JP6997123B2 - 情報処理装置および情報処理方法 - Google Patents

Description

工具を用いて加工対象物を加工する工作機械の周辺に設けられる測定装置と、前記工作機械を制御する数値制御装置とが接続された情報処理装置および情報処理方法に関する。

数値制御装置は、工作機械の状態を示す状態情報を表示する表示部を有している。例えば、下記特許文献１には、サーボモータの回転位置等から工具の機械座標上の現在位置を表示画面上に表示する数値制御装置が開示されている。

一方、測定装置として、表示部付きのカメラや、主軸等の回転体のバランス調整に用いられるフィールドバランサ、あるいは、加工対象物の傾き等の測定に用いられるプローブ等が市販されている。市販の測定機器には、一般に、測定結果を表示する表示部が設けられている。

特開平８－１０６３１７号公報

しかし、市販の測定機器を用いた場合、オペレータは、測定装置の表示部で測定情報を確認し、数値制御装置の表示部で状態情報を確認する。つまり、オペレータは、測定情報および状態情報を別々の表示画面上で確認する必要がある。このため、測定情報および状態情報を確認し易くするために、測定装置および数値制御装置の少なくとも一方の設置位置を変更する作業が強いられる場合等があり、作業効率の低減が懸念される。

そこで、本発明は、作業効率を向上させ得る情報処理装置および情報処理方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、工具を用いて加工対象物を加工する工作機械の周辺に設けられる測定装置と、前記工作機械を制御する数値制御装置とが接続された情報処理装置であって、情報を表示する表示部と、前記測定装置で測定された測定情報を前記測定装置から取得する第１取得部と、前記工作機械の状態を示す状態情報を前記数値制御装置から取得する第２取得部と、前記測定情報および前記状態情報を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える。

本発明の第２の態様は、工具を用いて加工対象物を加工する工作機械の周辺に設けられる測定装置と、前記工作機械を制御する数値制御装置とが接続された情報処理装置の情報処理方法であって、前記測定装置で測定された測定情報を前記測定装置から取得し、前記工作機械の状態を示す状態情報を前記数値制御装置から取得する取得ステップと、前記測定情報および前記状態情報を表示部に表示させる表示ステップと、を含む。

本発明によれば、オペレータに対して、１つの表示画面上で測定情報および状態情報の双方を確認させることができる。このため、測定情報および状態情報の双方が確認し易くなるように、測定装置および数値制御装置の少なくとも一方の設置位置を変更する作業をオペレータに強要させることはない。したがって、作業効率を向上させることができる。

第１の実施の形態における工作システムを示す模式図である。 情報処理装置の構成を示す模式図である。 表示例を示す図である。 画像表示処理の流れを示すフローチャートである。 工具確認モードの処理の流れを示すフローチャートである。 図６Ａは、従来からある技術で、低倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図、図６Ｂは、従来からある技術で、中倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図、図６Ｃは、従来からある技術で、高倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図である。 図７Ａは、図１の工作システムで、低倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図、図７Ｂは、図１の工作システムで、中倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図、図７Ｃは、図１の工作システムで、高倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図である。 第２の実施の形態における工作システムを示す模式図である。 第２の実施の形態における工具確認モードの流れを示すフローチャートである。 図１０Ａは、低倍率の撮像倍率で工具を撮像したときの画像を示す図、図１０Ｂは、図１０Ａに示す画像上で特定点を設定してから所定時間経過後に工具を撮像したときの画像を示す図、図１０Ｃは、低倍率の撮像倍率から高倍率の撮像倍率に変更した直後に工具を撮像したときの画像を示す図、図１０Ｄは、撮像倍率に変更してから所定時間経過後に工具を撮像したときの画像を示す図である。

本発明について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

［実施の形態］
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態における工作システム１０を示す模式図である。工作システム１０は、工作機械１２、数値制御装置１４、測定装置１６および情報処理装置１８を備える。

工作機械１２は、工具２０を用いて加工対象物Ｗを加工するものである。この工作機械１２は、工具２０、テーブル２２、サーボアンプ２４（２４Ｙ、２４Ｚ、２４Ｘ）、サーボモータ２６（２６Ｙ、２６Ｚ、２６Ｘ）および動力変換伝達機構２８（２８Ｙ、２８Ｚ、２８Ｘ）を有する。

サーボモータ２６Ｙは、工具２０をＹ軸方向に軸移動させるためのモータであり、サーボモータ２６Ｚは、工具２０をＺ軸方向に軸移動させるためのモータであり、サーボモータ２６Ｘは、テーブル２２をＸ軸方向に軸移動させるためのモータである。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、および、Ｚ軸は、互いに直交するものとする。

サーボモータ（第１サーボモータ、Ｙ軸サーボモータ）２６Ｙの回転力は、動力変換伝達機構２８Ｙを介して工具２０に伝達される。動力変換伝達機構２８Ｙは、サーボモータ２６Ｙの回転力をＹ軸方向の直進運動に変換するものである。したがって、サーボモータ２６Ｙが回転することで、工具２０がＹ軸方向（第１方向）に軸移動する。動力変換伝達機構２８Ｙは、Ｙ軸方向に延びたボールねじ２８Ｙａとボールねじ２８Ｙａに螺合したナット２８Ｙｂとを含む。このボールねじ２８Ｙａは、サーボモータ２６Ｙの回転軸（図示略）と接続され、サーボモータ２６Ｙの回転軸と一緒に回転する。ナット２８Ｙｂは工具２０に接続されている。これにより、サーボモータ２６Ｙによってボールねじ２８Ｙａが回転することで、ナット２８Ｙｂ（および工具２０）がＹ軸方向に軸移動する。

サーボモータ（第２サーボモータ、Ｚ軸サーボモータ）２６Ｚの回転力は、動力変換伝達機構２８Ｚを介して工具２０に伝達される。動力変換伝達機構２８Ｚは、サーボモータ２６Ｚの回転力をＺ軸方向の直進運動に変換するものである。したがって、サーボモータ２６Ｚが回転することで、工具２０がＺ軸方向（第２方向）に軸移動する。動力変換伝達機構２８Ｚは、Ｚ軸方向に延びたボールねじ２８Ｚａとボールねじ２８Ｚａに螺合したナット２８Ｚｂとを含む。このボールねじ２８Ｚａは、サーボモータ２６Ｚの回転軸（図示略）と接続され、サーボモータ２６Ｚの回転軸と一緒に回転する。ナット２８Ｚｂは、工具２０に接続されている。これにより、サーボモータ２６Ｚによってボールねじ２８Ｚａが回転することで、ナット２８Ｚｂ（および工具２０）がＺ軸方向に軸移動する。

サーボモータ（第３サーボモータ、Ｘ軸サーボモータ）２６Ｘの回転力は、動力変換伝達機構２８Ｘを介してテーブル２２に伝達される。動力変換伝達機構２８Ｘは、サーボモータ２６Ｘの回転力をＸ軸方向の直進運動に変換するものである。したがって、サーボモータ２６Ｘが回転することで、テーブル２２がＸ軸方向（第３方向）に軸移動する。動力変換伝達機構２８Ｘは、Ｘ軸方向に延びたボールねじ２８Ｘａとボールねじ２８Ｘａに螺合したナット２８Ｘｂとを含む。このボールねじ２８Ｘａは、サーボモータ２６Ｘの回転軸（図示略）と接続され、サーボモータ２６Ｘの回転軸と一緒に回転する。ナット２８Ｘｂは、テーブル２２に接続されている。これにより、サーボモータ２６Ｘによってボールねじ２８Ｘａが回転することで、ナット２８Ｘｂ（およびテーブル２２）がＸ軸方向に軸移動する。

数値制御装置１４は、工作機械１２を制御するものである。この数値制御装置１４は、プログラム解析部３０およびモータ制御部３２を有する。プログラム解析部３０は、数値制御装置１４における不図示の記憶媒体に格納されている加工プログラムを解析し、その解析結果をモータ制御部３２に出力する。

