特許 6872974 工具検査装置、加工機械、加工機械の工具検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6872974

(24)【登録日】2021年4月22日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】工具検査装置、加工機械、加工機械の工具検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20210510BHJP

   G01N 21/88 20060101ALI20210510BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 K

   G01N21/88 Z

   B23Q17/24 Z

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-97993(P2017-97993)

(22)【出願日】2017年5月17日

(65)【公開番号】特開2018-194416(P2018-194416A)

(43)【公開日】2018年12月6日

【審査請求日】2020年1月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】木村 基祝

(72)【発明者】

【氏名】古結 義浩

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１３８０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２２０８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６９８４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００ − １１／３０

Ｇ０１Ｎ ２１／８８

Ｂ２３Ｑ １７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工機械に設けられて所定方向に移動可能な加工ヘッドに取り付けられた状態の工具を検査する工具検査装置であって、
前記加工ヘッドの移動により焦点距離に合う位置に移動した前記工具を撮像する撮像部と、
前記焦点距離に合う位置に移動した前記工具が、前記撮像部で撮像する撮像画における前記工具の検査に適した位置となるように前記撮像部を回転させる撮像部回転機構と、
を備える工具検査装置。

【請求項2】

加工対象物を支持する支持部と、
前記支持部に対向して設けられ、前記加工対象物に対して所定の加工を施す工具を保持する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを所定方向に移動させるヘッド移動機構と、
前記加工ヘッドの移動により焦点距離に合う位置に移動した前記工具を撮像する撮像部と、
前記焦点距離に合う位置に移動した前記工具が、前記撮像部で撮像する撮像画における前記工具の検査に適した位置となるように前記撮像部を回転させる撮像部回転機構と、
を備える加工機械。

【請求項3】

前記ヘッド移動機構の動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記加工ヘッドに保持された前記工具の外周面が、前記撮像部から前記撮像部の焦点距離に合致する位置に配置されるよう、前記加工ヘッドを移動させることを特徴とする請求項２に記載の加工機械。

【請求項4】

前記制御部は、前記撮像部で撮像した撮像画において前記工具が予め定めた所定位置に位置するよう、前記撮像部回転機構で前記撮像部を回転させる、
ことを特徴とする請求項３に記載の加工機械。

【請求項5】

前記工具に光を照射する照明部をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像画において前記工具が前記照明部における光の照射方向正面に位置するよう、前記撮像部回転機構で前記撮像部を回転させる、
請求項４に記載の加工機械。

【請求項6】

前記加工ヘッドを、前記工具の中心軸回りに回転させるヘッド回転機構をさらに備え、
前記制御部は、前記工具の前記中心軸回りの向きが、予め定めた向きとなるよう、前記ヘッド回転機構の動作を制御する、請求項３から５のいずれか一項に記載の加工機械。

【請求項7】

前記工具の形状が、予め記憶された特定方向から見たときの前記工具の外形形状に合致しているか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記制御部は、前記工具の前記中心軸回りの向きを、特定方向から見たときの前記外形形状に対応した向きとなるよう、前記ヘッド回転機構の動作を制御する、請求項６に記載の加工機械。

【請求項8】

前記撮像部回転機構は、前記工具に追従させて前記撮像部を直線的に移動させる直進機構を有する請求項２から７のいずれか一項に記載の加工機械。

【請求項9】

請求項２に記載の加工機械における工具の検査方法であって、
前記工具を保持する前記加工ヘッドを、前記撮像部における撮像方向に交差する方向に移動させ、前記工具の外周面と前記撮像部との間隔を前記撮像部の焦点距離に合わせる工程と、
前記撮像部を、前記加工ヘッドに取り付けられた前記工具の移動に追従させて回転させる工程と、
前記撮像部で前記工具を撮像する工程と、
前記撮像部で撮像した撮像画に基づき、前記工具の検査を行う工程と、
を備える加工機械の工具の検査方法。

【請求項10】

前記撮像部を、前記加工ヘッドに取り付けられた前記工具の移動に追従させて直線的に移動させる工程をさらに備える請求項９に記載の加工機械の工具の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具検査装置、加工機械、加工機械の工具検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

