(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のワークの側面に対面する位置に設けられ、該ワークの側面画像を撮像すると共に当該側面画像の中から複数の範囲画像を抽出する側面画像撮像手段と、
前記側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、当該ワークの最下位を抽出し、該抽出した最下位位置の当該座標系における座標値を抽出するワーク最下位抽出手段と、
前記側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、当該ワークの最上位を抽出し、該抽出した最上位位置の当該座標系における座標値を抽出するワーク最上位抽出手段と、
前記ワーク最下位抽出手段及び前記ワーク最上位抽出手段でそれぞれ抽出した当該座標系における座標値のＹ軸方向における差分を求めることにより、当該ワークの最下位と最上位間の距離である当該ワークの積載高さを各範囲画像毎に求めるワーク積載高さ演算手段と、
前記側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、当該ワーク間の隙間をそれぞれ抽出するワーク隙間抽出手段と、
当該ワーク隙間抽出手段で抽出された隙間の間隔を求めることにより、当該ワークの板厚を各範囲画像毎に演算するワーク板厚演算手段と、
前記ワーク積載高さ演算手段で求められた当該ワークの積載高さを、前記ワーク板厚演算手段で求められた当該ワークの板厚で割り算することにより、当該ワークの積載枚数を各範囲画像毎に演算するワーク積載枚数演算手段と、
を備えてなることを特徴とするワーク識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工対象となる素材としてのワークの材質、寸法、及び数量などを、人手によらずに自動的に識別することができるワーク識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば板材に対して切断、孔あけ、曲げ等の所望の加工処理を施す板金加工ラインにおいて、省力化や省人化を狙ったフレシキブル・マニュファクチャリング・システム（ＦＭＳ）と呼ばれる生産システムが普及している。
【０００３】
このＦＭＳが採用された板金加工ラインの概略について説明すると、板金加工ラインは、例えば、複数種類の金型や工具などを交換しつつ加工を行うパンチプレスなどのＮＣ加工機と、このＮＣ加工機の動作を加工プログラム等に従って制御するＣＮＣ制御装置と、ＮＣ加工機に対して加工対象となる素材としてのワークを着脱するワーク着脱装置、複数のワーク等をその材質や寸法等が同一なグループ単位毎に整理して収納する自動倉庫、この自動倉庫からワーク着脱装置へワークを搬送するクレーン車などの周辺装置と、ＮＣ加工機、ＣＮＣ制御装置、及び周辺装置にそれぞれ接続され、板金加工ラインの動作をシーケンス的に制御するライン制御盤とから構成されている。そして、この板金加工ラインには、ＣＮＣ制御装置へ加工プログラムを転送する一方、ライン制御盤へラダーシーケンスプログラムを転送する等の機能を備え、板金加工ラインの全体動作を統括管理するセルコントローラが接続されている。
【０００４】
上述した板金加工ラインにおいて、所望のワークをオンタイムでＮＣ加工機へ供給するために、前述の自動倉庫が重要な役割を果たしている。この自動倉庫は、素材、加工途中の半製品、又は製品などのワークを一時的に収納する多列多段式のラックと、このラックからワークを入出庫するスタッカクレーンと、このスタッカクレーン等の動作を統括的に管理する制御装置とから構成されている。この制御装置は、スタッカクレーンに対して指定のグループに属するワークを入出庫させる指令を行う一方、どの列の何段目にどのグループに属するワークが何枚収納されているかなどのワークの所在位置とその在庫数を集中的に管理するとともに、あるグループに属するワークの数量が予め定められる所定数まで減少したとき、該当するグループに属するワークの入庫をオペレータへ催促する等の機能を備えている。
【０００５】
さて、このような自動倉庫において、従来例えば新規に仕入れた素材としてのワークを自動倉庫へ入庫する際には、まず、入庫対象となるワークの材質、寸法、重量、及び数量などを、入庫担当オペレータが仕入れ伝票などを参照することで把握し、この把握した各種データを前記制御装置に付属のキーボードを介して手入力することにより、自動倉庫に収容されているワークの在庫データを更新するようにしている。ここで更新されたワーク在庫データは、例えば、予め定められる生産計画に基いて前述の板金加工ラインをスケジュール運転する際において、該当する生産計画を実行する上で必要となるワークの材質、寸法、及び数量と、上記ワーク在庫データとを照合することにより、所望のワークの在庫が充足しているか否かを判断する等の用途に用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のワーク入庫時における在庫データの更新にあっては、新規に仕入れた素材としてのワークを自動倉庫へ入庫する毎に、ワーク在庫データを入庫担当オペレータの手入力によるキー操作を媒介して更新することとなっていたために、この煩雑なデータ更新作業のために専用の入庫担当オペレータが必要となったり、また、データ更新を手入力により行っていることから、入力ミスによって在庫データと実際の在庫とが一致しないという事態も起こり得るという解決すべき課題を内在していた。
