(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準ワークを載置台に載置し、
前記基準ワークの姿勢がワーク基準姿勢となるように、前記基準ワークの姿勢を前記載置台上で調整し、
前記載置台を撮影するカメラの視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションに前記カメラを設定し、
前記目標コンフィギュレーションに設定された前記カメラによって撮影された、姿勢が調整された前記基準ワークを表示する基準画像を取得し、
前記基準画像において前記基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線を設定し、
前記複数のワーク基準線がそれぞれ位置する前記基準画像内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリに記憶し、
前記基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークを、前記基準ワークを取り外した前記載置台と、前記載置台と入れ替えて配置された、前記載置台と異なる追加載置台とのうちの一方の台の上に載置し、
前記目標コンフィギュレーションに設定された前記カメラによって撮影された、前記ワークを表示する計測画像を取得し、
プロセッサによって、前記複数のワーク基準線を前記計測画像に重畳した計測合成画像を、前記複数のワーク基準線が前記計測合成画像において前記複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、
前記計測合成画像において前記ワークが占める第２画像領域の境界と、前記複数のワーク基準線とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、前記一方の台の上において前記ワークの姿勢を調整する、
加工装置のためのワークの据え付け方法。
【請求項２】
前記載置台及び前記追加載置台は、前記加工装置によって前記ワークが加工される加工位置、及び、前記加工位置から離間した段取位置に移動可能であり、
前記カメラは、前記段取位置に移動した前記一方の台の上に載置された前記基準ワーク及び前記ワークのいずれかを撮影し、
前記ワークの姿勢は、前記段取位置に移動した、前記載置台または前記追加載置台上で調整される、
請求項１に記載のワークの据え付け方法。
【請求項３】
前記ワーク基準姿勢となるように姿勢が調整された前記基準ワークが載置された前記載置台が前記加工位置に移動したとき、前記基準ワークの前記形状の複数の特徴点である複数の基準特徴点の全ての位置は、予め定められた許容範囲内に存在する、
請求項２に記載のワークの据え付け方法。
【請求項４】
姿勢が調整された前記ワークが載置された前記一方の台を前記加工位置に移動し、
前記複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、前記ワークの前記実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の加工基準点の位置を前記加工装置の位置計測センサによって測定し、
前記加工装置によって、前記複数の加工基準点の位置が、それぞれ、前記許容範囲内に存在するかを判定する、
ことをさらに含む、請求項３に記載のワークの据え付け方法。
【請求項５】
前記複数の加工基準点の全ての位置が前記許容範囲内に存在すると判定したとき、前記加工装置によって加工許可とする判定結果を出力して前記ワークを加工し、
前記複数の加工基準点のうちの少なくとも１つの位置が前記許容範囲内に存在しないと判定したとき、加工不許可とする判定結果を出力し、前記加工位置に移動した、前記ワークが載置された前記一方の台を前記段取位置に移動する、
ことをさらに含む、請求項４に記載のワークの据え付け方法。
【請求項６】
前記基準ワークの姿勢及び前記ワークの姿勢は、前記加工装置が加工プログラムを実行するために設定する座標系の座標軸周りの回転角、または、前記載置台の旋回中心軸によって規定される、
請求項１から５のいずれかに記載のワークの据え付け方法。
【請求項７】
前記ワーク基準線は、前記プロセッサによる画像処理によって求められた、前記第１画像領域の境界のエッジである、
請求項１から６のいずれかに記載のワークの据え付け方法。
【請求項８】
前記ワーク基準線は直線または円である、
請求項１から６のいずれかに記載のワークの据え付け方法。
【請求項９】
前記基準画像の背景において静止物体が占める第３画像領域の境界に複数のカメラ設定基準線を設定することをさらに含み、
前記複数のカメラ設定基準線がそれぞれ位置する前記基準画像内の複数の位置が、複数のカメラ設定基準線位置として前記メモリにさらに記憶され、
前記プロセッサによって、前記複数のカメラ設定基準線を前記計測画像に重畳した前記計測合成画像が、前記複数のカメラ設定基準線が前記計測合成画像において前記複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成され、
前記計測合成画像において前記静止物体が占める第４画像領域の境界が前記複数のカメラ設定基準線と重なるように、前記カメラの前記視点位置及び前記視線方向が調整されることによって、前記目標コンフィギュレーションに前記カメラが設定される、
請求項１から８のいずれかに記載のワークの据え付け方法。
【請求項１０】
前記載置台を撮影する第１追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、前記基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに前記基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに前記第１追加カメラを設定し、
前記載置台を撮影する第２追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、前記基準視点位置及び前記第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、前記基準視線方向及び前記第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに前記第２追加カメラを設定し、
前記第１追加目標コンフィギュレーションに設定された前記第１追加カメラによって撮影された、姿勢が調整された前記基準ワークを表示する第１追加基準画像を取得し、
前記第２追加目標コンフィギュレーションに設定された前記第２追加カメラによって撮影された、姿勢が調整された前記基準ワークを表示する第２追加基準画像を取得し、
前記第１追加基準画像において前記基準ワークが占める第５画像領域の境界に複数の第１追加ワーク基準線を設定し、
前記第２追加基準画像において前記基準ワークが占める第６画像領域の境界に複数の第２追加ワーク基準線を設定し、
前記複数の第１追加ワーク基準線がそれぞれ位置する前記第１追加基準画像内の複数の位置を、複数の第１追加ワーク基準線位置として前記メモリに記憶し、
前記複数の第２追加ワーク基準線がそれぞれ位置する前記第２追加基準画像内の複数の位置を、複数の第２追加ワーク基準線位置として前記メモリに記憶し、
前記第１追加目標コンフィギュレーションに設定された前記第１追加カメラによって撮影された、前記ワークを表示する第１追加計測画像を取得し、
前記第２追加目標コンフィギュレーションに設定された前記第２追加カメラによって撮影された、前記ワークを表示する第２追加計測画像を取得し、
前記プロセッサによって、前記複数の第１追加ワーク基準線を前記第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像を、前記複数の第１追加ワーク基準線が前記第１追加計測合成画像において前記複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、
前記プロセッサによって、前記複数の第２追加ワーク基準線を前記第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像を、前記複数の第２追加ワーク基準線が前記第２追加計測合成画像において前記複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、
前記第１追加計測合成画像において前記ワークが占める第７画像領域の境界と、前記複数の第１追加ワーク基準線とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、前記一方の台上において前記ワークの姿勢を調整し、
前記第２追加計測合成画像において前記ワークが占める第８画像領域の境界と、前記複数の第２追加ワーク基準線とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、前記一方の台上において前記ワークの姿勢を調整する、
ことをさらに含む、請求項１から９に記載のワークの据え付け方法。
【請求項１１】
前記計測画像と前記複数のワーク基準線とを入力とし、前記判定結果、前記複数の加工基準点がそれぞれ前記許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、前記複数の加工基準点とそれぞれの前記許容範囲の中心値とのずれ量の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用い、前記目標コンフィギュレーションに設定された前記カメラによって撮影された、前記基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークを表示する第３追加計測画像から、前記第１追加ワークが載置された前記一方の台が前記加工位置に移動されたときに、前記複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、前記第１追加ワークの前記実質的に同じ形状の複数の特徴点である、前記複数の第１追加加工基準点の全ての位置が前記許容範囲内に存在するか否かを判定する、ことをさらに含む、
請求項５に記載のワークの据え付け方法。
【請求項１２】
前記計測画像から検出されるエッジ、前記複数のワーク基準線位置の画像中心からのずれ量、前記カメラのレンズの焦点距離、前記カメラの歪曲収差パラメータの少なくとも１つをさらに入力とする前記教師データを用いて前記機械学習モデルが学習される、
請求項１１に記載のワークの据え付け方法。
【請求項１３】
前記基準ワークを取り外した前記載置台と、前記載置台と入れ替えて配置された前記追加載置台のうちの他方の台に前記基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第２追加ワークを載置し、
前記目標コンフィギュレーションに設定された前記カメラによって撮影された、前記第２追加ワークを表示する第４追加計測画像を取得し、
前記プロセッサによって、前記複数のワーク基準線を前記第４追加計測画像に重畳した第４追加計測合成画像を、前記複数のワーク基準線が前記第４追加計測合成画像において前記複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、
前記第４追加計測合成画像において前記第２追加ワークが占める第９画像領域の境界と、前記複数のワーク基準線とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、前記他方の台上において前記第２追加ワークの姿勢を調整する、
請求項１から１２のいずれかに記載のワークの据え付け方法。
【請求項１４】
基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークの姿勢と前記基準ワークの姿勢とを調整するために、前記基準ワークまたは前記ワークを択一的に載置するよう構成された載置台と、
前記載置台上の前記基準ワーク及び前記ワークを撮影するように構成されたカメラと、
前記カメラで撮影された、前記基準ワークの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された前記基準ワークを表示する基準画像において前記基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線を設定するための入力装置と、
前記複数のワーク基準線がそれぞれ位置する前記基準画像内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置として記憶するように構成されたメモリと、
前記載置台上で前記ワークの姿勢が調整される際に前記カメラで撮影された前記ワークを表示する計測画像に前記複数のワーク基準線を重畳した計測合成画像を、前記複数のワーク基準線が前記計測合成画像において前記複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成されたプロセッサと、
前記計測画像が撮影される際に前記計測合成画像を表示するように構成されたディスプレイと、
を備える、
ワーク据え付け支援システム。
【請求項１５】
カメラの視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された、載置台上の基準ワークを表示する基準画像を取得し、
前記基準画像において前記基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線を設定し、
前記複数のワーク基準線がそれぞれ位置する前記基準画像内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリに記憶させ、
前記目標コンフィギュレーションに設定された前記カメラによって撮影された、前記基準ワークを取り外した前記載置台と、前記載置台と入れ替えて配置された、前記載置台と異なる追加載置台のうちの一方の台の上に載置された、前記基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークを表示する計測画像を取得し、
前記複数のワーク基準線を前記計測画像に重畳した計測合成画像を、前記複数のワーク基準線が前記計測合成画像において前記複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、
前記計測合成画像をディスプレイに表示させる、
処理をプロセッサに実行させるワーク据え付け支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置のためのワークの据え付け方法、ワーク据え付け支援システム、及び、ワーク据え付け支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
数値制御工作機械で工作物を加工する場合、工作物は、加工プログラムで想定した位置と姿勢に置く必要がある。そのため、加工前に、工作物をテーブル上に載置し、その位置と姿勢を調整する据え付け作業を行う。特許文献１は、テーブル上に設置した工作物を視覚装置にて撮像し、その画像に基づいて工作物名を割り出すとともに、画像データから工作物のテーブル上の粗位置を算出する方法を開示している。さらに、特許文献１では、計測用接触プローブを主軸に装着し、工作物の精位置と工作物の特徴点の精位置を当該粗位置から自動探索して求め、工作物の特徴点同士を結ぶ直線に基づいて工作物のおおよその姿勢を求め、加工プログラムの基準座標系とテーブル上の工作物の座標系とが一致するように補正を行う方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２０１１１８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法を、表面に凹凸のある鋳物などの工作物に適用しようとした場合、凹凸のある表面から測定された特徴点同士を結ぶ直線から推定される工作物の姿勢と実際の工作物の姿勢との間の姿勢ずれによって、工作物の一部において削り代以上の取り付け誤差が生じてしまう恐れがある。さらに、工作物が大型である場合は、推定される工作物の姿勢と実際の工作物との間の姿勢ズレが大きくなるため、削り代以上の取り付け誤差が生じる可能性が高くなる。このため、特許文献１に記載の方法では不十分で、同一の加工を要する工作物を複数加工する場合には、工作物ごとに計測用接触プローブにより工作物の姿勢を求めて補正を行うとともに、工作物ごとに上記姿勢ズレがないかを確認し、必要に応じて再度計測用接触プローブにより工作物の姿勢を求めたり、補正量を調整したりしなければならない。このため、より効率的な工作物の姿勢の調整方法が求められている。【０００５】
本願に開示される技術の課題は、複数の工作物の姿勢を効率的に調整できる加工装置のためのワークの据え付け方法、ワーク据え付け支援システム、及び、ワーク据え付け支援プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１態様に係る加工装置のためのワークの据え付け方法は、基準ワークを載置台に載置し、基準ワークの姿勢がワーク基準姿勢となるように、基準ワークの姿勢を載置台上で調整し、載置台を撮影するカメラの視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションにカメラを設定し、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークを表示する基準画像を取得し、基準画像において基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線を設定し、複数のワーク基準線がそれぞれ位置する基準画像内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリに記憶し、基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークを、基準ワークを取り外した載置台と、載置台と入れ替えて配置された、載置台と異なる追加載置台のうちの一方の台の上に載置し、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、ワークを表示する計測画像を取得し、プロセッサによって、複数のワーク基準線を計測画像に重畳した計測合成画像を、複数のワーク基準線が計測合成画像において複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、計測合成画像においてワークが占める第２画像領域の境界と、複数のワーク基準線とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、一方の台の上においてワークの姿勢を調整する。【０００７】
本開示の第２態様によれば、第１態様によるワークの据え付け方法では、載置台及び追加載置台は、加工装置によってワークが加工される加工位置、及び、加工位置から離間した段取位置に移動可能である。カメラは、段取位置に移動した一方の台の上に載置された基準ワーク及びワークのいずれかを撮影する。ワークの姿勢は、段取位置に移動した、載置台または追加載置台上で調整される。【０００８】
本開示の第３態様によれば、第２態様によるワークの据え付け方法では、ワーク基準姿勢となるように姿勢が調整された基準ワークが載置された載置台が加工位置に移動したとき、基準ワークの形状の複数の特徴点である複数の基準特徴点の全ての位置は予め定められた許容範囲内に存在する。【０００９】
本開示の第４態様によれば、第３態様によるワークの据え付け方法は、姿勢が調整されたワークが載置された一方の台を加工位置に移動し、複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、ワークの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の加工基準点の位置を加工装置の位置計測センサによって測定し、加工装置によって、複数の加工基準点の位置が、それぞれ、許容範囲内に存在するかを判定する、ことをさらに含む。【００１０】