モータ制御部３２は、加工プログラムの解析結果に基づいて、サーボアンプ２４Ｙ、２４Ｚ、２４Ｘを介してサーボモータ２６Ｙ、２６Ｚ、２６Ｘを制御する。これにより、工具２０がＹ軸方向およびＺ軸方向に軸移動し、テーブル２２がＸ軸方向に軸移動し、加工対象物Ｗが工具２０により加工される。

なお、オペレータが情報処理装置１８側で軸送り操作（Ｙ軸送り操作、Ｚ軸送り操作、Ｘ軸送り操作）を行った場合、軸送り操作に応じた送り位置（座標情報）が情報処理装置１８からモータ制御部３２に与えられる。この場合、モータ制御部３２は、送り位置となるように、サーボアンプ２４Ｙ、２４Ｚ、２４Ｘを介してサーボモータ２６Ｙ、２６Ｚ、２６Ｘを制御する。これにより、オペレータがＹ軸送り操作を行った場合には工具２０がＹ軸方向に軸移動し、オペレータがＺ軸送り操作を行った場合には工具２０がＺ軸方向に軸移動し、オペレータがＸ軸送り操作を行った場合にはテーブル２２がＸ軸方向に軸移動する。

また、オペレータが情報処理装置１８側で測定装置１６に対する操作を行った場合、工具２０の移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）が情報処理装置１８からモータ制御部３２に与えられる。この場合、モータ制御部３２は、第１移動指令位置Ｐｃｙとなるようにサーボアンプ２４Ｙを介してサーボモータ２６Ｙを制御し、第２移動指令位置Ｐｃｚとなるようにサーボアンプ２４Ｚを介してサーボモータ２６Ｚを制御する。これにより、オペレータが測定装置１６に対する操作を行った場合には、工具２０がＹ軸方向およびＺ軸方向の少なくとも一方に軸移動する。

測定装置１６は、工作機械１２の周辺に設けられるものであり、Ｙ軸方向とＺ軸方向とで規定される平面（ＹＺ平面）と交差する方向から少なくとも工具２０を撮像する撮像部１６ａを有する。撮像部１６ａはズーム機能を有し、任意の撮像倍率Ｍでの撮像が可能である。撮像部１６ａのズーム機能は光学ズームや電子ズームであってもよい。本実施の形態では、例えば、撮像部１６ａの最小の撮像倍率Ｍを１００倍とし、最大の撮像倍率Ｍを１０００倍とする。したがって、撮像部１６ａは、１００倍～１０００倍の撮像倍率Ｍで工具２０を撮像することができる。なお、撮像部１６ａは、所定のフレームレートで画像を撮像する、つまり、動画像を撮像する。撮像部１６ａは、不図示の支持部材によって所定位置に固定されている。

情報処理装置１８は、各種の情報を処理するものである。この情報処理装置１８は、数値制御装置１４および測定装置１６に接続されており、各種の情報を数値制御装置１４および測定装置１６と授受する。図２は、情報処理装置１８の構成を示す模式図である。情報処理装置１８は、入力部４０、表示部４２、記憶媒体４４、および、信号処理部４６を備える。

入力部４０は、オペレータが指令等を入力するための操作部である。入力部４０は、数値データ入力用のテンキー、キーボード、タッチパネル、および、ボリュームつまみ等を含む。なお、タッチパネルは、表示部４２の表示画面上に設けられていてもよい。

表示部４２は、情報を表示するものであり、記憶媒体４４は、情報を記憶する媒体である。表示部４２の具体例として液晶ディスプレイ等が挙げられ、記憶媒体４４の具体例としてハードディスク等が挙げられる。

信号処理部４６は、入力部４０、表示部４２および記憶媒体４４に接続され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサを有する。このプロセッサが記憶媒体４４に記憶された基本プログラムを実行することで、信号処理部４６は第１取得部５０、第２取得部５２、表示制御部５４、撮像倍率取得部５６、特定点設定部５８および演算部６０として機能する。

第１取得部５０は、測定装置１６で測定された測定情報を測定装置１６から取得するものである。本実施の形態では、第１取得部５０は、測定装置１６の撮像部１６ａで撮像された工具２０を含む画像を撮像部１６ａから取得する。なお、上記のように撮像部１６ａは所定のフレームレートで画像を撮像するため、第１取得部５０は、所定のフレームレートで画像を取得する。第１取得部５０は、測定情報（工具２０を含む画像）を取得すると、取得した測定情報を表示制御部５４および演算部６０に出力する。

第２取得部５２は、工作機械１２の状態を示す状態情報を数値制御装置１４から取得するものである。状態情報としては、例えば、工具２０およびテーブル２２の少なくとも一方の位置（機械座標）、軸送り量および軸送り速度や、加工対象物Ｗの加工時間、工作機械１２の稼働時間、主軸回転数等が挙げられる。本実施の形態では、第２取得部５２は、少なくとも工具２０の位置（機械座標）を数値制御装置１４から取得する。第２取得部５２は、状態情報（工具２０の位置）を取得すると、その取得した状態情報を表示制御部５４に出力する。

表示制御部５４は、表示部４２を制御するものである。この表示制御部５４は、第１取得部５０が取得した測定情報と、第２取得部５２が取得した状態情報とを表示部４２に表示させる。これにより、オペレータは、１つの表示画面上で測定情報および状態情報の双方を確認することができる。

本実施の形態では、例えば図３に示すように、表示制御部５４は、第１取得部５０が取得した工具２０を含む画像と、第２取得部５２が取得した工具２０の位置（機械座標）とを同一画面上に表示させる。

これにより、オペレータは、１つの表示画面上で工具２０およびその機械座標を確認しながら、入力部４０を用いて軸送り操作（Ｙ軸送り操作、Ｚ軸送り操作、Ｘ軸送り操作）を行うことができる。また、オペレータは、１つの表示画面上で工具２０およびその機械座標を確認しながら、入力部４０を用いて、撮像部１６ａの撮像倍率Ｍを設定する、あるいは、画像上における工具２０の中で最も状態を観察したい任意の点を指定する等の操作を行うことができる。

なお、図３では、便宜上、画像上における撮像中心位置Ｃｉと、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒとを示し、画像上における特定点Ｓｉと、機械座標系における特定点Ｓｒとを示す。特定点Ｓｉは、オペレータによる入力部４０の操作によって指定された任意の点である。また、図３では、便宜上、画像上における撮像中心位置Ｃｉと特定点Ｓｉとの間の距離Ｌｉ、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒと特定点Ｓｒとの間の距離Ｌｒ、および、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒから特定点Ｓｒの方向Ｄを示す。

撮像倍率取得部５６は、オペレータによる入力部４０の操作によって撮像倍率Ｍが入力された場合、入力された撮像倍率Ｍをメモリ５６ａに記憶するとともに、記憶した撮像倍率Ｍを撮像部１６ａに送信する。撮像部１６ａは、撮像倍率Ｍを受信すると、受信した撮像倍率Ｍを設定し、設定した撮像倍率Ｍに基づいて画角を変更する。画角の変更は、不図示のズームレンズを駆動させて画角を変更する光学ズームであってもよく、切り取る（トリミングする）画像の範囲を変えることで画角を変更する電子ズームであってもよい。

特定点設定部５８は、オペレータによる入力部４０の操作によって指定された任意の点を特定点Ｓｉ（図３参照）として設定する。この特定点Ｓｉとして、工具２０の刃先が設定されるものとする。特定点設定部５８は、特定点Ｓｉを設定した場合、特定点Ｓｉの位置（座標情報）を演算部６０に出力する。

また、特定点設定部５８は、特定点Ｓｉを設定した場合、その設定時点を撮像倍率取得部５６に通知する。この場合、撮像倍率取得部５６は、特定点設定部５８から通知される設定時点にメモリ５６ａに記憶される撮像倍率Ｍを認識し、認識した撮像倍率Ｍを基準倍率Ｍｍとしてメモリ５６ａ記憶することで登録する。つまり、撮像倍率取得部５６のメモリ５６ａには、特定点Ｓｉが設定されたときの撮像倍率Ｍである基準倍率Ｍｍと、現在設定されている現在の撮像倍率Ｍとがメモリ５６ａに記憶される。なお、撮像倍率Ｍが変更された場合、メモリ５６ａに記憶された変更前の撮像倍率Ｍが、変更後の撮像倍率Ｍに更新され、更新された撮像倍率Ｍが現在の撮像倍率Ｍとしてメモリ５６ａに保持される。

