(57)【要約】【課題】複数の種類を有するワークの面取り加工の自動化を効率良くかつ有効に実現する。【解決手段】加工データ作成装置（１０）は、第１撮像装置（４５）から出力されるワークＷの画像データと照合して種類を判別するための照合用データを、設計データに基づいて加工データの一部として作成する照合用データ作成手段（１２）と、設計データに基づいて面取り加工の際のワークに対する加工ツール（３２）の相対移動データを、加工データの一部として作成する移動データ作成手段（１３）と、を備える。制御装置（５０）は、第１撮像装置（４５）から出力されるワークＷの画像データを、照合用データと照合して、加工ステージ（６０）上に配置されたワークＷの種類を判別するワーク判別手段（５２）と、判別した種類に対応する相対移動データを加工データから抽出して、相対移動データとワークＷの画像データから求まるワークＷの位置とに基づいてワークＷの面取り加工工程を決定する加工工程決定手段（５３）と、を備える。【選択図】図１
2011173188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の種類のワークの面取り加工用の加工データを、前記ワークの種類毎に、当該ワークの寸法及び面取り加工の加工条件を含む当該ワークの設計データに基づいて作成する加工データ作成装置と、
加工ステージ上に配置された前記ワークの画像を撮像してその画像データを出力する第１撮像装置と、
前記加工ステージ上に配置された前記ワークに面取り加工を施すための加工ツールを有した加工装置と、
前記加工データを用いて前記加工装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記加工データ作成装置は、
前記第１撮像装置から出力される前記ワークの画像データと照合して前記ワークの種類を判別するための照合用データを、前記設計データに基づいて前記加工データの一部として作成する照合用データ作成手段と、
前記面取り加工の際の前記ワークに対する前記加工ツールの相対移動データを、前記設計データに基づいて前記加工データの一部として作成する移動データ作成手段と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１撮像装置から出力される前記ワークの画像データを、前記加工データ作成装置により作成された前記加工データの前記照合用データと照合して、前記加工ステージ上に配置された前記ワークの種類を判別するワーク判別手段と、
前記ワーク判別手段により判別した前記ワークの種類に対応する相対移動データを、前記加工データ作成装置により作成された前記加工データから抽出して、当該相対移動データと前記ワークの画像データから求まる前記ワークの位置とに基づいて、前記ワークの面取り加工工程を決定する加工工程決定手段と、
を備える自動面取り加工装置。
【請求項２】
前記加工データ作成装置は、前記ワークの種類毎の前記設計データ及び前記加工データを記憶する第１記憶手段を備え、
前記制御装置は、前記加工データ作成装置と通信可能に接続されており、前記加工データ作成装置から転送された、前記第１記憶手段に格納された前記加工データを記憶する第２記憶手段を備える、請求項１に記載の自動面取り加工装置。
【請求項３】
所定位置に停止したパレットに載置された前記ワークを保持するための保持ツールを備えた搬送装置と、
前記所定位置に停止した前記パレットに載置された前記ワークの画像を撮像してその画像データを出力する第２撮像装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第２撮像装置から出力される前記ワークの画像データと照合する前記照合用データを前記第２記憶手段に記憶される前記加工データから抽出して、前記パレットに載置された前記ワークの種類を判別する第２ワーク判別手段を備える、
請求項２に記載の自動面取り加工装置。
【請求項４】
前記加工ステージ上に配置された前記ワークの位置を検出する位置検出器を備え、
前記制御装置は、
前記位置検出器により検出された前記ワークの位置に基づいて前記加工工程決定手段により決定された前記加工工程を補正する加工工程補正手段を備える、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動面取り加工装置。
【請求項５】
前記位置検出器は前記加工装置に配置される、請求項４に記載の自動面取り加工装置。
【請求項６】
