JPH07239221A - 曲げ角度検出装置およびそれに用いる直線抽出装置並びに曲げ角度検出位置設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成によりワークの曲げ角度を高精度
に検出し、また、画像処理において直線の抽出を精度良
く行う。さらに、曲げ角度検出位置の設定をスムーズに
行う。 【構成】 曲げ角度検出に際して、ワークの表面に形成
した線状投光像を撮像手段により撮像し、画像上での線
状投光像の傾斜角度と位置とから、既知の試験片の画像
上での傾斜角度と位置とに対応するその試験片の実際の
傾斜角度に係るデータを参照してワーク角度を演算す
る。また、代表直線抽出に際しては所定軸方向における
画素の輝度値の分布から代表画素を求め、複数の代表画
素から代表直線を求める。さらに、不要な直線を有する
画像から必要な直線を抽出するには、下金型が写るよう
に撮像手段を配置し、画面の下端から２番目の直線を抽
出する。また、曲げ角度の検出位置の設定に際しては、
ワークの各曲げ工程毎の曲げ状態に係るシュミレーショ
ン情報からワークの曲げ角度の検出が可能な曲げ工程を
演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板状のワークを所要角
度に折曲げる際に曲げ角度を検出する曲げ角度検出装置
およびその曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装置並び
にワークの曲げ角度の検出に際してその検出位置を設定
する曲げ角度検出位置設定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレスブレーキ等の曲げ加工機に
おける曲げ角度検出装置として、（ａ）測定子をワーク
の傾斜面に接触させてそのワークの曲げ角度を検出する
接触式のもの（例、特開平１−２７３６１８号公報）お
よび（ｂ）渦電流センサ，静電容量センサ，光センサ等
の距離センサを複数個備えるとともに、これら距離セン
サにてワークまでの距離の差を計測することによりその
ワークの曲げ角度を検出する非接触式のもの（例、特開
昭６３−４９３２７号公報，特開昭６４−２７２３号公
報，特開平１−２７１０１３号公報等）が知られてい
る。

【０００３】しかしながら、これら従来の曲げ角度検出
装置では、次に示されるような問題点がある。すなわ
ち、接触式検出装置の場合、曲げ角度の計測精度を確保
するためには比較的長い曲げ脚長を必要とすることから
脚長の短いワークに適用するのが困難であり、また長期
間使用すると測定子がワークとの接触により摩耗して変
形し計測精度が低下する。また、非接触式検出装置の場
合、複数の距離センサにより折曲げられたワークまでの
距離を計測し、演算するようにしているが、各距離セン
サ間の距離を長くとれないために十分な検出精度が得ら
れない。また、前述の渦電流センサ、静電容量センサを
用いるものでは、ワークの材質によって出力が変化する
ためにその材質が変わる毎に計測条件を変更しなければ
ならない。一方、光センサを用いるものでは、ワークの
表面状態によっては照射した光が散乱して計測誤差が大
きくなったり計測精度が低下したりし、また計測精度が
センサや受像機の分解能に左右される。

【０００４】これら問題点を解消するものとして、特開
平４−１４５３１５号公報において、ワーク表面にスリ
ット光ないし２点のスポット光を照射するとともに、ワ
ーク表面に描かれる像を撮像手段に取り込んで画像処理
によって曲げ角度を検出するようにした曲げ角度検出装
置が提案されている。すなわち、図２８に示されている
ように、撮像手段（カメラ）への入射光軸がワークＷの
照射面に対して垂直面内に位置するように配置して、こ
のワークＷの表面に照射されるスリット光（もしくは２
点のスポット光）のビーム方向角をα，このスリット光
が画像上でなす角度をθ’，ワークＷの曲げ角度（以
下、「ワーク角度」という。）をθとすると、図示され
ている長さｄ，ｈ，ｌを用いて次式が成り立つ。 ｔａｎθ’＝ｄ／ｌ ・・・・ （ａ） ｔａｎθ＝ｈ／ｌ ・・・・ （ｂ） ｔａｎα＝ｄ／ｈ ・・・・ （ｃ） （ａ）式，（ｂ）式，（ｃ）式より ｔａｎθ’＝ｄ／ｌ＝ｄ／ｈ・ｈ／ｌ ＝ｔａｎα・ｔａｎθ ・・・・ （ｄ） この（ｄ）式においてビーム方向角αは既知であるの
で、画像処理によって角度θ’を検出することでワーク
角度θが演算により求められる。

【０００５】また、画像処理技術として、例えば特開平
４−６２６８３号公報に開示されているように、二値画
像から直線成分を抽出するようにした直線近似処理装置
が知られている。この公報に記載の直線近似処理装置で
は、与えられた二値画像に対してその二値画像が持って
いる直線近似性を崩すことなく画素数を減少させ、残り
の画素数に基づいて当該二値画像により構成される直線
成分を抽出するようにしている。

【０００６】一方、曲げ角度検出装置を用いてワークの
曲げ角度を検出するに際して、プレスブレーキに付設の
検出装置を選択的に位置決め自在に動かせるようにした
ものが特公平４−７００９１号公報に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（ｄ）式を用いるワーク角度θの演算においては、撮像
手段としてのカメラの視野がレンズによる広がり（画
角）を持っているために前記ワーク角度θを正確に求め
ることが困難であることが明らかとなっている。すなわ
ち、ワーク角度θとスリット光が画像上でなす角度θ’
との関係はレンズの画角の影響を考慮すると（ｄ）式の
ように単純ではなく、ワーク角度θをより正確に演算す
るには、カメラとワークとの間の距離ｌ_a ，レンズの焦
点距離ｆ，受像素子の大きさｗ等の各種パラメータを考
慮に入れた関数（光学条件）Ｆ（α，ｌ _a ，ｆ，ｗ，・
・・）を持ち込む必要がある。この場合、（ｄ）式は次
式のようになる。 ｔａｎθ’＝Ｆ（α，ｌ_a ，ｆ，ｗ，・・・）・ｔａｎθ ・・・ （ｅ）

【０００８】この（ｅ）式を用いてワーク角度θを得る
には、関数Ｆ（α，ｌ_a ，ｆ，ｗ，・・・）を数学的手
法によって求めることが考えられるが、このようにした
場合にはレンズ等の個体のバラツキを考慮できないため
誤差が大きくなってしまう。このために、これら各種パ
ラメータを個々の装置に対して実験により求めることが
要求されるが、光学系において厳密な計測を行うことは
極めて困難である。また、パラメータのひとつであるカ
メラとワークとの間の距離ｌ_a については、曲げ加工の
条件（型寸法，板厚等）によって変化するため、この距
離ｌ_a を計測する手段が別に必要になり、機構の複雑化
を招いてしまう。

【０００９】また、ワーク表面に描かれる像（線状投光
像）を撮像手段に取り込んで画像処理を行うに際して
は、次に述べるような問題点がある。すなわち、実現場
での画像計測においては、外部光の影響および光源の不
安定性によって二値化のための最適な閾値が変動するた
めに、計測の都度二値化後の明部領域の形状が変わって
しまう。また、ワーク表面の色むらや鋼板特有の圧延痕
によるビーム乱反射のために、明部領域が直線状になら
なかったり、エッジが凹凸状になったり、あるいは図２
９に示されているように、明部領域Ａに穴Ｂが形成され
たりして、十分に細い直線状の画像を得ることが困難と
なる。この結果、図３０に示されているように、画像処
理による細線化後の画像Ｃは波形部やひげ（短い直線部
分）Ｄを持つものとなり、これら波形部やひげ等が代表
直線を抽出する上での誤差要因となってしまう。

【００１０】また、上下の金型を用いてワークの実際の
曲げ加工を行うに際しては、平板のワークのみが画像と
して取り込まれるとは限らず、既に折り曲げられた箇所
を有するワークの曲げ加工を行う場合に、カメラにワー
クの折り曲げられた部分が写されたり、あるいは下金型
の一部が写されたりすることがあり、このような画像に
基づいて二値化処理や細線化処理を行った場合に、この
画像の重心位置および傾きに誤差が生じてしまう。

【００１１】一方、曲げ角度検出装置を用いてワークの
曲げ角度を検出するに際しては、ワークの形状もしくは
曲げ加工品の形状によっては曲げ角度の検出が不可能も
しくは困難な場合があるにもかかわらず、このような曲
げ角度検出装置に係る情報について従来はＮＣ装置の制
御情報として何ら加味されていない。このために、この
ような曲げ角度検出装置を備える曲げ加工機においては
ＮＣ装置を用いた加工制御が行い難いという問題点があ
る。

【００１２】本発明は、前述のような問題点に鑑みてな
されたもので、複雑な演算を行うことなく、また機構の
複雑化を招くことなく、ワークの曲げ角度を高精度に検
出することのできる曲げ角度検出装置を提供することを
目的とする。

