特開 2022-187448 工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187448

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20221212BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALI20221212BHJP

   B23Q 11/08 20060101ALI20221212BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/155 F

B23Q17/09 C

B23Q11/08 Z

B23Q17/00 A

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021111487

(22)【出願日】2021-07-05

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-01-18

(31)【優先権主張番号】P 2021094981

(32)【優先日】2021-06-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【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】110002273

【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】島ノ江 洋司

【テーマコード（参考）】

3C002

3C011

3C029

【Ｆターム（参考）】

3C002HH01

3C002HH06

3C002KK04

3C002LL01

3C011DD03

3C029DD04

3C029DD08

3C029DD20

3C029EE13

3C029EE20

(57)【要約】

【課題】工具を撮影する機材を保護するシャッターと工具交換装置との干渉を防止する。
【解決手段】工具を取り付けて移動可能な取付部と、取付部の工具交換を行う工具交換部と、取付部に取り付けられた工具を撮像する撮像部と、撮像部の受光面を開放する開状態と受光面を閉じる閉状態とを移動可能な第１シャッターと、第１シャッターの開状態を検知する第１センサーと、を有し、第１シャッターは、第１シャッターの開状態において工具交換部の可動範囲内の位置に設置され、第１センサーが開状態を検知していない場合、工具交換部が移動し取付部に工具を取り付ける。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を取り付けて移動可能な取付部と、
前記取付部の工具交換を行う工具交換部と、
前記取付部に取り付けられた前記工具を撮像する撮像部と、
前記撮像部の受光面を開放する開状態と前記受光面を閉じる閉状態とを移動可能なシャッターと、
前記シャッターの前記開状態を検知するセンサーと、を有し、
前記シャッターは、前記シャッターの前記開状態において前記工具交換部の可動範囲内の位置に設置され、
前記センサーが前記開状態を検知しない場合、前記工具交換部が移動し前記取付部に前記工具を取り付ける、工作機械。

【請求項2】

前記センサーは、リミットスイッチであって、前記閉状態の前記シャッターが前記受光面を覆う蓋部分の裏側が前記シャッターの前記開状態において当接する位置に、設置されている、請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

工具を取り付けて移動可能な取付部と、
前記取付部の工具交換を行う工具交換部と、
前記工具の撮像における照明を行う照明部と、
前記照明部の発光面を開放する開状態と前記発光面を閉じる閉状態とを移動可能なシャッターと、
前記シャッターの前記開状態を検知するセンサーと、を有し、
前記シャッターは、前記シャッターの前記開状態において前記工具交換部の可動範囲内の位置に設置され、
前記センサーが前記開状態を検知しない場合、前記工具交換部が移動し前記取付部に前記工具を取り付ける、工作機械。

【請求項4】

前記センサーは、リミットスイッチであって、前記閉状態の前記シャッターが前記発光面を覆う蓋部分の裏側が前記シャッターの前記開状態において当接する位置に、設置されている、請求項３に記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具を撮影する機材を保護するシャッターを備える工作機械における工具交換の制御に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械は、ワークを所望の形状に切削加工する装置や、金属粉末などを積層してワークを作る装置がある。切削加工する工作機械には、回転するワークに切削用の工具を当てることでワークを加工するターニングセンタと、回転する工具をワークに当てることでワークを加工するマシニングセンタ、これらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。

【0003】

主軸あるいは刃物台などの工具保持部に工具は固定される。工作機械は、あらかじめ用意された加工プログラムにしたがって、工具を交換しつつ、工具保持部を動かしながらワークを加工する。ワークとの摩擦により工具の刃先は徐々に摩耗する。作業者は、適宜、工具長を確認しながら工具寿命を判断する必要がある（特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－１４３２１６号公報