加工機械で用いる、例えばエンドミル等の工具は、使用しているうちに、その刃面に欠けや摩耗等が生じる場合がある。工具の刃面に欠けや摩耗があると、加工対象物の加工面に傷がついたり、加工精度の低下が生じる。したがって、このような工具は、刃面を適宜タイミングで点検し、欠けや摩耗等が生じていた場合には、工具を交換したり、刃面を研磨したりする必要がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、加工機械から取り外した工具を、専用の検査装置で検査する工程が開示されている。この検査装置は、工具をスピンドルに取り付け、スピンドルとともに工具を回転させながら、カメラで工具の刃面を撮像することで、刃面の検査を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３５９２９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されたような構成においては、工具の刃面の検査を専用の検査装置で行うため、検査に際しては、工具を加工機械から取り外す必要がある。このため、工具の検査を行っている間、加工機械で工具を用いた加工を行うことができない。また、検査後には、工具を加工機械に装着する必要がある。このように、工具の加工機械への脱着に手間がかかり、その結果、加工機械の稼働率が低下してしまう。

【0006】

これに対し、工具を加工機械に取り付けたままの状態で、工具の刃面を撮像することで、刃面の検査を行うことも考えられる。しかし、加工機械で用いられる工具の外径は様々に異なる。したがって、加工機械に工具を取り付けたまま、工具の刃面を撮像しようとすると、撮像装置から刃面までの距離が、工具の外径に応じて変わることになる。このため、工具の刃面を撮像する撮像装置においては、外径が様々に変わり得る複数種の工具の刃面に対し、それぞれピントを合わせる必要がある。

【0007】

また、撮像装置において、外径が様々に変わり得る工具の刃面にピントを合わせる他の手法として、撮像装置に、ピントを調整するための焦点距離調整機構を備える構成がある。この構成によれば、撮像装置を移動させることなく、様々な外径を有した工具の刃面にピントを合わせることができる。しかし、撮像装置にこのような焦点距離調整機構を備えると構造の複雑化、装置コストの上昇を招く。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造の複雑化や装置コストの上昇を抑えつつ、工具を加工機械に取り付けたままの状態で工具を検査して加工機械の稼働率を高めることができる工具検査装置、加工機械、加工機械の工具検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一の態様では、加工機械に設けられて所定方向に移動可能な加工ヘッドに取り付けられた状態の工具を検査する工具検査装置であって、前記加工ヘッドの移動により焦点距離に合う位置に移動した前記工具を撮像する撮像部と、前記焦点距離に合う位置に移動した前記工具が、前記撮像部で撮像する撮像画における前記工具の検査に適した位置となるように前記撮像部を回転させる撮像部回転機構と、を備える。

【0010】

このような構成によれば、加工ヘッドを撮像部における撮像方向に交差する方向に移動させると、撮像部と加工ヘッドに取り付けられた工具との距離が変化する。これにより、加工ヘッドに取り付けられた工具を、撮像部の焦点距離に合わせた位置に移動させることができる。したがって、撮像部を移動させる機構や、撮像部に焦点距離調整機構を備えることなく、撮像部において、様々な外径を有した工具にピントを合わせることができる。
また、加工ヘッドの移動によって、撮像部で撮像する撮像画において、工具が移動する。そこで、撮像部回転機構によって、工具の移動に追従させて撮像部を回転させることで、撮像画中における工具の位置を、工具の検査に適した位置に調整することができる。
このようにして、様々な外径を有した工具にピントを合わせて撮像部における撮像を行い、工具の検査を行うことが可能となる。

【0011】

本発明の第二の態様では、加工機械は、加工対象物を支持する支持部と、前記支持部に対向して設けられ、前記加工対象物に対して所定の加工を施す工具を保持する加工ヘッドと、前記加工ヘッドを所定方向に移動させるヘッド移動機構と、前記加工ヘッドの移動により焦点距離に合う位置に移動した前記工具を撮像する撮像部と、前記焦点距離に合う位置に移動した前記工具が、前記撮像部で撮像する撮像画における前記工具の検査に適した位置となるように、前記撮像部を回転させる撮像部回転機構と、を備える。

【0012】

このような構成の加工機械によれば、加工ヘッドを撮像部における撮像方向に交差する方向に移動させると、撮像部と加工ヘッドに取り付けられた工具との距離が変化する。これにより、加工ヘッドに取り付けられた工具を、撮像部の焦点距離に合わせた位置に移動させることができる。したがって、撮像部を移動させる機構や、撮像部に焦点距離調整機構を備えることなく、撮像部において、様々な外径を有した工具にピントを合わせることができる。
また、加工ヘッドの移動によって、撮像部で撮像する撮像画において、工具が移動する。そこで、撮像部回転機構によって、工具の移動に追従させて撮像部を回転させることで、撮像画中における工具の位置を、工具の検査に適した位置に調整することができる。
このようにして、様々な外径を有した工具にピントを合わせて撮像部における撮像を行い、工具の検査を行うことが可能となる。

