JP6884932B1 - Machine Tools - Google Patents

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Abstract

【課題】工具長によらず撮像画像のコントラストを確保でき、工具の形状検出を十分な精度で行えるようにする。【解決手段】工作機械は、複数の工具が収容される収容室１０と、工具による機械加工が実行される加工室と、収容室１０と加工室との隔壁に設けられた開口２８を開閉するシャッタ３０と、収容室１０において交換対象の工具Ｔｘを支持する工具支持部２２と、収容室１０に配置された撮像部５０と、シャッタ３０に固定され、工具支持部２２に支持された工具Ｔｘを照らす照明部５２と、シャッタ３０を工具Ｔｘの長手方向に移動させて開口２８を開閉する開閉機構３２と、を備える。工作機械は、シャッタ３０と一体に照明部５２を移動させ、工具Ｔｘを撮像する。【選択図】図３PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the contrast of a captured image regardless of the tool length and to detect the shape of a tool with sufficient accuracy. A machine tool opens and closes an accommodation chamber 10 in which a plurality of tools are accommodated, a processing chamber in which machining by tools is executed, and an opening 28 provided in a partition wall between the accommodation chamber 10 and the processing chamber. The shutter 30, the tool support portion 22 that supports the tool Tx to be replaced in the accommodation chamber 10, the imaging unit 50 arranged in the accommodation chamber 10, and the tool Tx fixed to the shutter 30 and supported by the tool support portion 22. 52 is provided, and an opening / closing mechanism 32 for moving the shutter 30 in the longitudinal direction of the tool Tx to open / close the opening 28. The machine tool moves the lighting unit 52 integrally with the shutter 30 to take an image of the tool Tx. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、工作機械における工具の検査技術に関する。 The present invention relates to a tool inspection technique in a machine tool.

工作機械には、回転するワークに対して工具を移動させるターニングセンタ、回転する工具をワークに対して移動させるマシニングセンタ、およびこれらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。工作機械には、ＡＴＣ（Automatic Tool Changer）と呼ばれる工具交換装置が備えられ、機械加工の過程で複数種の工具を交換しながらワークが所望の形状に加工される。ＡＴＣは、工具収容部（マガジン等）と工具保持部（主軸等）との間で工具交換を実行する。 Machine tools include a turning center that moves a tool with respect to a rotating work, a machining center that moves a rotating tool with respect to a work, and a multi-tasking machine having these functions in combination. The machine tool is equipped with a tool changing device called an ATC (Automatic Tool Changer), and the work is machined into a desired shape while exchanging a plurality of types of tools in the machining process. The ATC executes tool exchange between the tool accommodating portion (magazine or the like) and the tool holding portion (spindle or the like).

このような工作機械では、使用後の工具に欠損や折損あるいは切屑の巻き付きなどの異常があった場合、その工具（以下「不良工具」ともいう）をそのまま次回の加工に使用することはできない。このため、工具の使用前後に刃形状をカメラにより撮像し、その使用前後の撮像画像に基づいて不良工具であるか否かを判定する技術が提案されている（特許文献１）。 In such a machine tool, if the used tool has an abnormality such as a chip, breakage, or wrapping of chips, the tool (hereinafter, also referred to as "defective tool") cannot be used as it is for the next machining. Therefore, a technique has been proposed in which the blade shape is imaged by a camera before and after the use of the tool, and whether or not the tool is defective is determined based on the captured images before and after the use of the tool (Patent Document 1).

工具検査においては、例えば工具の一方の側から照明をあて、他方の側に設置されたカメラで工具を撮像する。透過照明を利用することにより工具のシルエットを映し出し、そのシルエットに基づいて工具の輪郭を特定する。正常な輪郭形状が得られない場合、不良工具であると判定できる。 In the tool inspection, for example, lighting is applied from one side of the tool, and the tool is imaged by a camera installed on the other side. The silhouette of the tool is projected by using the transmitted lighting, and the contour of the tool is specified based on the silhouette. If a normal contour shape cannot be obtained, it can be determined that the tool is defective.

特開２０１５−１３１３５７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-131357

このような工具検査の精度は、撮像画像のコントラストに左右される。工具のシルエットが良好に得られる必要があり、そのために工具の撮像対象部（例えば刃元から刃先まで）に均一に光を当てなければならない。しかし、工具収容部に収容される工具の寸法は様々であるため、照明範囲に対して工具が大きすぎると、均一な照明は困難となる。一方、大きな工具に合わせて大きな照明装置を採用するのはコスト面で不利となる。 The accuracy of such tool inspection depends on the contrast of the captured image. It is necessary to obtain a good silhouette of the tool, and for this purpose, the image target portion of the tool (for example, from the cutting edge to the cutting edge) must be uniformly illuminated. However, since the dimensions of the tools accommodated in the tool accommodating portion vary, if the tools are too large for the illumination range, uniform illumination becomes difficult. On the other hand, it is disadvantageous in terms of cost to adopt a large lighting device in accordance with a large tool.

本発明のある態様は工作機械である。この工作機械は、複数の工具が収容される収容室と、工具による機械加工が実行される加工室と、収容室と加工室との隔壁に設けられた開口を開閉するシャッタと、収容室において交換対象の工具を支持する工具支持部と、収容室に配置された撮像部と、シャッタに固定され、工具支持部に支持された工具を照らす照明部と、シャッタを工具の長手方向に移動させて開口を開閉する開閉機構と、を備える。工作機械は、シャッタと一体に照明部を移動させ、工具を撮像する。 One aspect of the present invention is a machine tool. This machine tool has a storage chamber for accommodating a plurality of tools, a processing chamber for performing machining by tools, a shutter for opening and closing an opening provided in a partition wall between the storage chamber and the processing chamber, and a storage chamber. The tool support part that supports the tool to be replaced, the image pickup part arranged in the accommodation chamber, the lighting part that is fixed to the shutter and illuminates the tool supported by the tool support part, and the shutter is moved in the longitudinal direction of the tool. It is equipped with an opening / closing mechanism for opening / closing the opening. The machine tool moves the lighting unit integrally with the shutter to take an image of the tool.

本発明によれば、工具長によらず撮像画像のコントラストを確保でき、工具の形状検出を十分な精度で行うことができる。 According to the present invention, the contrast of the captured image can be ensured regardless of the tool length, and the shape of the tool can be detected with sufficient accuracy.

実施形態に係る工作機械の外観を表す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the machine tool which concerns on embodiment. 工具収容装置の内部構成を表す側面図である。It is a side view which shows the internal structure of the tool accommodating device. 収容室内の構成を模式的に表す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of a containment chamber. 収容室と加工室との境界部周辺を模式的に表す正面図である。It is a front view which shows typically the periphery of the boundary part between a containment chamber and a processing chamber. 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。It is a hardware block diagram of a machine tool and an image processing apparatus. 画像処理装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an image processing apparatus. 撮像時における対象工具の照明方法を表す図である。It is a figure which shows the illumination method of the target tool at the time of imaging. 画像処理方法を表す図である。It is a figure which shows the image processing method. 使用前工具形状データ取得処理の処理過程を表すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process process of the tool shape data acquisition process before use. 工具検査処理の処理過程を表すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process process of a tool inspection process. 変形例にかかる照明および撮像方法を表す図である。It is a figure which shows the illumination and the imaging method concerning the modification.

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の工作機械は、工具を適宜交換しながらワークを所望の形状に加工するマシニングセンタとして構成されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The machine tool of the present embodiment is configured as a machining center for machining a work into a desired shape while appropriately exchanging tools.

図１は、実施形態に係る工作機械の外観を表す斜視図である。工作機械１を正面からみて前後方向，左右方向，上下方向を、それぞれＺ軸方向，Ｘ軸方向，Ｙ軸方向とする。
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）。 FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the machine tool according to the embodiment. When the machine tool 1 is viewed from the front, the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction are the Z-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction, respectively.
The machine tool 1 includes a processing device 2 and a tool accommodating device 4. A cover 6 (device housing) is provided so as to cover these devices. Inside the cover 6, a processing chamber 8 is provided on the right side when viewed from the front, and a storage chamber 10 is provided on the left side. Machining is performed by the processing apparatus 2 in the processing chamber 8. In the storage chamber 10, a plurality of tools are stored by the tool storage device 4, and tools are exchanged by an ATC (not shown) (details will be described later).

カバー６の右側面には操作盤１２が設けられている。加工室８には画像処理装置１４が接続される。ユーザは、画像処理装置１４により工作機械１の作業状況を遠隔監視できる。画像処理装置１４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。変形例においては、画像処理装置を加工室８の内部装置として構成してもよい。 An operation panel 12 is provided on the right side surface of the cover 6. An image processing device 14 is connected to the processing chamber 8. The user can remotely monitor the work status of the machine tool 1 by the image processing device 14. The image processing device 14 may be a general laptop PC (Personal Computer) or a tablet computer. In the modified example, the image processing device may be configured as an internal device of the processing chamber 8.

図２は、工具収容装置４の内部構成を表す側面図である。本図は工作機械１の左側面図に対応するが、説明の便宜上、カバー６の左側面を取り除いた状態を示す。また、マガジン（後述）の一部が部分的に切り欠かれて表示されている。 FIG. 2 is a side view showing the internal configuration of the tool accommodating device 4. This figure corresponds to the left side view of the machine tool 1, but for convenience of explanation, the left side surface of the cover 6 is removed. In addition, a part of the magazine (described later) is partially cut out and displayed.

工具収容装置４は、円盤式のマガジン２０を有する。マガジン２０の外周面に沿って複数のポット２２が配設され、それぞれ工具Ｔを収納可能に構成されている。各ポット２２が工具Ｔを同軸状に支持し、複数の工具がマガジン２０の回転軸２４を中心に放射状に支持されている。変形例においては、チェーン式その他のマガジンを採用してもよい。 The tool accommodating device 4 has a disk-type magazine 20. A plurality of pots 22 are arranged along the outer peripheral surface of the magazine 20, and each of them is configured to be able to store the tool T. Each pot 22 coaxially supports the tool T, and a plurality of tools are radially supported around the rotation shaft 24 of the magazine 20. In the modified example, a chain type or other magazine may be adopted.

マガジン２０は、回転軸２４を中心に回転し、交換対象となる工具Ｔをその前端位置（図２における右端位置）において水平に支持する。すなわち、マガジン２０のポット２２は、収容室１０において交換対象となる工具Ｔ（「対象工具Ｔｘ」ともいう）を待機状態で支持する「工具支持部」として機能する。 The magazine 20 rotates about the rotation shaft 24 and horizontally supports the tool T to be replaced at its front end position (right end position in FIG. 2). That is, the pot 22 of the magazine 20 functions as a “tool support portion” that supports the tool T (also referred to as “target tool Tx”) to be replaced in the storage chamber 10 in a standby state.

