JP2545151B2 - Angle measuring device - Google Patents
Angle measuring deviceInfo
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- JP2545151B2 JP2545151B2 JP2041258A JP4125890A JP2545151B2 JP 2545151 B2 JP2545151 B2 JP 2545151B2 JP 2041258 A JP2041258 A JP 2041258A JP 4125890 A JP4125890 A JP 4125890A JP 2545151 B2 JP2545151 B2 JP 2545151B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えば曲げ加工されたワークの曲げ角、あ
るいは曲げ加工中のワークの現在曲げ角を計測するのに
適した角度計測装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Industrial field of application) The present invention is suitable for measuring, for example, the bending angle of a bent work piece or the current bending angle of a work piece under bending work. The present invention relates to an angle measuring device.
(従来の技術) 従来、例えば曲げ加工されたワークの曲げ角を計測す
る場合、ワークに所定の角度をもつスコヤーやプロトラ
クタなど角度計測用の治具を当て検査するのが一般的で
ある。(Prior Art) Conventionally, for example, when measuring a bending angle of a bent work, it is common to inspect the work by applying a jig for angle measurement such as a squarer or a tractor having a predetermined angle.
しかし、これらの方法では、測定者の個人誤差が生じ
ると共に測定に多くの時間がかかるといった問題があっ
た。また、工場の自動化の流れの中で、検査工程の自動
化が不可能であった。さらに、折曲機では、上金型及び
下金型の相対的な移動により曲げ加工をしているが、曲
げ加工中に角度計測し、自動的な曲げ加工、すなわち金
型の移動位置を最終曲げ角度が目標曲げ角となるように
自動的に定めることができなかった。However, these methods have a problem that a personal error of a measurer is generated and measurement takes a lot of time. Moreover, in the automation process of the factory, it was impossible to automate the inspection process. Furthermore, in the folding machine, the bending is done by the relative movement of the upper die and the lower die, but the angle is measured during the bending work, and the automatic bending, that is, the moving position of the die is finally determined. The bending angle could not be automatically determined to be the target bending angle.
そこで、従来、例えば特公昭63−2687号公報(プレス
ブレーキの板曲げ角度検出装置)では、曲げ加工中のワ
ーク端面を視覚センサで撮像することにより、ワークの
最小曲げ角を検出し、前述の自動的な曲げ加工を行うこ
とを試みている。Therefore, conventionally, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 63-2687 (a plate bending angle detecting device for press brake) detects the minimum bending angle of the work by imaging the end face of the work being bent with a visual sensor, and We are trying to perform automatic bending.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記特公昭63−2687号をはじめとし
て、従来よりのワークの曲げ角を視覚センサで検出する
方法では、ワーク端面を撮像し、ワーク端面での曲げ角
を検出するような方式であったため、曲げ角を正確に検
出できず、この検出値を利用して自動的な曲げ加工を行
っても高精度の曲げ加工を行うことができないという問
題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional method of detecting the bending angle of a work with a visual sensor, such as Japanese Patent Publication No. 63-2687, the work end face is imaged and the bending angle at the work end face is detected. However, the bending angle cannot be accurately detected, and even if automatic bending is performed using this detection value, high-precision bending cannot be performed. It was
すなわち、曲げ加工される板状のワークにあっては、
その端面が素材の段階で歪んでいたり、バリが出ていた
り、断面がテーパ面になっているのが普通であり、ワー
ク端面形状から正規の曲げ角を検出するのは困難であ
る。That is, in the case of a plate-shaped work that is bent,
The end face is usually distorted at the stage of the material, has burrs, or has a tapered cross section, and it is difficult to detect a regular bending angle from the shape of the work end face.
特に、反射式の撮像方式でワーク端面を撮像する場
合、素材のワーク端面がテーパ面となっている場合に
は、その反射光にムラが有り、この反射光により得られ
た像は実際形状と異なるものとなる。さりとて、透過方
式の撮像装置を構成する場合は、そのための投光器を設
けなければならず、それがため装置が大型化され汎用化
するのが困難である。In particular, when imaging the end face of the workpiece by the reflection type imaging method, when the end face of the workpiece is a tapered surface, the reflected light has unevenness, and the image obtained by the reflected light has an actual shape. Will be different. If a transmissive imaging device is to be constructed, a projector for that purpose must be provided, which makes the device large and difficult to generalize.
また、ワーク端面での角度検出では、視覚センサの設
定位置がワーク端面方向に限定されるので、折曲機のフ
レーム構成が限定されるという問題点もある。Further, in the angle detection on the work end face, since the set position of the visual sensor is limited to the work end face direction, there is a problem that the frame structure of the folding machine is limited.