演算部６０は、入力部４０を用いてオペレータにより軸送り操作（Ｙ軸送り操作、Ｚ軸送り操作、Ｘ軸送り操作）が行われた場合、その軸送り操作に応じた送り位置（座標情報）を演算し、演算した送り位置をモータ制御部３２に出力する。

また、演算部６０は、入力部４０を用いてオペレータにより撮像部１６ａの撮像倍率Ｍが変更された場合、撮像倍率Ｍの変更前と変更後とで、画像上における特定点Ｓｉ（図３参照）および撮像中心位置Ｃｉ（図３参照）の相対的な位置関係が維持されるように、変更前の撮像倍率Ｍと変更後の撮像倍率Ｍとに基づいて移動指令位置Ｐｃを演算する。

例えば、演算部６０は、相対位置演算部６０ａおよびメモリ６０ｂを用いて移動指令位置Ｐｃを演算することができる。すなわち、相対位置演算部６０ａは、図３に示すように、基準倍率Ｍｍと、特定点Ｓｉが設定されたときの画像上における特定点Ｓｉの位置とに基づいて、機械座標系における特定点Ｓｒおよび撮像中心位置Ｃｒの相対的な位置関係を演算する。機械座標系における相対的な位置関係として、相対位置演算部６０ａは、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒから特定点Ｓｒの方向Ｄを演算するとともに、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒと機械座標系における特定点Ｓｒとの実際の距離Ｌｒを演算する。つまり、方向Ｄと距離Ｌｒは、機械座標系における特定点Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの相対的な位置関係を示す情報である。この相対的な位置関係は、メモリ６０ｂに記憶される。

方向Ｄの演算方法としては、例えば、画像上における撮像中心位置Ｃｉからみた特定点Ｓｉの方向を方向Ｄとして演算してもよい。また、基準倍率Ｍｍと画像上における特定点Ｓｉの位置とから機械座標系における特定点Ｓｒの位置を求め、演算した特定点Ｓｒの位置と機械座標系における撮像中心位置Ｃｒから方向Ｄを演算してもよい。

また、距離Ｌｒの演算方法としては、例えば、画像上における特定点Ｓｉの位置と画像上における撮像中心位置Ｃｉとの距離Ｌｉを演算し、演算した距離Ｌｉと基準倍率Ｍｍとから距離Ｌｒを演算してもよい。また、基準倍率Ｍｍと画像上における特定点Ｓｉの位置とから機械座標系における特定点Ｓｒの位置を求め、演算した特定点Ｓｒと機械座標系における撮像中心位置Ｃｒとから距離Ｌｒを演算してもよい。なお、画像上における撮像中心位置Ｃｉおよび機械座標系における撮像中心位置Ｃｒは既知とし、予めメモリ６０ｂに記憶されているものとする。

演算部６０は、撮像倍率Ｍが変更されると、相対位置演算部６０ａにより演算された距離Ｌｒおよび方向Ｄと、変更前後の撮像倍率Ｍの比とに基づいて、移動指令位置Ｐｃを演算する。本実施の形態では、変更前後の撮像倍率Ｍの比は、基準倍率Ｍｍからみた変更後の撮像倍率Ｍの比とする。例えば、この比をαとし、変更後の撮像倍率ＭをＭ´とするならば、α＝Ｍ´／Ｍｍ、となる。

移動指令位置Ｐｃの演算についてさらに詳しく説明すると、演算部６０は、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒからの半径が、Ｌｒ×１／α、となる円と、方向Ｄとの交点の位置に機械座標系における特定点Ｓｒが移動するように、移動指令位置Ｐｃを演算する。

演算部６０は、移動指令位置Ｐｃを演算した場合、その演算した移動指令位置Ｐｃをモータ制御部３２に出力する。モータ制御部３２は、上記のように、移動指令位置Ｐｃに基づいてサーボモータ２６Ｙ、２６Ｚを制御することで、工具２０が軸移動する。具体的には、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒから特定点Ｓｒまでの距離が、Ｌｒ×１／α、となるように、方向Ｄに沿って工具２０が軸移動する。

次に、情報処理装置１８における表示処理について説明する。図４は、画像表示処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１において、撮像倍率取得部５６は、オペレータによる入力部４０の操作によって撮像部１６ａの撮像倍率Ｍの指定（入力）があったか否かを判断する。

ここで、撮像倍率Ｍの指定があった場合、撮像倍率取得部５６は、ステップＳ２に進んで、指定された撮像倍率Ｍをメモリ５６ａに格納するとともに、指定された撮像倍率Ｍを撮像部１６ａに設定させた後、ステップＳ３に進む。これ対して、撮像倍率Ｍの指定がない場合、撮像倍率取得部５６は、ステップＳ２に進むことなく、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、第１取得部５０は、撮像部１６ａで撮像された工具２０を含む画像を撮像部１６ａから取得し、第２取得部５２は、工具２０の位置（機械座標）を数値制御装置１４から取得する。画像および位置の双方が取得された場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、表示制御部５４は、第１取得部５０で取得された工具２０を含む画像と、第２取得部５２で取得された工具２０の位置（機械座標）とを同一画面上に表示させ（図３参照）、ステップＳ１に戻る。

次に、情報処理装置１８の工具確認モードについて説明する。この工具確認モードは、工具２０の状態を確認するためのモードであり、図４に示した上記の画像表示処理と並行して実行される。図５は、工具確認モードの処理の流れを示すフローチャートである。

工具２０の状態を確認するための工具確認モードが設定されると、ステップＳ１１において、演算部６０は、オペレータによる入力部４０の操作によって軸送り操作が行われたか否かを判断する。

ここで、オペレータは、上記の画像表示処理により表示部４２に表示される工具２０を含む画像および工具２０の位置（機械座標）を確認しながら、工具２０が撮像部１６ａの撮像範囲（画角）に入るように軸送り操作を行うことができる。また、オペレータは、表示部４２に表示された画像上における撮像中心位置Ｃｉと工具２０との相対的な位置関係が所望する位置関係になるように、軸送り操作を行うことができる。

演算部６０は、軸送り操作が行われた場合、ステップＳ１２に進んで、軸送り操作に応じた送り指令位置を演算し、その送り指令位置をモータ制御部３２に出力することで、工具２０またはテーブル２２を軸移動させた後に、ステップＳ１３に進む。一方、演算部６０は、ステップＳ１１にて、軸送り操作が行われなかった場合には、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、特定点設定部５８は、オペレータによる入力部４０の操作によって、表示部４２に表示された画像上において、工具２０の任意の点が指定されたか否かを判断する。オペレータは、上記の表示処理により表示部４２に表示される工具２０を含む画像および工具２０の位置（機械座標）を確認しながら、工具２０の任意の点（刃先）を指定することができる。なお、オペレータは、マウス等を操作することで工具２０の任意の点を指定することができるし、タッチパネルが設けられた表示部４２の表示画面をタッチすることで工具２０の任意の点を指定することができる。

ここで、工具２０の任意の点が指定されていないと特定点設定部５８が判断した場合は、ステップＳ１１に戻り、工具２０の任意の点が指定されたと特定点設定部５８が判断した場合は、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、特定点設定部５８は、指定された点を特定点Ｓｉとして設定する。この設定時の撮像倍率Ｍが基準倍率Ｍｍとして撮像倍率取得部５６のメモリ５６ａに記憶される。特定点設定部５８は、特定点Ｓｉを設定すると、設定した画像上における特定点Ｓｉの位置を演算して取得し、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、相対位置演算部６０ａは、ステップＳ１４で設定された画像上における特定点Ｓｉの位置と基準倍率Ｍｍとに基づいて、機械座標系における特定点Ｓｒの位置と撮像中心位置Ｃｒとの相対的な位置関係（方向Ｄ、距離Ｌｒ）を演算する。相対位置演算部６０ａは、相対的な位置関係（方向Ｄ、距離Ｌｒ）を演算すると、その位置関係（方向Ｄ、距離Ｌｒ）をメモリ６０ｂに記憶した後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、撮像倍率取得部５６は、オペレータの操作によって撮像倍率Ｍが変更されたか否かを判断する。ここで、撮像倍率Ｍが変更されたと撮像倍率取得部５６が判断した場合はステップＳ１７に進み、撮像倍率Ｍが変更されていないと撮像倍率取得部５６が判断した場合はステップＳ２０に進む。なお、撮像倍率取得部５６は、撮像倍率Ｍが変更されると変更後の撮像倍率Ｍを取得し、取得した撮像倍率Ｍをメモリ５６ａに記憶する。

