ１０と同じであるステップＳ５０を実行し、且つ上述のステップＳ３１と同じであるステップＳ５１を実行して第三画像及び第四画像を獲得する。次いで、各第三画像を取得した後、上述のステップＳ１２と同じであるステップＳ５２を実行し、グレースケールの第三画像中から指定された画像特徴を探し出し、図１３Ａに示されるグレースケールの第三画像ＩＭ３内に表示されているタグ画像ＰＩ２（第二タグ画像）中から画像特徴ＦＩ２（第二画像特徴）を探し出す。
また、各第四画像を取得した後、上述のステップＳ１３と同じであるステップＳ５３を実行し、グレースケールの第四画像中から指定された画像特徴を探し出し、図１３Ｂに示されるグレースケールの第四画像ＩＭ４内に表示されているタグ画像ＰＩ２中から画像特徴ＦＩ２を探し出す。同じグラフィックラベルＴＰ２に対応している第三画像及び第四画像中の画像特徴は同じである。
各リニアスライド３が上下に歪んでいるかどうかを測定する方式は２本のリニアスライド３が平行かどうかを測定する方式に類似している（図１２参照）。まず、上述のステップＳ１０と同じであるステップＳ５０を実行し、且つ上述のステップＳ３１と同じであるステップＳ５１を実行して第三画像及び第四画像を獲得する。次いで、各第三画像を取得した後、上述のステップＳ１２と同じであるステップＳ５２を実行し、グレースケールの第三画像中から指定された画像特徴を探し出し、図１３Ａに示されるグレースケールの第三画像ＩＭ３内に表示されているタグ画像ＰＩ２（第二タグ画像）中から画像特徴ＦＩ２（第二画像特徴）を探し出す。
また、各第四画像を取得した後、上述のステップＳ１３と同じであるステップＳ５３を実行し、グレースケールの第四画像中から指定された画像特徴を探し出し、図１３Ｂに示されるグレースケールの第四画像ＩＭ４内に表示されているタグ画像ＰＩ２中から画像特徴ＦＩ２を探し出す。同じグラフィックラベルＴＰ２に対応している第三画像及び第四画像中の画像特徴は同じである。
【0029】
最後に、上述のステップＳ１４と同じであるステップＳ５４を実行する。グレースケールの第三画像及び第四画像における上述の画像特徴の位置を比較し、このグラフィックラベルＴＰ２がある位置におけるこの画像特徴の軸方向Ｄ１での第三変位量及び軸方向Ｄ３での第四変位量を推定し、軸方向Ｄ１及び軸方向Ｄ３で構成されている平面において、対応しているグラフィックラベルＴＰ２がある位置での個別のリニアスライド３の偏差程度をさらに推定する。
【0030】
同様に、各リニアスライド３が上下に歪んでいるかどうかを測定する他の実施例でも図６に示される２本のリニアスライド３が平行かどうかを測定する方式に類似する方式を採用して実現する。
図１０と図１４に示されるように、まず、上述のステップＳ１０と同じであるステップＳ５０及び上述のステップＳ２１に類似するステップＳ６１を実行し、第三画像を獲得する。その後、上述のステップＳ２２に類似するステップＳ６２及び上述のステップＳ２３に類似するステップＳ６３を実行し、第四画像を獲得する。
図１０と図１４に示されるように、まず、上述のステップＳ１０と同じであるステップＳ５０及び上述のステップＳ２１に類似するステップＳ６１を実行し、第三画像を獲得する。その後、上述のステップＳ２２に類似するステップＳ６２及び上述のステップＳ２３に類似するステップＳ６３を実行し、第四画像を獲得する。
【0031】
第三画像を獲得した後、上述のステップＳ５２を実行し、グレースケールの第三画像中から指定された画像特徴を探し出す。第四画像を獲得した後、上述のステップＳ５３を実行し、グレースケールの第四画像中から指定された画像特徴を探し出す。同じグラフィックラベルＴＰ２に対応している第三画像及び第四画像中の画像特徴は同じである。
【0032】
最後に、上述のステップＳ５４を実行し、グレースケールの第三画像及び第四画像における上述の画像特徴の位置を比較し、このグラフィックラベルＴＰ２がある位置におけるこの画像特徴の軸方向Ｄ２での第三変位量及び軸方向Ｄ３での第四変位量を推定し、軸方向Ｄ２及び軸方向Ｄ３で構成されている平面中において、対応しているグラフィックラベルＴＰ２がある位置での個別のリニアスライドの偏差程度をさらに推定する。
【0033】
上述の図４、図６、図８、図１２、及び図１４の各実施例は全て先に同じグラフィックラベルに対応している第一画像及び第二画像を取得した後、この２つの画像に対して画像処理及び特徴の検索を行うが、本発明はこれに限られない。他の実施例では、画像を取得する毎にその画像に対し画像処理及び特徴の検索を行ってもよい。
【0034】