【０００７】
このような実情に鑑みて、ワーク在庫データの更新作業を自動化して、さらなる省力化、及び省人化を推進することができる新規な技術の開発が関係者の間で久しく待ち望まれていた。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、例えば自動倉庫にワークを新規に入庫する際等において、ワークの画像を撮像して取り込み、取り込んだ画像に対して適宜の画像処理を施すことにより、ワークの材質、寸法、及び数量などを、人手によらずに自動的に識別することができるワーク識別装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、平板状のワークの側面に対面する位置に設けられ、該ワークの側面画像を撮像すると共に当該側面画像の中から複数の範囲画像を抽出する側面画像撮像手段と、前記側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、当該ワークの最下位を抽出し、該抽出した最下位位置の当該座標系における座標値を抽出するワーク最下位抽出手段と、前記側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、当該ワークの最上位を抽出し、該抽出した最上位位置の当該座標系における座標値を抽出するワーク最上位抽出手段と、前記ワーク最下位抽出手段及び前記ワーク最上位抽出手段でそれぞれ抽出した当該座標系における座標値のＹ軸方向における差分を求めることにより、当該ワークの最下位と最上位間の距離である当該ワークの積載高さを各範囲画像毎に求めるワーク積載高さ演算手段と、前記側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、当該ワーク間の隙間をそれぞれ抽出するワーク隙間抽出手段と、当該ワーク隙間抽出手段で抽出された隙間の間隔を求めることにより、当該ワークの板厚を各範囲画像毎に演算するワーク板厚演算手段と、前記ワーク積載高さ演算手段で求められた当該ワークの積載高さを、前記ワーク板厚演算手段で求められた当該ワークの板厚で割り算することにより、当該ワークの積載枚数を各範囲画像毎に演算するワーク積載枚数演算手段と、を備えてなることを要旨とする。
【００１６】
請求項１の発明によれば、まず、側面画像撮像手段は、ワークの側面画像を撮像すると共に当該側面画像の中から複数の範囲画像を抽出する。これを受けて、ワーク最下位抽出手段は、側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、ワークの最下位を抽出し、抽出した最下位位置の当該座標系における座標値を抽出する。また、ワーク最上位抽出手段は、側面画像撮像手段で撮像された側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、ワークの最上位を抽出し、抽出した最上位位置の当該座標系における座標値を抽出する。さらに、ワーク積載高さ演算手段は、ワーク最下位抽出手段及びワーク最上位抽出手段でそれぞれ抽出した当該座標系における座標値のＹ軸方向における差分を求めることにより、ワークの最下位と最上位間の距離であるワークの積載高さを各範囲画像毎に求める。一方、ワーク隙間抽出手段は、側面画像撮像手段で撮像されたた側面画像の中から抽出された各範囲画像毎に、ワーク間の隙間をそれぞれ抽出する。さらに、ワーク板厚演算手段は、ワーク隙間抽出手段で抽出された隙間の間隔を求めることにより、ワークの板厚を各範囲画像毎に演算する。そして、ワーク積載枚数演算手段は、ワーク積載高さ演算手段で求められたワークの積載高さを、ワーク板厚演算手段で求められたワークの板厚で割り算することにより、ワークの積載枚数を各範囲画像毎に演算する。このように、ワークの最下位と最上位をそれぞれ抽出することでこれらの間の距離であるワークの積載高さを求める一方、ワーク間の隙間の間隔を求めることでワークの板厚を演算し、さらに、ワークの積載高さをワークの板厚で割り算することにより、ワークの積載枚数を演算するようにしたので、人手を介さずに自動的にワークの積載枚数を識別することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、パレット側に絶対基準点を設定する一方、ワーク側に相対基準点を設定し、絶対基準点と相対基準点との間のずれ量と、パレット上の正四角形のＸＹ寸法とに基づいて、ワークのＸＹ寸法を演算するようにしたので、ワークのＸＹ寸法を人手を介さずに自動的に識別することができる。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、撮像されたワークの表面画像と、表面画像データマスタに格納されている表面画像データとを逐次照合することにより、ワークの材質を推定するようにしたので、人手を介さずに自動的にワークの材質を識別することができる。
【００１９】
