JPH023805A - 加工線追従方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、産業用ロボットのティーチング時などにお
いて利用される加工線追従方法に関し、特に、画像処理
装置を用いて光学的に加工線追従を行なう際にその信頼
度を向上させることのでき・る加工線追従方法に関する
。 （従来の技術） プレス成形された板金などのような複雑な立体形状を有
するワークを切断して所望の形状とすることのできる切
断ロボットとしては、レーザ切断ロボットやプラズマ切
ｒＩＩロボットなど、種々のものが既に提案されて実用
化されている。そして、このようなロボットにおいては
、切断線などの加工線を、あらかじめマニュアルでワー
クやティーチングモデル上に作成しておぎ、この加工線
に沿ってティーチングを行なう必要がある。 ワークに描かれた加工線を自動追従してティーチングを
行なう方法としては、例えば特開昭６１−１００８０９
に開示されている三次元ティーチング装置などを用いる
ものが知られている。 （発明が解決しようとする課題） ところが、このような従来の方法においては、ワーク上
に加工線のみが描かれ、教示点が指定されていない場合
があった。このような場合には、ティーチング後のプレ
イバックによって、ロボットのエンドエフェクタが加工
線に沿って正確に移動するか否かを加工線の全長にわた
ってチエツクしなければならず、非常な手間と時間を要
するという問題があった。 一方、この問題を回避するために、加工線上に複数の教
示点を予め設定しておき、教示点のみを教示する方法も
知られている。この方法によれば、ティーチング後のチ
エツクは教示点ごとに行なえば良いだけなので、上述の
方法に比べてチエツクが容易である。しかし、ワーク上
に加工線以外の線を描いて教示点を設定した場合、公知
の追従方法では追従のための加工線と教示点設定のため
の線（以下「教示線」と呼ぶ。）との区別がつきにくく
、加工線に沿っての自動追従が国難であった。 また、教示点を円などの形状で設定する方法もあるが、
このように設定された教示点を自動的に検出することは
必ずしも容易ではなく、ワーク上の反射光などにより、
教示点以外のものを教示点として検出してしまう可能性
が高く、信頼性が低いという問題があった。 さらに、加工線を光学的に検出する追従方法における一
般的な問題として、加工線の変形や誤記などによる画像
データの雑音成分によって、誤追従を起こす可能性があ
るという問題があった。特に上記のように教示線を用い
て教示点を設定した場合には、この問題の重要性が増す
傾向にあった。 （発明の目的） この発明は、従来技術にお°ける上述の問題の克服を意
図しており、高精度で信頼性の高い加工線追従方法を提
供することを目的とする。 （ＷＲ題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、この発明の第１の方法にお
いては、（ａ）被工作物の表面上に、追従経路を示す第
１の加工線とともに、前記第１の加工線と交差する第２
の加工線を描くことにより、前記第１と第２の加工線の
交差点として教示点を設定し、（ｂ）　　前記第１と第
２の加工線を含む前記画像の一部を抽出した所定形状の
処理領域について画像処理を行なうことにより、前記第
１および第２の加工線と前記処理領域の外周枠との交点
の交点座標と交点数とを求め、（ｃ）前記交点数が所定
の基準交点数と等しい場合に、それらの交点座標に基づ
いて教示点座標を求めるとともに、（ｄ）前記画像内で
前記第１の加工線に沿って前記処理領域を移動させるに
際して、前記処理領域の移ｌＪＩ履歴と前記交点座標と
に基づいて、前記第１の加工線の連続方向と当該連続方
向に沿った移動位置とを求めた後、当該移動位置に前記
処理領域を移動させることによって前記第１の加工線に
追従し、（０）前記（ｂ）ないし（ｄ）の処理を繰り返
すことにより前記教示点の教示点座標を求めつつ前記第
１の加工線を追従する。 また、特に、画像処理上の誤検出による誤追従の問題を
解消して上記の目的を達成するものとして、この発明の
第２の方法においては、（ａ）前記加工線を含む前記画
像の一部を抽出した所定形状の第１の処理領域について
画像処理を行なうことにより、前記加工線と前記第１の
処理領域の外周枠との各交点の交点座標を求めて交点座
標表現データを作成し、（ｂ）前記交点ごとに、各交点
の周囲を取囲む所定形状の第２の処理領域を設定し、（
ｃ）前記第２の処理領域の外周枠のうち加工線画像上に
乗っている部分の長さを示すランレングスを求め、（ｄ
）　　当該ランレングスの値が、所定の範囲内の値とな
っていない場合には、当該第２の処理領域に対応する前
記交点の交点座標を前記交点外様表現データから除去す
ることにより修正交点座標表現データを求め、（ｅ）前
記画像内で前記加工線に沿って前記第１の処理領域を移
動させるに際して、前記第１の処理領域の移動１ｆ！ｌ
歴と前記修正交点座標表現データとに基づいて、前記加
工線の連続方向と当該連続方向に沿った移動位置とを求
めた後、当該移動位置に前記第１の処理領域を移動させ
ることによって前記加工線を追従する。 ただし、「ランレングス」とは、第２の処理領域の外周
枠のうち加工線画像上に乗っている部分が（互いに連結
していない）複数の部分によって形成されているときに
、それらの個々の長さという意味でのランレングスと、
それらの組合せ（たとえば総和）としてのランレングス
との、双方の概念を含む用語である。 （作用） 第１の方法においては、第１の加工線によって追従経路
が示され、また第１の第２の加工線の交差点によって教
示点が設定される。第１と第２の加工線を含む画像に処
理領域を設け、第１及び第２の加工線と処理領域の外周
枠との交点の交点座標と交点数が画像処理により求めら
れる。交点数が基準交点数（例えば’４’ｌに等しいと
きには、第１と第２の加工線の交差点として設定された
教示点が処理領域内にあると判所され、前記交点座標に
基づいてその教示点座標が算出される。また、処理領域
は画（１１（画角）内において第１の加工線に沿って移
動していくが、前記交点数と交点座標とに基づき、また
それまでの移動履歴とに基づいて第１の加工線の連続方
向が求められるので、その連続方向に沿って次の移動位
置を算′出し、移動する。 この方法は、教示点を精度良く検出しつつ加工線追従を
行なわせようとするものである。 一方、第２の方法においては、まず加工線を含む画像の
一部を抽出した第１の処理領域について画像処理が行な
われ、交点座標が得られる。この第１の処理領域は第１
の方法における処理領域と同じものである。そして、得
られた交点座標の各交点ごとに、その周囲を取囲む第２
の処理領域を設定し、第２の処理領域の外周枠のうち加
工線画像上に乗っている部分の長さを表現したランレン
グスを求める。第２の方法は加工線の雑音成分を除去す
るための新規な処理法を組込んだものであり、ここでい
う「加工線画像」には本来の加工線の画像のみでなく、
誤記や加工線の変形などによる、いわゆる雑音成分も含
めたものをいう。上記ランレングスが所定の条件を満足
しないときは、その交点を雑音成分とみなして交点座標
表現データから除去することにより、当該処理領域につ
いての修正交点座標表現データを求める。そして、雑音
成分が除去された修正交点座標表現データに基づいて、