【特許文献2】特開２０１７－２１４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

工具の使用前または使用後に、適宜、工具の形状は検査される。工具の検査に際しては、カメラにより工具を撮像し、撮像画像に基づいて工具形状を判定する方法が考えられる。加工作業中は、いいかえれば、カメラを使わないときには、カメラ等の撮像機材をシャッターにより保護する。そのため、シャッターは、カメラの使用開始時に開放され、使用終了時に閉鎖されるように制御される。

【0006】

但し、シャッターの稼働範囲が、工具交換装置の稼働範囲と重なる構成になっている場合には、工具交換時において、工具交換装置とシャッターとが干渉しないようにしなければならない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そこで、本開示は、請求項に記載する技術を提供するものである。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、工具を撮影する機材を保護するシャッターと工具交換装置との干渉を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】工作機械の外観図である。

【図2】工具認識領域における工具、カメラおよび照明装置の位置関係を示す模式図である。

【図3】工具認識領域の周辺斜視図である。

【図4】工具認識領域における各機構の側断面図である。

【図5】第１シャッターの覆い面の裏側を示す図である。

【図6】工作機械および画像処理装置のハードウェア構成図である。

【図7】工具交換のための処理過程を示すフローチャートである。

【図8】参考例における工具認識領域における各機構の側断面図である。

【図9】工作機械の実装例における工具認識領域の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、工作機械１００の外観図である。
本実施形態における工作機械１００は、加工領域２００内に配置されるワークを加工する複合加工機である。ワークは保持部１０４に固定され、主軸に取り付けられる工具１０２により切削される。保持部１０４は駆動機構により回転駆動される。この例では、主軸が「撮像領域内で工具を保持可能な工具保持部」に相当する。ターニングセンタの場合には、刃物台が「撮像領域内で工具を保持可能な工具保持部」に相当する。

【0011】

工具１０２が工具認識領域２１０内に挿入されたとき、上方の照明装置１０８は工具１０２を照明し、下方のカメラ１０６は工具１０２を撮像する。カメラ１０６は、「取付部に取り付けられた工具１０２を撮像する撮像部」に相当する。照明装置１０８は、「工具１０２の撮像における照明を行う照明部」に相当する。このときの撮像画像に基づいて工具登録および工具検査が実行される。工具認識領域２１０の構成については次の図２に関連して更に詳述する。

【0012】

工作機械１００は、外部を遮断するカバー２０２を備える。カバー２０２は、ドア２０４を備える。作業者は、ドア２０４を開口して、ワークの取り付けおよびワークの取り出しを行う。操作盤２０６は、作業者から、工作機械１００に対する各種操作を受け付ける。

【0013】

操作盤２０６は、画像処理装置１１０と接続される。作業者は、画像処理装置１１０により工作機械１００の作業状況を遠隔監視できる。本実施形態においては、工作機械１００本体と画像処理装置１１０は有線ケーブルを介して接続される。画像処理装置１１０は、工作機械１００の内部、たとえば、操作盤２０６の内部装置として形成されてもよい。

【0014】

操作盤２０６は工作機械１００の一部として形成されてもよいし、工作機械１００から着脱可能かつ運搬可能に構成されてもよい。

【0015】

工具格納部１３０は、複数の工具１０２を格納する。工具格納部１３０に格納される複数の工具１０２から工具交換部（後述）により工具１０２を取得し、これを主軸に装着する。なお、図１に示すように、水平方向にＹ軸とＺ軸、垂直方向にＸ軸を設定するものとする。Ｚ軸方向は、主軸およびワークの軸方向に対応する。

【0016】

図２は、工具認識領域２１０における工具１０２、カメラ１０６および照明装置１０８の位置関係を示す模式図である。
工具１０２は、ワークの加工に利用される刃部１１２と、主軸１１６のホルダ１１８に固定されるシャンク部１１４を含む。主軸１１６は、工具１０２を保持しつつ、回転および移動可能に構成される。また、主軸１１６は、保持している工具を回転させることもできる。

