JP7433594B2

JP7433594B2 - Machine tool chip detection device

Info

Publication number: JP7433594B2
Application number: JP2020027519A
Authority: JP
Inventors: 直弘池田
Original assignee: Niigata Machine Techno Co Ltd
Current assignee: Niigata Machine Techno Co Ltd
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2024-02-20
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: JP2021130177A

Description

本発明は、切削加工時に主軸に装着した切削工具に切屑が付着することを工具交換時に検出することのできる工作機械の切屑検出装置に関する。 The present invention relates to a chip detection device for a machine tool that is capable of detecting the adhesion of chips to a cutting tool attached to a spindle during cutting when the tool is replaced.

従来、自動工具交換装置を備えた工作機械では、工具マガジンの工具ポットに装着された工具の中から切削に必要な切削工具（以下、単に工具という）を検出する。そして、工具マガジンの割り出し位置で該当する工具を工具チェンジャによってピックアップして主軸に装着し、切削後に工具ポットに戻している。工具によってワークを切削する際、工具に切屑が付着したり絡まったりすることがある。
工具に切屑が付着等しているとワークを傷つけたり工具が折れたりすることがある。また、切屑が付着等した工具を工具マガジンに収納した際に隣の工具に絡まったり、工具マガジンの移動時に工具が落下したりすることがある。これらの不具合を回避するために、工具に付着した切屑の有無を検出してその工具で次の切削をしないようにすることが必要である。 BACKGROUND ART Conventionally, a machine tool equipped with an automatic tool changer detects a cutting tool (hereinafter simply referred to as a tool) required for cutting from among tools mounted in a tool pot of a tool magazine. Then, the corresponding tool is picked up by the tool changer at the indexed position of the tool magazine, mounted on the spindle, and returned to the tool pot after cutting. When cutting a workpiece with a tool, chips may adhere to or become tangled with the tool.
If chips are attached to the tool, the workpiece may be damaged or the tool may break. Further, when a tool with chips attached thereto is stored in a tool magazine, it may become tangled with an adjacent tool, or the tool may fall when the tool magazine is moved. In order to avoid these problems, it is necessary to detect the presence or absence of chips attached to a tool and to prevent the tool from performing the next cutting.

工具に切屑が付着したことを検出する手段として例えば次の技術が提案されている。例えば特許文献１に記載された切屑付着検知方法では、切屑付着検知対象外エリアと切屑付着検知エリアを設定して切屑付着検知エリア内で切屑付着の有無を光学的に検知している。切屑付着対象外エリアは切削工具の外側のオフセット幅をエリアとする。
工具使用後の撮像による画像データのうち切屑付着検知エリアに対応する画像データのみを切屑付着検知対象の画像データとして切屑の有無を判別し、この判別結果により切削工具に切屑が付着しているか否かを検知する。切屑付着有無の判定は背景を無反射の背景板として反射像を全て切屑として認識するとしている。 For example, the following technique has been proposed as a means for detecting the adhesion of chips to a tool. For example, in the chip adhesion detection method described in Patent Document 1, a chip adhesion detection area and a chip adhesion detection area are set, and the presence or absence of chip adhesion is optically detected within the chip adhesion detection area. The area to which chips are not attached is the offset width outside the cutting tool.
Among the image data captured after the tool is used, only the image data corresponding to the chip adhesion detection area is used as the image data for chip adhesion detection to determine the presence or absence of chips, and based on the determination result, it is possible to determine whether or not chips are attached to the cutting tool. to detect whether The presence or absence of chips is determined by assuming that the background is a non-reflective background plate and all reflected images are recognized as chips.

また、特許文献２に記載された加工屑検出装置では、工作機械の加工室内における加工屑の有無を検出して清掃機構による清掃を行うものである。切屑の検出に際してラインレーザ光が切屑に当たって乱反射することによる断続的な反射光を撮像ユニットで検査画像として取得し、ラインレーザ光の像に基づいて画像処理部で加工屑の有無を検出している。 Furthermore, the machined debris detection device described in Patent Document 2 detects the presence or absence of machined debris in a processing chamber of a machine tool, and performs cleaning using a cleaning mechanism. When detecting chips, the line laser beam hits the chips and is diffusely reflected, and the intermittent reflected light is captured by the imaging unit as an inspection image, and the presence or absence of machining chips is detected by the image processing unit based on the image of the line laser beam. .

特開平８－１９７３８３号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-197383 特開２０１９－３０９１７号公報JP 2019-30917 Publication

しかしながら、特許文献１に記載の切屑付着検知装置では、切削工具の外側に設定されたオフセット幅の外側へ突出する切屑の検出が対象であり、切削工具の輪郭内でカメラに向かって飛び出す方向の切屑は検知できなかった。また、切削工具に付着する切屑はいろいろな形態になるため、１方向からの撮影では切削工具の裏に隠れた切屑を検知できなかった。しかも、特許文献１では、反射像を対象とするため無反射板が必要であり、カメラは工具出し入れ準備位置近傍で撮影するため噴霧状の切削液や切粉の粉塵等による画像の汚れが生じるという問題がある。 However, the chip adhesion detection device described in Patent Document 1 is designed to detect chips that protrude outside the offset width set on the outside of the cutting tool. No chips were detected. Furthermore, since chips that adhere to cutting tools come in various forms, it was not possible to detect chips hidden behind the cutting tool by photographing from one direction. Moreover, in Patent Document 1, a non-reflective plate is required because the reflected image is targeted, and since the camera takes pictures near the tool loading/unloading preparation position, the image is contaminated by sprayed cutting fluid, chip dust, etc. There is a problem.

また、特許文献２に記載された加工屑検出装置は、ラインレーザ光による一方向からの撮影に基づく画像解析を行うものであるため、工具に付着する切屑の方向や向きによっては切屑を検出できなかった。また、切削液や粉塵が舞う加工室内でカメラによる撮影を行うため、カメラに保護ガラス板があったとしても汚れが付着するため安定した撮影は困難である。 Furthermore, since the machining debris detection device described in Patent Document 2 performs image analysis based on photography taken from one direction using a line laser beam, chips may not be detected depending on the direction or direction of the chips attached to the tool. There wasn't. Furthermore, since the camera is used to take pictures in a processing room where cutting fluid and dust are flying around, even if the camera has a protective glass plate, it is difficult to take stable pictures because it gets dirty.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、従来、検出できなかった工具に付着した切屑を効率よく検出できるようにした工作機械の切屑検出装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a chip detection device for a machine tool that can efficiently detect chips attached to a tool, which could not be detected conventionally. .