加工線の追従が行なわれる。 これらにおいて、「加工線」とは被工作物上に罫書針な
どで罫書かれたものや、塗料によって描かれたものなど
、種々の方法で作成されるものを含む用語である。 （実施例） 第１図は、この発明を適用して加工線追従を行なわせる
工作機器の−・例としての、直角座標型レーザ切断ロボ
ットの機構的構成を示す概略斜視図である。同図におい
て、このレーザ切断【】ボットＲＢは、基台１の上に、
図示しないモータＭ１によってＸ方向（水平方向）に移
動自在な移動台２を有しており、この移動台２の上にワ
ーク（図示せず）を載置する。基台１の両側方に垂直に
立設されたコラム３のＩｃｉ部にはビーム４が架設され
、このビーム４には、図の７方向（垂直方向）に延びる
とともに、モータＭ２によってＹ方向に移動自在な移動
コラム５が設けられている。 移動コラム５の下端には、モータＭ３によって２１５向
に上下するモータＭ４が設けられている。 これによって、移動コラム５の中心軸から偏心した位置
に設けられているアーム６が図のθ方向に回転する。ま
た、このアーム６の下端側方にはモータＭ５が設・ノら
れており、これによってセンサヘッドＳ　Ｈが図のψ方
向に回動する。このセン勺ヘッドＳ　ｌ−１は光学的な
加工線追従と教示点検出とを後述する方法で行なうため
のものであり、ティーチング時には、レーザトーチと置
換えられて、この位置にセットされている。 また、操作盤１０には、ヤーボードやデイスプレィ等が
設けられている。さらに、外部コンピュータ１１は種々
のデータの入出力やデータ処理を行なうものであり、Ｃ
Ｒｒｌ　２やキーボード１３などを備えている。また外
部コンピュータ１１の内部には後述する加ｌｌ１ｌセン
サ制御システムも備えられている。そして、ＴＶモニタ
ー４は、センサヘッドＳＨからの画像をモニタするため
のものである。 Ａ−２，実施例の　　内構　の 第２図は、第１図に示したロボットＲＢの電気的構成の
概略図である。第２図において、＆制御装ｄ９には、バ
スＢ　ｌ−を介して、以下の各ＩＩ器などが接続されて
いる。 ■上記モータＭ−Ｍ、や、これらのモータＭ　　−Ｍ５
の回転角を検知するエンコーダＥ１〜Ｅ５　（第１図中
には図示せず）を含んだ機構駆動系２３゜ ■ヒンサ制御器２１や画像処理装置２２を含んだ加Ｔｌ
１１センサ制御システム２０゜■操作盤１０゜ ■ＴＶ’Ｅニタ１４゜ 一方、被工作物としてのり−クＷに対向するセンサヘッ
ドＳＨには、ティーチング時にワークＷを照明するため
の照明光が、照明用光源２４から光ファイバ２６を介し
て与えられる。また、ティーチング時にセンサヘッドＳ
ＨとワークＷとの相対的距離・姿勢関係を所定の関係に
保持するために使用されるスポット光（摸達する。）を
与えるための光も、レーザダイオード光源２５から光フ
ァイバ２７を介してセンサヘッドＳＨに与えられる。な
お、照明光源２４やレーザダイオード光源２５は、セン
サ制御器２１のｉｌｌ　ｉｌｌのもどで上記動作を行な
う。 さらに、センサヘッドＳＨからは、ワークＷ上にあらか
じめ描かれた加工線Ｃや教示線ＴＬ付近の画！＆信号が
画像処理回路２２に取込まれ、レンサ制御′ａ２１の制
御下で、ＴＶモニタ１４に映し出されるようになってい
る。なお、このシステムは、Ｌ位のホストシスデム（図
示せず）の制御下で動作させることもできる。 ＾−３．センサヘツ゛ＳＨの 第３図は、上述したセンサヘッドＳ　Ｈの詳細を示す部
分商面図であり、第４図はそのＡ−Ａ’断面図である。 なお、第３図のセンサヘッドＳ　Ｈの下方に示した破線
１は、切断作業時におけるレーザトーチの先端部分に対
応する位置を示している。 第３図および第４図において、センナヘッドＳ）」のハ
ウジング３０の下端には、第２図の照明用光源２４に接
続された３本の光ファイバ２６（２６ａ〜２６Ｃ）の投
光端が設けられている。また、レーザダイオード光源２
５から３本の光ファイバ２７　（２７ａ〜２７Ｃ）によ
って供給された光は、先端にマイク［ルンズ（図示せず
）を内蔵した投光１５Ｊ３１ａ〜３１ｃに与えられ、こ
れらの投光器３１８〜３１　ｃからワークＷの表面に３
本のスポット光として照則される。 これらの投光器３１ａ〜３１　Ｃは、第５図に示りよう
に、それらからのスポット光り、〜Ｌｃが一点Ｏで交わ
るように配置されており、センサヘッドＳ　Ｈとワーク
Ｗとの相対的距離・姿勢関係に応じて次のような光点群
をワークＷ上に形成する。 すなわら、ワークＷの表面に対してセンサヘッドＳ　＋
−＋が所定の距！ｌおよび姿勢を保っているとき（第５
図中にＷ、で示す面がワークＷの表面となっているとき
）には、第６図（ａ）に示すように、ワークＷ上の３本
の投光スポットＳ　ｌ）は、？Ｊ準位誼（白丸で示す。 ）内に形成される。一方、これらの相対距離や姿勢が第
５図中Ｗｂ−Ｗ、で示すようにずれたときには、第６図
（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ示すように、基準位置からず
れたものとなる。 したがって、投光スポットＳＰの位置と基準位置との関
係が常に第６図（ａ）の関係となるように制御を行なえ
ば、センサヘッドＳ　ＨとワークＷとの相対距離と姿勢
とを所定の値に保ちつつティーチングを行なうことがで
きる。このような制御は、画像処理装置２２の出力に基
いＵ　ｔンサ制御器２１に自動的に行なわけることがで
きる。 第３図に戻って、光ファイバ２６Ｑ〜２６Ｃからの光に
よって照明されたワークＷの表面像と、投光器３１８〜
３１ＣによってワークＷの表面に形成された距離・姿勢
検出用光スポットＳＰとは、ハウジング３０内に設けら
れたレンズ３２を介して、ｃｃｏｍｌ＆素子（Ｉ　Ｔ’
　Ｖカメラ）３３に入射し、その表面に結像する。そし
て、その画像データは、画像伝送ライン３４を通じて第
２図の画像処理回路２２に、うえられ、後述するような
画像処理を受ける。そして、それによって、あらかじめ
形成された加工線Ｃと教示線ＴＬとを画像として検出し
つつ、加工線Ｃに追従してティーチングデータが取込ま
れる。 以下では、このような装置を利用してティーチング動作
を行なう際の処理を順次説明する。 １３、ティーチング方法の概 第７図はワークＷ十に描かれた加工線Ｃと教示Ｉ　Ｔ　
Ｌ及びその追従動作を示す概念図である。教示線ＴＬは
加工線０とほぼ直角に交わる線分であり、１木の加］線
Ｃど複数の教示線丁との交点によっ−Ｃ複数の教示点Ｔ
　Ｐ　ｈ＜設定されている。また。 図にはセンサヘッドＳ　Ｈに内蔵されたＩＴＶカメラご
３３によって得られた画像の視野（以下［大ウィンドウ
−１と呼ぶ。）Ｚと、その画像の一部を抽出した処理領
Ｉ！！（以下［小ウィンドウＪと呼ぶ。）Ｖとが示され
ている。この処理領域■は実際のカメラの視野ではなく
、後述する画像処理を行なうために、データ処理上仮想
的に設定されたものである。 加工線Ｃの追従は、ロボットアーム６の先端に設けられ
たセンナヘッドＳＨを加工ａＣに沿って自動的に移動さ
せることによって行なわれ、この移動に伴って大ウィン
ドウＺが移動する。第７図にはその移動方向Ａ２と移Ｏ
Ｉ後の大ウィンドウＺの例が示されている。 また、教示点ＴＰの検出は、一つの大１クインドウＺ内
において、小ウィンドウ■を加工線Ｃに沿って仮想的に
移動さ往、小ウィンドウＶ内に教示点Ｐが存在する場合
に、その教示点座標を演算しで求めることにより行なわ
れる。第７図には、大つィンドウＺ内における最初の小