さらに、請求項３の発明によれば、ワーク間の隙間の間隔を求めることにより、ワークの板厚を演算するようにしたので、人手を介さずに自動的にワークの板厚を識別することができる。
【００２０】
そして、請求項４の発明によれば、ワークの最下位と最上位をそれぞれ抽出することでこれらの間の距離であるワークの積載高さを求める一方、ワーク間の隙間の間隔を求めることでワークの板厚を演算し、さらに、ワークの積載高さをワークの板厚で割り算することにより、ワークの積載枚数を演算するようにしたので、人手を介さずに自動的にワークの積載枚数を識別することができるというきわめて優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係るワーク識別装置の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るワーク識別装置が設置される板金加工ライン周辺のブロック構成図、図２は、本発明に係るワーク識別装置周辺のブロック構成図、図３乃至図４は、本発明に係るワーク識別装置内部のブロック構成図、図５乃至図７は、板金加工ラインの機構説明図、図８乃至図１７は、本発明の説明に供する図である。
【００２３】
まず、本発明に係るワーク識別装置が設置される板金加工ライン周辺の概略構成について説明すると、図１に示すように、板金加工ライン１は、例えば、複数種類の金型を交換しつつ孔あけ加工を行うパンチプレスなどのＮＣ加工機３と、このＮＣ加工機３の動作を加工プログラムに従って制御するＣＮＣ制御装置５と、ＮＣ加工機３に対して加工対象となるワークを着脱するワーク着脱装置、複数のワーク等をその材質や寸法等が同一なグループ単位毎に整理して収納する自動倉庫、この自動倉庫からワーク着脱装置へワークを搬送するクレーン車などの後述する周辺装置７と、ＮＣ加工機３、ＣＮＣ制御装置５、及び周辺装置７にそれぞれ接続され、板金加工ライン１の動作をシーケンス的に制御するライン制御盤９とから構成されている。そして、この板金加工ライン１には、ＣＮＣ制御装置５へ加工プログラムを転送する一方、ライン制御盤９へラダーシーケンスプログラムを転送し、板金加工ライン１の動作を統括的に管理するセルコントローラ１１が接続されている。
【００２４】
このセルコントローラ１１は、所定容量を有する記憶装置を備えており、この記憶装置には、例えば、予め定められる生産計画に基づいて作成され、生産計画に沿った製品を順次得る際に参照される後述する加工スケジュール１３が格納されている。さらに、セルコントローラ１１は、文字や数字等を入力する際に用いられるキーボード１５と、新規に入庫されたワークの材質、寸法、重量、及び数量などがワーク識別装置で識別されたとき、これら各種データ等をその表示画面上に表示する表示ディスプレイ１７とを備えている。
【００２５】
上記セルコントローラ１１は、例えばイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）（登録商標）などのローカルエリアネットワーク（以下、単にＬＡＮと言う。）１９に接続されており、このＬＡＮ１９には、ある製品のＣＡＤデータに基づいて、該当製品を得るための加工順序、加工条件、使用工具などの情報を含む加工プログラムを自動作成する自動プログラミング装置２１と、この自動プログラミング装置２１で作成された加工プログラム、各種製品のＣＡＤデータ、及び加工スケジュール等のデータ又はプログラムを統合管理するとともに、セルコントローラ１１へ加工スケジュールを転送する等の機能を備えた親サーバ２３が接続されている。この親サーバ２３には、加工プログラムや各種製品のＣＡＤデータ、及び加工スケジュール等のデータをデータベース形式で格納するデータベース２５が接続されており、親サーバ２３は、現場端末としてのセルコントローラ１１において加工スケジュール１３のデータ更新が手動又は自動によりなされたとき、このデータ更新をＬＡＮ１９を介して受けてデータベース２５のデータ更新を行うことにより、データベース２５を常に最新の状態に更新維持するように構成されている。
【００２６】
次に、上述した板金加工ライン１に装備される周辺装置７について、図５乃至図７を参照して説明すると、まず、板金加工ライン１には、所望の材質、寸法等の条件を満足する素材としてのワークを必要な時に必要な数量だけＮＣ加工機３へ供給するためのバッファの役割を果たす自動倉庫６１が設置されている。この自動倉庫６１は、パレット６５上に載置された素材等のワーク６３を、その材質や寸法、工程納期等が同一なグループ単位毎に所定の棚へ整理して収納する如く構成されている。また、この自動倉庫６１は、前記棚からワーク６３を入出庫するスタッカクレーン６９と、例えば新規に自動倉庫６１へ入庫されるか、又はスタッカクレーン６９により自動倉庫６１から出庫されるワーク６３を一時的に保管する後述する入出庫ステーション６７とを備えている。
【００２７】
前記スタッカクレーン６９は、自動倉庫６１の長手方向に沿って平行に敷設された一対のレール７１上を往復移動自在に自律走行する如く構成されている。また、スタッカクレーン６９には、エレベータ７３と、このエレベータ７３に設置され、自動倉庫６１の棚からワーク６３が載置されたパレット６５をクレーン６９側へ移送するか、又はクレーン６９側から前記パレット６５を自動倉庫６１の空き棚へ移送する機能を備えるトラバーサ７５とが搭載されており、このスタッカクレーン６９により、入出庫ステーション６７に入庫されたワーク６３を自動倉庫６１の空き棚へ移送する一方、所望のワーク６３を自動倉庫６１の棚から入出庫ステーション６７へ移送する如く構成されている。