【0013】

本発明の第三の態様では、上記第二の態様において、前記ヘッド移動機構の動作を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記加工ヘッドに保持された前記工具の外周面が、前記撮像部から前記撮像部の焦点距離に合致する位置に配置されるよう、前記加工ヘッドを移動させてもよい。

【0014】

このような構成によれば、制御部によって加工ヘッドを移動させることで、加工ヘッドに保持された工具の外周面が、撮像部の焦点距離の合致する位置に合わせて配置される。これにより、撮像部において、工具の外周面に自動的にピントを合わせることが可能となる。

【0015】

本発明の第四の態様では、上記第三の態様において、前記制御部は、前記撮像部で撮像した撮像画において前記工具が予め定めた所定位置に位置するよう、前記撮像部回転機構で前記撮像部を回転させてもよい。

【0016】

このように構成することで、撮像画中における工具の位置を、工具の検査に適した位置に、自動的に調整することができる。

【0017】

本発明の第五の態様によれば、上記第四の態様において、前記工具に光を照射する照明部をさらに備え、前記制御部は、前記撮像画において前記工具が前記照明部における光の照射方向正面に位置するよう、前記撮像部回転機構で前記撮像部を回転させてもよい。

【0018】

このような構成によれば、工具を、撮像部においてピントが合う位置に配置し、かつ、照明部の光を正面から照射した状態で、撮像することができる。これにより、工具の検査を、条件の整った状態で行うことができ、検査を確実に行うことができる。

【0019】

本発明の第六の態様によれば、上記第三から第五の態様において、前記加工ヘッドを前記工具の中心軸回りに回転させるヘッド回転機構を備え、前記制御部は、前記工具の前記中心軸回りの向きが、予め定めた向きとなるよう、前記ヘッド回転機構の動作を制御してもよい。

【0020】

このように構成することで、工具を中心軸回りに回転させて、検査すべき部位を撮像部に向けて、検査を行うことができる。

【0021】

本発明の第七の態様によれば、上記第六の態様において、前記工具の形状が、予め記憶された特定方向から見たときの前記工具の外形形状に合致しているか否かを判定する判定部をさらに備え、前記制御部は、前記工具の前記中心軸回りの向きを、特定方向から見たときの前記外形形状に対応した向きとなるよう、前記ヘッド回転機構の動作を制御してもよい。

【0022】

このような構成によれば、工具の向きを、予め記憶された、特定方向から見たときの工具の外形形状に合わせた状態で、工具の検査を行うことができる。

【0023】

本発明の第八態様によれば、第二から第七の態様において、前記撮像部回転機構は、前記工具に追従させて前記撮像部を直線的に移動させる直進機構を有していてもよい。

【0024】

このような構成によれば、撮像部が直線的に移動可能であることで、撮像部において、工具の外周面にさらに容易にピントを合わせることが可能となる。

【0025】

本発明の第九態様によれば、第二態様の加工機械における工具の検査方法であって、前記工具を保持する前記加工ヘッドを、前記撮像部における撮像方向に交差する方向に移動させ、前記工具の外周面と前記撮像部との間隔を前記撮像部の焦点距離に合わせる工程と、前記撮像部を、前記加工ヘッドに取り付けられた前記工具の移動に追従させて回転させる工程と、前記撮像部で前記工具を撮像する工程と、前記撮像部で撮像した撮像画に基づき、前記工具の検査を行う工程と、を備える。

【0026】

このような構成によれば、加工ヘッドに取り付けられた工具を、撮像部の焦点距離に合わせた位置に移動させることができる。したがって、撮像部を移動させる機構や、撮像部に焦点距離調整機構を備えることなく、撮像部において、様々な外径を有した工具にピントを合わせることができる。
また、加工ヘッドの移動によって、撮像部で撮像する撮像画において、工具が移動する。そこで、撮像部回転機構によって、工具の移動に追従させて撮像部を回転させることで、撮像画中における工具の位置を、工具の検査に適した位置に調整することができる。
このようにして、様々な外径を有した工具にピントを合わせて撮像部における撮像を行い、工具の検査を行うことが可能となる。