本発明に係る工作機械の切屑検出装置は、工具を格納する工具マガジンと工具を装着してワークを切削する主軸との間で工具を交換して切削可能な工作機械において、工具を照射する第1光源と、第1光源で照射された工具を撮像する第一撮像手段と、第１光源と異なる角度から工具を照射する第２光源と、第２光源で照射された工具を第一撮像手段と異なる角度で撮像する第二撮像手段と、工具の工具径及び工具長の情報に基づいて、第一撮像手段及び第二撮像手段で撮像した切削前後の工具の撮影画像を対比して切屑付着の有無を判定する切屑付着判定手段と、を備え、前記切屑付着判定手段は、前記第一撮像手段及び第二撮像手段で撮像した撮影画像を碁盤の目状に区分けした複数の画像認識区画から選択した切削前後の前記工具を含む前記画像認識区画同士を対比して切屑付着の有無を判定することを特徴とする。
また、本発明に係る工作機械の切屑検出装置は、工具を格納する工具マガジンと工具を装着してワークを切削する主軸との間で工具を交換して切削可能な工作機械において、工具を照射する第1光源と、第1光源で照射された工具を撮像する第一撮像手段と、第１光源と異なる角度から工具を照射する第２光源と、第２光源で照射された工具を第一撮像手段と異なる角度で撮像する第二撮像手段と、工具の工具径及び工具長の情報に基づいて、第一撮像手段及び第二撮像手段で撮像した切削前後の工具の撮影画像を対比して切屑付着の有無を判定する切屑付着判定手段と、を備えたことが好ましい。
本発明によれば、第一撮像手段及び第二撮像手段で異なる角度から撮像した切削前後の工具の撮影画像を切屑付着判定手段で対比することで、切削後の工具に付着する切屑を検出して切屑付着の有無を判定することができる。そのため、一方の撮像手段では撮像できない工具の裏面に付着したり工具輪郭内で突出したりする切屑を、撮影角度の異なる第一撮像手段及び第二撮像手段によって判別することができる。 The chip detection device for a machine tool according to the present invention is used in a machine tool that can perform cutting by exchanging tools between a tool magazine that stores tools and a spindle that cuts a workpiece with tools mounted thereon. 1 light source, a first imaging means for imaging the tool irradiated by the first light source, a second light source for irradiating the tool from a different angle than the first light source, and a first imaging means for imaging the tool irradiated by the second light source. A second imaging means takes an image at a different angle from that of the tool, and the images of the tool before and after cutting taken by the first imaging means and the second imaging means are compared based on information on the tool diameter and length of the tool, and chip adhesion is detected. a chip adhesion determination means for determining the presence or absence of a chip adhesion, and the chip adhesion determination means selects a plurality of image recognition sections obtained by dividing photographic images taken by the first imaging means and the second imaging means into a grid pattern. The image recognition section including the selected tool before and after cutting is compared with each other to determine whether or not chips are attached .
Further, the chip detection device for a machine tool according to the present invention can be used in a machine tool that can perform cutting by exchanging tools between a tool magazine that stores tools and a spindle that cuts a workpiece with tools installed therein. a first light source that images the tool illuminated by the first light source; a second light source that illuminates the tool from a different angle than the first light source; A second imaging means takes an image at a different angle from the imaging means, and images of the tool before and after cutting taken by the first imaging means and the second imaging means are compared based on information on the tool diameter and tool length of the tool. It is preferable to include a chip adhesion determination means for determining the presence or absence of chip adhesion.
According to the present invention, chips adhering to the tool after cutting are detected by comparing photographed images of the tool before and after cutting, which are taken from different angles by the first imaging means and the second imaging means, by the chip adhesion determining means. It is possible to determine whether or not chips are attached. Therefore, chips attached to the back surface of the tool or protruding within the contour of the tool, which cannot be imaged by one of the imaging means, can be determined by the first imaging means and the second imaging means, which have different photographing angles.

また、切屑付着判定手段は、第一撮像手段及び第二撮像手段で撮像した撮影画像を碁盤の目状に区分けした複数の画像認識区画から選択した工具周囲の切削前後の画像認識区画同士を対比して切屑付着の有無を判定することが好ましい。
第一撮像手段及び第二撮像手段で撮像した工具の撮影画像を碁盤の目状に仕切った多数の画像認識区画から工具周囲のいくつかの画像認識区画を選択することで、切削前後の撮影画像を対比して工具から突出する切屑の輪郭によって切屑の有無を判別できるため高速に判定できる。 Further, the chip adhesion determination means compares the image recognition sections before and after cutting around the tool selected from a plurality of image recognition sections obtained by dividing the photographed images taken by the first imaging means and the second imaging means into a grid pattern. It is preferable to determine whether or not chips are attached.
By selecting some image recognition sections around the tool from a large number of image recognition sections in which the photographed images of the tool taken by the first imaging means and the second imaging means are partitioned into a grid pattern, the photographed images before and after cutting can be obtained. The presence or absence of chips can be determined quickly by comparing the outline of the chips protruding from the tool.

また、第一撮像手段及び第二撮像手段による工具の撮影位置は、切削前後の工具を工具マガジンの工具ポットに収納した割り出し位置であることが好ましい。
工具マガジンの割り出し位置で切削前後の工具を撮影することで、工具に切屑が付着している場合には工具ポットに収納し、次の切削時には予備の工具を使用することができる。 Moreover, the photographing position of the tool by the first imaging means and the second imaging means is preferably an indexed position where the tool before and after cutting is stored in the tool pot of the tool magazine.
By photographing the tool before and after cutting at the indexed position of the tool magazine, if the tool has chips attached to it, it can be stored in the tool pot and a spare tool can be used for the next cutting.

また、第一撮像手段及び第二撮像手段による工具の撮影位置は、前記工具マガジンと前記主軸との間で前記工具を交換可能な工具チェンジャに保持された切削前後の工具の待機位置であってもよい。
工具マガジンから引き出した切削前の工具と切削後の工具とをそれぞれ待機位置で撮影して対比することで、工具マガジンへ収納する前の工具について切屑付着の有無を判別することができる。そのため、工具に切屑が付着し突出している場合には、切削後の工具を工具マガジンの工具ポットに収納することを中止したり、退避用の工具ポットに収納させて隣りの工具に切屑が干渉しないようにすることができる。 Further, the photographing position of the tool by the first imaging means and the second imaging means is a standby position of the tool before and after cutting, which is held in a tool changer that can exchange the tool between the tool magazine and the main spindle. Good too.
By photographing and comparing the pre-cutting tool and the post-cutting tool pulled out from the tool magazine at their standby positions, it is possible to determine whether chips are attached to the tool before it is stored in the tool magazine. Therefore, if chips stick to the tool and protrude, you can stop storing the tool after cutting in the tool pot of the tool magazine, or store it in the evacuation tool pot so that the chips will interfere with the adjacent tool. You can prevent it from happening.

また、画像認識区画は工具における工具長方向の先端部、付け根部、前記先端部及び付け根部の中間部が選択されていることが好ましい。
工具の輪郭における工具長方向の先端部、付け根部、中間部の画像認識区画を選択すると切屑の付着を検出し易いので、少ない数の画像認識区画で効率的且つ高速に切屑の付着の有無を判定できる。 Further, it is preferable that the image recognition section is selected from a tip portion, a root portion, and an intermediate portion between the tip portion and the root portion in the tool length direction of the tool.
It is easier to detect adhesion of chips by selecting image recognition sections at the tip, root, and middle of the tool length in the tool contour, so the presence or absence of adhesion of chips can be detected efficiently and quickly using a small number of image recognition sections. Can be judged.

また、画像認識区画は工具の径方向外側に離間した位置が選択されていてもよい。
工具に切屑が絡みつく径方向の範囲が大きくても画像認識区画で判定して切屑の付着範囲を認識できる。 Further, the image recognition section may be selected at a position spaced apart from the outside in the radial direction of the tool.
Even if the radial range in which chips are entangled with the tool is large, the image recognition section can be used to determine the extent to which chips have adhered.

また、主軸の近傍には主軸に装着された工具の付着物を吹き飛ばすエア噴射ノズルが設置されていてもよい。
工具の付着物として切削液や切粉や付着の軽い切屑等が付着していてもエア噴射ノズルで吹き飛ばすことができるため、切屑の有無を第一撮像手段及び第二撮像手段によって精度良く判定できる。 Furthermore, an air injection nozzle may be installed near the main spindle to blow away deposits from a tool attached to the main spindle.
Even if there is cutting fluid, chips, or lightly attached chips attached to the tool, it can be blown away by the air injection nozzle, so the presence or absence of chips can be accurately determined by the first imaging means and the second imaging means. .

また、第一撮像手段及び第二撮像手段は、主軸を備えた加工室と仕切られた工具マガジンを備えた工具収納室に設置されていることが好ましい。
第一撮像手段及び第二撮像手段を、主軸を備えた加工室と仕切られた工具収納室に設置して切屑の検出を行うことで、第一撮像手段や第二撮像手段が切屑や切削液や切粉等で汚れることを防止できる。 Moreover, it is preferable that the first imaging means and the second imaging means are installed in a tool storage room equipped with a tool magazine separated from a processing chamber equipped with a spindle.
By installing the first imaging means and the second imaging means in a tool storage room separated from a machining chamber equipped with a spindle and detecting chips, the first imaging means and the second imaging means detect chips and cutting fluid. Prevents contamination with chips, chips, etc.