ウィンドＣ″）■の位置と移動方向Ａ１、及び移動俄の
小ウィンドウＶ′の位置の例が示されている。一つの大
つィンドウＺ内において、小ウィンドウＶの移動が何回
か行なわれ、一つの大つィンドウＺ内にある加工線Ｃの
ほぼ全体にわたって小−フィントウＶの移動が終了り゛
ると、前述のようにセンサヘッドＳ　Ｈが移動し、大ウ
ィンドウＺが次の位置Ｚ′に移動する。 そして、このような大ウィンドウＺと小ウィンドウＶの
移動を繰り返しつつ、ワークＷ上の加工線Ｃを自動的に
追従しつつ、ティーチングが実行される。 以下では、まず一つの大ウィンドウＺ内における小ウィ
ンドウＶの移動方法及び教示点ＴＰの検出方法について
訂述し、その後、更に全体のティーチング動作などにつ
いて説明する。 第８Ａ図は、小ウィンドウＶの移動方法の原理を承り概
念図である。図において、現時点の小ウィンドウＶ・が
実線で示され、移動後の小ウィン■ ドウ■ｉ＋１が破線で示され（いる。本実施例では小ウ
ィンドウＶ・は−辺の長さし、のｉＦ方形ぐあす、その
位置は小ウィンドウ中心Ｍ、で代表されている。小ウィ
ンドウｖｉが本実施例のような正方形の場合には、小ウ
ィンドウ中心Ｍ、はその対角線の交点位置にあるとされ
る。 小ウィンドウＶｉの移動に際しては、まず現時点の小ウ
ィンドウｖｉの外周枠と加工線Ｃとの交点［］について
、交点数とそれぞれの交点座標を画像処理によって求め
る。ただし、加′Ｉ線Ｃが有限の幅を持っていることか
ら、小ウィンドウＶ・と加工線Ｃとの交点は１点１では
なく線分となるが、どこを「交点」と見るかについては
後述する。 最も普通の場合、第８Ａ図に示すように交点数は２であ
る。このうち、一方の交点１）２を次の小ウィンドウ中
心Ｍ：。１として選択するのであるが、通常はもう一方
の交点Ｐ、が現在位置に移１ＩＩＩ）１Ｊる前の小ウィ
ンドウ中心Ｍ、−，（第８Ａ図には図示せず）であるこ
とが多い。そこで、前回の小つ、Ｃンドウ中心でない方
の交点Ｐ２を次の小ウィンドウ中心”　ｉ＋１　とすれ
ばよいと考えられる。しかし、後述するように、上記の
交点Ｐ１又はＰ２と前回の小ウィンドウ中心Ｍｉ−１が
一致しＣいない場合があるため、以下のようにして次の
小ウィンドウ中心Ｍｉ＋１を求める。 まず、次の小ウィンドウ中心の予測点の座標Ｐ、を次の
ように定義する。 Ｍ・　：現時点の小ウィンドウ中心Ｍｉの座標 の座標 ただし、各座標（位置ベクトル）の原点は大ウィンドウ
内の所定位置（たとえば大ウィンドウの隅の点）（・あ
り、また、上記（１）式は、前回の移交点座４！２＋）
、Ｐ２とを比較し、予測点座標ＰＥに近い方の交点Ｐ２
を次回の小ウィンドウ中心Ｍｉ＋１と決定する。 第８Ｂ図は、小ウィンドウＶの外周枠］の交点数が４で
ある場合を示す。これは、加］ニ線Ｃと教示１ａＴｌと
が小つィンドウｖｉ内に入ったとぎに実現され、この場
合には以下のようにして次の小ウィンドウ中心Ｍｉ１が
求められる。 ステップ■：小ウィンドウＶ１の外周枠上の交点Ｐ　−
Ｐ　の交点座ＦＯＲ１〜Ｐ４を画像処理により求める。 ステップ■：前回の小ウィンドウ中心Ｍｉ−１にｍｂ近
い交点（第８Ｂ図の例では［）２）を求める。 スー７ツプ■：この交点Ｐ２に対し、小ウィンドウＶ、
の周上に沿って、１つとんで隣りの交点Ｐ４を次回の小
ウィンドウ中心”　ｉ＋１と決定する。 なお、後述りる処理の結果として、前回の小ウィンドウ
中心Ｍｉ−１が現時点の小つィンドウｖｉ内に存在する
場合がある。このとぎには、」−記ステップ■において
、前回の小ウィンドウ中心Ｍｉ−１の代わりに前々ＩＩ
の小ウィンドウ中心Ｍｉ−２を用いる。これは、このよ
うな場合にＪ３いて、前回の小ウィンドウ中心Ｍｉ−１
から交点Ｐ２までの距離と、他の交点ｐ１．ｐ３までの
距離との差が小ざく、誤判断を生ずるｉ）能性があるか
らである。 なお、本実施例において、加工ＩＩＣと小ウィンドウＶ
の外周枠との交点Ｐの位置座標は、第９Ａ図に示すよう
に、加工線Ｃの画像の両側エツジと小ウィンドウ■と外
周枠の交点Ｐ、Ｐ８の中点＾ として求められる。また、後述する雑音除去処理などの
ために、加工線Ｃの画像と小ウィンドウ■の外周枠との
虫なり部分（第９Ａ図における線分１）ＡＩ〕Ｂ）の長
さＬは、ランレングスコードＲＬＣとして後述する雑ｒ
１成分除去処理などに使用される。ここで言う［ランレ
ングス１とは、着［１しＣいる１クインドウの外周枠の
うち、加工線等の画＠［に乗っている部分の長さを指し
ている。 第９Ｂ図に示すように、加工線Ｃが小ウィンドウＶのコ
ーナ一部にかかるときら、上記と同様に、加工線Ｃの画
像の両側エツジと小ウィントークＶの外周枠との２つの
交点Ｐ、Ｐ、の中点が、加工線Ｃと小ウィンドウＶの外
周枠との交点１）とされる。従って、厳密に言えばこの
場合には交点Ｐは小ウィンドウＶの外周枠−ヒには存在
しないこととなる。但し、この発明にＪ３いて「小ウィ
ンドウの外周枠上の交点」とは、第９Ｂ図のような交点
［〕を含むものと定義されている。なお、第９Ｂ図の場
合のランレングスコードＲＬＣは小ウィンドウ■の外周
枠上の各辺におけるランレングスＬ１゜Ｌ２を合計しだ
らのとなる。 Ｃ−２，不正規状態における小ウィンドウ移動以上では
、小ウィンドウＶの外周枠Ｆの交点数Ｎが２又は４であ
り、正規な状態である場合の小ウィンドウ■の移動方法
の原則を説明した。以下では、これ以外の不正規な状態
の場合における小ウィンドウＶの移動方法について説明
する。 交点数Ｎが３に等しいか、又は５以トであるとき、これ
を第１の不正規状態［」１と呼ぶこととする。第１の不
正規状！？！ｉ＋−１１の場合には、以下に示すように
小１クインドウの拡大・縮小処理（以下、［拡縮処１ｇ
１１と言う、、）などを実施しつつ、小ウィンドウの移
動を行なう。第１０図は、交点数Ｎが３の場合における
小ウィンドウの拡縮処理の例を示す概念図である。図に
おいて、小ウィンドウＶ・　（＝ＶＨ）の外周枠と加工
ＦＡＣおよび教示線Ｔ　Ｌとの交点はＰ１〜Ｐ３の３つ
である。このように、交点数Ｎが３か又は５以上の場合
には、加工線Ｃの連続方向を決定するので困難なので、
第１の不正規状態１１１にあるとして、小ウィンドウ中
心Ｍ・をそのまま変えずに、小ウィンドウの大ぎさを縮
小又は拡大する。本実施例では、通常の場合に用いられ
る中程度の大きさの小ウィンドウ（以下［Ｍウィンドウ
１と呼ぶ。）ｖＨのほかに、小さな小ウィンドウ（以下
「Ｓウィンド「り」と呼ぶ。）ｖｓ及び大きな小ウィン
ドウ（以ド「Ｌウィンドウ」と叶ぶ。）Ｖｌ−を用いて
いる。これらの小ウィンドウＶ、Ｖ、Ｖ、の大きさは、
加Ｍ Ｔ線追従に先立って予め設定される。 第１０図に示す例では、ＳウィンドウＶ８に縮小すれば
交点がＰ　′、ｌ）２’の２点となり、まま た、１−ウィンドウ■、に拡大すれば交点がＰ１〜１）
４″の４点となり、いずれも前述の正規状態となる。小
ウィンド・りの拡縮によって正規状態になれば、前述の
原則に従って小ウィンドウの移動を行なうことがでさ・
る。後述するように、本実施例ではＭウィンドウＶＨ−
）Ｓウィンドウソ８→ＬウインドウｖＬの順に小ウィン
ドウの拡縮を行ない、いずれかの時点で正規状態になれ
ば、移動方法の原則に従って小ウィンドウの移動を行な
うこととしている。はとんどの場合、これらの拡縮処理
によって正規状態にすることができるので、小ウィンド
ウの拡縮は加工線追従において極めて有力な処理方法で
ある。。 なお、ＬウィンドウＶ、に拡大しても交点数Ｎが３又は