収容室１０と加工室８とを仕切る隔壁２６には開口２８が設けられ、開口２８を開閉するためのシャッタ３０が配設されている。また、シャッタ３０を対象工具Ｔｘの長手方向に移動させて開口２８を開閉する開閉機構３２が設けられている。収容室１０にはＡＴＣ３４が設けられる。ＡＴＣ３４は、収容室１０にて待機状態で保持される工具Ｔ（「使用前工具Ｔｐ」ともいう）と、加工室８にて工具主軸（図示せず）に保持される工具Ｔ（「使用済工具Ｔｕ」ともいう）とを交換する。工具交換は、シャッタ３０が開放された状態で行われる。 An opening 28 is provided in the partition wall 26 that separates the storage chamber 10 and the processing chamber 8, and a shutter 30 for opening and closing the opening 28 is provided. Further, an opening / closing mechanism 32 for opening / closing the opening 28 by moving the shutter 30 in the longitudinal direction of the target tool Tx is provided. ATC34 is provided in the accommodation chamber 10. The ATC 34 includes a tool T (also referred to as “pre-use tool Tp”) held in the accommodating chamber 10 in a standby state and a tool T (“used”) held by the tool spindle (not shown) in the machining chamber 8. Replace with "tool Tu"). The tool change is performed with the shutter 30 open.

対象工具Ｔｘは、収容室１０において交換対象として水平に支持される。対象工具Ｔｘには、工具交換直前の使用前工具Ｔｐと、工具交換直後の使用済工具Ｔｕが含まれる。本実施形態では、同一の工具について使用前工具Ｔｐの画像と使用済工具Ｔｕの画像を撮像する。それら使用前工具Ｔｐの画像と使用済工具Ｔｕの画像との対比に基づいて、使用済工具Ｔｕの状態（不良工具であるか否か等）を判定する。その詳細については後述する。 The target tool Tx is horizontally supported as a replacement target in the storage chamber 10. The target tool Tx includes a pre-use tool Tp immediately before the tool change and a used tool Tu immediately after the tool change. In the present embodiment, an image of the pre-use tool Tp and an image of the used tool Tu are taken for the same tool. Based on the comparison between the image of the pre-use tool Tp and the image of the used tool Tu, the state of the used tool Tu (whether or not it is a defective tool, etc.) is determined. The details will be described later.

図３は、収容室１０内の構成を模式的に表す斜視図である。図４は、収容室１０と加工室８との境界部周辺を模式的に表す正面図である。
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、開閉機構３２により対象工具Ｔｘの長手方向に駆動され、開口２８を開閉する。なお、対象工具Ｔｘの「長手方向」は、収容室１０にて対象工具Ｔｘを支持するポット２２の軸線に沿った方向であり「Ｚ軸方向」に対応する。対象工具Ｔｘの「短手方向」は、長手方向と直角をなす方向であり「Ｘ軸方向」や「Ｙ軸方向」を含む。開閉機構３２は、ねじ送り機構３３およびこれを駆動するサーボモータ３５を含む。 FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration inside the accommodation chamber 10. FIG. 4 is a front view schematically showing the periphery of the boundary between the storage chamber 10 and the processing chamber 8.
As shown in FIG. 3, the target tool Tx is supported horizontally in the accommodation chamber 10. The shutter 30 is driven by the opening / closing mechanism 32 in the longitudinal direction of the target tool Tx to open / close the opening 28. The "longitudinal direction" of the target tool Tx is a direction along the axis of the pot 22 that supports the target tool Tx in the storage chamber 10, and corresponds to the "Z-axis direction". The "short direction" of the target tool Tx is a direction perpendicular to the longitudinal direction, and includes the "X-axis direction" and the "Y-axis direction". The opening / closing mechanism 32 includes a screw feed mechanism 33 and a servomotor 35 for driving the screw feed mechanism 33.

図４にも示すように、対象工具Ｔｘとシャッタ３０との間の空間にＡＴＣ３４が配設されている。ＡＴＣ３４は、モータを内蔵する本体３６と、モータの回転軸に取り付けられたアーム３８を備える。アーム３８は、回転軸に対して対称な形状を有し、その両端にそれぞれ把持部４０を有する。把持部４０は、固定爪４２と可動爪４４を含む。可動爪４４を駆動することにより把持部４０による把持動作を実現できる。 As shown in FIG. 4, the ATC 34 is arranged in the space between the target tool Tx and the shutter 30. The ATC 34 includes a main body 36 incorporating a motor and an arm 38 attached to a rotating shaft of the motor. The arm 38 has a shape symmetrical with respect to the rotation axis, and has grip portions 40 at both ends thereof. The grip portion 40 includes a fixed claw 42 and a movable claw 44. By driving the movable claw 44, the gripping operation by the gripping portion 40 can be realized.

ＡＴＣ３４には、アーム３８を軸線方向へ移動させる並進機構と、アーム３８を軸線周りに回転させる回転機構が設けられる。モータには、並進機構を駆動する第１モータと、回転機構を駆動する第２モータとが含まれる。このような機構そのものは公知であるため、その詳細な説明については省略する。 The ATC 34 is provided with a translation mechanism for moving the arm 38 in the axial direction and a rotation mechanism for rotating the arm 38 around the axis. The motor includes a first motor that drives the translation mechanism and a second motor that drives the rotation mechanism. Since such a mechanism itself is known, detailed description thereof will be omitted.

ＡＴＣ３４の非作動時には、図４に示すように、アーム３８の長手方向を上下に向けた状態となる。それにより、シャッタ３０が閉じた状態でＡＴＣ３４が収容室１０に収まるようにしている。ＡＴＣ３４の作動時には、アーム３８の軸線を挟んで一方の側（収容室１０側）で使用前工具Ｔｐが待機し、他方の側（加工室８側）で使用済工具Ｔｕが待機する。このとき、シャッタ３０が開放される。 When the ATC 34 is not activated, the arm 38 is in a state of being vertically oriented as shown in FIG. As a result, the ATC 34 is accommodated in the accommodation chamber 10 with the shutter 30 closed. When the ATC 34 is operated, the pre-use tool Tp stands by on one side (accommodation chamber 10 side) and the used tool Tu stands by on the other side (machining chamber 8 side) across the axis of the arm 38. At this time, the shutter 30 is released.

ＡＴＣ３４が作動すると、アーム３８が回転することで一対の把持部４０がそれぞれ使用前工具Ｔｐ、使用済工具Ｔｕを把持する。このとき、アーム３８は、一時的に開口２８を跨ぐことになる。さらに並進機構および回転機構が駆動されることで、ポット２２および工具主軸３７に対して工具の離脱および装着がなされ、工具交換が実現される。このようなＡＴＣの作動そのものは公知であるため、その詳細な説明については省略する。 When the ATC 34 operates, the arm 38 rotates so that the pair of gripping portions 40 grip the pre-use tool Tp and the used tool Tu, respectively. At this time, the arm 38 temporarily straddles the opening 28. Further, by driving the translation mechanism and the rotation mechanism, the tool is detached and attached to the pot 22 and the tool spindle 37, and the tool can be replaced. Since the operation of such ATC itself is known, detailed description thereof will be omitted.

対象工具Ｔｘの保持位置の上方にカメラ５０が配置され、下方に照明装置５２が配置される。カメラ５０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。本実施形態におけるカメラ５０は約工具情報格納部１００万画素（１２２４×１０２４）の解像度を有する。また、カメラ５０は１秒間に最大８０枚の撮像画像を取得可能である。 The camera 50 is arranged above the holding position of the target tool Tx, and the lighting device 52 is arranged below. The camera 50 includes an image sensor (imaging element) such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge-Coupled Device). The camera 50 in this embodiment has a resolution of about 1 million pixels (1224 × 1024) of the tool information storage unit. In addition, the camera 50 can acquire up to 80 captured images per second.

照明装置５２は、シャッタ３０の下部に固定されている。照明装置５２は「照明部」として機能し、対象工具Ｔｘを斜め下方から照らす。カメラ５０は「撮像部」として機能し、斜め上方から対象工具Ｔｘを撮像する。カメラ５０と照明装置５２とが対象工具Ｔｘに対して反対側に配置される。照明装置５２による透過照明により、カメラ５０は、工具Ｔ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。 The lighting device 52 is fixed to the lower part of the shutter 30. The lighting device 52 functions as a “lighting unit” and illuminates the target tool Tx from diagonally below. The camera 50 functions as an "imaging unit" and images the target tool Tx from diagonally above. The camera 50 and the lighting device 52 are arranged on opposite sides of the target tool Tx. Due to the transmitted illumination by the illuminating device 52, the camera 50 can acquire a high-contrast captured image in which the contour position of the tool T can be easily grasped.

図３に戻り、対象工具Ｔｘの撮像対象部を一画面に収めることができるよう、カメラ５０と対象工具Ｔｘとの距離（ワーキングディスタンス：以下「ＷＤ」とも表記する）が設定されている（図４参照）。なお、「撮像対象部」は、対象工具Ｔｘが不良工具となっているか否かを判定するために検査が必要な部分（「検査対象部」ともいう）を意味し、予め設定される。本実施形態では、対象工具Ｔｘにおいてポット２２に支持される基端から刃先までを撮像対象部としている。変形例においては、刃元から刃先までを撮像対象部としてもよい。 Returning to FIG. 3, the distance between the camera 50 and the target tool Tx (working distance: hereinafter also referred to as “WD”) is set so that the image pickup target portion of the target tool Tx can be accommodated on one screen (FIG. 3). 4). The "imaging target portion" means a portion (also referred to as an "inspection target portion") that needs to be inspected in order to determine whether or not the target tool Tx is a defective tool, and is set in advance. In the present embodiment, the image pickup target portion is from the base end to the cutting edge supported by the pot 22 in the target tool Tx. In the modified example, the part from the blade edge to the blade edge may be the imaging target portion.

図４にも示すように、工具主軸３７の回転軸Ｌt、ＡＴＣ３４の回転軸Ｌｘ、シャッタ３０の移動方向、および工具交換の待機位置における対象工具Ｔｘの長手方向は、互いに平行（いずれもＺ軸に対して平行）に設計されている。 As shown in FIG. 4, the rotation axis Lt of the tool spindle 37, the rotation axis Lx of the ATC 34, the moving direction of the shutter 30, and the longitudinal direction of the target tool Tx at the tool replacement standby position are parallel to each other (all are Z axes). It is designed to be parallel to).