【００１３】また、本発明は、このような曲げ角度検出
装置に用いる直線抽出装置に係るものであって、直線状
の画像から代表直線を精度良く抽出することができるよ
うにすることを目的とする。また、本発明は、同じく曲
げ角度検出装置に用いる直線抽出装置に係るものであっ
て、ワーク以外の部分を画像として取り込んだ場合にお
いても、必要とされる直線のみを抽出することができる
ようにすることを目的とする。

【００１４】さらに、本発明は、曲げ角度検出装置によ
るワークの曲げ角度の検出に際して曲げ角度検出位置の
設定をスムーズに行えるようにすることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明による曲げ角度検出装置は、画像処理によ
りワークの曲げ角度を検出する曲げ角度検出装置におい
て、（ａ）ワークに所定の投光角度で投光してそのワー
クの表面に線状投光像を形成する投光手段、（ｂ）この
投光手段により前記線状投光像が形成される前記ワーク
の表面を撮像する撮像手段、（ｃ）この撮像手段により
撮像される画像上での前記線状投光像の傾斜角度と位置
とを検出する投光像検出手段、（ｄ）予め既知の傾斜角
度を有する試験片を撮像することにより得られるその試
験片の画像上での傾斜角度と位置とに対応するその試験
片の実際の傾斜角度に係るデータを記憶する記憶手段お
よび（ｅ）前記投光像検出手段により検出される前記線
状投光像の傾斜角度と位置とに基づき、前記記憶手段に
記憶されているデータを参照することにより前記ワーク
の曲げ角度を演算する演算手段を備えることを特徴とす
るものである。

【００１６】また、本発明による曲げ角度検出装置に用
いる直線抽出装置は、第１に、直線状の明部領域を有す
る多値画像からその明部領域の代表直線を抽出する直線
抽出装置であって、（ａ）前記多値画像を構成する各画
素の輝度値を検出する輝度値検出手段、（ｂ）この輝度
値検出手段により検出される各画素の輝度値の分布から
画面座標系の所定の座標軸に沿って前記明部領域の光軸
に係る代表画素を演算するとともに、この演算を前記座
標軸と所定間隔を有する他の座標軸に沿い繰り返し行っ
て複数の代表画素を演算する代表画素演算手段および
（ｃ）この代表画素演算手段により演算される複数の代
表画素より前記明部領域の代表直線を演算する代表直線
演算手段を備えることを特徴とするものである。

【００１７】さらに、本発明による曲げ角度検出装置に
用いる直線抽出装置は、第２に、（ａ）ワークおよびそ
のワークを載置する下金型の一部に所定の投光角度で投
光してそれらワークおよび下金型の表面に線状投光像を
形成する投光手段、（ｂ）この投光手段により前記線状
投光像が形成される前記ワークおよび前記下金型の表面
を撮像する撮像手段、（ｃ）この撮像手段により撮像さ
れる画像を二値化および細線化して一画素を単位とする
点列の集合として表す点列化手段、（ｄ）この点列化手
段により得られる点列から前記下金型の画像に係る直線
成分に繋がる前記ワークの画像に係る直線成分を抽出す
る直線成分抽出手段および（ｅ）この直線成分抽出手段
により抽出される直線成分に基づいて前記撮像手段によ
り撮像される画像上での前記ワークの線状投光像の傾斜
角度と位置とを検出する投光像検出手段を備えることを
特徴とするものである。

【００１８】また、本発明による曲げ角度検出位置設定
装置は、曲げ角度検出手段によるワークの曲げ角度の検
出に際してその検出位置を設定する曲げ角度検出位置設
定装置であって、（ａ）ワークの曲げ加工条件からその
ワークの各曲げ工程毎の曲げ状態に係るシミュレーショ
ン情報を演算するシミュレーション情報演算手段および
（ｂ）このシミュレーション情報演算手段により演算さ
れるシミュレーション情報に基づき前記曲げ角度検出手
段によりワークの曲げ角度検出の可能な曲げ工程を演算
する角度検出可能工程演算手段を備えることを特徴とす
るものである。

【００１９】

【作用】本発明による曲げ角度検出装置においては、所
要角度まで折曲げられるワークの表面に投光手段により
所定の投光角度で投光されて線状投光像が形成され、こ
の線状投光像が撮像手段により撮像されてその線状投光
像の撮像画像上での傾斜角度と位置とが投光像検出手段
により検出される。一方、記憶手段には、予め既知の傾
斜角度を有する試験片を撮像することにより得られるそ
の試験片の画像上での傾斜角度と位置とに対応するその
試験片の実際の傾斜角度に係るデータが記憶されてい
る。これら記憶されているデータが、前記投光像検出手
段により検出される線状投光像の傾斜角度と位置とから
参照されることにより、演算手段により前記ワークの曲
げ角度が演算される。したがって、ワークの曲げ角度を
複雑な演算を行うことなく高精度で演算することがで
き、この演算結果に基づいて曲げ加工機の上金型もしく
は下金型を制御することで、精度の高い曲げ加工を実現
することができる。

【００２０】前記記憶手段に記憶されているデータは、
前記試験片の画像上での傾斜角度と位置とに対応するそ
の試験片の実際の傾斜角度の補正量のデータとすること
ができ、また前記試験片の画像上での傾斜角度と位置と
に対応するその試験片の実際の傾斜角度のデータとする
こともできる。

【００２１】前記演算手段は、前記記憶手段に記憶され
ているデータの補間演算によりワークの曲げ角度を演算
するものとするのが好ましい。このようにすることで、
ワークの曲げ角度を精度良く求めることができる。

【００２２】前記投光手段および前記撮像手段は前記ワ
ークの曲げ線の少なくとも一側に配置することができ、
曲げ線の両側に一組ずつ配置することで検出精度をより
高めることができる。

【００２３】ここで、前記投光手段としては、スリット
光または直列する複数のスポット光を投光することによ
り前記ワークの表面に線状投光像を形成するものとする
ことができる。

【００２４】また、前記第１の特徴を有する曲げ角度検
出装置に用いる直線抽出装置においては、多値画像を構
成する各画像の輝度値が輝度値検出手段により検出さ
れ、これら各画像の輝度値の分布から画面座標系の所定
の座標軸に沿って多値画像の明部領域の光軸に係る代表
画素が演算されるとともに、この演算が前記座標軸と所
定の間隔を有する他の座標軸に沿って繰り返し行われて
複数の代表画素が演算される。そして、このようにして
得られる複数の代表画素から前記明部領域の代表直線が
演算される。こうして、二値化処理を行わずに元の多値
画像のまま処理が行われるので、最適な閾値の変動等に
よる影響を受けることなく精度良く代表直線を抽出する
ことができる。

【００２５】本発明において、さらに、前記輝度値検出
手段により前記各画素の輝度値を検出するのに先立って
前記多値画像中のノイズを消去するノイズ消去手段を設
けると、代表直線の抽出精度をより向上させることがで
きる。

【００２６】ここで、前記ノイズ消去手段としては、前
記多値画像の形成前後における各画素の輝度値を減算す
ることにより前記ノイズを消去するもの、所定の閾値以
下の輝度値を零にすることにより前記ノイズを消去する
もの、または隣接する画素の輝度値が零である孤立画素
の輝度値を零にすることにより前記ノイズを消去するも
のなどを採用するのが好ましい。

【００２７】また、前記代表画素演算手段としては、最
も輝度値の大きな画素を所定の座標軸に沿う代表画素と
するもの、所定の座標軸に沿う各画素の輝度値の分布か
らそれら輝度値の分布重心を求め、この分布重心を代表
画素とするもの、または所定の座標軸に沿う各画素の輝
度値の分布からそれら輝度値の半値幅を求めてその半値
幅の中心値を求め、この中心値を代表画素とするものな
どがある。

【００２８】さらに、前記代表直線演算手段としては、
前記複数の代表画素より最小自乗法によって近似直線を
演算することにより代表直線を演算するものがある。こ
の場合、前記近似直線に所定の幅を持たせて所定の直線
域を求め、この直線域から最も離間する画素を削除して
残りの画素に基づいて再度近似直線を求める演算を直線
域内に全ての画素が入るまで繰り返すことにより代表直
線を演算するようにするのが好ましい。

【００２９】さらに、前記第２の特徴を有する曲げ角度
検出装置に用いる直線抽出装置においては、ワークおよ
び下金型の表面に、投光手段により所定の投光角度で投
光されて線状投光像が形成され、この線状投光像が撮像
手段により撮像され、この撮像される画像が点列化手段
により二値化および細線化されて一画素を単位とする点
列の集合として表される。そして、このようにして得ら
れる点列から下金型の画像に係る直線成分に繋がるワー
クの画像に係る直線成分が抽出され、この直線成分に基
づいて撮像画像上でのワークの線状投光像の傾斜角度と
位置とが検出される。こうして、既に曲げ加工済みのワ
ークおよびワーク以外の部分を画像として取り込んだ場
合においても必要とする直線のみを抽出することが可能
となり、実際の曲げ加工における曲げ角度計測精度の向
上と処理の高速化とを図ることができる。