加えて、ワーク端面での角度検出では、いわゆる中だ
れ現象により、ワークは折曲機前方側から見て弓状に歪
曲するので、検出された曲げ角はワーク曲げ角の代表値
となっていないという問題点があった。In addition, in the angle detection on the end face of the work, the work is distorted into an arc shape when viewed from the front side of the folding machine due to the so-called drooping phenomenon, so the detected bending angle is not a representative value of the work bending angle. There was a problem.
さらに従来は、角度を演算する際の近似直線の方程式
をたてるのに多くの計算量を要し、処理時間が長くなる
という問題がある。Further, conventionally, there is a problem that a large amount of calculation is required to form the equation of the approximate straight line when the angle is calculated, and the processing time becomes long.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、ワーク
の交差する2平面に面状光を照射する発光器と、上記2
平面に照射された面状光の光線パターンを撮像するカメ
ラと、上記カメラの撮像信号を2値化信号に変換する2
値化回路と、この2値化回路によって2値化された画像
データを格納する画像メモリと、この画像メモリの画像
データを、マトリックスパターンで隣接する2×2の画
素の0,1のデータから水平、右傾斜、左傾斜、垂直の各
方向コードに分類する方向コード生成ロジックと、この
方向コード生成ロジックから出力される前記各方向コー
ドに基いて、前記2平面の交差線と前記光線パターンと
のなす角度を演算するCPUと、を備えてなるものであ
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In view of the conventional problems as described above, the present invention relates to a light emitter that irradiates two planes intersecting a work with planar light, and the above-mentioned 2
A camera for capturing an image of a light beam pattern of planar light emitted on a plane, and an image capturing signal of the camera for converting into a binary signal 2
The binarization circuit, the image memory that stores the binarized image data by the binarization circuit, and the image data of this image memory are stored in the matrix pattern from the 0,1 data of the adjacent 2 × 2 pixels. Direction code generation logic for classifying horizontal, right tilt, left tilt, and vertical direction codes, and the intersection line of the two planes and the ray pattern based on the direction codes output from the direction code generation logic. And a CPU for calculating the angle formed by.
(実施例) 以下、添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明
する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図〜第3図は本例の角度計測方式を示す説明図で
ある。1 to 3 are explanatory views showing the angle measuring method of this example.
第1図において、今、被計測面としての2平面1,2を
有するワークW(厚みについては考えない)の交差角α
を計測すべく、これら2平面1,2の交差線3をX軸に一
致させ、このX軸と直交するZ軸上に視覚センサとして
のCCDカメラ4を配置し、このカメラ4で両軸XZの交点
(原点)0を向けて視野5で撮像するものとする。カメ
ラ4の光軸をLcとする。このときのCCDエリアセンサの
平面座標は、両軸XZに直交する軸をYとするとき、平面
座標XYと等価である。In FIG. 1, a crossing angle α of a work W (thickness is not considered) having two planes 1 and 2 as a surface to be measured.
In order to measure, the intersection line 3 of these two planes 1 and 2 is made to coincide with the X axis, and a CCD camera 4 as a visual sensor is arranged on the Z axis orthogonal to this X axis. It is assumed that an image is taken in the field of view 5 with the intersection point (origin) 0 of facing. The optical axis of the camera 4 is Lc. The plane coordinates of the CCD area sensor at this time are equivalent to the plane coordinates XY, where Y is an axis orthogonal to both axes XZ.
一方、YZ平面を角度βだけ傾けた平面を面状光の照射
面として、この平面上に原点0を通る面状光7が照射さ
れるようになっている。このような面状光7は、例えば
レーザダイオードによる発光器8から照射することがで
きる。この発光器8の先端部分には前記照射面と平行な
方向にスリットが設けられていて、その内部に設けたレ
ーザダイオードは前記照射面に向けたレーザ光を照射す
る。よって発光器8から照射された面状光7は被計測面
1,2に当たり、両面に原点Oを通る線状の光線パターン
9,10を形成する。照射面は、必ずしも原点Oを通る必要
はなく、原点Oを通る面を平行移動した面であってもか
まわない。発光器8の光軸をL0とする。On the other hand, a plane obtained by inclining the YZ plane by an angle β is used as a plane light irradiation surface, and the plane light 7 passing through the origin 0 is irradiated onto this plane. Such planar light 7 can be emitted from a light emitter 8 such as a laser diode. A slit is provided at a tip portion of the light emitter 8 in a direction parallel to the irradiation surface, and a laser diode provided therein irradiates a laser beam toward the irradiation surface. Therefore, the surface light 7 emitted from the light emitter 8 is the surface to be measured.