第１光源と第２光源は色相が相違していてもよい。
第一撮像手段及び第二撮像手段によって工具を撮像する際、透過光による工具に付着した切屑の画像と乱反射光による切屑の画像を異なる色相で同時に判別することができる。 The first light source and the second light source may have different hues.
When the tool is imaged by the first imaging means and the second imaging means, it is possible to simultaneously distinguish an image of chips attached to the tool using transmitted light and an image of chips attached to the tool using diffusely reflected light using different hues.

本発明に係る工作機械の切屑検出装置によれば、工具に付着する切屑を複数の方向から撮影して複数の画像認識区画で切屑付着の有無を検出するため、従来検出できなかった方向に付着する切屑も確実に検出できる。 According to the chip detection device for a machine tool according to the present invention, chips adhering to a tool are photographed from a plurality of directions and the presence or absence of adhesion of chips is detected in a plurality of image recognition sections. It is also possible to reliably detect chips that cause damage.

本発明の第一実施形態による工作機械の切屑検出装置の要部構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of main parts of a chip detection device for a machine tool according to a first embodiment of the present invention. 工具マガジンの工具割り出し位置と第一カメラ及び第１光源、第二カメラ及び第２光源との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the tool indexing position of a tool magazine, a 1st camera, a 1st light source, a 2nd camera, and a 2nd light source. 割り出し位置の工具ポットと主軸との間で工具をスイングする工程と待機位置を説明する平面図である。FIG. 6 is a plan view illustrating the process of swinging the tool between the tool pot at the index position and the spindle and the standby position. 回転軸線上で主軸に工具が装着された状態の図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which a tool is attached to the main spindle on the rotation axis. 割り出し位置にある工具と第一カメラ及び第１光源との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the tool in an indexing position, a 1st camera, and a 1st light source. 割り出し位置にある工具と第一カメラ及び第１光源、第二カメラ及び第２光源との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the tool in an indexing position, a 1st camera, a 1st light source, a 2nd camera, and a 2nd light source. 第一カメラ及び第１光源、第二カメラ及び第２光源と制御部のブロック図とを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a block diagram of a first camera, a first light source, a second camera, a second light source, and a control unit. 主軸に装着された工具に切屑が絡まった状態の撮影画像の図である。It is a photographed image of a state in which chips are entangled with a tool attached to a spindle. 図８に示す撮影画像を碁盤の目状に区分けした画像認識区画を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing image recognition sections obtained by dividing the captured image shown in FIG. 8 into a grid pattern. 工作機械の切屑検出装置による切屑検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the chip detection method by the chip detection apparatus of a machine tool. 第二実施形態による切屑検出装置に用いるＵ軸機能を備えた主軸の側面図である。FIG. 7 is a side view of a main shaft equipped with a U-axis function used in a chip detection device according to a second embodiment. 工具チェンジャによる工具の待機位置と第一カメラ及び第１光源、第二カメラ及び第２光源との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the standby position of the tool by a tool changer, a first camera and a 1st light source, a 2nd camera and a 2nd light source. Ｕ軸機能を備えた主軸に装着した工具に切屑が絡まった状態の撮影画像の図である。It is a photographed image of a state in which chips are entangled in a tool attached to a spindle with a U-axis function. 図１３に示す工具の撮影画像における画像認識区画を示す図である。14 is a diagram showing image recognition sections in the photographed image of the tool shown in FIG. 13. FIG. Ｕ軸機能を備えた主軸の工具に切屑が大きく絡まった撮影画像における画像認識区画を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an image recognition section in a photographed image in which chips are largely entangled with a tool of a spindle having a U-axis function.

以下、本発明の実施形態による工作機械の切屑検出装置について添付図面により説明する。まず、本発明の第一実施形態による工作機械の切屑検出装置を図１乃至図１０により説明する。
図１は第一実施形態による工作機械１を示すものである。本実施形態による工作機械１は、例えば横形の工作機械１が用いられている。この工作機械１は、ベース３と、ベース３上の前部に設けられていてＸ軸方向に移動可能なテーブル４と、ベース３上の後部に設けられていてＺ軸方向に移動可能なコラム５と、コラム５に支持されてＹ軸方向に移動可能な主軸ヘッド６とを備えている。主軸ヘッド６には後述するようにＵ軸機能を備えた主軸８が設置されている。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A chip detection device for a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a chip detection device for a machine tool according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
FIG. 1 shows a machine tool 1 according to the first embodiment. As the machine tool 1 according to this embodiment, for example, a horizontal machine tool 1 is used. This machine tool 1 includes a base 3, a table 4 provided at the front part of the base 3 and movable in the X-axis direction, and a column provided at the rear part of the base 3 and movable in the Z-axis direction. 5, and a spindle head 6 supported by the column 5 and movable in the Y-axis direction. The spindle head 6 is provided with a spindle 8 having a U-axis function as described later.

本実施形態による工作機械１は、工具マガジン１０に装着された複数の工具Ｔのいずれかを割り出し位置Ｗで選択的に取り出して主軸８に装着する自動工具交換装置７と、切削前後で割り出し位置Ｗの工具ポット１１にそれぞれ装着した工具Ｔの撮影画像から切屑を検出する切屑検出装置２とを備えている。
テーブル４の上面の中央には、ワーク(図示せず)を取り付けたパレットＰが自動交換可能に載置されている。ワークは、主軸ヘッド６に設けられた主軸８の中ぐりスピンドルに装着された工具Ｔで加工させられる。パレットＰには、テーブル４がパレット交換位置に移動したときに、テーブル４上の加工済みワークと段取りテーブル上の新しいワークとを互いに入れ替える、従来周知の２面式自動パレット交換装置が設けられている。 The machine tool 1 according to this embodiment includes an automatic tool changer 7 that selectively takes out any of the plurality of tools T loaded in a tool magazine 10 at an indexing position W and mounts it on the spindle 8, and an automatic tool changer 7 that selectively takes out one of the plurality of tools T loaded in a tool magazine 10 and attaches it to the spindle 8, and The tool includes a chip detection device 2 that detects chips from photographed images of the tools T attached to the tool pots 11 of the W tools.
At the center of the upper surface of the table 4, a pallet P with workpieces (not shown) attached thereon is placed so as to be automatically exchangeable. The workpiece is machined with a tool T attached to a boring spindle of a main spindle 8 provided in a main spindle head 6. The pallet P is provided with a conventionally well-known two-sided automatic pallet exchange device that exchanges the processed workpiece on the table 4 with a new workpiece on the setup table when the table 4 moves to the pallet exchange position. There is.

図４において、本実施形態による工作機械１では、主軸８に装着された工具Ｔを主軸８の回転軸線Ｏと同軸に位置決めして回転切削するため、通常の主軸８と同じ切削加工を行える。なお、本実施形態による工作機械１では、図１１に示すように、主軸８をＵ軸機能付きとして回転軸線Ｏに直交する主軸面上の径方向に移動させて保持することができる。この場合には、工具Ｔは回転軸線Ｏを中心にリング状に旋回加工するため、切削工具としてワークの穴径加工やテーパ穴加工等を行える。 In FIG. 4, in the machine tool 1 according to the present embodiment, the tool T mounted on the main spindle 8 is positioned coaxially with the rotation axis O of the main spindle 8 and performs rotational cutting, so that the same cutting process as the normal main spindle 8 can be performed. In addition, in the machine tool 1 according to this embodiment, as shown in FIG. 11, the main spindle 8 has a U-axis function and can be moved and held in the radial direction on the main axis surface perpendicular to the rotation axis O. In this case, since the tool T is rotated in a ring shape around the rotation axis O, it can be used as a cutting tool to perform hole diameter machining, taper hole machining, etc. of the workpiece.