【0017】

カメラ１０６は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）などのイメージセンサ（撮像素子）を備える。カメラ１０６は、主軸１１６に取り付けられた工具１０２を下（Ｘ軸方向）から撮像する。カメラ１０６は画像処理装置１１０と接続され、撮像画像は画像処理装置１１０に送信される。カメラ１０６は工具認識領域２１０に固定される。主軸１１６がＺ軸を軸心として工具１０２を回転させることにより、複数方向から工具１０２を撮像できる。また、主軸１１６が工具１０２を水平方向（ＹＺ方向）に動かすことにより、工具１０２の複数箇所を撮像できる。

【0018】

カメラ１０６に対向するように、上部には照明装置１０８が固定される。照明装置１０８は工具１０２を上から照明する。照明装置１０８による透過照明により、カメラ１０６は、工具１０２の輪郭位置を把握しやすい、コントラストの高い撮像画像を取得できる。

【0019】

ユーザは、工具１０２を新規登録するときには（以下、「工具登録」とよぶ）、操作盤２０６において工具登録モードに設定し、主軸１１６に新規の工具１０２を取り付ける。次に、任意の工具ＩＤを入力する。主軸１１６は工具１０２を移動・回転させ、固定されたカメラ１０６は工具１０２をさまざまな位置および方向から自動的に撮像する。カメラ１０６により得られた多数の撮像画像から、工具形状が認識され、工具ＩＤと工具形状が対応づけて登録される。このような制御方法により、工具１０２ごとに、工具形状を自動的に工具ＩＤに対応づけて登録できる。工具形状は、二次元データあるいは三次元データとして形成される。

【0020】

また、加工作業前あるいは加工作業後の工具１０２について検査を実行するときにも、主軸１１６は工具１０２を工具認識領域２１０に進入させる。新規登録時と同様、主軸１１６は工具１０２を移動・回転させ、カメラ１０６は工具１０２をさまざまな位置および方向から自動的に撮像する。カメラ１０６により得られた多数の撮像画像から、工具形状が認識される。以下、このような加工中に適宜実行される検査を「工具検査」とよぶ。作業者は、工具登録時の工具形状データと工具検査時の工具形状データを比較することにより、工具１０２の摩耗度、欠損の有無を判定する。

【0021】

主軸１１６から見て、工具認識領域２１０の奥（Ｙ軸負方向側）に工具格納部１３０が存在する（図１参照）。工具交換に際しては、主軸１１６は工具認識領域２１０内に深く進入し、工具格納部１３０において工具交換を受ける。このときには、カメラ１０６および照明装置１０８は内部シャッター（後述）により保護される。一方、工具登録および工具検査のときには、主軸１１６は工具認識領域２１０に比較的浅く進入する。工具交換のときには内部シャッターとホルダ１１８、主軸１１６との干渉が生じないように制御する。内部シャッターについては図４に関連して後述する。上側壁部３４０、下側壁部３４２、開口状態の外部カバー３００ａおよび閉鎖状態の外部カバー３００ｂについては、図３の説明と併せて後述する。

【0022】

図３は、工具認識領域２１０の周辺斜視図である。
加工領域２００の一部に、より具体的には、ワークを固定する保持部１０４の上方に工具認識領域２１０（空間）が形成される。上述したように、工具認識領域２１０は、カメラ１０６および照明装置１０８を含む。加工領域２００は、工具認識領域２１０を介して工具格納部１３０とつながる。