５以上のままであれば、まず前記（１）式交点を次の小
ウィンドウ中心と決定する。 また、本実施例においては、上記のように小ウィンドウ
Ｖを拡縮しτ次の小ウィンドウ中心を求めるが、その後
車ウィンドウが移動したときには、移動後の小ウィンド
ウ■の大きさはＭウィンドウ■Ｈに戻すこととしている
。 これらの説明からもわかるように、小１クインドウをこ
のように拡縮りるので、第８Ｂ図の例に示したように、
前回の小ウィンドウ中心Ｍｉ−１が交点Ｐ　（Ｐ　　−
Ｐ４）のいずれにも一致しない場合が出現するのである
。 Ｃ−２ｂ、　　２の　正　　　ト１２の場４第１１Ａ図
は、第２の不正規状態Ｈ２における小ウィンドウの拡縮
処理を示す概念図である。 図において、Ｍウィンドウ■Ｈの場合に交点数Ｎは２で
あり、２つの交点Ｐ、Ｐ２が存在する。 ところが、このときの交点Ｐ１の位置はＭウィンドウＶ
Ｈの実際の外周枠上からかなり離れているので、このま
ま次回の小ウィンドウ中心Ｍ国の計忰を行なうど、誤判
断を生ずるおそれがある。 そこで、このような場合、交点数Ｎが２又は４であって
も不正規な状態（第２の不正規状態ト１２）にあるとし
て、小ウィンドウの拡縮を行なうことににす、誤判断を
防ｌトする。 第２の不正規状態ト１２にあるか否かは、前述したラン
レングスコードＲＬ　Ｃによって判断する。 第１１Ａ図におけるＭウィンドウ■。の上辺付近のラン
レングスコードＲＬＣ１は上辺のランレングスＬ１　（
これは、ＭウィンドウＶＨの一辺の長さＬＨと等しい。 ）及びこれと隣接する辺のランレングスｉ、Ｌ３を合計
したものである。一般に、加工線Ｃと教示線［Ｌとを総
称して［表示線１と呼ぶことにすれば、表示線のエツジ
と小ウィンドウ外周枠との交差点の数は必ず偶数個であ
り、これらの交差点のうち外周枠に沿ってりいに隣接す
る２個ずつがベアとされて、１ベアにつきひとつの交点
」とひとつのランレングスコードが定義される６、この
ため、一つの小ウィンドウについて、交点数Ｎと等しい
数のランレングスコードＲＬ　Ｃ、（ｉ＝１〜Ｎ）が４
算されるが、このうちでＲ大のものが所定の閾値’−ａ
＋ａｘ以上のとさ・、すなわち、次式が成立するときに
、第２の不正規状態ト１２であると判定する。 ＬＩｌｌａｘ≦ｍａ　ｘ　（ＲＬＣＨ）　　　　　・（
２）ここで閾値し　　は経験上窓められる値であるが、
ｌ１ａｘ 各小ウィンドウＶ、ＶＨ，Ｖ［について、その一辺の長
さり、ＬＨ，Ｌ、の１／２程度の値が適当である。 第１１Ａ図に示ず例ではＭウィンドウ■Ｈについて上記
（２）式が成立するので、第２の不正規状態１（２にあ
る。そこで、ＭウィンドウｖＨからＳウィンドウ■８に
縮小される。この結果、上辺のランレングスコードＲＬ
Ｃ１’　は、１１辺のみのランレングスＬ　′と等しく
なる。一方、Ｓウィンドつｖｓについて、上記（２）式
の閾値Ｌｌａｘが１７２Ｌ　　（Ｌ　　はＳウィンドウ
■８の一辺の長さ）Ｓ に等しいとすれば、（２）式が成立するので、依然とし
て第２の不正規状ＩＨ２にあるとされる。そこで、さら
にＩ−ウィンドウｖ１に拡大される。　Ｉ−ウィンドウ
ｖ１の状態では（２）式が成立せず、しか−ｂ交点数Ｎ
が４となるのＣ正規状態であり、その交点Ｐ　　ＩＴ〜
Ｐ４″に１スづいて前述の原則に従°い次の小ウィンド
ウ中心Ｍｉ＋１が計算される。 なお、しウィンドウｖ１に拡大しても第２の不正規状態
ト１２のままであれば、次回の小ウィンドすなわち、第
１１１３図に示されるように、次回の小ウィンドウ中心
”　ｉ＋１の位置は、現時点と前回の小ウィンドウ中心
Ｍ・９Ｍ１−１を結ぶ直線上の−点としＣ定められる。 なお、Ｆ記定数αは経験的に定めるらのであり、０．５
程度の値が望ましい。 Ｃ−３，イン゛ｅ　での　　イン゛　の　動以上のよう
に、正規状態及び不正規状ＩＨ１゜ト１２のそれぞれに
ついて、加工線Ｃを正しく追従するように、次の小ウィ
ンドウ中心Ｍｉ＋１が求められる。 第１２Ｎは、大ウィンドウＺ内にお（）る小ウィンドウ
■の移動の様子を示す概念図である。図では簡単のため
に教示線ＴＬが無く、加工線Ｃのみの場合を示している
。大ウィンドウＺは、前述のようにアーム６の先端に設
けられたセンサヘッドＳ　Ｈが移動することにより移動
する。大ウィンドウＺが移動した直後の小ウィンドウｖ
０の位置は、大ウィンドウＺの移ｌｌｌ前にお番ノる小
ウィンドウの位置（ワーク表面に対して同−位置）と同
じに設定される。その後、画像処１ｉ！＠置２２で小ウ
ィンドウの外周枠上と加工線Ｃとの交点数及び交点座標
が求められる。そして以上で説明した方法に従っで、セ
ンリー制御器２１によつ′Ｃ小ウィンドウの中心座標Ｍ
、Ｍ２．・・・が次々と計口され、移動方向Δ、すなわ
ち加工線Ｃの連続方向に沿って小ウィンドウが仮想的に
移動していく。 大ウィンドウＺ内にお（づる小ウィンドウの終点Ｍトは
、その次の小ウィンドウｖＥ＋１が大ウィンドウ７と干
渉する１つ手前の位置として決定される。これは、小つ
、ｒンドウＶ　Ｅ＋１のように、大ウィンドウ７からは
み出た部分があると、その部分では画像処理を行なうこ
とができないからである。 このＪ：うに小ウィンドウが終点に〒ると、大ウィンド
ウＺが移動し、さらに」−記のような小ウィンドウＶの
移動が繰返される。 以上ぐは、交点数Ｎが２以上の場合について説明を行な
つ℃ぎたが、交点数Ｎが１又Ｇ；に　ｏとなる場合もあ
る。 例えば、何らかの理由で、小ウィンドウＶが加工線Ｃか
らはずれて教示線ＴＬに従って移動してしまうことがあ
る。この場合、例えば第１３Ａ図に示すように、教示線
Ｔ１−の端部の手前において交点が１）１のみとなる。 交点数Ｎが１となるのは、例えば第１３Ｂ図のように、
加Ｘ’ｆＡＣ，の始点Ｃ８においても発生りる。 しかし、第１３八図の状態と第１３３図の状態とは、例
えば移動方向を示すベクトルΔと交点１）１の座標との
関係から判定できる。りなわち、第１３Ａ図のように、
誤追従した場合には、交点１）１は小ウィンドウ中心Ｍ
、に対して移ｆｉＪベク［・ルΔｉの終点と反対の方向
にある。このときの移動ベクトルΔ、の方向は、前回の
小ウィンドウ中心Ｍｉ−１と現時点での小ウィンドウ中
心Ｍ、とによって決定される。一方、第１３３図の、Ｊ
、うに加工線Ｃの始点Ｃの場合には、交点Ｐ１が小ウィ
ンドつ中心Ｍ　に対して移動ベクトル△。の終点に近い
方向にある。このときの移動ベクトルへ。はオペレータ
の操作などにより指定される。初期の小ウィンドウが加
］−線の始点ｃｏを含む位；ｄにある場合には、交点Ｐ
　を次の小ウィンドウ中心Ｍ１とて移動を行なえばよい
。なお、誤追従か否かの判定は、小ウィンドウＶを設定
した回数（加工線の始点ではＯ）などによって行なうこ
とも可能である。 第１３八図のように、誤追従によって交点数Ｎが１とな
った場合には、大ウィンドウＺすなわちレンナヘッド５
１−１を１つ前の位置に戻し、３つの小１クインドウｖ
ｓ、ｖＨ，Ｖしの大きさをそれぞれ変更して再度追従動
作を行なわせる。これは、誤追従が起こった場合にも、
その一つ手前の大ウィンドウＺの途中までは加工線Ｃを
正しく追従しＣいる可能性が大だからである。また、小
ウィンドウＶ、Ｖ、Ｖ、−の大きさを変更するのは、Ｎ これらを変更することにより、Ｃ−１節及びＣ−２節で
説明した移動方法において、交点の座標が変わるので、
小ウィンドウの移動方向が変わり、正しく追従すると期
待されるからである。このように誤追従を生ずるのは、
加工線Ｃの曲率が大きな部分に教示線Ｔｉが描かれてい
