CN107153066A - 线放电加工机的检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线放电加工机的检查系统，其能够自动执行线放电加工机的构成要素的检查等。线放电加工机的检查系统具有线放电加工机，进行上述线放电加工机的构成要素的检查的机器人，被设于上述机器人的可动部而对构成要素进行拍摄的摄像装置，通过上述摄像装置取得构成要素的图像的图像处理部，以及使用由上述图像处理部取得的图像来判定上述构成要素的维护必要性的维护必要性判定部。

Description

线放电加工机的检查系统

技术领域

本发明涉及一种线放电加工机的检查系统，尤其涉及自动执行线放电加工机的构成要素的检查等的技术。

背景技术

线放电加工机与加工中心等切削加工机械相比，由于使用细线、构成要素中消耗品多等原因，存在产生加工麻烦的概率高的趋势。因此，以往提出了使用机器人来自动进行线放电加工机的线的更换、线的架设作业的系统。

例如，在日本特开2016-107381号公报中提出了如下的系统：包括线放电加工机和机器人，该线放电加工机具备对线电极的剩余寿命时间进行监视的线剩余寿命时间监视单元、以及在剩余寿命时间短于放电加工时间的情况下判定为线电极的更换时间的线更换时期判定单位，该机器人在判定为是线电极的更换时期的情况下进行线更换作业。此外，在日本特愿2015-164519号中提出了在手部具备线架设机构的多关节机器人进行线放电加工机的线架设作业的系统。

然而，日本特开2016-107381号公报以及日本特愿2015-164519号均为涉及线的监视以及架设结构的系统，而不是使不限于线的各种构成要素，典型的消耗品等的检查或清扫、更换作业自动化的系统。因此，难以不介入人力地使线放电加工机进行无人运行。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而提出，其目的是提供一种能够自动执行线放电加工机的构成要素的检查等的线放电加工机的检查系统。

本发明的一实施方式的线放电加工机的检查系统，具有线放电加工机、进行上述线放电加工机的构成要素的检查的机器人、以及被设于上述机器人的可动部而对上述构成要素进行拍摄的摄像装置，该检查系统的特征在于，具有：图像处理部，其通过上述摄像装置取得上述构成要素的图像；以及维护必要性判定部，其使用由上述图像处理部取得的图像，来判定上述构成要素的维护必要性。

根据本实施方式，线放电加工机的检查系统可以根据构成要素的图像来判定维护必要性，因此能够事先避免因检查对象的构成要素的故障引起的加工停止。

另一个实施方式的线放电加工机的检查系统还具有存储上述构成要素的基准图像的存储部，维护必要性判定部通过比较上述基准图像与由上述图像处理部取得的图像，来判定上述构成要素的维护必要性。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，上述基准图像是上述构成要素为新品时的图像。

根据本实施方式，能够比较构成要素为新品时的图像与经过了预定时间后的图像来判定污浊程度或磨损程度，因此能够事先避免因构成要素到达使用界限而引起的加工停止。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，上述基准图像是上述构成要素为使用界限之前的图像。

根据本实施方式，能够比较临近使用界限状态的构成要素的图像与经过了预定时间后的图像来判定污浊程度或磨损程度，因此能够事先避免因构成要素到达使用界限而引起的加工停止。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，上述维护必要性判定部比较上述基准图像与由上述图像处理部取得的图像的颜色的浓度，判定上述构成要素的污浊程度，由此判定维护必要性。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，上述维护必要性判定部比较上述基准图像与由上述图像处理部取得的图像的形状，判定上述构成要素的磨损程度，由此判定维护必要性。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，上述维护必要性判定部基于由上述图像处理部取得的图像，根据在绕线筒圆筒部侧面的预定区域内是否包含线的折弯部来判定线缠结的有无，由此判定维护必要性。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，上述维护必要性判定部基于由上述图像处理部取得的图像，根据在绕线筒圆筒部侧面的预定区域的外侧是否存在线来判定线松弛的有无，由此判定维护必要性。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，该检查系统还具有接受用于判定上述维护必要性的判定基准的设定输入的单元。

根据本实施方式，用户可以对构成要素的维护必要性的判断基准，即临近使用界限的状态进行操作，因此能够生成对于实际使用界限具有余量的运用上的使用界限基准，能够进一步降低加工停止的风险。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，该检查系统还具有将上述维护必要性判定部的判定结果输出到外部的单元。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，在上述维护必要性判定部判定为上述构成要素的维护为必要的情况下，上述机器人进行上述线放电加工机的构成要素的清扫或更换。