【0023】

外部カバー３００は、工具認識領域２１０を閉鎖する可動式の仕切板である。ワークの加工時においては、工具認識領域２１０は外部カバー３００により閉鎖される。加工中の加工領域２００においては、ワークと工具１０２との摩擦熱を除去するための冷却液であるクーラントが噴射される。また、加工領域２００内ではワークの切り屑も飛散する。このため、外部カバー３００により工具認識領域２１０を閉鎖することで、クーラント等が工具認識領域２１０内に入り込むのを防止する。図２に示したように、外部カバー３００は、工具認識領域２１０を囲む上側壁部３４０と下側壁部３４２の内側に設けられている。外部カバー３００を上側壁部３４０と下側壁部３４２の外側に設けてもよい。外部カバー３００は、Ｘ軸方向（上下方向）に移動可能である。図２の例では、外部カバー３００ａが下側に位置する状態で、上側壁部３４０と下側壁部３４２の間の口が開いている。工具１０２が工具認識領域２１０へ入っていないときに外部カバー３００ｂが上方に移動すると、上側壁部３４０と下側壁部３４２の間の口が閉じられる。このように、外部カバー３００を上下に移動させれば、外部カバー３００に付着したクーラントの落下（飛散）を防ぐことができる。図３の例では、外部カバー３００が上側に位置する状態で、上側壁部３４０と下側壁部３４２の間の口が開いている。工具１０２が工具認識領域２１０へ入っていないときに外部カバー３００が下方に移動すると、上側壁部３４０と下側壁部３４２の間の口が閉じられる。外部カバー３００をＹ軸方向（横方向）に移動可能とし、外部カバー３００をＹ軸方向（横方向）に移動させることによって、開口状態と閉鎖状態を変化させてもよい。また、外部カバー３００をＸ軸方向（上下方向）およびＹ軸方向（横方向）に移動可能とし、外部カバー３００をＸ軸方向（上下方向）とＹ軸方向（横方向）に同時に移動させることによって、開口状態と閉鎖状態を変化させてもよい。

【0024】

測定コマンド等により工具検査を指示されたとき、工作機械１００はワークの加工を中止する。このとき、工作機械１００は、クーラントの噴射も中止させる。次に、主軸は、工具認識領域２１０の手前の所定位置（以下、「待機位置」とよぶ）に工具１０２を移動させ、待機位置にて工具１０２を高速回転させる。工具１０２を高速回転させることにより、工具１０２に付着しているクーラントおよび切り屑（以下、まとめて「付着物」とよぶ）を振り落とす。以下、待機位置において付着物を除去するために工具１０２を高速回転させることを「清掃回転」とよぶ。

【0025】

清掃回転後に外部カバー３００が開口し、工具を工具認識領域２１０に進入させる。工具認識領域２１０に挿入された工具１０２をカメラ１０６で撮像することにより、工具検査が実行される。

【0026】

上述したように、加工領域２００は工具認識領域２１０を経由して工具格納部１３０につながっている。したがって、工具交換を行うときには、主軸を工具認識領域２１０の奥深くに差し込む。工具検査だけでなく、工具交換のときにも工具は工具認識領域２１０を通過するので、通過前にも同様にして清掃回転を実行してもよい。

【0027】

図４は、工具認識領域２１０における各機構の側断面図である。
工具１０２は、カメラ１０６と照明装置１０８の中間に挿入される。カメラ１０６の側部には下方から工具１０２を照らすための副照明装置３０８も設置される。カメラ１０６の横にはカメラ１０６の受光面を覆うための第１シャッター３０４が設置される。第１シャッター３０４は、カメラ１０６の受光面を開放する開状態と受光面を閉じる閉状態とを移動可能である。照明装置１０８の横には照明装置１０８の発光面を覆うための第２シャッター３０６が設置される。第２シャッター３０６は、照明装置１０８の発光面を開放する開状態と発光面を閉じる閉状態とを移動可能である。以下、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６をまとめていうときには「内部シャッター」とよぶ。

【0028】

第１シャッター３０４は、Ｚ軸を回転軸として回転可能に取り付けられ、回転駆動される。第１シャッター３０４に連結する第１シリンダ３０５は、たとえば内蔵しているソレノイドの動作によって伸縮する。第１シリンダ３０５が伸びた状態で第１シャッター３０４がカメラ１０６の受光面を閉鎖し、第１シリンダ３０５が縮んだ状態で第１シャッター３０４がカメラ１０６の受光面を開放する。

