特許 6887070 工作機械、表示制御方法、および表示制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6887070

(24)【登録日】2021年5月19日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】工作機械、表示制御方法、および表示制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/00 20060101AFI20210603BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20210603BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   B23Q17/00 D

   B23Q17/09 B

   B23Q17/24 Z

【請求項の数】10

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2021-30279(P2021-30279)

(22)【出願日】2021年2月26日

【審査請求日】2021年2月26日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】米満 慎二

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−１１４４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２１５９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−４９６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−３５４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３７０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１０４９４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１８／２２０７７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０２０−１９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１１１０６９９７６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １５／００ − １７／２４

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｇ０６Ｑ ５０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械であって、
表示部と、
前記工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部と、
前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、
工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得する処理と、
前記操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、前記データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得する処理と、
前記取得された見本画像を前記表示部に表示する処理とを実行する、工作機械。

【請求項2】

前記工作機械は、さらに、カメラを備え、
前記制御部は、さらに、前記指定された工具を前記カメラに撮影させ、当該カメラから当該工具を表わす工具画像を取得する処理を実行し、
前記取得された見本画像を前記表示部に表示する処理では、さらに、前記工具画像が前記表示部に表示される、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記制御部は、さらに、前記表示部に表示されている見本画像内の所定の注目箇所を当該見本画像上に表わす処理を実行する、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記制御部は、前記指定された工具に対応する見本画像が複数ある場合には、当該複数の見本画像を前記表示部に表示する、請求項２に記載の工作機械。

【請求項5】

前記制御部は、さらに、前記複数の見本画像の内で前記工具画像との類似度が最も高い見本画像を他の見本画像よりも強調して表示する処理を実行する、請求項４に記載の工作機械。

【請求項6】

前記工作機械は、さらに、
複数の工具を保持可能に構成されるマガジンと、
前記マガジンを駆動するための駆動部とを備え、
前記制御部は、さらに、前記指定された工具が予め定められた位置に駆動されるように前記駆動部を制御する処理を実行する、請求項１または２に記載の工作機械。

【請求項7】

前記工作機械は、さらに、画像の投影装置を備え、
前記制御部は、さらに、前記指定された工具が前記予め定められた位置に駆動されたことに基づいて、当該工具上の所定の注目箇所が他の箇所よりも強調されるように前記投影装置に画像を投影させる処理を実行する、請求項６に記載の工作機械。

【請求項8】

前記制御部は、前記指定された工具が前記予め定められた位置に駆動されたことに基づいて、前記表示部内の所定の表示領域の輝度を現在よりも高くする処理を実行する、請求項６または７に記載の工作機械。

【請求項9】

工作機械における表示制御方法であって、
前記工作機械は、
表示部と、
前記工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部とを備え、
前記表示制御方法は、
工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得するステップと、
前記操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、前記データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得するステップと、
前記取得された見本画像を前記表示部に表示するステップとを実行する、表示制御方法。

【請求項10】

工作機械における表示制御プログラムであって、
前記工作機械は、
表示部と、
前記工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部とを備え、
前記表示制御プログラムは、前記工作機械に、
工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得するステップと、
前記操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、前記データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得するステップと、
前記取得された見本画像を前記表示部に表示するステップとを実行させる、表示制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、摩耗状態に応じた工具の見本画像を表示するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械内の工具の摩耗が進むと様々な問題が生じる。たとえば、所望の加工精度が得られなかったり、工具が破損したりする。これらの問題に対処するために、工具の摩耗の度合いを推定するための技術が開発されている。当該技術に関し、特開２０１７−４９６５６号公報（特許文献１）は、工具の画像を用いて工具の摩耗の度合いを推定することが可能な工作機械を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−４９６５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

工具の摩耗の進行速度は、加工態様や環境変動などに起因して変化する。そのため、工具の摩耗度合いを正確に推定することは、現実的には難しい。したがって、作業者は、工具の交換時期がきているか否かを最終的には目視で判断する。この判断には、経験が必要となる。そのため、経験が浅い作業者は、工具がまだ使用できるにも関わらず工具が限界に達していると判断してしまうことがある。

【0005】

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、作業者が工具の摩耗度合いをより正確に判断できるように作業者を支援するための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一例では、工作機械は、表示部と、上記工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部と、上記工作機械を制御するための制御部とを備える。上記制御部は、工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得する処理と、上記操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、上記データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得する処理と、上記取得された見本画像を上記表示部に表示する処理とを実行する。

【0007】

本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、カメラを備える。上記制御部は、さらに、上記指定された工具を上記カメラに撮影させ、当該カメラから当該工具を表わす工具画像を取得する処理を実行する。上記取得された見本画像を上記表示部に表示する処理では、さらに、上記工具画像が上記表示部に表示される。

【0008】

本開示の一例では、上記制御部は、さらに、上記表示部に表示されている見本画像内の所定の注目箇所を当該見本画像上に表わす処理を実行する。

【0009】

本開示の一例では、上記制御部は、上記指定された工具に対応する見本画像が複数ある場合には、当該複数の見本画像を上記表示部に表示する。

【0010】

本開示の一例では、上記制御部は、さらに、上記複数の見本画像の内で上記工具画像との類似度が最も高い見本画像を他の見本画像よりも強調して表示する処理を実行する。

【0011】

本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、複数の工具を保持可能に構成されるマガジンと、上記マガジンを駆動するための駆動部とを備える。上記制御部は、さらに、上記指定された工具が予め定められた位置に駆動されるように上記駆動部を制御する処理を実行する。

【0012】

本開示の一例では、上記工作機械は、さらに、画像の投影装置を備える。上記制御部は、さらに、上記指定された工具が上記予め定められた位置に駆動されたことに基づいて、当該工具上の所定の注目箇所が他の箇所よりも強調されるように上記投影装置に画像を投影させる処理を実行する。

【0013】

本開示の一例では、上記制御部は、上記指定された工具が上記予め定められた位置に駆動されたことに基づいて、上記表示部内の所定の表示領域の輝度を現在よりも高くする処理を実行する。

【0014】

本開示の他の例では、工作機械における表示制御方法が提供される。上記工作機械は、表示部と、上記工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部とを備える。上記表示制御方法は、工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得するステップと、上記操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、上記データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得するステップと、上記取得された見本画像を上記表示部に表示するステップとを実行する。

【0015】

本開示の他の例では、工作機械における表示制御プログラムが提供される。上記工作機械は、表示部と、上記工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部とを備える。上記表示制御プログラムは、上記工作機械に、工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得するステップと、上記操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、上記データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得するステップと、上記取得された見本画像を上記表示部に表示するステップとを実行させる。