上述の図６及び図１４の実施例は共に全てのグラフィックラベルに対し１回だけ１回目の撮影を行った後、全てのグラフィックラベルに対し１回だけ２回目の撮影を行うが、本発明はこれに限られない。他の実施例では、第一進行方向に移動する際に当時のグラフィックラベルに対し１回目の撮影を行うように光学センサーを制御した後、第一進行方向とは反対である第二進行方向に移動する際にこのグラフィックラベルに対し２回目の撮影を行うようにこの光学センサーを制御し、その後、第一進行方向に移動する際に次のグラフィックラベルに対し１回目の撮影を行うように光学センサーを制御し、続いて第二進行方向に移動する際にこのグラフィックラベルに対し２回目の撮影を行うようにこの光学センサーを制御してもよい。
【0035】
本発明では、光学センサーの数量は応用の需要に応じて決定し、上述の各実施例で採用している数量に限られない。
【0036】
上述の図１、図３、図７Ａ乃至図７Ｃ、図９Ａ乃至図９Ｂ、及び図１０の実施例では全て光学センサーＯＴ１／ＯＴ２が作業台２に設置されているが、本発明はこれに限られない。他の実施例では、光学センサーＯＴ１／ＯＴ２が需要に応じてスライダー３２またはナット５２（例えば、ナット５２のフランジ５３）等に設置されてもよい。
【0037】
このほか、上述の２本のリニアスライド３が水平面上で平行かどうか、ボールねじ５にバックラッシュがあるか否か、及び各リニアスライド３が垂直面上で歪んでいるかどうかを測定する各実施例をそれぞれ描写している。しかしながら実際には、上述の少なくとも２種類の応用を同時に実行可能であり、例えば、２本のリニアスライド３が水平面上で平行かどうか及び各リニアスライド３が垂直面上で歪んでいるかどうかの測定を同時に実行してもよい。
【0038】
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0039】
１ 旋盤
１１ 台座
１２ 凸部
１３ 作業面
１４ 側面
２ 作業台
３ リニアスライド
３１ スライドレール
３２ スライダー
４ ベアリング
５ ボールねじ
５１ ネジ
５２ ナット
５３ フランジ
６ カップリング
７ モーター
８ サーバー
８１ プロセッサ
Ｄ１ 軸方向
Ｄ２ 軸方向
Ｄ３ 軸方向
ＦＩ１ 画像特徴
ＦＩ２ 画像特徴
ＩＭ１ グレースケールの第一画像
ＩＭ２ グレースケールの第二画像
ＩＭ３ グレースケールの第三画像
ＩＭ４ グレースケールの第四画像
ＯＴ１ 光学センサー
ＯＴ２ 光学センサー
ＰＩ１ タグ画像
ＰＩ２ タグ画像
ＴＰ１ グラフィックラベル
ＴＰ２ グラフィックラベル
Ｖ１ 進行方向
Ｖ２ 進行方向
１１ 台座
１２ 凸部
１３ 作業面
１４ 側面
２ 作業台
３ リニアスライド
３１ スライドレール
３２ スライダー
４ ベアリング
５ ボールねじ
５１ ネジ
５２ ナット
５３ フランジ
６ カップリング
７ モーター
８ サーバー
８１ プロセッサ
Ｄ１ 軸方向
Ｄ２ 軸方向
Ｄ３ 軸方向
ＦＩ１ 画像特徴
ＦＩ２ 画像特徴
ＩＭ１ グレースケールの第一画像
ＩＭ２ グレースケールの第二画像
ＩＭ３ グレースケールの第三画像
ＩＭ４ グレースケールの第四画像
ＯＴ１ 光学センサー
ＯＴ２ 光学センサー
ＰＩ１ タグ画像
ＰＩ２ タグ画像
ＴＰ１ グラフィックラベル
ＴＰ２ グラフィックラベル
Ｖ１ 進行方向
Ｖ２ 進行方向
【要約】
【課題】フィードシステムの位置の誤差を測定する方法を提供する。
【解決手段】旋盤と、長軸部材と、移動体と、を備えている。前記旋盤の作業面には少なくとも１つのグラフィックラベルが設けられ、前記移動体には光学センサーが装設されている。前記方法は、前記移動体が前記長軸部材に沿って移動するように制御し、且つ前記移動体の移動中に前記光学センサーが前記グラフィックラベルに対しそれぞれ２回の撮影を行うように制御し、第二画像をそれぞれ獲得するステップと、この２つの画像中から同じ画像特徴を選択するステップと、この２つの画像における前記画像特徴の位置を比較し、前記位置の誤差を推定するステップと、を含む。これにより、フィード中に位置の誤差が生じているか否かを即時知ることが可能となる。
【選択図】図４
【解決手段】旋盤と、長軸部材と、移動体と、を備えている。前記旋盤の作業面には少なくとも１つのグラフィックラベルが設けられ、前記移動体には光学センサーが装設されている。前記方法は、前記移動体が前記長軸部材に沿って移動するように制御し、且つ前記移動体の移動中に前記光学センサーが前記グラフィックラベルに対しそれぞれ２回の撮影を行うように制御し、第二画像をそれぞれ獲得するステップと、この２つの画像中から同じ画像特徴を選択するステップと、この２つの画像における前記画像特徴の位置を比較し、前記位置の誤差を推定するステップと、を含む。これにより、フィード中に位置の誤差が生じているか否かを即時知ることが可能となる。
【選択図】図４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】