【0029】

第２シャッター３０６は、Ｚ軸を回転軸として回転可能に取り付けられ、回転駆動される。第２シャッター３０６に連結する第２シリンダ３０７は、たとえば内蔵しているソレノイドの動作によって伸縮する。第２シリンダ３０７が伸びた状態で第２シャッター３０６が照明装置１０８の発光面を閉鎖し、第１シリンダ３０５が縮んだ状態で第２シャッター３０６が照明装置１０８の発光面を開放する。

【0030】

工具検査を開始するときには、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６の双方が開放される。工具検査を終了するときには、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６は閉鎖される。工具登録の開始時および終了時についても同様である。

【0031】

工具検査は、工具１０２を照明装置１０８により上から照射した状態で、カメラ１０６により工具１０２を撮像する。このため、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６の双方に対して開放指示信号が送信される。

【0032】

また、工具交換のときには、主軸１１６は工具検査時に比べて工具認識領域２１０に深く進入する。このとき、内部シャッターが開放されていると、内部シャッターが主軸１１６と干渉する可能性がある。つまり、第１シャッター３０４は、第１シャッター３０４の開状態において工具交換部１２６の可動範囲内の位置に設置されている。また、第２シャッター３０６は、第２シャッター３０６の開状態において工具交換部１２６の可動範囲内の位置に設置されている。工具交換のときにはカメラ１０６も照明装置１０８も使わないため、内部シャッターを閉鎖しておく。工具検査の終了後に、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６に対して閉鎖指示信号が送信される。

【0033】

本実施形態では、特に、内部シャッターと工具交換部１２６の干渉の可能性を考慮する。工具交換部１２６は、取付部（この例では、主軸）の工具交換を行う。図４に示す位置Ｐは、工具交換時における工具１０２の位置を示す。工具交換部１２６は、回転することにより、工具１０２を把持または解放する。図４に示す軌跡Ｒは、工具交換部１２６の端部の回転軌跡を示す。軌跡Ｒの内側は、工具交換部１２６の稼働範囲を示す。工具交換部１２６の稼働範囲とは、工具交換の動作において移動する工具交換部１２６が通過する領域である。工具交換部１２６の移動には、回転運動が含まれる。工具交換部１２６、特にその先端部は第１シャッター３０４および第２シャッター３０６のいずれかが開状態にあるとき、それらと干渉する可能性もある。したがって、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６のいずれか一方でも開放されている場合には、工具交換部１２６による工具交換を行わないようにする。

【0034】

図５は、第１シャッター３０４の覆い面の裏側を示す図である。
図４に示すように、カメラ１０６の受光面を開放した状態で第１シャッター３０４の覆い面の裏側になる位置に第１センサー３１４が設置されている。第１センサー３１４は、第１シャッター３０４の開状態を検知する。第１センサー３１４は、たとえばリミットスイッチである。第１シリンダ３０５が伸びて第１シャッター３０４が閉状態のときには、第１センサー３１４には何も当たらない。第１シリンダ３０５が縮んで第１シャッター３０４が開状態になると、第１シャッター３０４の裏側の面が第１センサー３１４の先端に当接する。図５に斜線パターンで示した領域３１８は、第１シャッター３０４の覆い面の裏側の面のうち、第１センサー３１４の先端が当接する部分を示している。第１センサー３１４は、領域３１８に当たった先端が押し込まれると、第１シャッター３０４が開状態であることを検知する。つまり、リミットスイッチがＯＦＦであれば第１シャッター３０４が閉状態であることを意味し、リミットスイッチがＯＮであれば第１シャッター３０４が開状態であることを意味する。このように、リミットスイッチの第１センサー３１４は、閉状態の第１シャッター３０４がカメラ１０６の受光面を覆う蓋部分の裏側が第１シャッター３０４の開状態において当接する位置に、設置されている。