【0016】

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】工作機械の外観を示す図である。

【図2】工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。

【図3】工作機械が実行する処理の流れを概略的に示す図である。

【図4】工作機械の機能構成の一例を示す図である。

【図5】工具データベースのデータ構造の一例を示す図である。

【図6】工作機械の撮影機構の一例を示す図である。

【図7】工具によるワークの切削態様の一例を示す図である。

【図8】工具画像の一例を示す図である。

【図9】ディスプレイの表示態様の一例を示す図である。

【図10】操作盤のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図11】ＣＰＵ（Central Processing Unit）ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図12】ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図13】情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図14】摩耗見本画像の表示処理の流れを示すフローチャートである。

【図15】変形例１に従う工作機械内の工具エリアの様子を示す図である。

【図16】変形例２に従う工作機械における表示態様の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

【0019】

＜Ａ．工作機械１００の構成＞
まず、図１を参照して、工作機械１００の構成について説明する。図１は、工作機械１００の外観を示す図である。

【0020】

工作機械１００は、ワークの加工機である。一例として、工作機械１００は、ワークの除去加工（ＳＭ（Subtractive manufacturing）加工）を行う工作機械である。除去加工を行う工作機械としては、たとえば、立形のマシニングセンタ、横形のマシニングセンタ、または、ターニングセンタなどが挙げられる。あるいは、工作機械１００は、旋盤であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。さらに、工作機械１００は、これらを複合した複合機であってもよい。

【0021】

工作機械１００には、操作盤１０が設けられている。操作盤１０は、作業者Ｕによる操作を受け付ける。操作盤１０は、加工に関する各種情報を表示するためのディスプレイ１０５と、工作機械１００に対する各種操作を受け付ける操作キー１０６とを含む。

【0022】

工作機械１００は、加工エリアＡＲ１と、工具エリアＡＲ２とを有する。加工エリアＡＲ１および工具エリアＡＲ２のそれぞれは、カバーによって区画化されている。加工エリアＡＲ１には、主軸頭１３０が設けられている。工具エリアＡＲ２には、ＡＴＣ１６０と、マガジン１７０とが設けられている。マガジン１７０は、ワークの加工に用いられる種々の工具を収納する。マガジン１７０に収納されている工具は、加工エリアＡＲ１と工具エリアＡＲ２との間の仕切に設けられているドアＤを介して主軸頭１３０に取り付けられる。ドアＤは、スライド式のドアであり、モータなどの駆動源により開閉される。

【0023】

＜Ｂ．工作機械１００の駆動機構＞
次に、図２を参照して、工作機械１００における各種の駆動機構について説明する。図２は、工作機械１００における駆動機構の構成例を示す図である。

【0024】

図２に示されるように、工作機械１００は、制御部５０と、回転駆動部１１０Ａと、位置駆動部１１０Ｂと、ＡＴＣドライバ１１１Ｎと、主軸頭１３０と、撮影部１４０と、ＡＴＣ１６０とを含む。

【0025】

説明の便宜のために、以下では、重力方向を「Ｘ軸方向」とも称する。Ｘ軸に直交する水平面上の一方向を「Ｙ軸方向」とも称する。Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に直交する方向を「Ｚ軸方向」と称する。

【0026】

本明細書でいう「制御部５０」とは、工作機械１００を制御する装置を意味する。制御部５０の装置構成は、任意である。制御部５０は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。図２の例では、制御部５０は、操作盤１０と、ＣＰＵユニット２０と、ＣＮＣユニット３０と、情報処理装置４０とで構成されている。

【0027】

操作盤１０およびＣＮＣユニット３０は、たとえば、通信経路ＮＷ１（たとえば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、フィールドネットワークなど）を介して互いに通信を行う。ＣＮＣユニット３０および情報処理装置４０は、たとえば、通信経路ＮＷ２（たとえば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、フィールドネットワークなど）を介して互いに通信を行う。ＣＰＵユニット２０およびＣＮＣユニット３０は、たとえば、バスＢを介して互いに通信を行う。

【0028】

ＣＰＵユニット２０は、たとえば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。ＣＰＵユニット２０は、予め設計されているＰＬＣプログラムに従って、制御部５０を構成する各種ユニットを制御する。当該ＰＬＣプログラムは、たとえば、ラダープログラムで記述されている。

【0029】

モータドライバ１１１Ｍ（駆動部）は、制御部５０からの制御指令に従って、マガジン１７０を駆動する。マガジン１７０には、モータ（図示しない）が設けられる。マガジン１７０用のモータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。より具体的な処理として、モータドライバ１１１Ｍは、目標回転速度の入力をＣＰＵユニット２０から受け、マガジン１７０用のモータを制御する。マガジン１７０用のモータは、モータドライバ１１１Ｍからの出力電流に従ってＡＴＣ１６０のアーム１６６を駆動し、マガジン１７０内の指定された次使用工具ＴＢを指定された位置に駆動する。

【0030】

ＡＴＣ１６０は、中心軸１６５と、アーム１６６とを含む。図２の例では、中心軸１６５は、Ｚ軸に平行に設けられている。アーム１６６は、中心軸１６５の軸方向に直交する一方向に中心軸１６５から延出している工具把持部１６６Ａと、当該一方向の反対方向に中心軸１６５から延出している工具把持部１６６Ｂとを含む。

【0031】

ＡＴＣドライバ１１１Ｎは、たとえば、２軸一体型のドライバであり、ＡＴＣ１６０に接続される第１，第２モータ（図示しない）の駆動を制御する。当該第１，第２モータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。ＡＴＣドライバ１１１Ｎは、たとえば、当該第１モータの目標回転速度の入力と、当該第２モータの目標回転速度の入力とのそれぞれをＣＰＵユニット２０から受け、当該第１，第２モータのそれぞれを制御する。当該上記第１モータは、ＡＴＣドライバ１１１Ｎからの出力電流に従ってＡＴＣ１６０のアーム１６６を送り駆動し、Ｚ軸方向の任意の位置にアーム１６６を駆動する。上記第２モータは、ＡＴＣドライバ１１１Ｎからの出力電流に従ってＡＴＣ１６０のアーム１６６を回転駆動し、Ｚ軸を中心とした回転方向の任意の回転角度にアーム１６６を駆動する。

【0032】

ＡＴＣ１６０は、工具の交換命令を受けたことに基づいて、マガジン１７０から次使用工具ＴＢを取得する。その後、ＡＴＣ１６０は、使用済工具ＴＡを主軸１３２から抜き取るとともに、次使用工具ＴＢを主軸１３２に装着する。その後、ＡＴＣ１６０は、主軸１３２から抜き取った使用済工具ＴＡをマガジン１７０に収納する。