A linear ray pattern that passes the origin O on both sides when hitting 1, 2
Form 9,10. The irradiation surface does not necessarily have to pass through the origin O, and may be a plane obtained by moving the plane passing through the origin O in parallel. The optical axis of the light emitter 8 is L 0 .
ここで、第2図に示すように、2平面1,2の交差角α
は、Z軸に対する平面1,2の傾斜角α1,α2の和として
表わすことができる。Here, as shown in FIG. 2, the intersection angle α of the two planes 1 and 2
Can be expressed as the sum of the inclination angles α 1 and α 2 of the planes 1 and 2 with respect to the Z axis.
α=α1+α2 …(1) よって、傾斜角α1,α2を計測し、その和を求めるこ
とにより、2平面の交差角αを求めることができる。α = α 1 + α 2 (1) Therefore, the crossing angle α between the two planes can be obtained by measuring the inclination angles α 1 and α 2 and obtaining the sum thereof.
第3図(a)は、第2図の平面図、第3図(b)は正
面図、第3図(c)は右側面図である。3 (a) is a plan view of FIG. 2, FIG. 3 (b) is a front view, and FIG. 3 (c) is a right side view.
図において、第3図(a)の平面図を前記CCDカメラ
4のエリアセンサ上に撮像することができる。In the figure, the plan view of FIG. 3 (a) can be imaged on the area sensor of the CCD camera 4.
そこで、第3図(a)の平面図において、光線パター
ン9,10のX軸と為す角をθ1,θ2、各平面1,2の幅を
B1、B2、第3図(b)の正面図において各平面図の高さ
をH1,H2、各光線パターン9,10のX軸への投影長さをL1,
L2とすると、平面1に対し次式が成り立つ。Therefore, in the plan view of FIG. 3A, the angles formed by the ray patterns 9 and 10 with the X axis are θ 1 and θ 2 , and the widths of the planes 1 and 2 are
B 1 , B 2 , and in the front view of FIG. 3B, the height of each plan view is H 1 , H 2 , the projected length of each ray pattern 9, 10 on the X axis is L 1 ,
Given L 2 , the following equation holds for plane 1.
これにより、α1は、 tanα1=tanθ1・tanβ α1=tan-1(tanθ1・tanβ) …(5) となることがわかる。 From this, it can be seen that α 1 becomes tan α 1 = tan θ 1 · tan β α 1 = tan −1 (tan θ 1 · tan β) (5).
同様にして、平面2において、 α2=tan-1(tanθ2・tanβ) …(6) となる。Similarly, in plane 2, α 2 = tan −1 (tan θ 2 · tan β) (6).
よって、ワークの曲げ角αを(1)式により求めるこ
とができる。Therefore, the bending angle α of the work can be calculated by the equation (1).
β=45度とした場合、 α=θ1+θ2 となるので(5)(6)式の演算を行なう必要が無いの
で都合が良い。When β = 45 degrees, α = θ 1 + θ 2 and therefore it is convenient that there is no need to perform the calculations of equations (5) and (6).
上記計測方法では、2平面1,2の交差角αを一つの面
状光7,及び一つのCCDカメラ4で求めたが、面状光7及
びCCDカメラ4のユニットを一対用い、各ユニットで各
被計測面の傾斜角を(5)(6)式を用いてそれぞれ計
測し、両ユニットの光軸Lcの配置関係から2平面の交差
角αを求めることもできる。この場合、面状光7のみ共
通のものを用いることも可能である。In the above measuring method, the crossing angle α between the two planes 1 and 2 is obtained by one sheet of light 7 and one CCD camera 4, but a pair of the sheet of light 7 and the CCD camera 4 is used, and each unit It is also possible to measure the inclination angle of each surface to be measured using equations (5) and (6), respectively, and obtain the intersection angle α of the two planes from the positional relationship of the optical axes Lc of both units. In this case, it is also possible to use only the planar light 7 in common.
また、上記実施例では、面状光7をスリット光で構成
したが、面状光は線状ビームを照射面上で走査すること
により得ることもできる。Further, in the above-mentioned embodiment, the planar light 7 is composed of slit light, but the planar light can also be obtained by scanning the irradiation surface with a linear beam.