なお、図３および図４においては図示を省略するが、ＡＴＣ３４の本体３６、開閉機構３２、カメラ５０等の各構造体が、収容室１０内の壁面や梁など構造体に安定に固定されていることは言うまでもない。 Although not shown in FIGS. 3 and 4, each structure such as the main body 36 of the ATC 34, the opening / closing mechanism 32, and the camera 50 is stably fixed to the structure such as the wall surface or the beam in the accommodation chamber 10. Needless to say, there is.

図５は、工作機械１および画像処理装置１４のハードウェア構成図である。
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。 FIG. 5 is a hardware configuration diagram of the machine tool 1 and the image processing device 14.
The machine tool 1 includes the above-mentioned machining device 2, the tool accommodating device 4, and the ATC 34, as well as the machining control device 60 and the operation control device 62. The machining control device 60 functions as a numerical control device and outputs a control signal to the machining device 2 according to a machining program. The machining apparatus 2 drives a tool spindle (not shown) according to an instruction from the machining control device 60 to machine a workpiece.

操作制御装置６２は、操作盤１２を含み、加工制御装置６０を制御する。ＡＴＣ３４は、加工制御装置６０からの交換指示にしたがって工具収容装置４から工具を取り出し、工具主軸に保持される使用済工具Ｔｕと、工具収容装置４から取り出した使用前工具Ｔｐとを交換する。 The operation control device 62 includes an operation panel 12 and controls the machining control device 60. The ATC 34 takes out the tool from the tool accommodating device 4 according to the exchange instruction from the machining control device 60, and exchanges the used tool Tu held on the tool spindle with the pre-use tool Tp taken out from the tool accommodating device 4.

画像処理装置１４は、主として、工具形状認識等の画像処理を行う。上述のように、画像処理装置１４は操作制御装置６２の一部として構成されてもよい。あるいは、画像処理装置１４を含めた全体を「工作機械１」と称してもよい。 The image processing device 14 mainly performs image processing such as tool shape recognition. As described above, the image processing device 14 may be configured as a part of the operation control device 62. Alternatively, the entire body including the image processing device 14 may be referred to as "machine tool 1".

図６は、画像処理装置１４の機能ブロック図である。
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。 FIG. 6 is a functional block diagram of the image processing device 14.
Each component of the image processing device 14 includes a CPU (Central Processing Unit), a computing unit such as various auxiliary processors, a storage device such as a memory and a storage device, hardware including a wired or wireless communication line connecting them, and a storage device. It is stored in and realized by software that supplies processing commands to the arithmetic unit. A computer program may be composed of a device driver, an operating system, various application programs located on the upper layers thereof, and a library that provides common functions to these programs. Each block described below shows a block for each function, not a configuration for each hardware.

なお、操作制御装置６２および加工制御装置６０も、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１４とは別個のオペレーティングシステム上で実現される形態でもよい。 The operation control device 62 and the processing control device 60 are also stored in the storage device and stored in the arithmetic unit, the hardware including the arithmetic unit such as a processor, the storage device such as memory and storage, and the wired or wireless communication line connecting them. The software or program that supplies the processing instructions may be realized on an operating system separate from the image processing unit 14.

画像処理装置１４は、ユーザインタフェース処理部７０、データ処理部７２、データ格納部７４および通信部７６を含む。
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。 The image processing device 14 includes a user interface processing unit 70, a data processing unit 72, a data storage unit 74, and a communication unit 76.
The user interface processing unit 70 accepts operations from the user and is in charge of processing related to the user interface such as image display and audio output. The communication unit 76 is in charge of communication with the operation control device 62. The data processing unit 72 executes various processes based on the data acquired by the user interface processing unit 70 and the data stored in the data storage unit 74. The data processing unit 72 also functions as an interface for the user interface processing unit 70, the data storage unit 74, and the communication unit 76. The data storage unit 74 stores various programs and setting data.

ユーザインタフェース処理部７０は、入力部８０および出力部８２を含む。
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）。 The user interface processing unit 70 includes an input unit 80 and an output unit 82.
The input unit 80 receives input from the user via a hard device such as a touch panel or a handle. The output unit 82 provides various information to the user via an image display or an audio output. The output unit 82 includes a notification unit 84. The notification unit 84 notifies the user of the occurrence of various events when a predetermined abnormal condition such as an abnormality of the tool to be replaced (a defective tool is detected) is satisfied (details will be described later).

通信部７６は、操作制御装置６２からデータを受信する受信部１１０と、操作制御装置６２にデータおよびコマンドを送信する送信部１１２を含む。 The communication unit 76 includes a receiving unit 110 that receives data from the operation control device 62 and a transmitting unit 112 that transmits data and commands to the operation control device 62.

データ処理部７２は、移動制御部９０、撮像処理部９２、形状再現部９４、工具管理部９６および判定処理部９８を含む。
移動制御部９０は、開閉機構３２を駆動制御してシャッタ３０の開閉（つまり照明装置５２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。 The data processing unit 72 includes a movement control unit 90, an imaging processing unit 92, a shape reproduction unit 94, a tool management unit 96, and a determination processing unit 98.
The movement control unit 90 drives and controls the opening / closing mechanism 32 to control the opening / closing of the shutter 30 (that is, the movement of the lighting device 52). The image pickup processing unit 92 controls the camera 50 to take an image of the target tool Tx. The shape reproduction unit 94 generates "tool shape data" which is data indicating the shape of the target tool Tx based on the captured image. The tool management unit 96 associates the tool ID and the tool shape data for each target tool Tx and registers them in the data storage unit 74.

判定処理部９８は、対象工具Ｔｘの撮像画像に基づき、あるいは、工具形状データに基づいて、対象工具Ｔｘに欠損や折損あるいは切屑の巻き付きなどの異常が生じていないか（不良工具であるか否か）を判定する。判定処理部９８が対象工具Ｔｘの異常が判定されたとき、報知部８４がユーザにその旨を報知する。判定処理部９８は、操作制御装置６２にその旨を操作盤１２に表示させるよう指示してもよい。使用済工具Ｔｕが不良工具であると判定された場合、工具管理部９６は、その不良工具であるとの情報を工具ＩＤに対応づけ、工具情報としてデータ格納部７４に登録する。 The determination processing unit 98 determines whether or not an abnormality such as a defect, breakage, or wrapping of chips has occurred in the target tool Tx based on the captured image of the target tool Tx or based on the tool shape data (whether or not the tool is defective). ) Is judged. When the determination processing unit 98 determines that the target tool Tx is abnormal, the notification unit 84 notifies the user to that effect. The determination processing unit 98 may instruct the operation control device 62 to display the fact on the operation panel 12. When it is determined that the used tool Tu is a defective tool, the tool management unit 96 associates the information that the used tool Tu is a defective tool with the tool ID and registers it in the data storage unit 74 as the tool information.

データ格納部７４は、工具情報格納部１００および形状データ格納部１０２を含む。工具情報格納部１００は、マガジン２０に収納される各工具Ｔの情報（工具情報）を工具ＩＤに対応づけて格納する。工具情報には、例えば工具の種類や形状、大きさ、長さなどの情報が含まれる。さらに、累計使用時間や累計使用回数などの情報を含めてもよい。データ格納部７４はまた、撮像画像を一時記憶する。 The data storage unit 74 includes a tool information storage unit 100 and a shape data storage unit 102. The tool information storage unit 100 stores information (tool information) of each tool T stored in the magazine 20 in association with the tool ID. The tool information includes, for example, information such as the type, shape, size, and length of the tool. Furthermore, information such as cumulative usage time and cumulative usage count may be included. The data storage unit 74 also temporarily stores the captured image.

工具情報格納部１００は、工具交換がなされるごとに工具情報を更新する。上述のように対象工具Ｔｘが不良工具であると判定された場合には、工具情報としてその旨を追加する。工具管理部９６は、その判定以降、不良工具にかかる工具Ｔの使用、つまりＡＴＣ３４により使用前工具Ｔｐとして工具交換することを禁止する。 The tool information storage unit 100 updates the tool information every time the tool is replaced. If it is determined that the target tool Tx is a defective tool as described above, that fact is added as tool information. After the determination, the tool management unit 96 prohibits the use of the tool T on the defective tool, that is, the ATC 34 prohibits the tool from being replaced as the pre-use tool Tp.

形状データ格納部１０２は、形状再現部９４が生成した工具形状データを工具ＩＤに対応づけて格納する。本実施形態では、工具交換前後に工具形状データが作成される。このため、各対象工具Ｔｘについて、使用前工具Ｔｐの工具形状データ（以下「使用前工具形状データ」ともいう）と、使用済工具Ｔｕの工具形状データ（以下「使用済工具形状データ」ともいう）とが、工具ＩＤに対応づけて記憶される。判定処理部９８は、同一の工具について使用前工具形状データと使用済工具形状データとを比較することで、使用済工具Ｔｕが不良工具であるか否かを判定できる。 The shape data storage unit 102 stores the tool shape data generated by the shape reproduction unit 94 in association with the tool ID. In this embodiment, tool shape data is created before and after tool replacement. Therefore, for each target tool Tx, the tool shape data of the pre-use tool Tp (hereinafter, also referred to as “pre-use tool shape data”) and the tool shape data of the used tool Tu (hereinafter, also referred to as “used tool shape data”). ) Is stored in association with the tool ID. The determination processing unit 98 can determine whether or not the used tool Tu is a defective tool by comparing the pre-use tool shape data and the used tool shape data for the same tool.

次に、工具の撮像方法について説明する。
図７は、撮像時における対象工具Ｔｘの照明方法を表す図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）は撮像過程を示す。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、照明により撮像画像のコントラストが良好となる領域（つまり撮像のために照明が良好な領域：以下「撮像推奨領域Ｓ」ともいう）を示す。 Next, a method of imaging the tool will be described.
FIG. 7 is a diagram showing an illumination method of the target tool Tx at the time of imaging. 7 (A) to 7 (C) show the imaging process. The upper part of each figure shows a side view, and the lower part shows a plan view. The alternate long and short dash line in the figure indicates a region where the contrast of the captured image is improved by illumination (that is, a region where the illumination is good for imaging: hereinafter also referred to as “recommended imaging region S”).

