JPH04201050A - Automatic finishing device - Google Patents
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、ＮＣ工作機械により製作された被加工物の形
状を、ＣＣＤカメラ及びレーザスキャナを用いて測定し
、予め設定された設計値との誤差を算出し、この誤差を
補正するように、研磨装置をｍｌ）御する自動仕上げ加
工装置に関するものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention measures the shape of a workpiece manufactured by an NC machine tool using a CCD camera and a laser scanner, and compares the shape with preset design values. This invention relates to an automatic finishing device that calculates an error in ml and controls a polishing device so as to correct this error.
［従来の技術］
例えば、自動車のボディー製作時に必要なプレス型の製
作は、従来次のようにして行われている。[Prior Art] For example, press molds necessary for manufacturing the body of an automobile are conventionally manufactured as follows.
即ち、スタイルデザイン、ボディー構造設計、プレス型
設計の各設計工程で作成されたＣＡＤデータを基にして
、ＮＣ工作機械を用いてプレス型を製作するのに必要な
ＮＣデータを作成する。次に、このＮＣデータをＮＣ工
作機械に入力し、機械加工によりプレス型を製作する。That is, based on the CAD data created in each design process of style design, body structure design, and press mold design, NC data necessary for manufacturing the press mold using an NC machine tool is created. Next, this NC data is input into an NC machine tool, and a press mold is manufactured by machining.
次に、ＮＣ工作機械によって製作されたプレス型を仕上
げ工程に送り、プレス型の実際の寸法を測定装置を用い
て測定し、この測定値が、予め設定された値と正確に一
致するように、プレス型の表面を、砥石、サンドベーパ
ーを用いて作業者が手作業で研磨し、プレス型の製作を
終了している。Next, the press mold manufactured by the NC machine tool is sent to the finishing process, and the actual dimensions of the press mold are measured using a measuring device, and this measurement value is made to exactly match the preset value. The surface of the press mold is manually polished by a worker using a grindstone and a sand vapor to complete the production of the press mold.
［発明が解決しようとする課題］
上記方法によってプレス型を製作すると、プレス型の仕
上げ加工時には、先ず、ＮＣ工作機械による加工を終え
たプレス型の実際の寸法を測定した後、この測定値を基
に、プレス型の寸法を設計時の寸法と正確に一致するよ
うに仕上げ加工をすることになる。[Problem to be Solved by the Invention] When a press mold is manufactured by the above method, when finishing the press mold, first measure the actual dimensions of the press mold that has been processed by the NC machine tool, and then use these measured values. Based on this, the dimensions of the press die must be finished to exactly match the dimensions at the time of design.
ところが、プレス型の寸法測定は、プレス型にゲージな
どを当てることにより行うため、プレス型は、−旦測定
位置にセットされ、寸法測定後、仕上げ加工位置に移送
され、上記測定時の測定結果を基に仕上げ加工を行うこ
とになる。更に、上記方法では、仕上げ加工中に寸法測
定を行えないため、仕上げ加工終了後、プレス型を再度
測定位置にセットし、仕上げ加工が正確に行われたかを
チエツクすることになる。However, since the dimensions of a press die are measured by applying a gauge or the like to the press die, the press die is first set at the measuring position, and after measuring the dimensions, is transferred to the finishing position, and the measurement results at the time of the above measurement are Finishing processing will be performed based on this. Furthermore, in the above method, it is not possible to measure dimensions during finishing, so after finishing finishing, the press die must be set at the measurement position again to check whether finishing has been performed accurately.
この結果、仕上げ加工時、プレス型は、測定位置と仕上
げ加工位置との間を数回往復する事になり、仕上げ加工
は非常に煩雑な作業になるといった問題があった。As a result, during the finishing process, the press mold must move back and forth several times between the measurement position and the finishing position, resulting in a problem that the finishing process becomes a very complicated operation.
又、上記プレス型の寸法測定及び測定面の研磨作業の両
者とも、作業者の手作業によって行っているため、作業
能率が非常に悪いといった問題もあった。Furthermore, since both the dimension measurement of the press die and the polishing work of the measuring surface are performed manually by the operator, there is a problem in that work efficiency is extremely low.