本開示の第５態様によれば、第４態様によるワークの据え付け方法は、複数の加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在すると判定したとき、加工装置によって加工許可とする判定結果を出力してワークを加工し、複数の加工基準点のうちの少なくとも１つの位置が許容範囲内に存在しないと判定したとき、加工不許可とする判定結果を出力し、加工位置に移動した、ワークが載置された一方の台を段取位置に移動する、ことをさらに含む。【００１１】
本開示の第６態様によれば、第１態様から第５態様のいずれかによるワークの据え付け方法では、基準ワークの姿勢及びワークの姿勢は、加工装置が加工プログラムを実行するために設定する座標系の座標軸周りの回転角、または、載置台の旋回中心軸によって規定される。【００１２】
本開示の第７態様によれば、第１態様から第６態様のいずれかによるワークの据え付け方法では、ワーク基準線は、プロセッサによる画像処理によって求められた、第１画像領域の境界のエッジである。【００１３】
本開示の第８態様によれば、第１態様から第７態様のいずれかによるワークの据え付け方法では、ワーク基準線は直線または円である。【００１４】
本開示の第９態様によれば、第１態様から第８態様のいずれかによるワークの据え付け方法は、基準画像の背景において静止物体が占める第３画像領域の境界に複数のカメラ設定基準線を設定することをさらに含む。当該ワークの据え付け方法では、複数のカメラ設定基準線がそれぞれ位置する基準画像内の複数の位置が、複数のカメラ設定基準線位置としてメモリにさらに記憶され、プロセッサによって、複数のカメラ設定基準線を計測画像に重畳した計測合成画像が、複数のカメラ設定基準線が計測合成画像において複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成される。計測合成画像において静止物体が占める第４画像領域の境界が複数のカメラ設定基準線と重なるように、カメラの視点位置及び視線方向が調整されることによって、目標コンフィギュレーションにカメラが設定される。【００１５】
本開示の第１０態様によれば、第９態様によるワークの据え付け方法では、カメラ設定基準線は、プロセッサによる画像処理によって求められた、第３画像領域の境界のエッジである。本開示の第１１態様によれば、第９態様または第１０態様によるワークの据え付け方法では、カメラ設定基準線は直線である。【００１６】
本開示の第１２態様によれば、第１態様から第１１態様のいずれかによるワークの据え付け方法は、載置台を撮影する第１追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラを設定し、載置台を撮影する第２追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、基準視線方向及び第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラを設定し、第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークを表示する第１追加基準画像を取得し、第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークを表示する第２追加基準画像を取得し、第１追加基準画像において基準ワークが占める第５画像領域の境界に複数の第１追加ワーク基準線を設定し、第２追加基準画像において基準ワークが占める第６画像領域の境界に複数の第２追加ワーク基準線を設定し、複数の第１追加ワーク基準線がそれぞれ位置する第１追加基準画像内の複数の位置を、複数の第１追加ワーク基準線位置としてメモリに記憶し、複数の第２追加ワーク基準線がそれぞれ位置する第２追加基準画像内の複数の位置を、複数の第２追加ワーク基準線位置としてメモリに記憶し、第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラによって撮影された、ワークを表示する第１追加計測画像を取得し、第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラによって撮影された、ワークを表示する第２追加計測画像を取得し、プロセッサによって、複数の第１追加ワーク基準線を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像を、複数の第１追加ワーク基準線が第１追加計測合成画像において複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、プロセッサによって、複数の第２追加ワーク基準線を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像を、複数の第２追加ワーク基準線が第２追加計測合成画像において複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、第１追加計測合成画像においてワークが占める第７画像領域の境界と、複数の第１追加ワーク基準線とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、一方の台上においてワークの姿勢を調整し、第２追加計測合成画像においてワークが占める第８画像領域の境界と、複数の第２追加ワーク基準線とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、一方の台上においてワークの姿勢を調整する、ことをさらに含む。本開示の第１３態様によれば、第１２態様によるワークの据え付け方法では、基準視線方向、第１追加基準視線方向、及び、第２追加基準視線方向のうちの２つの視線方向が互いに実質的に垂直であって、２つの視線方向の両方に対して平行な平面と２つの視線方向以外の残りの視線方向との成す角は、４５度よりも大きい。【００１７】
本開示の第１４態様によれば、第５態様によるワークの据え付け方法は、計測画像と複数のワーク基準線とを入力とし、判定結果、複数の加工基準点がそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、複数の加工基準点とそれぞれの許容範囲の中心値とのずれ量の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用い、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークを表示する第３追加計測画像から、第１追加ワークが載置された一方の台が加工位置に移動されたときに、複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、第１追加ワークの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定する、ことをさらに含む。本開示の第１５態様によれば、第１４態様によるワークの据え付け方法では、計測画像から検出されるエッジ、複数のワーク基準線位置の画像中心からのずれ量、カメラのレンズの焦点距離、カメラの歪曲収差パラメータの少なくとも１つをさらに入力とする教師データを用いて機械学習モデルが学習される。【００１８】
本開示の第１６態様によれば、第１態様から第１５態様のいずれかによるワークの据え付け方法は、基準ワークを取り外した載置台と、載置台と入れ替えて配置された追加載置台のうちの他方の台に基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第２追加ワークを載置し、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、第２追加ワークを表示する第４追加計測画像を取得し、プロセッサによって、複数のワーク基準線を第４追加計測画像に重畳した第４追加計測合成画像を、複数のワーク基準線が第４追加計測合成画像において複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、第４追加計測合成画像において第２追加ワークが占める第９画像領域の境界と、複数のワーク基準線とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、他方の台上において第２追加ワークの姿勢を調整する。【００１９】
本開示の第１７態様に係るワーク据え付け支援システムは、載置台と、カメラと、入力装置と、メモリと、プロセッサと、ディスプレイと、を備える。載置台は、基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークの姿勢と基準ワークの姿勢とを調整するために、基準ワークまたはワークを択一的に載置するよう構成される。カメラは、載置台上の基準ワーク及びワークを撮影するように構成される。入力装置を介して、カメラで撮影された、基準ワークの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された基準ワークを表示する基準画像において基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線が設定される。メモリは、複数のワーク基準線がそれぞれ位置する基準画像内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置として記憶するように構成される。プロセッサは、載置台上でワークの姿勢が調整される際にカメラで撮影されたワークを表示する計測画像に複数のワーク基準線を重畳した計測合成画像を、複数のワーク基準線が計測合成画像において複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。ディスプレイは、計測画像が撮影される際に計測合成画像を表示するように構成される。【００２０】
本開示の第１８態様によれば、第１７態様によるワーク据え付け支援システムは、基準画像を撮影する際に、カメラの視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションにカメラが設定され、計測画像を撮影する際に、目標コンフィギュレーションにカメラが設定されるように構成される。【００２１】
本開示の第１９態様によれば、第１８態様によるワーク据え付け支援システムは、加工装置と、追加載置台とをさらに備える。加工装置は、ワークを加工するように構成される。追加載置台は、基準ワークまたはワークを択一的に載置するよう構成される。載置台及び追加載置台は、加工装置によってワークが加工される加工位置、及び、加工位置から離間した段取位置に移動可能である。カメラは、段取位置に移動した、載置台と追加載置台とのうちの一方の台を撮影する。基準ワークの姿勢は、段取位置に移動した載置台上で調整される。ワークの姿勢は、段取位置に移動した、載置台または追加載置台上で調整される。【００２２】
本開示の第２０態様によれば、第１９態様によるワーク据え付け支援システムでは、加工装置が、ワーク基準姿勢となるように姿勢が調整された基準ワークが載置された載置台が加工位置に移動したとき、基準ワークの形状の複数の特徴点である複数の基準特徴点の位置を計測するように構成された位置計測センサと、複数の基準特徴点の全ての位置が予め定められた許容範囲内に存在するかどうかを判定するように構成された電子回路とを含む。【００２３】
本開示の第２１態様によれば、第２０態様によるワーク据え付け支援システムでは、姿勢が調整されたワークが載置された一方の台が加工位置に移動したとき、位置計測センサが、複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、ワークの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の加工基準点の位置を測定するように構成され、電子回路が、複数の加工基準点の位置が、それぞれ、許容範囲内に存在するかを判定するように構成されている。【００２４】
本開示の第２２態様によれば、第２１態様によるワーク据え付け支援システムでは、電子回路が、複数の加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在すると判定したとき、加工許可とする判定結果を出力して、加工装置にワークを加工させるように構成される。電子回路が、複数の加工基準点のうちの少なくとも１つの位置が許容範囲内に存在しないと判定したとき、加工不許可とする判定結果を出力して、加工装置に移動したワークが載置された一方の台を段取位置に移動させるように構成される。【００２５】
本開示の第２３態様によれば、第１８態様から第２２態様のいずれかによるワーク据え付け支援システムは、基準ワークの姿勢及びワークの姿勢が、加工装置が加工プログラムを実行するために設定する座標系の座標軸周りの回転角、または、載置台の旋回中心軸によって規定されるように構成される。【００２６】
本開示の第２４態様によれば、第１８態様から第２３態様のいずれかによるワーク据え付け支援システムは、ワーク基準線は、プロセッサによる画像処理によって求められた、第１画像領域の境界のエッジであるように構成される。本開示の第２５態様によれば、第１８態様から第２４態様のいずれかによるワーク据え付け支援システムは、ワーク基準線は直線または円であるように構成される。【００２７】
本開示の第２６態様によれば、第１８態様から第２４態様のいずれかによるワーク据え付け支援システムは、基準画像の背景において静止物体が占める第３画像領域の境界に複数のカメラ設定基準線が入力装置を介して設定されるように構成される。メモリは、複数のカメラ設定基準線がそれぞれ位置する基準画像内の複数の位置を、複数のカメラ設定基準線位置としてさらに記憶するように構成される。プロセッサは、複数のカメラ設定基準線を計測画像に重畳した計測合成画像を、複数のカメラ設定基準線が計測合成画像において複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。計測合成画像において静止物体が占める第４画像領域の境界が複数のカメラ設定基準線と重なる。【００２８】
本開示の第２７態様によれば、第２６態様によるワーク据え付け支援システムは、カメラ設定基準線が、プロセッサによる画像処理によって求められた、第３画像領域の境界のエッジであるように構成される。本開示の第２８態様によれば、第２６態様または第２７態様によるワーク据え付け支援システムは、カメラ設定基準線は直線であるように構成される。【００２９】
本開示の第２９態様によれば、第１８態様から第２８態様のいずれかによるワーク据え付け支援システムは、第１追加カメラと、第２追加カメラとをさらに備える。第１追加カメラは、載置台上の基準ワーク及びワークを撮影するように構成される。第２追加カメラは、載置台上の基準ワーク及びワークを撮影するように構成される。第１追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに、第１追加カメラが設定される。第２追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、基準視線方向及び第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに、第２追加カメラが設定される。第１追加カメラによって撮影された、基準ワークの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された基準ワークを表示する第１追加基準画像において基準ワークが占める第５画像領域の境界に、複数の第１追加ワーク基準線が入力装置を介して設定される。第２追加カメラによって撮影された、基準ワークの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された基準ワークを表示する第２追加基準画像において基準ワークが占める第６画像領域の境界に、複数の第２追加ワーク基準線が入力装置を介して設定される。メモリは、複数の第１追加ワーク基準線がそれぞれ位置する第１追加基準画像内の複数の位置を、複数の第１追加ワーク基準線位置として記憶するように構成される。メモリは、複数の第２追加ワーク基準線がそれぞれ位置する第２追加基準画像内の複数の位置を、複数の第２追加ワーク基準線位置として記憶するように構成される。プロセッサは、第１追加カメラによって撮影された、ワークを表示する第１追加計測画像に複数の第１追加ワーク基準線を重畳した第１追加計測合成画像を、複数の第１追加ワーク基準線が第１追加計測合成画像において複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。プロセッサは、第２追加カメラによって撮影された、ワークを表示する第２追加計測画像に複数の第２追加ワーク基準線を重畳した第２追加計測合成画像を、複数の第２追加ワーク基準線が第２追加計測合成画像において複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。ディスプレイは、第１追加計測画像が撮影される際に第１追加計測合成画像を表示するように構成され、第２追加計測画像が撮影される際に第２追加計測合成画像を表示するように構成される。本開示の第３０態様によれば、第２９態様によるワーク据え付け支援システムは、基準視線方向、第１追加基準視線方向、及び、第２追加基準視線方向のうちの２つの視線方向が互いに実質的に垂直であって、２つの視線方向の両方に対して平行な平面と２つの視線方向以外の残りの視線方向との成す角は、４５度よりも大きいように構成される。【００３０】
本開示の第３１態様によれば、第２２態様によるワーク据え付け支援システムでは、プロセッサが、計測画像と複数のワーク基準線とを入力とし、判定結果、複数の加工基準点がそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、複数の加工基準点とそれぞれの許容範囲の中心値とのずれ量の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用い、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークを表示する第３追加計測画像から、第１追加ワークが載置された一方の台が加工位置に移動されたときに、複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、第１追加ワークの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定するように構成される。本開示の第３２態様によれば、第３１態様によるワーク据え付け支援システムは、計測画像から検出されるエッジ、複数のワーク基準線位置の画像中心からのずれ量、カメラのレンズの焦点距離、カメラの歪曲収差パラメータの少なくとも１つをさらに入力とする教師データを用いて機械学習モデルが学習されるように構成される。【００３１】
本開示の第３３態様に係るワーク据え付け支援プログラムは、カメラの視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された、載置台上の基準ワークを表示する基準画像を取得し、基準画像において基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線を設定し、複数のワーク基準線がそれぞれ位置する基準画像内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリに記憶させ、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、基準ワークを取り外した載置台と、載置台と入れ替えて配置された、載置台と異なる追加載置台のうちの一方の台の上に載置された、基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークを表示する計測画像を取得し、複数のワーク基準線を計測画像に重畳した計測合成画像を、複数のワーク基準線が計測合成画像において複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、計測合成画像をディスプレイに表示させる、処理をプロセッサに実行させる。【００３２】