本実施形態では、所定の大きさの照明装置５２を使用する。一方、上述のように、対象工具Ｔｘにおいてポット２２に支持される基端から刃先までを撮像対象部Ｔａとしている。このため、図７（Ａ）に示すように、対象工具Ｔｘがある程度大きくなると、撮像対象部Ｔａを撮像推奨領域Ｓに収めることができず、撮像対象部Ｔａの全体にわたってコントラストが高い画像が得られない。そこで、照明装置５２としてより大きなものを用いることも考えられるが、既に述べたようにコスト上昇につながる。 In this embodiment, a lighting device 52 having a predetermined size is used. On the other hand, as described above, the area from the base end to the cutting edge supported by the pot 22 in the target tool Tx is the image pickup target portion Ta. Therefore, as shown in FIG. 7A, when the target tool Tx becomes large to some extent, the image pickup target portion Ta cannot be contained in the image pickup recommended region S, and an image having high contrast is obtained over the entire image pickup target portion Ta. I can't. Therefore, it is conceivable to use a larger lighting device 52, but as already described, this leads to an increase in cost.

そこで本実施形態では、開閉機構３２によりシャッタ３０を開閉駆動するとともに照明装置５２を移動させ、対象工具Ｔｘを複数回撮像し、複数の撮像画像に基づいて撮像対象部Ｔａ全体の形状を認識する方式を採用している。以下、複数の撮像画像のそれぞれにおける一部の領域、つまり対象工具Ｔｘの一部の画像を「部分画像」とよぶ。撮像処理部９２は、照明装置５２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対象工具Ｔｘの画像を複数回撮像し、複数枚の撮像画像を取得する。 Therefore, in the present embodiment, the shutter 30 is opened and closed by the opening / closing mechanism 32, the lighting device 52 is moved, the target tool Tx is imaged a plurality of times, and the shape of the entire image target portion Ta is recognized based on the plurality of captured images. The method is adopted. Hereinafter, a part of the region of each of the plurality of captured images, that is, a part of the target tool Tx is referred to as a “partial image”. When the lighting device 52 is moved, the image pickup processing unit 92 captures an image of the target tool Tx a plurality of times before and after the movement and at least one of the moving processes, and acquires a plurality of captured images.

具体的には、カメラ５０は、シャッタ３０が開方向に駆動されるとき（つまり開閉機構３２の開作動によりシャッタ３０が開方向に移動するとき）使用前工具Ｔｐの画像を複数回撮像する。また、カメラ５０は、シャッタ３０が閉方向に駆動されるとき（つまり開閉機構３２の閉作動によりシャッタ３０が閉方向に移動するとき）使用済工具Ｔｕの画像を複数回撮像する。使用前工具Ｔｐの撮像はＡＴＣ３４による工具交換直前に実行され、使用済工具Ｔｕの撮像はＡＴＣ３４による工具交換直後に実行される。 Specifically, the camera 50 captures an image of the pre-use tool Tp a plurality of times when the shutter 30 is driven in the opening direction (that is, when the shutter 30 moves in the opening direction due to the opening operation of the opening / closing mechanism 32). Further, the camera 50 captures an image of the used tool Tu a plurality of times when the shutter 30 is driven in the closing direction (that is, when the shutter 30 moves in the closing direction due to the closing operation of the opening / closing mechanism 32). The image of the pre-use tool Tp is executed immediately before the tool change by the ATC34, and the image of the used tool Tu is executed immediately after the tool change by the ATC34.

すなわち、使用前工具Ｔｐの撮像に関し、開閉機構３２の開作動起点で撮像し（図７（Ａ））、さらに開閉機構３２の開作動中間点および開作動終点にて撮像する（図７（Ｂ），（Ｃ））。なお、ここでいう「開作動起点」はシャッタ３０の閉状態に対応し、「開作動中間点」はシャッタ３０の中間開放状態に対応し、「開作動終点」はシャッタ３０の全開状態に対応する。「開作動中間点」は照明装置５２の一時停止点であってもよいし、移動通過点であってもよい。照明の変化によるノイズの少ない画像を取得するためには一時停止点とするのが好ましい。「開作動終点」は照明装置５２の閉移動起点でもある。なお、カメラ５０の露光時間を絞ることで、照明装置５２を開作動中間点にて一時停止することなく撮像してもよい。 That is, regarding the imaging of the pre-use tool Tp, an image is taken at the opening operation starting point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (A)), and further, an image is taken at the opening operation intermediate point and the opening operation end point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (B). ), (C)). The "open operation start point" here corresponds to the closed state of the shutter 30, the "open operation intermediate point" corresponds to the intermediate open state of the shutter 30, and the "open operation end point" corresponds to the fully open state of the shutter 30. To do. The "opening operation intermediate point" may be a temporary stop point of the lighting device 52 or a moving passing point. It is preferable to set it as a pause point in order to acquire an image with less noise due to a change in lighting. The "open operation end point" is also the closing movement starting point of the lighting device 52. By narrowing the exposure time of the camera 50, the lighting device 52 may be imaged without pausing at the opening operation intermediate point.

図７の例では、開閉機構３２の開作動起点で１回撮像し（図７（Ａ））、開閉機構３２の開作動中間点でもう１回撮像し（図７（Ｂ））、開閉機構３２の開作動終点でさらにもう１回撮像している（図７（Ｃ））。シャッタ３０の開制御時に取得されるこれら３つの撮像画像うち１つ目の画像が第１使用前画像Ｐ１、２つ目の画像が第２使用前画像Ｐ２、３つ目の画像が第３使用前画像Ｐ３である。 In the example of FIG. 7, an image is taken once at the opening operation starting point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (A)), and another image is taken at the opening operation intermediate point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (B)). Another image is taken at the end point of the open operation of 32 (FIG. 7 (C)). Of these three captured images acquired when the shutter 30 is opened, the first image is the first pre-use image P1, the second image is the second pre-use image P2, and the third image is the third use. It is a front image P3.

照明装置５２が正面付近に位置するほどコントラストが高くなるため、各使用前画像において撮像推奨領域Ｓに対応する部分は異なる。第１使用前画像Ｐ１においては、撮像対象部Ｔａの基端側寄り部分が撮像推奨領域Ｓに収まる。第２使用前画像Ｐ２においては、撮像対象部Ｔａの中間部分が撮像推奨領域Ｓに収まる。第３使用前画像Ｐ３においては、撮像対象部Ｔａの先端側寄り部分が撮像推奨領域Ｓに収まる。なお、前後の撮像間での照明装置５２の移動量が撮像推奨領域Ｓの長さよりも小さいため、前後の使用前画像については撮像推奨領域Ｓが部分的にオーバラップする。 Since the contrast becomes higher as the lighting device 52 is located closer to the front surface, the portion corresponding to the recommended imaging region S is different in each pre-use image. In the first pre-use image P1, the portion closer to the proximal end side of the imaging target portion Ta fits in the imaging recommended region S. In the second pre-use image P2, the intermediate portion of the image pickup target portion Ta falls within the image pickup recommended area S. In the third pre-use image P3, the portion closer to the tip of the imaging target portion Ta fits in the imaging recommended region S. Since the amount of movement of the lighting device 52 between the front and rear imaging is smaller than the length of the recommended imaging region S, the recommended imaging region S partially overlaps the front and rear pre-use images.

図８は、画像処理方法を表す図である。図８（Ａ）は画像抽出方法を示し、図８（Ｂ）は画像合成方法を示す。
撮像処理部９２は、使用前画像Ｐ１〜Ｐ３について、それぞれコントラストが相対的に高い部分画像を抽出し（図８（Ａ））、抽出された複数の部分画像を合成して対象工具Ｔｘの全体画像を生成する（図８（Ｂ））。 FIG. 8 is a diagram showing an image processing method. FIG. 8A shows an image extraction method, and FIG. 8B shows an image composition method.
The imaging processing unit 92 extracts partial images having relatively high contrast from the pre-use images P1 to P3 (FIG. 8A), synthesizes the extracted plurality of partial images, and synthesizes the entire target tool Tx. An image is generated (FIG. 8 (B)).

すなわち、撮像処理部９２は、第１使用前画像Ｐ１について撮像推奨領域Ｓに収まる部分画像Ｐｂ１を抽出し、第２使用前画像Ｐ２について撮像推奨領域Ｓに収まる部分画像Ｐｂ２を抽出し、第３使用前画像Ｐ３について撮像推奨領域Ｓに収まる部分画像Ｐｂ３を抽出する（図８（Ａ））。そして、これらの部分画像Ｐｂ１〜Ｐｂ３をつなげて合成することで、対象工具Ｔｘの全体画像Ｐａを生成する（図８（Ｂ））。これにより、全体画像Ｐａとしてコントラストが高い良質の画像を得ることができる。撮像処理部９２は、この全体画像Ｐａに基づいて使用前工具Ｔｐ（撮像対象部Ｔａ）の輪郭を特定する。 That is, the imaging processing unit 92 extracts the partial image Pb1 that fits in the recommended imaging region S for the first pre-use image P1, extracts the partial image Pb2 that fits in the recommended imaging region S for the second pre-use image P2, and third. For the pre-use image P3, a partial image Pb3 that fits in the recommended imaging region S is extracted (FIG. 8 (A)). Then, by connecting and synthesizing these partial images Pb1 to Pb3, the entire image Pa of the target tool Tx is generated (FIG. 8 (B)). As a result, a high-quality image with high contrast can be obtained as the overall image Pa. The imaging processing unit 92 specifies the contour of the pre-use tool Tp (imaging target unit Ta) based on the entire image Pa.

具体的には、撮像対象部Ｔａの全体画像Ｐａとして、照明装置５２により映し出された対象工具Ｔｘのシルエットが表示される。撮像処理部９２は、Ｘ軸方向に走査線を設定し、暗領域（対象工具Ｔｘが存在するシルエット領域）から明領域（対象工具Ｔｘが存在しない領域）の境界に位置する点をエッジ点として検出する。撮像処理部９２は、走査線を一定のピッチにてずらしながら複数のエッジ点を検出し、これらのエッジ点をつなぐことで対象工具Ｔｘの輪郭を特定する。形状再現部９４は、特定された輪郭に基づいて工具形状データ（使用前工具形状データ）を生成する。 Specifically, the silhouette of the target tool Tx projected by the lighting device 52 is displayed as the entire image Pa of the imaging target portion Ta. The imaging processing unit 92 sets a scanning line in the X-axis direction, and sets a point located at the boundary from a dark region (silhouette region where the target tool Tx exists) to a bright region (region where the target tool Tx does not exist) as an edge point. To detect. The imaging processing unit 92 detects a plurality of edge points while shifting the scanning lines at a constant pitch, and identifies the contour of the target tool Tx by connecting these edge points. The shape reproduction unit 94 generates tool shape data (tool shape data before use) based on the specified contour.