【００２８】
上記入出庫ステーション６７に保管されたワーク６３をＮＣ加工機３側へ供給するために、入出庫ステーション６７に隣接する位置にチェーンコンベア７７が設置されている。このチェーンコンベア７７を介して、ワーク６３は、チェーンコンベア７７に隣接する位置に設置された一枚取りステーション７９へ移送される。この一枚取りステーション７９には、その上部におけるＮＣ加工機３側へ向く方向に延びる一枚取り側レール８３と、このレール８３に沿って往復動自在かつ上下動自在とされ、パレット６５上に載置されるワーク６３のなかから最上位のワークを吸着して移送するバキュームヘッド８１とが設けられている。このバキュームヘッド８１により、ワーク６３は、一枚単位でＮＣ加工機３側へ供給される。ＮＣ加工機３に供給されたワーク６３は、ＮＣ加工機３に装備されるワーククランプ装置８２により把持された状態で所定の位置に位置決めされて、この位置決めされたワーク６３に対して所定の加工処理が施されることになる。
【００２９】
上記ＮＣ加工機３から加工処理後のワーク６３を退避集積するために、入出庫ステーション６７から見てＮＣ加工機３を挟む対向側には集積ステーション８５が設置されている。この集積ステーション８５には、その上部におけるＮＣ加工機３側からの退避方向に延びる集積側レール８９と、このレール８９に沿って往復動自在かつ上下動自在とされ、ＮＣ加工機３において加工処理後のワーク６３を把持した状態で移送するクランプ装置８７とが設けられている。このクランプ装置８７により、加工処理後のワーク６３はＮＣ加工機３から集積ステーション８５へと退避集積されることになる。
【００３０】
次に、上述した加工スケジュール１３についてさらに詳しく述べると、加工スケジュール１３は、複数種類の製品を順次加工する際に参照されるか、又は加工に付随して発生する複数のデータ項目を、各種製品毎のレコード単位として列方向に配列する一方、各単位レコードを加工順序に従って行方向に配列して構成されており、そのファイル構造はデータベース形式とされている。ここで、以下、上記単位レコードを単位加工スケジュールと呼ぶこととする。上記データ項目としては、異なるスケジュール毎に相互に異なるものとされ、番号の若いものから優先して加工がなされる如く付与された番地番号と、この番地番号に対応付けてそれぞれ記述される加工プログラムの識別番号、加工数量、段取りの有無、及び完了コードとなどが挙げられる。なお、段取りの有無には、金型交換や、ワークを位置決めする際に用いられ、ワークを把持するワーククランプ装置の位置交換などの段取りの有無についてのデータが記述される。また、完了コードには、ある単位加工スケジュールに関する加工が完了したか否か、又は、加工をスキップするか否かなどのデータが記述される。
【００３１】
上述の如く構成された加工スケジュール１３を参照することにより、セルコントローラ１１は、加工スケジュール１３に従う作業指令を順次発行し、この作業指令を、該当する加工プログラムと併せてＣＮＣ制御装置５へ転送する一方、ライン制御盤９へ転送し、これを受けて板金加工ライン１は、被加工対象となる素材としての平板状のワークに対して切断、孔あけ、曲げなどの所定の加工処理を順次実行するように構成されている。
【００３２】
さて、次に、新規に入庫された素材としてのワーク６３を受け入れる入出庫ステーション６７周辺及びその内部構成について、図８を参照してさらに詳細に説明すると、入出庫ステーション６７には、その内部へ導く如く一対のレール７０が敷設されている。このレール７０上には、レール７０に沿って走行する台車６８が設けられている。この台車６８上には、新規に入庫された素材としてのワーク６３をスキッド６４を介して載置してなるパレット６５が積載される如く構成されている。
【００３３】
この台車６８により入出庫ステーション６７内部へ移送された新規入庫のワーク６３の材質、寸法、重量、及び数量などを人手によらずに自動的に識別するために、ワーク６３を載置してなるパレット６５には、その対角線上に位置する少なくとも一対の角部のそれぞれに、一般面と識別し得る如く黒色等の塗装を正方形状に施すことで形成された第１，第２対角測定基準マーカ１０１ａ，１０１ｂが設けられている。この第１，第２対角測定基準マーカ１０１ａ，１０１ｂは、後に詳述するように、ワーク６３のＸＹ寸法を認識する際に用いられる。また、入出庫ステーション６７の内壁には、後に詳述するワーク識別装置２の構成要素である第１乃至第３の３台のＣＣＤカメラ３１，３３，３５が、それぞれ相互に位置を異ならせて設置されている。上記第１ＣＣＤカメラ３１は、図９乃至図１０に示すように、上記第１対角測定基準マーカ１０１ａを中心として、このマーカ１０１ａに近接するワーク６３における１つの角部を含む画像を撮像し得る位置に設置されている。また、上記第２ＣＣＤカメラ３３は、上記第２対角測定基準マーカ１０１ｂを中心として、このマーカ１０１ｂに近接する前記角部と対角する角部を含む画像を撮像し得る位置に設置されている。なお、第１，第２ＣＣＤカメラ３１，３３を１台設置し、この１台のＣＣＤカメラでワーク６３全体の平面画像を撮像するように構成することもできる。そして、上記第３ＣＣＤカメラ３５は、ワーク６３を側方から撮像し得る位置に設置されている。