【0033】

ＣＮＣユニット３０は、ＣＰＵユニット２０からの加工開始指令を受けたことに基づいて、予め設計されている加工プログラムの実行を開始する。当該加工プログラムは、たとえば、ＮＣ（Numerical Control）プログラムで記述されている。ＣＮＣユニット３０は、当該加工プログラムに従って、回転駆動部１１０Ａおよび位置駆動部１１０Ｂを制御し、主軸頭１３０を駆動する。

【0034】

主軸頭１３０は、主軸筒１３１と、主軸１３２とを含む。主軸１３２は、主軸筒１３１により回転可能に支持されている。主軸１３２にはマガジン１７０から選択された一の工具が装着される。工具は、主軸１３２と連動して回転する。

【0035】

回転駆動部１１０Ａは、主軸１３２の角度を変えるための駆動機構である。一例として、回転駆動部１１０Ａは、Ｘ軸方向を回転軸中心とした回転方向（以下、「Ａ軸方向」ともいう。）、Ｙ軸方向を回転軸中心とした回転方向（以下、「Ｂ軸方向」ともいう。）、および、Ｚ軸方向を回転軸中心とした回転方向（以下、「Ｃ軸方向」ともいう。）の少なくとも１つの角度を調整する。回転駆動部１１０Ａの装置構成は、任意である。回転駆動部１１０Ａは、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図２の例では、回転駆動部１１０Ａは、モータドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃで構成されている。

【0036】

位置駆動部１１０Ｂは、主軸１３２の位置を変えるための駆動機構である。一例として、位置駆動部１１０Ｂは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の少なくとも１つの位置を調整する。位置駆動部１１０Ｂの装置構成は、任意である。位置駆動部１１０Ｂは、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図２の例では、位置駆動部１１０Ｂは、モータドライバ１１１Ｘ〜１１１Ｚで構成されている。

【0037】

モータドライバ１１１Ｂは、ＣＮＣユニット３０から目標回転速度の入力を逐次的に受け、Ｂ軸方向に主軸頭１３０を回転駆動するためのモータ（図示しない）を制御する。当該モータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0038】

より具体的には、モータドライバ１１１Ｂは、当該モータの回転角度を検知するためのエンコーダ（図示しない）のフィードバック信号から当該モータの実回転速度を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合には当該モータの回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合には当該モータの回転速度を下げる。このように、モータドライバ１１１Ｂは、当該モータの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながら当該モータの回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、モータドライバ１１１Ｂは、Ｂ軸方向における主軸頭１３０の回転速度を調整する。

【0039】

モータドライバ１１１Ｃは、ＣＮＣユニット３０から目標回転速度の入力を逐次的に受け、主軸１３２の軸方向を中心とした回転方向に主軸１３２を回転駆動するためのモータ（図示しない）を制御する。当該モータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。

【0040】

より具体的には、モータドライバ１１１Ｃは、当該モータの回転角度を検知するためのエンコーダ（図示しない）のフィードバック信号から当該モータの実回転速度を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合には当該モータの回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合には当該モータの回転速度を下げる。このように、モータドライバ１１１Ｃは、当該モータの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながら当該モータの回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、モータドライバ１１１Ｃは、主軸１３２の回転速度を調整する。

【0041】

モータドライバ１１１Ｘは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ（図示しない）を制御する。当該モータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。当該モータは、主軸頭１３０が取り付けられている移動体をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｘ軸方向の任意の位置に主軸頭１３０を移動する。モータドライバ１１１Ｘによる当該モータの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃと同様であるので、その説明については繰り返さない。

【0042】

モータドライバ１１１Ｙは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ（図示しない）を制御する。当該モータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。当該モータは、主軸頭１３０が取り付けられている移動体をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｙ軸方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。モータドライバ１１１Ｙによる当該モータの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃと同様であるので、その説明については繰り返さない。

【0043】

モータドライバ１１１Ｚは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、モータ（図示しない）を制御する。当該モータは、サーボドライバであってもよいし、ステッピングモータであってもよいし、その他の種類のモータであってもよい。当該モータは、主軸頭１３０が取り付けられている移動体をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｚ軸方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。モータドライバ１１１Ｚによる当該モータの制御方法は、モータドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃと同様であるので、その説明については繰り返さない。

【0044】

情報処理装置４０は、汎用のコンピュータである。一例として、情報処理装置４０は、デスクトップ型のコンピュータであってもよいし、ノート型のコンピュータであってもよいし、タブレット端末であってもよい。情報処理装置４０には、画像処理プログラムがインストールされており、撮影部１４０から取得した画像に対して種々の画像処理を実行する。

【0045】

＜Ｃ．概要＞
次に、図３を参照して、実施の形態に従う工作機械１００の機能概要について説明する。図３は、工作機械１００が実行する処理の流れを概略的に示す図である。

【0046】

たとえ、工作機械１００が工具の交換時期を作業者に通知する機能を備えていたとしても、作業者は、工具の交換時期がきているか否かを最終的には目視で判断する。この判断には、経験が必要となる。そのため、経験が浅い作業者は、工具がまだ使用できるにも関わらず工具が限界に達していると判断してしまうことがある。

【0047】

そこで、実施の形態に従う工作機械１００は、工具の摩耗状態に応じた摩耗見本画像を作業者に提示する。これにより、経験が浅い作業者であっても、当該摩耗見本画像を指標として、工具の交換時期がきているか否かを容易に判断することができる。

【0048】

より具体的には、工作機械１００の制御部５０は、工具データベース１２４を予め取得する。工具データベース１２４は、工具の摩耗状態に応じた摩耗見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースである。当該摩耗見本画像は、寿命が尽きている状態の工具を表わす画像であってもよいし、残寿命が所定量よりも少ない寿命が尽きる前の状態の工具を表わす画像であってもよい。工具データベース１２４の詳細については後述する。

【0049】

また、制御部５０は、操作受付部としての上述の操作盤１０において、確認対象の工具の指定を受け付ける。制御部５０は、操作盤１０が工具の指定を受け付けたことに基づいて、工具データベース１２４から、当該指定された工具に対応する摩耗見本画像を取得する。その後、制御部５０は、取得した摩耗見本画像を上述のディスプレイ１０５（表示部）に表示する。図３の例では、摩耗している状態の工具１３４を表わす摩耗見本画像ＩＭＡがディスプレイ１０５に表示されている。

【0050】

これにより、工作機械１００は、工具１３４の摩耗度合いの指標を作業者に提示することができる。作業者は、摩耗見本画像ＩＭＡを確認することで、工具１３４の交換時期がきているか否かや、工具１３４の交換時期が近付いているか否かなどを容易に判断することができる。

【0051】

＜Ｄ．工作機械１００の機能構成＞
図４〜図９を参照して、工作機械１００の機能構成について説明する。図４は、工作機械１００の機能構成の一例を示す図である。

【0052】

工作機械１００の制御部５０は、機能構成として、入力部５２と、見本画像取得部５４と、駆動制御部５６と、工具画像取得部５８と、特定部６０と、表示制御部６２とを含む。以下では、これらの機能構成について順に説明する。