ステップＳ１７において、演算部６０は、変更前後の撮像倍率Ｍの比α（基準倍率Ｍｍからみた変更後の撮像倍率Ｍ）を演算し、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、演算部６０は、ステップＳ１５で得られた相対的な位置関係（方向Ｄ、距離Ｌｒ）と、ステップＳ１７で得られた比αとに基づいて、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算する。具体的には、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒからの半径が、Ｌｒ×１／α、となる円と、方向Ｄとの交点の位置に機械座標系における特定点Ｓｒが移動するように、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算する。演算部６０は、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算し終わると、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、演算部６０は、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）をモータ制御部３２に出力し、ステップＳ２０に進む。なお、モータ制御部３２では、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）に基づいて、サーボモータ２６Ｙ、２６Ｚが制御される。これにより、工具２０は、方向Ｄに沿って、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒから特定点Ｓｒの距離が、Ｌｒ×１／α、となるように移動する。その結果、表示部４２の表示画面上では、画像上における撮像中心位置Ｃｉと特定点Ｓｉの相対的な位置関係が、撮像倍率Ｍの変更前後で一定に保たれることになる。

ステップＳ２０において、信号処理部４６は、工具確認モードが終了したか否かを判断する。オペレータによる入力部４０の操作によって、工具確認モードの設定が解除されると、信号処理部４６は、工具確認モードが終了したと判断する。

ここで、工具確認モードが終了していないと信号処理部４６が判断した場合はステップＳ１６に戻り、上記した動作を繰り返す。一方、工具確認モードが終了したと信号処理部４６が判断した場合、工具確認モードは終了する。

次に、本実施の形態における撮像倍率Ｍの変更時に表示される画像を従来と比較して説明する。図６Ａは、従来からある技術で、低倍率の撮像倍率Ｍ（以下、Ｍ１）で工具２０を撮像したときの画像を示す図、図６Ｂは、従来からある技術で、中倍率の撮像倍率Ｍ（以下、Ｍ２）で工具２０を撮像したときの画像を示す図、図６Ｃは、従来からある技術で、高倍率の撮像倍率Ｍ（以下、Ｍ３）で工具２０を撮像したときの画像を示す図である。なお、Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３とし、図６Ａ～図６Ｃにおいては、機械座標系における工具２０の位置は同一とする。

低倍率の撮像倍率Ｍ１の場合は、図６Ａに示すように、工具２０は画像上の撮像中心位置Ｃｉ付近に存在している。しかしながら、中倍率の撮像倍率Ｍ２に変更されると、画像の画角は小さくなるため、図６Ｂに示すように、工具２０は、画像上の撮像中心位置Ｃｉから離れ、画像の右下の領域に移動してしまう。そして、さらに、高倍率の撮像倍率Ｍ３に変更されると、画像の画角はさらに小さくなるため、図６Ｃに示すように、工具２０はフレームアウトしている。なお、図６Ａ中に示す枠ＡＯＶ１は、撮像倍率Ｍ２の画角を示し、図６Ｂ中に示す枠ＡＯＶ２は、撮像倍率Ｍ３の画角を示しており、このことは、図７Ａ、図７Ｂについても同様である。

一方、図７Ａは、図１の工作システム１０で、低倍率の撮像倍率Ｍ１で工具２０を撮像したときの画像を示す図、図７Ｂは、図１の工作システム１０で、中倍率の撮像倍率Ｍ２で工具２０を撮像したときの画像を示す図、図７Ｃは、図１の工作システム１０で、高倍率の撮像倍率Ｍ３で工具２０を撮像したときの画像を示す図である。なお、Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３、Ｍ２＝Ｍ１×α１、Ｍ３＝Ｍ１×α２＝Ｍ２×α３、α２＞α１＞０、α２＝α１×α３、とする。

図７Ａに示す画像は、低倍率の撮像倍率Ｍ１で撮像されたものであり、工具２０は撮像中心位置Ｃｉ付近に存在している。ここで、オペレータは、図７Ａに示す画像上で、工具２０の刃先を特定点Ｓｉとして指定したものとする。したがって、撮像倍率Ｍ１が基準倍率Ｍｍとなる。ここで、図７Ａに示す状態のときの、機械座標系における刃先Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの距離ＬｒをＬｒ１とし、画像上における刃先Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの距離ＬｉをＬｉ１とする。

図７Ｂに示す画像は、中倍率の撮像倍率Ｍ２で撮像されたものである。ここで、図７Ｂに示す状態のときの、機械座標系における特定点Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの距離ＬｒをＬｒ２とし、画像上における刃先Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの距離ＬｉをＬｉ２とする。撮像倍率ＭがＭ１からＭ２に変更されると、上述したように、機械座標系における刃先Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの距離Ｌｒ２が、Ｌｒ２＝Ｌｒ１×１／α１、となるように、方向Ｄに沿って工具２０が撮像中心位置Ｃｒに向かって移動する。このとき、工具２０は、距離（Ｌｒ１－Ｌｒ１×１／α１）だけ撮像中心位置Ｃｒに近づくように、方向Ｄに沿って移動する。

したがって、図７Ｂに示す画像上における刃先Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの距離Ｌｉ２は、Ｌｉ２＝α１×Ｌｉ１×１／α１＝Ｌｉ１、となり、撮像中心位置Ｃｉからみた刃先Ｓｉの方向も方向Ｄとなる。したがって、撮像倍率ＭがＭ１からＭ２に変更されても画像上における工具２０の特定点Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの相対的な位置関係は撮像倍率Ｍ１のときと変わらない。

図７Ｃに示す画像は、高倍率の撮像倍率Ｍ３で撮像されたものである。ここで、図７Ｃに示す状態のときの、機械座標系における特定点Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの距離ＬｒをＬｒ３とし、画像上における刃先Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの距離ＬｉをＬｉ３とする。撮像倍率ＭがＭ２からＭ３にさらに変更されると、上述したように、機械座標系における刃先Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの距離Ｌｒ３が、Ｌｒ３＝Ｌｒ１×１／α２＝Ｌｒ２×１／α３、となるように、方向Ｄに沿って工具２０が撮像中心位置Ｃｒに向かって移動する。このとき、工具２０は、距離（Ｌｒ２－Ｌｒ１×１／α２＝Ｌｒ２－Ｌｒ２×１／α３）だけ撮像中心位置Ｃｒに近づくように、方向Ｄに沿って移動する。

したがって、図７Ｃに示す画像上における刃先Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの距離Ｌｉ３は、Ｌｉ３＝α２×Ｌｉ１×１／α２＝Ｌｉ１、または、Ｌｉ３＝α３×Ｌｉ２×１／α３＝Ｌｉ２＝Ｌｉ１、となり、撮像中心位置Ｃｉからみた刃先Ｓｉの方向も方向Ｄとなる。したがって、撮像倍率ＭがＭ２からＭ３に変更されても画像上における工具２０の特定点Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの相対的な位置関係は撮像倍率Ｍ１、Ｍ２のときと変わらない。

このように、本実施の形態では、撮像倍率Ｍが変更されても、画像上における撮像中心位置Ｃｉと特定点（刃先）Ｓｉの位置との相対的な位置関係を維持することができる。したがって、撮像倍率Ｍを低倍率から高倍率に変更しても、特定点（刃先）Ｓｉが画像からフレームアウトすることを防止することができる。また、撮像倍率Ｍが変更されても、画像上における撮像中心位置Ｃｉと特定点（刃先）Ｓｉの位置との相対的な位置関係は変わらないので、オペレータによる工具２０（特に、特定点Ｓｉ）の確認がし易くなる。