さらに、上記実施例では、視覚センサとしてCCDカメ
ラ4を用いているが、2次元の画像を撮像できるもので
あれば、他のものでもかまわない。また、発光器8に
は、レーザダイオードによるスリット光を例にとってい
るが、面状の光を照射できるものであれば何でも良い。
ただし、面状の光の直線性が角度検出精度に影響を与え
るので、レーザ光のように直線性の高い発光器の方が精
度良く検出できる。Further, although the CCD camera 4 is used as the visual sensor in the above embodiment, any other camera may be used as long as it can capture a two-dimensional image. Further, although the slit light from the laser diode is taken as an example of the light emitter 8, any light may be used as long as it can irradiate a planar light.
However, since the linearity of the planar light affects the angle detection accuracy, a light emitter having high linearity such as a laser beam can detect with higher accuracy.
第4図は上記CCDカメラ4に接続される画像処理装置
の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus connected to the CCD camera 4.
本例の画像処理装置11は、システムバス12に、CPU1
3、ROM14、RAM15、入出力装置(I/O)16、表示用インタ
フェイス17、画像メモリ18を接続して成り、この画像メ
モリ18にはCCDカメラ4の撮像信号Sを2値化信号に変
換する2値化(A/D)回路19が設けられている。The image processing apparatus 11 of this example includes a CPU 1 on the system bus 12.
3, ROM14, RAM15, an input / output device (I / O) 16, a display interface 17, and an image memory 18, which are connected to the image signal S of the CCD camera 4 into a binary signal. A binarization (A / D) circuit 19 for conversion is provided.
表示用インタフェイス17には表示器20が接続されてい
る。入出力装置16には、例えば折曲機の制御装置21が接
続されるものである。A display 20 is connected to the display interface 17. The input / output device 16 is connected to, for example, a folding machine control device 21.
上記構成において、画像メモリ18には、第3図(a)
に示した画像が得られ、CPU13で第5図に示す処理を実
行して角度αが計測され、表示器20または制御装置21へ
演算結果が出力されるものである。In the above configuration, the image memory 18 is stored in FIG.
The image shown in FIG. 5 is obtained, the processing shown in FIG. 5 is executed by the CPU 13, the angle α is measured, and the calculation result is output to the display device 20 or the control device 21.
本例では、映像信号SをA/D変換する際、光線パター
ン9,10の映像部分を“1"、その他の映像部分を“0"とな
るように2値化し、画像メモリ18に格納し、この画像デ
ータについて、あらかじめ設けてあるウィンドウW1,W2
(第7図参照)内の“1"の領域より角度θ1,θ2を求め
るものとする。角度θ1,θ2は、例えば最小2乗法によ
る近似直線の方程式をたて、この直線の傾きを求めるこ
とにより求めることができる。In this example, when the video signal S is A / D converted, the image parts of the light ray patterns 9 and 10 are binarized so as to be “1” and the other image parts are stored in the image memory 18. , Windows W1 and W2 that are provided in advance for this image data
It is assumed that the angles θ 1 and θ 2 are obtained from the area “1” in (see FIG. 7). The angles θ 1 and θ 2 can be obtained by, for example, formulating an equation of an approximate straight line by the method of least squares and obtaining the slope of this straight line.
第6図〜第11図は方向コード法による画像処理装置の
説明図である。この装置は、第4図に示す画像処理で
は、最小2乗法による近似直線の方程式を立てるのに多
くの計算量を要し、処理時間が長くなるので、これを改
善し処理の高速化を計ったものである。6 to 11 are explanatory views of the image processing apparatus by the direction code method. In the image processing shown in FIG. 4, this apparatus requires a large amount of calculation to establish an equation of an approximate straight line by the least squares method, and the processing time becomes long. Therefore, this is improved to speed up the processing. It is a thing.
方向コード法は、高野英彦著「形状パターンの認識技
術」(昭和59年10月15日発行、情報調査会、p.31〜32)
に示されるように、図形の輪郭部における外周辺の方向
をコーディングするものであり、第8図に示すように、
マトリクスパターンで隣接する2×2の画素を考え、相
隣接するマトリクスの交点Ai,j,Ai,j+1,A
i+1,j+1,Ai+1,jにおける0,1のデータから、つぎ
に示す論理式を用いて、第9図に示す水平(HORI
[−])、右傾斜(SLOR[)])、左傾斜(SLO
L[(])、垂直(VERT[I])、ボディ(BODY
[*])、スペース(SPAC[ ])、コーナー(VERX
[+])の7つのコードに分類し、これをハードウェア
で処理することにより、処理の高速化を計るものであ
る。The direction code method is based on Hidehiko Takano's "Pattern recognition technology" (published October 15, 1984, Information Research Committee, p.31-32).
As shown in FIG. 8, the direction of the outer periphery of the contour portion of the figure is coded, and as shown in FIG.