【0053】

なお、各機能構成の配置は、任意である。一例として、図４に示される機能構成の全ては、上述の操作盤１０（図２参照）に実装されてもよいし、上述のＣＰＵユニット２０（図２参照）に実装されてもよいし、上述のＣＮＣユニット３０（図２参照）に実装されてもよいし、上述の情報処理装置４０（図２参照）に実装されてもよい。あるいは、図４に示される機能構成は、操作盤１０と、ＣＰＵユニット２０と、ＣＮＣユニット３０と、情報処理装置４０との少なくとも２つが共働することで実現されてもよい。あるいは、図４に示される機能構成の一部は、サーバーなどの外部装置に実装されてもよいし、専用のハードウェアに実装されてもよい。

【0054】

（Ｄ１．入力部５２）
まず、図４に示される入力部５２の機能について説明する。入力部５２は、たとえば、操作盤１０（図２参照）に実装される。

【0055】

入力部５２は、工具識別情報の入力を受け付けるための機能モジュールである。工具識別情報は、種々の方法で受け付けられ得る。一例として、入力部５２は、工作機械１００が保持している工具のリストを上述のディスプレイ１０５（図１参照）に表示する。当該工具リストは、作業者によって選択可能に構成されている。工具の選択は、たとえば、ディスプレイ１０５に対するタッチ操作や、上述の操作キー１０６（図１参照）の操作によって実現される。

【0056】

説明の便宜のために、操作盤１０上で選択された工具を以下では「確認対象工具」ともいう。作業者が確認対象工具を選択したことに基づいて、操作盤１０は、当該確認対象工具の識別情報を入力部５２に出力する。入力部５２は、操作盤１０から受けた確認対象工具の識別情報を見本画像取得部５４および駆動制御部５６のそれぞれに出力する。

【0057】

（Ｄ２．見本画像取得部５４）
次に、図５を参照して、図４に示される見本画像取得部５４の機能について説明する。

【0058】

見本画像取得部５４は、確認対象工具の摩耗状態を表わす見本画像を取得するための機能モジュールである。当該寿命見本画像は、たとえば、図５に示される工具データベース１２４から取得される。図５は、工具データベース１２４のデータ構造の一例を示す図である。

【0059】

工具データベース１２４は、工作機械１００内にある各工具の識別情報と、当該工具を表わす摩耗見本画像と、当該工具の残寿命と、当該摩耗見本画像内における注目箇所とを対応付けている。

【0060】

工具データベース１２４に規定される工具識別情報は、工具を一意に特定するための情報である。工具識別情報は、工具ＩＤ（Identification）で示されてもよいし、工具名で示されてもよい。

【0061】

工具データベース１２４に規定される摩耗見本画像は、摩耗している状態の工具を表わす画像である。摩耗見本画像は、１つの工具識別情報に対して１つ以上関連付けられる。この場合、各摩耗見本画像は、工具の使用態様に応じた異なる摩耗状態を表わす。好ましくは、摩耗見本画像は、寿命が尽きている工具を表わす画像を少なくとも含む。摩耗見本画像は、ユーザによって登録されてもよいし、工具メーカから提供されてもよいし、工作機械１００内における工具交換前の工具を撮影することで登録されてもよい。

【0062】

工具データベース１２４に規定される残寿命は、工具の交換時期の指標となる情報である。当該残寿命は、たとえば、工具の残りの使用可能時間で示されてもよいし、工具の残りの使用可能回数で示されてもよい。

【0063】

工具データベース１２４に規定される注目箇所は、摩耗見本画像内おいて工具の摩耗部分を示す。当該注目箇所は、たとえば、摩耗見本画像内における座標値で示される。当該座標値は、たとえば、矩形の１つの角点の座標値と、当該矩形の横幅と、当該矩形の縦幅とで規定される。当該注目箇所は、たとえば、ユーザ、プログラム設計者、または工具メーカによって予め設定されている。あるいは、当該注目箇所は、後述の特定部６０と同様の方法で自動的に特定されてもよい。

【0064】

見本画像取得部５４は、工具データベース１２４に規定される工具識別情報の中から、確認対象工具の識別情報と一致する工具識別情報を特定する。その後、見本画像取得部５４は、工具データベース１２４から、当該特定した工具識別情報に対応付けられている摩耗見本画像と残寿命と注目箇所とを見本情報として取得する。取得された見本情報は、表示制御部６２に出力される。

【0065】

（Ｄ３．駆動制御部５６）
次に、図４に示される駆動制御部５６の機能について説明する。駆動制御部５６は、たとえば、ＣＰＵユニット２０（図２参照）またはＣＮＣユニット３０（図２参照）に実装される。

【0066】

駆動制御部５６は、工作機械１００内の駆動部１１０の制御を担う機能モジュールである。駆動部１１０は、たとえば、主軸１３２を回転駆動するための上述の回転駆動部１１０Ａ（図２参照）と、主軸１３２を送り駆動するための上述の位置駆動部１１０Ｂ（図２参照）と、ＡＴＣ１６０を駆動するための上述のＡＴＣドライバ１１１Ｎ（図２参照）と、マガジン１７０を駆動するための上述のモータドライバ１１１Ｍ（図２参照）とを含む。

【0067】

駆動制御部５６は、たとえば、駆動部１１０を制御することで、確認対象工具をマガジン１７０から呼び出し、確認対象工具を主軸頭１３０に装着する。その後、駆動制御部５６は、駆動部１１０を制御することで、工作機械１００内の撮影機構の前に確認対象工具を駆動する。

【0068】

図６は、工作機械１００の撮影機構の一例を示す図である。図６の例では、主軸頭１３０が加工エリアＡＲ１に設けられており、撮影部１４０および光源１４５，１４７が工具エリアＡＲ２に設けられている。撮影部１４０は、カメラ１４１と、対物レンズ１４２とで構成されている。

【0069】

光源１４５は、たとえば、リング照明であり、対物レンズ１４２を囲うように設置される。光源１４５は、カメラ１４１の撮影視野ＣＲ内にある物体に光を照射する。当該物体からの反射光は、対物レンズ１４２に入射する。

【0070】

光源１４７は、対物レンズ１４２および光源１４５に対向するように設けられる。光源１４７は、カメラ１４１の撮影視野ＣＲ内にある物体に撮影方向の反対側から光を照射する。その結果、光源１４７から照射された光は、カメラ１４１の撮影視野ＣＲに含まれる物体に遮られ、当該物体に遮られなかった光がカメラ１４１に入射する。

