特開 2022-24717 画像処理装置及び工作機械

(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】P2022024717

(43)【公開日】2022-02-09

(54)【発明の名称】画像処理装置及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/09 20060101AFI20220202BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20220202BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/09 A

B23Q17/24 A

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020127467

(22)【出願日】2020-07-28

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-07-14

(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】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】神藤 建太

【テーマコード（参考）】

3C029

【Ｆターム（参考）】

3C029CC10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】工具の状態を適切なタイミングで把握する。
【解決手段】画像処理装置は、ワークを加工する工具を保持する保持部２と、保持部に保持された工具を撮像するための撮像部３と、を備える工作機械の撮像部から送信される画像データを処理する画像処理装置１０であって、撮像部から送信された画像データを受信する受信部１０１と、撮像部で撮像された工具の画像データと予めデータ化された工具のデータとを比較する比較部１０２と、比較部での比較結果を送信する送信部１０４と、を備え、比較部は、ワークの加工跡の状態を判断した後の入力信号に応じて、データの比較を行う。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを加工する工具を保持する保持部と、前記保持部に保持された工具を撮像するための撮像部と、を備える工作機械の前記撮像部から送信される画像データを処理する画像処理装置であって、
前記撮像部から送信された画像データを受信する受信部と、
前記撮像部で撮像された工具の画像データと予めデータ化された前記工具のデータとを比較する比較部と、
前記比較部での比較結果を送信する送信部と、を備え、
前記比較部は、前記ワークの加工跡の状態を判断した後の入力信号に応じて、データの比較を行う、画像処理装置。

【請求項2】

前記工具の使用時間を記憶する記憶部と、前記使用時間が所定時間を超えた場合に、前記撮像部に前記工具を撮像する指示を行う指示部と、を備える、請求項１記載の画像処理装置。

【請求項3】

請求項１又は２のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
ワークの加工を制御するための制御装置と、を備える工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、画像処理装置及び工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械を使用してワークを加工する際、工具の形状や状態を把握することが必要である。工具の状態の把握により、精度良い加工が実現できる。ところが、工具の形状や状態の把握は、特別な作業や時間を要するのが現状である。

【0003】

特許文献１では、研削加工装置の工具を、画像を用いて管理する技術が開示される。特許文献２では、工作機械の工具の変化に対し、工具の先端を撮影視野に捉えるための技術が開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－２６９８４４号公報

【特許文献2】特開平９－３２３２４０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、上記特許文献のいずれによっても、工具の状態を適切なタイミングで把握することは困難である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで、特許請求の範囲に記載の装置等を提供するものである。

【0007】

本開示において、画像処理装置の他に、工作機械などを提供するものである。

【0008】

これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、及びコンピュータプログラム、並びに、それらの組み合わせにより、実現されてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、工作機械での工具の状態を適切なタイミングで把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】工作機械の外観図である。

【図2】実施形態に係る工作機械及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態に係る工作機械の構成を説明する構成図である。

【図4A】実施形態に係る画像処理装置で利用される工具データの一例である。

【図4B】工具の投影画像データの一例である。

【図5】加工跡のないワークと、加工跡の生じたワークとを比較する図である。

【図6】撮像した工具の画像データを表示する表示画面の一例である。

【図7】工作機械における処理を説明するフローチャートである。

【図8】画像処理装置における処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、図面を参照して各実施形態に係る画像処理装置及び工作機械について説明する。以下の説明では、同一の構成について、同一の符号を付して説明を省略する。

【0012】

以下で説明する「工作機械」は、工具を用いて加工対象である金属等のワークに対し、切削、研削等により所望の形状に加工するものである。

【0013】

本実施形態の「画像処理装置」は、工作機械内で撮像される画像を処理する装置である。また、「画像処理装置」は、工作機械においてワークの加工に使用する工具の状態の検出や計測等を実行する。

【0014】

〈工作機械〉
本開示の実施形態に係る工作機械１は、例えば、図１に示すような外形であり、加工領域７０内に配置されるワークを加工することができる。工作機械の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。工作機械１は、図２に示すように、保持部２、撮像部３、数値制御部４等を有する。また、工作機械１は、図２に示すように、計測部５を有してもよい。さらに、工作機械１は、後述する画像処理装置１０と接続される。