る場合が多い。従って、通常は小ウィンド・りＶ、Ｖ、
Ｖ、の大きＨ さをそれぞれ小さくすることが望ましい。 なお、上記のように大ウィンドウＺを移動させる必要性
の有無は、大ウィンドウＺの大きさと、１つの教示ＦＡ
ＴＩ−の長さとの関係などから経験的に決定されるもの
であり、これらの関係によっては大ウィンドウＺは移動
させず、あるいは、逆に数回前の位置まで移動ざける必
要があることム考えられる。 小ウィンド

【りＶの交点数ＮがＯになる場合は【まとん
ど無く、重大なｒ＜判断を犯している可能性が強いので
、エラー表示をＴＶモニタ１４に表示するととちに、処
理を停止してオペレータの判断を待つこととづる。 Ｄ、教示点の検出 第１４図は、教示点Ｔ　ｒＪの検出方法を示す概念図で
ある。教示点Ｔ　Ｉ’）の検出は小ウィンドウＶの交点
数Ｎが４となった場合であって、かつ、第２の不正規状
態Ｈ２で（よない場合に行なわれる。このときＭウィン
ドウｖＨ若しくはＬつｆンドウＶ、においＣ交点数Ｎが
４となった場合にも、その検出精度を高めるために、Ｓ
ウィンドウｖＳに縮小した後にその位置座標の計算が行
なわれる。 第１４図は、ＬウィンドウＶ［において交点数Ｎが４に
なった場合を示している。まず、このときの４つの交点
Ｐ１〜Ｐ４のうち、加工ｌｌＣ上の交点１）、Ｐ　　ど
教示線１１上の交点Ｐ　　、Ｐとを判別する。これは、
１−ウィンドウＶ　ｔの現時点の中心Ｍ、と、前回の小
ウィンドウの中心Ｍ、−１とで決まる移動ベクトル八と
、各交点Ｐ１〜Ｐ４の位ｔｌｌ　ｋ、　基づいて判別で
きる。 次に、教示線］゛１−上にあるとされた上記交点Ｐ１、
Ｐ３の間を８等分く第１４図の例ではＪ＝８）した点Ｍ
Ｓ１〜ＭＳ□を設定り゛る。そして、まず交点ｐ１．ｐ
３の中間点Ｍ　３１を中心としてＳウィンドウソ８を設
定し、交点数Ｎが４となるか否かをチエツクする。第１
４図の例では、このとき交点がＰ１′〜Ｐ４′の４点と
なるので、直ＮＩＰ１’Ｐ座標として計算する。なお、
図からもわかるように、教示点ＴＰとそのときのＳウィ
ンドウ中心ＭＳｌとは、はぼ同じ位置にあることが多い
。 Ｌウィンドウの交点（）　、Ｐ　の中間点”３１を小ウ
ィンドウ中心としたときに交点数Ｎが４にならないとき
には、他のＪ等分点（この例ではＭＳ２〜Ｍ８□）に順
次Ｓウィンドウ中心を移動させ、交点数Ｎが４になった
ときに、上記と同様にして教示点ＴＰの位置座標のに１
算を行なう。なお、Ｊ等分点の間の移動の順序には種々
の決め方が可能である。 いずれの中心位１ｉＲＭ８１〜ＭＳ７で６交点数Ｎが４
にならなかったときには、前述の移動方法に従ってしウ
ィンドウ■、を移動させ（但し、移動後はＭウィンドウ
ｖＨとされる）、に記と同様にして教示点Ｔ　Ｐの検出
が行なわれる。 ［、その他の処理 以上のにうにして小ウィンドウＶの移動と教示点ＴＰの
検出が行なわれるが、小ウィンドウ■の外周枠上の交点
Ｐの交点数や交点座標を求める際において、加工線Ｃの
かずれや誤記などによる画像データの雑音成分を除去す
るため、次に示すデリート処理やマージ処理が行なわれ
る。 第１５図は雑音成分を含んだ画像の例を示す概念図であ
り、本来の加工線Ｃや教示線ＴＬのはかに、加工線Ｃの
かずれ部り、や加工ＩＩＣ又は教示線Ｔ１−の一部と誤
認される誤記部り、とを含んでいる。この結果、小ウィ
ンドウＶの外周枠上の交点はＰ１〜Ｐ６の６点と判所さ
れてしまうことになる。しかし、このときの正しい交点
は、Ｐ２゜ｐ、ｐ　　の３点と、かすれ部ｌ）ｖが無い
としたときの加工線Ｃと小ウィンドウ■の外周枠との交
点Ｐ、　とを合わせて、合計４点である。 このよう／、＜　ＷＥ　Ｈ成分のうち、誤記部分り、を
除去するため、アリ−１−処理が行なわれる。デリート
処理では、まず各交点１）　〜Ｐ６に対応するうンレン
グスＬ　　−１を所定の閾値し　、　と比較１　６　　
　　　　１ｎ する。すなわち、 し　・　　　　く　　　Ｌｌｏ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　・・・　（４）が成立り°るとき
には、雑音成分としてその交点Ｐｉを除去する。この閾
値Ｌ１ｏの値は加工線Ｃや教示線Ｔ　Ｌの線幅よりら小
さな値であり、経験的に決定される。なお、第１５図の
例では交点Ｆ）１のみが（４）式を満足して除去され、
他の交点Ｐ２〜Ｐ６はそのまま保持される。 また、かすれ部Ｄｖはマージ処理によって除去される。 第１６図はマージ処理の方法を示す概念図であり、かす
れ部Ｄｖを含む加工線Ｃと小ウィンドウＶの交差部の一
部が示されている。ランレングスＬ・、１−ｉ＋１のそ
れぞれの始点Ｓ　１　＊　８１゜１及び終点Ｅ・、Ｆｉ
＋１に対して、 Ｆｉ＋ｉ　−ｓ、　ｌ　＜　　ＦＳｌｏ・（５）ＥＳ、
：所定の閾値 １１１ｎ が成立するとき、点Ｓ、とＥｎ間のかすれ部り、はない
ものとみなされる。ザなわら、第１６図において点Ｓ・
　　　Ｅ、をぞれぞれ新た’ｔＥ始点Ｓ＋＋１′　＋ ・及び終点１・′とみなして、その中央の点ｐ、ｌを新
たな交点とする。 このようなデリート処理、マージ処理を施寸ことにより
、第１５図の例においても正しい交点Ｐ、ｐ　　、ｐ　
　、ｐ　　’　が冑られることどなる。 なＪ３、俊速するティーチングの動作フローにおいては
、デリート処理、マージ処理とともに、第９Ｂ図に示し
たような隣接かつ連続するランレングス（ｔ−、ｔ−２
）の合併も行なわれてランレングスコード１１１　Ｃが
求められている。 Ｆ、１の方°によるティーチン　の 第１７図は、この発明の第１の方法の実施例として、Ｌ
記のような種々の処Ｊｊｌを行ないつつ、ティーチング
を実施１゛るための動作を示すフローチャー１・である
。なお、参考のため、各ステップの右側にはその作業主
体を示している。 図において、まずステップＳ１ではオペレータの指令操
竹に従って【］ボットＲ１３がセンサヘッド５（−１を
移動ざＵ、ワークＷ十においてセンサヘッド５１−１の
初明位首がセットされる。 ステップＳ２ではセンサヘッドＳＨに内蔵されているＩ
ＴＶカメク３３でとらえられた加工線Ｃなどの画像が大
ウィンドウ／内の画像データとして加工線センサ制御シ
ステム２０に取込まれる。 ステップＳ３では大ウィンドウ／内において、小ウィン
ドウＶによる加工線Ｃの追従及び教示点Ｔ　１１の検出
が行なわれる。 第１８図はステップＳ３全体の０１作手順を詳細に示す
フローチｔ？−トである。 ステップ８１１では、小ウィンドウＶと大ウィンドウＺ
との干渉チ］、ツクを行なう１．ティーチングの始点で
は、これらが干渉し合わないように自動的に設定される
。加工線追従動作時において、これらが干渉する場合に
は、前記Ｃ−３ｉ１ｉ’）ぐ説明したように、大ウィン
ドウ／内にＪｊｌノる小ウィンドウＶの移動が終了し、
ス１ツブＳ１２から第１７図のステップＳ／Ｉに移行す
る。 第１８図に戻り、小ウィンドウと大ウィンドウＺとが干
渉しない場合には、ステップＳ１２から８１３へ移行し
、小ウィンドウＶの外周枠ＰのランレングスコードＲＬ
Ｃ，が画像処理にＪ、って計等される。この際、前記Ｅ
節で説明したデリート処理、マージ処理、及び隣接ラン
レングスの合併によるランレングスコードＲＬ　Ｃ、の
４算などが行なわれる。 次に、ステップ３１４では上記ランレングス１−ドＲＬ
　Ｃ・に対応した数だけの交点数Ｎと交点座標Ｐ、とが
計算される。 ステップ３１５では、不正規状ｆｌＨ２か否かが判断さ
