CN110405529A - 数值控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够直接判定切削液是否碰到切削点的数值控制装置。数值控制装置(10)具备：判定部(17)，其基于通过由视觉传感器(5)拍摄从喷射喷嘴(3)向切削点(P)喷射出的切削液(F)而获取到的图像数据，来进行切削液(F)是否碰到切削点(P)的判定；以及指令部(18)，其基于该判定部(17)的判定结果，向控制喷射喷嘴(3)的位置和姿势的喷嘴控制装置(4)发出指令。

Description

数值控制装置
技术领域
本发明涉及一种对机床进行控制的数值控制装置。
背景技术
以往，已知有如下一种机床：为了使切削液碰到切削工具的切削点(在加工中切削工具与工件接触的点)，在安装有切削工具的主轴的附近具备喷射喷嘴(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的机床中，在需要根据切削工具的长度或直径来调整喷射喷嘴的角度时，预先通过实验对多个切削工具的每个切削工具求出制冷剂流量、喷射喷嘴的倾斜角度与当时的制冷剂的喷射路径之间的关系数据，在从多个切削工具中调用任意的切削工具的情况下，通过参照与该切削工具有关的上述关系数据，来调整喷射喷嘴的角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-150399号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1的机床中，进行使喷射喷嘴配置于目标位置以使制冷剂碰到切削点的控制，并不是检测制冷剂是否直接碰到切削点。因此，作为更直接且可靠的方法，要求能够判定切削液是否碰到切削点的装置。
本发明是鉴于上述问题而制作的，其目的在于，提供一种能够直接判定切削液是否碰到切削点的数值控制装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明的数值控制装置(例如，后述的数值控制装置10)具备：判定部(例如，后述的判定部17)，其基于通过由视觉传感器(例如，后述的视觉传感器5)拍摄从喷射喷嘴(例如，后述的喷射喷嘴3)向切削点(例如，后述的切削点P)喷射出的切削液(例如，后述的切削液F)而获取到的图像数据，来进行所述切削液是否碰到所述切削点的判定；以及指令部(例如，后述的指令部18)，其基于所述判定部的判定结果，向控制所述喷射喷嘴的位置和姿势的喷嘴控制装置(例如，后述的喷嘴控制装置4)发出指令。
(2)在(1)的数值控制装置中，也可以是，所述判定部基于从所述图像数据提取出的所述切削液的路径的形状来进行所述判定。
(3)在(1)的数值控制装置中，也可以是，所述判定部通过图案匹配来进行所述判定。
(4)在(1)的数值控制装置中，也可以是，所述判定部通过机器学习来进行所述判定。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够直接判定切削液是否碰到切削点的数值控制装置。
附图说明
图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的数值控制装置的机床的结构的概要图。
图2A是在切削液未碰到切削点时视觉传感器所获取的图像数据的示意图。
图2B是在切削液碰到切削点时视觉传感器所获取的图像数据的示意图。
图3A是表示切削液是否碰到切削点的判定方法的变形例的图。
图3B是表示切削液是否碰到切削点的判定方法的变形例的图。
附图标记说明
1：机床；2：主轴；3：喷射喷嘴；4：喷嘴控制装置；5：视觉传感器；10：数值控制装置；11：CPU；12：存储器(存储部)；13：显示部；14：输入部；15：接口；16：总线；17：判定部；18：指令部；T：切削工具；P：切削点；F：切削液。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行详细的说明。