【００３０】前記点列化手段は、所定の間隔で点を消去
するとともに残りの点に基づきそれら点の集合として前
記画像を表すものとするのが良い。

【００３１】また、前記直線成分抽出手段は、前記撮像
手段による撮像画面の下端に掛かる直線を前記下金型の
画像に係る直線成分として判定するものとするのが好ま
しい。この場合、前記撮像画面の下端にある第１の点と
その第１の点に隣接する第２の点とを結ぶ直線を求め、
この直線に所定の幅を持たせて所定の直線域を求め、こ
の直線域内に前記第２の点に隣接する第３の点が入ると
きにその第３の点を含めて再度直線を求める演算を繰り
返し、このようにして得られる直線域内に入らない点が
表れるときにその点の手前の点までを一つの線分と判定
することにより前記ワークの画像に係る直線成分を抽出
するようにするのが良く、また前記線分が二点の点列の
みにより生じるものであるときにその線分を不要部とし
て削除するものとするのが良い。

【００３２】前記投光手段および前記撮像手段は前記ワ
ークの曲げ線の少なくとも一側に配置することができ、
曲げ線の両側に一組ずつ配置することで検出精度をより
高めることができる。

【００３３】ここで、前記投光手段としては、スリット
光または直列する複数のスポット光を投光することによ
り前記ワークの表面に線状投光像を形成するものとする
ことができる。

【００３４】また、本発明による曲げ角度検出位置設定
装置においては、ワークの曲げ加工条件からシミュレー
ション情報演算手段によりそのワークの各曲げ工程毎の
曲げ状態に係るシミュレーション情報が演算され、この
シミュレーション情報に基づき角度検出可能工程演算手
段により曲げ角度検出手段によるワークの曲げ角度の検
出が可能な曲げ工程が演算される。こうして、ワークの
曲げ角度の検出可能位置の設定がスムーズに行われ、ひ
いては高精度の曲げ加工を実現することが可能となる。

【００３５】この場合、さらに角度検出可能工程演算手
段により演算される曲げ角度検出の可能な曲げ工程に対
して曲げ角度検出手段による検出位置を指示するととも
に、この指示される検出位置を曲げ工程毎の検出パター
ンとして記憶する検出パターン記憶手段を設けると、繰
り返しワークまたは類似ワークについての検出位置の指
示速度の向上が図られ、前記検出可能位置の設定時間の
短縮が図られる。

【００３６】前記シミュレーション情報は、ワークの各
曲げ工程毎の断面形状およびそのワークの前加工形状を
含むものとするのが好ましく、この場合、前記前加工形
状としてはワーク表面に形成される穴，切欠きおよび凹
凸を含むものとするのが良い。

【００３７】本発明の他の目的は、後述される詳細な説
明から明らかにされる。しかしながら、詳細な説明およ
び具体的実施例は最も好ましい実施態様について説明す
るが、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変
形はその詳細な説明から当業者にとって明らかであるこ
とから、具体例としてのみ述べるものである。

【００３８】

【実施例】次に、本発明による曲げ角度検出装置および
それに用いる直線抽出装置並びに曲げ角度検出位置設定
装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００３９】〔１〕曲げ角度検出装置 図１には、本発明の一実施例に係るプレスブレーキの要
部側面図が示されている。本実施例のプレスブレーキ１
は、架台２に支持されている下金型（ダイス）３と、こ
の下金型３に対位してその上方に昇降自在に設けられて
いるラム４の下部に取り付けられている上金型（パン
チ）５とを備え、これら上金型５と下金型３との間に金
属板からなるワークＷを挿入し、このワークＷを下金型
３上に載置した状態でラム４を下降させてそのワークＷ
を上金型５と下金型３とで挟圧することによって、この
ワークＷの折曲げ加工が行われる。

【００４０】前記架台２の前部（マンサイド）にはブラ
ケット６が支持され、このブラケット６には、ワークＷ
の折曲げ外面Ｗａ上に線状投光像を投影するスリット状
の光源７と、この光源７による線状投光像を撮像するＣ
ＣＤカメラ８とを備える角度計測ユニット９が設けられ
ている。なお、この角度計測ユニット９は架台２の前部
に設ける代わりにその架台２の後部（マシンサイド）に
設けても良く、また架台２の前部および後部の両方に設
けても良い。

【００４１】また、図２に示されているように、ＣＣＤ
カメラ８によって撮像される画像は演算部１０を介して
モニタテレビ１１に映し出されるとともに、画像データ
として記憶部１２に記憶される。この画像データは、入
力部１３より入力され記憶部１２に記憶される後述の較
正テーブルのテーブルデータ等を加味して演算部１０に
おいて演算され、この演算によりワークＷの曲げ角度が
求められる。そして、この演算により求められる曲げ角
度はラム制御装置１４に与えられ、このラム制御装置１
４によってラム４の下死点が制御されてワークＷが所望
の角度に折曲げられる。

【００４２】ところで、図３に示されているように、一
般にスリット光ＬからワークＷの折曲げ外面Ｗａへ投光
されて形成される線状投光像ＵをＣＣＤカメラ８で撮像
すると、この撮像される画像上における線状投光像Ｕ’
の投光像角度θ’、スリット光の投光角度α、ワーク角
度θとの間には、平面投影で考えれば前述の（ｄ）式と
同様に次式のような関係がある。 ｔａｎθ’＝ｔａｎα・ｔａｎθ ・・・・ （１）

【００４３】この（１）式においてはレンズの画角によ
る影響が考慮されていないために、本実施例では、モニ
タテレビ１１に映し出される線状投光像Ｕ’を画像処理
により直線として特定し、この直線の画面上での傾斜角
度θ’とワーク角度θとの関係をその直線の位置に係る
データをパラメータとして較正するようにしている。こ
こで、この直線の位置に係るデータは、例えば図４に示
されているように、モニタテレビ１１の画面中央にｙ＝
Ｙ／２（但しＹはｙ軸方向の画素数）なる直線を引き、
線状投光像Ｕ’の直線（例えばａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０）と
の交点のｘ座標で与えられる。

【００４４】次に、この較正の具体的方法について説明
する。図５および図６には、本実施例において用いられ
る較正装置の正面図および平面図がそれぞれ示されてい
る。図示のように、この較正装置においては、定盤１５
上に光学機器用レール１６が設けられ、このレール１６
上にはＣＣＤカメラ１７とレーザ発振器１８とを備える
光学ユニット１９が移動可能に載置されるとともに、こ
の光学ユニット１９と所定間隔を隔てて既知の角度を有
する試験片としての較正ブロック２０がやはり移動可能
に載置されている。また、これら光学ユニット１９およ
び較正ブロック２０は上下方向にも位置調整可能とされ
ている。

【００４５】このような構成の較正装置においては、較
正ブロック２０を所定位置および所定角度βに保持した
状態でレーザ発振器１８からのレーザ光をその較正ブロ
ック２０に投光し、この較正ブロック２０上の投光像を
ＣＣＤカメラ１７にて撮像する。そして、この投光像の
画面上での傾斜角度θ’と位置ｘ（図４参照）とを算出
してワーク角度θの補正量δを算出する。次に、較正ブ
ロック２０を順次ｚ方向（図５，図６）に移動させて同
様に補正量δを算出し、更に較正ブロック２０を異なる
ブロック角度を有するものに順次変更してやはり補正量
δを算出し、こうして得られる多数のデータにより較正
テーブルを作成する。

【００４６】次に、この較正テーブルの作成手順を図７
に示されているフローチャート図を参照しつつ説明す
る。ここで、角度計測範囲、言い換えれば較正すべき角
度範囲はβ＝６０°〜１２０°に設定されている。 Ｓ１〜Ｓ６ 較正ブロック２０の角度βをまず６０°に
設定し、この角度βの較正ブロック２０を設置し、次い
でレーザ光（ビーム）の像が画面左端になるまで較正ブ
ロック２０を移動（後退）させる。そして、ブロック角
度βに対応する画面上での投光像の傾斜角度θ’と位置
ｘとを画像処理により算出し、こうして得られる傾斜角
度θ’と位置ｘとに対応する補正量δを、式δ＝β−ｔ
ａｎ^-1（ｔａｎα・ｔａｎθ’）によって算出して、求
められた傾斜角度θ’，位置ｘおよび補正量δを記憶部
１２（図２参照）に記憶・保持させる。 Ｓ７〜Ｓ８ 較正ブロック２０を２ｍｍ前方へ移動さ
せ、この移動によってもビームの像が画面右端に達しな
い場合には、この移動後の較正ブロック位置にてステッ
プＳ４〜Ｓ７の各処理を繰り返す。なお、この較正ブロ
ック２０の計測奥行範囲は４０ｍｍ程度であり、この範
囲で２０点程度のデータを集めることで十分な計測精度
を確保できることから、この較正ブロック２０の移動ピ
ッチは２ｍｍに設定されている。 Ｓ９〜Ｓ１１ 較正ブロック２０の移動によってビーム
の像が画面右端に達した場合には、較正ブロック２０の
ブロック角度βが予め設定されている最大角度（１２０
°）に達していないとき、言い換えれば最後の較正ブロ
ックでないときに、ブロック角度βを所定角度（３°）
だけ加算して次の較正ブロックによるステップＳ２以下
の処理を繰り返し、最後の較正ブロックに達したとき
に、記憶部１２に保持されているデータ列（θ’，ｘ，
δ）の並び換え、またはそのデータ列から得られる近似
曲面もしくは近似直線式の形で較正テーブルを作成す
る。なお、前記ブロック角度βはβ＝６０°〜１２０°
の範囲で３°〜５°刻みの較正を施すことにより、±
０．１°程度の計測精度を確保できることが確認されて
いる。