【００３４】
次に、ワーク識別装置２の内部構成について、図３乃至図４を参照して説明する。
【００３５】
まず、ワーク６３のＸＹ寸法を認識するために、ワーク識別装置２は、図３に示すように、第１，第２ＣＣＤカメラ３１，３３と、これら第１，第２ＣＣＤカメラ３１，３３にそれぞれ接続され、撮像した画像のなかから、第１，第２対角測定基準マーカ１０１ａ，１０１ｂに注目して、図１１乃至図１２に示す第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）又は第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）を抽出し、これらの点をワーク６３のＸＹ寸法を認識する際の絶対基準点としてそれぞれ決定する第１，第２絶対基準点決定部３７，３９と、上記第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）に近接して位置するワーク６３のそれぞれの角部頂点である第１相対基準点Ｐ2 （ＬＤ）と、これら角部から各辺に沿って所定距離離れた位置である第２，第３相対基準点Ｐ3 （ＬＤ），Ｐ4 （ＬＤ）とを抽出するとともに、上記第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）に近接して位置するワーク６３のそれぞれの角部頂点である第４相対基準点Ｐ2 （ＲＵ）と、これら角部から各辺に沿って例えば２００ｍｍなどの所定距離離れた位置である第５，第６相対基準点Ｐ3 （ＲＵ），Ｐ4 （ＲＵ）とを抽出し、これらの点をワーク６３のＸＹ寸法を認識する際の相対基準点としてそれぞれ決定する第１，第２相対基準点決定部４１，４３と、第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）と、第１乃至第３相対基準点Ｐ2 （ＬＤ），Ｐ3 （ＬＤ），Ｐ4 （ＬＤ）とのそれぞれの相対位置の差分を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに分けてそれぞれ演算する第１相対差演算部４５と、第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）と、第４乃至第６相対基準点Ｐ2 （ＲＵ），Ｐ3 （ＲＵ），Ｐ4 （ＲＵ）とのそれぞれの相対位置の差分を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに分けてそれぞれ演算する第２相対差演算部４７と、これら第１，第２相対差演算部４５，４７の演算結果と、あらかじめ寸法が判っている、パレット６５における第１，第２絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ），Ｐ1 （ＲＵ）を対角頂点とする正四角形のＸＹ寸法とに基づいて、ワーク６３のＸＹ寸法を演算するＸＹ寸法演算部４９とを備えている。
【００３６】
さらに、ワーク６３の材質を認識するために、ワーク識別装置２は、図１３に示すように、例えばＳＵＳ３０４やＳＰＣなどの種々の材質のワーク６３へ所定の明るさ、波長等を呈する一定光を照射したときのワーク６３の表面画像をＣＣＤカメラで撮像しておき、これらの表面画像データを材質毎に関連付けて格納してなる表面画像データマスタ１０５と、第１又は第２ＣＣＤカメラ３１，３３で撮像した画像のなかから、例えば８コマなどの所定数の画像サンプル群１０３を抽出し、この抽出した画像サンプル群１０３と、表面画像データマスタ１０５に格納された表面画像データとを逐次照合することにより、抽出したサンプル画像群に最も近い表面画像データを検索する表面画像マッチング判定部１０７と、この表面画像マッチング判定部１０７でのマッチング判定結果に基づいて、ワーク６３の材質を推定する材質推定部１０９とを備えている。
【００３７】
そして、ワーク６３の板厚とその積載枚数を認識するために、ワーク識別装置２は、図４に示すように、第３ＣＣＤカメラ３５と、この第３ＣＣＤカメラ３５に接続され、撮像した画像のなかからワーク６３の最下位を抽出し、抽出した最下位位置の当該座標系における座標値を抽出するワーク最下位抽出部５１と、上記第３ＣＣＤカメラ３５に接続され、撮像した画像のなかからワーク６３の最上位を抽出し、抽出した最上位位置の当該座標系における座標値を抽出するワーク最上位抽出部５０と、ワーク最下位抽出部５１及びワーク最上位抽出部５０でそれぞれ抽出した座標値のＹ軸方向における差分を求めることにより、ワーク６３の最下位と最上位間の距離、すなわちワーク６３の積載高さを求めるワーク積載高さ演算部５３と、上記第３ＣＣＤカメラ３５に接続され、撮像した画像のなかから、積載されたワーク６３間の隙間を複数抽出するワーク隙間抽出部５５と、このワーク隙間抽出部５５で抽出された複数の隙間の間隔の平均値を求めることにより、ワーク６３の板厚を演算するワーク板厚演算部５７と、上記ワーク積載高さ演算部５３で求められたワーク６３の積載高さを、上記ワーク板厚演算部５７で求められたワーク６３の板厚で割り算することにより、ワーク６３の積載枚数を演算するワーク積載枚数演算部５９とを備えている。