れる。ずなわち、前記Ｃ−２ｂ節の（２）式が成立りれ
ば、不正規状態ト１２であると判断され、ステップ３１
６に移行する。ステップ８１６においで、Ｌウィンドウ
Ｖ、が用いられていたときには、ステップ８１７に移行
し、前記（３）式に従って次の小ウィンド９位首に移動
し、再びステップＳ１１に戻って以上の処理を繰返づ。 一方、ＬウィンドウＶＬが用いられていないときには、
ステップ３１６からステップ８２６に移り、小ウィンド
ウが拡縮され、再びステップＳ１１に戻る。本実施例に
おいては、小ウィンドウはｖＨ→■ｓ→■Ｌと拡縮して
いくこととしている。 ステップ８１５において、不正規状態Ｈ２でないと判断
されると、ステップ３１８に移り、交点数Ｎに応じて処
理の流れが分岐する。 Ｎ＝Ｏの場合には、重大な誤判断があるので、ステップ
８１９に至り、「Ｖモニター４にエラー表示を表示する
とともに、処理を停止してオペレータの判断を持つ。 Ｎ＝１の場合には、ステップ３２０に移り、加工線Ｃの
始点であるか否かの判断を行なう、１第１３［３図のよ
うに、加工線の始点であ、れば、その交点Ｐ１を次の小
・ンインドウ中心としく移動を行ない（ステップ３２１
）、スラップＳ１１に戻る、。 加工線Ｃの始点でない場合に【ま誤追従と判断される。 このときはステップＳ２０から３２２に移行し、大ウィ
ンドウＺを一つ１１ｔの位置に戻すとともに、小ウィン
ドウサイズ（１なわちＶｓ、ＶＨ。 ｖｌの辺の長さ）を変更してステップＳ１１に戻る。こ
れらの動作は前記ｃ−４節で説明したものと同じである
。 Ｎ＝２の場合には、ステップ８１８からステップ８２３
に移り、前記Ｃ−１節で説明した原則に従って次の小「
クィンドーク中心位置を決定し、ステップ８２４におい
て小・ウィンドウを移動ざｌｊ−た（ｕ１ステップ８１
１に戻る。実際のティーチング処理においては、この場
合が最ら多い。 Ｎ−３の場合には、不正規状態ト１１にあるので、ステ
ップＳ２５に移行する。このときの小ウィンドウがＬウ
ィンドウｖＬになっていないときには、ステップＳ２６
で小ウィンドウが拡縮されてステップ８１１に戻る。ま
た、ステップ８２５でしウィンドウｖ１．である場合に
はステップ８２３に移り、Ｎ＝２の場合と同様にして次
の小ウィンドウ位置に移ｖＪする（ステップ５２４）。 そして再びステップ８１１に戻る。なお。交点数Ｎが５
以上の場合にも、Ｎ＝３の場合と同様な処理を行なう。 Ｎ＝４の場合に番よ、ステップ８１８から８２７に至り
、教示点の検出を行なう。そして前記Ｃ−１節に示した
Ｉｌ：口１すに従ってステップ８２８で次の小ウィンド
ウ位置位青を決定し、ステップＳ２４でこれを移動して
再びステップ８１１に戻る。 以上のように、交点数Ｎに従ってそれぞれ異なる処理を
行ない、ステップＳ１２で小ウィンドウ移動の終了とさ
れるまで、小ウィンドウ移動と教示点検出動作を繰り返
して行なう。 第１７図に戻り、ステップＳ４において、ステップＳ３
で得られた複数の教示点の座標データと最終３点の小ウ
ィンドウ中心の座標データとが、加工線センサ制御シス
テム２０内のセンサ制御Ｉ器２１からロボットの制御装
置９に伝送される。教示点座標は言うまでムなく、■ン
」−ダＥ１〜Ｅ５の検出周方などとともにティーヂング
データとして制御装置９に記憶されるものである。ロボ
ットＲＢの取付は床面を原点とする絶対座標系での教示
点座標は、エンコーダＥ　−Ｅ５の検出用ツノから得ら
れるセンサヘッドＳ　Ｈの位置情報と、大ウィンドウ内
における教示点座標とに基づいて惇出することができる
。一方、最終３点の小ウィンドウ中心の座標データに基
づいて、加工ＦＩＩＣが２次曲線で近似される。そして
、ステップ＄５にＪｌいてこの２次曲線に沿って所定の
距離だ【ノ移ωノした点が次の大ウィンドウ位置としで
１１１鋒される。 ステップＳ６では、この位置に基づいて、第７図に示す
ように大ウィンドウＺを移動させる。、これは制御装お
９の制御の下で、ロボットの各アームを駆動し、それに
よってアーム６の先端に設けられたセンナヘッドＳＨを
移動させることによって行なわれる。 そして、ステップＳ７において大ウィンドウ７の中心座
標、大ウィンドウ移動前の最終の小ウィンドウＶの中心
座標、及び移動方向ベクトルなどが制御装置９からセン
サ制御器２１に伝送される。 これらのデータは移動後の大ウィンドウＺ内において小
ウィンドウＶの移動及び教示点検出を行なうのに必要な
ものである。 ステップＳ８では、加工線Ｃの終点に至っているか否か
が判断される。これは、例えば加工線Ｃが閉曲線の場合
には、小ウィンドウ■の中心座標が加１線Ｇの始点Ｃ８
と十分近い距離に戻ってきたか否かによって判断される
。このステップＳ８は前述のステップ８３（８１１〜８
２８）の中で判断するようにしてもよい。加工線Ｃの終
点でない場合には、ステップＳ８からステップＳ２に戻
り、以上のステップ８２〜Ｓ８が繰返して実行される。 このように、に記実施例ではセンサヘッドＳ　Ｈにより
得られた画像（大ウィンドウｌ）内において、画像処理
のための小ウィンドウ■を仮想的に設定し、小ウィンド
ウＶの周上と加工線Ｃ及び教示線ＴＬとの交点を求める
とともに、その交点数と交点座標に基づいて教示点１”
Ｐを検出しつつ加工線追従を行なうようにした。加工線
Ｃの追従方向は、小ウィンドウ■の移動履歴と前記交点
座標とから総合的に判断するようにしたので、加工線と
交差する教示線を描いても加工線の方向を間違うことな
く正しく追従することができる。また、教示点゛［Ｐは
加工線Ｃと教示線ＴＬの交点として設定するので、精度
よく検出できるとと６に、誤検出することがなく、また
その設定自体も容易にできるという利点がある。 Ｇ、孤立点除去処理 加工ｖａＣとこれに交差する教示線１’　Ｌとを検出し
つつ加工線Ｃを追従させるに際しては、上記のデリート
処理やマージ処理によって画像内の雑音成分を十分取除
くことができ、信頼性の高い加工線追従が可能な場合が
多い。しかし、加工線Ｃや教示線ＴＬの描き方によって
は、これらの雑音成分除去処理のみでは不十分であり、
誤追従などを起こす場合がある。 第１９Ａ図は、そのような加工線・教示線状態の例を示
１′概念図である。このような特異な線は、例えば加工
線（ンや教示線ＴＬを塗料などでワーク上に描いたどぎ
などに生じやすい。図において、加工線Ｃおよび教示線
ＴＬと小ウィンドウ■の外周枠との交点はＰ　　−Ｐ５
の５点と算出され、交点座標表現データとしてこれら５
点の座標を含むデータが得られる。このうち、交点ｐ、
ｐ３゜Ｐ５はいわゆる雑音成分である。これらの交点Ｐ
〜Ｐ　に対応するランレングスＬ１〜１−５が前）小の
（４）式（［ｆｌｉｌ照）に示す所定の閾ｌｌｌ′ＩＬ
１゜より小さいどぎは、デリート処理によってその存在
が無視される。ところが、この闇値’−１ｎは加工線Ｃ
や教示Ｉ　Ｔ　Ｌの線幅よりも小さな値として経験的に
定められるものであり、第１９Δ図のランレングス＋−
，ｔ−、ｔ−はいずれも本来の線幅に近い長さがあるの
で、デリート処理では除去されない。そこで、この発明
の第２の方法として、以下のような孤立点除去処理によ
ってこれらの交点Ｐ、Ｐ、ｌ）５を除去し、必要な交点
座標のみを含んだ修正交点座標表現データが得られるよ
うにり′る。 まず、各交点Ｐ１〜Ｆ）５を中心としてヂエック用の小
さなウィンドウ（以下、「Ｃウィンドウ１と呼ぶ。）を
設定する。第１９Ａ図には、交点ト】１〜Ｐ３に対する