【0071】

駆動制御部５６は、位置駆動部１１０Ｂを制御し、予め定められた位置に主軸頭１３０を移動する。主軸頭１３０が当該予め定められた位置にあるときに、確認対象工具である工具１３４がカメラ１４１の撮影視野ＣＲに含まれる。このとき、カメラ１４１の撮影視野ＣＲには、工具１３４のみが含まれていてもよいし、主軸１３２および工具１３４の両方が含まれていてもよい。

【0072】

好ましくは、駆動制御部５６は、さらに、回転駆動部１１０Ａを制御することで予め定められた回転角度に主軸１３２を回転する。これにより、カメラ１４１は、予め定められた方向から工具１３４の表面を撮影する。

【0073】

（Ｄ４．工具画像取得部５８）
次に、引き続き図６を参照して、図４に示される工具画像取得部５８の機能について説明する。工具画像取得部５８は、たとえば、情報処理装置４０（図２参照）に実装される。

【0074】

工具画像取得部５８は、駆動制御部５６による主軸頭１３０の駆動が完了したことに基づいて、カメラ１４１に撮影指示を出力する。これにより、工具画像取得部５８は、確認対象工具である工具１３４を表わす工具画像ＩＭαをカメラ１４１から取得する。

【0075】

典型的には、工具画像取得部５８は、光源１４５をオンにし、かつ光源１４７をオフにした状態でカメラ１４１に撮影指示を出力し、工具画像ＩＭαを取得する。これにより、カメラ方向から工具を照らした状態で工具画像ＩＭαが得られる。

【0076】

なお、工具画像ＩＭαを取得するために必ずしもカメラ１４１が用いられる必要はない。工具画像取得部５８は、工作機械１００に設けられているその他のカメラを用いて、工具画像ＩＭαを取得してもよい。

【0077】

（Ｄ５．特定部６０）
次に、図７および図８を参照して、図４に示される特定部６０の機能について説明する。特定部６０は、たとえば、情報処理装置４０（図２参照）に実装される。

【0078】

特定部６０は、工作機械１００によるワークの加工条件に基づいて、工具画像ＩＭα内において、工具の摩耗部分を表わす範囲を特定する。「加工条件」とは、工具の摩耗部分を特定することが可能な種々の加工パラメータを意味する。典型的には、当該加工パラメータは、ワークの加工時に工具がワークに接触する部分を特定することが可能な加工パラメータである。

【0079】

図７を参照して、上記加工条件一例について説明する。図７は、工具１３４によるワークＷの切削態様の一例を示す図である。

【0080】

図７には、エンドミルとしての工具１３４が示されている。工具１３４は、その側面に複数の刃を有し、回転しながらワークＷに接触することでワークＷを切削する。より具体的には、工具１３４は、切込み幅Ａｐの１段目の切削部分を切込み幅Ａｅごとに順次切削する。次に、工具１３４は、切込み幅Ａｐの２段目の切削部分を切込み幅Ａｅごとに順次切削する。このような切削が繰り返されることで、ワークＷは、任意の形状に切削される。

【0081】

上記加工条件は、図７に示される切込み幅Ａｐ，Ａｅの少なくとも一方を含む。切込み幅Ａｐは、主軸１３２の軸方向における、工具１３４によるワークＷの加工幅を表わす。切込み幅Ａｅは、主軸１３２の進行方向と当該軸方向との両方に直交する方向における、工具１３４によるワークＷの加工幅を表わす。切込み幅Ａｐ，Ａｅは、ワークＷと工具１３４との接触部分に係る加工パラメータであるため、工具１３４の摩耗部分を特定するための指標となる。

【0082】

切込み幅Ａｐ，Ａｅは、たとえば、ワークＷの加工プログラム内に規定されている。特定部６０は、加工プログラムから切込み幅Ａｐ，Ａｅを取得し、当該切込み幅Ａｐ，Ａｅの少なくとも一方に基づいて、工具画像ＩＭα内において、工具の摩耗部分を特定する。

【0083】

図８を参照して、工具画像ＩＭαから摩耗部分を特定する方法の一例について説明する。図８は、工具画像ＩＭαの一例を示す図である。

【0084】

まず、特定部６０は、所定の画像処理を実行することで、工具画像ＩＭα内から工具部分ＴＲをサーチする。工具部分ＴＲのサーチ処理には、既存の種々の画像処理が用いられる。一例として、工具部分ＴＲは、学習済みモデルを用いて認識される。学習済みモデルは、学習用データセットを用いた学習処理により予め生成されている。学習用データセットは、工具が写っている複数の学習用画像を含む。各学習用画像には、工具が写っているか否かを示すラベル（あるいは、工具の種別を示すラベル）が関連付けられる。学習済みモデルの内部パラメータは、このような学習用データセットを用いた学習処理により予め最適化されている。

【0085】

学習済みモデルを生成するための学習手法には、種々の機械学習アルゴリズムが採用され得る。一例として、当該機械学習アルゴリズムとして、ディープラーニング、コンボリューションニューラルネットワーク（ＣＮＮ）、全層畳み込みニューラルネットワーク（ＦＣＮ）、サポートベクターマシンなどが採用される。

【0086】

特定部６０は、所定の矩形領域を工具画像ＩＭα上でずらしながら当該矩形領域内の部分画像を学習済モデルに順次入力する。その結果、当該学習済モデルは、入力された部分画像に工具が含まれている確率を出力する。特定部６０は、当該確率が所定値を超えた部分画像の位置を工具部分ＴＲとして認識する。

【0087】

なお、工具部分ＴＲのサーチ方法は、学習済モデルを用いた上述の方法に限定されず、ルールベースに基づく画像処理が採用されてもよい。一例として、特定部６０は、基準の工具画像を予め保持しておき、当該基準の工具画像を工具画像ＩＭα内で走査することで、工具画像ＩＭα内の各領域について基準の工具画像との類似度を算出する。そして、特定部６０は、当該類似度が所定値を超えた領域を工具部分ＴＲとして認識する。

【0088】

次に、特定部６０は、認識した工具部分ＴＲである先端部分ＥＤから幅Ｗ１の範囲を摩耗部分Ｒαとして特定する。幅Ｗ１は、切込み幅Ａｐに所定の倍率を乗算することで算出される。当該倍率は、カメラ１４１と主軸１３２（または工具１３４）との間の位置関係に基づいて決められる。

【0089】

摩耗部分Ｒαの幅Ｗ２の長さは、任意である。典型的には、幅Ｗ２の長さは、主軸１３２の軸方向の直交方向における、工具部分ＴＲの幅以上である。

【0090】

特定された摩耗部分Ｒαは、たとえば、基準点の座標値と、幅Ｗ１と、幅Ｗ２とで規定される。当該基準点は、たとえば、摩耗部分Ｒαの角点または摩耗部分Ｒαの中心点である。特定された摩耗部分Ｒαは、表示制御部６２に出力される。