首先，使用图1、图2A以及图2B对具备数值控制装置10的机床1的结构进行说明。图1是表示具备本发明的一个实施方式的数值控制装置10的机床1的结构的概要图。图2A是在切削液F未碰到切削点P时视觉传感器5所获取的图像数据的示意图。图2B是在切削液F碰到切削点P时视觉传感器5所获取的图像数据的示意图。
图1所示的机床1在加工工件(省略图示)时，使切削液F碰到切削工具T的切削点P，具体地说是在切削工具T的前端部分且在加工中与工件接触的点。由此，能够得到切削工具T与工件之间的摩擦的减轻、冷却等效果，能够进行顺畅的切削加工。
更详细地说，本实施方式的机床1在对工件进行切削加工前的状态、即在切削工具T接近工件之前的切削工具T与工件相离且后述的主轴2未旋转的状态下，控制喷射喷嘴3的位置和姿势(在本实施方式中为喷射喷嘴的角度)以使切削液碰到切削点P。然后，基于视觉传感器5所获取的图像数据来判定切削液是否碰到切削点P。在本实施方式的机床1中，特征在于，判断切削液实际上是否碰到切削点P。关于该判定，在后面详细叙述。在判定为碰到之后，一边保持切削工具T与喷射喷嘴3之间的相对位置，一边使切削工具T与工件抵接，执行切削加工。
机床1具备主轴2、喷射喷嘴3、喷嘴控制装置4、视觉传感器5以及数值控制装置10等。
主轴2用于从多个切削工具T中以能够更换的方式安装任意的切削工具T。主轴2由数值控制装置10控制。
喷射喷嘴3设置于主轴2的附近，向切削工具T的切削点P喷射切削液F。该喷射喷嘴3由喷嘴控制装置4控制位置和姿势(角度θ)。本实施方式的喷射喷嘴3设置为能够沿上下方向(图2A以及图2B中的Z方向)转动，喷射喷嘴3相对于切削工具T的角度θ得以控制(参照图1)。
喷嘴控制装置4基于来自数值控制装置10的指令，控制喷射喷嘴3的位置和姿势，使从喷射喷嘴3喷射的切削液F碰到切削点P。本实施方式的喷嘴控制装置4控制喷射喷嘴3在上下方向上的转动，来控制喷射喷嘴3相对于切削工具T的角度θ(参照图1)。
视觉传感器5通过对从喷射喷嘴3向切削工具T的切削点P喷射的切削液F进行拍摄来获取图像数据，将该图像数据作为信号输入到数值控制装置10。该视觉传感器5既可以固定于机床1，也可以安装于机器人(省略图示)。
数值控制装置(CNC)10具备CPU 11、存储器12、显示部13、输入部14、接口15以及总线16等。
CPU 11是统一控制机床1的处理器。该CPU 11经由总线16来与存储器(存储部)12、显示部13、输入部14及接口15连接。
存储器12由ROM、RAM以及非易失性存储器等构成。该存储器12将切削点P的位置作为位置数据进行存储。显示部13对操作者显示必要的信息。输入部14是用于输入各种指令、数据的键盘等。接口15与外部存储介质、主计算机等连接，进行各种指令、数据的交换。
CPU 11构成为包括判定部17和指令部18。
判定部17利用视觉传感器5所获取的图像数据来进行切削液F是否碰到切削点P的判定，并将该判定结果输入到指令部18。判定部17根据从视觉传感器5作为信号输入的图像数据提取切削液F的路径，基于该切削液F的路径的形状来进行切削液F是否碰到切削点P的判定。
具体地说，在本实施方式中，判定部17在由视觉传感器5所获取的图像数据中，着眼于切削液F的路径的边缘部分，通过图案匹配来检测该边缘部分。例如，判定部17通过图案匹配来检测路径的边缘部分的位置，在检测出切削液F的路径的形状为直线状的情况下(参照图2A)，判定为切削液F未碰到切削点P。
另一方面，判定部17检测路径的边缘部分的位置，在切削液F的路径的形状不是直线状而是在中途弯折的情况下、路径在中途大幅扩展而扩散的情况下(参照图2B)，判定为切削液F碰到切削点P。
指令部18基于从判定部17作为信号输入的判定结果，向喷嘴控制装置4发出指令。
根据具备以上结构的本实施方式的数值控制装置10，起到以下的效果。