【0035】

同様に、照明装置１０８の発光面を開放した状態で第２シャッター３０６の覆い面の裏側になる位置に第２センサー３１６が設置されている。第２センサー３１６は、第２シャッター３０６の開状態を検知する。第２センサー３１６は、たとえばリミットスイッチである。第２シリンダ３０７が伸びて第２シャッター３０６が閉状態のときには、第２センサー３１６には何も当たらない。第２シリンダ３０７が縮んで第２シャッター３０６が開状態になると、第２シャッター３０６の裏側の面が第２センサー３１６の先端に当接する。第２センサー３１６は、第２シャッター３０６の裏側の面に当接した先端が押し込まれると、第２シャッター３０６が開状態であることを検知する。つまり、リミットスイッチがＯＦＦであれば第２シャッター３０６が閉状態であることを意味し、リミットスイッチがＯＮであれば第２シャッター３０６が開状態であることを意味する。このように、リミットスイッチの第２センサー３１６は、閉状態の第２シャッター３０６が照明装置１０８の発光面を覆う蓋部分の裏側が第２シャッター３０６の開状態において当接する位置に、設置されている。

【0036】

図６は、工作機械１００および画像処理装置１１０のハードウェア構成図である。
工作機械１００は、操作制御装置１２０、加工制御装置１２２、加工装置１２４、工具交換部１２６および工具格納部１３０を含む。数値制御装置として機能する加工制御装置１２２は、加工プログラムにしたがって加工装置１２４に制御信号を送信する。加工装置１２４は、加工制御装置１２２からの指示にしたがって主軸１１６を動かしてワークを加工する。加工制御装置１２２は、第１センサー３１４を用いて第１シャッター３０４の開状態を検知する処理と、第２センサー３１６を用いて第２シャッター３０６の開状態を検知する処理とを行うシャッター検知部３３０を有する。

【0037】

操作制御装置１２０は、操作盤２０６を含み、加工制御装置１２２を制御する。工具格納部１３０は工具１０２を格納する。工具交換部１２６は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応する。工具交換部１２６は、加工制御装置１２２からの交換指示にしたがって、工具格納部１３０から工具１０２を取り出し、主軸１１６にある工具１０２と取り出した工具１０２を交換する。

【0038】

操作制御装置１２０は、シャッター制御部３２０を含む。シャッター制御部３２０は、外部カバー３００および内部シャッター（第１シャッター３０４および第２シャッター３０６）を開閉させる。

【0039】

画像処理装置１１０は、主として、工具形状認識等の画像処理を行う。上述したように、画像処理装置１１０は操作制御装置１２０の一部として構成されてもよい。画像処理装置１１０は、一般的なラップトップＰＣ（Personal Computer）あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。

【0040】

なお、画像処理装置１１０、操作制御装置１２０および加工制御装置１２２は、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアやプログラムを画像処理装置１１０とは別個のオペレーティングシステム上で実現される。

【0041】

図７は、工具交換のための処理過程を示すフローチャートである。
加工制御装置１２２が加工プログラムにおける所定の工具交換コマンドを検出したときに、図７に示す処理が開始される。

【0042】

シャッター検知部３３０は、第１センサー３１４から第１シャッター３０４に関する検知結果を取得する。シャッター検知部３３０が、第１センサー３１４によって第１シャッター３０４の開状態が検知されたと判定した場合には（Ｓ１０のＹ）、加工制御装置１２２は、工具交換を行なわない。つまり、加工制御装置１２２は、工具交換部１２６に工具交換を指示する前に、ＮＣプログラムの実行を中断する。

【0043】

ＮＣプログラムの実行を中断した場合のリカバリーとして、加工制御装置１２２は、作業者に第１シャッター３０４が開放されているために工具交換できない旨の警告を知らせる。具体的には、加工制御装置１２２が、画像処理装置１１０又は操作盤２０６に当該警告を出力させる。作業者は、画像処理装置１１０又は操作盤２０６を操作して、シャッター制御部３２０に第１シャッター３０４の閉鎖を命令する。シャッター制御部３２０は、この命令に従って第１シリンダ３０５を動作させて第１シャッター３０４を閉鎖させる。あるいは、加工制御装置１２２が、自動的にシャッター制御部３２０に第１シャッター３０４の閉鎖を命令してもよい。作業者が手動で第１シャッター３０４を閉じさせてもよい。