根据本实施方式，线放电加工机的构成要素的污浊或磨损量临近使用界限，需要进行清扫或更换的情况下，使进行检查的机器人本身进行构成要素的清扫或更换，因此能够进行更高度的线放电加工机的无人运转。

在另一个实施方式的线放电加工机的检查系统中，在上述机器人进行了上述线放电加工机的构成要素的清扫或更换的情况下，上述图像处理部通过上述摄像装置再次取得上述构成要素的图像，上述维护必要性判定部使用由上述图像处理部的取得的图像再次判定上述构成要素的维护必要性，在能够确认没有上述构成要素的维护必要性的情况下，上述线放电加工机再次开始进行加工。由此，能够进行更高度的线放电加工机的无人运转。

根据本发明，能够提供一种能够自动执行线放电加工机的构成要素的检查等的线放电加工机的检查系统。

附图说明

根据参照附图的以下实施例的说明，使本发明的前述的以及其他目的和特征变得更加明确。这些附图中：

图1是表示本发明的一实施例的线放电加工机的检查系统100的结构的图。

图2是表示构成要素为新品时的图像以及构成要素为即将达到使用界限之前的图像的一例的图。

图3是表示本发明的一实施例的线放电加工机的检查系统100的动作的图。

图4是表示本发明的一实施例的线放电加工机的检查系统100的动作的图。

图5是表示本发明的一实施例的线放电加工机的检查系统100的动作的图。

图6A是表示绕线筒(wire bobbin)的正常状态的立体图。

图6B是图6A的侧视图。

图6C是表示线缠结的产生状况的立体图。

图6D是图6C的侧视图。

图7A是表示线松弛的产生状况的立体图。

图7B是表示没有发生线松弛的正常状况的侧视图。

图7C是图7A的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对应用本发明的具体实施方式进行详细说明。首先，使用图1对本发明的实施方式的线放电加工机的检查系统100(以下，简称为检查系统100)的结构进行说明。

检查系统100包括线放电加工机、机器人21、线放电加工机控制装置11以及机器人控制装置10。机器人控制装置10和线放电加工机控制装置11经由传递单元12彼此可通信地连接。

典型的线放电加工机具有线驱动部1、辊(roller，辊轮)2、线轴(bobbin)3、上引导部4、线5、下引导部6、工件载置台8以及伺服电动机9。将工件7设置在工件载置台8上。工件7通过在线5和工件7之间产生的放电现象被加工成预定形状。

机器人21被搭载于典型的线放电加工机上。在机器人21的手腕部安装有摄像装置22和进行部件更换时所使用的机械手23。

机器人控制装置10或线放电加工机控制装置11具有图像处理部、维护必要性判定部以及存储部。图像处理部通过摄像装置22取得线放电加工机的构成要素的图像。维护必要性判定部根据图像处理部所取得的图像，判定线放电加工机的维护是否为必要。存储部预先保存维护必要性判定部进行上述判定时成为基准的图像等。

一般，机器人控制装置10和线放电加工机控制装置11具有未图示的处理器、存储装置以及输入输出装置。处理器通过读出存储于存储装置中的程序并执行，并控制输入输出装置，逻辑上实现上述各种处理部。

图2表示搭载于机器人21的手腕的摄像装置22从辊2的侧方拍摄到的图像的一例。左图是辊2为新品时的图像，右图是辊2为即将达到使用界限之前的图像。在右图中可知，辊2上的与线5始终滚动接触的部分被磨损的情况。具体地，在虚线围住的部分，产生了线5切入到辊2中而生成的磨损。另外，希望在线放电加工机的加工作业停止的状态下进行拍摄作业。

接着，对检查系统100的动作进行说明。在实施例1中示出检查系统100以预先准备的新品构成要素的图像为基准，判定使用中的构成要素的维护必要性的结构。在实施例2中示出检查系统100以预先准备的即将达到使用界限之前的构成要素的图像为基准，判定使用中的构成要素的维护必要性的结构。在实施例3中示出检查系统100主要以图像处理部取得的图像为基准，判定使用中的构成要素的维护必要性的结构。