【0015】

保持部２は、ワークを加工する工具を保持するための部分である。例えば、保持部２は、ワークを加工する工具Ｔを取り付ける工具主軸２１、刃物台のステーション、マガジンのポット、工具交換アームである。

【0016】

工具主軸２１は、図３に示すように、工具Ｔを保持した状態で、制御機構（図示せず）により、回転及び移動等することが可能である。工具Ｔは、制御機構による回転や移動の動作がされ、ワークを所望の形状に加工する。工具Ｔは、ワークの加工に利用される部位である刃部Ｔ１と、工具主軸２１のホルダ２１１に保持される部位であるシャンク部Ｔ２とがある。

【0017】

工作機械１は、図１に示す収納部であるマガジン６１に複数種の工具Ｔを収納する。そして、工作機械１は、工具交換アームを利用して複数の中から選択した工具Ｔを工具主軸２１に保持させることで、異なる複数種類の方法でワークを加工することができる。

【0018】

撮像部３は、保持部２に保持された工具Ｔを撮像する。撮像部３は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えたカメラである。この撮像部３は、所定のタイミングで、工具主軸２１に取り付けられた工具Ｔを撮像することができる。例えば、撮像部３は、１本の工具Ｔを利用して所定数のワークを加工したタイミングで、この工具Ｔを撮像する。

【0019】

撮像部３は、図３に示すように、工具主軸２１に取り付けられた工具Ｔを複数の異なる方向から撮像する。具体的には、工具主軸２１が、保持する工具Ｔを所定のピッチで回転させ、撮像部３が、工具Ｔの回転を止めた状態で撮像を行う。このように所定ピッチ間隔で、工具Ｔを撮像することで、撮像部３が固定されている場合であっても、工具Ｔを異なる複数の方向から撮像することができる。また、撮像部３は、得られた画像データを、画像処理装置１０に出力する。なお、一枚の画像に工具Ｔが収まらない場合、工具主軸２１は、回転軸に沿って工具Ｔを移動させてもよい。

【0020】

上述のように、工作機械１は、撮像部３により、工作機械１の工具主軸２１に取り付けられ、所定のピッチで回転された工具Ｔを撮像することで、複数の方向からの工具Ｔの画像データを得ることができる。例えば、撮像部３は、工具主軸２１の回転軸を基準として工具Ｔが１８°回転される毎に画像データを撮像することにより、各工具Ｔについて、工具Ｔの回転軸に対して垂直方向のうちの異なる方向からの複数の画像を得ることができる。１８°回転であれば、工具を１回転させたときに２０個の方向から撮像した画像を取得することができる。このとき、工作機械１は、工具Ｔの回転角度に関する情報を画像データと共に画像処理装置１０に提供する。

【0021】

また、撮像部３は、ワーク保持部６２に保持されるワークを撮像することもできる。図２に示す例では、工作機械１は、１台の撮像部３のみを備える。この場合、１台の撮像部３で工具Ｔ及びワークを撮像することができる。また、工具Ｔ撮像用の撮像部と、ワーク撮像用の撮像部との複数台の撮像部を設け、工具とワークとを別々の撮像部で撮像する構成でもよい。

【0022】

照明部３３は、図３に示すように、発光面３４が撮像部３の受光面３１と対向するように配置され、発光面３４から出射された光のうち工具の周囲を通過した光が受光面３１に入射する。したがって、この照明部３３は、透過照明である。透過照明である照明部３３の使用により、工具Ｔの輪郭の詳細を把握可能な投影画像を得ることができる。なお、図３に示す撮像部３、受光面３１、照明部３３及び発光面３４の構成は、図１中の破線部分に位置するものである。

【0023】

数値制御部４は、工具Ｔは、加工を行うために工具主軸２１の駆動制御等の制御を行う。

【0024】

計測部５は、工具Ｔで加工されたワークを、計測器具を用いて計測する。具体的には、計測部５は、計測を要求するリクエストを受信すると、ワークを計測する。また、計測部５は、計測結果を画像処理装置１０に送信する。