【0044】

Ｓ１２でＮＣプログラムの実行を中断した後、シャッター検知部３３０がＳ１０の判定を繰り返し、第１センサー３１４によって第１シャッター３０４の開状態が検知されなくなるまで、つまり閉状態になるまで待機する（Ｓ１０のＮ）。

【0045】

最初のＳ１０の処理においてシャッター検知部３３０が第１センサー３１４によって第１シャッター３０４の開状態が検知されない、つまり閉状態であると判定した場合、あるいは上述のように中断のリカバリーによって第１シャッター３０４が閉鎖されると、Ｓ１４の処理に移る。

【0046】

シャッター検知部３３０は、第２センサー３１６から第２シャッター３０６に関する検知結果を取得する。シャッター検知部３３０が、第２センサー３１６によって第２シャッター３０６の開状態が検知されたと判定した場合には（Ｓ１４のＹ）、加工制御装置１２２は、工具交換を行なわない。つまり、加工制御装置１２２は、工具交換部１２６に工具交換を指示する前に、ＮＣプログラムの実行を中断する。

【0047】

ＮＣプログラムの実行を中断した場合のリカバリーとして、加工制御装置１２２は、第１シャッター３０４の場合と同様に、作業者に第２シャッター３０６が開放されているために工具交換できない旨の警告を知らせる。作業者は、第１シャッター３０４の場合と同様に、画像処理装置１１０又は操作盤２０６を操作して、シャッター制御部３２０に第２シャッター３０６の閉鎖を命令する。あるいは、加工制御装置１２２が、自動的にシャッター制御部３２０に第２シャッター３０６の閉鎖を命令してもよい。シャッター制御部３２０は、この命令に従って第２シリンダ３０７を動作させて第２シャッター３０６を閉鎖させる。作業者が手動で第２シャッター３０６を閉じさせてもよい。

【0048】

Ｓ１６でＮＣプログラムの実行を中断した後、シャッター検知部３３０がＳ１４の判定を繰り返し、第２センサー３１６によって第２シャッター３０６の開状態が検知されなくなるまで待機する（Ｓ１４のＮ）。

【0049】

最初のＳ１４の処理においてシャッター検知部３３０が第２センサー３１６によって第２シャッター３０６の開状態が検知されない、つまり閉状態であると判定した場合、あるいは上述のように中断のリカバリーによって第２シャッター３０６が閉鎖されると、Ｓ１８の処理に移る。

【0050】

このようにして、第１シャッター３０４および第２シャッター３０６がいずれも開状態でないことを確認してから、加工制御装置１２２は、工具交換部１２６に工具交換を指示する（Ｓ１８）。

【0051】

つまり、第１センサー３１４が開状態を検知していない場合、工具交換部１２６が移動し取付部（この例では、主軸１１６）に工具１０２を取り付ける。また、工作機械１００は、第２センサー３１６が開状態を検知していない場合、工具交換部１２６が移動し取付部に工具１０２を取り付ける。

【0052】

［変形例］
シャッター検知部３３０は、カメラ１０６に撮像を指示し、撮像画像が暗く何も写っていない場合に、第１シャッター３０４の閉状態を検知してもよい。また、シャッター検知部３３０は、撮像画像が明るければ、さらに第２シャッター３０６の開状態を検知してもよい。撮像画像の明度が基準値よりも高ければ照明装置１０８の照明が行われていることになるので、シャッター検知部３３０は、第２シャッター３０６の開状態も検知できる。