本開示の第３４態様によれば、第３３態様によるワーク据え付け支援プログラムでは、基準ワークの姿勢及びワークの姿勢は、加工装置が加工プログラムを実行するために設定する座標系の座標軸周りの回転角、または、載置台の旋回中心軸によって規定される。【００３３】
本開示の第３５態様によれば、第３３態様または第３４態様によるワーク据え付け支援プログラムは、画像処理によって求められた第１画像領域の境界のエッジを、ワーク基準線として検出する処理をプロセッサにさらに実行させる。本開示の第３６態様によれば、第３３態様から第３５態様のいずれかによるワーク据え付け支援プログラムでは、ワーク基準線は直線または円である。【００３４】
本開示の第３６態様によれば、第３３態様から第３５態様のいずれかによるワーク据え付け支援プログラムは、基準画像の背景において静止物体が占める第３画像領域の境界に複数のカメラ設定基準線を設定し、複数のカメラ設定基準線がそれぞれ位置する基準画像内の複数の位置を、複数のカメラ設定基準線位置としてメモリにさらに記憶させ、複数のカメラ設定基準線を計測画像に重畳した計測合成画像を、複数のカメラ設定基準線が計測合成画像において複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する、処理をプロセッサにさらに実行させる。【００３５】
本開示の第３７態様によれば、第３６態様によるワーク据え付け支援プログラムは、画像処理によって求められた第３画像領域の境界のエッジを、カメラ設定基準線として検出する処理をプロセッサにさらに実行させる。本開示の第３８態様によれば、第３５態様または第３６態様によるワーク据え付け支援プログラムでは、カメラ設定基準線は直線である。【００３６】
本開示の第３９態様によれば、第３３態様から第３８態様によるワーク据え付け支援プログラムは、第１追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークを表示する第１追加基準画像を取得し、第２追加カメラの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、基準視線方向及び第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークを表示する第２追加基準画像を取得し、第１追加基準画像において基準ワークが占める第５画像領域の境界に複数の第１追加ワーク基準線を設定し、第２追加基準画像において基準ワークが占める第６画像領域の境界に複数の第２追加ワーク基準線を設定し、複数の第１追加ワーク基準線がそれぞれ位置する第１追加基準画像内の複数の位置を、複数の第１追加ワーク基準線位置としてメモリに記憶させ、複数の第２追加ワーク基準線がそれぞれ位置する第２追加基準画像内の複数の位置を、複数の第２追加ワーク基準線位置としてメモリに記憶させ、第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラによって撮影された、ワークを表示する第１追加計測画像を取得し、第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラによって撮影された、ワークを表示する第２追加計測画像を取得し、複数の第１追加ワーク基準線を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像を、複数の第１追加ワーク基準線が第１追加計測合成画像において複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、複数の第２追加ワーク基準線を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像を、複数の第２追加ワーク基準線が第２追加計測合成画像において複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、第１追加計測合成画像と第２追加計測合成画像とをディスプレイに表示させる、処理をプロセッサにさらに実行させる。本開示の第４０態様によれば、第３９態様によるワーク据え付け支援プログラムでは、基準視線方向、第１追加基準視線方向、及び、第２追加基準視線方向のうちの２つの視線方向が互いに実質的に垂直であって、２つの視線方向の両方に対して平行な平面と２つの視線方向以外の残りの視線方向との成す角は、４５度よりも大きい。【００３７】
本開示の第４１態様によれば、第３３態様によるワーク据え付け支援プログラムは、計測画像と複数のワーク基準線とを入力とし、複数の加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定した判定結果、複数の加工基準点がそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、複数の加工基準点とそれぞれの許容範囲の中心値とのずれ量の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用い、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラによって撮影された、基準ワークの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークを表示する第３追加計測画像から、第１追加ワークが載置された一方の台が加工位置に移動されたときに、複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、第１追加ワークの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定する、処理をプロセッサにさらに実行させる。本開示の第４２態様によれば、第４１態様によるワーク据え付け支援プログラムでは、計測画像から検出されるエッジ、複数のワーク基準線位置の画像中心からのずれ量、カメラのレンズの焦点距離、カメラの歪曲収差パラメータの少なくとも１つをさらに入力とする教師データを用いて機械学習モデルが学習される。【００３８】
第１態様に係るワークの据え付け方法、第１７態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３３態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された基準ワークの複数の基準線位置を参照して、ワークの姿勢を調整することができる。このため、複数の工作物の姿勢を効率的に調整できる。第１態様に係るワークの据え付け方法、第１８態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３３態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、カメラのずれによる基準線位置のずれが生じないように、カメラが目標コンフィギュレーションに設定することが可能である。したがって、工作物の姿勢をさらに効率的に調整できる。【００３９】
第２態様に係るワークの据え付け方法、及び、第１９態様に係るワーク据え付け支援システムでは、加工位置においてワークを加工すると同時に、段取位置において別のワークの姿勢を調整することが可能となる。これによって、加工装置による加工中に、段取位置において次に加工するワークの姿勢を調整することで、加工装置の加工停止時間が短くなるよう複数の工作物の姿勢を効率的に調整できる。【００４０】
第３態様に係るワークの据え付け方法、及び、第２０態様に係るワーク据え付け支援システムでは、許容範囲を基準ワーク及びワークの削り代に合わせて設定することによって、ワーク基準姿勢が適切に設定される。このため、加工装置は、ワーク基準姿勢に設定された基準ワークを加工することができる。【００４１】
第４態様に係るワークの据え付け方法、及び、第２１態様に係るワーク据え付け支援システムでは、姿勢が調整されたワークを、加工装置が加工することが可能か否か判定することができる。これにより、ワークの姿勢が不良であるか否かを加工前に判定するため、工作物の姿勢を効率的に調整できる。【００４２】
第５態様に係るワークの据え付け方法、及び、第２２態様に係るワーク据え付け支援システムでは、加工装置が加工できないと判定されたワークは段取位置に戻される。したがって、ワークの姿勢の再調整が容易となる。【００４３】
第６態様に係るワークの据え付け方法、第２３態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３４態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、加工プログラムにおいて座標変換の基準となる座標軸の回転角とすることによって、加工プログラムの座標変換の量を少なくすることができる。【００４４】
第７態様に係るワークの据え付け方法、第２４態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３５態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、エッジ検出処理によってワーク基準線を設定することができるため、ワーク基準線の設定作業が容易となる。【００４５】
第８態様に係るワークの据え付け方法、第２５態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３６態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、ワーク基準線が円もしくは直線といった単純図形のため、第２画像領域の境界をワーク基準線に合わせることが容易となる。【００４６】
第９態様に係るワークの据え付け方法、第２６態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３６態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、計測合成画像を利用してカメラを目標コンフィギュレーションに調整することができる。【００４７】
第１０態様に係るワークの据え付け方法、第２７態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３７態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、エッジ検出処理によってカメラ設定基準線を設定することができるため、カメラ設定基準線の設定作業が容易となる。【００４８】
第１１態様に係るワークの据え付け方法、第２８態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３８態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、カメラ設定基準線が直線のため、第４画像領域の境界をカメラ設定基準線に合わせることが容易となる。【００４９】
第１２態様に係るワークの据え付け方法、第２９態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第３９態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、ワークの３次元での姿勢調整が可能となる。【００５０】
第１３態様に係るワークの据え付け方法、第３０態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第４０態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、３つのカメラが互いに概ね垂直に向くように配置されるため、ワークの３次元での高精度の姿勢調整が可能となる。【００５１】
第１４態様に係るワークの据え付け方法、第３１態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第４１態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、一方の台を加工位置に移動させなくても、人手で行われたワークの姿勢調整が適切かどうか判定することができる。このため、姿勢調整に要する時間をさらに短縮することができ、同一の加工を要する複数の工作物の姿勢をさらに効率的に調整できる。【００５２】
第１５態様に係るワークの据え付け方法、第３２態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第４２態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、計測画像から検出されるエッジが入力され、機械学習モデルが学習される。ワーク基準線とエッジとの位置関係は、ワークの姿勢を表す重要な特徴量であるため、機械学習モデルによる高精度の判定が期待できる。さらに、第１５態様に係るワークの据え付け方法、第３２態様に係るワーク据え付け支援システム、及び、第４２態様に係るワーク据え付け支援プログラムでは、ワーク基準線位置の画像中心からのずれ量、カメラのレンズの焦点距離、カメラの歪曲収差パラメータが入力され、機械学習モデルが学習される。ワーク基準線を直線としたときに、ワーク基準線は、画像中心から離れるほど収差の影響を強く受けるため、誤差が大きくなる。したがって、これらのパラメータを機械学習モデルに学習させることによって、機械学習モデルによる高精度の判定が期待できる。【００５３】
第１６態様に係るワークの据え付け方法、及び、第１９態様に係るワーク据え付け支援システムでは、載置台及び追加載置台のいずれにもワークを配置し、ワークの姿勢調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００５４】
本願に開示される技術によれば、例えば、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された基準ワークの複数の基準線位置を参照して、ワークの姿勢を調整することができる。このため、複数の工作物の姿勢を効率的に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、第１実施形態に係るワーク据え付け支援システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る基準画像の一例を示す。
【図３】図３は、第１追加基準画像の一例を示す。
【図４】図４は、第２追加基準画像の一例を示す。
【図５】図５は、第１実施形態に係る計測合成画像の一例を示す。
【図６】図６は、第１実施形態に係るワークの姿勢が調整されたときの計測合成画像の一例を示す。
【図７】図７は、第１実施形態に係るワークの姿勢が調整されたときの計測合成画像の別の一例を示す。
【図８】図８は、第１追加計測合成画像の一例を示す。
【図９】図９は、第２追加計測合成画像の一例を示す。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係るワークの据え付け方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１実施形態における、基準ワークの姿勢をワーク基準姿勢に調整する方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第１実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図１３】図１３は、第１実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図１４】図１４は、第１実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図１５】図１５は、基準特徴点及び許容範囲を説明するための図である。
【図１６】図１６は、加工基準点を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第１実施形態の変形例に係るワーク据え付け支援システムのブロック図である。
【図１８】図１８は、第３追加計測画像の判定結果を表示した合成画像の一例である。
【図１９】図１９は、第４追加計測合成画像の一例を示す。
【図２０】図２０は、第２実施形態に係るワーク据え付け支援システムの概略構成を示す図である。
【図２１】図２１は、第２実施形態の基準ワーク及びワークの姿勢を説明するための図である。
【図２２】図２２は、第２実施形態の基準ワーク及びワークの姿勢を説明するための図である。
【図２３】図２３は、第２実施形態に係るワークの据え付け方法を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、第２実施形態における、基準ワークの姿勢をワーク基準姿勢に調整する方法を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、第２実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図２６】図２６は、第２実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図２７】図２７は、第２実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図２８】図２８は、第２実施形態に係る基準ワークの姿勢の姿勢調整方法を示す。
【図２９】図２９は、第２実施形態に係る基準画像の一例を示す。
【図３０】図３０は、第２実施形態に係る計測合成画像の一例を示す。
【図３１】図３１は、第２実施形態に係るワークの姿勢が調整される途中の計測合成画像の一例を示す。
【図３２】図３２は、第２実施形態に係るワークの姿勢が調整されたときの計測合成画像の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、図中において同じ符号は、対応するまたは実質的に同一の構成を示している。
＜第１実施形態＞
＜システム構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るワーク据え付け支援システム１の概略構成を示す。ワーク据え付け支援システム１は、加工装置１０と、カメラ４と、第１追加カメラ４Ａと、第２追加カメラ４Ｂと、画像処理装置２００と、入力装置７と、ディスプレイ８を備える。加工装置１０は、例えば、フライス加工が可能なマシニングセンタ（machining center）を含む。加工装置１０は、数値制御装置１００と、載置台２と、追加載置台２Ａとを含む。ここで、追加載置台２Ａは、加工装置１０とは別に配置し、加工装置１０と接続可能に構成してもよい。画像処理装置２００は、プロセッサ５とメモリ６とを含む。画像処理装置２００は、カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂからの映像を処理する専用の画像処理装置であってもよく、汎用のコンピュータであってもよい。画像処理装置２００は、ＨＤＭＩ（登録商標）などの周知のカメラ入出力インタフェース２０１を介してカメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂからの映像を取り込む。図１では、入力装置７とディスプレイ８とは、画像処理装置２００と無線ネットワークＮＷで接続されたタッチパネルディスプレイで実現された例を示している。しかし、入力装置７とディスプレイ８とは、例えば、モニタとマウスのように別々の端末であってもよく、画像処理装置２００とケーブルで接続されていてもよい。なお、入力装置７の信号を画像処理装置２００に送信するインタフェースを第１通信インタフェース２０２と呼んでもよい。また、画像処理装置２００を介して処理された映像、もしくは、カメラ入出力インタフェース２０１を介して画像処理装置２００に取り込まれた映像をディスプレイ８に出力するインタフェースを映像出力インタフェース２０３と呼んでもよい。図１の例では、第１通信インタフェース２０２と映像出力インタフェース２０３とは無線通信インタフェースによって実現されている。プロセッサ５、メモリ６、カメラ入出力インタフェース２０１、第１通信インタフェース２０２、及び、映像出力インタフェース２０３はバス２０５を介して接続されている。
【００５７】