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態における工作システム１０を示す模式図である。なお、上記第１の実施の形態において付された符号と同一の符号は同一の対象を示すため説明は省略し、異なる箇所について詳細に説明する。

上記の第１の実施の形態の工作システム１０では、撮像倍率Ｍの変更前と変更後とで、画像上における特定点Ｓｉと撮像中心位置Ｃｉとの相対的な位置関係を維持するように、工具２０が軸移動された。しかし、本実施の形態の工作システム１０では、画像上における工具２０の特定点Ｓｉの位置と画像上における撮像中心位置（予め決められた基準点の位置）Ｃｉとが一致するように、工具２０が軸移動される。

本実施の形態の工作システム１０では、第１の実施の形態の演算部６０に代えて演算部６２を有する点が異なる。演算部６２は、特定点認識部６２ａ、メモリ６２ｂを有している。特定点認識部６２ａは、特定点設定部５８によって工具２０の特定点Ｓｉが設定されると、特定点設定部５８から出力された画像上における特定点Ｓｉの位置と、第１取得部５０より取得された画像とに基づいて、工具２０における特定点Ｓｉの特徴を抽出し、抽出した特徴をメモリ６２ｂに格納する。特定点認識部６２ａは、例えば、工具２０の形状や工具２０の輪郭と設定された特定点Ｓｉとの相対的な位置関係を特定点Ｓｉの特徴として抽出してもよいし、設定された特定点Ｓｉ自体の特徴を抽出してもよい。要は、特定点Ｓｉを認識できる特徴であればよい。

また、特定点認識部６２ａは、メモリ６２ｂに記憶した特徴に基づいて、第１取得部５０が新たに取得した変更後の撮像倍率Ｍで撮像された画像のうち、どの位置に特定点Ｓｉが存在するかを認識する。特定点認識部６２ａは、新たに取得した変更後の撮像倍率Ｍで撮像された画像を解析することで、特定点Ｓｉの位置を認識する。

演算部６２は、画像上における工具２０の特定点Ｓｉの位置と画像上における撮像中心位置Ｃｉとが一致するように、画像上における特定点Ｓｉの位置と画像の撮像倍率Ｍとに基づいて、工具２０の移動指令位置Ｐｃを演算する。演算部６２は、画像上における工具２０の特定点Ｓｉの位置と画像上における撮像中心位置Ｃｉとがずれていない場合は、工具２０の移動指令位置Ｐｃを演算しなくてもよい。

具体的には、演算部６２は、特定点設定部５８から出力された画像上における特定点Ｓｉの位置と、現在の撮像倍率Ｍとから機械座標系における特定点Ｓｒの位置を演算する。そして、演算部６２は、演算した特定点Ｓｒの位置と、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒとに基づいて、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算する。つまり、演算部６２は、機械座標系における特定点Ｓｒが、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒに移動するように、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算する。なお、画像上における撮像中心位置Ｃｉおよび機械座標系における撮像中心位置Ｃｒは、メモリ６２ｂに記憶されている。

図９は、第２の実施の形態における工具確認モードの流れを示すフローチャートである。本実施の形態の工具確認モードは、上記の第１の実施の形態と同様に、図４に示した上記の画像表示処理と並行して実行される。

工具２０の状態を確認するための工具確認モードが設定されると、ステップＳ３１において、演算部６２は、オペレータによる入力部４０の操作によって軸送り操作が行われたか否かを判断する。

ここで、オペレータは、上記の画像表示処理により表示部４２に表示される工具２０を含む画像および工具２０の位置（機械座標）を確認しながら、工具２０が撮像部１６ａの撮像範囲（画角）に入るように軸送り操作を行うことができる。また、オペレータは、表示部４２に表示された画像上における撮像中心位置Ｃｉと工具２０との相対的な位置関係が所望する位置関係になるように、軸送り操作を行うことができる。

演算部６２は、軸送り操作が行われた場合、ステップＳ３２に進んで、軸送り操作に応じた送り指令位置を演算し、その送り指令位置をモータ制御部３２に出力することで、工具２０またはテーブル２２を軸移動させた後に、ステップＳ３３に進む。一方、演算部６２は、軸送り操作が行われなかった場合には、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３において、特定点設定部５８は、オペレータによる入力部４０の操作によって、表示部４２に表示された画像上において、工具２０の任意の点が指定されたか否かを判断する。オペレータは、マウス等を操作することで工具２０の任意の点を指定することができるし、タッチパネルが設けられた表示部４２の表示画面をタッチすることで工具２０の任意の点を指定することができる。

ここで、工具２０の任意の点が指定されていないと特定点設定部５８が判断した場合は、ステップＳ３１に戻り、工具２０の任意の点が指定されたと特定点設定部５８が判断した場合は、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、特定点設定部５８は、指定された点を特定点Ｓｉとして設定する。この設定時の撮像倍率Ｍが基準倍率Ｍｍとして撮像倍率取得部５６のメモリ５６ａに記憶される。特定点設定部５８は、特定点Ｓｉを設定すると、設定した画像上における特定点Ｓｉの位置を演算して取得し、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５において、特定点認識部６２ａは、ステップＳ３４で設定された画像上における特定点Ｓｉの位置と、第１取得部５０より取得された画像とに基づいて、工具２０における特定点Ｓｉの特徴を抽出する。特定点認識部６２ａは、特定点Ｓｉの特徴を抽出すると、その特徴をメモリ６２ｂに記憶した後、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６において、演算部６２は、画像上における工具２０の特定点Ｓｉの位置と画像上における撮像中心位置Ｃｉとが一致するように、ステップＳ３４で設定した画像上における特定点Ｓｉの位置および現在の撮像倍率Ｍに基づいて、工具２０の移動指令位置Ｐｃを演算する。演算部６２は、工具２０の移動指令位置Ｐｃを演算し終わると、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７において、演算部６２は、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）をモータ制御部３２に出力し、ステップＳ３８に進む。なお、モータ制御部３２では、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）に基づいて、サーボモータ２６Ｙ、２６Ｚが制御される。これにより、画像上において、工具２０の特定点Ｓｉの位置と撮像中心位置Ｃｉとが一致する。

ステップＳ３８で、撮像倍率取得部５６は、オペレータの操作によって撮像倍率Ｍが変更されたか否かを判断する。ここで、撮像倍率Ｍが変更されたと撮像倍率取得部５６が判断した場合はステップＳ３９に進み、撮像倍率Ｍが変更されていないと撮像倍率取得部５６が判断した場合はステップＳ４２に進む。なお、撮像倍率取得部５６は、撮像倍率Ｍの変更がなされると変更後の撮像倍率Ｍを取得し、取得した撮像倍率Ｍをメモリ５６ａに記憶する。

ステップＳ３９において、特定点認識部６２ａは、ステップＳ３５で抽出した特徴に基づいて、変更後（現在）の撮像倍率Ｍで撮像された画像上における特定点Ｓｉの位置を演算し、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、演算部６２は、変更後（現在）の撮像倍率Ｍで撮像された画像上における工具２０の特定点Ｓｉの位置と画像上における撮像中心位置Ｃｉとが一致するように、ステップＳ３９で演算した画像上における特定点Ｓｉの位置および変更後（現在）の撮像倍率Ｍに基づいて、工具２０の移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算する。演算部６２は、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）を演算し終わると、ステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１において、演算部６２は、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）をモータ制御部３２に出力し、ステップＳ４２に進む。なお、モータ制御部３２では、移動指令位置Ｐｃ（Ｐｃｙ、Ｐｃｚ）に基づいて、サーボモータ２６Ｙ、２６Ｚが制御される。これにより、画像上において、工具２０の特定点Ｓｉの位置と撮像中心位置Ｃｉとが一致する。

ステップＳ４２において、信号処理部４６は、工具確認モードが終了したか否かを判断する。オペレータによる入力部４０の操作によって、工具確認モードの設定が解除されると、信号処理部４６は、工具確認モードが終了したと判断する。

ここで、工具確認モードが終了していないと信号処理部４６が判断した場合はステップＳ３８に戻り、上記した動作を繰り返す。一方、工具確認モードが終了したと信号処理部４６が判断した場合、工具確認モードは終了する。