［課題を解決するための手段］
自動仕上げ加工装置を、被加工物の寸法測定を行いたい
加工面を撮像する２台以上のＣＣＤカメラと、２台以上
のＣＣＤカメラによる寸法測定時の測定点となるレーザ
スポットを、加工面上に順次照射するためのレーザスキ
ャナと、２台以上のＣＣＤカメラから得られた画像デー
タを基に、加工面の実際の寸法を算出する画像処理装置
と、画像処理装置によって得られた加工面の寸法データ
と、被加工物設計時に作成された加工面の寸法データと
を比較し、加工面上のとの部分に加工誤差が生じている
かを算出するコンピュータと、コンピュータからの加工
誤差データを基に、加工面上に仕上げ加工を施す研磨装
置とによって構成したものである。[Means for solving the problem] An automatic finishing processing device is equipped with two or more CCD cameras that image the machined surface on which the dimensions of the workpiece are to be measured, and measurement points during dimension measurement using the two or more CCD cameras. a laser scanner for sequentially irradiating a laser spot onto the machined surface; an image processing device that calculates the actual dimensions of the machined surface based on image data obtained from two or more CCD cameras; A computer that compares the dimensional data of the machined surface obtained by the processing device with the dimensional data of the machined surface created at the time of designing the workpiece, and calculates whether there is a machining error in the part on the machined surface. , and a polishing device that performs finishing processing on the processed surface based on processing error data from a computer.
［作用］
加工面上にレーザスポットを照射し、それを、２台のＣ
ＣＤカメラで撮像して加工面の寸法測定を行い、この測
定結果を基に研磨装置を制御することにより、仕上げ加
工を完全自動化するものである。[Operation] A laser spot is irradiated onto the processing surface, and then the two C
The finishing process is completely automated by taking an image with a CD camera, measuring the dimensions of the machined surface, and controlling the polishing device based on the measurement results.
［実施例コ
本発明に係る自動仕上げ加工装置（１）は、第１図に示
す如く、プレス型（Ａ）の、仕上げ加工を行う加工面（
Ｂ）の寸法測定を行う測定部（２）と、′測定部（２）
からの加工誤差データを基にして加工面（Ｂ）に仕上げ
加工を施す加工部（３）とによって構成されている。[Embodiment] As shown in FIG.
A measuring part (2) that measures the dimensions of B) and a 'measuring part (2)
The machining section (3) performs finishing machining on the machining surface (B) based on the machining error data from.
上記測定部（２）は、プレス型（Ａ）の寸法測定を行い
たい加工面（Ｂ）を撮像する第１及び第２のＣＣＤカメ
ラ（５）（６）と、加工面（Ｂ）上に、２台のＣＣＤカ
メラ（５）（６）による寸法測定時の測定点となるレー
ザスポット（７ａ）を順次照射するためのレーザスキャ
ナ（７）と、第１及び第２のＣＣＤカメラ（５）（６）
とレーザスキャナ（７）とを制御すると共に、第１及び
第２のＣＣＤカメラ（５）（６）から得られた画像デー
タを基に、加工面（Ｂ）の実際の寸法を算出するための
画像処理装置（８）と、画像処理装置（８）によって得
られた加工面（Ｂ）の寸法データと、被加工物の設計時
に作成された寸法データとを比較し、加工面（Ｂ）上の
どの部分に誤差が生じているかを算出するためのコンピ
ュータ（９）とを主な構成要素としている。The measurement unit (2) includes first and second CCD cameras (5) and (6) that image the machined surface (B) on which the dimensions of the press mold (A) are to be measured, and , a laser scanner (7) for sequentially irradiating a laser spot (7a) that serves as a measurement point when measuring dimensions using two CCD cameras (5) and (6), and a first and second CCD camera (5). (6)
and a laser scanner (7), and calculates the actual dimensions of the machined surface (B) based on the image data obtained from the first and second CCD cameras (5) and (6). The image processing device (8) compares the dimensional data of the processed surface (B) obtained by the image processing device (8) with the dimensional data created at the time of designing the workpiece, and determines the size of the processed surface (B). The main component is a computer (9) for calculating where an error occurs.
上記第１及び第２のＣＣＤカメラ（５）（６）は、プレ
ス型（Ａ）が設置される測定加工位置（イ）の両側にポ
ール（１０） （１１）を介して支持されており、そ
の向きは、各ＣＣＤカメラ（５）（６）のフレーム内に
加工面（Ｂ）の全体かに入る向きにセットしである。The first and second CCD cameras (5) and (6) are supported via poles (10) and (11) on both sides of the measurement processing position (A) where the press mold (A) is installed, Its orientation is set so that the entire processed surface (B) is within the frame of each CCD camera (5) (6).