前記加工データ作成装置及び前記制御装置は一体の装置である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動面取り加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動面取り加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、船舶等の構造物において、鋼板等の構造材を所定形状に切断して成るワーク（カラープレート、ブラケット、リブ等）が多用されている。かかるワークは、その端縁部が直角になっていると、取扱い時に危険が生じるとともに、角が欠けたりして強度の点において問題がある。そこで、ワークの端縁部に面取り加工を施すことが通常行われる。また、湾岸で用いられる構造物の場合には、塩害に対する防蝕のためにワークの塗装が通常行われるが、防蝕塗料の乖離を防止するためにワークの端縁部に丸み加工（Ｒ面取り加工とも呼ばれる）を施すことが要請されている。
【０００３】
従来、ワークの端縁部の面取り加工は、構造物に使用されるワークの数は極めて多いにも関らず、手動式グラインダーや手動式アルカット等を使用した手作業によって行われていた。このため、全てのワークに面取り加工を実施するに際して人力や時間を要し、生産能率の向上が図られず、費用が掛かるという問題があった。また、面取り加工の際に生じる切削片が周囲に飛散するので危険を伴うという問題もあった。
【０００４】
そこで、先行技術として、ワークの端縁部の面取り加工を、手作業ではなく、撮像装置と産業用ロボットとを利用して自動的に行うための装置や方法が幾つか提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、パレットを撮影して得られる画像データに基づいてパレットに載置されるワークの有無及びワーク形状を認識し、どの形状のワークがどのように配置されるかを示したワーク配置のマップを作成することと、この作成したマップに基づいて搬送及び加工の順序を決定することと、が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ワークをカメラで撮像して得られた画像データを画像処理することにより、ワークの外形線データを抽出してワークの外形形状を求めることと、当該ワークの外形形状のデータに基づいて面取り用プログラムを作成して面取り装置に送信し、当該面取り装置が当該面取り用プログラムに基づいて面取り加工を行うことと、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２６１６４２号公報（第８−１２頁、第９図）
【特許文献２】特開平０９−２０１７５７号公報（第６−８頁、第１０図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１、２に記載された発明については、次のような課題があった。
【０００９】
特許文献１に記載された発明では、１又は複数のワークの全体をカメラの視野内に入れて、当該カメラにより撮像された画像データからパターン認識によってワークの種類を判別している。この場合、パターン認識用のワークの画像データを、ワークの種類毎に予めカメラで逐次撮像して登録（インライン教示）しておく必要があるが、特許文献１にはそのインライン教示の具体的な方法について開示がない。仮に面取り加工の現場においてそのようなインライン教示を行うとすれば、当該インライン教示に時間を要し、その時間の分加工ラインを停止する必要がある。また、ワーク毎の形状の差異がカメラの分解能以下である場合には、１対１の正確なパターン認識（ワークの判別）が不可能である。さらに、特許文献１に記載された発明では、基本的に円形／円筒ワークのみを対象としていることもあり、直線と曲線とで構成された複雑な輪郭を有したワークに対して、その輪郭に沿って複合加工施盤のワーク加工部をどのように移動させるかについて具体的な方法が開示されていない。
【００１０】
特許文献２に記載された発明では、ワークは矩形状の板材の隅部が斜めや弧状に切欠された形状を呈しているのが殆どであるという前提の下で、カメラの有効視野に対して幅寸法の大きいワークの場合に、ワークの領域を２以上に分割してカメラで撮像するとともに、カメラの有効視野外の部分を線分で連結することによりワークの外形全体を抽出している。しかし、特許文献２に記載された発明によれば、ワークの幅寸法から単純にワークの領域の分割を行っているので、ワークの形状の複雑度が増すにつれて、ワークの領域の分割数を増やす必要があり、この結果、カメラの撮像とワークの移動とに時間を要することとなる。つまり、特許文献２に記載された発明では、直線と曲線とで構成された複雑な輪郭を有するワークを対象とする場合、当該ワークの形状を正確に把握できず、実現することが困難である。