加工装置１０は、第１方向Ｄ１に延びるガイドレール２Ｇ１と、第２方向Ｄ２に延びるガイドレール２Ｇ２とを備える。載置台２及び追加載置台２Ａは、加工装置１０によってワークＷが加工される加工位置ＭＰ、及び、加工位置ＭＰから離間した段取位置ＡＰに移動可能である。より具体的には、加工位置ＭＰと段取位置ＡＰとは、第１方向Ｄ１において互いに離間しており、載置台２及び追加載置台２Ａは第１方向Ｄ１に延びるガイドレール２Ｇ１に沿って移動可能である。載置台２及び追加載置台２Ａは、段取位置ＡＰから追加段取位置ＡＡＰにさらに移動可能であってもよい。より具体的には、段取位置ＡＰと追加段取位置ＡＡＰとは、第１方向Ｄ１とは概ね垂直な第２方向Ｄ２において互いに離間しており、載置台２及び追加載置台２Ａは第２方向Ｄ２に延びるガイドレール２Ｇ２に沿って移動可能である。
【００５８】
載置台２は、基準ワークＲＷまたはワークＷを択一的に載置するように構成される。載置台２上では、基準ワークＲＷの姿勢またはワークＷの姿勢を調整することが可能である。基準ワークＲＷは、ワークＷの姿勢を調整するために参照されるワーク基準姿勢を決定するために用いられる。ワークＷは、基準ワークＲＷの形状及びサイズと実質的に同じ形状及びサイズを有する。これは、ワークＷの形状及びサイズと、基準ワークＲＷの形状及びサイズとの差異は、ワークＷ及び基準ワークＲＷの製造工程で生じうる誤差の範囲内にある、ということを意味する。例えば、基準ワークＲＷ及びワークＷが同一の鋳型により製造される鋳物である場合、当該差異は、鋳型成形により生じうる誤差（例えば、大型加工物であると５ｍｍ程度）の範囲内にある。
【００５９】
基準ワークＲＷ及びワークＷは、追加段取位置ＡＡＰに移動した載置台２（追加載置台２Ａ）に載置され、載置台２（追加載置台２Ａ）に仮止めされて、段取位置ＡＰに送られる。基準ワークＲＷの姿勢は、段取位置ＡＰに移動した載置台２上で調整される。ワークＷの姿勢は、段取位置ＡＰに移動した、載置台２または追加載置台２Ａ上で調整される。カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂは、載置台２上の基準ワークＲＷ及びワークＷを撮影するように構成される。より具体的には、カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂは、段取位置ＡＰに移動した、載置台２と追加載置台２Ａとのうちの一方の台を撮影する。
【００６０】
カメラ４は、カメラ４の視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションにカメラが設定される。第１追加カメラ４Ａは、第１追加カメラ４Ａの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに設定される。第２追加カメラ４Ｂは、第２追加カメラ４Ｂの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、基準視線方向及び第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに設定される。図１の例では、基準視線方向は第１方向Ｄ１と平行であって、第１追加基準視線方向は第２方向Ｄ２と平行であって、第２追加基準視線方向（図１では第３方向Ｄ３と示す）は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とのそれぞれに対して平行な平面に対して傾斜している。このように、基準視線方向、第１追加基準視線方向、及び、第２追加基準視線方向のうちの２つの視線方向が互いに実質的に垂直であって、２つの視線方向の両方に対して平行な平面と２つの視線方向以外の残りの視線方向との成す角は、４５度よりも大きいことが望ましい。なお、カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂの位置及び視線方向は、図１に示される位置及び視線方向に限定されず、変更されてもよい。
【００６１】
加工装置１０は、ワークＷを加工するように構成される。加工装置１０は、基準ワークＲＷも加工してもよい。加工装置１０は、ワークを加工する工具を取り付ける主軸９Ａと、主軸移動機構９Ｂと、位置計測センサ９と、を含む。数値制御装置１００は、電子回路１１０と入力インタフェース１１１とを含む。位置計測センサ９は、例えば、接触式プローブである。位置計測センサ９は主軸９Ａに取り付けられ、主軸移動機構９Ｂが主軸９Ａを移動させる。例えば、位置計測センサ９は、主軸９Ａに取り付けられた工具と交換して、主軸９Ａに取り付けられる。電子回路１１０とは、例えば、加工プログラムを実行するコントローラである。位置計測センサ９、電子回路１１０、入力インタフェース１１１、主軸９Ａ、及び、主軸移動機構９Ｂは、バス１１３及び／または図示しないケーブルを介して互いに接続されている。位置計測センサ９は、ワーク基準姿勢となるように姿勢が調整された基準ワークＲＷが載置された載置台２が加工位置ＭＰに移動したとき、基準ワークＲＷの形状の複数の特徴点である複数の基準特徴点の位置を計測するように構成されている。また、位置計測センサ９は、姿勢が調整されたワークＷが載置された一方の台が加工位置ＭＰに移動したとき、複数の基準特徴点にそれぞれ対応する、ワークの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の加工基準点の位置を測定するように構成される。ワーク基準姿勢及び複数の基準特徴点の詳細は後述する。電子回路１１０は、複数の基準特徴点の全ての位置が、それぞれ、予め定められた許容範囲内に存在するかどうかを判定するように構成される。さらに、電子回路１１０は、複数の加工基準点の位置が、それぞれ、許容範囲内に存在するかを判定するように構成されている。この許容範囲は基準ワークＲＷ及びワークＷの削り代に合わせて設定される。電子回路１１０による判定を行うプログラムを計測プログラムと呼んでもよい。電子回路１１０は、複数の加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在すると判定したとき、加工許可とする判定結果を出力して、加工装置１０にワークＷを加工させるように構成される。電子回路１１０は、複数の加工基準点のうちの少なくとも１つの位置が許容範囲内に存在しないと判定したとき、加工不許可とする判定結果を出力して、加工位置ＭＰに移動したワークＷが載置された一方の台を段取位置ＡＰに移動させるように構成される。
【００６２】
複数の基準特徴点の全ての位置が予め定められた許容範囲内に存在するように、基準ワークＲＷの姿勢が加工位置ＭＰに移動した載置台２上で調整される。複数の基準特徴点の全ての位置が予め定められた許容範囲内に存在すると判定されたときの基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢となる。したがって、ワーク基準姿勢となるように姿勢が調整された基準ワークＲＷが載置された載置台２が加工位置ＭＰに移動したとき、基準ワークＲＷの形状の複数の特徴点である複数の基準特徴点の全ての位置は予め定められた許容範囲内に存在する。
【００６３】
基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢に調整された後、カメラ４は、基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された基準ワークＲＷを表示する基準画像ＩＢを撮影(capture)する。第１追加カメラ４Ａは、基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された基準ワークＲＷを表示する第１追加基準画像ＩＢＡを撮影する。第２追加カメラ４Ｂは、基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢になるように調整された基準ワークＲＷを表示する第２追加基準画像ＩＢＢを撮影する。ディスプレイ８は、基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、及び、第２追加基準画像ＩＢＢを表示する。
【００６４】
まず、後の撮影において、カメラ４のコンフィギュレーション（視点位置及び視線方向）が、それぞれ、目標コンフィギュレーションからずれているかどうか確認できるようにするために、ユーザは、基準画像ＩＢの背景において静止物体が占める第３画像領域ＩＲ３の境界に複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を、入力装置７を介して設定する。つまり、基準画像ＩＢの背景において静止物体が占める第３画像領域ＩＲ３の境界に複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２が入力装置７を介して設定される。同様に、ユーザは、第１追加基準画像ＩＢＡの背景において静止物体が占める画像領域ＢＧ１の境界に複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４を、入力装置７を介して設定する。つまり、第１追加基準画像ＩＢＡの背景において静止物体が占める画像領域ＢＧ１の境界に複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４が入力装置７を介して設定される。ユーザは、第２追加基準画像ＩＢＢの背景において静止物体が占める画像領域ＢＧ２の境界に複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６を、入力装置７を介して設定する。つまり、第２追加基準画像ＩＢＢの背景において静止物体が占める画像領域ＢＧ２の境界に複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６が入力装置７を介して設定される。なお、図２〜図４では、基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、第２追加基準画像ＩＢＢにおいて、それぞれ、静止物体が占める第３画像領域ＩＲ３、画像領域ＢＧ１、画像領域ＢＧ２にはハッチングが付されている。
【００６５】
なお、図２〜図４に示すように、カメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ６は、直線であることが望ましい。また、カメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２は、プロセッサ５による画像処理によって求められた、第３画像領域ＩＲ３の境界のエッジであってもよい。同様に、第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４は、プロセッサ５による画像処理によって求められた、画像領域ＢＧ１の境界のエッジであってもよい。第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６は、プロセッサ５による画像処理によって求められた、画像領域ＢＧ２の境界のエッジであってもよい。この場合、入力装置７を介してエッジ検出を行う基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、及び、第２追加基準画像ＩＢＢの領域が決定されてもよく、入力装置７を介して基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、及び、第２追加基準画像ＩＢＢから検出された複数のエッジのうちのいずれかが選択されてもよい。
【００６６】
つぎに、ユーザは、ディスプレイ８に表示された、図２に示されるような基準画像ＩＢを見ながら、入力装置７を介して、基準画像ＩＢにおいて基準ワークＲＷが占める第１画像領域ＩＲ１の境界に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を設定する。つまり、入力装置７を介して、基準画像ＩＢにおいて基準ワークＲＷが占める第１画像領域ＩＲ１の境界に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が設定される。ユーザは、ディスプレイ８に表示された、図３に示されるような第１追加基準画像ＩＢＡを見ながら、入力装置７を介して、第１追加基準画像ＩＢＡにおいて基準ワークＲＷが占める第５画像領域ＩＲ５の境界に複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５を設定する。つまり、図３に示すように、第１追加基準画像ＩＢＡにおいて基準ワークＲＷが占める第５画像領域ＩＲ５の境界に、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５が入力装置７を介して設定される。ユーザは、ディスプレイ８に表示された、図４に示されるような第２追加基準画像ＩＢＢを見ながら、入力装置７を介して、第２追加基準画像ＩＢＢにおいて基準ワークＲＷが占める第６画像領域ＩＲ６の境界に複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７を設定する。つまり、第２追加基準画像ＩＢＢにおいて基準ワークＲＷが占める第６画像領域ＩＲ６の境界に、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７が入力装置７を介して設定される。なお、図２〜図４では、基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、第２追加基準画像ＩＢＢにおいて、それぞれ、基準ワークＲＷが占める基準ワークＲＷが占める第１画像領域ＩＲ１、第５画像領域ＩＲ５、第６画像領域ＩＲ６には水玉模様が付されている。
【００６７】
なお、図２〜図４に示すように、ワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ７は、直線または円であることが望ましい。また、ワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３は、プロセッサ５による画像処理によって求められた、第１画像領域ＩＲ１の境界のエッジであってもよい。同様に、第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５は、プロセッサ５による画像処理によって求められた、第５画像領域ＩＲ５の境界のエッジであってもよい。同様に、第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７は、プロセッサ５による画像処理によって求められた、第６画像領域ＩＲ６の境界のエッジであってもよい。この場合、入力装置７を介してエッジ検出を行う基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、第２追加基準画像ＩＢＢの領域が決定されてもよく、入力装置７を介して基準画像ＩＢ、第１追加基準画像ＩＢＡ、第２追加基準画像ＩＢＢから検出された複数のエッジのうちのいずれかが選択されてもよい。
【００６８】
メモリ６は、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置として記憶するように構成される。メモリ６は、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のカメラ設定基準線位置としてさらに記憶するように構成される。これらの基準線位置は、例えば、基準線が直線である場合、その端点（図２の例では、ＲＰ１〜ＲＰ４、ＣＲＰ１〜ＣＲＰ４）の基準画像ＩＢの画像座標系における座標、基準線が円である場合、円形状を指定するための点（図２の例では、例えば中心ＲＰ５、円周上の点ＲＰ６〜ＲＰ８などのいずれか）の基準画像ＩＢの画像座標系における座標によって定義される。なお、これらの点の座標は、サブピクセル単位の値で表されてもよい。同様に、メモリ６は、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５がそれぞれ位置する第１追加基準画像ＩＢＡ内の複数の位置を、複数の第１追加ワーク基準線位置として記憶するように構成される。メモリ６は、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４がそれぞれ位置する第１追加基準画像ＩＢＡ内の複数の位置を、複数の第１追加カメラ設定基準線位置としてさらに記憶するように構成される。メモリ６は、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７がそれぞれ位置する第２追加基準画像ＩＢＢ内の複数の位置を、複数の第２追加ワーク基準線位置として記憶するように構成される。メモリ６は、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６がそれぞれ位置する第２追加基準画像ＩＢＢ内の複数の位置を、複数の第２追加カメラ設定基準線位置としてさらに記憶するように構成される。
【００６９】
以上の処理の後、基準ワークＲＷが載置された載置台２は、加工位置ＭＰまたは追加段取位置ＡＡＰに移動する。当該載置台２が加工位置ＭＰに移動される場合、基準ワークＲＷが加工装置１０によって加工される。それから、ワークＷが載置された追加載置台２Ａと、基準ワークＲＷと入れ替えてワークＷが載置された載置台２とのうちの一方の台が段取位置ＡＰに移動する。カメラ４は、当該一方の台上でワークＷの姿勢が調整される際に、ワークＷを表示する計測画像を撮影する。同様に、第１追加カメラ４Ａは、ワークＷを表示する第１追加計測画像を撮影する。第２追加カメラ４Ｂは、ワークＷを表示する第２追加計測画像を撮影する。
【００７０】
プロセッサ５は、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を計測画像に重畳した計測合成画像ＩＳを、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２が計測合成画像ＩＳにおいて複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。さらに、プロセッサ５は、上述する一方の台上でワークＷの姿勢が調整される際にカメラ４で撮影されたワークＷを表示する計測画像に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を重畳した計測合成画像ＩＳを、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が計測合成画像ＩＳにおいて複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。ディスプレイ８は、計測画像が撮影される際に計測合成画像ＩＳを表示するように構成される。
【００７１】
図５は、第１実施形態に係る計測合成画像ＩＳの一例を示す。図５では、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２は水玉模様で示されている。また、計測合成画像ＩＳにおいて第３画像領域ＩＲ３に対応する静止物体が占める第４画像領域ＩＲ４の境界はハッチングで示されている。ユーザは、まず、計測合成画像ＩＳを参照しながら、計測合成画像ＩＳにおいて当該静止物体が占める第４画像領域ＩＲ４の境界が複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２と重なるようにカメラ４のコンフィギュレーションを調整する。これによって、計測画像を撮影する際に、目標コンフィギュレーションにカメラ４が設定される。
【００７２】