レーザスキャナ（７）は、２台のＣＣＤカメラ（５）（
６）間にアーム（１２）などを介して支持されており、
このレーザスキャナ（７）がら加工面（Ｂ）上に照射さ
れるレーザスポット（７ａ）は、加工面（Ｂ）上を予め
設定された軌跡に従って゛順次移動し、加工面（Ｂ）上
を走査するようにしである。The laser scanner (7) has two CCD cameras (5) (
6) is supported via an arm (12) etc. between the
The laser spot (7a) irradiated onto the processing surface (B) by this laser scanner (7) sequentially moves on the processing surface (B) according to a preset trajectory, and moves on the processing surface (B) in sequence. It's like scanning.
画像処理装置（８）による加工面（Ｂ）の寸法測定は次
のようにして行われる。即ち、レーザスキャナ（７）か
ら加工面（Ｂ）上の所定の位置にレーザスポラ） （７
ａ）が照射されると、先ず、第１のＣＣＤカメラ（５）
のフレーム上に写し出されたレーザスポット（７ａ）の
位置が、第１のＣＣＤカメラ（５）の光軸に対し、水平
方向に向けて何度、及び、垂直方向に向けて何度かを算
出し、次に、第２のＣＣＤカメラ（６）のフレーム上に
写し出されたレーザスポット（７ａ）の位置が、第２の
ＣＣＤカメラ（６）の光軸に対し、水平方向に向けて何
度、及び、垂直方向に向けて何度かを算出する。次に、
上記４つのデータと、それぞれのＣＣＤカメラ（５）（
６）の位置、光軸の方向からレーザスポット（７ａ）の
位置を算出する。後は、レーザスポット（７ａ）が加工
面（Ｂ）上を移動する毎に上記演算を繰り返し、レーザ
スポ・ント（７ａ）が照射された各点の位置を順次算出
させて行くことにより、加工面（Ｂ）全体の寸法を把握
し、加工面（Ｂ）の寸法測定を終了する。The dimension measurement of the processed surface (B) by the image processing device (8) is performed as follows. That is, the laser scanner (7) sends a laser spora (7) to a predetermined position on the processing surface (B).
When a) is irradiated, first, the first CCD camera (5)
Calculate how many times the position of the laser spot (7a) projected on the frame is in the horizontal direction and how many times in the vertical direction with respect to the optical axis of the first CCD camera (5). Next, how many degrees in the horizontal direction is the position of the laser spot (7a) projected on the frame of the second CCD camera (6) with respect to the optical axis of the second CCD camera (6)? , and calculate the number of times in the vertical direction. next,
The above four data and each CCD camera (5) (
The position of the laser spot (7a) is calculated from the position of 6) and the direction of the optical axis. After that, the above calculation is repeated every time the laser spot (7a) moves on the machined surface (B), and the position of each point irradiated by the laser spot (7a) is sequentially calculated. (B) Grasp the overall dimensions and finish measuring the dimensions of the machined surface (B).
尚、各ＣＣＤカメラ（５）（６）において、角度検出を
行うには、第２図に示す如く、各ＣＣＤカメラ（５）（
６）のレンズ（１５）を通して受光面となる固体センサ
（１６）にレーザスポット（７ａ）からの光が入射した
時、固体センサ（１６）を構成する多数の画素（１７）
の内、最も出力か高い画素（１７）の固体センサ（１６
）の中心からの位置を検出し、この位置データからレー
ザスポット（７ａ）の角度を算出することになる。In addition, in order to perform angle detection in each CCD camera (5) (6), as shown in Fig. 2, each CCD camera (5) (
When the light from the laser spot (7a) enters the solid-state sensor (16) serving as the light-receiving surface through the lens (15) of 6), a large number of pixels (17) forming the solid-state sensor (16)
Among them, the solid-state sensor (16) with the highest output pixel (17)
) is detected from the center, and the angle of the laser spot (7a) is calculated from this position data.