次に、本実施の形態の工作システム１０により撮像された画像について説明する。図１０Ａは、低倍率の撮像倍率Ｍａで工具２０を撮像したときの画像を示す図、図１０Ｂは、図１０Ａに示す画像上で特定点Ｓｉを設定してから所定時間経過後に工具２０を撮像したときの画像を示す図、図１０Ｃは、低倍率の撮像倍率Ｍａから高倍率の撮像倍率Ｍｂに変更した直後に工具２０を撮像したときの画像を示す図、図１０Ｄは、撮像倍率Ｍｂに変更してから所定時間経過後に工具２０を撮像したときの画像を示す図である。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ中に示す枠ＡＯＶは、撮像倍率Ｍｂの画角を示す。

図１０Ａに示す状態で、刃先を特定点Ｓｉとして設定すると、図１０Ｂに示すように、画像上における刃先Ｓｉが撮像中心位置Ｃｉにくるように、工具２０が移動する。その後、撮像倍率ＭをＭａからＭｂに変更すると、図１０Ｃに示すように、画像上に表示される特定点Ｓｉの位置が、撮像中心位置Ｃｉとずれしまう。その理由としては、低倍率の撮像倍率Ｍａの画像上で刃先Ｓｉを指定して設定しているため、撮像倍率Ｍａと設定した画像上における刃先Ｓｉの位置とから機械座標系における刃先Ｓｒの位置を演算しても、実際の機械座標系における刃先Ｓｉの位置との間に誤差が生じてしまうからである。この誤差は、低倍率で撮像した画像上ではわからないが、高倍率で刃先Ｓｉを撮像すると、その誤差が表れてしまう。

高倍率の撮像倍率Ｍｂで撮像された画像上における刃先Ｓｉの位置と撮像中心位置Ｃｉとがずれている場合でも、図１０Ｄに示すように、高倍率の撮像倍率Ｍｂで撮像された画像上における刃先Ｓｉが撮像中心位置Ｃｉにくるように、工具２０が移動する。

このように、本実施の形態では、画像上における工具２０の特定点（刃先）Ｓｉが撮像中心位置Ｃｉにくるように、工具２０を移動させることができる。したがって、撮像倍率Ｍが変更されても、画像上における特定点（刃先）Ｓｉの位置が撮像中心位置Ｃｉと一致するので、特定点（刃先）Ｓｉがフレームアウトすることを防止することができる。また、オペレータによる工具２０（特に、特定点Ｓｉ）の確認がし易くなる。

［変形例］
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態の少なくとも一方は、以下のような変形も可能である。

（変形例１）
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態では、工具２０の状態を確認するために工具２０を撮像するようにしたが、加工対象物Ｗの状態を確認するために加工対象物Ｗを撮像してもよい。この場合は、オペレータは、画像上における加工対象物Ｗの任意の点を指定し、特定点設定部５８は、指定された加工対象物Ｗの任意の点を特定点Ｓｉとして設定する。したがって、変形例１では、テーブル２２（加工対象物Ｗ）の軸移動を撮像することができるように、測定装置１６を設置する必要がある。具体的には、測定装置１６は、テーブル２２の移動方向（Ｘ軸方向）と交差する方向からテーブル２２（加工対象物Ｗ）を撮像することができる位置に設置される。

（変形例２）
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態では、テーブル２２（加工対象物Ｗ）が単軸方向（Ｘ軸方向）に軸移動するものとしたが、テーブル２２（加工対象物Ｗ）が平面上（例えば、ＸＹ平面上、ＸＺ平面上等）に沿って軸移動してもよい。テーブル２２（加工対象物Ｗ）の軸移動の状態を撮像したい場合は、テーブル２２が軸移動する平面と交差する方向（好ましくは直交する方向）から撮像できるように測定装置１６を設置すればよい。

（変形例３）
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態では、特定点設定部５８は、オペレータによる入力部４０の操作によって指定された工具２０の任意の点を特定点Ｓｉとして設定したが、予め決められた工具２０の点を特定点Ｓｉとして設定してもよい。この場合は、特定点設定部５８は、第１取得部５０から画像を取得し、取得した画像を画像解析することによって、工具２０にある予め決められた特徴点を抽出し、抽出した特徴点を特定点Ｓｉとして設定してもよい。オペレータにより特定点Ｓｉが指定されない場合でも、自動的に特定点Ｓｉを設定することが可能となるが、設定するタイミングは、オペレータが指示してもよい。オペレータは、軸送り操作を行って画像上における撮像中心位置Ｃｉと工具２０との相対的な位置関係を所望する位置関係にしてから特定点Ｓｉを設定したい場合があるからである。

（変形例４）
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態では、機械座標系における撮像中心位置Ｃｒを既知としたが、演算部６０、６２は、撮像された画像上における撮像中心位置Ｃｉと現在の撮像倍率Ｍとから機械座標系における撮像中心位置Ｃｒを演算してもよい。

（変形例５）
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態では、基準倍率Ｍｍと変更後の撮像倍率Ｍとの比αとを用いて、移動指令位置Ｐｃを演算したが、１つ変更前の撮像倍率Ｍと変更後（現在）の撮像倍率Ｍとを用いて、移動指令位置Ｐｃを演算してもよい。この場合は、メモリ５６ａは、少なくとも１つ前の撮像倍率Ｍも記憶している必要がある。

１つ前の撮像倍率Ｍ（≠基準倍率Ｍｍ）と変更後の撮像倍率Ｍとから移動指令位置Ｐｃを演算する場合は、１つ前の撮像倍率Ｍへの変更の際に演算された移動指令位置Ｐｃに基づいて工具２０が移動したときの、機械座標系における特定点Ｓｒの位置と撮像中心位置Ｃｒとの距離Ｌｒ（１つ前の撮像倍率Ｍのときの距離Ｌｒ）を用いることになる。１つ前の撮像倍率Ｍのときの距離Ｌｒを、基準倍率Ｍｍのときの距離Ｌｒを用いて求めてもよいし、１つ前の撮像倍率Ｍへの変更の際に演算された移動指令位置Ｐｃから求めてもよい。

また、１つ前の撮像倍率Ｍ（≠基準倍率Ｍｍ）で撮像したときの機械座標系における特定点Ｓｒと撮像中心位置Ｃｒとの相対的な位置関係（方向Ｄ、距離Ｌｒ）を新たに演算してもよい。この相対的な位置関係を新たに演算する場合は、１つ前の撮像倍率Ｍ（≠基準倍率Ｍｍ）への変更に伴って軸移動した状態で、１つ前の撮像倍率Ｍで撮像されたときの画像上における特定点Ｓｉの位置を認識する必要がある。そこで、上記第２の実施の形態で説明したような特定点認識部６２ａを演算部６０に設けることで、画像上における特定点Ｓｉの位置を認識することができる。そして、新たに演算された１つ前の撮像倍率Ｍのときの相対的な位置関係と、１つ前の撮像倍率Ｍおよび現在の撮像倍率Ｍとから、移動指令位置Ｐｃを求めることができる。

（変形例６）
上記の第１の実施の形態および第２の実施の形態では、工具２０または加工対象物Ｗを軸移動させる構成について、サーボモータ２６と、ボールねじ２８Ｘａ、２８Ｙａ、２８Ｚａとナット２８Ｘｂ、２８Ｙｂ、２８Ｚｂを含む動力変換伝達機構２８が用いられた。この工具２０または加工対象物Ｗを軸移動させる構成について、ボールねじ２８Ｘａ、２８Ｙａ、２８Ｚａが、静圧空気ねじに替えられてもよい。

同様に、工具２０または加工対象物Ｗを軸移動させる構成について、サーボモータ２６と、ボールねじ２８Ｘａ、２８Ｙａ、２８Ｚａとナット２８Ｘｂ、２８Ｙｂ、２８Ｚｂを含む動力変換伝達機構２８が、静圧軸受を含むリニアモータ（モータ）に替えられてもよい。