【0027】

本発明の第十の態様によれば、第九の態様において、前記撮像部を、前記加工ヘッドに取り付けられた前記工具の移動に追従させて直線的に移動させる工程をさらに備えてもよい。

【0028】

このような構成によれば、撮像部が直線的に移動可能であることで、撮像部において、工具の外周面に、さらに容易にピントを合わせることが可能となる。

【発明の効果】

【0029】

本発明に係る工具検査装置、加工機械、加工機械の工具検査方法によれば、構造の複雑化や装置コストの上昇を抑えつつ、工具を加工機械に取り付けたままの状態で工具を検査して加工機械の稼働率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の実施形態に係る工具検査装置、加工機械の概略構成を示す正面図である。

【図2】上記加工機械の加工ヘッド及び工具検査装置を示す平面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る加工機械の工具検査方法の流れを示すフローチャートである。

【図4】上記加工機械において、加工ヘッドをスライド移動させた状態を示す平面図である。

【図5】上記加工ヘッドをスライド移動させた状態での撮像画における工具の位置の例を示す図である。

【図6】上記加工機械において、工具検査装置の撮像部を回転させ、工具を保持した加工ヘッドに向けた状態を示す平面図である。

【図7】上記撮像部を回転させた状態での撮像画における工具の位置の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の一実施形態に係る工具検査装置、加工機械、加工機械の工具検査方法を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る工具検査装置、加工機械の概略構成を示す正面図である。図２は、上記加工機械の加工ヘッド及び工具検査装置を示す平面図である。図３は、本発明の実施形態に係る加工機械の工具検査方法の流れを示すフローチャートである。図４は、上記加工機械において、加工ヘッドをスライド移動させた状態を示す平面図である。図５は、上記加工ヘッドをスライド移動させた状態での撮像画における工具の位置の例を示す図である。図６は、上記加工機械において、工具検査装置の撮像部を回転させ、工具を保持した加工ヘッドに向けた状態を示す平面図である。図７は、上記撮像部を回転させた状態での撮像画における工具の位置の例を示す図である。
図１に示すように、加工機械１０は、支持部１１と、加工ヘッド１２と、ヘッド回転機構１３と、ヘッド移動機構１４と、工具検査装置２０と、制御部１５（図２参照）と、を備える。

【0032】

支持部１１は、加工対象物Ｗを支持する。この実施形態では、支持部１１は、その上面の支持面１１ａで加工対象物Ｗを支持するものとするが、支持部１１における加工対象物Ｗの支持方法や支持方向について限定するものではない。

【0033】

加工ヘッド１２は、加工対象物Ｗを加工するための工具１００を保持する。工具１００は、円柱状あるいは円盤状をなし、その外周面１００ｓに加工対象物Ｗを切削する刃部を有している。このような工具１００としては、例えば、エンドミル、カッター、各種のフライス等がある。
加工ヘッド１２は、支持部１１に支持される加工対象物Ｗに対向して配置される。加工ヘッド１２は、工具１００の先端部１００ｂを加工対象物Ｗ側に対向させた状態で、基端部１００ａを保持する。加工ヘッド１２は、工具１００の基端部１００ａを着脱可能に保持する。これにより、加工ヘッド１２は、加工内容や加工対象物Ｗの材質等に応じて、複数種の工具１００が、適宜選択的に装着できるようになっている。

【0034】

ヘッド回転機構１３は、工具１００を保持した加工ヘッド１２を、工具１００の中心軸Ｃｔ回りに回転させる。ヘッド回転機構１３は、加工ヘッド１２を回転させるモータ（図示無し）と、加工ヘッド１２の回転方向（周方向）における位置を検知するエンコーダ（図示無し）を備えている。ヘッド回転機構１３は、モータの動作が制御部１５により制御されることで、工具１００の回転のＯＮ／ＯＦＦや回転速度が制御される。