【００１１】
さらに特許文献１、２のいずれにも、ワークの輪郭の面取りする部分と面取りしない部分とを区別することは記載も示唆もされておらず、まして、ワークの輪郭のうちでも表・裏面各々について面取りの要否を指定することは記載も示唆もされていない。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数の種類を有するワークの面取り加工の自動化を効率良くかつ有効に実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための主たる本発明は、複数の種類のワークの面取り加工用の加工データを、前記ワークの種類毎に、当該ワークの寸法及び面取り加工の加工条件を含む当該ワークの設計データに基づいて作成する加工データ作成装置と、加工ステージ上に配置された前記ワークの画像を撮像してその画像データを出力する第１撮像装置と、前記加工ステージ上に配置された前記ワークに面取り加工を施すための加工ツールを有した加工装置と、前記加工データを用いて前記加工装置を制御する制御装置と、を備え、前記加工データ作成装置は、前記第１撮像装置から出力される前記ワークの画像データと照合して前記ワークの種類を判別するための照合用データを、前記設計データに基づいて前記加工データの一部として作成する照合用データ作成手段と、前記面取り加工の際の前記ワークに対する前記加工ツールの相対移動データを、前記設計データに基づいて前記加工データの一部として作成する移動データ作成手段と、を備え、前記制御装置は、前記第１撮像装置から出力される前記ワークの画像データを、前記加工データ作成装置により作成された前記加工データの前記照合用データと照合して、前記加工ステージ上に配置された前記ワークの種類を判別するワーク判別手段と、前記ワーク判別手段により判別した前記ワークの種類に対応する相対移動データを、前記加工データ作成装置により作成された前記加工データから抽出して、当該相対移動データと前記ワークの画像データから求まる前記ワークの位置とに基づいて、前記ワークの面取り加工工程を決定する加工工程決定手段と、を備えるものである。
【００１４】
この構成によれば、ワークの設計データを流用して面取り加工工程を決定するための加工データ（照合用データ、相対移動データ）を作成するので、照合のために多種多様なワークの画像データを面取り加工の現場で逐次撮像して登録する（インライン教示する）必要がなく、その分の時間と手間とを削減できる。また、この構成によれば、ワークの設計データに基づいて、加工ラインを停止せずに、現場から離れた設計事務所においてオフライン教示で加工データを効率良く作成することができる。さらに、新型のワークに対応する場合にも、当該新型のワークをわざわざ試作して教示する必要がない。従って、ワークの面取り加工の自動化を効率良くかつ有効に実現することができる。
【００１５】
上記の自動面取り加工装置において、前記加工データ作成装置は、前記ワークの種類毎の前記設計データ及び前記加工データを記憶する第１記憶手段を備え、前記制御装置は、前記加工データ作成装置と通信可能に接続されており、前記加工データ作成装置から転送された、前記第１記憶手段に格納された前記加工データを記憶する第２記憶手段を備える、としてもよい。
【００１６】
この構成によれば、面取り加工を行う現場から離れた設計事務所等において予め加工データを作成しておき、当該設計事務所から当該現場へ効率良く加工データを転送することができる。
【００１７】
上記の自動面取り加工装置において、所定位置に停止したパレットに載置された前記ワークを保持するための保持ツールを備えた搬送装置と、前記所定位置に停止した前記パレットに載置された前記ワークの画像を撮像してその画像データを出力する第２撮像装置と、を備え、前記制御装置は、前記第２撮像装置から出力される前記ワークの画像データと照合する前記照合用データを前記第２記憶手段に記憶される前記加工データから抽出して、前記パレットに載置された前記ワークの前記種類を判別する第２ワーク判別手段を備える、としてもよい。
【００１８】
この構成によれば、加工ステージ上の第１撮像装置により撮像された、加工ステージ上に配置されたワークの画像データに基づく照合の前に、所定の搬入位置に停止したパレット上の第２撮像装置により撮像されたパレット上のワークの画像データに基づく照合を実行するので、ワークの種類の判別精度を向上することができる。
【００１９】
上記の自動面取り加工装置において、前記加工ステージ上に配置された前記ワークの位置を検出する位置検出器を備え、前記制御装置は、前記位置検出器により検出された前記ワークの位置に基づいて前記加工工程決定手段により決定された前記加工工程を補正する加工工程補正手段を備える、としてもよい。