Considering adjacent 2 × 2 pixels in a matrix pattern, intersections A i, j , A i, j + 1 , A of mutually adjacent matrices
i + 1, j + 1 , A From the data of 0,1 in i + 1, j , the horizontal (HORI
[-]), Tilt right (SLOR [)]), tilt left (SLO
L [(]), vertical (VERT [I]), body (BODY
[*]), Space (SPAC []), corner (VERX
[+]) Is classified into seven codes and processed by hardware to speed up the processing.
式中に示す記号×,+はそれぞれ論理積、論理和を、
オーバライン は排他論理を表わす。 The symbols x and + shown in the equation represent logical product and logical sum, respectively.
Overline Represents exclusive logic.
このコーディングを第7図の画像データのウィンドウ
W1,W2内にあてはめると、第10図のようにコード生成さ
れる。This coding is shown in the image data window of Fig. 7.
When applied to W1 and W2, code is generated as shown in Fig. 10.
そこで、本例では、これについて下式の加算演算を行
ない、次式のH,Vを求める。Therefore, in this example, the addition operation of the following equation is performed for this to obtain H and V of the following equation.
H=Σ(HORI[−]+Σ(SLOR[)]) +Σ(SLOL[(]+Σ(VERT[I]) …(7) V=Σ(SLOR[)]+Σ(SLOL[(]) …(8) これにより、光線パターン9,10のX軸と為す角度θ0
を、 として求めることができる。H = Σ (HORI [−] + Σ (SLOR [)]) + Σ (SLOL [(] + Σ (VERT [I]) ... (7) V = Σ (SLOR [)] + Σ (SLOL [(]) ... (8) ) As a result, the angle θ 0 formed by the ray patterns 9 and 10 with the X axis
To Can be obtained as
第6図は、上記のコーディング処理及び(7),
(8),(9)式の処理を行なう画像処理装置22の構成
を示すブロック図である。FIG. 6 shows the above coding process and (7),
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an image processing device 22 that performs the processing of equations (8) and (9).
本装置22は、第4図に示した2値化回路19の出力を1
ライン遅延回路24,1ドット遅延回路25,26を介して入力
し、上記方向コードを生成する方向コード生成ロジック
27を有している。また、ウィンドウの内であることの判
定信号を入力する端子T1と、加算器ゼロクロリア信号を
入力する端子T2と、HORI、SLOR、SLOL、VERTの加算結果
バス出力信号をそれぞれ入力する端子T3,T4,T5,T6を有
している。さらに、前記方向コード生成ロジック27が出
力する信号HORI,SLOR,SLOL,VERTをウィンドウ内判定信
号により出力するANDゲート28,29,30,31と、このゲート
の出力を加算する加算器32,33,34,35と、各加算器の出
力を各バス出力信号に応じてバス12に与えるゲート36,3
7,38,39を有している。加算器32,33,34,35のクリア端子
は前記端子T2と接続されている。This device 22 outputs the output of the binarization circuit 19 shown in FIG.
Direction code generation logic that generates the above-mentioned direction code by inputting through the line delay circuit 24, 1-dot delay circuit 25, 26
Have 27. In addition, terminal T 1 for inputting the judgment signal that it is within the window, terminal T 2 for inputting the adder zero chloria signal, and terminal T for inputting the addition result bus output signals of HORI, SLOR, SLOL, and VERT, respectively. It has 3 , T 4 , T 5 , and T 6 . Further, AND gates 28, 29, 30, 31 for outputting the signals HORI, SLOR, SLOL, VERT output by the direction code generation logic 27 according to in-window judgment signals, and adders 32, 33 for adding the outputs of these gates. , 34, 35 and the gates 36, 3 for giving the output of each adder to the bus 12 according to each bus output signal.
It has 7,38,39. The clear terminals of the adders 32, 33, 34 and 35 are connected to the terminal T 2 .
CPU13は、得られたデータより、(9)式の演算を行
い光線パターン9,10とX軸との為す角度θ0を求める。The CPU 13 calculates the equation (9) from the obtained data to obtain the angle θ 0 formed by the ray patterns 9 and 10 and the X axis.
第11図に上記画像処理装置22の各信号についてのタイ
ミングチャートを示した。図示のように、1フレーム分
についての映像信号Sは2値化データ(1,0)とされ、
ウィンドウ内判定信号の出力後に、HORI,SLOR,SLOL,VER
Tの加算結果バス出力信号が順次出力され、次いで加算
器ゼロクリア信号が出力される。FIG. 11 shows a timing chart for each signal of the image processing device 22. As shown, the video signal S for one frame is binarized data (1,0),
After outputting the judgment signal in the window, HORI, SLOR, SLOL, VER
The T addition result bus output signal is sequentially output, and then the adder zero clear signal is output.