ところで、この実施例の場合、加工面（Ｂ）の寸法測定
精度は、０．１ｍｍ以下と言った非常に高精度の物が要
求される。このため、各ＣＣＤカメラ（５）（６）によ
るレーザスポット（７ａ）の角度検出も非常に高精度な
物か要求され、各ＣＣＤカメラ（５）（６）の固体セン
サ（１６）には、画素数が１０００ｘ １０００といっ
た非常に画素数の多いものを使用する。更に、角度検出
時には、固体センサ（１６）上のとの画素（１７）から
の信号レベルが最も高いかによって角度を検出するので
はなく、第３図に示す如く、各画素（１７）からの輝度
信号レベルの分布に対応した出力曲線を算出しする。そ
してこの曲線の最大値の位置（Ｐ）から、最大値を出力
している画素（１７）の中の、更にとの位置が高出力の
中心となっているかを検出し、この位置の角度を検出す
ることにより、０ 、１ ｍｍ以下の寸法測定精度を保
障している。By the way, in the case of this embodiment, the dimension measurement accuracy of the machined surface (B) is required to be extremely high precision of 0.1 mm or less. Therefore, the angle detection of the laser spot (7a) by each CCD camera (5) (6) is required to be extremely accurate, and the solid-state sensor (16) of each CCD camera (5) (6) is A device with a very large number of pixels, such as 1000x1000, is used. Furthermore, when detecting an angle, the angle is not detected based on whether the signal level from each pixel (17) on the solid-state sensor (16) is the highest, but based on the signal level from each pixel (17) as shown in Figure 3. An output curve corresponding to the distribution of luminance signal levels is calculated. Then, from the position (P) of the maximum value of this curve, it is detected whether the position further in the pixel (17) that outputs the maximum value is the center of high output, and the angle of this position is calculated. This detection ensures dimensional measurement accuracy of 0.1 mm or less.
又、上記画像処理装置（８）によって得た寸法データが
送られてくるコンピュータ（９）には、予め、ＣＡＤ／
ＣＡＭによって作成されたプレス型設計段階での寸法デ
ータを入力しておき、この寸法データと測定時の寸法デ
ータとを比較し、加工面（Ｂ）上のどの部分に加工誤差
が生じているかを検出するようにしである。Further, the computer (9) to which the dimensional data obtained by the image processing device (8) is sent has a CAD/
Input the dimensional data created by CAM at the press mold design stage, compare this dimensional data with the dimensional data at the time of measurement, and find out which part of the machining surface (B) has a machining error. It should be detected.
又、上記測定部（２）からの加工誤差データによって作
動する加工部（３）を構成する研磨装置（２０）は、多
関節型の多軸ロボッｌ−（２１）と、この多軸ロボット
（２１）のアーム（２２）の先端に保持された砥石を有
するグラインダ（２３）とにょって形成されている。In addition, the polishing device (20) constituting the processing section (3), which is operated by processing error data from the measurement section (2), is composed of an articulated multi-axis robot l-(21) and this multi-axis robot ( 21) and a grinder (23) having a grindstone held at the tip of an arm (22).
上記構成からなる自動仕上げ加工装置（１）の測定加工
位置（イ）に機械加工を終えたプレス型（Ａ）をセット
し、この後、プレス型（Ａ）の測定面となる加工面（Ｂ
）上を、レーザスキャナ（７）から照射されるレーザス
ポット（７ａ）によって走査すれば、上記した方法によ
り加工面（Ｂ）の寸法測定、及び、設計値との誤差検出
が行える。The press mold (A) that has been machined is set in the measuring position (A) of the automatic finishing device (1) having the above configuration, and then the machined surface (B) which becomes the measurement surface of the press mold (A) is set.
) is scanned by the laser spot (7a) irradiated from the laser scanner (7), the dimensions of the machined surface (B) can be measured and the error with the design value can be detected by the method described above.
このようにして、加工面（Ｂ）の誤差検出か終了し、こ
の加工誤差データが研磨装置（２０）に送られると、研
磨装置（２０）はこのデータを基に加工面（Ｂ）の仕上
げ加工を行う。そしてこれ以後、上記加工面（Ｂ）の寸
法測定と仕上げ加工とが、交互に、かつ、連続的に数回
繰り返され、加工誤差が無くなった時点で研磨装置（２
０）は自動停止し、プレス型（Ａ）の仕上げ加工は終了
する。In this way, when the error detection of the processed surface (B) is completed and this processing error data is sent to the polishing device (20), the polishing device (20) finishes the processing surface (B) based on this data. Perform processing. After this, the dimension measurement and finishing process of the machined surface (B) are repeated several times alternately and continuously, and when the process error is eliminated, the polishing device (2
0) will automatically stop, and the finishing process of the press die (A) will be completed.
尚、上記実施例は、被加工物かプレス型（Ａ）の場合に
ついて説明したか、本発明は、上記した以外の被加工物
にも対応できるのは無論である。In the above embodiments, the case of the workpiece or the press mold (A) has been explained, but it goes without saying that the present invention can also be applied to workpieces other than those described above.
［発明の効果コ
以上説明した如く 本発明に係る自動仕上げ加工装置は
、加工面上にレーザスポットを照射し、それを、２台の
ＣＣＤカメラで撮像して測定面の寸法測定を行い、この
測定結果を基に研磨装置を制御するものである。[Effects of the Invention] As explained above, the automatic finishing processing apparatus according to the present invention irradiates a laser spot onto a processing surface, images it with two CCD cameras, measures the dimensions of the measurement surface, and measures the dimensions of the measurement surface. The polishing device is controlled based on the measurement results.