【００２０】
この構成によれば、比較的大きなワークであっても、ワークの全体を第１撮像装置により撮像して照合した後、位置検出器によって検出された位置データに基づいて、撮像して得られた画像データの分解能以下の誤差を補正するので、第１撮像装置の視野を分割する必要がない。これにより、ワークの面取り加工の自動化を有効に実現できる。さらに、本発明によれば、実ワークに製作誤差（ＣＡＤデータの誤差）があっても、位置検出器によって検出された実ワークの位置データに基づき加工工程を補正するので、実ワークに適した面取り加工を実現できる。
【００２１】
上記の自動面取り加工装置において、前記位置検出器は前記加工装置に配置される、としてもよい。  
【００２２】
上記の自動面取り加工装置において、前記加工データ作成装置及び前記制御装置は一体の装置である、としてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の種類を有するワークの面取り加工の自動化を効率良くかつ有効に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る自動面取り加工装置の全体構成を示した模式図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係る自動面取り加工装置の全体配置を示した模式図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態におけるワークのＣＡＤデータから加工データが作成されるまでの流れを説明するための図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態における加工データを説明するための図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態における面取り加工工程の全体の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は図５に示すステップに対応した自動面取り加工装置１の状態を説明するための図である。
【図７】図７は図５に示すステップに対応した自動面取り加工装置１の状態を説明するための図である。
【図８】図８は図５に示すステップに対応した自動面取り加工装置１の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
[自動面取り加工装置の構成]
図１、図２を用いて本発明の自動面取り加工装置の構成について説明する。なお、図１は本発明の実施の形態に係る自動面取り加工装置の全体構成を示した模式図であり、図２は本発明の実施の形態に係る自動面取り加工装置の全体配置を示した模式図である。
【００２６】
図１に示す自動面取り加工装置１は、コンベヤ８０上に載置されたパレット２が所定の搬入位置に停止したとき、開始指令をトリガに、搬送装置２０、加工装置３０、画像処理装置４０を連動させて、パレット２に載置されたワークＷに対して面取り加工を自動的に実施するシステムである。なお、対象とするワークＷは、鋼板等の構造材を多種多様な所定形状に切断して成る切断材であり、直線と曲線とで構成された複雑な輪郭を有しかつ複数の種類を有する。ワークＷには、例えば橋梁、船舶等の構造物に配設されるカラープレート、ブラケット、リブ等が該当する。
【００２７】
自動面取り加工装置１は、設計事務所に配置された加工データ作成装置１０と、面取り加工を実施する現場側に配置された搬送装置２０、加工装置３０、画像処理装置４０、及び制御装置５０と、をＨＵＢ７０を介して、相互に通信可能に接続されて構成される。なお、通信プロトコルとして、制御装置５０と搬送装置２０、加工装置３０、及び画像処理装置４０との間ではＣＣリンク等のフィールドバス規格が採用され、加工データ作成装置１０とＨＵＢ７０との間ではＵＤＰ／ＩＰ、ＴＣＰ／ＩＰ等のインターネットプロトコルが採用される。
【００２８】
加工データ作成装置１０は、ＣＰＵ等の演算器と、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶器（いずれも図示せず）と、データベース１１とを備えたコンピュータである。なお、データベース１１は、自動面取り加工装置１の対象とする全種類のワークＷに関し、ワークＷの寸法やワークＷの加工位置並びに材質、加工速度等の設計情報を含むＣＡＤ（Computer Aided Design）データ（本発明における設計データ）が格納される。なお、本実施の形態では、ＣＡＤデータのフォーマットとして一般的なＤＸＦ（Drawing Interchange File）形式が用いられる。ＤＸＦ形式のデータは、ヘッダ部と、線種、レイヤ、スタイル等を定義したテーブル部と、ブロック図形を定義したブロック定義部と、各図形要素を定義した要素定義部と、ファイル終端部等により構成される。