【0091】

なお、上述では、切込み幅Ａｐから摩耗部分Ｒαを特定する例について説明を行ったが、摩耗部分Ｒαは、切込み幅Ａｅから特定されてもよい。工具が不動であり、ワークが回転する場合には、切込み幅Ａｅ，Ａｐに当たる工具部分がワークと接触する。この場合には、特定部６０は、切込み幅Ａｅまたは切込み幅Ａｐから摩耗部分Ｒαを特定できる。

【0092】

（Ｄ６．表示制御部６２）
次に、図９を参照して、図４に示される表示制御部６２の機能について説明する。表示制御部６２は、たとえば、操作盤１０（図２参照）に実装される。

【0093】

表示制御部６２は、操作盤１０のディスプレイ１０５の表示制御を担う機能モジュールである。図９は、ディスプレイ１０５の表示態様の一例を示す図である。

【0094】

表示制御部６２は、工具画像取得部５８が取得した工具画像ＩＭαをディスプレイ１０５に表示する。これにより、ユーザは、確認対象工具の現在の状態をディスプレイ１０５上で確認することができる。

【0095】

好ましくは、表示制御部６２は、上述の特定部６０によって特定された摩耗部分Ｒαを工具画像ＩＭα上に表わす。これにより、ユーザは、確認対象工具の摩耗箇所を容易に特定することができる。

【0096】

摩耗部分Ｒαは、他の部分よりも強調表示される。摩耗部分Ｒαの強調表示の方法は、任意である。一例として、摩耗部分Ｒαは、矩形オブジェクトなどで囲まれることで強調表示される。あるいは、摩耗部分Ｒαは、他の箇所とは異なる色で表示されることで強調表示されてもよい。

【0097】

また、表示制御部６２は、見本画像取得部５４が取得した各種の見本情報をディスプレイ１０５に表示する。上述のように、当該見本情報は、確認対象工具の摩耗状態の見本となる摩耗見本画像と、確認対象工具の残寿命と、確認対象工具の注目箇所とを含む。当該見本情報は、工具画像ＩＭαと比較可能な態様で並べて表示される。

【0098】

図８の例では、摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣがディスプレイ１０５に表示されている。このように、表示制御部６２は、確認対象工具に対応する摩耗見本画像が複数ある場合には、当該複数の摩耗見本画像をディスプレイ１０５に表示する。これにより、ユーザは、確認対象工具の寿命が尽きているか否か、または、確認対象工具の寿命が尽きそうであるか否かをより正確に判断することができる。

【0099】

好ましくは、表示制御部６２は、ディスプレイ１０５に表示されている摩耗見本画像内の所定の注目箇所を当該摩耗見本画像上に表わす。当該注目箇所は、たとえば、摩耗見本画像内における工具の摩耗箇所である。図９の例では、摩耗見本画像ＩＭＡにおいては、注目箇所ＲＡが強調されている。摩耗見本画像ＩＭＢにおいては、注目箇所ＲＢが強調されている。摩耗見本画像ＩＭＣにおいては、注目箇所ＲＣが強調されている。これにより、ユーザは、摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣのいずれの箇所を確認すればいいのかを容易に把握することができる。

【0100】

注目箇所ＲＡ〜ＲＣの強調表示の方法は、任意である。一例として、注目箇所ＲＡ〜ＲＣは、矩形オブジェクトなどで囲まれることで強調表示される。あるいは、注目箇所ＲＡ〜ＲＣは、他の箇所とは異なる色で表示されることで強調表示されてもよい。

【0101】

好ましくは、表示制御部６２は、摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣの各々に対応付けて工具の残寿命を表示する。図９の例では、摩耗見本画像ＩＭＡに対応付けて残寿命「３０分」が表示されており、摩耗見本画像ＩＭＢに対応付けて残寿命「０分」が表示されており、摩耗見本画像ＩＭＣに対応付けて残寿命「０分」が表示されている。これにより、ユーザは、工具の摩耗の状態と残寿命との関係を容易に把握することができ、確認対象工具の工具交換の指標とすることができる。

【0102】

好ましくは、表示制御部６２は、摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣの内で工具画像ＩＭαとの類似度が最も高い摩耗見本画像を他の見本画像よりも強調して表示する。これにより、ユーザは、確認対象工具と比較すべき摩耗見本画像を容易に特定することができる。図９の例では、摩耗見本画像ＩＭＡが強調表示されている。

【0103】

なお、摩耗見本画像ＩＭＡの強調表示の方法は、任意である。一例として、摩耗見本画像ＩＭＡは、他の摩耗見本画像ＩＭＢ，ＩＭＣとは異なる色で表示される。あるいは、摩耗見本画像ＩＭＡは、他の摩耗見本画像ＩＭＢ，ＩＭＣよりも濃く表示される。あるいは、工具画像ＩＭαとの類似度の順に摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣが表示されてもよい。

【0104】

工具画像ＩＭαと摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣの各々との類似度の算出には、種々の画像処理アルゴリズムが採用され得る。一例として、ＳＳＤ（Sum of Squared Difference)、ＳＡＤ（Sum of Absolute Difference)、ＮＣＣ（Normalized Cross-Correlation）、またはＺＮＣＣ（Zero-mean Normalized Cross-Correlation）などが採用され得る。

【0105】

また、類似度を算出する際には画像同士が必ずしも比較される必要はない。一例として、摩耗部分Ｒαと注目箇所ＲＡ〜ＲＣの各々とが比較されてもよい。この場合、摩耗部分Ｒαのサイズと注目箇所ＲＡ〜ＲＣの各々のサイズとが比較されることで、類似度が算出され得る。

【0106】

＜Ｅ．操作盤１０のハードウェア構成＞
次に、図１０を参照して、図２に示される操作盤１０のハードウェア構成について説明する。図１０は、操作盤１０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0107】

操作盤１０は、制御回路１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、ディスプレイ１０５と、操作キー１０６と、補助記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ１に接続される。

【0108】

制御回路１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0109】

制御回路１０１は、制御プログラム１２２などの各種プログラムを実行することで操作盤１０の動作を制御する。制御プログラム１２２は、操作盤１０の表示を制御するための命令を規定している。制御回路１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0110】

通信インターフェイス１０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いた通信を実現するための通信ユニットである。一例として、操作盤１０は、通信インターフェイス１０４を介して、ＣＮＣユニット３０などの外部機器との通信を実現する。

【0111】

ディスプレイ１０５は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、またはその他の表示機器である。ディスプレイ１０５は、制御回路１０１などからの指令に従って、ディスプレイ１０５に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ１０５は、たとえば、タッチパネルで構成されており、工作機械１００に対する各種操作をタッチ操作で受け付ける。