従って、本発明に係る自動仕上げ加工装置を用いて、例
えば、機械加工を終えたプレス型の寸法測定及び仕上げ
加工を行えば、両作業を、同一場所で、かつ、全自動で
行え、この種作業の作業能率を大幅に向上できる。Therefore, if the automatic finishing device according to the present invention is used to, for example, measure the dimensions of a press mold that has been machined and perform finishing processing, both operations can be performed in the same place and fully automatically. Work efficiency can be greatly improved.
又、本発明に係る測定部は、被接触の状態で寸法測定を
行えるため、研磨装置による仕上げ加工時に、この作業
と並行して寸法測定を行えるため、非常に高精度な仕上
げ加工を行えるようになる。Furthermore, since the measuring unit according to the present invention can measure dimensions while being in contact, it is possible to measure dimensions in parallel with finishing processing using a polishing device, making it possible to perform finishing processing with extremely high precision. become.
第１図は、本発明に係る自動仕上げ加工装置の全体構成
を示す概略図、第２図は、ＣＣＤカメラにレーザスポッ
トからの光か入射したときの状態を示す斜視図、第３図
は、画素中の最も輝度レヘルの高い箇所を検出する方法
を説明するための斜視図である。
（１）・・・自動仕上げ加工装置、
（５）・・・第１のＣＣＤカメラ、
（６）・・・第２のＣＣＤカメラ、
（７）・・・レーザスキャナ、
（７ａ）・・・レーザスポット、
（８）・・・画像処理装置、
（９）・・・コンピュータ、
（２０）・・・研磨装置、
（Ａ）・・・プレス型、（Ｂ）・・・加工面。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an automatic finishing device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the state when light from a laser spot is incident on a CCD camera, and FIG. FIG. 2 is a perspective view for explaining a method of detecting a location with the highest luminance level in a pixel. (1)... Automatic finishing processing device, (5)... First CCD camera, (6)... Second CCD camera, (7)... Laser scanner, (7a)... Laser spot, (8)... Image processing device, (9)... Computer, (20)... Polishing device, (A)... Press mold, (B)... Machining surface.
Claims (1)
２台以上のＣＣＤカメラと、２台以上のＣＣＤカメラに
よる寸法測定時の測定点となるレーザスポットを、加工
面上に順次照射するためのレーザスキャナと、２台以上
のＣＣＤカメラから得られた画像データを基に、加工面
の実際の寸法を算出する画像処理装置と、画像処理装置
によって得られた加工面の寸法データと、被加工物設計
時に作成された加工面の寸法データとを比較し、加工面
上のどの部分に加工誤差が生じているかを算出するコン
ピュータと、コンピュータからの加工誤差データを基に
、加工面上に仕上げ加工を施す研磨装置とからなること
を特徴とする自動仕上げ加工装置。(1) Two or more CCD cameras that image the machined surface on which you want to measure the dimensions of the workpiece, and a laser spot that serves as the measurement point when measuring dimensions with the two or more CCD cameras, are sequentially irradiated onto the machined surface. an image processing device that calculates the actual dimensions of the machined surface based on the image data obtained from two or more CCD cameras; , a computer that compares the dimension data of the machined surface created at the time of designing the workpiece and calculates which part of the machined surface has machining errors; An automatic finishing device characterized by comprising a polishing device that performs a finishing process on the top.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33574890A JPH04201050A (en) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Automatic finishing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33574890A JPH04201050A (en) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Automatic finishing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04201050A true JPH04201050A (en) | 1992-07-22 |
Family
ID=18292027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33574890A Pending JPH04201050A (en) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Automatic finishing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04201050A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018001288A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | ファナック株式会社 | Life determination device of cutting tool, life determination method, and program |
| JP6366875B1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-08-01 | 三菱電機株式会社 | Information processing apparatus and processing defect identification method |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33574890A patent/JPH04201050A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2018001288A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | ファナック株式会社 | Life determination device of cutting tool, life determination method, and program |
| US10535130B2 (en) | 2016-06-28 | 2020-01-14 | Fanuc Corporation | Life determination device, life determination method, and recording medium for cutting tool |
| JP6366875B1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-08-01 | 三菱電機株式会社 | Information processing apparatus and processing defect identification method |
| WO2018225159A1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-13 | 三菱電機株式会社 | Information processing device and machining defect identification method |
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