【００４７】このようにして作成される較正テーブルの
一例が図８に示されている。この較正テーブルを利用す
ることで、画面上での投光像の傾斜角度θ’と位置ｘと
からワーク角度θの補正量δが得られ、この補正量δを
前述の（１）式で求められるワーク角度θに加算する形
で最終ワーク角度θが得られる。なお、図８においてｘ
方向のデータ点数は較正ブロック２０の図５におけるｚ
方向への移動ピッチに対応し、θ’方向のデータ点数は
ブロック角度βの異なる較正ブロック２０の個数に対応
している。そして、較正ブロック２０がｚ方向へ移動す
るにつれて得られるデータは図８の矢印Ｐ方向へ移動
し、ブロック角度βが大きくなるにつれて得られるデー
タは図８の矢印Ｑ方向へ移動する。ここで、データ点数
は要求される精度に応じて選択することが必要である。

【００４８】前述の補正量δは、実際には、画像処理手
法により得られる投光像の傾斜角度θ’と位置ｘとから
較正テーブルのデータを参照した後、数学的な補間手法
を用いて算出される。次にその補間手法の一例として区
分多項式を用いる方法について説明する。この方法は、
図９に示されているように、図８のような３変数
（θ’，ｘ，δ）の任意曲面に対し近接する３点でもっ
てその曲面を平面の一次式で近似する方法である。すな
わち、まずθ’−ｘ平面上でデータ点（θ₀ ’，ｘ₀）
を囲む３つのテーブルデータ（θ₁ ’，ｘ₁ ，δ₁ ），
（θ₂ ’，ｘ₂ ，δ₂），（θ₃ ’，ｘ₃ ，δ₃ ）を抽
出し、次いでそれら３点で決定される平面ａθ’＋ｂｘ
＋ｃδ＋ｄ＝０を算出する。そして、この平面ａθ’＋
ｂｘ＋ｃδ＋ｄ＝０から求める補正量δ₀ を次式から得
る。 δ₀ ＝−（ａθ₀ ’＋ｂｘ₀ ＋ｄ）／ｃ

【００４９】このような補間手法を用いると曲面を多数
の一次多項式で表すことが可能となり、補間計算が容易
となる。なお、この補間手法は一例に過ぎず、他の補間
手法を用いてもよいのは言うまでもない。

【００５０】次に、このような補間による補正量δの算
出を加味したワーク角度計測の手順を図１０に示されて
いるフローチャート図を参照しつつ説明する。 Ｔ１〜Ｔ３ 投光像が画面上でなす傾斜角度θ₀ ’と位
置ｘ₀ とを画像処理により算出する。次に、θ’−ｘ−
δの三次元データ列よりなる較正テーブルを呼び出し、
この呼び出された較正テーブルのθ’−ｘ平面上で、点
（θ₀ ’，ｘ₀ ）を囲む最も近接するテーブル上の３点
（θ₁ ’，ｘ₁ ，δ₁ ），（θ₂ ’，ｘ₂，δ₂ ），
（θ₃ ’，ｘ₃ ，δ₃ ）を抽出する。 Ｔ４〜Ｔ６ 抽出した３点（θ₁ ’，ｘ₁ ，δ₁ ），
（θ₂ ’，ｘ₂ ，δ₂ ），（θ₃ ’，ｘ₃ ，δ₃ ）を通
る平面式ａθ’＋ｂｘ＋ｃδ＋ｄ＝０を算出し、次いで
その算出された平面式ａθ’＋ｂｘ＋ｃδ＋ｄ＝０に
θ’＝θ₀ ’，ｘ＝ｘ ₀ を代入し、補正量δ₀ を算出す
る。そして、式θ＝ｔａｎ^-1（ｔａｎα・ｔａｎθ’）
＋δ₀ （但しα：ビームの投射角）によりワーク角度θ
を求め、求められたワーク角度θをラム制御装置１４
（図２参照）に出力する。

【００５１】本実施例においては、画像上での線状投光
像の傾斜角度θ’と位置ｘとより較正テーブルから補正
量δを算出し、こうして算出される補正量δを基にワー
ク角度θを算出するようにしたものを説明したが、傾斜
角度θ’と位置ｘとより直接ワーク角度θを算出可能な
データテーブルを作成し、このデータテーブルのデータ
を参照してワーク角度θを求めるようにしてもよい。

【００５２】また、本実施例では、較正テーブルを図８
に示されているような３次元の点座標群で構成したもの
を説明したが、この較正テーブルは、その他、点座標群
から最小自乗法等の近似手法により求めた３次元直線群
で構成したものや、あるいは３次元曲面で構成したもの
などいろいろな形で表現することが可能である。但し、
このように３次元直線群や３次元曲面で較正したもので
は、計算時間が短縮できる利点がある反面、受像素子の
バラツキやレンズの歪みといった不確定な因子が大きい
場合に精度が悪くなるという欠点がある。

【００５３】また、本実施例では、スリット光により線
状投光像を得るものを説明したが、このスリット光に代
えて、直列する複数のスポット光を使用し、投影される
各スポット光の中心を通る近似曲線を演算により得て、
投光像角度を求めるようにすることも可能である。

【００５４】〔２〕投光像から代表直線を抽出する代表
直線抽出装置 次に、前述の曲げ角度検出装置において、投光像が画面
上でなす傾斜角度θ₀’と位置ｘ₀ とを算出する際（図
１０のステップＴ１参照）、画像処理によってその投光
像から代表直線を抽出する代表直線抽出装置の具体的実
施例について説明する。

【００５５】図１１に示されているように、本実施例の
代表直線抽出装置２１には、前述の線状投光像が多値画
像のまま画像入力部２２を介して取り込まれる。こうし
て取り込まれる多値画像は、例えば縦４２０×横５１０
の画素各々に対して２５６（０〜２５５）階調の輝度値
を有している。

【００５６】この代表直線抽出装置２１は、画像入力部
２２を介して取り込まれる多値画像中のノイズを消去す
るノイズ消去部２３と、このノイズ消去部２３にてノイ
ズの消去された多値画像における各画素の輝度値を検出
する輝度値検出部２４と、この輝度値検出部２４により
検出された各画素の輝度値の分布から明部領域の光軸に
係る代表画素を演算する代表画素演算部２５と、この代
表画素演算部２５により演算される複数の代表画素から
最小自乗法等の数学的な近似手法を用いて代表直線を演
算する代表直線演算部２６とを備えている。

【００５７】このような構成からなる代表直線抽出装置
２１においては、図１２（ａ）に示されているような直
線状の明部領域ａを有する多値画像が画像入力部２２を
介して取り込まれると、この多値画像中のノイズがノイ
ズ消去部２３にて消去された後、図１２（ｂ）に示され
ているように、この多値画像の画面座標系（ｘ−ｙ）に
おいて、ｘ軸方向の一つの画素帯ｂに沿う各画素の輝度
値が輝度値検出部２４にて検出され、こうして検出され
る輝度値の分布から明部領域ａの光軸に係る代表画素ｃ
が代表画素演算部２５において演算される。次いで、図
１２（ｃ）に示されているように、前述の代表画素の演
算が、画素帯ｂと平行な（平行でなくてもよい）他の画
素帯ｂ’，ｂ”・・・に対して繰り返し行われて代表画
素ｃ’，ｃ”・・・が画面上の１画素単位の点列として
抽出される。そして、このようにして抽出された代表画
素ｃ’，ｃ”・・・の点列から、最小自乗法等の数学的
な近似手法によって、図１２（ｄ）で示されているよう
に代表直線（近似直線）ｄが求められる。