【００２９】
さらに、加工データ作成装置１０は、ワークＷのＣＡＤデータに基づいてワークＷの種類を判別するための照合用データを作成してデータベース１１（本発明における第１記憶手段）にワークＷの識別子と対応づけて格納する照合用データ作成手段１２と、ワークＷのＣＡＤデータから加工装置３０の加工ツール３２の相対移動データを作成してデータベース１１にワークＷの識別子と対応づけて格納する移動データ作成手段１３と、とを有する。なお、相対移動データとは、自動面取り加工の際に、加工ツール３２と加工ステージ６０上のワークＷとの間における相対的な移動データのことを意味している。つまり、ワークＷの位置を固定して加工ツール３２のみを移動させる場合、加工ツール３２の位置を固定してワークＷを載せた加工ステージ６０のみを移動させる場合、若しくは加工ツール３２及びワークＷを載せた加工ステージ６０の双方を移動させる場合を想定している。照合用データ作成手段１２及び移動データ作成手段１３は、記憶器に格納されたプログラムを演算器が実行することにより実現される。また、加工データ作成装置１０により作成された加工データは、画像処理装置４０及び制御装置５０に送信され、それぞれの制御に使用される。
【００３０】
搬送装置２０は、複数のアーム部材を関節を介して連結させた多関節型の産業用ロボットであり、その連結構造体（以下、ロボットアームという）の先端部位にはワークＷを保持（吸着、把持、挟持なども含む）するための保持ツール２２が取り付けられる。なお、保持ツール２２は、例えば吸着マグネット、ロボットハンド等である。搬送装置２０は、コンベヤ８０上のパレット２の所定の搬入位置の付近であって、かつ保持ツール２２の移動範囲内に設置される。搬送装置２０は、ロボットアームの各関節の角度及び角速度を制御することにより、コンベヤ８０上で所定の搬入位置に停止されるパレット２に向けて保持ツール２２を所望の経路に沿って所望の速度で移動させ、パレット２内に載置される複数のワークＷのうちの一つを保持ツール２２により保持して、加工装置３０による面取り加工が実施される加工ステージ６０に搬送して載置する。
【００３１】
加工装置３０は、複数のアーム部材を関節を介して連結させた多関節型の産業用ロボットであり、その連結構造体（以下、ロボットアームという）の先端部位にはワークＷに対して面取り加工を施すための加工ツール３２が取り付けられる。なお、加工ツール３２は、例えばグラインダー、アルカット等である。加工装置３０は、加工ステージ６０の付近であって、かつ保持ツール２２及び加工ツール３２の移動範囲内に設置される。加工装置３０は、ロボットアームの各関節の角度及び角速度を制御することにより、加工ツール３２を所望の経路に沿って所望の速度で加工ステージ６０に移動させ、加工ステージ６０上に載置されるワークＷの端縁部を加工ツール３２により面取り加工を実施する。また、加工装置３０は、ロボットアームの先端部位には精密な加工位置を検出するためにレーザセンサ３４（本発明における位置検出器）が設けられる。レーザセンサ３４としては、例えば２Ｄ又は３Ｄレーザセンサが採用される。
【００３２】
加工ステージ６０の付近であって、かつ保持ツール２２の移動範囲内には、ワーク反転装置６５が設けられる。ワーク反転装置６５は、ワークＷの裏面の端縁部の面取り加工を行う場合に、加工ステージ６０上に載置されたワークＷを反転させるための装置である。
【００３３】
画像処理装置４０は、コンベヤ８０上で所定の搬入位置に停止した状態にあるパレット２上の空間に設置されたＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）カメラ４３（本発明における第２撮像装置）及び照明装置４４を制御して、パレット２上のワークＷを撮像する。また、画像処理装置４０は、加工ステージ６０上の空間に設置されたＣＣＤカメラ（Charge Coupled Device Image Sensor）４５（本発明における第１撮像装置）及び照明装置４６を制御して、加工ステージ６０上に載置されたワークＷを撮像する。
【００３４】