【0025】

計測部５、計測器具として、例えば、所定の位置でワークと接触させるように動作させる『タッチプローブ』を利用する。このとき、計測部５であるタッチプローブは、ワークの複数の点と接触するが、複数の点の接触で得られた電気信号を一の計測結果として画像処理装置に送信してもよい。または、各点の接触で得られた電気信号毎に計測結果として画像処理装置に送信してもよい。このように得られた複数点の情報から、画像処理装置１０は、ワークの形状を計測することができる。なお、計測部５は、ワークの計測方法は、上述した『タッチプローブ』を利用した接触計測に限定されず、例えば、レーザー変位計を利用した非接触計測でもよい。

【0026】

また、工作機械１は、図１に示すように、ワーク保持部６２、照明部６３を備える。ワーク保持部６２は、加工対象のワークを保持することが可能であり、駆動機構に駆動されることによりワークを回転や移動させることができる。照明部６３は、撮像部３による撮像の際に発光可能である。さらに、工作機械１は、加工領域７０と工作機械１の外部を遮断するカバー７１を備え、カバー７１には、加工対象のワークを、加工領域７０から工作機械１の外部に取り出すための開口７２を開閉可能なドア７３を備える。その他、工作機械１の加工等の種々の操作に用いる操作盤８を備える。

【0027】

〈画像処理装置〉
図２を用いて、実施形態に係る画像処理装置１０の一例を説明する。画像処理装置１０は、工作機械１の撮像部３から送信される画像データＤ２を処理するものであり、演算部１００と、記憶部１１０と、入力部１２０と、表示部１３０と、通信部１４０とを備える。この画像処理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末等の情報処理装置である。この画像処理装置１０は、いわゆる『ツールプロファイラ』として、工作機械においてワークの加工に使用する工具の状態の検出や計測等を実行することができる。

【0028】

演算部１００は、画像処理装置１０全体の制御を司るコントローラである。例えば、演算部１００は、記憶部１１０に記憶される制御プログラムＰを読み出して実行することにより、受信部１０１、比較部１０２、操作部１０３、送信部１０４及び指示部１０５としての処理を実行する。また、演算部１００は、ハードウェアとソフトウェアの協働により所定の機能を実現するものに限定されず、所定の機能を実現する専用に設計されたハードウェア回路でもよい。すなわち、演算部１００は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等、種々のプロセッサで実現することができる。

【0029】

記憶部１１０は種々の情報を記録する記録媒体である。記憶部１１０は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Device）、ハードディスク、その他の記憶デバイスまたはそれらを適宜組み合わせて実現される。記憶部１１０には、演算部１００が実行する制御プログラムＰの他、工作機械１で使用する種々のデータ等が格納される。例えば、記憶部１１０は、工具データＤ１、画像データＤ２及び時間データＤ３を記憶する。

【0030】

工具データＤ１は、工作機械１で利用する複数の工具Ｔに関して予めデータ化されたものである。図４Ａに示す例では、工具データＤ１は、工具を識別する『工具ＩＤ』と、工具ＩＤで識別される工具の『画像データ』と、当該工具に関する『工具形状』、『工具長』等の情報とを関連付けるデータである。図４Ｂに示す画像データＩｍ００１は、図４Ａの工具データＤ１と関連付けられる画像データである。図４Ａに示す工具データＤ１で示す『画像番号』は、工具の画像データの識別情報であり、例えば、工具ＩＤ『Ａ０１』の画像データは、図４Ｂに示す画像番号『Ｉｍ００１』で識別される画像データである。図４Ｂで示す例では、工具の画像データの形式は、図３を用いて上述したような工具Ｔの輪郭を把握可能な『投影画像』である。

【0031】

なお、図４Ａに示す工具データＤ１に関連付けられる画像データは、図４Ｂに例示する１枚のみではなく、複数枚であってもよい。例えば、工具データＤ１は、１本の工具Ｔについて、異なる複数の方向から撮像した画像データを関連付けることができる。また、工具データＤ１と関連付けられる異なる方向から撮像した複数の画像データから、工具Ｔの立体的な形状を特定することができる。

【0032】

図４Ｂでは、図示を省略するが、工具データＤ１が含む工具Ｔの画像データは、複数のインサートの刃が取り付けられた状態が確認可能なものであってもよい。この場合も、複数の異なる方向から撮像された画像データにより、工具に取り付けられた各インサートの刃を確認可能なものであってよい。