ＣウィンドウＶｃ１〜ｖｃ３のみが例示されている。こ
れらのＣウィンドーシソ、１〜ＶＣ３はいずれも一辺の
長さがＬｃの正方形であるが、円やその他の多角形を用
いることら可能（゛ある。 上記の一辺の長さし。は加工線Ｃや教示線Ｔ　Ｌの標準
的な線幅の１〜１．５倍程度の値が望ましい。 次に、各Ｃウィンドウの外周枠りにおける加工線Ｃと教
示線丁りの画像の長さ′（以下「Ｃランレングス」ト呼
ぶ。）ＣＲと、当該外周枠上でこれらの像がｔ【い空白
部の長さ（以下［空白ランレングスＪと呼ぶ。）ＡＲと
を求める１、また、隣接辺のコーナ一部で連続的に隣り
合うＣランレングス同士又は空白ランレングス同士をそ
れぞれ合併したＣランレングスコードＣＲＣ及び空白−
ランレングスコードＡ　ＲＣを以下に示すように求める
。 第１９Ｒ図〜第１９Ｄ図は第１９Δ図におけるＣウィン
ドウソＣ１〜ｖｃ３の部分を拡大して示した図である。 第１９Ｂ図に示すように、ＣウィンドウジＣ１の上辺Ｌ
Ｖ１には、ＣランレングスＣＲ１１と空白ランレングス
ＡＲ１１とがある。また右辺Ｌｖ２には同様にＣランレ
ングスＣＲ１２と空白ランレングスＡＲ１２が、下辺Ｌ
■３には空白ランレングスＡＲ１３のみが、左辺Ｌｖ４
にはＣランレングスＯＲ１４とその両側に２つの空白ラ
ンレングスＡＩ≧　　、ＡＲとがある。ηいに連続して
隣接１４ａ　　　　１４ｂ するＣランレングス同士又は空白ランレングス向１は合
併されるので、交点Ｐ１に対するＣランレングスコード
ＣＲＣ１と空白ランレングスコード△ＲＣ，とは次のよ
うに求められる。 Ｃ［＜Ｃ１１＝ＣＲ１１トＣＲ１□ ＃０．８Ｌ　ｃ・（６ａ） ＣＲＣ１□＝ＣＲ１４ ＝　０．Ｈ−Ｃ・・・（６ｂ） ＡＩで０１１−ＡＩで１１＋ＡＲ１４ｂ＝　１．１ｌ−
Ｃ−（７ａ） Ａ　ＲＣ１２＝　Ａ　Ｒ、□ｉΔＲ，３−１△Ｒ１４ａ
＃１，５１ｃ・・・（７１１） 第１９Ｃ図では、交点１）２のＣウィンドウ■ｃ２とｇ
ｔ記郡部１〕Ｐ像との重イＣりはないから、Ｃランレン
グスＣＲ２はゼロである。従っＵ、Ｃランレングスコー
ドＣＲＣ２と空白ランレングスニ」−ドＡ　Ｒ０２は次
のにうになる。 ＣＲＣ，２＝Ｏ・・・（８） ＡＲＣ２＝４　Ｌｃ　　　　　　　　　　・（９）また
、第１９０図においても同様に、Ｃウィンドウｖｃ３の
上辺１．、ｖｌにはＣランレングスＣＲ３１と空白ラン
レングス△Ｊ１．右辺［、■２にＬＪ　Ｃランレングス
ＣＲ３２のみ、下辺Ｌｖ３にはＣランレングスＣＲと空
白ランレングスΔＲさらに３３３３・ 左辺ＬＶ４には空白シンレングスΔＲ，４のみが存在Ｊ
る。従ってこれらを合（Ｊ１シたＣランレングス−１−
トＣＲＣ３及び空白ランレングスコードΔＲＣ３は次の
ように求められる。 ＣＲＣ３＝ＣＲ３１＋ＣＩ≧３２＋ＣＲ３３＃　１．５
１Ｃ・・・（１０） ＡＲＣ３−Ａｌ１．十ＡＲ３２＋ＡＲ３３４２，５ＩＣ
・・−（１１） これらのデータを基に、孤立点除去処理を次のような基
準で行なう。 基準■：１つの交点Ｐ、についてのＣランレングスコー
ドＣＲＣの合計値ＳＲＣ，がＣウィンドウＶＣの周囲長
（外周枠全長）Ｌｗ　（＝４１．）の定数１倍より小さ
いとき、その交点Ｉ〕１を除去する。この基準を式で表
わすと次のようになる。 Ｓ　ＲＣｉ　　　　く　　　γ　Ｌ　ｗ　　　　　　　
　　　　　　　　　−（１２）ｓＲｃ、：交点ｐ　、の
ＣランレングスコードＣＲＣの合計値 １　　二Ｃウィンドウｖｃの周１用艮 （＝４Ｌｃ） γ：定数 定数γの値は、経験的に決定されるものであり、γ＝０
．２〜０．３の程度の値が望ましい。γ−０，２とすれ
ば、上記（１２）式は次式に出換えられる。 ＳＲＣ・　　　　＜　　　　　Ｏ，ａｌ−Ｃ・・・　（
１２°）交点Ｐ１については、上記（６ａ）式、　（６
ｂ）式から５ＲＣ１−１，４１，となり、上記（１２°
）式を満足しない。交点１〕２についてはＳ　ＲＣ２＝
Ｏ、交点Ｐ３については５ＲＣ３−１，５Ｌｃとなり、
前者のみが、上記（１２°）式を満足する。従って、交
点Ｐ２のみが前記（１２°）式を満たすので、孤立点と
して除去される。一方、除去リベき交点Ｐ３は上記基準
■によっては除去されないので、次の基準■を設けるこ
とと１６゜ 基準■：１つの交点Ｐｉについての空白ランレングスＡ
ＲＣ，の最大値がＣウィンドウＶ、の周囲長し、の定数
６倍より大きいとき、その交点Ｐｉを除去する。これを
式で表わすと次のようになる。 β　Ｌ　　　　　　＜　　　　ｍａｘ　　（ＡＲＣ−）
　　　　　　　・”（１３）定数βの値は経験的に決定
されるが、０．５程瓜の値が望ましい。また、本実施例
では１ｗ＝４１０だから上記（１３）式は次式に書換え
られる。 ２Ｌ　　　　　　＜　　　　ｍａｘ　　（ＡＲＣＢ　　
）　　　　”・　（１３°）に れを交点Ｐ３についてみると、空白ランレングスコード
Ａ　ＲＣ３は１つであり、その値が（１１）式で示され
るので、上記（１３°）が成立する。従うで、交点１〕
３は基準■によって除去される。これからもわかるよう
に、上記基準■は、交点Ｐ３のように、本来の線幅から
一部飛出した形状の雑音成分の除去に有効である。第１
９Ａ図に示す交点［）５についＣも同様に雄型■に従っ
て除去される。 なお、交点Ｐ１についてみると、（７ａ）式、　（７ｂ
）式からｍａＸ（ＡＲＣｌ）は１　、Ｊ　Ｌ　Ｃとなる
ので上記（１３°）が成■しない。従って、交点Ｐ１は
Ｖ準■によって°ｂ除去されず、正常な交点どされる。 第１９Ａ図の交ＬＪ　Ｐ　１〜Ｉ）５について、上記基
準■、■を適用して孤立点除去処理を行なうと、交点ト
）２がＩＪ準■により、また交点Ｐ３．Ｐ５がＶ準■に
より孤立点として除去される（すなわち、その１−夕が
無視される）。従って交点Ｐ１とＰ４のみが残るので、
交点数Ｎが２の正規状態として処Ｆｌることが可能とな
る。 ト１．第２の　法によるティーチン　の　　動作第２０
図は、この発明の第２の方法によるティーチングの実施
動作としての、孤立点除去処理を含む加工線追従動作を
示すフローチ１シーＩ・である。 第２０図は、第１８図とほぼ同じであるが、交点数Ｎが
１の場合のステップ８２２の後に孤立点除去処理をオン
状態とするステップ８３０が加わっていること、及びス
テップ５１３（３１３’）のランレングスコードＲＬＣ
，を求める計算においで、デリート処３１！、マージ処
理とともに必要に応じで孤立点除去処理が含まれている
ことの２点が異なる。 第２０図の７０−においても、通常の処理中は孤立点除
去処理は行なわず、ステップ８１３′で行なわれる雑音
成分除去はデリート処理及びマージ処理のみによって行
なわれる。しかし、交点数Ｎが１であり、誤追従と判断
された場合には、ステップ８２２で大ウィンドウ位置を
１つ手前に戻し、小ウィンドウサイズを変更づるととも
に、孤立点除去処理をオン状態として再スタートさせる
こととしたのである。これは、誤追従が起きた場合に、
第１９Ａ図に示したような孤立点Ｐ　　、Ｐ３、Ｐ５が
その原因となっていることが多いからである。なお、−
ｊｌ孤立点除去処理をオン状態として追従を行なった後
、大ウィンドウＺが２回移動した後は誤追従が回復した
と考えられるので、その後は再度孤立点除去処理をオフ
状態として追従を続行する。 孤立点除去処理はこのように誤追従の場合のみに限らず
、ステップ８１３′で常に行なうようにりれば追従の信
頼性が向」−シ、より好ましいと言える。しかし、孤立
点除去処理は処理時間を多く要りるので、上記の例のよ
うに処理を行なう場合を限定することににす、全体の加