＜实施例1＞

使用图3的流程图，对实施例1的检查系统100的动作进行说明。

步骤S11：

存储部预先取得构成要素的基准图像。本实施例中的基准图像具体为以辊2、线5等为首的构成要素的、无污浊或无磨耗等状态的图像，典型的是新品构成要素的图像。例如，图像处理部也可以在加工开始前通过摄像装置22取得构成要素的图像，将该图像设为基准图像并存储于存储部中。或者，也可以是，存储部预先保存新品状态的构成要素的图像作为基准图像。

步骤S12：

线放电加工机开始进行工件的加工。

步骤S13至S14：

图像处理部在经过了预先决定的时间后，使用搭载于机器人21的手腕的摄像装置22来取得构成要素的图像。摄像装置22也可以搭载于机器人21的机械臂上的任意部位，但搭载于手腕时，利用机器人的灵活的姿势变动能力，获得可从各个方向拍摄的自由度。因此，希望将摄像装置22搭载于手腕部附近。

步骤S15：

维护必要性判定部比较在步骤S11中存储于存储部中的基准图像与在步骤S14中取得的图像，来判定维护必要性。维护必要性例如可以根据构成要素的污浊程度、磨损程度等来判定。

例如，可以通过构成要素图像的颜色的浓度来判定构成要素的污浊程度。即，污浊越重，图像上的构成要素的颜色变得越浓。因此，维护必要性判定部比较在步骤S14中取得的图像颜色的浓度与基准图像所包含的构成要素颜色的浓度。例如，维护必要性判定部将基准图像以及在步骤S14中取得的图像所包含的构成要素分割为多个网格(mesh)。然后，针对在步骤S14中取得的图像的各网格，判定颜色的浓度是否超过预定的浓度阈值。在此，可以将浓度阈值设定为基准图像所对应的网格的浓度与黑色之间的任意的水平。之后，维护必要性判定部判定在步骤S14中取得的图像中具有超过浓度阈值的浓度的网格的比例或数量是否超过预定的判定阈值。在此，对于判定阈值，可以指定任意比例或数量。在超过判定阈值的情况下，维护必要性判定部判定对于该构成要素存在维护必要性。这是由于，推测为该构成要素超过预定基准而被污浊。

此外，可以通过构成要素图像的轮廓来判定构成要素的磨损程度。即，构成要素表面进行磨损的程度越大，图像上的构成要素的轮廓线越后退。因此，维护必要性判定部比较在步骤S14中取得的图像的轮廓形状与基准图像所包含的构成要素的轮廓形状。例如，图2的左图为基准图像，右图为在步骤S14中取得的图像的情况下，比较两者的轮廓时，在右图的被虚线围住的部位等中产生差值。即，能够检测出由磨损引起的构成要素的变形作为差值。在该差值超过预定的判定阈值的情况下，维护必要性判定部针对该构成要素判定为有维护必要性。这是由于，推测为该构成要素的形状因磨损而临近使用界限。在此，作为判定阈值，例如可以指定1mm等任意的尺寸。

另外，上述各种阈值可以被预先设定，或者，线放电加工机控制装置11或机器人控制装置10可以具有用于接受这些阈值的设定输入的单元。

在判定为有维护必要性的情况下，向步骤S16迁移。另一方面，在判定为没有维护必要性的情况下，向步骤S17迁移。

步骤S16：

维护必要性判定部对机器人控制装置10指示对判定为有维护必要性的构成要素进行清扫或更换等。机器人控制装置10利用公知技术使机器人实施线放电加工机的构成要素的清扫或更换等。

优选地，在机器人完成了清扫或更换等时，图像处理部再次使用摄像装置22来进行构成要素的拍摄。然后，维护必要性判定部再次进行该构成要素的维护必要性的判定。其结果，若判定为没有维护必要性，则线放电加工机再次开始加工。优选地，也可以向步骤S13迁移，经过固定时间后再次实施维护必要性的判定。

此外，维护必要性判定部也可以对线放电加工机控制装置11或机器人控制装置10所具有的输出单元输出维护必要性的判定结果。

步骤S17：

线放电加工机继续进行加工。优选地，也可以向步骤S13迁移，经过固定时间后再次实施维护必要性的判定。

＜实施例2＞

使用图4的流程图，对实施例2的检查系统100的动作进行说明。

步骤S21：

存储部预先取得构成要素的基准图像。本实施例中的基准图像具体为以辊2、线5等为首的构成要素的、污浊或磨损等进行到了判定为需要清扫或更换等的程度的状态下的图像，典型的是构成要素为即将达到使用界限之前的状态的图像。例如也可以是，首先，线放电加工机进行加工直至构成要素将要达到使用界限之前，此时，图像处理部通过摄像装置22取得构成要素的图像，将该图像作为基准图像而存储到存储部中。或者也可以是，存储部预先保存即将达到使用界限之前的状态的构成要素的图像作为基准图像。