【0035】

ヘッド移動機構１４は、加工ヘッド１２を、支持部１１に対して相対的に移動させる。ヘッド移動機構１４は、固定状態の支持部１１に対し、加工ヘッド１２を移動させる構成であってもよいし、固定状態の加工ヘッド１２に対し、支持部１１を移動させる構成であってもよい。このようなヘッド移動機構１４の詳細な構成については、何ら限定するものではない。一例を挙げると、本実施形態では、ヘッド移動機構１４は、固定状態の支持部１１に対し、加工ヘッド１２を、支持部１１の支持面１１ａに沿って互いに直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）と、支持面１１ａに直交して支持面１１ａに接離する方向（Ｚ方向）の、計３方向に移動させるものとする。このような、ヘッド移動機構１４は、基台（図示無し）上にＹ方向に沿って移動可能に設けられたフレーム１６と、フレーム１６に対し、Ｘ方向に移動可能に支持されたサブフレーム１７と、サブフレーム１７に対し、Ｚ方向に移動可能に設けられて加工ヘッド１２を支持するヘッド支持部１８と、を備える。
また、ヘッド移動機構１４は、工具１００を保持する加工ヘッド１２を、支持面１１ａに直交する方向に対して傾動させるようにしてもよい。

【0036】

上記ヘッド支持部１８は、サブフレーム１７に対し、Ｘ方向に沿ってスライド移動可能に設けられている。これにより、ヘッド支持部１８に支持された加工ヘッド１２を、Ｘ方向にスライド移動することができる。ヘッド支持部１８には、加工ヘッド１２で保持した工具１００によって加工対象物Ｗに形成された穴の内径を計測する穴径検査装置２５を設けることもできる。穴径検査装置２５は、工具１００によって穴を形成した後、ヘッド支持部１８をサブフレーム１７に対してＸ方向にスライドさせて、形成した穴の鉛直上方に配置した状態で、穴径の検査を行う。

【0037】

工具検査装置２０は、加工ヘッド１２に取り付けられた状態の工具１００を検査する。図１、図２に示すように、工具検査装置２０は、撮像部２１と、撮像部回転機構２２と、照明部２３と、判定部２４と、を備える。

【0038】

撮像部２１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ等の撮像素子２１ａと、レンズ２１ｂとを有し、加工ヘッド１２に取り付けられた工具１００を撮像する。撮像部２１は、支持部１１上に、撮像部回転機構２２を介して設けられている。図２に示すように、撮像部２１は、工具１００に対し、Ｙ方向にオフセットした位置に設けられている。

【0039】

撮像部回転機構２２は、撮像部２１を、支持部１１の支持面１１ａに直交するＺ方向の軸周りに回転可能に支持する。撮像部回転機構２２の動作は、制御部１５によって制御される。

【0040】

照明部２３は、ＬＥＤ等の発光素子を有し、光を撮像部２１の撮像方向Ｄｐと略同じ方向に向かって照射する。この照明部２３は、撮像部回転機構２２により撮像部２１が回転したときに、一体に回転する。

【0041】

判定部２４は、例えば制御部１５の一部として機能的に実現される。判定部２４は、撮像部２１で撮像した撮像画Ｐ（図７参照）に基づき、工具１００の外周面１００ｓの刃部に、摩耗や欠け等が生じていないかを検査する。
判定部２４は、予め、加工ヘッド１２に装着される複数種類の工具１００について、工具１００の設計データ（ＣＡＤデータ等）に基づく、特定方向から見たときの工具１００の外形形状データを有している。判定部２４は、撮像画Ｐにおける工具１００の刃部の形状と、外形形状データとを、適宜の画像処理方法で比較し、刃部の形状（寸法）が、外形形状データに対し、予め定めた範囲内にあるか否かを判定する。

【0042】

次に、上記したような加工機械１０における、工具１００の検査方法について説明する。
加工機械１０においては、制御部１５に予め設定されたコンピュータプログラムに基づいて、以下に示すような工具１００の検査処理を自動的に実行する。

【0043】

図３に示すように、工具１００を検査するには、まず、制御部１５の制御により、工具１００を支持する加工ヘッド１２を、撮像部２１における撮像方向Ｄｐに交差する方向にスライド移動させ、工具１００の外周面１００ｓと撮像部２１との間隔を撮像部２１の焦点距離に合わせる（工程Ｓ１）。
これには、図４に示すように、加工ヘッド１２を支持するヘッド支持部１８を、サブフレーム１７に対し、Ｘ方向に沿ってスライドさせる。撮像部２１は、工具１００からＹ方向にオフセットした位置に設けられているので、ヘッド支持部１８がＸ方向にスライドすることで、加工ヘッド１２は、撮像部２１における撮像方向Ｄｐに交差する方向に移動することになる。これにより、撮像部２１と加工ヘッド１２に取り付けられた工具１００との距離が変化する。
ここで、制御部１５は、加工ヘッド１２に取り付けられている工具１００の種類に応じた工具１００の外径の寸法データを記憶している。制御部１５は、工具１００の外径の寸法データに基づき、工具１００の外周面１００ｓと撮像部２１との間隔が、撮像部２１の焦点距離（ピントが合う距離）となるように、ヘッド支持部１８をスライドさせる。