工線追従処理の時間を短縮Ｃきるという利点がある。 さらに、孤立点除去処理がオン状態の場合であっても、
例えば交点数Ｎが４以上のときにのみ、その処理を行う
ようにしてもよい。これは、交点数Ｎが４のとぎには教
示点の検出を行なうので、孤立点除去によって雑音成分
を除き、教示点の誤検出を無くすことができるからであ
る。また、経験的に交点数Ｎが５以七の場合には誤追従
を起こし易いことが知られているので、孤立点除去によ
り誤追従を防止でさ・ると考えられるからである。 このように、孤立点除去処理を行なう場合を限定するこ
とにＪ：つて全体の処理時間はさらに短縮される。 上−ｍ 以上、この発明の第１及び第２の方法の実施例について
説明したが、これらの発明はＬ記実施例に限定されもの
ではなく、たとえば次のような変形も可能である。 ■　小ウィンドウの同士と加工線及び教示線の交点数が
基準とする交点数１４４１１と等しいとぎには、小ウィ
ンドウ内に教示点があるものとして、その教示点座標を
算出した。しかし、この基準となる交点数は教示点の設
定のしかたに依存する−６のであり、例えば教示線を加
工線の片側にのみ描いて上記の基準交点数を３とするこ
とも可能である。 ■　ワーク上の加工線仝休の追従にあたっては、センナ
ヘッドによりまず視野（大ウィンドウ）を確保し、その
視野内で画像処理だめの小ウィンドウを追従ざＵ、視野
内での小ウィンドウの追従が終了した後にピン１ノヘツ
ドを移動させることとしていた。しかし、このような場
合に限らず、まずピンリヘッドを順次移動させてワーク
上の加工線の全長にわたる複数の画像を得た後、これら
複数の画像を順次画像処理することによって小ウィンド
ウを次々に移動させ、加工線追従を行なわせてもよい。 但し、上記実施例のようにすれば画像検出と加工線追従
が同時に行なえるという利点がある。 ■　小ウィンドウやＣウィンドウは正方形であるとした
が、これに限らず、一定の形状を有しているしのであれ
ばＪ、い。例えば長方形や六角形などの多角形や、円な
どを用いることも可能である。 ■　この発明の適用対象は上記実施例に示したロボット
に限らず、一般の自動工作機器にも適用可能である。 （発明の効果） 以上説明したように、これらの発明の第１の方法によれ
ば、加工線を含む画像内に画像処理のための処理領域を
設け、その処理領域の外周枠と加工線との交点に基づい
て加工線を追従するようにしたので、画像内に追従のた
めの加工線と教示点設定のための加工線（教示１１）が
ある場合に６正しく加工線追従を行なうことができると
いう効果がある。さらに前記交点の交点数が所定の雄型
交点数と等しい場合に教示点座標を算出するようにした
ので、自動的に加工線追従を行ないつつ精瓜良く教示点
検出を行なうことができるという効果がある。 さらに、第２の方法によれば、画像内の第１の処理領域
の外周枠と加工線どの交点について、各交点の周囲に第
２の処理領域を設定し、その交点が雑音成分であると判
断された場合にはその交点を除去して加工線追従を行な
うにうにしたので、加工線の変形や誤記などの画像の差
Ｍ音成分による誤追従を起こづことがなく、信頼性の高
い加工線追従を行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を産業川口ボットのティーチングに
適用した実施例の機構的構成の概略を示す斜視図、 第２図は、第１図のロボットの電気的構成を示を概略ブ
［１ツク図、 第３図は、センナヘッドの詳細構成を示す部分新面図、 第４図は、第３図のΔ−Ａ′断面図、 第５図および第６図はセンサヘッドとワークとの相対距
離・姿勢の制御原理例の説明図、第７図４よ、ワーク上
に描かれた加工線と教示線及びその追従動作を示す概念
図、 第８図ないし第１６図は、小ウィンドウによる加工線追
従と教示点検出の方法を示す概念図、第１７図及び第１
８図は、この発明の第１の方法の実施例の動作を示す）
［１−チャート、第１９Ａ図ないし第１９０図は、孤立
点除去処理方法を示す概念図、 第２０図は、この発明の第２の方法の実施例の動作を示
１）［ｌ−チｐ−トである。 ＲＢ−・・レーザ溶断１１ボツＩ・、　９・・・制６１
１装置、１０・・・操作盤、　　　　　１４・・・Ｔ　
Ｖモニタ、２０・・・加工線センサ、　２１・・・ヒン
リ制御器、２２・・・画像処理装着、　Ｓ　Ｈ・・・セ
ンサヘッド、Ｗ・・・ワーク、　　　　　Ｃ・・・加工
線、ＴＬ・・・教示線、　　　　ＴＰ・・・教示点１、
Ｖ　・・・小ウィンドウ、 Ｖ、ＶＳ、ＶＨ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の工作機器に対してその動作経路を教示する
   ために、被工作物の表面上に描かれた加工線の画像を検
   出することによって加工線の追従を行ないつつ、前記加
   工線上に設定された教示点の座標を検知する加工線追従
   方法であつて、（ａ）被工作物の表面上に、追従経路を
   示す第１の加工線とともに、前記第１の加工線と交差す
   る第２の加工線を描くことにより、前記第１と第２の加
   工線の交差点として教示点を設定し、（ｂ）前記第１と
   第２の加工線を含む前記画像の一部を抽出した所定形状
   の処理領域について画像処理を行なうことにより、前記
   第１および第２の加工線と前記処理領域の外周枠との交
   点の交点座標と交点数とを求め、 （ｃ）前記交点数が所定の基準交点数と等しい場合に、
   それらの交点座標に基づいて教示点座標を求めるととも
   に、 （ｄ）前記画像内で前記第１の加工線に沿つて前記処理
   領域を移動させるに際して、前記処理領域の移動履歴と
   前記交点座標とに基づいて、前記第１の加工線の連続方
   向と当該連続方向に沿つた移動位置とを求めた後、当該
   移動位置に前記処理領域を移動させることによって前記
   第１の加工線に追従し、 （ｅ）前記（ｂ）ないし（ｄ）の処理を繰り返すことに
   より前記教示点の教示点座標を求めつつ前記第１の加工
   線に追従することを特徴とする加工線追従方法。
2. （２）所定の工作機器に対してその動作経路を教示する
   ために、被工作物の表面上に描かれた加工線の画像を検
   出することによって加工線の追従を行なう加工線追従方
   法であつて、 （ａ）前記加工線を含む前記画像の一部を抽出した所定
   形状の第１の処理領域について画像処理を行なうことに
   より、前記加工線と前記第１の処理領域の外周枠との各
   交点の交点座標を求めて交点座標表現データを作成し、 （ｂ）前記交点ごとに、各交点の周囲を取囲む所定形状
   の第２の処理領域を設定し、 （ｃ）前記第２の処理領域の外周枠のうち加工線画像上
   に乗っている部分の長さを示すランレングスを求め、 （ｄ）当該ランレングスが、所定の条件を満足しない場
   合には、当該第２の処理領域に対応する前記交点の交点
   座標を前記交点座標表現データから除去することにより
   修正交点座標表現データを求め、 （ｅ）前記画像内で前記加工線に沿って前記第１の処理
   領域を移動させるに際して、前記第１の処理領域の移動
   履歴と前記修正交点座標表現データとに基づいて、前記
   加工線の連続方向と当該連続方向に沿つた移動位置とを
   求めた後、当該移動位置に前記第１の処理領域を移動さ
   せることによって前記加工線に追従することを特徴とす
   る加工線追従方法。