一方、使用済工具Ｔｕの画像処理についても、撮像時におけるシャッタ３０の駆動方向（つまり照明装置５２の移動方向）が異なる点を除いては、使用前工具Ｔｐの場合と同様である。使用済工具Ｔｕの撮像処理は、使用前工具Ｔｐとの工具交換処理に続けて実行される。 On the other hand, the image processing of the used tool Tu is the same as that of the pre-use tool Tp, except that the driving direction of the shutter 30 (that is, the moving direction of the lighting device 52) at the time of imaging is different. The imaging process of the used tool Tu is executed following the tool exchange process with the pre-use tool Tp.

すなわち、使用済工具Ｔｕの撮像に関し、開閉機構３２の閉作動起点で撮像し（図７（Ｃ））、さらに開閉機構３２の閉作動中間点および閉作動終点にて撮像する（図７（Ｂ），（Ａ））。なお、ここでいう「閉作動起点」はシャッタ３０の全開状態に対応し、「閉作動中間点」はシャッタ３０の中間閉鎖状態に対応し、「閉作動終点」はシャッタ３０の閉状態に対応する。「閉作動中間点」は照明装置５２の一時停止点であってもよいし、移動通過点であってもよい。照明の変化によるノイズの少ない画像を取得するためには一時停止点とするのが好ましい。「閉作動終点」は照明装置５２の開移動起点でもある。 That is, regarding the imaging of the used tool Tu, the image is taken at the closing operation starting point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (C)), and further at the closing operation intermediate point and the closing operation end point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (B). ), (A)). The "closed operation start point" here corresponds to the fully open state of the shutter 30, the "closed operation intermediate point" corresponds to the intermediate closed state of the shutter 30, and the "closed operation end point" corresponds to the closed state of the shutter 30. To do. The “closing operation intermediate point” may be a temporary stop point of the lighting device 52 or a moving passing point. It is preferable to set it as a pause point in order to acquire an image with less noise due to a change in lighting. The “closed operation end point” is also the open movement starting point of the lighting device 52.

開閉機構３２の閉作動起点で１回撮像し（図７（Ｃ））、開閉機構３２の閉作動中間点でもう１回撮像し（図７（Ｂ））、開閉機構３２の閉作動終点でさらにもう１回撮像する（図７（Ａ））。シャッタ３０の閉制御時に取得されるこれら３つの撮像画像うち１つ目の画像が第１使用済画像、２つ目の画像が第２使用済画像、３つ目の画像が第３使用済画像である。 An image is taken once at the closing operation starting point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (C)), another image is taken at the closing operation intermediate point of the opening / closing mechanism 32 (FIG. 7 (B)), and at the closing operation end point of the opening / closing mechanism 32. Another image is taken (FIG. 7 (A)). Of these three captured images acquired when the shutter 30 is closed, the first image is the first used image, the second image is the second used image, and the third image is the third used image. Is.

なお、使用済工具Ｔｕの画像処理方法（画像抽出方法、画像合成方法）は、使用前工具Ｔｐの場合と同様である。各使用済画像においてコントラストの高い部分画像を抽出し、それらの部分画像を合成して全体画像を得る。その詳細な説明については省略する。撮像処理部９２は、その全体画像に基づいて使用済工具Ｔｕ（撮像対象部Ｔａ）の輪郭を特定する。形状再現部９４は、特定された輪郭に基づいて工具形状データ（使用済工具形状データ）を生成する。 The image processing method (image extraction method, image composition method) of the used tool Tu is the same as that of the pre-use tool Tp. A high-contrast partial image is extracted from each used image, and the partial images are combined to obtain an entire image. The detailed description thereof will be omitted. The imaging processing unit 92 identifies the contour of the used tool Tu (imaging target unit Ta) based on the entire image. The shape reproduction unit 94 generates tool shape data (used tool shape data) based on the specified contour.

判定処理部９８は、同一の工具について使用前工具形状データと使用済工具形状データとを比較する。判定処理部９８は、使用前工具形状と使用済工具形状の類似度、特に、輪郭の類似度が所定値以下となっているとき、対象工具Ｔｘに欠損等が発生している、つまり対象工具Ｔｘが不良工具になっていると判定する。このとき、報知部８４は、ユーザに不良工具が検出されたことを示すアラート画面を表示させる。あるいは、ブザー音などの音声を発生させてもよい。 The determination processing unit 98 compares the pre-use tool shape data and the used tool shape data for the same tool. In the determination processing unit 98, when the similarity between the shape of the tool before use and the shape of the used tool, particularly the similarity of the contour is equal to or less than a predetermined value, the target tool Tx has a defect or the like, that is, the target tool. It is determined that Tx is a defective tool. At this time, the notification unit 84 causes the user to display an alert screen indicating that a defective tool has been detected. Alternatively, a sound such as a buzzer sound may be generated.

図９は、使用前工具形状データ取得処理の処理過程を表すフローチャートである。
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、シャッタ３０は閉状態であり、照明装置５２は開移動起点にある。 FIG. 9 is a flowchart showing the processing process of the pre-use tool shape data acquisition process.
This process is executed when the pre-use tool Tp is held horizontally in the storage chamber 10 in the standby state prior to the tool change. At this time, the shutter 30 is in the closed state, and the lighting device 52 is at the opening movement starting point.

撮像処理部９２は、本処理に先立って予め定める工具交換禁止フラグをオンにする（Ｓ１０）。使用前工具Ｔｐの撮像中にＡＴＣ３４による工具交換がなされることを禁止するものである。続いて、カメラ５０により使用前工具Ｔｐを撮像する（Ｓ１１）。このとき取得された画像は、第１使用前画像Ｐ１として記憶される。続いて、移動制御部９０が開閉機構３２を作動させてシャッタ３０を開方向へ移動させる（Ｓ１２）。それにより照明装置５２が次の照明位置に到達すると（Ｓ１４のＹ）、シャッタ３０を一時停止させる（Ｓ１６）。撮像処理部９２は、カメラ５０により使用前工具Ｔｐを撮像する（Ｓ１８）。このとき取得された画像は、第２使用前画像Ｐ２として記憶される。 The image pickup processing unit 92 turns on the tool change prohibition flag predetermined prior to this processing (S10). It is prohibited that the tool is changed by the ATC 34 during the imaging of the pre-use tool Tp. Subsequently, the pre-use tool Tp is imaged by the camera 50 (S11). The image acquired at this time is stored as the first pre-use image P1. Subsequently, the movement control unit 90 operates the opening / closing mechanism 32 to move the shutter 30 in the opening direction (S12). As a result, when the lighting device 52 reaches the next lighting position (Y in S14), the shutter 30 is temporarily stopped (S16). The image pickup processing unit 92 takes an image of the pre-use tool Tp with the camera 50 (S18). The image acquired at this time is stored as the second pre-use image P2.

設定回数の撮像が完了するまでは（Ｓ２０のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ１８の処理が繰り返される。本実施形態では、設定回数が３回とされており、第３使用前画像Ｐ３が取得されれば撮像完了となるが、工具の長さによってその設定回数を変更してもよい。設定回数の撮像が完了すると（Ｓ２０のＹ）、工具交換禁止フラグをオフにする（Ｓ２２）。この撮像完了をもって、ＡＴＣ３４による工具交換を許可するものである。言い換えれば、工具交換禁止フラグがオンにされている間に使用前工具Ｔｐに対する撮像処理が実行される。 The processes of S12 to S18 are repeated until the set number of imaging is completed (N in S20). In the present embodiment, the number of times of setting is set to 3, and if the third pre-use image P3 is acquired, the imaging is completed, but the number of times of setting may be changed depending on the length of the tool. When the set number of imaging is completed (Y in S20), the tool change prohibition flag is turned off (S22). Upon completion of this imaging, the tool change by the ATC 34 is permitted. In other words, the imaging process for the pre-use tool Tp is executed while the tool change prohibition flag is turned on.

撮像処理部９２は、上述した複数の使用前画像Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれからコントラストが高い部分画像Ｐｂ１〜Ｐｂ３を抽出し（Ｓ２４）、これらを合成することで全体画像Ｐａを生成する（Ｓ２６）。形状再現部９４は、全体画像Ｐａに基づいて使用前工具形状データを生成する（Ｓ２８）。工具管理部９６は、この使用前工具形状データを工具ＩＤに対応づけて形状データ格納部１０２に格納させる（Ｓ３０）。この使用前工具形状データは、後述する工具検査のために使用される。 The image pickup processing unit 92 extracts partial images Pb1 to Pb3 having high contrast from each of the plurality of pre-use images P1 to P3 described above (S24), and generates an entire image Pa by synthesizing these (S24). The shape reproduction unit 94 generates pre-use tool shape data based on the overall image Pa (S28). The tool management unit 96 stores the pre-use tool shape data in the shape data storage unit 102 in association with the tool ID (S30). This pre-use tool shape data is used for tool inspection, which will be described later.

図１０は、工具検査処理の処理過程を表すフローチャートである。
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、シャッタ３０は全開状態であり、照明装置５２は閉移動起点にある。 FIG. 10 is a flowchart showing the processing process of the tool inspection process.
This process is executed when the used tool Tu is held horizontally in the storage chamber 10 in the standby state prior to storing the tool after the tool is replaced. At this time, the shutter 30 is in the fully open state, and the lighting device 52 is at the closing movement starting point.

撮像処理部９２は、カメラ５０により使用済工具Ｔｕを撮像する（Ｓ４０）。このとき取得された画像は、第１使用済画像として記憶される。続いて、移動制御部９０が開閉機構３２を作動させてシャッタ３０を閉方向へ移動させる（Ｓ４２）。それにより照明装置５２が次の照明位置に到達すると（Ｓ４４のＹ）、シャッタ３０を一時停止させる（Ｓ４６）。撮像処理部９２は、カメラ５０により使用済工具Ｔｕを撮像する（Ｓ４８）。このとき取得された画像は、第２使用済画像として記憶される。 The image pickup processing unit 92 takes an image of the used tool Tu with the camera 50 (S40). The image acquired at this time is stored as the first used image. Subsequently, the movement control unit 90 operates the opening / closing mechanism 32 to move the shutter 30 in the closing direction (S42). As a result, when the lighting device 52 reaches the next lighting position (Y in S44), the shutter 30 is temporarily stopped (S46). The image pickup processing unit 92 takes an image of the used tool Tu with the camera 50 (S48). The image acquired at this time is stored as a second used image.