【００３８】
次に、上述した本発明に係るワーク識別装置の概略動作について、図２乃至図３、及び図１１乃至図１７を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
まず、ワーク６３のＸＹ寸法を認識するために、ワーク識別装置２の構成要素である第１，第２ＣＣＤカメラ３１，３３は、図１１乃至図１２に示す範囲の画像をそれぞれ撮像する。この撮像した画像を入力し、第１，第２絶対基準点決定部３７，３９は、撮像画像のなかから、第１，第２対角測定基準マーカ１０１ａ，１０１ｂに注目して、第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）及び第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）をそれぞれ抽出し、これらの点をワーク６３のＸＹ寸法を認識する際の絶対基準点としてそれぞれ決定する。
【００４０】
一方、第１，第２ＣＣＤカメラ３１，３３で撮像した画像を入力し、第１，第２相対基準点決定部４１，４３は、上記第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）に近接して位置するワーク６３のそれぞれの角部頂点である第１相対基準点Ｐ2 （ＬＤ）と、これら角部から各辺に沿って所定距離離れた位置である第２，第３相対基準点Ｐ3 （ＬＤ），Ｐ4 （ＬＤ）とを抽出するとともに、上記第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）に近接して位置するワーク６３のそれぞれの角部頂点である第４相対基準点Ｐ2 （ＲＵ）と、これら角部から各辺に沿って所定距離離れた位置である第５，第６相対基準点Ｐ3 （ＲＵ），Ｐ4 （ＲＵ）とを抽出し、これらの点をワーク６３のＸＹ寸法を認識する際の相対基準点としてそれぞれ決定する。
【００４１】
次に、第１相対差演算部４５は、第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）と、第１乃至第３相対基準点Ｐ2 （ＬＤ），Ｐ3 （ＬＤ），Ｐ4 （ＬＤ）とのそれぞれの相対位置の差分を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに分けてそれぞれ演算する一方、第２相対差演算部４７は、第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）と、第４乃至第６相対基準点Ｐ2 （ＲＵ），Ｐ3 （ＲＵ），Ｐ4 （ＲＵ）とのそれぞれの相対位置の差分を、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに分けてそれぞれ演算する。
【００４２】
そして、ＸＹ寸法演算部４９は、上記第１，第２相対差演算部４５，４７の演算結果と、あらかじめ寸法が判っている、パレット６５における第１，第２絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ），Ｐ1 （ＲＵ）を対角頂点とする長方形のＸＹ寸法とに基づいて、素材としてのワーク６３のＸＹ寸法を演算する。これについて、第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）と第１相対基準点Ｐ2 （ＬＤ）、及び第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）と第４相対基準点Ｐ2 （ＲＵ）の関係を例示して説明する。まず、第１絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ）と第１相対基準点Ｐ2 （ＬＤ）とのＸ軸方向における位置の差分を（ＬＤ）ΔＸとし、Ｙ軸方向における位置の差分を（ＬＤ）ΔＹとする一方、第２絶対基準点Ｐ1 （ＲＵ）と第４相対基準点Ｐ2 （ＲＵ）とのＸ軸方向における位置の差分を（ＲＵ）ΔＸとし、Ｙ軸方向における位置の差分を（ＲＵ）ΔＹとし、さらに、あらかじめ寸法が判っている、パレット６５における第１，第２絶対基準点Ｐ1 （ＬＤ），Ｐ1 （ＲＵ）を対角頂点とする長方形のＸＹ寸法を、それぞれＸST，ＹSTとし、素材としてのワーク６３のＸＹ寸法を、それぞれＸW ，ＹW とする。すると、素材としてのワーク６３のＸＹ寸法ＸW ，ＹW は、下記に示す（式１），（式２）でそれぞれ表される。
【００４３】
ＸW ＝ＸST−（ＬＤ）ΔＸ−（ＲＵ）ΔＸ          （式１）
ＹW ＝ＹST−（ＬＤ）ΔＹ−（ＲＵ）ΔＹ          （式２）
上記（式１），（式２）に示す演算処理を、Ｐ1 （ＬＤ）とＰ3 （ＬＤ）及びＰ4 （ＬＤ）、Ｐ1 （ＲＵ）とＰ3 （ＲＵ）及びＰ4 （ＲＵ）についても同様に実行し、さらに、それぞれ求められた素材としてのワーク６３のＸＹ寸法ＸW ，ＹW の平均値を求めて、この求められた値をワーク６３のＸＹ寸法と推定する。
【００４４】