【００５８】また、こうして求められる代表直線の抽出
精度を向上させるには、図１２（ｅ）に示されているよ
うに、前述のようにして得られる近似直線ｄに所定の幅
（例えば１画素）を持たせて代表直線域ｅが設定され、
この代表直線域ｅから最も離れている点ｃ_e が削除され
る。次いで、図１２（ｆ）に示されているように、残り
の代表画素に基づいて再度近似直線ｄ’が求められ、前
述と同様にして再度代表直線域ｅ’が設定される。そし
て、全ての代表画素が代表直線域に入るまで（収束する
まで）前述の演算手順が繰り返されることにより、最終
的に代表直線が決定される。

【００５９】次に、前述の図１２（ａ）〜（ｄ）に示さ
れている代表直線抽出手順を図１３のフローチャート図
によってより具体的に説明する。 Ｕ１〜Ｕ６ ワークに線状投光像を投影する光源をオフ
にして、２５６階調の画像を画像メモリ（Ｍ１）に入力
し、次いで光源をオンにして２５６階調の画像を画像メ
モリ（Ｍ２）に入力する。そして、二つのメモリＭ１，
Ｍ２に入力された画像間で減算（Ｍ３＝Ｍ２−Ｍ１）を
行い、再度光源をオフにする。これら処理によって処理
対象の画像が取り込まれるとともに、光源からのビーム
が投光される前後での画像間の減算処理により画面上で
のノイズ（不要部分の輝度値）の消去がなされる。 Ｕ７〜Ｕ１０ 光軸中心座標の個数を表す数ｉを０に設
定するとともに、走査線ｙ_i の初期値（ｙ₀ ）を０に設
定し、次いで画像メモリ（Ｍ３）上の２５６階調の画像
データについて走査線ｙ＝ｙ_i 上の輝度分布（Ｘ，ｄ
Ｘ）を取り出す。ここで、ｄＸは位置ｘ＝Ｘでの輝度値
（０〜２５５）を表しており、Ｘは０＜Ｘ＜Ｘ_max （但
しＸ_max は画面のｘ軸方向の画素数を示す。）を満たす
ものとする。次に、輝度分布の分布重心を求めるため
に、輝度値ｄＸの総和Ｎ＝ΣｄＸを求めるとともに、座
標Ｘとその座標Ｘに対応する輝度値ｄＸとの積の総和Ｓ
＝Σ（ｄＸ・Ｘ）を求める。そして、求められたＮ，Ｓ
の各値から走査線ｙ＝ｙ_i での光軸位置ｘ_i を、ｘ_i ＝
Ｎ／Ｓにより算出する。図１４には光軸位置を輝度分布
の分布重心（一点鎖線で示す）から求める概念を示す説
明図が示されている。なお、この平均値による方法は、
例えばワークの表面に色むら等があるために輝度値の分
布が正規分布とならない場合に有効である。 Ｕ１１〜Ｕ１３ ｙ_i がｙ_max （画面のｙ軸方向の画素
数）に達していないときには、数ｉを１だけ加算すると
ともに、走査線ｙ_i をｙ軸方向への走査間隔ｐ（ピッ
チ）分だけ進めて（ｙ_i ＝ｙ₀ ＋ｉｐ）ステップＵ８以
下の処理を繰り返し、ｙ_i がｙ_max に達しているときに
は、得られた複数の光軸中心座標（ｘ_i ，ｙ_i ）から最
小自乗法によって代表直線（近似直線）ａｘ＋ｂｙ＋ｃ
＝０を求める。

【００６０】本実施例においては、ノイズ消去を、ビー
ム投光の前後における画像間での減算処理により行うも
のについて説明したが、他の手段として、輝度値に所
定の閾値を設定するとともに、この閾値以下の輝度値を
零にすることによりノイズ消去を行う方法、隣接する
画素の輝度値が零である孤立画素の輝度値を零にするこ
とによりノイズ消去を行う方法などがあり、これらの方
法を用いることもできる。

【００６１】また、本実施例においては、代表画素を演
算するに当たり、所定の座標軸に沿う各画素の輝度値の
分布からそれら輝度値の分布重心を求めるようしたもの
について説明したが、他の手段として、最も輝度値の
大きな画素を代表画素とする方法（図１５参照）、所
定の座標軸に沿う各画素の輝度値の分布からそれら輝度
値の半値幅ｇを求めてその半値幅ｇの中心値を求め、こ
の中心値を代表画素とする方法（図１６参照）がある。
なお、の方法はワーク表面に色むら等がなく輝度値の
分布が正規分布となる場合に有効であり、また、の方
法は前述の分布重心を求める方法と同様、輝度値の分布
が正規分布とならない場合に有効である。

【００６２】次に、前述の図１２（ｅ），（ｆ）に示さ
れている代表直線抽出時における精度向上のための制御
フローを図１７のフローチャート図によってより具体的
に説明する。 Ｖ１〜Ｖ２ 代表直線域ｗｉｄｔｈ（例えばｗｉｄｔｈ
＝１画素）を入力し、画面上で光軸位置を表すｋ個の光
軸中心座標（ｘ_i ，ｙ_i ）（但し０≦ｉ≦ｋ）から最小
自乗法によって代表直線（近似直線）ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝
０を求める。 Ｖ３〜Ｖ６ 光軸中心座標の個数を表す数ｉを０に設定
し、点（ｘ_i ，ｙ_i ）と直線ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０との距
離Ｌ_i を算出する。そして、ｉがｋに達していないとき
にはｉを１だけ加算して距離Ｌ_i を順次に算出する。 Ｖ７〜Ｖ１１ ｉがｋに達したときに光軸中心座標と近
似直線との距離が最大となる点（ｘ_j ，ｙ_j ）における
その距離Ｌ_j を参照する。そして、この距離Ｌ_jが代表
直線域ｗｉｄｔｈ内に入っていない場合には、代表直線
域ｗｉｄｔｈ内に入らない点を除くために座標データ
（ｘ_j ，ｙ_j ）を削除してｋを１だけ減算してステップ
Ｖ２へ戻り、点（ｘ_j ，ｙ_j ）が全て代表直線域ｗｉｄ
ｔｈ内に入っている場合には、代表直線（ａｘ＋ｂｙ＋
ｃ＝０）を決定する。

【００６３】本実施例による代表直線抽出装置２１を用
いて抽出された代表直線と、二値化処理によって抽出さ
れた代表直線とを画面上での角度で比較したところ、図
１８に示されるように本実施例の曲げ角度の検出値のば
らつきが小さく検出精度が向上されていることが確認さ
れた。

【００６４】〔３〕画像上で必要とする直線のみを抽出
する直線抽出装置 次に、前述の曲げ角度検出装置において、投光像が画面
上でなす傾斜角度θ₀’と位置ｘ₀ とを算出する際（図
１０のステップＴ１参照）、複数の曲げ箇所を有するワ
ークを取り扱う場合などにおいて画像上で必要とする直
線のみを抽出する直線抽出装置の具体的実施例について
説明する。

【００６５】本実施例の曲げ角度検出装置においては、
図１９に示されているように、光源７から投光されるス
リット光がワークＷの折り曲げ外面Ｗａおよび下金型３
の一部に掛かるようにその光源７が配置され、同様にＣ
ＣＤカメラ８は、視野の隅の領域に下金型３が写るよう
に配置される。図２０は、図１９に示されるワークＷお
よび下金型３を撮像した場合の撮像画像を示している。
この図２０において、ｌは下金型３の画像、ｎはワーク
Ｗの先端部の既に折り曲げられた部分の画像であって、
これらｌおよびｎの部分はワークＷの曲げ角度検出には
直接関係のない画像である。本実施例では、取り込まれ
た画像中において曲げ角度検出に必要な直線（図２０の
例ではｍの部分）のみを抽出する手法が提案されてい
る。

【００６６】本実施例の直線抽出装置においては、次の
ようにして所要の直線の抽出がなされる。すなわち、Ｃ
ＣＤカメラ８により撮像された画像は、公知の画像処理
技術を用いて適切な閾値で二値化され、１画素幅になる
まで細線化され、こうして細線化された１画素幅の連線
は１画素を単位とする点（ｘ，ｙ）の集合として表現さ
れる。そして、得られた点列画像から、図２１（ａ）に
示されているように、画面下端の点ｑとその点ｑに隣接
する点ｒとの間に直線ｓを引き、この直線ｓに予め設定
した幅（例えば１画素幅）ｔ（図２１（ｂ）参照）を持
たせたとき、点ｒに隣接する次の点ｕが幅ｔ内に入るな
らば改めてその点ｕを含めて直線ｖを引き直し、次の点
ｕが幅ｔ内に入らなければ前の点ｒまでを一つの線分と
して決定する。このような操作を繰り返すことにより何
本かの直線よりなる図形を抽出することができ（図２１
（ｃ）参照）、画面下端に掛かる直線ｖに繋がる次の直
線ｗを取り出すことにより目的とする直線部分を抽出す
ることができる。なお、前述の線分決定の手順におい
て、得られた線分が２点の点列のみにより生じたもので
ある場合には、その線分は不要なものとして削除するの
が好ましい。