つぎに、ユーザは、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、上述する一方の台の上においてワークＷの姿勢を調整する。図６及び図７は、このように姿勢が調整されたワークＷを表示する計測合成画像ＩＳの例を示す。図６は、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が第２画像領域ＩＲ２の境界と実質的に一致する場合の例を示す。図７は、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が第２画像領域ＩＲ２の境界と実質的に平行となる場合の例を示す。図７では、ワーク基準線ＲＬ１と第２画像領域ＩＲ２の境界線ＢＬ１は平行になるように離隔しているが、ワーク基準線ＲＬ２と第２画像領域ＩＲ２の境界線ＢＬ２は実質的に一致している。このように、「第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが実質的に平行になる」とは、第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３の一部が実質的に一致してもよく、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３の夫々と、第２画像領域ＩＲ２の境界線との距離は互いに異なっていてもよい。
【００７３】
プロセッサ５及びディスプレイ８は、第１追加計測画像、第２追加計測画像についても同様の処理を行う。すなわち、図８に示されるように、プロセッサ５は、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像ＩＳＡを、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４が第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて複数の第１追加カメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。プロセッサ５は、第１追加計測画像に複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５を重畳した第１追加計測合成画像ＩＳＡを、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５が第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。図９に示されるように、プロセッサ５は、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像ＩＳＢを、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６が第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて複数の第２追加カメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。プロセッサ５は、第２追加計測画像に複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７を重畳した第２追加計測合成画像ＩＳＢを、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７が第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するように構成される。ディスプレイ８は、第１追加計測画像が撮影される際に第１追加計測合成画像ＩＳＡを表示するように構成される。ディスプレイ８は、第２追加計測画像が撮影される際に第２追加計測合成画像ＩＳＢを表示するように構成される。
【００７４】
ユーザは、第１追加計測合成画像ＩＳＡを参照しながら、第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて静止物体（画像領域ＢＧ１に対応する静止物体）が占める画像領域ＢＧ３の境界が複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４と重なるように第１追加カメラ４Ａのコンフィギュレーションを調整する。これによって、第１追加計測画像を撮影する際に、第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラ４Ａが設定される。ユーザは、第２追加計測合成画像ＩＳＢを参照しながら、第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて静止物体（画像領域ＢＧ２に対応する静止物体）が占める画像領域ＢＧ４の境界が複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６と重なるように第２追加カメラ４Ｂのコンフィギュレーションを調整する。これによって、第２追加計測画像を撮影する際に、第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラ４Ｂが設定される。ユーザは、第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいてワークＷが占める第７画像領域ＩＲ７の境界と、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、上述する一方の台の上においてワークＷの姿勢を調整する。ユーザは、第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいてワークＷが占める第８画像領域ＩＲ８の境界と、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、上述する一方の台の上においてワークＷの姿勢を調整する。
【００７５】
上述のプロセッサ５の処理は、典型的には、プロセッサ５がメモリ６に記憶されたワーク据え付け支援プログラム６ｐを実行し、カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂからの画像を取得することによって実現される。しかし、プロセッサ５は、専用の画像処理プロセッサや集積回路によって実現されてもよい。以下では、プロセッサ５がワーク据え付け支援プログラム６ｐを実行する場合を例に挙げて、ワーク据え付け支援システム１を利用したワーク据え付け方法についての詳細を説明する。
＜ワークの据え付け方法＞
図１０は、第１実施形態に係るワークの据え付け方法を示すフローチャートである。当該方法では、ステップＳ１において、ユーザが、基準ワークＲＷを載置台２に載置し、基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢となるように、基準ワークＲＷの姿勢を載置台２上で調整する。図１１は、ステップＳ１の具体的な処理のフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、加工装置１０の主軸９Ａ（図１参照）に、ダイヤルゲージ１０１（図１２〜図１３参照）を取り付ける。ステップＳ１０２において、図１２に示すように、加工プログラムではワーク座標系（加工装置１０が加工プログラムを実行するために設定する座標系）のＸ−Ｙ平面に平行な平面（Ｘ−Ｙ基準面）上に位置すべきはずのＹ方向に離間した２点をダイヤルゲージ１０１で測定する。ダイヤルゲージ１０１は、これら２点のＺ座標に対応する値を示す。この２点は、Ｙ方向においてできるだけ離間していることが望ましい。もし、２点のダイヤルゲージ値が異なる場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、同じになるようにジャッキで調整する（ステップＳ１０３でＹｅｓとなるまでステップＳ１０４→Ｓ１０２→Ｓ１０３の処理を繰り返す）。ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理によって、Ｘ方向から見たときの、Ｘ−Ｙ平面とワーク座標系の原点を通るように平行移動したときのＸ−Ｙ基準面とのなす角（ロール角）が実質的に０度となる。
【００７６】
ロール角の設定が終わると（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、ステップＳ１０５において、図１３に示すように、加工プログラムではワーク座標系のＸ−Ｙ平面に平行な平面（Ｘ−Ｙ基準面）上に位置すべきはずのＸ方向に離間した２点をダイヤルゲージ１０１で測定する。ステップＳ１０５のＸ−Ｙ基準面は、ステップＳ１０２のＸ−Ｙ基準面と同じであっても異なっていてもよい。この２点は、Ｘ方向においてできるだけ離間していることが望ましい。この場合においても、ダイヤルゲージ１０１は、これら２点のＺ座標に対応する値を示す。もし、２点のダイヤルゲージ値が異なる場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、同じになるようにジャッキで調整する（ステップＳ１０６でＹｅｓとなるまでステップＳ１０７→Ｓ１０５→Ｓ１０６の処理を繰り返す）。ステップＳ１０５〜Ｓ１０６の処理によって、Ｙ方向から見たときの、Ｘ−Ｙ平面とワーク座標系の原点を通るように平行移動したときのＸ−Ｙ基準面とのなす角（ピッチ角）が実質的に０度となる。
【００７７】
ピッチ角の設定が終わると（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、加工装置１０の主軸９Ａ（図１参照）に、棒１０２（図１４参照）を取り付ける。ステップＳ１０９において、図１４に示すように、基準ワークＲＷのうちの、加工プログラムではワーク座標系のＸ−Ｚ平面に対して平行な平面に対して面対称となるように配置されるべき部分（対称部分ＳＰ）の一点へ移動する。対称部分ＳＰは、Ｘ方向へ延伸していることが望ましい。つぎに、ステップＳ１１０において、棒１０２と基準ワークＲＷのＹ方向の両側エッジ距離を定規１０３で測定する。両側エッジ距離が異なる場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、同じになるように主軸９Ａを移動する（ステップＳ１１１でＹｅｓとなるまでステップＳ１１２→Ｓ１１０→Ｓ１１１の処理を繰り返す）。図１４では、両側エッジ距離が等しくなった場所をＰ１として図示している。両側エッジ距離が等しくなると（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、ステップＳ１１３において、場所Ｐ１から対称部分ＳＰ上で主軸９ＡをＸ方向へ平行移動させる。ステップＳ１１４において、棒１０２と基準ワークＲＷのＹ方向の両側エッジ距離を定規１０３で測定する。両側エッジ距離が異なる場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、同じになるようにジャッキで調整する（ステップＳ１１５でＹｅｓとなるまでステップＳ１１６→Ｓ１１４→Ｓ１１５の処理を繰り返す）。ステップＳ１０８〜Ｓ１１６の処理によって、Ｚ方向から見たときの、Ｚ−Ｘ平面と対称部分ＳＰの対称面とのなす角（ヨー角）が実質的に０度となる。このように設定された基準ワークＲＷの姿勢をワーク基準姿勢と呼ぶ。したがって、基準ワークＲＷの姿勢は、加工装置１０が加工プログラムを実行するために設定する座標系（ワーク座標系）の座標軸周りの回転角（ロール角、ピッチ角、ヨー角）によって規定される。ワークＷの姿勢もワーク基準姿勢に基づいて定められるため、ワークＷの姿勢は、加工装置１０が加工プログラムを実行するために設定する座標系（ワーク座標系）の座標軸周りの回転角（ロール角、ピッチ角、ヨー角）によって規定される。
【００７８】
図１０に戻り、ステップＳ１において基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢に調整されると、ステップＳ２において基準ワークＲＷにおいて加工原点ＭＯ、基準ワークＲＷの形状の複数の特徴点である、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎのそれぞれの許容範囲を設定する。この設定について図１５を利用して説明する。図１５においては説明の便宜上、加工原点ＭＯと基準特徴点ＢＰ１及びＢＰｎのみを図示している。図１５では、基準ワークＲＷ及びワークＷの理想的な配置位置及び配置姿勢を点線で示している。さらに、図１５において点線で示された基準ワークＲＷ及びワークＷは設計値通りに製造誤差がなく製造されたものであるとする。加工装置１０により実行される加工プログラムは、点線で占められた空間を占めるワークに対して削り代部分を削る命令を有している。加工プログラムで管理されているこのようなワークのモデルをワークモデルと呼ぶ。しかし、基準ワークＲＷ及びワークＷをこのような理想的な配置位置及び配置姿勢に設定するのは作業負担が大きく、且つ、現実には製造誤差も存在するため、位置の平行ずれについては許容されるように加工装置１０は動作する。具体的には、基準ワークＲＷ及びワークＷのうち、加工されない一点もしくは基準としやすい点（例えば、最高点など）を加工原点ＭＯとして、位置計測センサ９で加工原点ＭＯのワーク座標系での座標を測定し、その座標と、ワークモデル上の加工原点ＭＯとの座標との差を利用して、平行移動のみを考慮した座標変換を行い、座標変換された座標系において加工プログラムが実行され、加工作業が実行される。図１５では、もとのワーク座標系がＸＹＺ座標系で示されており、変換されたワーク座標系がＸ'Ｙ'Ｚ'座標系で示されている。
【００７９】
したがって、例えば、基準特徴点ＢＰ１のワークモデル上の位置をＢＰ１ｏ(Xo1,Yo1,Zo1)とすると、理想的には、Ｘ'Ｙ'Ｚ'座標系において(Xo1,Yo1,Zo1)で表される位置ＢＰ１ｉに基準特徴点ＢＰ１が位置するはずであるが、基準ワークＲＷ及びワークＷの製造誤差やロール角、ピッチ角、ヨー角が微妙に０度からずれることによって、ＢＰ１の実際の位置ＢＰ１ｒはＢＰ１ｉからずれることとなる。したがって、例えば、ＢＰ１ｒのＸ'Ｙ'Ｚ'座標系で表される座標値を(Xr1,Yr1,Zr1)とすれば、(Xr1-Xo1)の絶対値、(Yr1-Yo1)の絶対値、(Zr1-Zo1)の絶対値が削り代から定められる閾値よりも小さい値であれば、基準特徴点ＢＰ１において加工可能であるとする。別の言い方をすれば、(Xr1-Xo1)の絶対値、(Yr1-Yo1)の絶対値、(Zr1-Zo1)の絶対値が上述する閾値よりも小さい値であれば、基準特徴点ＢＰ１の位置が予め定められた許容範囲内に存在するという。他の基準特徴点ＢＰ２（図示せず）〜ＢＰｎについても同様に、許容範囲を定めることができる。
【００８０】
ただし、閾値は、基準特徴点ＢＰｎのように、加工原点ＭＯから最も遠い面上の点であれば、例えば、削り代の半分より小さい値に設定されることが好ましい。しかし、基準特徴点ＢＰ１のように加工原点ＭＯに対してその基準特徴点ＢＰ１よりも遠い面が存在するときには、ワークモデル上のＭＯからＢＰ１ｏを通る半直線Ｌと、加工原点ＭＯから最も遠い面との交点ＢＦ１ｏを求め、加工原点ＭＯからＢＰ１ｏまでの距離ＤＰ１と加工原点ＭＯからＢＦ１ｏまでの距離ＤＦ１に基づいて、削り代の半分にＤ１／ＤＦ１を乗じた値よりも小さい値に設定することが望ましい。これにより、加工原点ＭＯから最も遠い面において加工不能となることを抑止することができる。閾値は、上述する条件を満たすように経験的に定めてもよい。なお、削り代の大きさが、上述するＸ方向（Ｘ'方向）、Ｙ方向（Ｙ'方向）Ｚ方向（Ｚ'方向）によって異なる場合、Ｘ方向（Ｘ'方向）、Ｙ方向（Ｙ'方向）Ｚ方向（Ｚ'方向）に別々に閾値を定めてもよい。
【００８１】
ステップＳ２では、加工可能かどうか判定する上で十分な数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎを選択する。基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎは、接触式プローブによって位置が識別しやすいエッジやコーナーであることが望ましい。また、基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎは、加工原点ＭＯからできるだけ離れた点であることが望ましい。加工原点ＭＯと基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎとを決定すると、上述の方法で基準特徴点ごとに閾値を定めることにより、許容範囲を決定することができる。なお、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された、載置台２上の基準ワークＲＷについては、ロール角、ピッチ角、ヨー角が０度となるように調整されており、製造誤差程度の誤差しかないため、ワーク基準姿勢となるように姿勢が調整された基準ワークＲＷが載置された載置台２が加工位置ＭＰに移動したとき、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎの全ての位置が許容範囲内に存在する。
【００８２】
ステップＳ３において、基準画像ＩＢを撮影する際に、載置台２を撮影するカメラ４の視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションにカメラ４が設定される。同様に、第１追加基準画像ＩＢＡを撮影する際に、載置台２を撮影する第１追加カメラ４Ａの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラ４Ａが設定される。同様に、第２追加基準画像ＩＢＢを撮影する際に、載置台２を撮影する第２追加カメラ４Ｂの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、基準視線方向及び第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラ４Ｂが設定される。
【００８３】
ステップＳ４において、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、姿勢が調整された基準ワークＲＷを表示する基準画像ＩＢが取得される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、カメラ４の視点位置及び視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び基準視線方向となる目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された、載置台２上の基準ワークＲＷを表示する基準画像ＩＢを取得する処理をプロセッサ５に実行させる。第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラ４Ａによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークＲＷを表示する第１追加基準画像ＩＢＡが取得される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第１追加カメラ４Ａの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置とは異なる第１追加基準位置並びに基準視線方向と非平行な第１追加基準視線方向となる第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラ４Ａによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークＲＷを表示する第１追加基準画像ＩＢＡを取得する処理をプロセッサ５に実行させる。第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラ４Ｂによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークＲＷを表示する第２追加基準画像ＩＢＢが取得される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第２追加カメラ４Ｂの視点位置並びに視線方向が、それぞれ、基準視点位置及び第１追加基準位置とは異なる第２追加基準位置、並びに、基準視線方向及び第１追加基準視線方向と非平行な第２追加基準視線方向となる第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラ４Ｂによって撮影された、姿勢が調整された基準ワークＲＷを表示する第２追加基準画像ＩＢＢを取得する処理をプロセッサ５に実行させる。