設定回数の撮像が完了するまでは（Ｓ５０のＮ）、Ｓ４２〜Ｓ４８の処理が繰り返される。本実施形態では、設定回数が３回とされており、第３使用済画像が取得されれば撮像完了となるが、工具の長さによってその設定回数を変更してもよい。設定回数の撮像が完了すると（Ｓ５０のＹ）、撮像処理部９２は、上述した複数の使用済画像のそれぞれからコントラストが高い部分画像を抽出し（Ｓ５２）、これらを合成することで全体画像を生成する（Ｓ５４）。形状再現部９４は、その全体画像に基づいて使用済工具形状データを生成する（Ｓ５６）。工具管理部９６は、この使用済工具形状データを形状データ格納部１０２に一時記憶する（Ｓ５８）。 The processes of S42 to S48 are repeated until the set number of imaging is completed (N in S50). In the present embodiment, the number of times of setting is three, and when the third used image is acquired, the imaging is completed, but the number of times of setting may be changed depending on the length of the tool. When the set number of imaging is completed (Y in S50), the imaging processing unit 92 extracts a high-contrast partial image from each of the plurality of used images described above (S52), and combines these to obtain the entire image. Generate (S54). The shape reproduction unit 94 generates used tool shape data based on the entire image (S56). The tool management unit 96 temporarily stores the used tool shape data in the shape data storage unit 102 (S58).

判定処理部９８は、この使用済工具形状データと工具ＩＤが同じ使用前工具形状データを読み出し（Ｓ６０）、それらの工具形状データを比較する（Ｓ６２）。すなわち、同一の工具について使用前工具形状と使用済工具形状とを比較する。このとき、使用済工具形状と使用前工具形状との類似度が所定値以下の不良工具であれば（Ｓ６４のＹ）、報知部８４にその旨を報知させる（Ｓ６６）。すなわち、報知部８４がアラート画面を表示させる。不良工具でなければ（Ｓ６４のＮ）、Ｓ６６の処理をスキップする。 The determination processing unit 98 reads out the used tool shape data and the pre-use tool shape data having the same tool ID (S60), and compares the tool shape data (S62). That is, the shape of the tool before use and the shape of the used tool are compared for the same tool. At this time, if the similarity between the used tool shape and the pre-use tool shape is a defective tool of a predetermined value or less (Y in S64), the notification unit 84 is notified to that effect (S66). That is, the notification unit 84 displays the alert screen. If it is not a defective tool (N in S64), the process in S66 is skipped.

本実施形態では、工具交換後に不良工具と判定された使用済工具Ｔｕについてもマガジン２０に収納するが、所定のメンテナンスが行われるまでその工具を使用禁止とする。その工具が使用禁止であるとの情報は工具ＩＤに対応づけて記憶される。 In the present embodiment, the used tool Tu, which is determined to be a defective tool after the tool is replaced, is also stored in the magazine 20, but the tool is prohibited from being used until the predetermined maintenance is performed. The information that the tool is prohibited is stored in association with the tool ID.

工具には一般に、その品質を確保するために使用回数や使用時間（「品質保証パラメータ」ともいう）の上限値が決められている。その品質保証パラメータが上限値を超えた工具は使用禁止とされ、別途用意されマガジン２０に収納された同種の工具（サブ工具）が使用される。それにより、加工装置２による量産プロセスを阻害しないようにする。本実施形態では、品質保証パラメータが上限値を超えなくとも、不良工具が検出された場合には、該当する工具を使用禁止として管理しつつサブ工具を使用する。 In general, a tool has an upper limit of the number of times of use and the time of use (also referred to as "quality assurance parameter") in order to ensure its quality. Tools whose quality assurance parameters exceed the upper limit are prohibited from use, and tools of the same type (sub-tools) prepared separately and stored in the magazine 20 are used. As a result, the mass production process by the processing apparatus 2 is not hindered. In the present embodiment, even if the quality assurance parameter does not exceed the upper limit value, when a defective tool is detected, the sub tool is used while managing the corresponding tool as prohibition of use.

以上、実施形態に基づいて工作機械１について説明した。
本実施形態では、シャッタ３０に照明装置５２を固定し、シャッタ３０の開閉作動とともに照明装置５２を対象工具Ｔｘの長手方向に移動させて複数回撮像を行うようにした。このため、照明装置５２として大きく高価なものを採用する必要がない。すなわち、本実施形態によれば、コストを抑えつつ、工具長によらず撮像画像のコントラストを確保でき、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。 The machine tool 1 has been described above based on the embodiment.
In the present embodiment, the lighting device 52 is fixed to the shutter 30, and the lighting device 52 is moved in the longitudinal direction of the target tool Tx as the shutter 30 is opened and closed to perform imaging a plurality of times. Therefore, it is not necessary to adopt a large and expensive lighting device 52. That is, according to the present embodiment, it is possible to secure the contrast of the captured image regardless of the tool length while suppressing the cost, and it is possible to detect the shape of the tool with sufficient accuracy.

工具検査処理はシャッタ３０が閉じた状態で行われるので、その間、加工装置２において新たな機械加工を実行できる。すなわち、加工処理中に画像処理ができるため、各処理がお互いに邪魔にならないといった利点もある。 Since the tool inspection process is performed with the shutter 30 closed, new machining can be executed in the processing device 2 during that time. That is, since image processing can be performed during processing, there is an advantage that each processing does not interfere with each other.

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment or modification, and the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the above embodiments and modifications. In addition, some components may be deleted from all the components shown in the above embodiments and modifications.

上記実施形態では、対象工具Ｔｘにおける撮像対象部Ｔａを３回撮像して合成することにより、コントラストの高い全体画像を取得する構成を例示した。つまり、対象工具Ｔｘの長さにかかわらず照明装置５２を移動させ、カメラ５０による撮像回数を複数回とした。このため、対象工具Ｔｘが短い場合には、撮像が空振りとなる可能性がある。 In the above embodiment, a configuration in which a high-contrast overall image is acquired by imaging and synthesizing the image pickup target portion Ta of the target tool Tx three times is illustrated. That is, the lighting device 52 was moved regardless of the length of the target tool Tx, and the number of times of imaging by the camera 50 was set to a plurality of times. Therefore, when the target tool Tx is short, the imaging may be missed.

変形例においては、撮像対象部Ｔａが撮像推奨領域Ｓに収まる程度に短い場合、カメラ５０による撮像回数を１回としてもよい。すなわち、使用前工具Ｔｐについては照明装置５２の開移動起点にて１回の撮像に留めてもよい。使用済工具Ｔｕについては照明装置５２の閉移動終点にて１回の撮像に留めてもよい。 In the modified example, when the imaging target portion Ta is short enough to fit in the recommended imaging region S, the number of imagings by the camera 50 may be one. That is, the pre-use tool Tp may be limited to one imaging at the opening movement starting point of the lighting device 52. The used tool Tu may be imaged only once at the closing end point of the lighting device 52.

工具の長さ情報は、工具ＩＤに対応づけて工具情報格納部１００に格納されている。移動制御部９０は、対象工具Ｔｘに対応する工具情報を読み出し、その工具長さが第１基準値以下である場合に撮像回数を１回に留めてもよい。「第１基準値」は、撮像推奨領域Ｓの長さとしてもよいし、それ以下としてもよい(図７参照)。 The tool length information is stored in the tool information storage unit 100 in association with the tool ID. The movement control unit 90 may read out the tool information corresponding to the target tool Tx, and may limit the number of imaging times to one when the tool length is equal to or less than the first reference value. The "first reference value" may be the length of the recommended imaging region S, or may be shorter than that (see FIG. 7).

また、２回の撮像で撮像対象部Ｔａの各部が撮像推奨領域Ｓに収まる場合、撮像回数を２回としてもよい。その場合、使用前工具Ｔｐについては、照明装置５２の開移動起点と開移動終点で撮像を行えばよい。また、使用済工具Ｔｕについては、照明装置５２の閉移動起点と閉移動終点で撮像を行えばよい。 Further, when each part of the image pickup target part Ta fits in the image pickup recommended area S by two times of imaging, the number of times of imaging may be set to two times. In that case, the pre-use tool Tp may be imaged at the opening movement starting point and the opening movement end point of the lighting device 52. Further, the used tool Tu may be imaged at the closing movement starting point and the closing moving end point of the lighting device 52.

逆に、３回の撮像では一部が撮像推奨領域Ｓに収まらない程度に撮像対象部Ｔａが長い場合、撮像回数を３回以上としてもよい。移動制御部９０は、対象工具Ｔｘの長さ（撮像対象部Ｔａの長さ）に応じてシャッタ３０の停止回数を設定してもよい。撮像処理部９２は、照明装置５２の移動が停止するごとに対象工具Ｔｘを撮像してもよい。 On the contrary, if the imaging target portion Ta is so long that a part of the three imaging images does not fit in the recommended imaging region S, the number of imaging times may be three or more. The movement control unit 90 may set the number of stops of the shutter 30 according to the length of the target tool Tx (the length of the image pickup target unit Ta). The image pickup processing unit 92 may take an image of the target tool Tx every time the movement of the lighting device 52 is stopped.

上記実施形態では、照明装置５２の移動中間点でシャッタ３０を一時停止し、照明装置５２を停止させた状態で対象工具Ｔｘを撮像する構成を例示した。変形例においては、照明装置５２の移動中間点でシャッタ３０の開閉速度（つまり照明装置５２の移動速度）を低下させて対象工具Ｔｘを撮像してもよい。つまり、照明装置５２を低速で移動させながら撮像を行ってもよい。 In the above embodiment, the shutter 30 is temporarily stopped at the moving intermediate point of the lighting device 52, and the target tool Tx is imaged with the lighting device 52 stopped. In the modified example, the opening / closing speed of the shutter 30 (that is, the moving speed of the lighting device 52) may be reduced at the moving intermediate point of the lighting device 52 to image the target tool Tx. That is, the image may be taken while moving the lighting device 52 at a low speed.