【００６７】次に、前述の図２１（ａ）〜（ｃ）に示さ
れている直線抽出手順を図２２のフローチャート図によ
ってより具体的に説明する。 Ｗ１〜Ｗ３ 画像として取り込んだビームの像について
画像処理を行い、この画像を１画素単位の点の集合とし
てｎ個の座標値（ｘ_i ，ｙ_i ）（但し０≦ｉ≦ｎ）で表
す。次いで、画面の最も下側の点からスタートするため
にｉ＝ｎ−１とし、スタート点の座標値（ｘ_i ，ｙ_i ）
とその点に隣接する座標値（ｘ_i-1 ，ｙ_{i- 1} ）との２点
を通る直線式ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０を最小自乗法によって
算出する。 Ｗ４〜Ｗ８ 数ｋを２に設定し、スタート点に隣接する
点より更に１つ手前の点（画面下端から離れる方向にあ
る点）の座標値（ｘ_i-k ，ｙ_i-k ）について、前述の直
線式ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０との距離ｌ_k を算出する。そし
て、算出された距離ｌ_k が予め設定されている幅Ｗ（２
画素程度が好ましい）内にある場合には、点（ｘ_i ，ｙ
_i ）から点（ｘ_i-k ，ｙ_i-k ）までの（ｋ＋１）個の全
ての点について改めて最小自乗法によって直線式ａｘ＋
ｂｙ＋ｃ＝０を計算し、数ｋを１だけ加算してステップ
Ｗ５に戻る。 Ｗ９〜Ｗ１０ 点（ｘ_i-k ，ｙ_i-k ）が直線式ａｘ＋ｂ
ｙ＋ｃ＝０から設定幅Ｗを越えている場合に、点
（ｘ_i ，ｙ_i ）から点（ｘ_i-k+1 ，ｙ_i-k+1 ）までのｋ
個の点が求めた直線ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０に含まれると判
断し、点（ｘ_i ，ｙ_i ）乃至点（ｘ_i-k+1 ，ｙ_i-k+1 ）
で与えられる直線の長さＬを次式で算出する。 Ｌ＝（（ｘ_i-k+1 −ｘ_i ）² ＋（ｙ_i-k+1 −ｙ_i ）² ）
^1/2 Ｗ１１〜Ｗ１５ 求められた長さＬが、直線の長さを判
断するために設定されている所定値Ｈ（この所定値Ｈは
例えば画面の１／２すなわち２５０画素以上に設定する
のが好ましい。）を越えていない場合に、次の処理を行
う。 ｉ−ｋ＋１＞０のとき、言い換えれば抽出すべき点が
まだ存在するときには、次の点からスタートするために
ｉ＝ｉ−ｋとして、ステップＷ３へ戻る。 ｉ−ｋ＋１≦０のとき、言い換えれば抽出すべき点が
存在しないときには、エラーと判断してフローを終了す
る。 一方、長さＬが所定値Ｈを越えている場合には、得られ
た直線式ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０をワーク上の抽出すべき点
と判断し、この直線に基づいて画面上での直線の傾き
θ’および位置ｘをそれぞれ次式により算出して、この
フローを終了する。 θ’＝ｔａｎ^-1（ａ／ｂ） ｘ＝−（ｂ・Ｙ／２＋ｃ）／ａ） 但し、Ｙは画面ｙ方向の画素数を表す。

【００６８】本実施例の直線抽出装置において、細線化
された１画素幅の連線を多数の点の集合として表す際
に、計算時間の短縮を目的として要求される精度に応じ
て所定間隔で点を消去することもできる。

【００６９】〔４〕曲げ角度検出位置設定装置 次に、前述のような曲げ角度検出装置を用いてワークＷ
の曲げ角度を検出するに際し、曲げ角度検出位置を設定
するための曲げ角度検出位置設定装置の具体的実施例に
ついて説明する。

【００７０】図２３に示されているように、本実施例に
おいては、機械・機器条件，ワーク形状および金型形状
等の各加工条件からワークＷの各曲げ工程毎の曲げ加工
状態に係るシミュレーション情報（図２４にサッシを例
とする曲げ工程毎のシミュレーション情報が示されてい
る。）を演算するシミュレーション情報演算部２７が設
けられ、このシミュレーション情報演算部２７からの情
報が曲げ角度検出位置設定装置２８に入力されるように
なっている。ここで、機械・機器条件は機械の仕様（テ
ーブル部およびラム部の形状），角度検出装置の仕様
（ユニット数，移動軸数・距離，検出有効範囲）の各条
件であり、ワーク形状は曲げ角，曲げ長さ，脚長，材
質，ブランク時の切欠き形状，凹凸形状等の各条件であ
り、金型形状はＶ幅，ダイ形状，パンチ形状，ダイホル
ダ形状等の各条件である。

【００７１】この曲げ角度検出位置設定装置２８におい
ては、シミュレーション情報演算部２７からの入力情報
に基づき、検出可能位置解析部２９にてワークＷの断面
形状と前加工形状（ピアス，エンボス等）とに分けてそ
のワークＷの曲げ角度検出可能位置の解析が行われる。
また、この解析結果から検出位置指示部３０にて曲げ角
度検出装置の長手方向位置や上下位置等の具体的な検出
位置が指示され、更にその検出位置指示部３０にて指示
される検出を実現するために、曲げ角度検出装置の制御
データが検出位置設定部３１にて演算される。そして、
この検出位置設定部３１にて演算される制御データに基
づき検出位置制御装置３２により曲げ角度検出装置が制
御される。また、繰り返しワークおよび類似ワークの指
示時間の短縮のために、検出位置指示部３０にて指示さ
れる曲げ角度検出装置の検出パターンは記憶部３３に登
録・更新されて利用できるようにされている。なお、検
出位置設定部３１においては複数の曲げ角度検出装置が
あるときや、順送り加工があるときの曲げ角度検出装置
の位置などの設定も行われる。また、検出位置制御装置
３２は、光源およびＣＣＤカメラを備えてユニット化さ
れた曲げ角度検出装置を機械本体の長手方向に移動させ
るように制御し、また光源の投光角度およびＣＣＤカメ
ラの受光角度を変更させるように制御する。

【００７２】前記検出可能位置解析部２９における曲げ
角度検出可能位置の解析は、次のようにして行われる。

【００７３】（ａ）ワークＷの断面形状による検出可能
位置解析（図２５参照） ワークＷの曲げ角度が正しく検出されるためには、光源
からワークＷに投光されるスリット光ＬがそのワークＷ
の同一平面内に所定幅だけ当てられるか否かを判定する
ことが必要となる。この判定は次に示す手順により行わ
れる。なお、この判定手順を説明する図２５において
（ｂ）は（ａ）の部分拡大図を示す。 ワークＷを中心にして微小距離εだけオフセットした
線分ＧＩ，ＪＫ，Ｇ’Ｉ’，Ｊ’Ｋ’を定義するととも
に、スリット光Ｌの外側の線分ＥＫ，Ｅ’Ｋ’を定義
し、これら線分ＧＩ，ＪＫ，Ｇ’Ｉ’，Ｊ’Ｋ’，Ｅ
Ｋ，Ｅ’Ｋ’とワークＷの各辺０〜１，１〜２，２〜
３，３〜４，４〜５との交差がないかをチェックする。 ワークＷの端部である点０もしくは点５がＧＩＪＫも
しくはＧ’Ｉ’Ｊ’Ｋ’で囲まれるエリアに存在しない
かをチェックする。 以上ののチェックによりワークＷと線分との交差が
なく、かつエリア内にワーク端が存在しなければ曲げ角
度の検出が可能と判定される。

【００７４】（ｂ）ワークＷの前加工形状による検出可
能位置解析（図２６参照） スリット光Ｌが投光されるワーク部分に穴や切欠き，凹
凸等があると曲げ角度検出がうまく行えないので、これ
ら穴等があるか否かを判定することによって曲げ角度の
検出が可能か否かを判定する必要がある。この判定は次
に示す手順により行われる。なお、この判定手順を説明
する図２６において（ｂ）はワークＷを展開状態で示す
図である。 ワークＷを展開し、曲げコーナの伸び代やスリット光
Ｌの投光位置等を考慮してその展開状態でスリット光Ｌ
の当たる範囲を求める。 前加工部分を穴Ａ，穴Ｂ，穴Ｃ・・・というように一
つ一つの単位に分ける。 各々の前加工部分に対しＹ軸の最大値Ｙ_nmax，最小値
Ｙ_nminを求め、これら最大値Ｙ_nmax，最小値Ｙ_nminのス
リット光Ｌの投光範囲を示す直線Ｙａ，Ｙｂに対する位
置関係をチェックし、検出への影響の有無をつぎのよう
にして判定する。 (i) Ｙ_nmax，Ｙ_nmin＞ＹａもしくはＹ_nmax，Ｙ_nmin＜Ｙ
ｂの場合は影響無しと判定し、これら条件を満たさない
場合は影響有りと判定する。 (ii)影響有りの単位に対し、各単位の形状（円，角，そ
の他）とそれら単位の位置および直線Ｙａ，Ｙｂに対す
る位置関係より検出不可範囲を決定する。