図１において、コラム５の側方には多種の工具Ｔをそれぞれ格納する複数の工具ポット１１を配列させた工具マガジン１０を備えている。工具ポット１１には工具Ｔの主軸８に装着される装着部分が工具ポット１１内に嵌合保持され、工具Ｔの刃先及び工具本体部分が外部に露出している。工具マガジン１０は、図２に示すように、工具ポット１１が例えば略Ｕ字状に配列されて複数のホイール１２を介して旋回可能なチェーン式の無端ベルト状に形成されている。
複数のホイール１２のいずれかに駆動モータＭ１が連結されて工具マガジン１０を自動的に周回可能としている。工具マガジン１０に収納された複数の工具Ｔは予めその種類(工具長及び工具径を含む)が登録されており、主軸８に装着された工具Ｔの切削の手順に応じて次に使用すべき工具Ｔを割り出し位置Ｗに移動させて取り外し可能に位置決めできる。 In FIG. 1, a tool magazine 10 is provided on the side of the column 5, in which a plurality of tool pots 11 each storing a variety of tools T are arranged. A mounting portion of the tool T to be mounted on the main shaft 8 is fitted and held in the tool pot 11, and a cutting edge and a tool body portion of the tool T are exposed to the outside. As shown in FIG. 2, the tool magazine 10 is formed into a chain-type endless belt in which tool pots 11 are arranged, for example, in a substantially U-shape and can be rotated via a plurality of wheels 12.
A drive motor M1 is connected to one of the plurality of wheels 12 to enable automatic rotation of the tool magazine 10. The types (including tool length and tool diameter) of the plurality of tools T stored in the tool magazine 10 are registered in advance, and which tool should be used next according to the cutting procedure of the tool T attached to the spindle 8. The tool T can be moved to the indexed position W and removably positioned.

図３において、工具マガジン１０と主軸８との間には、工具Ｔを交換可能な自動工具交換用（ＡＴＣ）の工具チェンジャ１８が設けられている。工具チェンジャ１８は水平旋回可能であり、旋回方向の両端部に工具ポット１１との間で工具Ｔを受け渡す第一グリッパアーム１５と主軸８で切削に用いた使用済み工具Ｔを受け渡す第二グリッパアーム１６とが設けられている。 In FIG. 3, an automatic tool changer (ATC) tool changer 18 is provided between the tool magazine 10 and the main spindle 8 and is capable of changing tools T. The tool changer 18 is capable of horizontal rotation, and has a first gripper arm 15 that transfers the tool T between it and the tool pot 11 at both ends in the rotation direction, and a second gripper arm 15 that transfers the used tool T used for cutting using the main shaft 8. A gripper arm 16 is provided.

図３に示すように、工具チェンジャ１８は工具マガジン１０の割り出し位置Ｗと主軸８との間で、スイング駆動装置１４によって水平面内をスイング(旋回)して角度を工具ポット１１と同一の方向と直交する方向（主軸８と平行な方向）との間で９０度向きを変えることができる。更に、工具チェンジャ１８は左右方向のスライド移動及び１８０度水平回転させることができる。
即ち、割り出し位置Ｗにある工具ポット１１から次に使用する工具Ｔを第一グリッパアーム１５で把持して引き出し、工具チェンジャ１８を９０度旋回して角度を切り換え可能である。しかも、スイング途中の角度４５度の待機位置Ｖで停止して工具Ｔを保持可能である。 As shown in FIG. 3, the tool changer 18 swings (swivels) in a horizontal plane between the index position W of the tool magazine 10 and the main shaft 8 using the swing drive device 14, and changes the angle in the same direction as the tool pot 11. The direction can be changed by 90 degrees between orthogonal directions (directions parallel to the main axis 8). Further, the tool changer 18 can be slid horizontally and rotated 180 degrees horizontally.
That is, the tool T to be used next is gripped and pulled out from the tool pot 11 at the indexing position W by the first gripper arm 15, and the tool changer 18 is rotated 90 degrees to change the angle. Moreover, the tool T can be held by stopping at a standby position V at an angle of 45 degrees during the swing.

そして、工具チェンジャ１８を９０度スイングさせた後、水平方向にスライドさせて、第二グリッパアーム１６で主軸８に装着された使用(切削)済み工具Ｔを把持して抜き差し方向に引き出す。工具チェンジャ１８を水平方向に１８０度回転させて再び抜き差し方向に差し込むことで、第一グリッパアーム１５で把持された切削前の工具Ｔを主軸８に装着する。第二グリッパアーム１６で把持した切削済み工具Ｔは工具チェンジャ１８を水平移動させた後、９０度旋回させて水平に保持することで割り出し位置Ｗの工具ポット１１に収納可能になる。工具チェンジャ１８はスイング駆動装置１４によって、このような工具交換作業を繰り返して行う。
図３において、主軸８の近傍には使用済み工具Ｔにエアを噴射するエア噴射ノズル２１が設置されている。切削後の工具Ｔには切削液(クーラント)や切粉や切屑が付着しており、この切削液や切粉をエア噴射ノズル２１のエアで吹き飛ばすことができる。また、工具Ｔに軽く付着した切屑もエアで吹き飛ばすことができる。 After swinging the tool changer 18 by 90 degrees, the tool changer 18 is slid horizontally, and the second gripper arm 16 grips the used (cut) tool T attached to the main shaft 8 and pulls it out in the insertion/extraction direction. By rotating the tool changer 18 horizontally by 180 degrees and inserting it again in the insertion/extraction direction, the uncut tool T gripped by the first gripper arm 15 is mounted on the main shaft 8. The cut tool T gripped by the second gripper arm 16 can be stored in the tool pot 11 at the indexed position W by horizontally moving the tool changer 18, then turning it 90 degrees and holding it horizontally. The tool changer 18 repeatedly performs such tool changing operations using the swing drive device 14.
In FIG. 3, an air injection nozzle 21 for injecting air to the used tool T is installed near the main shaft 8. Cutting fluid (coolant), chips, and chips are attached to the tool T after cutting, and the cutting fluid and chips can be blown off with air from the air injection nozzle 21. Moreover, chips lightly attached to the tool T can also be blown away with air.

図１に示す工作機械１において、主軸８と工具マガジン１０との間には、工具チェンジャ１８の下方側に仕切り板２３が設置され、仕切り板２３の上方には開閉可能なシャッター２４が設置されている。工具Ｔによるワークの切削加工時にはシャッター２４を閉鎖することで、主軸８等を備えた加工室２５と工具マガジン１０を備えた工具収納室２６とに仕切ることができる。シャッター２４を閉鎖させた状態で工具チェンジャ１８は例えば加工室２５内に保持され、スイング駆動装置１４は工具収納室２６内に保持される。
工具交換時にはシャッター２４を開放させて工具チェンジャ１８を工具収納室２６内まで水平方向に旋回可能としている。シャッター２４の閉鎖状態において加工室２５内で工具Ｔによる切削加工を行うことで、切屑や切粉、切削液等が工具収納室２６内に飛散することを阻止できる。 In the machine tool 1 shown in FIG. 1, a partition plate 23 is installed below the tool changer 18 between the spindle 8 and the tool magazine 10, and a shutter 24 that can be opened and closed is installed above the partition plate 23. ing. By closing the shutter 24 when cutting a workpiece using the tool T, the chamber can be partitioned into a processing chamber 25 equipped with the main spindle 8 and the like and a tool storage chamber 26 equipped with the tool magazine 10. With the shutter 24 closed, the tool changer 18 is held, for example, in the processing chamber 25, and the swing drive device 14 is held in the tool storage chamber 26.
When exchanging tools, the shutter 24 is opened so that the tool changer 18 can be horizontally rotated into the tool storage chamber 26. By performing cutting with the tool T in the processing chamber 25 while the shutter 24 is closed, it is possible to prevent chips, chips, cutting fluid, etc. from scattering into the tool storage chamber 26.