【0053】

また、工具交換後に、カメラ１０６の校正作業を行ってもよい、そのために、数値制御装置（例えば、加工制御装置１２２）は、カメラ１０６や照明部（例えば、照明装置１０８）の校正情報を記憶している形態でもよい。校正情報は、カメラ１０６を固定した固定部の初期の設置位置、カメラ１０６を固定した固定部の初期の設置位置と対応する機械座標、カメラ１０６のレンズの中心位置などの情報になる。画像処理装置１１０は、工具交換前に撮像した画像をもとに、最初のカメラ１０６の設置位置からのずれを算出し、ずれの量が一定値を超えた場合に、カメラ１０６の再固定や交換が必要な時期の報知を行う。同様に、画像処理装置１１０は、工具交換前に撮像した画像をもとに、最初の照明部の設置位置からのずれを算出し、ずれの量が一定値を超えた場合に、照明部の再固定などの報知を行う。

【0054】

［参考例］
図８は、参考例における工具認識領域における各機構の側断面図である。
シリンダセンサーを第１センサーおよび第２センサーとして用いてもよい。第１シャッター３０４を駆動する第１シリンダ３０５内に設けられた第１シリンダセンサー３２４が、実施形態で例示したリミットスイッチの代わりとして用いられる。第１シリンダセンサー３２４は、第１シリンダ３０５が伸びているときに第１シャッター３０４の閉状態を検知し、第１シリンダ３０５が縮んでいるときに第１シャッター３０４の開状態を検知する。同様に、第２シャッター３０６を駆動する第２シリンダ３０７内に設けられた第２シリンダセンサー３２６が、実施形態で例示したリミットスイッチの代わりとして用いられる。第２シリンダセンサー３２６は、第２シリンダ３０７が伸びているときに第２シャッター３０６の閉状態を検知し、第２シリンダ３０７が縮んでいるときに第２シャッター３０６の開状態を検知する。

【0055】

図９は、工作機械１００の実装例における工具認識領域２１０の側面図である。
ワーク主軸１０５は主軸台１７０に回転可能に支持され、その主軸台１７０にカメラ１０６が固定されている。照明装置１０８を支持するアーム１７２は、主軸台１７０の上方に設けられている。工具検査の際には、工具１０２における撮像対象部（検査のために撮像される部分）が検査領域２１２に配置される。鉛直線Ｌ１に沿って見た場合（または、鉛直線Ｌ１の上方から見た場合）、照明装置１０８と第２シャッター３０６とが、カメラ１０６と重ならない位置関係を有する程度に傾斜角θで光軸Ｌ２が傾けられる（図中の鉛直線Ｌ１と平行な二点鎖線参照）。光軸Ｌ２を傾斜させることで、照明装置１０８を固定しているアーム１７２から離れた位置に工具１０２を移動させることになるため、工具径が大きい工具１０２を撮像することも可能となる。

【0056】

図示するように、照明装置１０８の第２シャッター３０６が開いていると、工具交換の動作において工具交換部１２６が第２シャッター３０６に当たる。一方、照明装置１０８の第２シャッター３０６が閉じていると、工具交換の動作において工具交換部１２６が第２シャッター３０６に当たらない。

【0057】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１００ 工作機械、１０２ 工具、１０４ 保持部、１０６ カメラ、１０８ 照明装置、１１０ 画像処理装置、１１２ 刃部、１１４ シャンク部、１１６ 主軸、１１８ ホルダ、１２０ 操作制御装置、１２２ 加工制御装置、１２４ 加工装置、１２６ 工具交換部、１３０ 工具格納部、１３８ 表示部、２００ 加工領域、２０２ カバー、２０４ ドア、２０６ 操作盤、２１０ 工具認識領域、３００ 外部カバー、３０４ 第１シャッター、３０５ 第１シリンダ、３０６ 第２シャッター、３０７ 第２シリンダ、３０８ 副照明装置、３１４ 第１センサー、３１６ 第２センサー、３２０ シャッター制御部、３２４ 第１シリンダセンサー、３２６ 第２シリンダセンサー、３３０ シャッター検知部、３４０ 上側壁部、３４２ 下側壁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】