特許7582145IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

ワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1に記載の内容では、制御部において境界が検出されたと判定されるまで、センサによる検出、制御部による判定、駆動部によるセンサの移動、を繰り返して行う必要がある。この場合、制御部は、センサから取得した検出結果の処理を待って、センサの移動に関するフィードバック制御を行うため、1回の検出に時間がかかることになる。また、センサ、制御部、及び駆動部の間で情報の通信を繰り返し行う必要があるため、制御全体として比較的長い通信時間を要する。このため、ワークの位置の判定に要する時間が長くなってしまうおそれがあった。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の態様に係るワーク位置判定装置は、撮像部と、平面部を有するワークに対し、撮像部を平面部と平行な平面方向に相対的に移動させる駆動部と、撮像部が、平面視において平面部における境界部分の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように駆動部を制御する制御部と、撮像部が規定の軌跡で移動する間に当該撮像部により撮像された画像情報、及び各画像情報を撮影した際の撮像部の座標情報を記憶する記憶部と、記憶部・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の態様に係るワーク位置判定装置、レーザ加工装置、及びワーク位置判定方法によれば、撮像部を規定の軌跡で移動させ、この間に撮像部により撮像された画像情報を記憶部に記憶しておき、その記憶された画像情報に基づいてワークの位置を求めるので、撮像部により撮像された画像情報に基づく駆動部のフィードバック制御を必要としない。このため、撮像部の移動に対して画像処理の計算にかかる遅延や移動指令等の通信の遅延を考慮する必要がないため、ワークの位置の判定に要する時間を短縮できる。その結果、ワークの加工効率を向上させることができる。

また、態様のワーク位置判定装置において、撮像部における撮像光学系は、ワークにレーザ光を照射することによりワークを加工するレーザ加工装置の加工部におけるレーザ光の照射光学系と同軸に設けられてもよい。この態様によれば、撮像部の撮像光学系が、加工部の照射光学系と同軸に設けられているため、レーザ光の照射位置に対してワークの位置判定結果をオフセットする必要がなく、精度の高い位置判定を実現できる。また、態様のワーク位置判定装置において、制御部は、撮像部がワークに設けられた基準穴を撮像しつつ平面視において基準穴の内周縁の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように駆動部を制御し、位置判定部は、ワークにおける基準穴の中心の位置を算出してもよい。この態様によれば、撮像部を規定の軌跡で移動させることにより、基準穴の内周縁における複数個所の画像情報を効率よく取得でき、これらの画像情報から精度よく中心の位置を算出できる。

また、態様のワーク位置判定装置において、制御部は、平面視において撮像部が規定の点対称形状又は線対称形状を描く軌跡で移動するように駆動部を制御してもよい。この態様によれば、基準穴の内周縁における複数個所の画像情報を効率よく取得できる。さらに、複数の方向から境界部分を撮像することで位置判定部による判定精度のロバスト性を向上できる。また、態様のワーク位置判定装置において、撮像部により撮像される一画像の観察範囲は、基準穴より小さくてもよい。この態様によれば、観察範囲が基準穴より小さいので、基準穴の内周縁の画像情報を精度よく取得できる。

また、態様のワーク位置判定装置において、制御部は、撮像部がワークの辺に相当する端部を撮像しつつ平面視において端部の複数個所を通過する規定の軌跡で移動するように駆動部を制御し、位置判定部は、ワークにおける端部の位置を判定してもよい。この態様によれば、撮像部を規定の軌跡で移動させることにより、ワークの辺に相当する端部の画像情報を効率よく取得できる。また、態様のワーク位置判定装置において、制御部は、平面視において撮像部が規定の直線状、曲線状、ジグザグ状、又はスパイラル状を描く軌跡で移動するように駆動部を制御してもよい。この態様によれば、ワークの端部における複数個所の画像情報を効率よく取得できる。

また、態様のワーク位置判定装置において、位置判定部は、撮像部により撮像された複数の画像情報のうち、境界部分の位置の判定に用いる画像情報を選択し、選択した画像情報に対応する座標情報に基づいて、境界部分の位置を判定してもよい。この態様によれば、撮像した全ての画像情報より少ない画像情報を処理するので、判定処理の高速化を図ることができる。また、態様のワーク位置判定装置において、ずれ判定部は、少なくとも1箇所の境界部分の位置の判定結果から、基準位置に対する、直交する第1方向及び第2方向それぞれのシフト量を判定してもよい。この態様によれば、第1方向及び第2方向それぞれのシフト量、第3方向の軸まわりの回転量を、少なくとも1箇所の境界部分の位置から判定するので、基準位置に対するワークのずれを効率よく判定できる。また、態様のワーク位置判定装置において、ずれ判定部は、少なくとも3個所の境界部分の位置の判定結果から、基準位置に対する、直交する第1方向及び第2方向それぞれのシフト量、及び第1方向及び第2方向と直交する第3方向の軸まわりの回転量を判定してもよい。この態様によれば、第1方向及び第2方向それぞれのシフト量、第3方向の軸まわりの回転量を判定するので、基準位置に対するワークのずれを正確に判定できる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 ワーク位置判定装置及びレーザ加工装置の一例を示す図である。
【図2】 レーザ加工装置で加工されるワークWの一例を示す図である。
【図3】 基準穴と撮像部の観察範囲との関係の一例を示す図である。
【図4】 端部と撮像部の観察範囲との関係の一例を示す図である。
【図5】 (A)及び(B)は、基準穴について設定される規定の軌跡の例を示す図である。
【図6】 (A)及び(B)は、基準穴について設定される規定の軌跡の例を示す図である。
【図7】 (A)及び(B)は、基準穴について設定される規定の軌跡の例を示す図である。
【図8】 (A)、(B)、及び(C)は、端部について設定される規定の軌跡の例を示す図である。
【図9】 撮像部の他の例を示す図である。
【図10】 撮像部の他の例を示す図である。
【図11】 位置判定部において画像情報を選択する場合の一例を示す図である。
【図12】 ワークが基準位置に配置された一例を示す図である。
【図13】 ずれ判定部による判定結果の一例を示す図である。
【図14】 ワーク位置判定方法の一例を示すフローチャートである。

代表図 図1本件の代表的な図

D1・・・第1方向 D2・・・第2方向 D3・・・第3方向 P1、P2、P3・・・中心 R、R1・・・観察範囲 T、TA、TB、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7・・・軌跡 W・・・ワーク Wa・・・平面部 Wb・・・境界部分 Wc・・・穴部 We・・・端部 Wh、Wh1、Wh2、Wh3・・・基準穴 Wo・・・原点 1・・・レーザ加工装置 10・・・レーザヘッド 20・・・ヘッド駆動部(駆動部) 30・・・撮像部 34a、63a、72a・・・光軸 40・・・ワーク位置判定装置 41・・・制御部 42・・・記憶部 43・・・位置判定部 44・・・ずれ判定部 80・・・駆動部 100・・・加工部

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