次に、工具Ｔに付着する切屑を検出するための撮影装置を備えた切屑検出装置２について説明する。
図２及び図５に示す工具マガジン１０において、工具マガジン１０の内側には割り出し位置Ｗにある工具Ｔを照射する第１光源２８が設置され、割り出し位置Ｗにある工具Ｔを挟んで第１光源２８に対向する位置には第一カメラ２９が第一撮像手段として設置されている。第一カメラ２９は工具マガジン１０の外側に位置している。第一カメラ２９では、図５に示すように、第１光源２８と反対側における工具Ｔの半面（以下、これを表面Ｔａという）を透過光として撮影可能であるが、第１光源２８側の半面(以下、裏面Ｔｂという)は死角になり、この部分の切屑は撮影できない。
また、第１光源２８の周囲には保護カバー２８ａが設置され、後述する第二カメラ３２に照射光が直接入射しないように設定されている。同様に第一カメラ２９の周囲にも保護カバー２９ａが配設され、後述する第２光源３１の照射光が直接入射しないようになっている。 Next, a chip detection device 2 equipped with an imaging device for detecting chips attached to the tool T will be described.
In the tool magazine 10 shown in FIGS. 2 and 5, a first light source 28 that irradiates the tool T at the index position W is installed inside the tool magazine 10. A first camera 29 is installed at a position opposite to 28 as a first imaging means. The first camera 29 is located outside the tool magazine 10. As shown in FIG. 5, the first camera 29 can photograph the half surface of the tool T on the side opposite to the first light source 28 (hereinafter referred to as surface Ta) using transmitted light. The half surface (hereinafter referred to as back surface Tb) becomes a blind spot, and chips in this portion cannot be photographed.
Further, a protective cover 28a is installed around the first light source 28, and is set to prevent irradiation light from directly entering a second camera 32, which will be described later. Similarly, a protective cover 29a is disposed around the first camera 29 to prevent direct incidence of irradiation light from a second light source 31, which will be described later.

図２及び図６において、工具マガジン１０の外側には第１光源２８と第一カメラ２９の光路に交差する方向であって工具マガジン１０の外側に第２光源３１が設置されている。第２光源３１の光は第１光源２８の光と色相が相違するものとする。この第２光源３１からの照射光は第一カメラ２９で撮影できない割り出し位置Ｗの工具Ｔの裏面Ｔｂ側を照射可能であり、しかも第一カメラ２９に直接照明光が入射しないように保護カバー３１ａで遮蔽されている。
第２光源３１に対して工具Ｔを挟んで対向する位置には第二カメラ３２が第二撮像手段として設置されている。第二カメラ３２も第１光源２８から照射光が直接入射しないように保護カバー３２ａによって遮蔽されている。第二カメラ３２には第２光源３１と反対側の工具Ｔの表面について透過光として撮影可能である。 2 and 6, a second light source 31 is installed outside the tool magazine 10 in a direction intersecting the optical paths of the first light source 28 and the first camera 29. It is assumed that the light from the second light source 31 has a different hue from the light from the first light source 28. The illumination light from this second light source 31 can illuminate the back surface Tb side of the tool T at the indexed position W that cannot be photographed by the first camera 29, and the protective cover 31a prevents the illumination light from directly entering the first camera 29. is shielded by.
A second camera 32 is installed as a second imaging means at a position facing the second light source 31 with the tool T in between. The second camera 32 is also shielded by a protective cover 32a so that the irradiation light from the first light source 28 does not enter directly. The second camera 32 is capable of photographing the surface of the tool T on the opposite side to the second light source 31 as transmitted light.

また、第１光源２８から照射される工具Ｔの裏面Ｔｂでの反射光は第二カメラ３２では受光できず、工具Ｔの裏面Ｔｂに付着した切屑での乱反射光のみが第二カメラ３２に入射可能である。また、第１光源２８の光が第一カメラ２９に到達しない工具Ｔの裏面Ｔｂの切屑について、色相の相違する第２光源３１からの照射光の切屑での乱反射光が第一カメラ２９に入射可能である。そのため、第２光源３１は第一カメラ２９側に寄った位置(９０度より小さい角度位置)に設置されている。
そのため、第一カメラ２９では、第１光源２８の透過光と第２光源３１の色相の異なる乱反射光が受光可能であり、第二カメラ３２では、第２光源３１の透過光と第１光源２８の色相の異なる乱反射光が受光可能である。各乱反射光は透過光と色相が相違するため、分離して切屑の有無を判定することができる。 Further, the second camera 32 cannot receive the light reflected from the back surface Tb of the tool T irradiated from the first light source 28, and only the diffusely reflected light from the chips attached to the back surface Tb of the tool T enters the second camera 32. It is possible. Furthermore, regarding the chips on the back surface Tb of the tool T where the light from the first light source 28 does not reach the first camera 29, diffusely reflected light from the chips of the irradiation light from the second light source 31 having a different hue enters the first camera 29. It is possible. Therefore, the second light source 31 is installed at a position closer to the first camera 29 (angle position smaller than 90 degrees).
Therefore, the first camera 29 can receive the transmitted light of the first light source 28 and the diffusely reflected light of different hues of the second light source 31, and the second camera 32 can receive the transmitted light of the second light source 31 and the diffusely reflected light of the second light source 31. It is possible to receive diffusely reflected light with different hues. Since each diffusely reflected light has a different hue from the transmitted light, the presence or absence of chips can be determined separately.

第一カメラ２９と第二カメラ３２は割り出し位置Ｗの工具Ｔに対して略９０度の角度で配置されているため、工具Ｔの全周を撮影できるものではないが、工具Ｔに付着して工具Ｔの輪郭から外側に突出する切屑を透過光や乱反射光によってほぼ全周に亘って検出できる。
第１光源２８と第２光源３１は後述する制御部３４における照明点灯手段３５によって点灯と消灯がそれぞれ切り換え制御される。また、第一カメラ２９と第二カメラ３２は制御部３４におけるカメラ制御手段３６によって撮影と撮影中止とがそれぞれ切り換え制御される。 Since the first camera 29 and the second camera 32 are arranged at an angle of approximately 90 degrees with respect to the tool T at the indexing position W, it is not possible to photograph the entire circumference of the tool T. Chips protruding outward from the contour of the tool T can be detected over almost the entire circumference by transmitted light and diffusely reflected light.
The first light source 28 and the second light source 31 are controlled to be switched on and off by an illumination lighting means 35 in a control section 34, which will be described later. Further, the first camera 29 and the second camera 32 are controlled to be switched between shooting and stopping of shooting, respectively, by the camera control means 36 in the control unit 34.

工作機械１の自動工具交換装置７と切屑検出装置２は、図７に示す制御部３４によって駆動を制御される。制御部３４において、自動工具交換装置７は工具マガジン駆動手段３９と工具交換手段４０とを備えている。工具マガジン駆動手段３９は、工具マガジン１０を駆動させて次にワークの切削加工に用いる工具Ｔを割り出し位置Ｗに移動させるものである。工具交換手段４０は、スイング駆動装置１４によって工具チェンジャ１８を駆動させて割り出し位置Ｗにある切削前の工具Ｔを工具ポット１１から取り外して主軸８に取り付けると共に、切削済みの工具Ｔを主軸８から取り外して所定の割り出し位置Ｗに移動させて工具ポット１１に装着するものである。 The automatic tool changer 7 and the chip detection device 2 of the machine tool 1 are driven and controlled by a control section 34 shown in FIG. In the control section 34, the automatic tool changer 7 includes a tool magazine drive means 39 and a tool change means 40. The tool magazine driving means 39 drives the tool magazine 10 to move the tool T used for cutting the next workpiece to the indexing position W. The tool changer 40 drives the tool changer 18 by the swing drive device 14 to remove the uncut tool T at the index position W from the tool pot 11 and attach it to the spindle 8, and also removes the cut tool T from the spindle 8. It is removed, moved to a predetermined index position W, and attached to the tool pot 11.