步骤S22至S24：

与实施例1的步骤S12至S14同样地进行动作。

步骤S25：

维护必要性判定部比较在步骤S21中存储于存储部中的基准图像与在步骤S24中取得的图像，来判定维护必要性。

例如，维护必要性判定部通过比较在步骤S24中取得的图像的颜色的浓度与基准图像所包含的构成要素的颜色的浓度，来判定构成要素的污浊程度。具体地，维护必要性判定部将基准图像以及在步骤S24中取得的图像所包含的构成要素分割为多个网格。然后，针对在步骤S24中取得的图像的各网格，判定颜色的浓度的差值是否在预定的浓度差值阈值内。在此，对于浓度差值阈值，可以将基准图像所对应的网格的浓度差值阈值设定为任意的水平。之后，维护必要性判定部判定在步骤S24中取得的图像中，具有在浓度差值阈值内的浓度差值的网格的比例或数量是否超过预定的判定阈值。在此，对于判定阈值，可以指定任意比例或数量。在超过判定阈值的情况下，维护必要性判定部判定对于该构成要素存在维护必要性。这是由于，推测为该构成要素超过预定基准而被污浊。

此外，维护必要性判定部可以通过比较在步骤S24中取得的图像的轮廓形状与基准图像所包含的构成要素的轮廓形状，来判定构成要素的磨损程度。具体地，在步骤S24中取得的图像的轮廓形状与基准图像所包含的构成要素的轮廓形状的差值为预定的判定阈值以下的情况下，维护必要性判定部对该构成要素判定为有维护必要性。这是由于，推测为该构成要素的形状因磨损而临近使用界限。在此，作为判定差值阈值，例如可以指定0.2mm等任意的尺寸。

在判定为有维护必要性的情况下，向步骤S26迁移。另一方面，在判定为没有维护必要性的情况下，向步骤S27迁移。

步骤S26至S27：

与实施例1的步骤S16至S17同样地进行动作。

＜实施例3＞

使用图5的流程图，对实施例3的检查系统100的动作进行说明。

步骤S32至S34：

与实施例1的步骤S12至S14同样地进行动作。

步骤S35：

维护必要性判定部根据在步骤S34中取得的图像来判定维护必要性。例如，可以通过有无线缠结的产生等来判定维护必要性。

可以通过构成要素即线轴上的线的状态来判定线缠结。如6A所示，通常，与线轴的圆周方向大致平行地对线进行卷绕。图6B表示图6A的侧视图。但是，如图6C和图6D(图6C的侧视图)所示那样，在从侧面观察线轴圆筒部的状态下，成为线从某部位急剧折弯的状态，换言之，成为线不平行(与其他线交叉)的状态，若直接这样放置，则成为线彼此纠缠的原因。将这样地线钻入其他线下，从某部位急剧折弯，成为不平行的状态，称为线缠结。根据从线轴圆筒部侧面观察时的预定区域内的拍摄图像，来检测出线的端部(边缘)，检查这些从某部位开始急剧折弯而成为不平行的部分是否存在于预定区域(在图6B和图6D中用虚线示出的区域)内，来判定线缠结。因此，维护必要性判定部从线轴的拍摄图像提取出线的端部。

然后，判定多个表示端部的方向的向量或直线之间的角度，是否为预定的判定阈值以下。在此，对于判定阈值，可以指定任意角度。在上述预定区域内存在超过判定阈值且产生角度的起点的情况下，维护必要性判定部对该构成要素即线轴判定为有维护必要性。若在该线轴中产生线缠结，并保持原样而放置，则推测为不久线被缠结，而线完全成为交叉状态的可能性较高。

此外，对于线轴上的线的松弛(参照图7A)，也可以根据拍摄圆筒部侧面而得到的图像来进行判定。如图7B所示，若预定区域(用虚线示出的区域)的外侧不存在线的图像，则维护必要性判定部判定为无线的松弛。另一方面，如图7C所示，若预定区域(用虚线示出的区域)的外侧存在线的图像，则判定为有线的松弛。线的松弛会导致加工精度的恶化，但本实施方式的维护必要性判定部提前发现这些，从而能够降低加工不良率。