（変形例７）
上記の第２の実施の形態では、撮像中心位置Ｃｉを予め決められた基準点の位置として説明したが、オペレータが入力部４０を操作することで、基準点の位置を任意に変更してもよい。この場合は、画像の画角中心が基準点となるように、撮像倍率Ｍに応じて画角を変更させてもよいし、撮像倍率Ｍに応じて画角することなくオペレータが指定した基準点の位置をそのまま基準点として用いてもよい。したがって、撮像中心位置Ｃｉ以外の点が基準点として指定された場合は、測定装置１６は、電子ズームで画像を拡大する。この場合は、演算部６２は、画像上の基準点の位置をメモリ６２ｂに記憶する。また、演算部６２は、画像上における基準点の位置と現在の撮像倍率Ｍとから機械座標系における基準点の位置も演算する。

（変形例８）
上記変形例１～７は矛盾しない範囲で任意に組み合わされてもよい。

［実施の形態および変形例から得られる発明］
上記の実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。

（第１の発明）
第１の発明は、工具（２０）を用いて加工対象物（Ｗ）を加工する工作機械（１２）の周辺に設けられる測定装置（１６）と、工作機械（１２）を制御する数値制御装置（１４）とが接続された情報処理装置（１８）である。情報処理装置（１８）は、情報を表示する表示部（４２）と、測定装置（１６）で測定された測定情報を測定装置（１６）から取得する第１取得部（５０）と、工作機械（１２）の状態を示す状態情報を数値制御装置（１４）から取得する第２取得部（５２）と、測定情報および状態情報を表示部（４２）に表示させる表示制御部（５４）と、を備える。

これにより、オペレータに対して、１つの表示画面上で測定情報および状態情報の双方を確認させることができる。このため、測定情報および状態情報の双方が確認し易くなるように、測定装置（１６）および数値制御装置（１４）の少なくとも一方の設置位置を変更する作業をオペレータに強要させることはない。したがって、作業効率を向上させることができる。

情報処理装置（１８）は、測定情報に基づいて、数値制御装置（１４）を制御するための制御情報を演算する演算部（６０）を備えてもよい。これにより、自動的に演算部（６０）で演算された結果（制御情報）を基に数値制御装置（１４）が工作機械（１２）を制御したときの状態情報を、オペレータに対して、表示部（４２）の表示画面から確認させることができる。

測定装置（１６）は、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を、指定された撮像倍率（Ｍ）で撮像する撮像部（１６ａ）を有し、演算部（６０）は、撮像倍率（Ｍ）が変更された場合に、撮像倍率（Ｍ）の変更前と変更後とで、撮像部（１６ａ）が撮像した画像上における工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の特定点（Ｓｉ）と画像上における撮像中心位置（Ｃｉ）との相対的な位置関係が維持されるように、変更前および変更後の撮像倍率（Ｍ）に基づいて工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の移動指令位置（Ｐｃ）を演算してもよい。

これにより、撮像倍率（Ｍ）が変更されても、画像上における撮像中心位置（Ｃｉ）と特定点（Ｓｉ）の位置との相対的な位置関係を維持することができる。したがって、撮像倍率（Ｍ）を低倍率から高倍率に変更しても、特定点（Ｓｉ）が画像からフレームアウトすることを防止することができる。また、撮像倍率（Ｍ）が変更されても、画像上における撮像中心位置（Ｃｉ）と特定点（Ｓｉ）の位置との相対的な位置関係は変わらないので、オペレータに対して工具（２０）の確認をさせ易くなる。

情報処理装置（１８）は、オペレータによって指定された画像上における工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の任意の点を特定点（Ｓｉ）として設定する特定点設定部（５８）を備えてもよい。これにより、オペレータが特に観察したい工具（２０）または加工対象物（Ｗ）上の任意の点を特定点（Ｓｉ）として設定することができる。

情報処理装置（１８）は、画像を解析することで、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）上の予め決められた特徴点を抽出し、抽出された特徴点を特定点（Ｓｉ）として設定する特定点設定部（５８）を備えてもよい。これにより、オペレータが工具（２０）または加工対象物（Ｗ）上の特定点（Ｓｉ）を手動で指定しなくても、特定点（Ｓｉ）を自動的に設定することができる。

演算部（６０）は、撮像倍率（Ｍ）と、画像上における特定点（Ｓｉ）の位置に基づいて、機械座標系における特定点（Ｓｒ）および撮像中心位置（Ｃｒ）の相対的な位置関係を演算する相対位置演算部（６０ａ）を有し、撮像倍率（Ｍ）が変更されると、演算された機械座標系における相対的な位置関係と、変更前および変更後の撮像倍率（Ｍ）とに基づいて、移動指令位置（Ｐｃ）を演算してもよい。これにより、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を移動するための移動指令位置（Ｐｃ）を容易に演算することができ、撮像倍率（Ｍ）が変更されても、特定点（Ｓｉ）と撮像中心位置（Ｃｉ）との相対的な位置関係を維持することができる。

機械座標系における相対的な位置関係は、機械座標系における撮像中心位置（Ｃｒ）からみた特定点（Ｓｒ）の方向（Ｄ）と、機械座標系における撮像中心位置（Ｃｒ）と特定点（Ｓｒ）との距離（Ｌｒ）を含み、演算部（６０）は、変更前の撮像倍率（Ｍ）から見た変更後の撮像倍率（Ｍ）を比αとし、距離をＬｒとしたとき、機械座標系における撮像中心位置（Ｃｒ）からの半径が、Ｌｒ×１／α、となる円と、方向（Ｄ）との交点の位置に特定点（Ｓｒ）が移動するように、移動指令位置（Ｐｃ）を演算してもよい。これにより、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を移動するための移動指令位置（Ｐｃ）を容易に演算することができる。

撮像部（１６ａ）は、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）が軸移動する第１方向および第１方向と直交する第２方向で規定される平面に対して交差する方向から工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を撮像してもよい。これにより、平面上に沿って工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を軸移動させることができる。また、撮像部（１６ａ）は、第１方向と第２方向とで規定される平面と交差する方向から撮像するので、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の軸移動の状態を良好に撮像することができる。

（第２の発明）
第２の発明は、工具（２０）を用いて加工対象物（Ｗ）を加工する工作機械（１２）の周辺に設けられる測定装置（１６）と、工作機械（１２）を制御する数値制御装置（１４）とが接続された情報処理装置（１８）の情報処理方法である。この情報処理方法は、測定装置（１６）で測定された測定情報を測定装置（１６）から取得し、工作機械（１２）の状態を示す状態情報を数値制御装置（１４）から取得する取得ステップ（Ｓ３）と、測定情報および状態情報を表示部（４２）に表示させる表示ステップ（Ｓ４）と、を含む。

これにより、オペレータに対して、１つの表示画面上で測定情報および状態情報の双方を確認させることができる。このため、測定情報および状態情報の双方が確認し易くなるように、測定装置（１６）および数値制御装置（１４）の少なくとも一方の設置位置を変更する作業をオペレータに強要させることはない。したがって、作業効率を向上させることができる。

情報処理方法は、測定情報に基づいて、数値制御装置（１４）を制御するための制御情報を演算する演算ステップ（Ｓ１８）を含んでもよい。これにより、自動的に演算ステップ（Ｓ１８）で演算された結果（制御情報）を基に数値制御装置（１４）が工作機械（１２）を制御したときの状態情報を、オペレータに対して、表示部（４２）の表示画面から確認させることができる。

測定装置（１６）は、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を、指定された撮像倍率（Ｍ）で撮像する撮像部（１６ａ）を有し、演算ステップ（Ｓ１８）は、撮像倍率（Ｍ）が変更された場合に、撮像倍率（Ｍ）の変更前と変更後とで、撮像部（１６ａ）が撮像した画像上における工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の特定点（Ｓｉ）と画像上における撮像中心位置（Ｃｉ）との相対的な位置関係が維持されるように、変更前および変更後の撮像倍率（Ｍ）に基づいて工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の移動指令位置（Ｐｃ）を演算してもよい。

これにより、撮像倍率（Ｍ）が変更されても、画像上における撮像中心位置（Ｃｉ）と特定点（Ｓｉ）の位置との相対的な位置関係を維持することができる。したがって、撮像倍率（Ｍ）を低倍率から高倍率に変更しても、特定点（Ｓｉ）が画像からフレームアウトすることを防止することができる。また、撮像倍率（Ｍ）が変更されても、画像上における撮像中心位置（Ｃｉ）と特定点（Ｓｉ）の位置との相対的な位置関係は変わらないので、オペレータに対して工具（２０）の確認をさせ易くなる。