その場合、シャッタ速度に基づいて複数回（多数回）撮像してもよい。複数の撮像画像（画像１〜ｎ）について、それぞれ複数の領域（領域１〜ｍ）を同じように設定し、各領域を部分画像として取得してもよい。そして、複数の画像１〜ｎにそれぞれ含まれる部分画像の中から各領域１〜ｍについて最もコントラストが高い部分画像を抽出し、抽出された部分画像を合成して全体画像としてもよい。 In that case, the image may be taken a plurality of times (many times) based on the shutter speed. For each of the plurality of captured images (images 1 to n), a plurality of regions (regions 1 to m) may be set in the same manner, and each region may be acquired as a partial image. Then, the partial image having the highest contrast for each region 1 to m may be extracted from the partial images included in the plurality of images 1 to n, and the extracted partial images may be combined to form an entire image.

図１１は、変形例にかかる照明および撮像方法を表す図である。図１１（Ａ）および（Ｂ）は撮像過程を示す。図中の一点鎖線はカメラ５０による撮像領域Ｓｐを示し、二点鎖線は照明装置５２により高いコントラストが得られる撮像推奨領域Ｓを示す。 FIG. 11 is a diagram showing an illumination and an imaging method according to a modified example. 11 (A) and 11 (B) show the imaging process. The alternate long and short dash line in the figure indicates the imaging region Sp by the camera 50, and the alternate long and short dash line indicates the recommended imaging region S where high contrast can be obtained by the lighting device 52.

上記実施形態では述べなかったが、図１１（Ａ）に示すように、対象工具Ｔｘは、ポット２２に支持されるホルダＴｈと、ホルダＴｈに同軸状に取り付けられる刃Ｔｂを含む。ホルダＴｈからの刃Ｔｂの突出長さをオーバーハングｌｏという。カメラ５０は、その撮像領域Ｓｐに対象工具Ｔｘの全体を収めることができる程度の画角を有する。 Although not described in the above embodiment, as shown in FIG. 11A, the target tool Tx includes a holder Th supported by the pot 22 and a blade Tb coaxially attached to the holder Th. The protruding length of the blade Tb from the holder Th is called an overhang lo. The camera 50 has an angle of view sufficient to accommodate the entire target tool Tx in the imaging region Sp.

本変形例では、使用前工具について、シャッタ３０が開方向に移動を開始してから所定距離ｘ１移動した後にカメラ５０が１回目の撮像を行う（図１１（Ａ））。その後、シャッタ３０の移動距離が所定距離ｘ２移動した後にカメラ５０が２回目の撮像を行う。距離ｘ１は、撮像推奨領域Ｓに少なくともホルダＴｈの先端位置（つまり刃Ｔｂが突出する基端位置）が含まれるように設定される。距離ｘ２は、対象工具Ｔｘの刃部の長さ（より詳細にはオーバーハングｌｏ）の半分以上の大きさが設定される。 In this modification, the camera 50 performs the first imaging of the pre-use tool after the shutter 30 starts moving in the opening direction and then moves a predetermined distance x 1 (FIG. 11 (A)). Then, after the moving distance of the shutter 30 has moved by a predetermined distance x 2, the camera 50 performs the second imaging. The distance x1 is set so that the recommended imaging region S includes at least the tip position of the holder Th (that is, the base end position where the blade Tb protrudes). The distance x2 is set to be at least half the length of the blade portion of the target tool Tx (more specifically, the overhang lo).

そして、上記実施形態と同様に、これら２回の撮像で得られた各撮像画像について撮像推奨領域Ｓに対応する部分画像を取得し、それらをつなげて合成することで刃部およびその周辺の画像を生成する。本変形例によれば、対象工具Ｔｘの刃部（刃Ｔｂの露出部）に重点をおいてコントラストの高い良質の画像を得ることができる。 Then, as in the above embodiment, the partial images corresponding to the recommended imaging region S are acquired for each of the captured images obtained by these two imagings, and they are connected and combined to form an image of the blade portion and its surroundings. To generate. According to this modification, it is possible to obtain a high-quality image with high contrast by focusing on the blade portion (exposed portion of the blade Tb) of the target tool Tx.

なお、本変形例では、使用前工具について例示したが、使用済工具についても同様に良質の画像を得ることができる。その場合、カメラ５０は、交換直後の使用済工具の画像をシャッタ３０が閉方向に移動するときに撮像する。シャッタ２０が閉方向に移動を開始する前、又は閉方向に所定距離移動した後に１回目の撮像を行う。このとき、撮像推奨領域Ｓに少なくとも刃Ｔｂの先端位置が含まれるようにする。カメラ５０は、１回目の撮像をした後、シャッタ３０の移動距離が工具の刃部の長さの半分以上（つまりオーバーハング以上）移動した後に２回目の撮像を行う。 In this modification, the pre-use tool is illustrated, but a good quality image can be obtained for the used tool as well. In that case, the camera 50 captures an image of the used tool immediately after replacement when the shutter 30 moves in the closing direction. The first imaging is performed before the shutter 20 starts moving in the closing direction or after moving a predetermined distance in the closing direction. At this time, at least the tip position of the blade Tb is included in the recommended imaging region S. After the first imaging, the camera 50 performs the second imaging after the moving distance of the shutter 30 has moved by half or more (that is, overhang or more) of the length of the blade portion of the tool.

そして、これら２回の撮像で得られた各撮像画像について撮像推奨領域Ｓに対応する部分画像を取得し、それらをつなげて合成することで刃部およびその周辺の画像を生成することができる。 Then, for each of the captured images obtained by these two imagings, a partial image corresponding to the recommended imaging region S is acquired, and by connecting and synthesizing them, an image of the blade portion and its surroundings can be generated.

他の変形例においては、同一の工具に関し、シャッタ３０が開く前（動く前）にその使用前工具について第１の撮像（使用前撮像）をし、その使用済工具についての交換後、シャッタ３０が閉まった後に第２の撮像（使用後撮像）をしてもよい。ここで、使用前撮像による画像を「使用前撮像画像」、使用後撮像による画像を「使用後撮像画像」ともいう。この場合、使用後撮像画像に使用前撮像画像と同様に工具が含まれるか否かにより対象工具Ｔｘの折損有無を検知してもよい。すなわち、同様に工具が含まれない場合に折損検知としてもよい。シャッタ３０とともに照明装置５２が移動することで、加工室８からのミストなどの照明装置５２への付着を低減できる。 In another modification, for the same tool, the shutter 30 is first imaged (pre-use imaging) for the pre-use tool before the shutter 30 is opened (before moving), and after the used tool is replaced, the shutter 30 is taken. A second imaging (imaging after use) may be performed after the is closed. Here, the image taken by pre-use imaging is also referred to as "pre-use captured image", and the image taken after use is also referred to as "post-use captured image". In this case, the presence or absence of breakage of the target tool Tx may be detected depending on whether or not the captured image after use includes the tool as in the captured image before use. That is, similarly, breakage detection may be performed when the tool is not included. By moving the lighting device 52 together with the shutter 30, it is possible to reduce the adhesion of mist and the like from the processing chamber 8 to the lighting device 52.

上記実施形態ではカメラ５０を固定し、照明装置５２を移動させて対象工具Ｔｘを複数回撮像する構成を例示した。変形例においては、カメラ５０および照明装置５２の双方を移動させて対象工具Ｔｘを複数回撮像してもよい。カメラ５０と照明装置５２とを対象工具Ｔｘに対して常にちょうど反対側に配置することで、よりコントラストの高い高品質な画像を取得できる。その場合、カメラ５０を対象工具Ｔｘの長手方向に移動させるための移動機構を設ける。 In the above embodiment, the configuration in which the camera 50 is fixed, the lighting device 52 is moved, and the target tool Tx is imaged a plurality of times is illustrated. In the modified example, both the camera 50 and the lighting device 52 may be moved to image the target tool Tx a plurality of times. By always arranging the camera 50 and the lighting device 52 on the opposite side of the target tool Tx, it is possible to acquire a high-quality image with higher contrast. In that case, a moving mechanism for moving the camera 50 in the longitudinal direction of the target tool Tx is provided.

上記実施形態では、判定処理部９８が対象工具Ｔｘの不良を判定する構成を例示した。変形例においては、使用前工具Ｔｐおよび使用済工具Ｔｕについて形状再現部９４が生成した工具形状データを、出力部８２により対比可能に描画表示させてもよい。ユーザがそれら使用前後の工具形状を目視により比較することで対象工具Ｔｘが不良工具であるか否かを判定してもよい。 In the above embodiment, the configuration in which the determination processing unit 98 determines the defect of the target tool Tx is illustrated. In the modification, the tool shape data generated by the shape reproduction unit 94 for the pre-use tool Tp and the used tool Tu may be drawn and displayed in comparison with the output unit 82. The user may visually compare the tool shapes before and after use to determine whether or not the target tool Tx is a defective tool.

上記実施形態では、各対象工具Ｔｘについて工具交換前後（つまり機械加工の前後）において撮像を行い、工具形状データを生成した。そして、それぞれの工具について使用前工具形状データと使用済工具形状データとを比較することで、欠損等の異常がないかどうかを判定した。変形例においては、工具形状データ（工具輪郭データ）を生成することなく、工具画像そのものを使用して不良工具の判定処理を行ってもよい。すなわち、各対象工具Ｔｘについて使用前工具画像と使用済工具画像とを比較することで、使用済工具Ｔｕが不良工具であるか否かを判定してもよい。 In the above embodiment, each target tool Tx is imaged before and after tool replacement (that is, before and after machining) to generate tool shape data. Then, by comparing the pre-use tool shape data and the used tool shape data for each tool, it was determined whether or not there was an abnormality such as a defect. In the modified example, the defective tool may be determined by using the tool image itself without generating the tool shape data (tool contour data). That is, it may be determined whether or not the used tool Tu is a defective tool by comparing the pre-use tool image and the used tool image for each target tool Tx.

上記実施形態では、各対象工具Ｔｘを機械加工の直前および直後で撮像し、それらの画像に基づいて使用済工具Ｔｕの状態（不良工具であるか否か）を判定した。つまり、使用直前の撮像画像を「参照画像」として判定の基準に用いる例を示した。変形例においては、工具の初回使用開始前の工具登録時に基本データとして参照画像を格納してもよい。ただし、照明の状態などの撮像環境を同等にしてより正確な形状検出（形状比較）を行うためには、機械加工の直前の画像と直後の画像とを比較するのが好ましい。 In the above embodiment, each target tool Tx is imaged immediately before and after machining, and the state of the used tool Tu (whether or not it is a defective tool) is determined based on those images. That is, an example is shown in which the captured image immediately before use is used as a "reference image" as a criterion for judgment. In the modified example, the reference image may be stored as basic data at the time of tool registration before the start of the first use of the tool. However, in order to perform more accurate shape detection (shape comparison) by making the imaging environment such as the lighting state the same, it is preferable to compare the image immediately before machining and the image immediately after machining.