さらに、ワーク６３の材質を認識するために、図１３に示すように、まず、表面画像マッチング判定部１０７は、第１又は第２ＣＣＤカメラ３１，３３で撮像した画像のなかから、例えば８コマなどの所定数のサンプル画像を抽出し、この抽出したサンプル画像群と、表面画像データマスタ１０５に格納された表面画像データとを逐次照合することにより、抽出したサンプル画像群に最も近い表面画像データを検索する。そして、材質推定部１０９は、この表面画像マッチング判定部１０７でのマッチング判定結果に基づいて、ワーク６３の材質を推定する。
【００４５】
また、ワーク６３の板厚とその積載枚数を認識するために、ワーク識別装置２の構成要素である第３ＣＣＤカメラ３５は、ワーク６３の側方画像を撮像する。
【００４６】
この撮像した画像のなかから、図１４に示すように、例えば３つの範囲画像が抽出されて、これらの抽出範囲における画像を対象として以下の処理が順次実行される。まず、図１５に示すように、ワーク最下位抽出部５１は、撮像画像のなかからワーク６３の最下位ｈ2 を抽出し、抽出した最下位位置の当該座標系における座標値を抽出する。また、上記撮像した画像を入力し、ワーク最上位抽出部５０は、撮像画像のなかからワーク６３の最上位ｈ1 を抽出し、抽出した最上位位置の当該座標系における座標値を抽出する。次に、ワーク積載高さ演算部５３は、ワーク最下位抽出部５１及びワーク最上位抽出部５０でそれぞれ抽出した座標値のＹ軸方向における差分を求めることにより、ワーク６３の最下位と最上位間の距離、すなわちワーク６３の積載高さＨを求める。
【００４７】
一方、ワーク隙間抽出部５５は、図１５に示すように、撮像画像のなかから、積載されたワーク６３間の隙間を複数抽出する。ここで、ワーク６３間の隙間を抽出するにあたっては、図１４に示すように、撮像画像のうち積載されたワーク６３に注目すると、隣り合うワークの間にすじ状の隙間の画像が撮像されていることが判り、このすじ状の隙間が複数抽出される。これを受けて、ワーク板厚演算部５７は、抽出された複数の隙間の間隔ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，…ｔn を適宜の数だけそれぞれ求めるとともに、これらの平均値を求めることにより、ワーク６３の板厚ｔを演算する。そして、ワーク積載枚数演算部５９は、上記ワーク積載高さ演算部５３で求められたワーク６３の積載高さＨを、上記ワーク板厚演算部５７で求められたワーク６３の板厚ｔで割り算することにより、ワーク６３の積載枚数ｎを演算する。
【００４８】
上述した複数の手順により、ワーク６３のＸＹ寸法と板厚、すなわちワークサイズと、材質と、積載枚数とが求められた。この求められたワークサイズ等と、図１６に示す素材コードマスタ、及び図１７に示す材質コードマスタとを参照することにより、ワーク識別装置２は、さらに、ワーク６３の素材コードと重量を求める。これについて説明すると、素材コードマスタには、あらかじめ使用が予想される複数の素材について、そのサイズや材質等を含む素材仕様が登録されており、また、材質コードマスタには、あらかじめ使用が想定される複数の材質について、その比重を含むデータが登録されている。まず、素材コードを求めるにあたっては、ワーク６３のサイズと材質とは既に識別されているので、これらのデータを基に素材コードマスタを逆引き検索することにより、ワーク識別装置２は、素材コードを特定することができる。次に、ワーク６３の重量を求めるにあたっては、ワーク６３の材質は既に識別されているので、このデータを基に材質コードマスタを検索することにより、ワーク識別装置２は、当該材質の比重を特定する。ここで、素材１枚当たりの単位重量は、下記に示す（式３）で求められるので、この（式３）に板厚等の各値を代入することにより、ワーク識別装置２は、素材としてのワーク６３の１枚当たりの単位重量を求めることができる。
【００４９】
ワークの単位重量＝（板厚寸法  ×  Ｘ寸法  ×  Ｙ寸法）×比重    （式３）
さらに、ワーク６３が積載されている１つのパレット６５の総重量は、下記に示す（式４）を適用することで求めることができる。
【００５０】
１パレットの総重量＝ワークの単位重量×積載枚数＋（スキッド重量＋パレット                    重量）                                    （式４）
以上の手順により、ワーク６３のＸＹ寸法と板厚、すなわちワークサイズと、材質と、積載枚数と、素材コードと、ワークの単位重量と、１パレットの総重量とを、人手によらずに自動的に識別することができた。ここで識別された各種データは、図２に示すように、自動倉庫６１内に収容されているワーク６３の在庫情報を格納してなるワーク在庫データ１４へ転送されて、ワーク在庫データの更新処理が実行される。ここで更新されたワーク在庫データ１４は、板金加工ラインにおいて被加工対象となる所望のワークが選択されたとき、当該ワークが載置されたパレット６５を自動倉庫６１から出庫する際に参照される。また、ワーク在庫データ１４は、セルコントローラ１１やネスティングシステム１２によって適宜参照される。すなわち、セルコントローラ１１は、加工スケジュールに従うスケジュール運転時における使用ワーク選定のためにワーク在庫データ１４を参照する一方、ネスティングシステム１２は、例えばパンチプレスで多数個取り加工を行うためのネスティングプログラム作成時に、使用ワーク選定のためにワーク在庫データ１４を参照する。