画像処理装置４０は、加工データ作成装置１０から送信された加工データ（照合用データ）をワークＷの識別子と対応づけて格納するデータベース４１と、ＣＣＤカメラ４３、４５において撮像された画像データをデータベース４１に格納された加工データ（照合用データ）と照合することによりワークＷの種類の判別を行うワーク判別手段４２とを有する。なお、ワーク判別手段４２は、パターン認識の結果として、パレット２内又は加工ステージ６０上にあるワークＷの形状、位置（ピッキング位置、ワーク原点）、及び姿勢等を検出して、それらの情報を制御装置５０に送信する。
【００３５】
制御装置５０は、加工データ作成装置１０から転送された加工データ（相対移動データ）をワークＷの識別子と対応づけて格納するデータベース５１（本発明における第２記憶手段）と、画像処理装置４０により検出されたワークＷの形状から対応する加工データ（相対移動データ）をデータベース５１から抽出して、この抽出した加工データ（相対移動データ）と画像処理装置４０により検出されたワークＷの位置とに基づいて面取り加工工程を策定する加工工程決定手段５２とを有する。さらに、制御装置５０は、レーザセンサ３４により検出されたワークＷの位置に基づいて、加工工程決定手段５２により策定された加工工程を補正する加工工程補正手段５３を備える。
[加工データ作成の流れ]
図３、図４を用いて本発明の実施の形態における加工データ作成装置１０による加工データ作成の流れを説明する。なお、図３は本発明の実施の形態におけるワークのＣＡＤデータから加工データが作成されるまでの流れを説明するための図であり、図４は本発明の実施の形態における加工データを説明するための図である。
【００３６】
まず、加工データ作成装置１０は、データベース１１に格納されたワークＷのＣＡＤデータ（ＤＸＦ形式）からワークＷ毎の情報をそれぞれ抽出してワーク単体の画像ファイルを作成する。このワーク単体画像ファイルは、一般的なコンピュータが取扱い可能なデータとなるように、例えばｔｉｆ形式やｂｍｐ形式として保存される。
【００３７】
つぎに、加工データ作成装置１０は、上記のとおり作成したワーク単体画像ファイルから、画像処理装置４０のパターン認識処理に使用される照合用データを作成してデータベース１１に格納する。かかる照合用データは、例えば、ワーク判別時の基準として用いられる照合用画像データと、保持ツール２２によってピッキング（ハンドリング）される位置、加工位置の補正基準として用いられるワーク原点と、を含む。
【００３８】
つぎに、加工データ作成装置１０は、上記のとおり作成したワーク単体画像ファイルから、加工装置３０の加工ツール３２の相対移動データを作成してデータベース１１に格納する。かかる相対移動データは、例えば、加工ツール３２の移動軌跡、距離、方向等であり、ワークＷの表面の端縁部の面取り用と、裏面の端縁部の面取り用と、に分けて作成される。また、相対移動データは、ワークＷの端縁部の直線と曲線との連結状態により、１本のパスとするか２本以上のパスに分割するかについても定義される。
【００３９】
つぎに、加工データ作成装置１０は、上記のとおり作成した照合用データ及び相対移動データを合成して搬送装置２０と加工装置３０との協調動作によるワークＷの面取り加工のための加工データを作成してデータベース１１に格納する。なお、作成された加工データは、画像処理装置４０及び制御装置５０に送信される。加工データは、ワークＷの輪郭を形成する端縁部（線）毎に、１）表面のみ加工、２）裏面のみ加工、３）両面加工、４）加工しない、のいずれかに分類するため、端縁部毎に線種や色等を変えて定義される。例えば、図４に示すあるワークＷの加工データは、１）表面のみ加工をする端縁部として二点鎖線で表された線Ｌ１を指定し、２）裏面のみ加工をする端縁部として点線で表された線Ｌ３を指定し、３）両面加工をする端縁部として一点鎖線で表された線Ｌ４を指定し、４）加工しない端縁部として直線で表された線Ｌ２、Ｌ５を指定している。
[面取り加工工程の流れ]
図６乃至図８を参照しつつ、図５を用いて本発明の実施の形態における面取り加工工程の流れを説明する。なお、図５は、本発明の実施の形態における面取り加工工程の全体の流れを示すフローチャートである。また、図６乃至図８は、図５に示す各ステップに対応した自動面取り加工装置の状態を説明するための図である。
【００４０】
まず、フォークリフト等によりコンベヤ８０上に搬入されたパレット２が搬送されて所定の搬入位置に停止すると、制御装置５０は、搬送装置２０、加工装置３０、及び画像処理装置４０に対して面取り加工工程の開始指令を送信する。
【００４１】