【0033】

画像データＤ２は、撮像部３で撮像された工具Ｔや工具Ｔで加工されたワークのデータである。

【0034】

時間データＤ３は、工具Ｔの使用時間に関するデータである。具体的には、時間データＤ３は、工具Ｔ毎の累計時間に関するデータである。

【0035】

入力部１２０は、データや操作信号の入力に利用するキーボード、マウス及びタッチパネル等の入力手段である。表示部１３０は、データの出力に利用するディスプレイ等の出力手段である。

【0036】

通信部１４０は、外部の装置（図示せず）とのデータ通信を可能とするためのインタフェース回路（モジュール）である。例えば、通信部１４０は、工作機械１とデータ通信を実行することができる。

【0037】

受信部１０１は、工作機械１の撮像部３から送信された画像データＤ２を、通信部１４０を介して受信する。例えば、受信部１０１は、回転して異なる角度から撮像された工具Ｔの複数の投影画像の画像データＤ２を、その回転角度に関する情報とともに受信する。また、受信部１０１は、受信した複数の工具Ｔの画像データＤ２及び工具Ｔの回転角度に関する情報を、工具Ｔの識別情報と関連付けて記憶部１１０に記憶させる。

【0038】

受信部１０１は、撮像部３から、加工後のワークを撮像した画像データＤ２を受信することができる。また、受信部１０１は、ワークの画像データＤ２も、記憶部１１０に記憶させる。

【0039】

比較部１０２は、撮像部３で撮像された工具の画像データと予めデータ化された前記工具のデータとを比較する。具体的には、比較部１０２は、操作部１０３から比較をするための操作信号が入力され、比較するタイミングとなった場合、受信部１０１が受信した工具Ｔの画像データＤ２と、記憶部１１０に予め記憶される工具データＤ１で関連付けられる工具Ｔの画像データとを比較する。比較部１０２は、工具の画像データＤ２と、工具データで関連付けられる画像データとを比較して、工具の状態の検知することができる。したがって比較部１０２は、例えば、工具のメンテナンスの必要の有無の判断に利用する工具の形状の差異を求めることができる。具体的には、画像データＤ２における工具Ｔの摩耗の程度を特定するものであり、工具がすり減るような摩耗が大きい程、工具径は小さな値となる。この例に限られず、この差異を数値化したことにより、工具Ｔの劣化の程度や、工具Ｔへの切り屑の巻き付きの有無を特定することもできる。すなわち、この比較部１０２が、ツールプロファイラとしての機能を有する。

【0040】

なお、比較部１０２における比較方法としては、工具Ｔの画像データＤ２から『エッジ検出』を利用することができる。『エッジ』は、画像内に生じる明るい部分と暗い部分の境界である。したがって、このエッジを特定することは、工具Ｔの形状を特定することである。具体的には、画像データＤ２のエッジの位置と、工具データＤ１に関連付けられる画像データのエッジの位置・幅・領域等を比較することで、工具Ｔや工具Ｔのインサートの刃の劣化の程度を特定することができる。また、例えば、画像データＤ２から、破線部に示すような工具Ｔへの切り屑巻き付きを検出することができる。

【0041】

なお、上述したように、工具データＤ１が複数の方向から撮像された画像データを含む場合、比較部１０２は、受信部１０１で異なる方向から撮像された複数の画像データＤ２を利用して、比較してもよい。

【0042】

操作部１０３は、所定のタイミングで、比較するための操作信号を生成し、比較部１０２に出力する。すなわち、操作信号は、ツールプロファイラでの確認をするタイミングを決定するための信号であり、ワークの加工跡の状態を判断した場合に生成される信号である。この操作信号は、ワークの加工跡に応じて生成される。例えば、加工後のワークの撮像画像から、ワークに生じたツールマーク等のワークの加工跡が、許容の程度を越えるタイミングで、この操作信号を生成する。具体的には、撮像部３が撮像したワークの画像データＤ２から、加工後のワークが予め定められる許容の程度を越える場合、操作信号を生成し、比較部１０２に出力する。