上記構成の画像処理装置22において、CPU13は(9)
式の演算を行うのみで他の処理は全てハードウェアで処
理されるので、処理が極めて高速となる。このことは、
特に折曲機において自動的な曲げ加工を行うに際し、リ
アルタイムの角度計測を行い、加速速度を低下させるこ
とがない点で重要である。In the image processing device 22 having the above configuration, the CPU 13 has (9)
Since only the calculation of the expression is performed and all other processing is performed by hardware, the processing becomes extremely fast. This is
In particular, when performing automatic bending in a folding machine, it is important that real-time angle measurement is performed and acceleration speed is not reduced.
次に、角度計測装置の具体的な構成例を示す。 Next, a specific configuration example of the angle measuring device will be shown.
第12図に示す計測装置は、小型のボックス40内に、超
小型CCDカメラ41と、面状光としてのスリット光42を照
射するレーザダイオード43と、撮像回路44を設け、その
上面に計測角度を表示する7セグメント表示器45を設け
たものである。The measuring device shown in FIG. 12 is provided with an ultra-compact CCD camera 41, a laser diode 43 for irradiating slit light 42 as planar light, and an image pickup circuit 44 in a small box 40, and a measurement angle on the upper surface thereof. Is provided with a 7-segment display 45.
カメラ41は、垂直下方の像を所定の焦点位置距離で撮
像するよう配置されている。レーザダイオードは、カメ
ラ41の焦点位置に向けて撮像方向に対し45゜の角度でス
リット光42を照射するよう配置されている。The camera 41 is arranged so as to capture a vertically downward image at a predetermined focal position distance. The laser diode is arranged so as to irradiate the focal point of the camera 41 with the slit light 42 at an angle of 45 ° with respect to the imaging direction.
前記撮像回路44は、電源オン後に撮像準備に入り、ス
リット光42により得られるワークW上での光線パターン
を観察し、光線パターンの一部が撮像軸上を通過する時
点の像を角度計測用として撮像し、この映像信号を第4
図または第6図に示すような画像処理装置に出力するも
のである。ボックス40に杷手部を設け、携帯用とするこ
とも可能である。この場合、杷手部には操作スイッチを
設け、前記撮像回路には、上下操作に基いて光線パター
ンがカメラ41の焦点位置に来たとき撮像する判定回路を
設けるとよい。The image pickup circuit 44 enters the image pickup preparation after the power is turned on, observes the light ray pattern on the work W obtained by the slit light 42, and measures the image at the time when a part of the light ray pattern passes on the image pickup axis for angle measurement. The image signal is captured as
The image is output to the image processing apparatus as shown in FIG. The box 40 may be provided with a handle so that it can be carried. In this case, it is preferable that an operating switch is provided on the grip portion, and the image pickup circuit is provided with a determination circuit for picking up an image when the light beam pattern reaches the focus position of the camera 41 based on the vertical operation.
上記構成において、角度計測装置は(1)〜(6)式
により角度計測することができる。In the above configuration, the angle measuring device can measure the angle by the equations (1) to (6).
第13図は、第12図に示す角度計測装置をV字形状の断
面構造を持つ製品角度の検出に用いた例である。FIG. 13 is an example in which the angle measuring device shown in FIG. 12 is used to detect a product angle having a V-shaped cross-sectional structure.
すなわち、加工機46及び47間をベルトコンベア48で移
送されるワーク(半製品)49の角度計測をすべく、ベル
トコンベア8の上面に第12図に示す装置と類似の角度計
測装置50を固定配置し、前記加工機46,47及び角度計測
装置50をホストコンピュータ51と接続することにより、
ワーク49の角度を適性とすべく角度計測を行おうという
ものである。ホストコンピュータ51は、加工機46に加工
指令を出力し、角度計測装置50の計測結果に基づいて次
の加工機47に角度を補正するための加工指令を出力する
ことができる。That is, in order to measure the angle of the work (semi-finished product) 49 transferred by the belt conveyor 48 between the processing machines 46 and 47, an angle measuring device 50 similar to the device shown in FIG. 12 is fixed to the upper surface of the belt conveyor 8. Arranged, by connecting the processing machine 46, 47 and the angle measuring device 50 with the host computer 51,
The angle of the work 49 is measured so that the angle is appropriate. The host computer 51 can output a processing command to the processing machine 46, and can output a processing command for correcting the angle to the next processing machine 47 based on the measurement result of the angle measuring device 50.