【００８４】
ステップＳ５において、基準画像ＩＢの背景において静止物体が占める第３画像領域ＩＲ３の境界に複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２が設定される。複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置が、複数のカメラ設定基準線位置としてメモリ６に記憶される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、基準画像ＩＢの背景において静止物体が占める第３画像領域ＩＲ３の境界に複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を設定し、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のカメラ設定基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。さらに具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、入力装置７からの入力を受け付け、ユーザが設定しようとするカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を基準画像ＩＢに重畳させて表示し、表示されているカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２の設定の入力を入力装置７から受け付けると、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のカメラ設定基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。あるいは、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、画像処理によって求められた第３画像領域ＩＲ３の境界のエッジを、カメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２として検出する処理をプロセッサ５に実行させる。そして、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、検出したエッジを基準画像ＩＢに重畳させて表示し、入力装置７からエッジの選択の入力を受け付けると、そのエッジに係る複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のカメラ設定基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。
【００８５】
同様に、第１追加基準画像ＩＢＡの背景において静止物体が占める画像領域ＢＧ１の境界に複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４が設定される。複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４がそれぞれ位置する第１追加基準画像ＩＢＡ内の複数の位置が、複数の第１追加カメラ設定基準線位置としてメモリ６に記憶される。第２追加基準画像ＩＢＢの背景において静止物体が占める画像領域ＢＧ２の境界に複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６が設定される。複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６がそれぞれ位置する第２追加基準画像ＩＢＢ内の複数の位置が、複数の第２追加カメラ設定基準線位置としてメモリ６に記憶される。これらの場合においても、具体的には、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を設定し、メモリ６に記憶させるためのワーク据え付け支援プログラム６ｐの処理と同様の処理を、ワーク据え付け支援プログラム６ｐはプロセッサ５に実行させる。
【００８６】
ステップＳ６において、基準画像ＩＢにおいて基準ワークＲＷが占める第１画像領域ＩＲ１の境界に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が設定される。複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置が、複数のワーク基準線位置としてメモリ６に記憶される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、基準画像ＩＢにおいて基準ワークＲＷが占める第１画像領域ＩＲ１の境界に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を設定し、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。さらに具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、入力装置７からの入力を受け付け、ユーザが設定しようとするワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を基準画像ＩＢに重畳させて表示し、表示されているワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３の設定の入力を入力装置７から受け付けると、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。あるいは、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、画像処理によって求められた第１画像領域ＩＲ１の境界のエッジを、ワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３として検出する処理をプロセッサ５に実行させる。そして、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、検出したエッジを基準画像ＩＢに重畳させて表示し、入力装置７からエッジの選択の入力を受け付けると、そのエッジに係る複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３がそれぞれ位置する基準画像ＩＢ内の複数の位置を、複数のワーク基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。
【００８７】
同様に、第１追加基準画像ＩＢＡにおいて基準ワークＲＷが占める第５画像領域ＩＲ５の境界に複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５が設定される。複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５がそれぞれ位置する第１追加基準画像ＩＢＡ内の複数の位置が、複数の第１追加ワーク基準線位置としてメモリ６に記憶される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第１追加基準画像ＩＢＡにおいて基準ワークＲＷが占める第５画像領域ＩＲ５の境界に複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５を設定し、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５がそれぞれ位置する第１追加基準画像ＩＢＡ内の複数の位置を、複数の第１追加ワーク基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。第２追加基準画像ＩＢＢにおいて基準ワークＲＷが占める第６画像領域ＩＲ６の境界に複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７が設定される。複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７がそれぞれ位置する第２追加基準画像ＩＢＢ内の複数の位置が、複数の第２追加ワーク基準線位置としてメモリ６に記憶される。さらに、第２追加基準画像ＩＢＢにおいて基準ワークＲＷが占める第６画像領域ＩＲ６の境界に複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７を設定し、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７がそれぞれ位置する第２追加基準画像ＩＢＢ内の複数の位置を、複数の第２追加ワーク基準線位置としてメモリ６に記憶させる処理をプロセッサ５に実行させる。これらの場合においても、具体的には、複数の複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を設定し、メモリ６に記憶させるためのワーク据え付け支援プログラム６ｐの処理と同様の処理を、ワーク据え付け支援プログラム６ｐはプロセッサ５に実行させる。
【００８８】
ステップＳ７において、基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークＷを、基準ワークＲＷを取り外した載置台２と、載置台２と入れ替えて配置された、載置台２と異なる追加載置台２Ａのうちの一方の台の上に載置する。典型的な例としては、基準ワークＲＷを載置した載置台２を加工位置ＭＰに移動させ、基準ワークＲＷが加工されている間に、ワークＷを載置した追加載置台２Ａを段取位置ＡＰに移動させる。あるいは、基準ワークＲＷを載置した載置台２を加工位置ＭＰに移動させ、基準ワークＲＷを加工し、加工後の基準ワークＲＷを載置台２から取り外した後、ワークＷを載置した載置台２を段取位置ＡＰに移動させる。
【００８９】
ステップＳ８において、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、ワークＷを表示する計測画像が取得される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、基準ワークＲＷを取り外した載置台２と、載置台２と入れ替えて配置された、載置台２と異なる追加載置台２Ａのうちの一方の台の上に載置された、基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有するワークＷを表示する計測画像を取得する処理をプロセッサ５に実行させる。さらに、第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラ４Ａによって撮影された、ワークＷを表示する第１追加計測画像が取得される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第１追加目標コンフィギュレーションに設定された第１追加カメラ４Ａによって撮影された、ワークＷを表示する第１追加計測画像を取得する処理をプロセッサ５に実行させる。第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラ４Ｂによって撮影された、ワークＷを表示する第２追加計測画像が取得される。具体的には、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第２追加目標コンフィギュレーションに設定された第２追加カメラ４Ｂによって撮影された、ワークＷを表示する第２追加計測画像を取得する処理をプロセッサ５に実行させる。
【００９０】
ステップＳ９において、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を計測画像に重畳した計測合成画像ＩＳを、複数のワーク基準線Ｌ１〜ＲＬ３が計測合成画像ＩＳにおいて複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する処理をプロセッサ５に実行させる。さらに、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を計測画像に重畳した計測合成画像ＩＳを、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２が計測合成画像ＩＳにおいて複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する処理をプロセッサ５にさらに実行させる。ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、計測合成画像ＩＳをディスプレイ８に表示させる処理をプロセッサ５に実行させる。これによって、プロセッサ５が複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３を計測画像に重畳した計測合成画像ＩＳを、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が計測合成画像ＩＳにおいて複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する。さらに、プロセッサ５は、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２を計測画像に重畳した計測合成画像ＩＳを、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２が計測合成画像ＩＳにおいて複数のカメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する。ディスプレイ８は、計測合成画像ＩＳを表示する。
【００９１】
同様に、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像ＩＳＡを、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５が第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する処理をプロセッサ５に実行させる。さらに、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像ＩＳＡを、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４が第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて複数の第１追加カメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する処理をプロセッサ５にさらに実行させる。ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第１追加計測合成画像ＩＳＡをディスプレイ８に表示させる処理をプロセッサ５に実行させる。これによって、プロセッサ５は、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像ＩＳＡを、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５が第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて複数の第１追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する。さらに、プロセッサ５は、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４を第１追加計測画像に重畳した第１追加計測合成画像ＩＳＡを、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４が第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて複数の第１追加カメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する。ディスプレイ８は、第１追加計測合成画像ＩＳＡを表示する。
【００９２】
さらに、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像ＩＳＢを、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７が第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する処理をプロセッサ５に実行させる。ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像ＩＳＢを、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６が第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて複数の第２追加カメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する処理をプロセッサ５にさらに実行させる。ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、第２追加計測合成画像ＩＳＢをディスプレイ８に表示させる処理をプロセッサ５に実行させる。これによって、プロセッサ５が複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像ＩＳＢを、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７が第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて複数の第２追加ワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する。プロセッサ５は、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６を第２追加計測画像に重畳した第２追加計測合成画像ＩＳＢを、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６が第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて複数の第２追加カメラ設定基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成する。ディスプレイ８は、第２追加計測合成画像ＩＳＢを表示する。
【００９３】