【0044】

工程Ｓ１において、加工ヘッド１２をＸ方向に移動させた結果、図５に示すように、工具１００は、撮像部２１における撮像画Ｐの中心位置Ｃｐから、左右方向のいずれかにオフセットしている。その結果、撮像部２１で撮像する撮像画Ｐにおいて、工具１００の位置が、左右方向の中心位置Ｃｐからずれている。

【0045】

そこで、制御部１５は、撮像部回転機構２２により、撮像部２１を、加工ヘッド１２に取り付けられた工具１００の移動に追従させて回転させる（工程Ｓ２）。
撮像部回転機構２２における撮像部２１の回転を行うには、制御部１５は、工程Ｓ１にいてＸ方向にスライドさせたヘッド支持部１８の移動量等に基づいて、撮像画Ｐにおける工具１００の左右方向へのオフセット方向及びオフセット寸法を推定する。図６に示すように、制御部１５は、推定したオフセット方向及びオフセット寸法に応じて、撮像部回転機構２２により、撮像部２１を回転させる。
撮像部２１の回転後、制御部１５は、撮像部２１により撮像される撮像画Ｐを画像処理することで、撮像画Ｐにおける工具１００の位置が、左右方向の中心位置Ｃｐに合致しているかどうかを確認する。工具１００の位置が左右方向の中心位置Ｃｐに合致していない場合、制御部１５は、撮像部回転機構２２により、撮像部２１を再度回転させて、撮像部２１の向きを微調整する。
このようにして、図７に示すように、工具１００が、撮像部２１で撮像する撮像画Ｐの左右方向の中心位置Ｃｐに位置することになる。
なお、この工程Ｓ２において、撮像部２１を、加工ヘッド１２に取り付けられた工具１００の移動に追従させて回転させる動作は、工程Ｓ１と並行して行うこともできる。すなわち、工程Ｓ１において、加工ヘッド１２がＸ方向に移動する動作と並行して、加工ヘッド１２を回転させるようにしてもよい。

【0046】

次に、制御部１５は、ヘッド回転機構１３により、工具１００の中心軸Ｃｔ回りの向きが、予め定めた向きとなるよう、ヘッド回転機構１３により、加工ヘッド１２を回転させる（工程Ｓ３）。これにより、工具１００を中心軸Ｃｔ回りに回転させて、判定部２４に記憶された、特定方向から見たときの工具１００の外形形状に合わせて、工具１００を特定方向に向けるようにする。

【0047】

次に、制御部１５は、撮像部２１で工具１００を撮像する（工程Ｓ４）。
撮像部２１で撮像画Ｐを撮像するときには、制御部１５は、照明部２３により、工具１００に向けて光を照射する。このとき、工具１００は、撮像部２１で撮像する撮像画Ｐの左右方向の中心位置Ｃｐに位置しているので、照明部２３による光は、撮像部２１から見て正面から照射される。

【0048】

この後、制御部１５は、特定方向に向けた工具１００が撮像画Ｐの中心位置Ｃｐに位置した状態で撮像部２１により撮像した撮像画Ｐに基づき、工具１００の検査を行う（工程Ｓ５）。
これには、制御部１５の判定部２４は、撮像画Ｐに撮像された工具１００の形状が、予め記憶された工具１００の設計データに基づく外形形状に合致しているか否かを、適宜の画像処理手法を用いて判定する。
判定部２４は、その判定結果を、モニタ等の出力手段において出力することができる。これにより、加工機械１０のオペレータは、工具１００の検査判定結果が「否」であった場合、工具１００を加工ヘッド１２から取り外し、新たな工具１００に交換する。