制御部３４は、主軸８で使用した切削済み工具Ｔを工具チェンジャ１８で取り外して工具マガジン１０の割り出し位置Ｗにある所定の工具ポット１１に装着された状態を検出して切屑検出指令を出力する切屑検出指令手段４１を有している。また、切屑検出装置２は、切屑検出指令に基づいて第一カメラ２９及び第二カメラ３２で撮像した工具Ｔの各撮影画像データに基づいて工具Ｔに切屑付着の有無を判定する切屑付着判定手段４２を備えている。
制御部３４は、更に工具マガジン１０における各工具Ｔの工具径データ及び工具長データ等の工具情報を記憶しておき、切屑検出指令に基づいて必要な工具情報を切屑付着判定手段４２に出力する工具情報記憶手段４３と、切屑付着判定手段４２で工具Ｔに切屑が付着されたことを判別するとアラーム処理するアラーム処理手段４４とを備えている。 The control unit 34 detects that the cut tool T used by the spindle 8 is removed by the tool changer 18 and installed in a predetermined tool pot 11 at the index position W of the tool magazine 10, and outputs a chip detection command. It has chip detection command means 41. Further, the chip detection device 2 includes a chip adhesion determining unit that determines whether or not chips are attached to the tool T based on each image data of the tool T taken by the first camera 29 and the second camera 32 based on the chip detection command. It is equipped with 42.
The control unit 34 further stores tool information such as tool diameter data and tool length data for each tool T in the tool magazine 10, and outputs necessary tool information to the chip adhesion determining means 42 based on the chip detection command. It is provided with a tool information storage means 43 and an alarm processing means 44 which performs an alarm process when the chip adhesion determining means 42 determines that chips are attached to the tool T.

次に、切屑付着判定手段４２における切削済みの工具Ｔに付着する切屑の有無を判定する手法について説明する。先ず、工具Ｔの切削前の画像を第一カメラ２９及び第二カメラ３２によって割り出し位置Ｗで撮影しておく。次に、工具Ｔを主軸８の回転軸線Ｏと同軸に装着して回転切削する場合、例えば図８に示すように、発生した切屑ｋは工具Ｔの刃先の周囲に絡まって付着する。これらの画像は第一カメラ２９及び第二カメラ３２で撮像した各画像を合成した撮影画像Ｍとして処理するが、個別の撮影画像Ｍとして処理してもよい。
図８に示す工具Ｔの画像は、工具情報記憶手段４３から入力した工具径及び工具長のデータを読み込んでこれらに基づいて補正した割り出し位置Ｗにおける撮影画像Ｍとして画面内に表示されている。この撮影画像Ｍはカラーでも多色でも二色でもよく、工具Ｔは割り出し位置Ｗで工具ポット１１内に収納されている。 Next, a method for determining the presence or absence of chips adhering to the cut tool T by the chip adhesion determining means 42 will be described. First, an image of the tool T before cutting is taken by the first camera 29 and the second camera 32 at the index position W. Next, when the tool T is installed coaxially with the rotational axis O of the main spindle 8 and rotary cutting is performed, the generated chips k become entangled and adhere to the periphery of the cutting edge of the tool T, as shown in FIG. 8, for example. Although these images are processed as a photographed image M that is a composite of the images taken by the first camera 29 and the second camera 32, they may be processed as individual photographed images M.
The image of the tool T shown in FIG. 8 is displayed on the screen as a photographed image M at the indexed position W, which has been corrected based on data on the tool diameter and tool length read from the tool information storage means 43. This photographed image M may be color, multicolor, or bicolor, and the tool T is stored in the tool pot 11 at the index position W.

図８に示す工具Ｔの撮影画像Ｍを、図９に示すように、撮像範囲に基づいて予め設定された単位の画像認識区画ｍ毎に仕切って縦横方向に配列した画像認識区画群で区分けしている。この図において、１単位の画像認識区画ｍは四方に隣接する画像認識区画ｍと僅かにオーバーラップして隙間なく配列されていることが好ましい。図９に示す処理画像において、工具Ｔの周囲全体における画像認識区画ｍ群をピックアップして切屑ｋの有無を判定すると高精度な判定が可能であるが、処理に時間がかかる。そのため、工具Ｔの上下で先端部、付け根部、そして中間部の画像認識区画ｍを例えば６個選択して切屑ｋの有無を判断するものとした。選択した６個の画像認識区画ｍは網目部で示す区画である。また、中間部の画像認識区画ｍは中央に設置できないので工具Ｔの上下でその前後に振り分けて配置した。 As shown in FIG. 9, the photographed image M of the tool T shown in FIG. ing. In this figure, it is preferable that one unit of image recognition section m is arranged with no gaps so as to slightly overlap image recognition sections m adjacent to each other on all sides. In the processed image shown in FIG. 9, if the presence or absence of chips k is determined by picking up a group of image recognition sections m around the entire circumference of the tool T, highly accurate determination is possible, but the processing takes time. Therefore, the presence or absence of chips k is determined by selecting, for example, six image recognition sections m at the top and bottom of the tool T at the tip, root, and middle. The six selected image recognition sections m are indicated by mesh portions. In addition, since the image recognition section m in the middle part cannot be installed in the center, it is arranged above and below the tool T before and after it.

そして、選択した６個の画像認識区画ｍ内の画像において、切削前の工具Ｔの径方向と長さ方向の最大値と撮像した物体の面積をそれぞれ算出して記憶しておき、これを切削加工後の６個の画像認識区画ｍによる工具Ｔの画像と比較する。そして、切削後の工具Ｔの画像面積が切削前のものより大きい場合に切屑が付着したと認定する。
なお、工具Ｔの先端部、付け根部、そして中間部の画像認識区画ｍを選択したのはいずれかに切屑ｋが付着する可能性が高いところを選択したためである。なお、選択する画像認識区画ｍの数は６個に限らない。工具Ｔの周囲全体の画像認識区画ｍを選択すればより高精度であるが、演算する画像認識区画ｍ数が増大するので検出速度が低下し、効率が悪くなる。画像認識区画ｍの数を減少させれば検出速度は増加するが検出精度が低下する。そのため、切屑ｋの検出精度と検出速度とのバランスによって高精度で効率よく検出できる画像認識区画ｍの数と場所を適宜選択できる。 Then, in the images within the six selected image recognition sections m, the maximum values in the radial direction and length direction of the tool T before cutting and the area of the imaged object are calculated and stored, and these are used for cutting. It is compared with the image of the tool T obtained by the six image recognition sections m after processing. Then, if the image area of the tool T after cutting is larger than that before cutting, it is determined that chips have adhered.
The image recognition sections m at the tip, base, and middle of the tool T were selected because they were selected to have a high possibility of chips k adhering to any of them. Note that the number of image recognition sections m to be selected is not limited to six. If image recognition sections m around the entire periphery of the tool T are selected, higher accuracy can be achieved, but since the number of image recognition sections m to be calculated increases, the detection speed decreases and efficiency deteriorates. If the number of image recognition sections m is reduced, the detection speed increases, but the detection accuracy decreases. Therefore, depending on the balance between the detection accuracy and the detection speed of chips k, the number and location of image recognition sections m that can be detected efficiently and with high accuracy can be appropriately selected.