【００７５】次に、本実施例の曲げ角度検出位置設定装
置２８による曲げ角度検出装置の設定手順を図２７のフ
ロチャート図によって説明する。 Ｘ１〜Ｘ３ 機械・機器条件，ワーク形状，金型形状を
入力する。 Ｘ４〜Ｘ５ ワークＷの曲げ順解析を行って各曲げ工程
毎の曲げ加工状態に係るシミュレーション情報を演算
し、このシミュレーション情報から検出可能位置解析部
２９にてワークＷの断面形状と前加工形状とに分けてそ
のワークＷの曲げ角度検出可能位置の解析を行い、この
解析結果を表示する。なお、曲げ順解析においては複数
の解が出力される。 Ｘ６〜Ｘ９ 得られた解析結果の良否判定を行い、解析
結果が良くない場合にはステップＸ４へ戻って再度解析
を行う。一方、良否判定の結果解析結果が良い場合に
は、解析結果から検出位置指示部３０にて曲げ角度検出
装置の長手方向位置や上下位置等の具体的な検出位置を
指示し、曲げ角度検出装置の制御データを設定する。こ
の場合、予め登録されている検出パターン（例えばワー
ク中心からの偏心位置を示すパターン）が利用され、ま
た新たな検出パターン（更新データ）が登録される。次
に、全工程の設定が完了していない場合には工程の変更
を行って再度ステップＸ７にて検出位置の指示・設定を
行い、全工程の設定が完了した場合にはフローを終了す
る。

【００７６】図２７に示されるフローチャート図におい
て、ステップＸ４の曲げ順解析に際しては前述の検出可
能位置の解析だけでなく曲げ角度検出装置における画像
処理のやり易さについても考慮するのが好ましい。

【００７７】本実施例の曲げ角度検出位置設定装置２８
においては、曲げ角度の検出後にその曲げ角度検出装置
を加工の邪魔にならない位置に退避させるようにするの
が好ましい。

【００７８】また、曲げ角度検出装置を所定位置に移動
させた場合には、この移動に伴って検出データの較正を
例えば較正テーブルを利用して自動的に行えるようにす
るのが好ましい。

【００７９】本実施例の曲げ角度検出位置設定装置２８
においては、曲げ角度の検出可能位置を求め、この求め
られた検出可能位置を基に検出位置を指示するものにつ
いて説明したが、これとは逆に指定した検出位置に対し
て自動的に検出可否判定を行い検出位置を定めるように
する実施例も可能である。

【００８０】以上に説明したように、本発明は、種々に
変更可能なことは明らかである。このような変更は本発
明の精神および範囲に反することなく、また当業者にと
って明瞭な全てのそのような変形、変更は、請求の範囲
に含まれるものである。

【００８１】

【発明の効果】本発明の曲げ角度検出装置によれば、ワ
ークと撮像手段との距離を計測したり、投光手段からの
ビームの方向角を計測したりすることなく、また複雑な
演算を行うことなく、簡単な機構でレンズの歪みや受像
素子のバラツキといった不確定な要因も較正してワーク
の曲げ角度を高精度に検出することができる。

【００８２】また、本発明の第１の特徴を有する曲げ角
度検出装置に用いる直線抽出装置によれば、二値化処理
を行わずに多値画像の明部領域の代表画素を求めるとと
もに、この代表画素から代表直線を抽出するようにして
いるので、直線を抽出する上での精度を飛躍的に向上さ
せることができる。

【００８３】さらに、本発明の第２の特徴を有する曲げ
角度検出装置に用いる直線抽出装置によれば、撮像手段
を下金型の画像が写るように配置するとともに、この下
金型の画像に繋がる直線成分を抽出するようにしている
ので、既に曲げ加工済みのワークやワーク以外の部分を
画像として取り込んだ場合においても、曲げ角度検出に
必要な直線のみを抽出することができ、曲げ角度計測の
精度向上を図ることができる。また、画面下端の直線と
その直線に繋がる直線を抽出できれば以降のデータは不
要となるので、演算時間の短縮に大きく寄与することが
できる。

【００８４】また、本発明の曲げ角度検出位置設定装置
によれば、ワークの曲げ角度の検出可能位置の設定をス
ムーズに行うことができ、これにより高精度の曲げ加工
を実現することが可能となる。である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例による曲げ角度検出
装置が適用されるプレスブレーキの要部側面図である。

【図２】図２は、曲げ角度検出装置における画像処理方
法およびラム制御方法を説明するブロック図である。

【図３】図３は、曲げ角度検出装置における光源，ワー
クおよびＣＣＤカメラの位置関係等を示す図である。

【図４】図４は、曲げ角度検出装置における画像の一例
を示す図である。

【図５】図５は、曲げ角度検出装置に用いられる較正装
置の正面図である。

【図６】図６は、曲げ角度検出装置に用いられる較正装
置の平面図である。

【図７】図７は、曲げ角度検出装置における較正テーブ
ルの作成手順を示すフローチャート図である。

【図８】図８は、曲げ角度検出装置における較正テーブ
ルを示す図である。

【図９】図９は、曲げ角度検出装置におけるワーク角度
の補正量のデータ補間を説明する図である。

【図１０】図１０は、曲げ角度検出装置におけるワーク
角度計測の手順を示すフローチャート図である。

【図１１】図１１は、本発明の一実施例による代表直線
抽出装置のブロック図である。

【図１２】図１２は、代表直線抽出装置における処理手
順を説明する図である。

【図１３】図１３は、代表直線抽出装置における処理手
順を示すフローチャート図である。

【図１４】図１４は、代表直線抽出装置における代表画
素演算手法の一例を示す図である。

【図１５】図１５は、代表直線抽出装置における代表画
素演算手法の他の例を示す図である。

【図１６】図１６は、代表直線抽出装置における代表画
素演算手法の更に他の例を示す図である。

【図１７】図１７は、代表直線抽出装置における精度向
上のための処理手順を示すフローチャート図である。

【図１８】図１８は、本実施例の代表直線抽出装置の検
出精度を従来例との比較で示す図である。

【図１９】図１９は、本発明の一実施例による直線抽出
装置の装置構成を示す図である。

【図２０】図２０は、直線抽出装置における画像の一例
を示す図である。

【図２１】図２１は、直線抽出装置における処理手順を
説明する図である。

【図２２】図２２は、直線抽出装置における処理手順を
示すフローチャート図である。

【図２３】図２３は、曲げ角度検出位置設定装置の構成
を示すブロック図である。

【図２４】図２４は、各曲げ加工工程毎の曲げ加工状態
を示す図である。

【図２５】図２５は、ワークの断面形状による検出可能
位置解析の手順を説明する図である。

【図２６】図２６は、ワークの前加工形状による検出可
能位置解析の手順を説明する図である。

【図２７】図２７は、曲げ角度検出位置設定装置による
曲げ角度検出装置の設定手順を示すフローチャート図で
ある。

【図２８】図２８は、ビーム方向角と画像上で像がなす
角度と曲げ角度との関係を説明する図である。

【図２９】図２９は、線状投光像の一例を示す図であ
る。

【図３０】図３０は、線状投光像の他の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ プレスブレーキ ３ 下金型 ５ 上金型 ８ 光源（投光手段） ９ ＣＣＤカメラ（撮像手段） １０ 演算部（演算手段） １１ モニタテレビ １２ 記憶部（記憶手段） ２０ 較正ブロック（試験片） ２１ 代表直線抽出装置 ２２ 画像入力部 ２３ ノイズ消去部 ２４ 輝度値検出部 ２５ 代表画素演算部 ２６ 代表直線算出部 ２７ シミュレーション情報演算部 ２８ 曲げ角度検出位置設定装置 ２９ 検出可能位置解析部 ３０ 検出位置指示部 ３１ 検出装置設定部 ３２ 検出装置制御装置 ３３ 記憶部 Ｗ ワーク