【0043】

図５（ａ）は、加工による加工跡であるツールマークの生じていないワークの歯面Ｆの一部斜視図である。図５（ａ）に示す歯面Ｆは、凹凸や起伏のない滑面であって、理想的な加工ができた例である。一方、図５（ｂ）は、ツールマークの生じたワークの歯面の一部斜視図である。図５（ｂ）に示す例にあるように、加工により、ワーク表面に本来の加工目的ではない微少な渦Ｇが生じる場合がある。この渦Ｇがワークとして問題ない場合もある。しかし、工具Ｔに劣化が生じた場合には、凹凸や起伏が大きくなり好ましくない程度の渦Ｇのツールマークが発生する場合もある。このような場合、工具Ｔの状態の確認を行う必要があるため、操作部１０３は、操作信号を生成する。すなわち、画像処理装置１０では、ツールマーク等のワークの加工跡に応じて、ツールプロファイラで工具Ｔの状態を確認するタイミングを調整することができる。例えば、この操作信号を生成するタイミングを調整することで、画像処理装置１０におけるツールプロファイラによる工具Ｔの状態を確認するタイミングの間隔を短くしたり長くしたりすることができる。

【0044】

また、操作部１０３は、ワークに生じた付加加工の加工跡が許容の程度を越える場合にも、操作信号を生成してもよい。付加加工で生じた加工跡である凹凸や起伏が大きい場合、工具Ｔの摩耗や破損が促進されるためである。

【0045】

なお、操作部１０３は、画像データＤ２を用いて判定したタイミングだけでなく、オペレータによって、入力部１２０や等を介して操作されたタイミングで操作信号を生成してもよい。これにより、例えば、オペレータが目視によってワークの加工跡を発見した場合、入力部を介して操作することで、操作部１０３は、操作信号を生成することができる。

【0046】

送信部１０４は、比較部１０２での比較結果を、通信部１４０を介して外部の装置に送信する。例えば、送信部１０４は、比較結果を、操作盤８に送信する。または、送信部１０４は、比較結果として得られた数値を、オペレータの端末に送信し、工具Ｔの状態をオペレータに通知してもよい。ここで、送信部１０４は、工具Ｔの状態が、現在のところメンテナンスは必要でないと判断できる比較結果である場合、その比較結果を送信しないようにしてもよい。すなわち、工具Ｔのメンテナンスが必要と判断される比較結果のみを、外部の装置に送信してもよい。

【0047】

指示部１０５は、所定のタイミングで場合、通信部１４０を介して工具Ｔの撮像を要求するリクエストを工作機械１に送信する。このタイミングは、工具Ｔの使用の累計時間により定められるものであってもよい。例えば、指示部１０５は、工具Ｔ毎に、加工に使用された累計時間を記憶部１１０に記憶させる。この使用の累計時間は、工具データＤ１に含めてもよいし、図２に示すように、時間データＤ３として、工具データＤ１とは別に記憶部１１０に記憶させてもよい。そして、指示部１０５は、時間データＤ３として記憶される使用の累計時間が、予め閾値として定められる時間を超えた場合、工具Ｔの撮像を要求するリクエストを工作機械１に送信する。ここで閾値として利用する所定時間は、工具Ｔの劣化の進行度合い等に応じて工具Ｔの種別毎に予め定め、工具データＤ１に含めることができる。例えば、劣化しやすい工具Ｔについては、劣化しにくい工具Ｔよりも短い時間を所定時間として設定することが好ましい。これにより、撮像部３は、工具Ｔの劣化が生じた可能性の高いタイミングで画像データＤ２の撮像をすることができる。

【0048】

例えば、撮像部３で撮像された画像データＤ２は、図６（ａ）に示すような表示画面で確認可能としてもよい。図６（ａ）に示す一例の表示画面Ｗでは、表示部Ｂ１に、工具Ｔの画像データＤ２を含む。表示画面Ｗは、図６（ａ）に示すように、画像処理装置１０において自動認識された工具Ｔの刃先を示す自動認識刃先接触線Ｌ１を含む。また、表示画面Ｗは、自動認識刃先接触線Ｌ１を補正するための補正用刃先接触線Ｌ２を含む。例えば、表示画面Ｗが接触により操作入力が可能なタッチパネル機能を有するとき、図６（ａ）に示すように、ユーザは、補正用刃先接触線Ｌ２に接触して実際の工具Ｔの刃先までスライドする。これにより、図６（ｂ）に示すように、補正用刃先接触線Ｌ２は、工具Ｔの実際の刃先に移動される。図６（ｂ）に示す表示画面Ｗでは、自動認識刃先接触線Ｌ１と、補正用刃先接触線Ｌ２とは、４０．８μｍのずれがあることが分かる。これにより、工具Ｔの刃先の位置のずれを補正することができる。そして、このように補正された工具Ｔの刃先の位置を利用して、工具Ｔの位置を補正し、加工による不具合を防ぐことができる。なお、表示部Ｂ２～Ｂ４には、表示部Ｂ１に表示される画像データとは別のタイミングで取得された工具Ｔの画像データを表示する。