本第一実施形態による工作機械１の切屑検出装置２は上述した構成を有しており、次に切屑検出方法について図１０に示すフローチャートに沿って説明する。
工作機械１において、主軸８に装着された工具Ｔによってテーブル４のパレットＰに装着されたワークを切削加工する。加工終了後、工具マガジン１０に装着された複数種の工具Ｔから次に使用する工具Ｔの番号(種類)を制御部３４に読み込む(Ｓ１＝ステップ１、以下同じ)。これにより、制御部３４の工具情報記憶手段４３から次の工具Ｔの工具長及び工具径を、工具長補正値及び工具径補正値として切屑付着判定手段４２に読み込む（Ｓ２）。一方、工具マガジン１０では次に使用する工具Ｔの工具ポット１１を割り出し位置Ｗに位置決めさせるべく工具マガジン１０を周回移動させる（Ｓ３）。 The chip detection device 2 of the machine tool 1 according to the first embodiment has the above-mentioned configuration, and next, a chip detection method will be explained along the flowchart shown in FIG. 10.
In the machine tool 1, a workpiece mounted on a pallet P of a table 4 is cut by a tool T mounted on a spindle 8. After the machining is completed, the number (type) of the tool T to be used next is read into the control unit 34 from among the plurality of types of tools T loaded in the tool magazine 10 (S1 = step 1, the same applies hereinafter). Thereby, the tool length and tool diameter of the next tool T are read from the tool information storage means 43 of the control unit 34 into the chip adhesion determination means 42 as tool length correction values and tool diameter correction values (S2). On the other hand, the tool magazine 10 is moved around in order to position the tool pot 11 of the next tool T to be used at the indexed position W (S3).

そして、割り出し位置Ｗに保持された使用前の次の工具Ｔを色相の異なる第１光源２８及び第２光源３１で照射して、第一カメラ２９及び第二カメラ３２で撮像する（Ｓ４）。図５及び図６に示すように、第一カメラ２９では工具Ｔの表面Ｔａと第２光源３１で乱反射した裏面Ｔｂに付着し突出する切屑を撮像し、第二カメラ３２では第２光源３１による工具Ｔの裏面Ｔｂの一部と第１光源２８で乱反射した裏面Ｔｂに付着して突出する切屑を撮像する。
第一カメラ２９及び第二カメラ３２で撮影された各画像に基づいて合成された撮影画像Ｍにおける工具Ｔの像を区画した多数の画像認識区画ｍを碁盤の目状に設定する（Ｓ５）。各画像認識区画ｍにおける次の工具Ｔの切削前の画像の最大長、最大径、そして面積を演算して記憶する（Ｓ６）。 Then, the next tool T held at the indexed position W before use is irradiated with the first light source 28 and second light source 31 having different hues, and is imaged with the first camera 29 and second camera 32 (S4). As shown in FIGS. 5 and 6, the first camera 29 images the protruding chips attached to the front surface Ta of the tool T and the back surface Tb that is diffusely reflected by the second light source 31, and the second camera 32 images the chips sticking to the surface Ta of the tool T and the back surface Tb that is diffusely reflected by the second light source 31. A part of the back surface Tb of the tool T and chips adhering to and protruding from the back surface Tb that are diffusely reflected by the first light source 28 are imaged.
A large number of image recognition sections m are set in a checkerboard shape, dividing the image of the tool T in the photographed image M synthesized based on each image photographed by the first camera 29 and the second camera 32 (S5). The maximum length, maximum diameter, and area of the image before cutting of the next tool T in each image recognition section m are calculated and stored (S6).

次の工具Ｔは工具チェンジャ１８の第一グリッパアーム１５で把持されて工具ポット１１から引き出され、スイング駆動装置１４によって９０度旋回させられ、更に水平移動することで、第二グリッパアーム１６で主軸８に装着された使用済みの工具Ｔを把持する。工具チェンジャ１８によって切削済みの工具Ｔは主軸８から引き出され、工具チェンジャ１８を１８０度水平回転させて次の工具Ｔを主軸８に装着する。
切削済みの工具Ｔを主軸８から引き出す処理に先立って、エア噴射ノズル２１で工具Ｔにエアを噴射することによって切削液や切粉や付着の軽い切屑等の付着物を吹き飛ばすことができる。そのため、第一カメラ２９及び第二カメラ３２による切屑付着画像を安定化させることができる。なお、エア噴射は連続して行うよりも間欠的に噴射することがより好ましい。 The next tool T is gripped by the first gripper arm 15 of the tool changer 18 and pulled out from the tool pot 11, rotated by 90 degrees by the swing drive device 14, and then moved horizontally. Grip the used tool T attached to 8. The cut tool T is pulled out from the spindle 8 by the tool changer 18, and the next tool T is mounted on the spindle 8 by horizontally rotating the tool changer 18 by 180 degrees.
Prior to the process of pulling out the cut tool T from the spindle 8, by injecting air to the tool T with the air injection nozzle 21, it is possible to blow away adhesion such as cutting fluid, chips, and lightly adhered chips. Therefore, the chip adhesion images taken by the first camera 29 and the second camera 32 can be stabilized. Note that it is more preferable that the air be injected intermittently rather than continuously.

そして、工具チェンジャ１８の第二グリッパアーム１６に把持された使用済み工具Ｔは水平移動させられ、更に９０度スイングさせた後に割り出し位置Ｗにある所定の工具ポット１１に装着することで位置決めする（Ｓ７）。この状態で切削済み工具Ｔは切刃部及び工具本体の部分が露出しており、その表面に切屑が付着していることがある。この切削済みの工具Ｔについて第一カメラ２９及び第二カメラ３２で撮影する。 Then, the used tool T gripped by the second gripper arm 16 of the tool changer 18 is moved horizontally, further swung 90 degrees, and then positioned by mounting it on a predetermined tool pot 11 at the indexing position W ( S7). In this state, the cutting edge portion and the tool body of the cut tool T are exposed, and chips may adhere to the surface thereof. This cut tool T is photographed by the first camera 29 and the second camera 32.

第一カメラ２９では工具Ｔの表面Ｔａを第１光源２８の透過光で撮影できるが裏面Ｔｂに付着した切屑は撮影できない。第２光源３１の照射光のうち裏面Ｔｂに付着し突出する切屑の乱反射光を受光して第一カメラ２９で一部撮影できる。また、第二カメラ３２では第２光源３１による透過光で工具Ｔの裏面Ｔｂを撮影し、更に第１光源２８の乱反射光で裏面Ｔｂに付着し突出した切屑の乱反射光を受光して一部撮影できる。第一カメラ２９には第１光源２８の透過光による工具Ｔの輪郭外に突出する切屑の光と影が撮影され、これと同時に色相の異なる第２光源３１による裏面Ｔｂから突出する切屑の乱反射光が受光される。第２光源３１の乱反射光による画像は第１光源２８の画像と色相が相違するので分離して判定できる。 The first camera 29 can photograph the front surface Ta of the tool T using the transmitted light of the first light source 28, but cannot photograph the chips attached to the back surface Tb. Of the light irradiated by the second light source 31, the diffusely reflected light from the chips adhering to and protruding from the back surface Tb can be received and partially photographed by the first camera 29. In addition, the second camera 32 photographs the back surface Tb of the tool T using the transmitted light from the second light source 31, and further receives the diffusely reflected light from the protruding chips adhering to the back surface Tb using the diffusely reflected light from the first light source 28. You can take pictures. The first camera 29 captures the light and shadow of the chips protruding outside the outline of the tool T by the transmitted light of the first light source 28, and at the same time, the diffuse reflection of the chips protruding from the back surface Tb by the second light source 31 having a different hue. Light is received. The image produced by the diffusely reflected light from the second light source 31 has a different hue from the image produced by the first light source 28, so it can be determined separately.

切屑付着判定手段４２では、第一カメラ２９及び第二カメラ３２の画像から撮影画像Ｍを読み取り、各画像認識区画ｍを読み込む（Ｓ９）。そして、各画像認識区画ｍから使用済み工具Ｔの最大長、最大径、面積をそれぞれ演算によって求める（Ｓ１０）。次いで、この切削済み工具Ｔについて切削前に割り出し位置Ｗで検出した各画像認識区画ｍの演算値を読み込んで（Ｓ１１）、切削前後の各画像認識区画ｍの演算値を対比して切削後の工具Ｔの面に切屑が付着したか否かの判定を行う（Ｓ１２）。 The chip adhesion determining means 42 reads the photographed image M from the images of the first camera 29 and the second camera 32, and reads each image recognition section m (S9). Then, the maximum length, maximum diameter, and area of the used tool T are calculated from each image recognition section m (S10). Next, for this cut tool T, the calculated values of each image recognition section m detected at the index position W before cutting are read (S11), and the calculated values of each image recognition section m before and after cutting are compared to determine the value after cutting. It is determined whether chips have adhered to the surface of the tool T (S12).