ステップＳ１０において、ユーザは、ディスプレイ８に表示された計測合成画像ＩＳにおいて静止物体が占める第４画像領域ＩＳ４の境界が複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２と重なっているか否かに基づいて、目標コンフィギュレーションにカメラ４が設定されているか確認する。ユーザは、ディスプレイ８に表示されている第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて静止物体が占める画像領域ＢＧ３の境界が複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４と重なっているか否かに基づいて、第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラ４Ａが設定されているか確認する。ユーザは、ディスプレイ８に表示されている第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて静止物体が占める画像領域ＢＧ４の境界が複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６と重なっているか否かに基づいて、第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラ４Ｂが設定されているか確認する。目標コンフィギュレーションにカメラ４が設定されていない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ１１によって、ユーザは、計測合成画像ＩＳにおいて静止物体が占める第４画像領域ＩＳ４の境界が複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２と重なるように、カメラ４の視点位置及び視線方向を調整する。ステップＳ８〜Ｓ１１の処理を繰り返すことによって、目標コンフィギュレーションにカメラ４が設定される。同様に、第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラ４Ａが設定されていない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ１１において、ユーザは、第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいて静止物体が占める画像領域ＢＧ３の境界が複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４と重なるように、第１追加カメラ４Ａの視点位置及び視線方向を調整する。ステップＳ８〜Ｓ１１の処理を繰り返すことによって、第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラ４Ａが設定される。第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラ４Ｂが設定されていない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ１１において、ユーザは、第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいて静止物体が占める画像領域ＢＧ４の境界が複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６と重なるように、第２追加カメラ４Ｂの視点位置及び視線方向を調整する。ステップＳ８〜Ｓ１１の処理を繰り返すことによって、第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラ４Ｂが設定される。
【００９４】
目標コンフィギュレーションにカメラ４が設定され、第１追加目標コンフィギュレーションに第１追加カメラ４Ａが設定され、第２追加目標コンフィギュレーションに第２追加カメラ４Ｂが設定されているとき（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ１２において、ユーザは、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが、実質的に平行か、実質的に一致するかを確認する。第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが、一致しておらず、平行でもない場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１３において、ユーザは、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、上述する一方の台の上においてワークＷの姿勢を調整する。ステップＳ８〜Ｓ１０とステップＳ１２とＳ１３の処理を繰り返すことによって、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが、実質的に平行になるか、実質的に一致する。同様に、ステップＳ１２において、ユーザは、第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいてワークＷが占める第７画像領域ＩＲ７の境界と、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５とが実質的に平行か、実質的に一致するかを確認する。第７画像領域ＩＲ７の境界と、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５とが、一致しておらず、平行でもない場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１３において、ユーザは、第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいてワークＷが占める第７画像領域ＩＲ７の境界と、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、上述する一方の台上においてワークＷの姿勢を調整する。ステップＳ８〜Ｓ１０とステップＳ１２とＳ１３の処理を繰り返すことによって、第１追加計測合成画像ＩＳＡにおいてワークＷが占める第７画像領域ＩＲ７の境界と、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５とが、実質的に平行になるか、実質的に一致する。さらに、ステップＳ１２において、ユーザは、第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいてワークＷが占める第８画像領域ＩＲ８の境界と、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７とが実質的に平行か、実質的に一致するかを確認する。第８画像領域ＩＲ８の境界と、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７とが、一致しておらず、平行でもない場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１３において、ユーザは、第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいてワークＷが占める第８画像領域ＩＲ８の境界と、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７とが実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、上述する一方の台上においてワークＷの姿勢を調整する。ステップＳ８〜Ｓ１０とステップＳ１２とＳ１３の処理を繰り返すことによって、第２追加計測合成画像ＩＳＢにおいてワークＷが占める第８画像領域ＩＲ８の境界と、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７とが、実質的に平行になるか、実質的に一致する。
【００９５】
ワークＷの姿勢の調整が終了すると（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ステップＳ１４において、姿勢が調整されたワークＷが載置された一方の台が加工位置ＭＰに移動する。ステップＳ１５において、加工装置１０の位置計測センサ９は、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎにそれぞれ対応する、ワークＷの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの位置を測定する。図１６は、加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎを示したものであるが、図１５及び図１６に示すように、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎは、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎにそれぞれ対応する。加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎは、接触式プローブによって位置が識別しやすいエッジやコーナーであり、位置の大きなズレがないことを考慮すれば、位置計測センサ９は、加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの位置を自動で探索することが可能である。そして、数値制御装置１００（電子回路１１０）は、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの位置が、それぞれ、許容範囲内に存在するかを判定する。この判定方法は、基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎが許容範囲内に存在するかを判定するのと同じ判定方法である。
【００９６】
複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの全ての位置が許容範囲内に存在すると電子回路１１０が判定したとき（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ステップＳ１７において、加工装置１０は、加工許可とする判定結果を出力してワークＷを加工する。複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎのうちの少なくとも１つの位置が許容範囲内に存在しないと判定したとき（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１６において、加工装置１０は、加工不許可とする判定結果を出力し、加工位置ＭＰに移動したワークＷが載置された一方の台は段取位置ＡＰに移動する、もしくは段取位置に戻らずに、加工位置で再調整を行う。
＜第１実施形態の変形例＞
上述の方法において、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、ワークＷの姿勢を調整するのは、ユーザが計測合成画像ＩＳを視認しながら行われるため、正確に行うことは難しい。特に、第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが実質的に平行か否かを正確に判定することは容易ではない。したがって、この判定を機械学習によって行ってもよい。
【００９７】
図１７は、第１実施形態の変形例に係るワーク据え付け支援システム１ａのブロック図である。本変形例では、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは機械学習プログラム６ｍを含み、メモリ６は、機械学習プログラム６ｍに利用される計測画像データＤＡ１、画像処理データＤＡ２、基準線データＤＡ３、カメラパラメータＤＡ４、学習済パラメータＤＡ５をさらに記憶する。また、画像処理装置２００ａと加工装置１０ａとは、それぞれ、互いに通信可能な第２通信インタフェース２０４と通信インタフェース１１２とを有する。第２通信インタフェース２０４及び通信インタフェース１１２は、イーサネット（登録商標）インタフェースや無線通信インタフェースなど、互いに通信可能なインタフェースであれば、どのようなインタフェースであってもよい。加工装置１０ａは、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定した判定結果（総合判定結果ＤＡ６）、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎがそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果（加工基準点別判定結果ＤＡ７）、及び、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎとそれぞれの許容範囲の中心値とのずれ量（加工基準点別判定結果ＤＡ７）を、第２通信インタフェース２０４と通信インタフェース１１２とを介して画像処理装置２００ａに送信してもよい。メモリ６は、総合判定結果ＤＡ６、加工基準点別判定結果ＤＡ７、及び、加工基準点別ずれ量ＤＡ８をさらに記憶してもよい。機械学習プログラム６ｍ、計測画像データＤＡ１、画像処理データＤＡ２、基準線データＤＡ３、カメラパラメータＤＡ４、学習済パラメータＤＡ５、総合判定結果ＤＡ６、加工基準点別判定結果ＤＡ７、及び、加工基準点別ずれ量ＤＡ８は、画像処理装置２００ａではなく、クラウドサービスなどの外部サーバに記憶され、機械学習プログラム６ｍが外部サーバで実行され、実行結果のみを画像処理装置２００ａに返信してもよい。
【００９８】
計測画像データＤＡ１は、カメラ４によって撮影された計測画像、第１追加カメラ４Ａによって撮影された第１追加計測画像、及び、第２追加カメラ４Ｂによって撮影された第２追加計測画像の少なくとも１つのデータである。画像処理データＤＡ２は、計測画像、第１追加計測画像、及び、第２追加計測画像のそれぞれを、エッジ検出処理をして得られた２値画像と背景差分等によってワークＷを検出した２値画像との少なくとも１つのデータである。基準線データＤＡ３は、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３のワーク基準線位置、複数の第１追加ワーク基準線ＲＬ４〜ＲＬ５の第１追加ワーク基準線位置、及び、複数の第２追加ワーク基準線ＲＬ６〜ＲＬ７の第２追加ワーク基準線位置の少なくとも１つのデータである。カメラパラメータＤＡ４は、計測画像、第１追加計測画像、及び、第２追加計測画像画像のそれぞれの画像中心位置及び歪曲収差パラメータと、カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂのそれぞれの焦点距離とを含む。総合判定結果ＤＡ６は、上述するステップＳ１５の判定結果である。加工基準点別判定結果ＤＡ７は複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎのそれぞれにおける、位置計測センサ９によって測定された位置とワークモデルから求められる複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの理想的位置との差の絶対値が閾値以下かどうか判定された結果である。加工基準点別ずれ量ＤＡ８は、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎのそれぞれにおける、位置計測センサ９によって測定された位置とワークモデルから求められる複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの理想的位置との差の値である。
【００９９】
機械学習プログラム６ｍは、例えば、ニューラルネットワーク、より好ましくは、深層学習に使用される三層以上のニューラルネットワークを学習モデルとして用い、計測画像データＤＡ１と、基準線データＤＡ３とを入力とし、総合判定結果ＤＡ６、加工基準点別判定結果ＤＡ７、及び、加工基準点別ずれ量ＤＡ８のうちの少なくとも１つのデータを出力とする教師データを用いて機械学習モデルを学習する処理をプロセッサ５に実行させる。画像処理データＤＡ２とカメラパラメータＤＡ４との少なくとも１つがさらに入力され、機械学習モデルが学習されてもよい。学習済パラメータＤＡ５は、このように学習されたニューラルネットワークの各層のニューロン間の重みパラメータなどのデータが格納される。したがって、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、計測画像と複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とを入力とし、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定した判定結果、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎがそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎとそれぞれの許容範囲の中心値（ワークモデルから求められる複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎの理想的位置とのずれ量）の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用いる。つまり、プロセッサ５は、計測画像と複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とを入力とし、判定結果、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎがそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎとそれぞれの許容範囲の中心値とのずれ量の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用いるように構成される。ワークの据え付け方法は、計測画像と複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とを入力とし、判定結果、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎがそれぞれ許容範囲内に存在するか否かを判定した結果、及び、複数の加工基準点ＣＰ１〜ＣＰｎとそれぞれの許容範囲の中心値とのずれ量の少なくとも１つを出力とする教師データを用いて学習した機械学習モデルを用いる。計測画像から検出されるエッジ、複数のワーク基準線位置の画像中心からのずれ量、カメラのレンズの焦点距離、カメラの歪曲収差パラメータの少なくとも１つをさらに入力とする教師データを用いて機械学習モデルが学習される。
【０１００】
機械学習プログラム６ｍは、このように学習された学習済みの機械学習モデルを用い、基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークＡＷを撮影した、カメラ４の画像（第３追加計測画像）、第１追加カメラ４Ａの画像（第５追加計測画像）、第２追加カメラ４Ｂの画像（第６追加計測画像）の少なくとも１つと、基準線データＤＡ３とを入力し、第１追加ワークＡＷが載置された一方の台が加工位置ＭＰに移動されたときに、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎにそれぞれ対応する、第１追加ワークＡＷの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定する処理をプロセッサ５にさらに実行させる。機械学習プログラム６ｍには、第３追加計測画像、第５追加計測画像、第６追加計測画像からエッジ検出処理がされた２値画像、背景差分により第１追加ワークＡＷが検出された２値画像、及び、カメラパラメータＤＡ４のうちの少なくとも１つががさらに入力されてもよい。図１８では、第３追加計測画像の判定結果を表示した合成画像ＩＳＣの一例である。この合成画像ＩＳＣでは、第３追加計測画像に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３と複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２と判定結果表示ウィンドウＤＷを重畳して表示している。したがって、ワーク据え付け支援プログラム６ｐは、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークＡＷを表示する第３追加計測画像から、第１追加ワークＡＷが載置された一方の台が加工位置ＭＰに移動されたときに、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎにそれぞれ対応する、第１追加ワークＡＷの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定する処理をプロセッサ５にさらに実行させる。つまり、プロセッサ５は、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークＡＷを表示する第３追加計測画像から、第１追加ワークＡＷが載置された一方の台が加工位置ＭＰに移動されたときに、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎにそれぞれ対応する、第１追加ワークＡＷの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定するように構成される。ワークの据え付け方法は、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第１追加ワークＡＷを表示する第３追加計測画像から、第１追加ワークＡＷが載置された一方の台が加工位置ＭＰに移動されたときに、複数の基準特徴点ＢＰ１〜ＢＰｎにそれぞれ対応する、第１追加ワークＡＷの実質的に同じ形状の複数の特徴点である、複数の第１追加加工基準点の全ての位置が許容範囲内に存在するか否かを判定する。この場合、上述のステップＳ１２において、機械学習プログラム６ｍが実行されるとよい。