【0049】

このように、実施形態に係る画像処理装置１０では、工具Ｔで加工されたワークの状態に応じて操作部１０３によって操作信号が生成されたタイミングでツールプロファイラを機能させ、工具のメンテナンスの判断に利用することができる。例えば、画像処理装置１０により得られた、ワークの状態を利用し、工具Ｔの交換が必要であるか否かを判断することができる。工具Ｔは頻繁に交換やメンテナンスするよりも、ワークの状態が問題なければできだけ長い間交換やメンテナンスすることなく加工に利用することができることが好ましい。一方、ワークの加工状態に問題がある場合には、できるだけ早急に工具Ｔを交換したり、メンテナンスすることが好ましい。したがって、画像処理装置１０は、撮像部３から受信する画像データＤ２によってワークの加工状態が想定される程度よりも悪い場合、工具Ｔの状態の確認をすることができる。これにより、画像処理装置１０では、工作機械での工具の状態を適切なタイミングで把握することができる。

【0050】

〈工作機械における処理〉
図７に示すフローチャートを用いて、工作機械１における画像データの撮像に関する処理について説明する。工作機械１において、例えば、ワークの加工が終了したタイミングで（Ｓ０１でＹＥＳ）、撮像部３が、工具Ｔにより加工されたワークを撮像する（Ｓ０２）。

【0051】

次に、撮像部３が、ステップＳ０２で撮像したワークの画像データを、画像処理装置１０に送信する（Ｓ０３）。

【0052】

また、画像処理装置１０から工具Ｔの画像データを要求する工具撮像指示を受信すると（Ｓ０４でＹＥＳ）、撮像部３は、工具Ｔの画像データを撮像する（Ｓ０５）。

【0053】

続いて、撮像部３は、ステップＳ０５で撮像した工具Ｔの画像データを画像処理装置１０に送信する（Ｓ０６）。

【0054】

例えば、工作機械１では、新たなワークの加工を継続する限り（Ｓ０７でＹＥＳ）、ステップＳ０１～Ｓ０６の処理を繰り返す。

【0055】

なお、図７に示す処理の順序は一例であり、ワークの画像データと工具の画像データとを画像処理装置１０に送信可能であれば、図７に示す例に限られない。例えば、ステップＳ０１～Ｓ０３がワークの画像の撮像に関する一連の処理で、ステップＳ０４～Ｓ０６が工具Ｔの画像データの撮像に関する一連の処理であるが、必要に応じて、工具Ｔの画像データの撮像の後にワークの画像の撮像がされてもよい。

【0056】

〈画像処理装置における処理〉
図８に示すフローチャートを用いて、画像処理装置１０における工具Ｔの確認とワークの計測の処理について説明する。

【0057】

受信部１０１は、撮像部３が撮像したワークの画像データＤ２を受信し、記憶部１１０に記憶させる（Ｓ２１）。

【0058】

指示部１０５は、所定のタイミングで（Ｓ２２でＹＥＳ）、撮像部３に工具Ｔの画像データＤ２の撮像を要求する撮像指示を送信する（Ｓ２３）。この所定のタイミングは、例えば、工具Ｔの使用の累計時間が予め定められる時間を超えたタイミングである。

【0059】

受信部１０１は、撮像部３が撮像した工具Ｔの画像データＤ２を受信し、記憶部１１０に記憶させる（Ｓ２４）。

【0060】

操作部１０３により、操作信号が生成されると（Ｓ２５でＹＥＳ）、比較部１０２は、ステップＳ２４で受信した工具Ｔの画像データを、記憶部１１０に記憶される工具データＤ１で関連付けられる画像データと比較する（Ｓ２６）。

【0061】

送信部１０４は、ステップＳ２６による比較結果を、外部の装置に送信する（Ｓ２７）。例えば、操作盤、比較部１０２は、比較結果を操作盤８や他の出力装置に出力してもよい。