画像処理装置４０は、制御装置５０から受信した開始指令をトリガとして、パレット２上にあるＣＣＤカメラ４３と照明装置４４とを制御して、当該搬入位置に停止されたパレット２上のワークＷを撮像する。そして、画像処理装置４０は、データベース４１に格納される全ての照合用画像データを検索して、ＣＣＤカメラ４３により撮像した画像データと照合する照合用画像データを特定する（パターン認識する）ことにより、パレット２上のワークＷの種類を判別する（ステップＳ５０１）。なお、本ステップでは、パターン認識の精度を向上するために、ワークＷの種類を一意に特定せず、ワークＷの輪郭を形成する端縁部毎の近似度の総計値（スコア値）の高い候補を複数選択する。さらに、画像処理装置４０は、ＣＣＤカメラ４３により撮像した画像データに基づいて保持ツール２２の移動目標位置とするピッキング位置やワークＷの姿勢を検出する。なお、上記のとおり検出されたワークＷの形状、位置及び姿勢を示す情報は、画像処理装置４０から制御装置５０に送信される。
【００４２】
つぎに、搬送装置２０は、制御装置５０の制御下で、画像処理装置４０から受信したピッキング位置に従って、保持ツール２２を当該ピッキング位置に移動させ、パレット２上のワークＷを保持する。さらに、搬送装置２０は、ワークＷを保持した保持ツール２２を加工ステージ６０上の所定位置へと移動させる（ステップＳ５０２）。なお、ワークＷをパレット２から加工ステージ６０に搬送する前に、加工ステージ６０上に載置させるワークＷの向きを予め決めておく。
【００４３】
つぎに、画像処理装置４０は、加工ステージ６０上にあるＣＣＤカメラ４５と照明装置４６とを制御して、加工ステージ６０上に載置されるワークＷを再び撮像する。そして、画像処理装置４０は、ステップＳ５０２により選択されたスコア値の高い複数の候補を検索して、ＣＣＤカメラ４５により撮像した画像データと照合する一つの候補（照合用画像データ）を特定する（パターン認識する）ことにより、加工ステージ６０上のワークＷの種類を特定する（抽出する）。この特定されたワークＷの種類を示す識別子が、画像処理装置４０から制御装置５０に送信される。
【００４４】
さらに、画像処理装置４０は、ＣＣＤカメラ４５により撮像された画像データを、特定されたワークＷの加工データと比較することにより、ワークＷの位置ズレや回転角を計測する（ステップＳ５０３）。これらの計測された情報は、画像処理装置４０から制御装置５０に送信される。制御装置５０は、画像処理装置４０から受信した計測された情報に基づいて、データベース５１に格納された加工データの内容を補正する。
【００４５】
つぎに、加工装置３０は、制御装置５０の制御下で、自身のロボットアームの先端部位に設けられたレーザセンサ３４により加工ステージ６０上のワークＷの高さを計測する（ステップＳ５０４）。これらの計測された情報により、面取り加工の際の加工ツール３２の進入位置並びに高さが決定される（ステップＳ５０４）。なお、これらの計測されたワークＷの高さを示す情報が、加工装置３０から制御装置５０に送信される。
【００４６】
つぎに、制御装置５０は、画像処理装置４０により特定されたワークＷの識別子と、画像処理装置４０（特に、ＣＣＤカメラ４５）により計測されたワークＷの位置ズレと、加工装置３０（特に、レーザセンサ３４）により計測されたワークＷの高さと、に基づいて、データベース５１に格納された当該特定されたワークＷの加工データ、ひいては加工工程の補正を行う（ステップＳ５０５）。
【００４７】
つぎに、加工装置３０は、制御装置５０の制御下で、補正後のワークＷの加工工程に基づき、加工ステージ６０上のワークＷの表面の端縁部のうち、表面のみ加工又は両面加工の対象となる端縁部について面取り加工を実施する（ステップＳ５０６）。よって、本ステップでは、裏面のみ加工又は加工なしの端縁部については面取り加工がスキップされる。
【００４８】
つぎに、搬送装置２０は、制御装置５０の制御下で、加工ステージ６０上のワークＷを保持ツール２２により保持してワーク反転装置６５に搬送し、当該ワーク反転装置６５により表面から裏面に反転させたワークＷを保持ツール２２により再び保持して、加工ステージ６０へと搬送する（ステップＳ５０７）。
【００４９】
つぎに、加工装置３０は、制御装置５０の制御下で、補正後のワークＷの加工工程に基づき、加工ステージ６０上のワークＷの裏面の端縁部のうち、裏面のみ加工又は両面加工の対象となる端縁部について面取り加工を実施する（ステップＳ５０８）。この結果、加工ステージ６０上のワークＷの表面及び裏面の全ての端縁部に対する面取り加工が完了する。
【００５０】
つぎに、搬送装置２０は、制御装置５０の制御下で、加工ステージ６０上のワークＷを保持ツール２２により保持してパレット２に搬送する（ステップＳ５０９）。
[変形例]
ＤＸＦ形式のＣＡＤデータに限定されずに、ワークＷの寸法や加工条件を含むワークＷの設計データであればよい。
【００５１】