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像処理によりワークの曲げ角度を検出
   する曲げ角度検出装置において、（ａ）ワークに所定の
   投光角度で投光してそのワークの表面に線状投光像を形
   成する投光手段、（ｂ）この投光手段により前記線状投
   光像が形成される前記ワークの表面を撮像する撮像手
   段、（ｃ）この撮像手段により撮像される画像上での前
   記線状投光像の傾斜角度と位置とを検出する投光像検出
   手段、（ｄ）予め既知の傾斜角度を有する試験片を撮像
   することにより得られるその試験片の画像上での傾斜角
   度と位置とに対応するその試験片の実際の傾斜角度に係
   るデータを記憶する記憶手段および（ｅ）前記投光像検
   出手段により検出される前記線状投光像の傾斜角度と位
   置とに基づき、前記記憶手段に記憶されているデータを
   参照することにより前記ワークの曲げ角度を演算する演
   算手段を備えることを特徴とする曲げ角度検出装置。
2. 【請求項２】 前記記憶手段に記憶されているデータ
   は、前記試験片の画像上での傾斜角度と位置とに対応す
   るその試験片の実際の傾斜角度の補正量のデータである
   請求項１に記載の曲げ角度検出装置。
3. 【請求項３】 前記記憶手段に記憶されているデータ
   は、前記試験片の画像上での傾斜角度と位置とに対応す
   るその試験片の実際の傾斜角度のデータである請求項１
   に記載の曲げ角度検出装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、前記記憶手段に記憶さ
   れているデータの補間演算によりワークの曲げ角度を演
   算するものである請求項１に記載の曲げ角度検出装置。
5. 【請求項５】 前記投光手段および前記撮像手段は前記
   ワークの曲げ線の少なくとも一側に配置される請求項
   １，２，３または４に記載の曲げ角度検出装置。
6. 【請求項６】 前記投光手段は、スリット光または直列
   する複数のスポット光を投光することにより前記ワーク
   の表面に線状投光像を形成するものである請求項５に記
   載の曲げ角度検出装置。
7. 【請求項７】 直線状の明部領域を有する多値画像から
   その明部領域の代表直線を抽出する直線抽出装置であっ
   て、（ａ）前記多値画像を構成する各画素の輝度値を検
   出する輝度値検出手段、（ｂ）この輝度値検出手段によ
   り検出される各画素の輝度値の分布から画面座標系の所
   定の座標軸に沿って前記明部領域の光軸に係る代表画素
   を演算するとともに、この演算を前記座標軸と所定間隔
   を有する他の座標軸に沿い繰り返し行って複数の代表画
   素を演算する代表画素演算手段および（ｃ）この代表画
   素演算手段により演算される複数の代表画素より前記明
   部領域の代表直線を演算する代表直線演算手段を備える
   ことを特徴とする曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装
   置。
8. 【請求項８】 さらに、前記輝度値検出手段により前記
   各画素の輝度値を検出するのに先立って前記多値画像中
   のノイズを消去するノイズ消去手段を設けることを特徴
   とする請求項７に記載の曲げ角度検出装置に用いる直線
   抽出装置。
9. 【請求項９】 前記ノイズ消去手段は、前記多値画像の
   形成前後における各画素の輝度値を減算することにより
   前記ノイズを消去するものである請求項８に記載の曲げ
   角度検出装置に用いる直線抽出装置。
10. 【請求項１０】 前記ノイズ消去手段は、所定の閾値以
    下の輝度値を零にすることにより前記ノイズを消去する
    ものである請求項８に記載の曲げ角度検出装置に用いる
    直線抽出装置。
11. 【請求項１１】 前記ノイズ消去手段は、隣接する画素
    の輝度値が零である孤立画素の輝度値を零にすることに
    より前記ノイズを消去するものである請求項８に記載の
    曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装置。
12. 【請求項１２】 前記代表画素演算手段は、最も輝度値
    の大きな画素を所定の座標軸に沿う代表画素とするもの
    である請求項７に記載の曲げ角度検出装置に用いる直線
    抽出装置。
13. 【請求項１３】 前記代表画素演算手段は、所定の座標
    軸に沿う各画素の輝度値の分布からそれら輝度値の分布
    重心を求め、この分布重心を代表画素とするものである
    請求項７に記載の曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装
    置。
14. 【請求項１４】 前記代表画素演算手段は、所定の座標
    軸に沿う各画素の輝度値の分布からそれら輝度値の半値
    幅を求めてその半値幅の中心値を求め、この中心値を代
    表画素とするものである請求項７に記載の曲げ角度検出
    装置に用いる直線抽出装置。
15. 【請求項１５】 前記代表直線演算手段は、前記複数の
    代表画素より最小自乗法によって近似直線を演算するこ
    とにより代表直線を演算するものである請求項７に記載
    の曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装置。
16. 【請求項１６】 前記代表直線演算手段は、前記近似直
    線に所定の幅を持たせて所定の直線域を求め、この直線
    域から最も離間する画素を削除して残りの画素に基づい
    て再度近似直線を求める演算を直線域内に全ての画素が
    入るまで繰り返すことにより代表直線を演算するもので
    ある請求項１５に記載の曲げ角度検出装置に用いる直線
    抽出装置。
17. 【請求項１７】 （ａ）ワークおよびそのワークを載置
    する下金型の一部に所定の投光角度で投光してそれらワ
    ークおよび下金型の表面に線状投光像を形成する投光手
    段、（ｂ）この投光手段により前記線状投光像が形成さ
    れる前記ワークおよび前記下金型の表面を撮像する撮像
    手段、（ｃ）この撮像手段により撮像される画像を二値
    化および細線化して一画素を単位とする点列の集合とし
    て表す点列化手段、（ｄ）この点列化手段により得られ
    る点列から前記下金型の画像に係る直線成分に繋がる前
    記ワークの画像に係る直線成分を抽出する直線成分抽出
    手段および（ｅ）この直線成分抽出手段により抽出され
    る直線成分に基づいて前記撮像手段により撮像される画
    像上での前記ワークの線状投光像の傾斜角度と位置とを
    検出する投光像検出手段を備えることを特徴とする曲げ
    角度検出装置に用いる直線抽出装置。
18. 【請求項１８】 前記点列化手段は、所定の間隔で点を
    消去するとともに残りの点に基づきそれら点の集合とし
    て前記画像を表すものである請求項１７に記載の曲げ角
    度検出装置に用いる直線抽出装置。
19. 【請求項１９】 前記直線成分抽出手段は、前記撮像手
    段による撮像画面の下端に掛かる直線を前記下金型の画
    像に係る直線成分として判定するものである請求項１７
    に記載の曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装置。
20. 【請求項２０】 前記直線成分抽出手段は、前記撮像画
    面の下端にある第１の点とその第１の点に隣接する第２
    の点とを結ぶ直線を求め、この直線に所定の幅を持たせ
    て所定の直線域を求め、この直線域内に前記第２の点に
    隣接する第３の点が入るときにその第３の点を含めて再
    度直線を求める演算を繰り返し、このようにして得られ
    る直線域内に入らない点が表れるときにその点の手前の
    点までを一つの線分と判定することにより前記ワークの
    画像に係る直線成分を抽出するものである請求項１９に
    記載の曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装置。
21. 【請求項２１】 前記直線成分抽出手段は、前記線分が
    二点の点列のみにより生じるものであるときにその線分
    を不要部として削除するものである請求項２０に記載の
    曲げ角度検出装置に用いる直線抽出装置。
22. 【請求項２２】 前記投光手段および前記撮像手段は前
    記ワークの曲げ線の少なくとも一側に配置される請求項
    １７，１８，１９，２０または２１に記載の曲げ角度検
    出装置に用いる直線抽出装置。
23. 【請求項２３】 前記投光手段は、スリット光または直
    列する複数のスポット光を投光することにより前記ワー
    クおよび下金型の表面に線状投光像を形成するものであ
    る請求項２２に記載の曲げ角度検出装置に用いる直線抽
    出装置。
24. 【請求項２４】 曲げ角度検出手段によるワークの曲げ
    角度の検出に際してその検出位置を設定する曲げ角度検
    出位置設定装置であって、（ａ）ワークの曲げ加工条件
    からそのワークの各曲げ工程毎の曲げ状態に係るシミュ
    レーション情報を演算するシミュレーション情報演算手
    段および（ｂ）このシミュレーション情報演算手段によ
    り演算されるシミュレーション情報に基づき前記曲げ角
    度検出手段によりワークの曲げ角度検出の可能な曲げ工
    程を演算する角度検出可能工程演算手段を備えることを
    特徴とする曲げ角度検出位置設定装置。
25. 【請求項２５】 さらに、前記角度検出可能工程演算手
    段により演算される曲げ角度検出の可能な曲げ工程に対
    して前記曲げ角度検出手段による検出位置を指示すると
    ともに、この指示される検出位置を曲げ工程毎の検出パ
    ターンとして記憶する検出パターン記憶手段を設けるこ
    とを特徴とする請求項２４に記載の曲げ角度検出位置設
    定装置。
26. 【請求項２６】 前記シミュレーション情報は、ワーク
    の各曲げ工程毎の断面形状およびそのワークの前加工形
    状を含むものである請求項２４または２５に記載の曲げ
    角度検出位置設定装置。
27. 【請求項２７】 前記前加工形状はワーク表面に形成さ
    れる穴，切欠きおよび凹凸を含むものである請求項２６
    に記載の曲げ角度検出位置設定装置。