【００５１】
このように、本発明に係るワーク識別装置によれば、ワークのＸＹ寸法と、材質と、板厚と、積載枚数と、１枚当たりの単位重量と、ワークが積載されたパレットの総重量とを、人手を介さずに自動的に識別することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施することができる。
【００５３】
すなわち、例えば、本実施形態中の板金加工ラインに設置されるＮＣ加工機としては、パンチプレス、レーザ加工機、ベンディングマシンをはじめとして、あらゆる種類の板材加工機を採用することができる。
【００５４】
また、本実施形態中、セルコントローラと親サーバとがそれぞれ加工スケジュールを備える形態を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくともセルコントローラが加工スケジュールを備えていれば本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明に係るワーク識別装置が設置される板金加工ライン周辺のブロック構成図である。
【図２】図２は、本発明に係るワーク識別装置周辺のブロック構成図である。
【図３】図３は、本発明に係るワーク識別装置内部のブロック構成図である。
【図４】図４は、本発明に係るワーク識別装置内部のブロック構成図である。
【図５】図５は、本発明に係るワーク識別装置が設置される板金加工ラインの機構説明図である。
【図６】図６は、本発明に係るワーク識別装置が設置される板金加工ラインの機構説明図である。
【図７】図７は、本発明に係るワーク識別装置が設置される板金加工ラインの機構説明図である。
【図８】図８は、本発明の説明に供する図である。
【図９】図９は、本発明の説明に供する図である。
【図１０】図１０は、本発明の説明に供する図である。
【図１１】図１１は、本発明の説明に供する図である。
【図１２】図１２は、本発明の説明に供する図である。
【図１３】図１３は、本発明の説明に供する図である。
【図１４】図１４は、本発明の説明に供する図である。
【図１５】図１５は、本発明の説明に供する図である。
【図１６】図１６は、本発明の説明に供する図である。
【図１７】図１７は、本発明の説明に供する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    板金加工ライン
２    ワーク識別装置
３    ＮＣ加工機
５    ＣＮＣ制御装置
７    周辺装置
９    ライン制御盤
１１  セルコントローラ
１２  ネスティングシステム
１３  加工スケジュール
１４  ワーク在庫データ
１５  キーボード
１７  表示ディスプレイ
１９  ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
２１  自動プログラミング装置
２３  親サーバ
２５  データベース
３１  第１ＣＣＤカメラ
３３  第２ＣＣＤカメラ
３５  第３ＣＣＤカメラ
３７  第１絶対基準点決定部
３９  第２絶対基準点決定部
４１  第１相対基準点決定部
４３  第２相対基準点決定部
４５  第１相対差演算部
４７  第２相対差演算部
４９  ＸＹ寸法演算部
５０  ワーク最上位抽出部
５１  ワーク最下位抽出部  ５３  ワーク積載高さ演算部
５５  ワーク隙間抽出部
５７  ワーク板厚演算部
５９  ワーク積載枚数演算部
６１  自動倉庫
６３  ワーク
６４  スキッド
６５  パレット
６７  入出庫ステーション
６８  台車
６９  スタッカクレーン
７０  レール
７１  レール
７３  エレベータ
７５  トラバーサ
７７  チェーンコンベア
７９  一枚取りステーション
８１  バキュームヘッド
８２  ワーククランプ装置
８３  一枚取り側レール
８５  集積ステーション
８７  クランプ装置
８９  集積側レール
１０１ａ，１０１ｂ  第１，第２対角測定基準マーカ
１０３  画像サンプル群
１０５  表面画像データマスタ
１０７  表面画像マッチング判定部
１０９  材質推定部
【図１】
0004547358.tif 000002
【図２】
0004547358.tif 000003
【図３】
0004547358.tif 000004
【図４】
0004547358.tif 000005
【図５】
0004547358.tif 000006
【図６】
0004547358.tif 000007
【図７】
0004547358.tif 000008
【図８】
0004547358.tif 000009
【図９】
0004547358.tif 000010
【図１０】
0004547358.tif 000011
【図１１】
0004547358.tif 000012
【図１２】
0004547358.tif 000013
【図１３】
0004547358.tif 000014
【図１４】
0004547358.tif 000015
【図１５】
0004547358.tif 000016
【図１６】
0004547358.tif 000017
【図１７】
0004547358.tif 000018