根据本实施方式的数值控制装置10，通过导入视觉传感器5，判定部17进行切削液F是否碰到切削点P的判定，并将该判定结果反馈给喷嘴控制装置4。因此，与以往相比，能够直接且可靠地判定切削液是否碰到切削点。
另外，根据本实施方式的数值控制装置10，由于直接检测切削液是否碰到切削点，因此无需预先针对每个切削工具T将喷射喷嘴3的角度存储于存储器12，就能够调整喷射喷嘴3的位置、姿势。进而，无需预先手动设定切削工具T与喷射喷嘴3的对应关系。因此，即使在变更了存储在存储器12中的切削工具T的数据(长度、直径)的情况下，也无需修正切削工具T与喷射喷嘴3的对应关系。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。另外，本实施方式所记载的效果只不过列举了本发明所产生的最佳的效果，本发明的效果并不限定于本实施方式所记载的效果。
在上述实施方式中，以判定部17通过图案匹配对从图像数据提取出的切削液F的路径的边缘部分的位置进行检测来进行判定的情况为例进行了说明，但本发明并不限定于此。
例如，判定部17也可以通过图案匹配对切削液的路径上的特征点进行检测来进行判定。或者，判定部17也可以通过图案匹配对切削液的路径整体的形状进行检测来进行判定。在该情况下，判定部17从自视觉传感器5作为信号输入的图像数据提取与切削液F的路径整体的形状相关的特征点，基于该特征点进行判定。即，判定部17通过从图像数据提取出的特征点与存储在存储器12中的特征点的相似度来进行判定。
在此，图3A以及图3B是表示切削液F是否碰到切削点P的判定方法的变形例的图。更详细地说，图3A表示切削液F碰到在圆柱状的轴部的前端具有切削刀的切削工具T的切削点P时的情况，图3B表示切削液F碰到在圆柱状的轴部的前端具有圆盘状的切削刀的切削工具T的切削点P时的情况。如这些图3A和图3B所示，也可以是，仅提取从喷射喷嘴3到切削点P为止的部分的切削液F的路径，根据切削点P的位置和切削液F的路径的边缘上的点J、K的位置，判定切削液F是否碰到切削点P。
更详细地说，从由视觉传感器所获取的图像数据提取位于从喷射喷嘴3到切削点P为止的范围L(图3A以及图3B中的X方向的范围L)的切削液F的边缘，检测位于上方的边缘上的J点和位于下方的边缘上的K点的位置以及切削点P的位置。然后，在切削点P位于J点与K点之间的情况下，判定为切削液F碰到切削点P。另一方面，在切削点P不位于J点与K点之间的情况下，判定为切削液F未碰到切削点P。另外，在该方法中，以喷射喷嘴3朝向主轴2的中心为前提。这是因为，在不朝向主轴2的中心的情况下，即使调整喷嘴姿势，切削液F也不会碰到切削点P。
另外，例如，判定部17也可以通过机器学习来检测切削液的路径的形状来进行判定。作为机器学习，可以是有教师学习，也可以是无教师学习。在通过机器学习进行判定的情况下，判定部17基于预先存储在存储器12中的庞大的图像数据，将由视觉传感器5所获取的图像数据作为输入值，将切削液是否碰到切削点的判定结果作为输出值。

Claims (4)

1.一种数值控制装置，具备：
判定部，其基于通过由视觉传感器拍摄从喷射喷嘴向切削点喷射出的切削液而获取到的图像数据，来进行所述切削液是否碰到所述切削点的判定；以及
指令部，其基于所述判定部的判定结果，向控制所述喷射喷嘴的位置和姿势的喷嘴控制装置发出指令。
2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述判定部基于从所述图像数据提取出的所述切削液的路径的形状来进行所述判定。
3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述判定部通过图案匹配来进行所述判定。
4.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，
所述判定部通过机器学习来进行所述判定。
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