【0112】

操作キー１０６は、複数のハードウェアキーで構成され、操作盤１０に対する各種のユーザ操作を受け付ける。押下されたキーに応じた信号が制御回路１０１に出力される。

【0113】

補助記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置１２０は、制御プログラム１２２および上述の工具データベース１２４などを格納する。制御プログラム１２２および工具データベース１２４の格納場所は、補助記憶装置１２０に限定されず、制御回路１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0114】

＜Ｆ．ＣＰＵユニット２０のハードウェア構成＞
次に、図１１を参照して、図２に示されるＣＰＵユニット２０のハードウェア構成について説明する。図１１は、ＣＰＵユニット２０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0115】

ＣＰＵユニット２０は、制御回路２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、通信インターフェイス２０４，２０５と、補助記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ２に接続される。

【0116】

制御回路２０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0117】

制御回路２０１は、制御プログラム２２２などの各種プログラムを実行することでＣＰＵユニット２０の動作を制御する。制御プログラム２２２は、工作機械１００内の各種装置を制御するための命令を規定している。制御回路２０１は、制御プログラム２２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置２２０またはＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３に制御プログラム２２２を読み出す。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム２２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0118】

通信インターフェイス２０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた通信を実現するための通信ユニットである。一例として、ＣＰＵユニット２０は、通信インターフェイス２０４を介して、ＡＴＣドライバ１１１Ｎ（図２参照）やモータドライバ１１１Ｍ（図２参照）などの外部機器との通信を実現する。

【0119】

通信インターフェイス２０５は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、ＣＮＣユニット３０やＩ／Ｏユニット（図示しない）などが挙げられる。

【0120】

補助記憶装置２２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置２２０は、制御プログラム２２２などを格納する。制御プログラム２２２の格納場所は、補助記憶装置２２０に限定されず、制御回路２０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0121】

＜Ｇ．ＣＮＣユニット３０のハードウェア構成＞
次に、図１２を参照して、図２に示されるＣＮＣユニット３０のハードウェア構成について説明する。図１２は、ＣＮＣユニット３０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0122】

ＣＮＣユニット３０は、制御回路３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、通信インターフェイス３０４，３０５と、フィールドバスコントローラ３０６と、補助記憶装置３２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ３に接続される。

【0123】

制御回路３０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0124】

制御回路３０１は、制御プログラム３２２や加工プログラム３２４などの各種プログラムを実行することでＣＮＣユニット３０の動作を制御する。制御回路３０１は、制御プログラム３２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、ＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３に制御プログラム３２２を読み出す。ＲＡＭ３０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム３２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0125】

通信インターフェイス３０４，３０５には、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた通信を実現するための通信ユニットである。ＣＮＣユニット３０は、通信インターフェイス３０４を介して外部機器（たとえば、ＣＰＵユニット２０）とデータをやり取りする。また、ＣＮＣユニット３０は、通信インターフェイス３０５を介して外部機器（たとえば、操作盤１０や情報処理装置４０）とデータをやり取りする。

【0126】

フィールドバスコントローラ３０６は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、上述の回転駆動部１１０Ａ（図２参照）や上述の位置駆動部１１０Ｂ（図２参照）などが挙げられる。

【0127】

補助記憶装置３２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置３２０は、制御プログラム３２２および加工プログラム３２４などを格納する。制御プログラム３２２および加工プログラム３２４の格納場所は、補助記憶装置３２０に限定されず、制御回路３０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0128】

＜Ｈ．情報処理装置４０のハードウェア構成＞
次に、図１３を参照して、図２に示される情報処理装置４０のハードウェア構成について説明する。図１３は、情報処理装置４０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0129】

情報処理装置４０は、制御回路４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＲＡＭ４０３と、通信インターフェイス４０４，４０５と、補助記憶装置４２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ４に接続される。

【0130】

制御回路４０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0131】

制御回路４０１は、制御プログラム４２２などの各種プログラムを実行することで情報処理装置４０の動作を制御する。制御回路４０１は、各種プログラムの実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置４２０またはＲＯＭ４０２からＲＡＭ４０３に実行対象のプログラムを読み出す。ＲＡＭ４０３は、ワーキングメモリとして機能し、プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0132】

通信インターフェイス４０４，４０５には、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた通信を実現するための通信ユニットである。情報処理装置４０は、通信インターフェイス４０４を介して外部機器（たとえば、ＣＮＣユニット３０）とデータをやり取りする。また、情報処理装置４０は、通信インターフェイス４０５を介して外部機器（たとえば、カメラ１４１）とデータをやり取りする。

【0133】

補助記憶装置４２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置４２０は、制御プログラム４２２などを格納する。制御プログラム４２２の格納場所は、補助記憶装置４２０に限定されず、制御回路４０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0134】

＜Ｉ．フローチャート＞
次に、図１４を参照して、工作機械１００の制御フローについて説明する。図１４は、摩耗見本画像の表示処理の流れを示すフローチャートである。

【0135】

図１４に示される処理は、工作機械１００の制御部５０が上述の制御プログラム１２２，２２２，３２２，４２２の少なくとも１つを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

【0136】

ステップＳ１５０において、制御部５０は、上述の入力部５２（図４参照）として機能し、確認対象工具の入力を受け付けたか否かを判断する。一例として、確認対象工具の入力は、たとえば、工作機械１００の操作盤１０で受け付けられる。制御部５０は、確認対象工具の入力を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１５２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１５０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１５０の処理を再び実行する。

【0137】

ステップＳ１５２において、制御部５０は、上述の見本画像取得部５４（図４参照）として機能し、上述の工具データベース１２４から、確認対象工具の識別情報に対応する見本情報を取得する。見本画像取得部５４の機能については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

【0138】

ステップＳ１５４において、制御部５０は、上述の駆動制御部５６（図４参照）として機能し、上述の駆動部１１０（図４参照）を制御する。これにより、制御部５０は、マガジン１７０内の確認対象工具を主軸頭１３０に装着する。その後、制御部５０は、駆動部１１０を制御し、主軸頭１３０に装着されている確認対象工具を撮影視野ＣＲに含める。

【0139】

ステップＳ１５６において、制御部５０は、上述の工具画像取得部５８（図４参照）として機能し、カメラ１４１に撮影指示を出力する。これにより、制御部５０は、確認対象工具の現状態を表わす工具画像をカメラ１４１から取得する。

【0140】

ステップＳ１５８において、制御部５０は、上述の特定部６０（図４参照）として機能し、ステップＳ１５６で取得した工具画像内から工具の摩耗部分を特定する。特定部６０の機能については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

【0141】

ステップＳ１６０において、制御部５０は、上述の表示制御部６２（図４参照）として機能し、ステップＳ１５２で取得した見本情報と、ステップＳ１５８で取得した工具画像とを操作盤１０のディスプレイ１０５に表示する。