【０１０１】
また、ワークＷは、載置台２及び追加載置台２Ａの両方に載置されてもよい。このため、上述するワークの据え付け方法は、基準ワークＲＷを取り外した載置台２と、載置台２と入れ替えて配置された追加載置台２Ａのうちの他方の台に基準ワークＲＷの形状およびサイズと実質的に同じ形状およびサイズを有する第２追加ワークＢＷを載置し、目標コンフィギュレーションに設定されたカメラ４によって撮影された、第２追加ワークＢＷを表示する第４追加計測画像を取得し、プロセッサ５によって、複数のワーク基準線を第４追加計測画像に重畳した第４追加計測合成画像ＩＳＤを、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３が第４追加計測合成画像ＩＳＤにおいて複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成するようにしてもよい。そして、ユーザは、第４追加計測合成画像ＩＳＤにおいて第２追加ワークＢＷが占める第９画像領域ＩＲ９の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するように、他方の台上において第２追加ワークの姿勢を調整するようにしてもよい。図１９は、第４追加計測合成画像ＩＳＤの一例である。
【０１０２】
カメラ４、第１追加カメラ４Ａ、第２追加カメラ４Ｂの位置姿勢が変化することがない環境においては、第１実施形態において、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２の設定、及び、複数のカメラ設定基準線ＣＲＬ１〜ＣＲＬ２の計測合成画像ＩＳでの表示が省略されてもよい。同様に、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４の設定、及び、複数の第１追加カメラ設定基準線ＣＲＬ３〜ＣＲＬ４の第１追加計測合成画像ＩＳＡでの表示が省略されてもよい。複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６の設定、及び、複数の第２追加カメラ設定基準線ＣＲＬ５〜ＣＲＬ６の第２追加計測合成画像ＩＳＢでの表示が省略されてもよい。この場合、図１０において、ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ１０、Ｓ１１が省略されてもよい。
【０１０３】
上述のワーク据え付け支援プログラム６ｐ、機械学習プログラム６ｍは、画像処理装置２００、２００ａに内蔵されたメモリ６にとどまらず、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤＲＯＭおよび磁気ディスク等のディスク、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ、外付けハードディスクなど画像処理装置２００、２００ａから取り外し可能で、画像処理装置２００、２００ａに読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよい。
＜第１実施形態の作用及び効果＞
第１実施形態に係るワーク据え付け支援システム１、１ａ及びワーク据え付け支援システム１、１ａを利用したワーク据え付け方法は、姿勢がワーク基準姿勢となるように調整された基準ワークＲＷの複数の基準線位置を参照して、ワークＷの姿勢を調整することができる。このため、工作物の姿勢を効率的に調整できる。
＜第２実施形態＞
本ワーク据え付け方法は、上述の加工装置１０に限らず、他の加工装置においても適用可能である。図２０は、第２実施形態に係るワーク据え付け支援システム１１の概略構成を示す図である。第２実施形態では、加工装置１０ｍは、フライス加工と旋削加工をともに行える加工装置である。載置台２ｍは、係止爪２１〜２４によって基準ワークＲＷ及びワークＷを固定する。載置台２ｍは、旋回中心軸Ａｘを有し、旋回中心軸Ａｘの周りに回動可能である。図２０では、加工位置ＭＰと段取位置ＡＰとが同一である例を示しているが、第１実施形態と同様、載置台２ｍは、基準ワークＲＷ及びワークＷが加工される加工位置ＭＰ、及び、加工位置ＭＰから離間した段取位置ＡＰに移動可能であってもよい。係止爪２１〜２４は旋回中心軸Ａｘの周りに９０度ずつ回転した位置に順に時計回りに配置されている。つまり、旋回中心軸Ａｘの軸方向から見て、旋回中心軸Ａｘから係止爪２１に向かう方向と、旋回中心軸Ａｘから係止爪２２に向かう方向とのなす角は９０度である。旋回中心軸Ａｘの軸方向から見て、旋回中心軸Ａｘから係止爪２２に向かう方向と、旋回中心軸Ａｘから係止爪２３に向かう方向とのなす角は９０度である。旋回中心軸Ａｘの軸方向から見て、旋回中心軸Ａｘから係止爪２３に向かう方向と、旋回中心軸Ａｘから係止爪２４に向かう方向とのなす角は９０度である。旋回中心軸Ａｘの軸方向から見て、旋回中心軸Ａｘから係止爪２４に向かう方向と、旋回中心軸Ａｘから係止爪２１に向かう方向とのなす角は９０度である。カメラ４の光軸は、旋回中心軸Ａｘに実質的に平行に向くように配置される。ワーク据え付け支援システム１１において、ワーク据え付け支援システム１の構成から第１追加カメラ４Ａ、及び、第２追加カメラ４Ｂが省略される。ただし、第１実施形態と同様、加工装置１０ｍは、載置台２ｍと同一の形状及び機能を有する追加載置台２ｍＡを備えてもよい。また、図２０において図示されていないが、加工装置１０ｍは、第１実施形態に示された位置計測センサ９を有し、画像処理装置２００は、機械学習プログラム６ｍの機能を備えてもよい。第２実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成、処理については同一の符号を使用して詳細な説明を省略する。また、本実施形態にて説明していない構成は、第１実施形態の構成と実質的に同一である。
【０１０４】
図２１及び図２２は、本実施形態の基準ワークＲＷ及びワークＷの姿勢を説明するための図である。図２１に示すように、本実施形態の基準ワークＲＷ及びワークＷは、中心軸線Ｃｘを有し、中心軸線Ｃｘに対して概ね線対称な形状を有している。本実施形態の姿勢調整においては、図２１に示すように基準ワークＲＷ及びワークＷの中心軸線Ｃｘを旋回中心軸Ａｘに一致させることと、その後、図２２に示すように、基準ワークＲＷ及びワークＷの位相（旋回中心軸Ａｘの周りの回転角）を所定の位相に合わせることの２つを要する。したがって、基準ワークＲＷ及びワークＷの姿勢は、載置台２の旋回中心軸Ａｘによって規定される。
【０１０５】
図２３は、第２実施形態に係るワークＷの据え付け方法を示すフローチャートである。当該方法では、ステップＳ１ａにおいて、ユーザが、基準ワークＲＷを載置台２に載置し、基準ワークＲＷの姿勢がワーク基準姿勢となるように、基準ワークＲＷの姿勢を載置台２上で調整する。図２４は、ステップＳ１ａの具体的な処理のフローチャートである。まず、ステップＳ１２１において、図２５に示されるように、芯だし棒（位置計測センサ９の一例）に長尺棒３０が取り付けられる。長尺棒３０の中心軸は、旋回中心軸Ａｘに対して平行になるように調整されている。長尺棒３０の半径は、長尺棒３０の中心軸の軸方向に対して一様である。つぎに、ステップＳ１２２において、載置台２が角度０度に回転される。この角度０度とは、旋回中心軸Ａｘの軸方向から見て、長尺棒３０が旋回中心軸Ａｘと係止爪２１との間に位置する回転角を規定する。ステップＳ１２３において、角度０度において、長尺棒３０と第１測定面ＷＰ１の隙間が目測で計測される。ここで、第１測定面ＷＰ１は、基準ワークＲＷの表面のうち、基準ワークＲＷを図２２のように姿勢調整したときに旋回中心軸Ａｘに対して平行となる面である。したがって、長尺棒３０と第１測定面ＷＰ１の隙間の距離は、長尺棒３０の中心軸の軸方向に対して一様となるように、基準ワークＲＷの姿勢が調整される。
【０１０６】
つぎに、ステップＳ１２４において、載置台２が角度１８０度に回転される。このとき、図２６に示されるように、長尺棒３０が旋回中心軸Ａｘと係止爪２３との間に位置するように、基準ワークＲＷ及び載置台２は旋回中心軸Ａｘの周りに回転される。ただし、長尺棒３０は、図２５に示される位置・姿勢を保っている。このとき、旋回中心軸Ａｘに対して第１測定面ＷＰ１と反対の面である第２測定面ＷＰ２が長尺棒３０と面している。ステップＳ１２５において、角度１８０度において、長尺棒３０と第２測定面ＷＰ２の隙間が目測で計測される。このとき、第２測定面ＷＰ２は、旋回中心軸Ａｘに対して実質的に平行となっている。ステップＳ１２６において、角度０度と１８０度の隙間の距離が等しいか否かが判定される。角度０度と１８０度の隙間の距離が等しくない場合（ステップＳ１２６でＮｏ）、図２１のように芯ずれを起こしているため、ステップＳ１２７において、旋回中心軸Ａｘに対して垂直な方向に基準ワークＲＷをスライドさせるように係止爪２１及び２３を調整する。その後、角度０度と１８０度の隙間の距離が等しくなるまで（ステップＳ１２６でＹｅｓ）、ステップＳ１２７、ステップＳ１２２〜Ｓ１２６の処理を繰り返す。
【０１０７】
角度０度と１８０度の隙間の距離が等しくなると（ステップＳ１２６でＹｅｓ）、ステップＳ１２８において、載置台２が角度９０度に回転される。このとき、図２７に示されるように、長尺棒３０が旋回中心軸Ａｘと係止爪２２との間に位置するように、基準ワークＲＷ及び載置台２は旋回中心軸Ａｘの周りに回転される。ただし、長尺棒３０は、図２５に示される位置・姿勢を保っている。ステップＳ１２９において、角度９０度において、長尺棒３０と第３測定面ＷＰ３の隙間が目測で計測される。第３測定面は、基本的に第１測定面と同様に、基準ワークＲＷの表面のうち、基準ワークＲＷを図２２のように姿勢調整したときに旋回中心軸Ａｘに対して平行となる面である。したがって、長尺棒３０と第３測定面ＷＰ３の隙間の距離は、長尺棒３０の中心軸の軸方向に対して一様となるように、基準ワークＲＷの姿勢が調整される。
【０１０８】
つぎに、ステップＳ１３０において、載置台２が角度２７０度に回転される。このとき、図２８に示されるように、長尺棒３０が旋回中心軸Ａｘと係止爪２４との間に位置するように、基準ワークＲＷ及び載置台２は旋回中心軸Ａｘの周りに回転される。ただし、長尺棒３０は、図２５に示される位置・姿勢を保っている。このとき、旋回中心軸Ａｘに対して第３測定面ＷＰ３と反対の面である第４測定面ＷＰ４が長尺棒３０と面している。ステップＳ１３１において、角度２７０度において、長尺棒３０と第４測定面ＷＰ４の隙間が目測で計測される。このとき、第４測定面ＷＰ４は、旋回中心軸Ａｘに対して実質的に平行となっている。ステップＳ１３２において、角度９０度と２７０度の隙間の距離が等しいか否かが判定される。角度９０度と２７０度の隙間の距離が等しくない場合（ステップＳ１３２でＮｏ）、図２１のように芯ずれを起こしているため、ステップＳ１３３において、旋回中心軸Ａｘに対して垂直な方向に基準ワークＲＷをスライドさせるように係止爪２２及び２４を操作する。その後、角度９０度と２７０度の隙間の距離が等しくなるまで（ステップＳ１３２でＹｅｓ）、ステップＳ１３３、ステップＳ１２８〜Ｓ１３２の処理を繰り返す。
【０１０９】
図２３に戻り、ステップＳ２〜Ｓ５まで第１実施形態と同様の処理が行われ、ステップＳ６ａにおいてワーク基準線の設定が行われる。図２９は、第２実施形態における基準画像ＩＢの一例である。ステップＳ６ａにおいて、ユーザは、ディスプレイ８に表示された、図２９に示されるような基準画像ＩＢを見ながら、入力装置７を介して、基準画像ＩＢにおいて基準ワークＲＷが占める第１画像領域ＩＲ１の境界に複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４を設定する。なお、この設定においては、位相ずれによる影響をうけないワーク基準線ＲＬ１とＲＬ４と、位相ずれによる影響をうけるワーク基準線ＲＬ２とＲＬ３とをともに設定することが望ましい。その後、ステップＳ７〜Ｓ１１まで第１実施形態と同様の処理が行われ、ステップＳ１２ａ、Ｓ１３ａにおいてワークＷの姿勢の調整が行われる。
【０１１０】
図３０は、第２実施形態に係る計測合成画像ＩＳの一例を示す。図３０では、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２は水玉模様で示されている。また、計測合成画像ＩＳにおいて第３画像領域ＩＲ３に対応する静止物体が占める第４画像領域ＩＲ４の境界はハッチングで示されている。第１実施形態では、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ３とが実質的に平行になる場合が許容されているが、第２実施形態では、ユーザは、計測合成画像ＩＳにおいてワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４とが実質的に一致するように、載置台２上においてワークＷの姿勢を調整する。図３０では、図２１に示される芯ずれと、図２２に示される位相ずれがともに生じているため、まず位相ずれによる影響をうけないワーク基準線ＲＬ１とＲＬ４と、それに対応する第２画像領域ＩＲ２の境界線ＢＬ１とＢＬ２とが実質的に一致するように、係止爪２１〜２４を操作することによってワークＷの姿勢を調整する。このような調整がされた計測合成画像ＩＳの表示例を図３１に示す。つぎに、残りのワーク基準線ＲＬ２とＲＬ３とそれに対応する第２画像領域ＩＲ２の境界線と、ＢＬ１とＢＬ２とが実質的に一致するように、旋回中心軸Ａｘ周りにワークＷ及び載置台２を回転させる。図３２は、このように姿勢が調整されたワークＷを表示する計測合成画像ＩＳの例を示す。なお、図２９〜３１は、複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４がすべて円の場合を示しているが、直線のワーク基準線を含んでいてもよい。
【０１１１】
図２３に戻り、ステップＳ１２ａでは、計測合成画像ＩＳにおいて全ての複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４が、ワークＷが占める第２画像領域ＩＲ２の境界と実質的に一致するか否かが判定される。全ての複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４が第２画像領域ＩＲ２の境界と実質的に一致しない場合（ステップＳ１２ａでＮｏ）、ステップＳ１３ａにおいて、係止爪２１〜２４を操作するか、旋回中心軸Ａｘ周りにワークＷ及び載置台２を回転させる。その後、全ての複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４が第２画像領域ＩＲ２の境界と実質的に一致するまで、ステップＳ１３ａ、ステップＳ８〜Ｓ１３ａまでの処理が繰り返される。全ての複数のワーク基準線ＲＬ１〜ＲＬ４が第２画像領域ＩＲ２の境界と実質的に一致する場合（ステップＳ１２ａでＹｅｓ）、ステップＳ１５〜Ｓ１７の処理が実行される。
＜第２実施形態の作用及び効果＞
第２実施形態に係るワーク据え付け支援システム１１及びワーク据え付け支援システム１１を利用したワーク据え付け方法は、４つ爪の載置台へのワークＷの据え付けのような手間がかかるワークＷの据え付けに対し、合成画像を利用して据え付け時間を短縮することができる。
【０１１２】
本願においては、「備える」およびその派生語は、構成要素の存在を説明する非制限用語であり、記載されていない他の構成要素の存在を排除しない。これは、「有する」、「含む」およびそれらの派生語にも適用される。
【０１１３】
「〜部材」、「〜部」、「〜要素」、「〜体」、および「〜構造」という文言は、単一の部分や複数の部分といった複数の意味を有し得る。
【０１１４】
「第１」や「第２」などの序数は、単に構成を識別するための用語であって、他の意味（例えば特定の順序など）は有していない。例えば、「第１要素」があるからといって「第２要素」が存在することを暗に意味するわけではなく、また「第２要素」があるからといって「第１要素」が存在することを暗に意味するわけではない。
【０１１５】
程度を表す「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言は、実施形態に特段の説明がない限りにおいて、最終結果が大きく変わらないような合理的なずれ量を意味し得る。本願に記載される全ての数値は、「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言を含むように解釈され得る。
【０１１６】
本願において「Ａ及びＢの少なくとも一方」という文言は、Ａだけ、Ｂだけ、及びＡとＢの両方を含むように解釈されるべきである。
【０１１７】
上記の開示内容から考えて、本発明の種々の変更や修正が可能であることは明らかである。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本願の具体的な開示内容とは別の方法で本発明が実施されてもよい。
【要約】
加工装置のためのワークの据え付け方法は、姿勢が調整された基準ワークを表示する基準画像を取得し、基準画像において基準ワークが占める第１画像領域の境界に複数のワーク基準線を設定し、ワークを表示する計測画像を取得し、プロセッサによって、複数のワーク基準線を計測画像に重畳した計測合成画像を、複数のワーク基準線が計測合成画像において複数のワーク基準線位置と同一の複数の位置にそれぞれ表示されるようにして生成し、計測合成画像においてワークが占める第２画像領域の境界と、複数のワーク基準線とが、実質的に平行になる、または、実質的に一致するようにワークの姿勢を調整する。【図１】
0006736798.tif 000002
【図２】
0006736798.tif 000003
【図３】
0006736798.tif 000004
【図４】
0006736798.tif 000005
【図５】
0006736798.tif 000006
【図６】
0006736798.tif 000007
【図７】
0006736798.tif 000008
【図８】
0006736798.tif 000009
【図９】
0006736798.tif 000010
【図１０】
0006736798.tif 000011
【図１１】
0006736798.tif 000012
【図１２】
0006736798.tif 000013
【図１３】
0006736798.tif 000014
【図１４】
0006736798.tif 000015
【図１５】
0006736798.tif 000016
【図１６】
0006736798.tif 000017
【図１７】
0006736798.tif 000018
【図１８】
0006736798.tif 000019
【図１９】
0006736798.tif 000020
【図２０】
0006736798.tif 000021
【図２１】
0006736798.tif 000022
【図２２】
0006736798.tif 000023
【図２３】
0006736798.tif 000024
【図２４】
0006736798.tif 000025
【図２５】
0006736798.tif 000026
【図２６】
0006736798.tif 000027
【図２７】
0006736798.tif 000028
【図２８】
0006736798.tif 000029
【図２９】
0006736798.tif 000030
【図３０】
0006736798.tif 000031
【図３１】
0006736798.tif 000032
【図３２】
0006736798.tif 000033