JP2022123919A - 工作機械 - Google Patents
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Abstract
Description
工作機械1は、加工装置2および工具収容装置4を備える。これらの装置を覆うようにカバー6(装置筐体)が設けられる。カバー6の内方には、正面から向かって右側に加工室8が設けられ、左側に収容室10が設けられる。加工室8において加工装置2による機械加工が行われる。収容室10においては、工具収容装置4により複数の工具が収容され、また、図示しないATCによる工具交換が行われる(詳細後述)。
図3に示すように、対象工具Txは、収容室10において水平に支持される。シャッタ30は、図示略の駆動機構(例えばねじ送り機構)により対象工具Txと平行に駆動され、開口28を開閉する。
工作機械1は、上述の加工装置2、工具収容装置4、ATC34のほか、加工制御装置60および操作制御装置62を含む。加工制御装置60は、数値制御装置として機能し、加工プログラムにしたがって加工装置2に制御信号を出力する。加工装置2は、加工制御装置60からの指示にしたがって工具主軸(図示せず)を駆動してワークを加工する。
画像処理装置14の各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)および各種補助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によって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
ユーザインタフェース処理部70は、ユーザからの操作を受け付けるほか、画像表示や音声出力など、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。通信部76は、操作制御装置62との通信を担当する。データ処理部72は、ユーザインタフェース処理部70により取得されたデータおよびデータ格納部74に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部72は、ユーザインタフェース処理部70、データ格納部74および通信部76のインタフェースとしても機能する。データ格納部74は、各種プログラムと設定データを格納する。
入力部80は、タッチパネルあるいはハンドル等のハードデバイスを介してユーザからの入力を受け付ける。出力部82は、画像表示あるいは音声出力を介して、ユーザに各種情報を提供する。出力部82は、報知部84を含む。報知部84は、交換対象となる工具の異常(不良工具が検出されたこと)など、所定の異常条件が成立したときにユーザに各種事象の発生を報知する(詳細後述)。
移動制御部90は、移動機構54を駆動制御してカメラ50の移動を制御する。撮像処理部92は、カメラ50を制御して対象工具Txを撮像させる。形状再現部94は、撮像画像に基づいて対象工具Txの形状を示すデータである「工具形状データ」を生成する。工具管理部96は、対象工具Txごとに工具IDと工具形状データとを対応づけてデータ格納部74に登録する。
図7は、対象工具Txの撮像方法を表す図である。図7(A)はカメラ50の移動前の状態を示し、図7(B)はカメラ50の移動後の状態を示す。各図の上段は側面視を示し、下段は平面視を示す。図中の二点鎖線はカメラ50の画角に入る領域を示す。
本処理は、工具交換に先立ち、使用前工具Tpが収容室10において待機状態で水平に保持されたことを契機に実行される。このとき、移動機構54は非作動であり、カメラ50は待機位置(基準位置)にある。
本処理は、工具交換後の工具収納に先立ち、収容室10において使用済工具Tuが待機状態で水平に保持されたことを契機に実行される。このとき、移動機構54は非作動であり、カメラ50は待機位置(基準位置)にある。
本実施形態では、工具収容装置4にカメラ50と移動機構54を設け、カメラ50を対象工具Txの長手方向に移動させて複数回の撮像ができるようにした。このため、カメラ50として広角レンズを備えたものや、画素数の大きいものを採用しなくとも、長い工具の形状検出が可能となる。すなわち、本実施形態によれば、コストを抑えつつ、工具長によらず工具の形状検出を十分な精度をもって行うことができる。
図10は、変形例1に係る対象工具Txの撮像方法を表す図である。図10(A)は対象工具Txが短い場合の撮像方法を示し、図10(B)は対象工具Txがより長い場合の撮像方法を示す。
上記実施形態では、撮像部(カメラ50)を移動させる構成を例示した。本変形例では、照明装置52についても対象工具Txと平行に移動させる。すなわち、収容室10には、対象工具Txの下方には、照明装置52を対象工具Txの長手方向に移動させるための移動機構154が設けられている。移動機構154は、ガイドレール156およびエアシリンダ158を含む。ガイドレール156は、対象工具Txの軸線と平行に延在し、照明装置52が摺動可能に取り付けられている。エアシリンダ158のロッドの先端に照明装置52が固定されている。エアシリンダ158は、照明装置52をガイドレール156に沿って往復駆動する。
本変形例では、外乱により工具形状データの品質低下が起こらないよう対処する運用方法を示す。すなわち、カメラにより撮像する工具の背景に切屑やクーラント汚れがある場合、それらの乱反射により工具のシルエットを良好に取得できない場合が想定される。その場合、工具検査において比較対象となる工具形状データとして、正常なデータを取得困難となる。
工具を支持する工具支持部と、
前記工具を照らす照明部と、
前記工具を撮像する撮像部と、
撮像された画像に基づいて所定の判定処理を実行する判定処理部と、
を備え、
前記判定処理部は、前記工具の画像に基づき検出される工具中心線と、前記工具と同一の工具について予め取得した工具中心線とに基づいて、撮像環境に関する判定処理を実行する、工作機械。
Claims (8)
- 複数の工具を収容する工具収容装置であって、
工具を撮像する撮像部と、
前記撮像部を移動させるための移動機構と、
工具を搬送する工具搬送部と、
を備え、
工具の長手方向に前記撮像部を移動させ、前記工具を撮像する、工具収容装置。 - 前記移動機構は、
前記撮像部を直線方向にガイドするガイドレールと、
前記撮像部を前記ガイドレールに沿って往復駆動するエアシリンダと、
を含む、請求項1に記載の工具収容装置。 - 前記移動機構は、
前記撮像部を直線方向に往復駆動する送り装置と、
前記送り装置を作動させるモータと、
を含む、請求項1に記載の工具収容装置。 - 前記撮像部により工具を撮像させる撮像処理部と、
工具の情報を格納する工具情報格納部と、
をさらに備え、
前記撮像処理部は、
前記撮像部による撮像モードとして、1つの工具に対して複数回撮像する第1撮像モードと、1つの工具に対して1回の撮像しかしない第2撮像モードと、を含み、
工具の情報を前記工具情報格納部から取得し、その工具の情報に基づいて、前記第1撮像モードまたは前記第2撮像モードのいずれかの選択を行う、請求項1~3のいずれかに記載の工具収容装置。 - 前記撮像部は、前記撮像部が移動されるとき、その移動前後および移動過程の少なくとも一方において前記工具の画像を複数回撮像する、請求項1~4のいずれかに記載の工具収容装置。
- 請求項1~5のいずれかに記載の工具収容装置と、
撮像された画像に基づいて所定の判定処理を実行する判定処理部と、
撮像された画像を記憶するデータ格納部と、
を備え、
前記撮像部は、交換直後の使用済工具の画像を撮像し、
前記判定処理部は、前記使用済工具の画像と、前記使用済工具と同一の工具について予め取得した参照画像とに基づいて前記使用済工具の状態を判定する、工作機械。 - 前記データ格納部は、前記参照画像として、前記使用済工具の使用直前に撮像された画像を記憶する、請求項6に記載の工作機械。
- 前記工具収容装置に収容されて交換対象となる複数の工具について、その工具の長さ情報を含む所定の工具情報を記憶する工具情報格納部をさらに備え、
交換対象となる工具の長さ情報に基づき、前記撮像部の移動有無および移動距離の少なくとも一方を設定する、請求項6又は7に記載の工作機械。
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