第12図及び第13図に示す実施例では、ワークWの上面
側に一つの面状光を照射することにより、ワークWの角
度αを計測したが、カメラ及び発光ダイオードを供えた
一対の撮像装置により、ワークWの2平面のそれぞれの
撮像方向に対する傾斜角を求め、その合成で2平面の交
差角αを求めるようにしてもよい。この場合、両撮像装
置の撮像方向は平行に配置するのが一般的であるが、両
撮像装置の撮像方向を相互に傾斜させたとしても、その
関係を明確にしておけば、その関係から角度αを求める
ことができる。In the embodiment shown in FIG. 12 and FIG. 13, the angle α of the work W is measured by irradiating the upper surface side of the work W with one sheet of light, but a pair of imaging provided with a camera and a light emitting diode is used. The device may be used to obtain the tilt angles of the two planes of the work W with respect to the respective imaging directions, and the intersection angle α of the two planes may be obtained by combining them. In this case, the imaging directions of both imaging devices are generally arranged in parallel, but even if the imaging directions of both imaging devices are tilted relative to each other, if the relationship is clarified, the It is possible to obtain α.
また、上記実施例ではワークWの上面例から鋭角部分
の角度を測定するようにしたが、ワークWの鈍角方向か
らの撮像により角度αを計測することもできる。Further, in the above-described embodiment, the angle of the acute angle portion is measured from the upper surface example of the work W, but the angle α can be measured by imaging the work W from the obtuse angle direction.
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜の設計適変更を行うことにより適宜態様で実施でき
る。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented in appropriate modes by making appropriate design and modification.
[発明の効果] 前述のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、ワーク(W)の交差する2平面(1,
2)に面状光(7)を照射する発光器(8)と、上記2
平面(1,2)に照射された面状光(7)の光線パターン
(9,10)を撮像するカメラ(4)と、上記カメラ(4)
の撮像信号(S)を2値化信号に変換する2値化回路
(19)と、この2値化回路(19)によって2値化された
画像データを格納する画像メモリ(18)と、この画像メ
モリ(18)の画像データを、マトリックスパターンで隣
接する2×2の画像の0,1のデータから水平(HORI)、
右傾斜(SLOR)、左傾斜(SLOL)、垂直(VERT)の各方
向コードに分類する方向コード生成ロジック(27)と、
この方向コード生成ロジック(27)から出力される前記
各方向コードに基いて、前記2平面(1,2)の交差線
(3)と前記光線パターン(9,10)とのなす角度
(θ0)を演算するCPU(13)と、を備えてなるもので
ある。[Effects of the Invention] As can be understood from the above description of the embodiments, in short, the present invention is based on two planes (1,
2) a light emitter (8) for irradiating the surface light (7), and the above 2
A camera (4) for imaging the light ray pattern (9, 10) of the planar light (7) irradiated on the plane (1, 2), and the camera (4)
A binarization circuit (19) for converting the image pickup signal (S) of FIG. 2 into a binarization signal, an image memory (18) for storing the image data binarized by the binarization circuit (19), and The image data in the image memory (18) can be set horizontally (HORI) from 0,1 data of 2 × 2 images that are adjacent in a matrix pattern.
Direction code generation logic (27) that classifies each direction code as right tilt (SLOR), left tilt (SLOL), and vertical (VERT),
Based on each direction code output from the direction code generation logic (27), the angle (θ 0 between the intersecting line (3) of the two planes (1, 2) and the ray pattern (9, 10). ) CPU (13) for computing, and is provided with.
上記構成より明らかなように、本発明においては、方
向コード生成ロジック27によって、画像メモリ18の画像
データを、マトリックスパターンで隣接する2×2の画
像の0,1のデータに基いて水平、右傾斜、左傾斜、垂直
の各方向コードに分類し、この分類された方向コードに
基いて、CPU13は2平面1,2の交差線3と光線パターン9,
10とのなす角度θ0を演算するものである。As is apparent from the above configuration, in the present invention, the direction code generation logic 27 causes the image data in the image memory 18 to be horizontal and right based on the 0,1 data of the 2 × 2 images adjacent in the matrix pattern. The inclination code, the left inclination, and the vertical direction code are classified. Based on the classified direction codes, the CPU 13 causes the intersection line 3 of the two planes 1 and 2 and the ray pattern 9,
The angle θ 0 formed by 10 is calculated.