パターン認識の方法の他に、ワークＷに貼付されたワーク識別用コード（バーコード等）をＣＣＤカメラやバーコードリーダ等を用いて読み取ることでワークＷの種類を判別してもよい。これにより、パターン認識のために全てのワークＷの画像データを予めデータベースに格納せずに済む。
レーザセンサ３４による計測は、ワークＷの高さに限らず、ワークＷの高さ及び／又は形状を計測するとしてもよい。
【００５２】
加工データ作成装置１０からＨＵＢ７０を介して画像処理装置４０及び制御装置５０に加工データを転送し、かつ、画像処理装置４０及び制御装置５０は加工データ作成装置１０から転送された加工データをそれぞれデータベース４１、５１に格納しているが、これに限定されない。例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク媒体やＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の携帯型記憶媒体に加工データを保存しておき、画像処理装置４０及び制御装置５０がこれらの媒体を装着して加工データをアクセス（読み出し/上書き等）してもよい。あるいは、加工データ作成装置１０はＮＡＳ（Network Attached Storage）サーバであって、画像処理装置４０及び制御装置５０が加工データ作成装置１０のデータベース１１に格納された加工データのアクセス権を共有してもよい。この場合、画像処理装置４０及び制御装置５０それぞれにデータベース４１、５１を設けなくても良く、システム構成を簡略化できる。
【００５３】
画像処理装置４０と制御装置５０とが一体の装置であってもよいし、加工データ作成装置１０、画像処理装置４０、及び制御装置５０が一体の装置であってもよい。この構成により、各装置間で加工データを転送する必要がなくなり、また、各装置のデータベースを一のデータベースに統合化してデータ管理の一元化が可能となる。
[効果]
ワークＷのＣＡＤデータを流用して面取り加工工程を決定するための加工データ（照合用データ、相対移動データ）を作成するので、パターン認識のために多種多様なワークＷの画像データを面取り加工の現場で逐次撮像して登録する（インライン教示する）必要がなく、その分の時間と手間とを削減できる。
【００５４】
また、ワークＷのＣＡＤデータに基づいて、加工ラインを停止せずに、現場から離れた事務所においてオフライン教示で加工データを効率良く作成しておくことができる。さらに、新型のワークに対応する場合には、当該新型のワークをわざわざ試作して教示する必要もない。従って、ワークＷの面取り加工の自動化を効率良くかつ有効に実現することができる。
【００５５】
さらに、比較的大きなワークＷであっても、ワークＷの全体をＣＣＤカメラ４３、４５により撮像してパターン認識した後、レーザセンサ３４によって検出された位置データに基づいてＣＣＤカメラ４３、４５の分解能以下の誤差を補正するので、ＣＣＤカメラ４３、４５の視野を分割する必要がない。これにより、ワークの面取り加工の自動化を有効に実現できる。
【００５６】
さらに、実ワークＷに製作誤差（ＣＡＤデータの誤差）があっても、レーザセンサ３４によって検出されたワークＷの位置データに基づき加工データを補正するので、実ワークＷに適した面取り加工を実現できる。
【００５７】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、特に橋梁、船舶等の構造物において、鋼板等の構造材を所定形状に切断して成るワークの面取り加工の自動化にとって有益である。
【符号の説明】
【００５９】
１  自動面取り加工装置
１０  加工データ作成装置
１１  データベース
１２  照合用データ作成手段
１３  移動データ作成手段
２  パレット
２０  搬送装置
２２  保持ツール
３０  加工装置
３２  加工ツール
３４  レーザセンサ
４０  画像処理装置
４１  データベース
４２  ワーク判別手段
５０  制御装置
５１  データベース
５２  加工工程決定手段
５３  加工工程補正手段
４３、４５  ＣＣＤカメラ
４４、４６  照明装置
６０  加工ステージ
６５  ワーク反転装置
７０  ＨＵＢ
８０  コンベヤ
【図１】
2011173188.tif 000003
【図２】
2011173188.tif 000004
【図３】
2011173188.tif 000005
【図４】
2011173188.tif 000006
【図５】
2011173188.tif 000007
【図６】
2011173188.tif 000008
【図７】
2011173188.tif 000009
【図８】
2011173188.tif 000010