【0049】

上述したような工具検査装置２０、加工機械１０、及び加工機械１０の工具検査方法によれば、加工ヘッド１２を撮像部２１における撮像方向Ｄｐに交差する方向に移動させる。これにより、加工ヘッド１２に取り付けられた工具１００を、撮像部２１の焦点距離に合わせた位置に移動させることができる。したがって、撮像部２１を移動させる機構や、撮像部２１に焦点距離調整機構を備えることなく、撮像部２１において、様々な外径を有した工具１００にピントを合わせることができる。
また、撮像部回転機構２２によって、工具１００の移動に追従させて撮像部２１を回転させることで、撮像画Ｐ中における工具１００の位置を、工具１００の検査に適した位置に調整することができる。
このようにして、様々な外径を有した工具１００にピントを合わせて、撮像部２１における撮像を行い、工具１００の検査を行うことが可能となる。その結果、工具１００を加工機械１０に取り付けたままで工具１００の検査を行って、工具１００を用いる加工機械１０の稼働率を高めることができる。また、撮像部２１を移動させる機構や、撮像部２１に焦点距離調整機構を備える必要がないことから、撮像部２１を設けるのに必要なスペースが最小限ですみ、構造の複雑化や装置コストの上昇を抑えることができる。

【0050】

また、制御部１５によって加工ヘッド１２を移動させることで、加工ヘッド１２に保持された工具１００の外周面１００ｓが、撮像部２１の焦点距離の合致する位置に合わせて配置される。これにより、撮像部２１において、工具１００の外周面１００ｓに自動的にピントを合わせることが可能となる。

【0051】

さらに、制御部１５は、撮像部２１で撮像した撮像画Ｐにおいて工具１００が予め定めた所定位置（中心位置Ｃｐ）に位置するよう、撮像部回転機構２２で撮像部２１を回転させる。このように構成することで、撮像画Ｐ中における工具１００の位置を、工具１００の検査に適した位置に、自動的に調整することができる。
加えて、制御部１５は、撮像画Ｐにおいて工具１００が照明部２３における光の照射方向正面に位置するよう、撮像部回転機構２２で撮像部２１を回転させる。このような構成によれば、工具１００を、撮像部２１においてピントが合う位置に配置し、かつ、照明部２３の光を正面から照射した状態で、撮像することができる。これにより、工具１００の検査を、条件の整った状態で行うことができ、検査を確実に行うことができる。

【0052】

また、制御部１５は、工具１００の中心軸Ｃｔ回りの向きが、予め定めた向きとなるよう、ヘッド回転機構１３の動作を制御する。このように構成することで、工具１００を中心軸Ｃｔ回りに回転させて、検査すべき部位を撮像部２１に向けて、検査を行うことができる。

【0053】

また、制御部１５は、工具１００の中心軸Ｃｔ回りの向きを、予め記憶された、特定方向から見たときの工具１００の外形形状に対応した向きとなるよう、ヘッド回転機構１３の動作を制御する。このような構成によれば、工具１００の向きを、特定方向から見たときの工具１００の外形形状に合わせた状態で、工具１００の検査を行うことができる。

【0054】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。即ち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、工具検査装置２０において工具１００を検査するための一連の工程を、制御部１５の制御に基づいて自動的に行うようにしたが、これに限らない。上記したような一連の工程は、加工機械１０のオペレータが、ヘッド移動機構１４、ヘッド回転機構１３、工具検査装置２０を手動で操作することによって、実現することも可能である。

【0055】

さらに、上記実施形態では、撮像部回転機構２２が、直進機構２２ａ（図１参照）を有していてもよい。この直進機構２２ａは、例えばＸ方向、及びＹ方向の少なくとも一方に撮像部２１を直線的に移動させる機構である。このような直進機構２２ａが設けられていれば、撮像部２１の工具１００へのピント合わせがさらに容易になる。

【符号の説明】

【0056】

１０ 加工機械
１１ 支持部
１１ａ 支持面
１２ 加工ヘッド
１３ ヘッド回転機構
１４ ヘッド移動機構
１５ 制御部
１６ フレーム
１７ サブフレーム
１８ ヘッド支持部
２０ 工具検査装置
２１ 撮像部
２１ａ 撮像素子
２１ｂ レンズ
２２ 撮像部回転機構
２２ａ 直進機構
２３ 照明部
２４ 判定部
２５ 穴径検査装置
１００ 工具
１００ａ 基端部
１００ｂ 先端部
１００ｓ 外周面
Ｃｐ 中心位置
Ｄｐ 撮像方向
Ｐ 撮像画
Ｗ 加工対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】