【0062】

工作機械１においてワークの加工が継続する間（Ｓ２８でＹＥＳ）、画像処理装置１０において、ステップＳ２１～Ｓ２７の処理を繰り返す。

【0063】

なお、図８に示す処理の順序は一例であり、ワークの画像データと工具Ｔの画像データと受信し、ワークの状態から工具Ｔの状態を確認可能であれば、図８に示す例に限られない。例えば、ステップＳ２１がワークの画像の取得に関する処理で、ステップＳ２２～Ｓ２４が工具Ｔの状態の確認に関する一連の処理であるが、必要に応じて、工具Ｔの画像データの取得の後にワークの画像の取得がされてもよい。

【0064】

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。

【0065】

本出願において開示する技術を用いることにより、工作機械での工具の状態を把握し、加工精度の向上を図ることが可能になる。

【0066】

本開示の全請求項に記載の画像処理装置、工作機械及び画像処理方法は、ハードウェア資源、例えば、プロセッサ、メモリ、及びプログラムとの協働などによって、実現される。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本開示の画像処理装置、工作機械及び画像処理方法は、例えば、工作機械の工具の状態把握に有用である。

【符号の説明】

【0068】

１ 工作機械
２ 保持部
３ 撮像部
４ 数値制御部
５ 計測部
１０ 画像処理装置
１０１ 受信部
１０２ 比較部
１０３ 操作部
１０４ 送信部
１０５ 指示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2020-11-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを加工する工具を保持する保持部と、前記保持部に保持された工具の投影画像を撮像するための撮像部と、を備える工作機械の前記撮像部から送信される画像データを処理する画像処理装置であって、
前記撮像部から送信された投影画像データを受信する受信部と、
前記撮像部で撮像された工具の投影画像データから投影画像のエッジを特定し、前記ワークの表面に特定の加工跡があると判断した後の入力信号に応じて、予めデータ化された前記工具のデータと比較する比較部と、
前記比較部での比較結果を送信する送信部と、
を備える画像処理装置。

【請求項2】

前記工具の使用時間を記憶する記憶部と、前記使用時間が所定時間を超えた場合に、前
記撮像部に前記工具を撮像する指示を行う指示部と、を備える、請求項１記載の画像処理
装置。

【請求項3】

前記撮像部で撮像された画像を表示する表示部を備え、
前記画像に表示される工具に対して刃先接触線を補正することができる、請求項１または２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

比較部は、異なる複数の方向から撮像された１つの工具の投影画像データからそれぞれ投影画像のエッジを特定し、工具の立体的な形状を特定する、請求項１から３のいずれか1項に記載の画像処理装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
ワークの加工を制御するための制御装置と、を備える工作機械。

【手続補正書】

【提出日】2021-03-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を回転させながらワークを加工するための工具を保持する工具主軸と、前記工具主軸に保持された工具の投影画像を撮像するための撮像部と、を備える工作機械の前記撮像部から送信される画像データを処理する画像処理装置であって、
前記撮像部から送信された投影画像データを受信する受信部と、
前記撮像部で撮像された工具の投影画像データから投影画像のエッジを特定し、前記ワークの表面に前記撮像部で撮像された工具の投影画像データから投影画像のエッジを特定し、前記ワークの表面に工具の切削によりできるツールマークである加工跡があると判断した後の入力信号に応じて、予めデータ化された前記工具のデータと比較する比較部と、
前記比較部での比較結果を送信する送信部と、
前記工具の投影画像データの特定されたエッジから算出された自動認識刃先接触線と前記工具主軸に保持された工具の刃先の撮像画像とを表示部に表示制御し、補正用刃先接触線を表示部上で移動させる表示制御をし、前記自動認識刃先接触線と前記補正刃先接触線との距離の表示制御を行う表示制御部と、
を備える画像処理装置。

【請求項2】

前記工具の使用時間を記憶する記憶部と、前記使用時間が所定時間を超えた場合に、前記撮像部に前記工具を撮像する指示を行う指示部と、を備える、請求項１記載の画像処理装置。

【請求項3】

比較部は、異なる複数の方向から撮像された１つの工具の投影画像データからそれぞれ投影画像のエッジを特定し、工具の立体的な形状を特定する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
ワークの加工を制御するための制御装置と、を備える工作機械。