在此，典型的是如图6B、图6D、图7B以及图7C所示那样，优选将上述预定区域定义为在线轴的圆筒部侧面图像上接近线轴的主体部，即线被卷绕的轴的部分的轮廓形状的形状。更具体地，在线缠结的检测中，如图6B以及图6D所示那样，也可以将矩形的预定区域设定于线轴的主体部，即比线没有被卷绕的状态的线轴的轮廓形状稍内侧。在线松弛的检测中，如图7B以及图7C所示那样，也可以将矩形的预定区域设定于线轴的主体部，即比线未被使用的状态的新品线轴的轮廓形状稍外侧。线轴主体部的轮廓形状根据线的使用量而变化，因此是为了不对线的使用量产生影响。

在判定为有维护必要性的情况下，向步骤S36迁移。一方面，在判定为没有维护必要性的情况下，向步骤S37迁移。

步骤S36至S37：

与实施例1的步骤S16至S17同样地进行动作。

根据本实施方式，检查系统100的图像处理部使用搭载于机器人的摄像装置22定期取得构成要素的图像，维护必要性判定部根据污浊或磨损程度等来判定维护的必要性。由此，可以防止因构成要素中产生故障而引起的长时间停止(ドカ停)。

此外，根据本实施方式，维护必要性判定部使机器人进行构成要素的清扫或更换。由此，可以提高线放电加工机无人运转时的可用性，因此能够实现此前自动加工较为困难的线放电加工机的自动加工。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的情况下，可以应用于各种检查对象中。例如，除了上述3个数量外，本发明还可以应用于供电触头喷嘴的污浊或磨损情况的检查、自动接线功能的通电部的污浊的检查等。

此外，本发明并不限定于上述各种实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以实施构成要素的置换、省略、附加、顺序更换等变更。

Claims (12)

1.一种线放电加工机的检查系统，具有线放电加工机、进行上述线放电加工机的构成要素的检查的机器人、以及设置在上述机器人的可动部上并对上述构成要素进行拍摄的摄像装置，

该检查系统的特征在于，具有：

图像处理部，其通过上述摄像装置来取得上述构成要素的图像；以及

维护必要性判定部，其使用由上述图像处理部取得的图像，来判定上述构成要素的维护必要性。

2.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

该检查系统还具有：存储上述构成要素的基准图像的存储部，

上述维护必要性判定部通过比较上述基准图像与由上述图像处理部取得的图像，来判定上述构成要素的维护必要性。

3.根据权利要求2所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

上述基准图像是上述构成要素为新品时的图像。

4.根据权利要求2所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

上述基准图像是上述构成要素即将达到使用界限之前的图像。

5.根据权利要求2所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

上述维护必要性判定部将上述基准图像与由上述图像处理部取得的图像的颜色的浓度进行比较，判定上述构成要素的污浊程度，由此判定维护必要性。

6.根据权利要求2所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

上述维护必要性判定部将上述基准图像与由上述图像处理部取得的图像的形状进行比较，判定上述构成要素的磨损程度，由此判定维护必要性。

7.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

上述维护必要性判定部基于由上述图像处理部取得的图像，根据在绕线筒圆筒部侧面的预定区域内是否包含线的折弯部，来判定线缠结的有无，由此判定维护必要性。

8.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

上述维护必要性判定部基于由上述图像处理部取得的图像，根据在绕线筒圆筒部侧面的预定区域的外侧是否存在线，来判定线松弛的有无，由此判定维护必要性。

9.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

该检查系统还具有：接受用于判定上述维护必要性的判定基准的设定输入的单元。

10.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

该检查系统还具有：将上述维护必要性判定部的判定结果输出到外部的单元。

11.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

在上述维护必要性判定部判定为上述构成要素的维护为必要的情况下，上述机器人进行上述线放电加工机的构成要素的清扫或更换。

12.根据权利要求1所述的线放电加工机的检查系统，其特征在于，

在上述机器人进行了上述线放电加工机的构成要素的清扫或更换的情况下，

上述图像处理部通过上述摄像装置再次取得上述构成要素的图像，

上述维护必要性判定部使用由上述图像处理部取得的图像再次判定上述构成要素的维护必要性，在能够确认不存在上述构成要素的维护必要性的情况下，上述线放电加工机再次开始加工。