情報処理方法は、オペレータによって指定された画像上における工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の任意の点を特定点（Ｓｉ）として設定する特定点設定ステップ（Ｓ１４）を含んでもよい。これにより、オペレータが特に観察したい工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の任意の点を特定点（Ｓｉ）として設定することができる。

情報処理方法は、画像を解析することで、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）の予め決められた特徴点を抽出し、抽出された特徴点を特定点（Ｓｉ）として設定する特定点設定ステップ（Ｓ１４）を含んでいてもよい。これにより、オペレータが工具（２０）または加工対象物（Ｗ）上の特定点（Ｓｉ）を手動で指定しなくても、特定点（Ｓｉ）を自動的に設定することができる。

情報処理方法は、撮像倍率（Ｍ）と、画像上における特定点（Ｓｉ）の位置に基づいて、機械座標系における特定点（Ｓｒ）および撮像中心位置（Ｃｒ）の相対的な位置関係を演算する相対位置演算ステップ（Ｓ１５）を含み、演算ステップ（Ｓ１８）は、撮像倍率（Ｍ）が変更されると、演算された機械座標系における相対的な位置関係と、変更前および変更後の撮像倍率（Ｍ）とに基づいて、移動指令位置（Ｐｃ）を演算してもよい。これにより、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を移動するための移動指令位置（Ｐｃ）を容易に演算することができ、撮像倍率（Ｍ）が変更されても、特定点（Ｓｉ）と撮像中心位置（Ｃｉ）との相対的な位置関係を維持することができる。

機械座標系における相対的な位置関係は、機械座標系における撮像中心位置（Ｃｒ）からみた特定点（Ｓｒ）の方向（Ｄ）と、機械座標系における撮像中心位置（Ｃｒ）と特定点（Ｓｒ）との距離を含み、演算ステップ（Ｓ１８）は、変更前の撮像倍率（Ｍ）から見た変更後の撮像倍率（Ｍ）を比αとし、距離をＬｒとしたとき、機械座標系における撮像中心位置（Ｃｒ）からの半径が、Ｌｒ×１／α、となる円と、方向（Ｄ）との交点の位置に特定点（Ｓｒ）が移動するように、移動指令位置（Ｐｃ）を演算してもよい。これにより、工具（２０）または加工対象物（Ｗ）を移動するための移動指令位置（Ｐｃ）を容易に演算することができる。

１０…工作システム １２…工作機械
１４…数値制御装置 １６…測定装置
１６ａ…撮像部 １８…情報処理装置
２０…工具 ３２…モータ制御部
４０…入力部 ４２…表示部
４４…記憶媒体 ４６…信号処理部
５０…第１取得部 ５２…第２取得部
５４…表示制御部 ５６…撮像倍率取得部
５８…特定点設定部 ６０、６２…演算部
６０ａ…相対位置演算部 ６２ａ…特定点認識部

Claims (11)

1. 工具を用いて加工対象物を加工する工作機械の周辺に設けられる測定装置と、前記工作機械を制御する数値制御装置とが接続された情報処理装置であって、
   情報を表示する表示部と、
   前記測定装置で測定された測定情報を前記測定装置から取得する第１取得部と、
   前記工作機械の状態を示す状態情報を前記数値制御装置から取得する第２取得部と、
   前記測定情報および前記状態情報を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備え、
   前記測定装置は、前記工具または前記加工対象物を、指定された撮像倍率で撮像する撮像部を有し、
   前記撮像倍率が変更された場合に、前記撮像倍率の変更前と変更後とで、前記撮像部が撮像した画像上における前記工具または前記加工対象物の特定点と前記画像上における撮像中心位置との相対的な位置関係が維持されるように、変更前および変更後の前記撮像倍率に基づいて前記工具または前記加工対象物の移動指令位置を演算する演算部を備える、情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置であって、
   オペレータによって指定された前記画像上における前記工具または前記加工対象物の任意の点を前記特定点として設定する特定点設定部を備える、情報処理装置。
3. 請求項１に記載の情報処理装置であって、
   前記画像を解析することで、前記工具または前記加工対象物の予め決められた特徴点を抽出し、抽出された前記特徴点を前記特定点として設定する特定点設定部を備える、情報処理装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
   前記演算部は、前記撮像倍率と、前記画像上における前記特定点の位置に基づいて、機械座標系における前記特定点および前記撮像中心位置の相対的な位置関係を演算する相対位置演算部を有し、前記撮像倍率が変更されると、演算された前記機械座標系における相対的な位置関係と、変更前および変更後の前記撮像倍率とに基づいて、前記移動指令位置を演算する、情報処理装置。
5. 請求項４に記載の情報処理装置であって、
   前記機械座標系における相対的な位置関係は、前記機械座標系における前記撮像中心位置からみた前記特定点の方向と、前記機械座標系における前記撮像中心位置と前記特定点との距離を含み、
   前記演算部は、変更前の前記撮像倍率から見た変更後の前記撮像倍率を比αとし、前記距離をＬｒとしたとき、前記機械座標系における前記撮像中心位置からの半径が、Ｌｒ×１／α、となる円と、前記方向との交点の位置に前記特定点が移動するように、前記移動指令位置を演算する、情報処理装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
   前記撮像部は、前記工具または前記加工対象物が軸移動する第１方向および前記第１方向と直交する第２方向で規定される平面に対して交差する方向から前記工具または前記加工対象物を撮像する、情報処理装置。
7. 工具を用いて加工対象物を加工する工作機械の周辺に設けられる測定装置と、前記工作機械を制御する数値制御装置とが接続された情報処理装置の情報処理方法であって、
   前記測定装置で測定された測定情報を前記測定装置から取得し、前記工作機械の状態を示す状態情報を前記数値制御装置から取得する取得ステップと、
   前記測定情報および前記状態情報を表示部に表示させる表示ステップと、
   を含み、
   前記測定装置は、前記工具または前記加工対象物を、指定された撮像倍率で撮像する撮像部を有し、
   前記撮像倍率が変更された場合に、前記撮像倍率の変更前と変更後とで、前記撮像部が撮像した画像上における前記工具または前記加工対象物の特定点と前記画像上における撮像中心位置との相対的な位置関係が維持されるように、変更前および変更後の前記撮像倍率に基づいて前記工具または前記加工対象物の移動指令位置を演算する演算ステップを含む、情報処理方法。
8. 請求項７に記載の情報処理方法であって、
   オペレータによって指定された前記画像上における前記工具または前記加工対象物の任意の点を前記特定点として設定する特定点設定ステップを含む、情報処理方法。
9. 請求項７に記載の情報処理方法であって、
   前記画像を解析することで、前記工具または前記加工対象物の予め決められた特徴点を抽出し、抽出された前記特徴点を前記特定点として設定する特定点設定ステップを含む、情報処理方法。
10. 請求項７～９のいずれか１項に記載の情報処理方法であって、
    前記撮像倍率と、前記画像上における前記特定点の位置に基づいて、機械座標系における前記特定点および前記撮像中心位置の相対的な位置関係を演算する相対位置演算ステップを含み、
    前記演算ステップは、前記撮像倍率が変更されると、演算された前記機械座標系における相対的な位置関係と、変更前および変更後の前記撮像倍率とに基づいて、前記移動指令位置を演算する、情報処理方法。
11. 請求項１０に記載の情報処理方法であって、
    前記機械座標系における相対的な位置関係は、前記機械座標系における前記撮像中心位置からみた前記特定点の方向と、前記機械座標系における前記撮像中心位置と前記特定点との距離を含み、
    前記演算ステップは、変更前の前記撮像倍率から見た変更後の前記撮像倍率を比αとし、前記距離をＬｒとしたとき、前記機械座標系における前記撮像中心位置からの半径が、Ｌｒ×１／α、となる円と、前記方向との交点の位置に前記特定点が移動するように、前記移動指令位置を演算する、情報処理方法。

Images