すなわち、方向コード生成ロジック27によって方向コ
ードの分類処理を行い、この分類された方向コードに基
いてCPU13は角度を演算するものであるから、CPU13の負
担を少なくし、角度の演算処理を高速に行うことができ
るものである。That is, the direction code generation logic 27 performs direction code classification processing, and the CPU 13 calculates an angle based on the classified direction code. Therefore, the load on the CPU 13 is reduced and the angle calculation processing is performed at high speed. Is what you can do.
【図面の簡単な説明】 第1図は2平面の交差角の計測原理を示す斜視図、第2
図はそのYZ平面の説明図、第3図(a)は第2図の平面
図、第3図(b)は第2図の正面図、第3図(c)は第
2図の右側面図、第4図は画像処理装置の構成例を示す
ブロック図、第5図は計測方式を示すフローチャート、
第6図の画像処理装置の他の構成例を示すブロック図、
第7図は光線パターンを処理するためのウィンドウの説
明図、第8図は2×2の画素によるマトリクスの説明
図、第9図は方向コードの種別を示す説明図、第10図は
方向コードでコーディングされた画像メモリの説明図、
第11図は画像信号の処理方式を示すタイムチャート、第
12図はCCDカメラ及びレーザダイオードを備えた撮像装
置の斜視図、第13図は撮像装置の加工ラインへの適用例
を示す説明図である。 1,2……被計測面、3……交差線 4……CCDカメラ、7……面状光 8……発光器、9,10……光線パターン α……計測角、θ……画像メモリ上での検出角BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing the principle of measuring the intersection angle of two planes, and FIG.
The figure is an explanatory view of the YZ plane, FIG. 3 (a) is a plan view of FIG. 2, FIG. 3 (b) is a front view of FIG. 2, and FIG. 3 (c) is a right side surface of FIG. 4 and 5 are block diagrams showing an example of the configuration of the image processing apparatus, and FIG. 5 is a flowchart showing a measurement method,
FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the image processing apparatus of FIG.
FIG. 7 is an explanatory view of a window for processing a ray pattern, FIG. 8 is an explanatory view of a matrix of 2 × 2 pixels, FIG. 9 is an explanatory view showing types of direction codes, and FIG. 10 is a direction code. Illustration of the image memory coded in
FIG. 11 is a time chart showing the processing method of the image signal,
FIG. 12 is a perspective view of an image pickup device equipped with a CCD camera and a laser diode, and FIG. 13 is an explanatory diagram showing an application example of the image pickup device to a processing line. 1,2 …… Measured surface, 3 …… Crossing line 4 …… CCD camera, 7 …… Planar light 8 …… Light emitter, 9,10 …… Ray pattern α …… Measurement angle, θ …… Image memory Detection angle on
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−36758(JP,A) 特開 昭60−247415(JP,A) 特開 昭63−246603(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-54-36758 (JP, A) JP-A-60-247415 (JP, A) JP-A-63-246603 (JP, A)
Claims (1)
面状光(7)を照射する発光器(8)と、上記2平面
(1,2)に照射された面状光(7)の光線パターン(9,1
0)を撮像するカメラ(4)と、上記カメラ(4)の撮
像信号(S)を2値化信号に変換する2値化回路(19)
と、この2値化回路(19)によって2値化された画像デ
ータを格納する画像メモリ(18)と、この画像メモリ
(18)の画像データを、マトリックスパターンで隣接す
る2×2の画素の0,1のデータから水平(HORI)、右傾
斜(SLOR)、左傾斜(SLOL)、垂直(VERT)の各方向コ
ードに分類する方向コード生成ロジック(27)と、この
方向コード生成ロジック(27)から出力される前記各方
向コードに基いて、前記2平面(1,2)の交差線(3)
と前記光線パターン(9,10)とのなす角度(θ0)を演
算するCPU(13)と、を備えてなることを特徴とする角
度計測装置。1. A light emitter (8) for irradiating a plane light (7) on two planes (1,2) intersecting with a work (W), and a plane irradiating on the two planes (1,2). Ray pattern of light (7) (9,1
0) and a binarization circuit (19) for converting the imaging signal (S) of the camera (4) into a binarized signal.
And an image memory (18) for storing the image data binarized by the binarization circuit (19), and the image data of the image memory (18) is composed of 2 × 2 pixels adjacent to each other in a matrix pattern. Direction code generation logic (27) that classifies horizontal (HORI), right tilt (SLOR), left tilt (SLOL), and vertical (VERT) direction codes from 0, 1 data, and this direction code generation logic (27 ) Based on each direction code output from the above), the intersecting line (3) of the two planes (1, 2)
An angle measuring device comprising: a CPU (13) for calculating an angle (θ 0 ) formed by the light beam pattern (9, 10).
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