上記実施形態では、撮像部（カメラ５０）を対象工具Ｔｘの上方に配置し、照明部（照明装置５２）を対象工具Ｔｘの下方に配置する例を示した。変形例においては逆に、撮像部を対象工具Ｔｘの下方に配置し、照明部を対象工具Ｔｘの上方に配置してもよい。カメラのレンズの汚染防止の観点からは、上記実施形態の配置が好ましい。カメラを対象工具の下方に配置すると、例えばその対象工具が使用済工具であった場合、その使用済工具からクーラントが滴り、カメラのレンズを汚染する可能性があるためである。上記実施形態によればこのような懸念がない。 In the above embodiment, an example is shown in which the imaging unit (camera 50) is arranged above the target tool Tx and the lighting unit (illuminating device 52) is arranged below the target tool Tx. On the contrary, in the modified example, the imaging unit may be arranged below the target tool Tx, and the illumination unit may be arranged above the target tool Tx. From the viewpoint of preventing contamination of the camera lens, the arrangement of the above embodiment is preferable. This is because if the camera is placed below the target tool, for example, if the target tool is a used tool, coolant may drip from the used tool and contaminate the camera lens. According to the above embodiment, there is no such concern.

上記実施形態では、マガジン２０のポット２２を「工具支持部」とし、収容室１０において対象工具Ｔｘを待機状態で支持する構成を例示した。変形例においては、ＡＴＣ３４（より詳細にはアーム３８）を「工具支持部」として機能させてもよい。すなわち、ＡＴＣにより工具交換前又は工具交換後の対象工具を支持した状態で、シャッタによる照明部の移動および撮像部による撮像処理を行ってもよい。 In the above embodiment, the pot 22 of the magazine 20 is used as the “tool support portion”, and the configuration in which the target tool Tx is supported in the storage chamber 10 in the standby state is illustrated. In the modified example, the ATC 34 (more specifically, the arm 38) may function as a "tool support portion". That is, the target tool before or after the tool change may be supported by the ATC, and the illumination unit may be moved by the shutter and the image pickup process may be performed by the image pickup unit.

上記実施形態では、「工具搬送部」としてＡＴＣ３４を例示したが、工具交換機能を有することなく、加工室と収容室との間で工具を搬送する工具搬送機構を設けてもよい。 In the above embodiment, the ATC 34 is illustrated as the "tool transport unit", but a tool transport mechanism for transporting tools between the processing chamber and the accommodating chamber may be provided without having a tool changing function.

上記実施形態では、工作機械１としてマシニングセンタを例示したが、上記工具の検査技術をターニングセンタや複合加工機にも適用できることは言うまでもない。 In the above embodiment, the machining center is illustrated as the machine tool 1, but it goes without saying that the tool inspection technique can be applied to the turning center and the multi-tasking machine.

１ 工作機械、２ 加工装置、４ 工具収容装置、６ カバー、８ 加工室、１０ 収容室、１２ 操作盤、１４ 画像処理装置、２０ マガジン、２２ ポット、２６ 隔壁、２８ 開口、３０ シャッタ、３２ 開閉機構、３３ ねじ送り機構、３４ ＡＴＣ、３５ サーボモータ、３８ アーム、４０ 把持部、５０ カメラ、５２ 照明装置、６０ 加工制御装置、６２ 操作制御装置、７０ ユーザインタフェース処理部、７２ データ処理部、７４ データ格納部、７６ 通信部、８０ 入力部、８２ 出力部、８４ 報知部、９０ 移動制御部、９２ 撮像処理部、９４ 形状再現部、９６ 工具管理部、９８ 判定処理部、１００ 工具情報格納部、１０２ 形状データ格納部、Ｐａ 全体画像、Ｐｂ１ 部分画像、Ｐｂ２ 部分画像、Ｐｂ３ 部分画像、Ｓ 撮像推奨領域、Ｔ 工具、Ｔａ 撮像対象部、Ｔｐ 使用前工具、Ｔｕ 使用済工具、Ｔｘ 対象工具。 1 Machinery, 2 Machining equipment, 4 Tool accommodating equipment, 6 Covers, 8 Machining chambers, 10 Accommodating chambers, 12 Operation panel, 14 Image processing equipment, 20 Magazines, 22 pots, 26 partition walls, 28 openings, 30 shutters, 32 opening and closing Mechanism, 33 screw feed mechanism, 34 ATC, 35 servo motor, 38 arm, 40 grip part, 50 camera, 52 lighting device, 60 processing control device, 62 operation control device, 70 user interface processing unit, 72 data processing unit, 74 Data storage unit, 76 communication unit, 80 input unit, 82 output unit, 84 notification unit, 90 movement control unit, 92 imaging processing unit, 94 shape reproduction unit, 96 tool management unit, 98 judgment processing unit, 100 tool information storage unit , 102 Shape data storage unit, Pa whole image, Pb1 partial image, Pb2 partial image, Pb3 partial image, S imaging recommended area, T tool, Ta imaging target part, Tp pre-use tool, Tu used tool, Tx target tool.

Claims (10)

複数の工具が収容される収容室と、
工具による機械加工が実行される加工室と、
前記収容室と前記加工室との隔壁に設けられた開口を開閉するシャッタと、
前記収容室において交換対象の工具を支持する工具支持部と、
前記収容室に配置された撮像部と、
前記シャッタに固定され、前記工具支持部に支持された工具を照らす照明部と、
前記シャッタを前記工具の長手方向に移動させて前記開口を開閉する開閉機構と、
を備え、
前記シャッタと一体に前記照明部を移動させ、前記工具を撮像する、工作機械。 A storage room that accommodates multiple tools and
A processing room where machining with tools is executed, and
A shutter that opens and closes an opening provided in a partition wall between the storage chamber and the processing chamber,
A tool support portion that supports the tool to be replaced in the storage chamber,
An imaging unit arranged in the containment chamber and
An illumination unit fixed to the shutter and illuminating the tool supported by the tool support unit,
An opening / closing mechanism that opens and closes the opening by moving the shutter in the longitudinal direction of the tool.
With
A machine tool that moves the lighting unit integrally with the shutter to image the tool. 前記照明部は、前記工具に対して前記撮像部とは反対側に位置する、請求項１に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 1, wherein the lighting unit is located on the opposite side of the tool from the imaging unit. 前記撮像部は、前記シャッタが移動されるとき、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又は２に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 1 or 2, wherein when the shutter is moved, the imaging unit captures an image of the tool a plurality of times before and after the movement and at least one of the moving processes. 撮像された画像を記憶するデータ格納部と、
撮像された画像に基づいて所定の処理を実行する撮像処理部と、
を備え、
前記撮像処理部は、
同一の工具について複数回撮像して得られた複数の画像について、それぞれコントラストが相対的に高い部分画像を抽出し、
抽出された複数の部分画像を合成して前記工具の全体画像を生成する、請求項３に記載の工作機械。 A data storage unit that stores captured images and
An image pickup processing unit that executes a predetermined process based on the captured image, and
With
The image pickup processing unit
For multiple images obtained by imaging the same tool multiple times, partial images with relatively high contrast are extracted.
The machine tool according to claim 3, wherein a plurality of extracted partial images are combined to generate an entire image of the tool. 前記撮像部は、交換直前の使用前工具の画像を前記シャッタが開方向に移動するときに撮像し、
前記撮像部は、１回目の撮像をした後、前記シャッタの移動距離が前記工具の刃部の長さの半分以上移動した後に２回目の撮像を行う、請求項３又は４に記載の工作機械。 The imaging unit captures an image of the pre-use tool immediately before replacement when the shutter moves in the opening direction.
The machine tool according to claim 3 or 4, wherein the imaging unit performs the second imaging after the first imaging is performed and the moving distance of the shutter moves by half or more of the length of the blade portion of the tool. .. 前記撮像部は、前記シャッタが移動を開始して所定距離移動した後に前記１回目の撮像を行う、請求項５に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 5, wherein the imaging unit performs the first imaging after the shutter starts moving and moves a predetermined distance. 前記撮像部は、交換直後の使用済工具の画像を前記シャッタが閉方向に移動するときに複数回撮像する、請求項３〜６のいずれかに記載の工作機械。 The machine tool according to any one of claims 3 to 6, wherein the imaging unit captures an image of a used tool immediately after replacement a plurality of times when the shutter moves in the closing direction. 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をさらに備え、
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、請求項７に記載の工作機械。 Further provided with a determination processing unit that executes a predetermined determination process based on the captured image,
The machine tool according to claim 7, wherein the determination processing unit determines the state of the used tool based on an image of the used tool and a reference image acquired in advance for the same tool as the used tool. .. 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をさらに備え、
前記撮像部は、交換直前の使用前工具の画像を前記シャッタが開方向に移動するときに複数回撮像する一方、交換直後の使用済工具の画像を前記シャッタが閉方向に移動するときに複数回撮像し、
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撮像された使用前工具の画像とに基づいて前記使用済工具の状態を判定する、請求項３又は４に記載の工作機械。 Further provided with a determination processing unit that executes a predetermined determination process based on the captured image,
The imaging unit captures an image of the pre-use tool immediately before replacement a plurality of times when the shutter moves in the opening direction, and a plurality of images of the used tool immediately after replacement when the shutter moves in the closing direction. Imaged once,
The determination processing unit determines the state of the used tool based on the image of the used tool and the image of the pre-use tool imaged for the same tool as the used tool, claim 3 or 4. Machine tools listed in. 複数の工具が収容される収容室と、
工具による機械加工が実行される加工室と、
前記収容室と前記加工室との隔壁に設けられた開口を開閉するシャッタと、
前記収容室において交換対象の工具を支持する工具支持部と、
前記収容室に配置された撮像部と、
前記シャッタに固定され、前記工具支持部に支持された工具を照らす照明部と、
前記シャッタを前記工具の長手方向に移動させて前記開口を開閉する開閉機構と、
を備える、工作機械。 A storage room that accommodates multiple tools and
A processing room where machining with tools is executed, and
A shutter that opens and closes an opening provided in a partition wall between the storage chamber and the processing chamber,
A tool support portion that supports the tool to be replaced in the storage chamber,
An imaging unit arranged in the containment chamber and
An illumination unit fixed to the shutter and illuminating the tool supported by the tool support unit,
An opening / closing mechanism that opens and closes the opening by moving the shutter in the longitudinal direction of the tool.
A machine tool.
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