【0142】

＜Ｊ．変形例１＞
次に、図１５を参照して、変形例１に従う工作機械１００について説明する。図１５は、本変形例に従う工作機械１００内の工具エリアＡＲ２の様子を示す図である。

【0143】

上述では、カメラ１４１が確認対象工具を撮影することで、確認対象工具の現状態を示す工具画像がディスプレイ１０５に表示されていた。これに対して、本変形例に従う工作機械１００は、マガジン１７０に収納されている確認対象工具を予め定められた位置に駆動する。これにより、作業者は、確認対象工具を実際に目視で確認することができる。

【0144】

より具体的には、駆動制御部５６（図４参照）は、入力部５２（図４参照）から確認対象工具の入力を受け付けたことに基づいて、駆動部１１０の一例であるモータドライバ１１１Ｍを制御し、マガジン１７０内にある確認対象工具を予め定められた位置（以下、「確認位置」ともいう。）に駆動する。当該確認位置は、たとえば、プログラム内で予め規定されている。確認対象工具が当該確認位置に駆動されることで、作業者は、確認対象工具を目視で確認することができる。

【0145】

好ましくは、工作機械１００の工具エリアＡＲ２には、投影装置１７１が設けられている。投影装置１７１は、確認対象工具が上記確認位置にあるときに、確認対象工具を照らす。これにより、作業者は、確認対象工具を他の工具と区別しやすくなる。

【0146】

典型的には、投影装置１７１は、プロジェクションマッピング用のプロジェクタである。確認対象工具が上記確認位置にあるときに、当該確認対象工具は、投影装置１７１の投影視野に含まれる。工作機械１００の制御部５０は、確認対象工具が上記確認位置に駆動されたことに基づいて、確認対象工具上の所定の注目箇所が他の箇所よりも強調されるように投影装置１７１に画像を投影させる。図１５の例では、確認対象工具である工具１３４に画像ＩＭＰが投影されている。これにより、作業者は、確認対象工具上の確認箇所を容易に把握することができる。

【0147】

典型的には、確認対象工具が上記確認位置にあるときにおける、投影装置１７１と確認対象工具との位置関係は、常に同じである。また、投影装置１７１によって投影される画像は、確認対象工具の識別情報によって予め決められている。これにより、画像が確認対象工具の種類に応じて投影される。

【0148】

＜Ｋ．変形例２＞
次に、図１６を参照して、変形例２に従う工作機械１００について説明する。図１６は、ディスプレイ１０５の表示態様の一例を示す図である。

【0149】

上述の図９の例では、表示制御部６２（図４参照）は、確認対象工具の摩耗見本画像ＩＭＡ〜ＩＭＣとともに、確認対象工具を撮影して得られた工具画像ＩＭαをディスプレイ１０５上に表示していた。これに対して、本変形例では、表示制御部６２は、工具画像ＩＭαをディスプレイ１０５に表示する代わりに、ディスプレイ１０５の輝度を現在よりも上げる。ユーザは、ディスプレイ１０５の前に確認対象工具を持って来ることで、当該確認対象工具の摩耗状態をより詳細に確認することができる。

【0150】

より具体的には、駆動制御部５６（図４参照）は、入力部５２（図４参照）から確認対象工具の入力を受け付けたことに基づいて、駆動部１１０の一例であるモータドライバ１１１Ｍを制御し、マガジン１７０内にある確認対象工具を上述の予め定められた位置（すなわち、確認位置）に駆動する。表示制御部６２は、確認対象工具が当該確認位置に駆動されたことに基づいて、ディスプレイ１０５内の所定の表示領域の輝度を現在よりも高くする。

【0151】

一例として、ディスプレイ１０５は、表示領域Ｒ１と表示領域Ｒ２とを有する。表示領域Ｒ１は、確認対象工具の摩耗見本画像ＩＭＡを表示する領域である。表示領域Ｒ２は、輝度が予め定められた値に設定される表示領域である。一例として、表示領域Ｒ２内の各画素の輝度の平均値は、表示領域Ｒ１内の各画素の輝度の平均値よりも高い。好ましくは、表示領域Ｒ２の輝度は、表示領域Ｒ２が最も明るくなるように最大値に設定される。

【0152】

ユーザは、上記確認位置にある確認対象工具をマガジン１７０から外し、当該確認対象工具を表示領域Ｒ２の前に持って行く。これにより、当該確認対象工具が表示領域Ｒ２によって照らされ、作業者は、当該確認対象工具の状態をより確認しやすくなる。また、作業者は、当該確認対象工具と摩耗見本画像ＩＭＡと比較することができる。

【0153】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0154】

１０ 操作盤、２０ ＣＰＵユニット、３０ ＣＮＣユニット、４０ 情報処理装置、５０ 制御部、５２ 入力部、５４ 見本画像取得部、５６ 駆動制御部、５８ 工具画像取得部、６０ 特定部、６２ 表示制御部、１００ 工作機械、１０１，２０１，３０１，４０１ 制御回路、１０２，２０２，３０２，４０２ ＲＯＭ、１０３，２０３，３０３，４０３ ＲＡＭ、１０４，２０４，２０５，３０４，３０５，４０４，４０５ 通信インターフェイス、１０５ ディスプレイ、１０６ 操作キー、１１０ 駆動部、１１０Ａ 回転駆動部、１１０Ｂ 位置駆動部、１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｍ，１１１Ｘ，１１１Ｙ，１１１Ｚ モータドライバ、１１１Ｎ ＡＴＣドライバ、１２０，２２０，３２０，４２０ 補助記憶装置、１２２，２２２，３２２，４２２ 制御プログラム、１２４ 工具データベース、１３０ 主軸頭、１３１ 主軸筒、１３２ 主軸、１３４ 工具、１４０ 撮影部、１４１ カメラ、１４２ 対物レンズ、１４５，１４７ 光源、１６０ ＡＴＣ、１６５ 中心軸、１６６ アーム、１６６Ａ，１６６Ｂ 工具把持部、１７０ マガジン、１７１ 投影装置、３０６ フィールドバスコントローラ、３２４ 加工プログラム。

【要約】

【課題】作業者が工具の摩耗度合いをより正確に判断できるように作業者を支援するための技術を提供する。
【解決手段】工作機械は、表示部と、工作機械に対する操作を受け付けるための操作受付部と、工作機械を制御するための制御部とを備える。制御部は、工具の摩耗状態に応じた見本画像を工具ごとに関連付けたデータベースを取得する処理と、操作受付部が工具の指定を受け付けたことに基づいて、データベースから、当該指定された工具に対応する見本画像を取得する処理と、取得された見本画像を表示部に表示する処理とを実行する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】