これにより、切削前の工具Ｔとの比較により切削後の工具Ｔの工具長、工具径、面積の少なくともいずれかがより大きいと認識された場合、切屑が付着していると判定する。判定に際し、工具Ｔの輪郭から突出している切屑や輪郭内で突出する切屑を判別できる。これらの場合には、アラーム処理手段４４によって表示画面に表示すると共に後処理を行う（Ｓ１３）。後処理に際し、切屑が付着した工具Ｔは元の工具ポット１１に戻されており、次回の切削に際しては工具マガジン１０の別の工具ポット１１に装着された予備の工具Ｔを使用するよう指令を出力する。このような処理を繰り返して行うことで、非接触且つ高速で使用済み工具Ｔに切屑付着の有無を検出できる。 Thereby, when it is recognized that at least any of the tool length, tool diameter, and area of the tool T after cutting is larger than the tool T before cutting, it is determined that chips are attached. During the determination, chips protruding from the contour of the tool T and chips protruding within the contour can be determined. In these cases, the alarm processing means 44 displays it on the display screen and performs post-processing (S13). During post-processing, the tool T with chips attached is returned to the original tool pot 11, and a command is given to use a spare tool T installed in another tool pot 11 in the tool magazine 10 for the next cutting. Output. By repeating such processing, the presence or absence of chips adhering to the used tool T can be detected in a non-contact manner and at high speed.

上述したように本第一実施形態による工作機械１の切屑検出装置２によれば、加工済みの工具Ｔに切屑が付着した場合に、２方向から第一カメラ２９及び第二カメラ３２によって裏面に隠れた切屑も撮影できて画像処理によって切屑付着の有無を検出することができる。また、第一カメラ２９及び第二カメラ３２による撮像画像に基づく撮影画像Ｍを碁盤の目状に区分けした多数の画像認識区画ｍから、切削前後の工具Ｔの周囲の６個の画像認識区画ｍに基づいて切屑ｋの有無を判定できるため検出時間を短縮できて高速判定できる。
しかも、工具Ｔに巻き付く切屑を検出することで当該工具Ｔは工具ポット１１に収納し、次回には予備の工具Ｔに交換して使用することで連続加工を継続することができ、工作機械１やワークが損傷する不具合を防止することができる。 As described above, according to the chip detection device 2 of the machine tool 1 according to the first embodiment, when chips adhere to the machined tool T, the first camera 29 and the second camera 32 detect the back surface from two directions. Hidden chips can also be photographed, and the presence or absence of adhesion of chips can be detected through image processing. Also, from a large number of image recognition sections m obtained by dividing the photographed image M based on the images taken by the first camera 29 and the second camera 32 into a grid pattern, six image recognition sections m around the tool T before and after cutting are selected. Since the presence or absence of chips k can be determined based on this, the detection time can be shortened and high-speed determination can be made.
Moreover, by detecting chips wrapped around the tool T, the tool T can be stored in the tool pot 11, and the next time it can be replaced with a spare tool T to continue continuous machining, and the machine tool It is possible to prevent problems such as damage to 1 or the workpiece.

また、色相の相違する第１光源２８と第２光源３１によって切削前後の工具Ｔを照射することで、工具Ｔの輪郭内に付着する切屑を色の差で別個に画像として検出できる。しかも、画像の撮影に際して透過光と乱反射光の両方を利用するため、切屑を多重判定できて判定精度が高まり、無反射板等の設備が不要である。
また、第一カメラ２９及び第二カメラ３２を加工室２５とシャッター２４で仕切られた工具収納室２６に設置したため、加工時に切削液や切粉、切屑等が飛散して第一カメラ２９や第二カメラ３２に付着して汚れること等を防止できる。
しかも、切削後の工具Ｔはエア噴射ノズル２１で切削液や切粉や付着の軽い切屑等を吹き飛ばすことができるため、第一カメラ２９及び第二カメラ３２による切屑付着画像を安定化することができる。 Furthermore, by irradiating the tool T before and after cutting with the first light source 28 and second light source 31 having different hues, chips adhering to the outline of the tool T can be detected separately as images based on the difference in color. Moreover, since both transmitted light and diffusely reflected light are used when taking an image, multiple chips can be determined, the determination accuracy is increased, and equipment such as a non-reflective plate is not required.
In addition, since the first camera 29 and the second camera 32 are installed in the tool storage room 26 that is partitioned from the machining chamber 25 by the shutter 24, cutting fluid, chips, chips, etc. are scattered during machining, and the first camera 29 and the second camera 32 are This can prevent the second camera 32 from getting dirty due to adhesion.
Moreover, since the tool T after cutting can blow away cutting fluid, chips, lightly adhered chips, etc. with the air injection nozzle 21, it is possible to stabilize the images of the chips attached by the first camera 29 and the second camera 32. can.

なお、本発明による工作機械１の切屑検出装置２は、上述した第一実施形態によるものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能である。以下に、本発明の他の実施形態や変形例等について説明するが、上述した第一実施形態による工作機械１の切屑検出装置２と同一または同様な部材、部品には同一の符号を用いて説明する。 Note that the chip detection device 2 of the machine tool 1 according to the present invention is not limited to the one according to the first embodiment described above, and appropriate changes and replacements can be made without departing from the gist of the present invention. . Other embodiments and modifications of the present invention will be described below, but the same reference numerals will be used for members and parts that are the same or similar to those of the chip detection device 2 of the machine tool 1 according to the first embodiment described above. explain.

次に本発明の第二実施形態による工作機械１の切屑検出装置２Ａについて、図１１～図１４により説明する。
本第二実施形態による工作機械１の切屑検出装置２Ａでは、図１１に示すように、主軸８をＵ軸機能付きとして回転軸線Ｏに対して直交する主軸面上の径方向に適宜距離だけ移動させて保持している。そのため、切削工具(以下、工具という)Ｔは回転軸線Ｏを中心にリング状に旋回加工するため、ワークの大小の穴加工やテーパ穴加工、外径加工等を行える。
通常、旋盤を用いた旋削加工は、ワークを回転させて固定した工具Ｔをワークに当てることで旋削加工を行うが、本実施形態によるＵ軸機能付き主軸８は、ワークを固定すると共に工具Ｔを回転軸線Ｏ周りに旋回させて旋削加工を行う。本第二実施形態による工作機械１の切屑検出装置２Ａはこのように配設した主軸８に装着された工具Ｔを用いている。 Next, a chip detection device 2A for a machine tool 1 according to a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 11 to 14.
In the chip detection device 2A of the machine tool 1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 11, the main shaft 8 is equipped with a U-axis function and is moved an appropriate distance in the radial direction on the main shaft surface perpendicular to the rotational axis O. Let and hold. Therefore, since the cutting tool (hereinafter referred to as tool) T is rotated in a ring shape around the rotational axis O, it is possible to perform large and small hole machining, taper hole machining, outer diameter machining, etc. of the workpiece.
Normally, turning using a lathe is performed by rotating the workpiece and applying a fixed tool T to the workpiece, but the main spindle 8 with a U-axis function according to the present embodiment fixes the workpiece and also applies the tool T to the workpiece. Turning is performed by rotating the machine around the rotation axis O. The chip detection device 2A of the machine tool 1 according to the second embodiment uses the tool T mounted on the main shaft 8 arranged in this manner.

本実施形態による工作機械１の切屑検出装置２Ａでは、工具Ｔの刃先が連続してワークに接しながら切削加工するので、連続的な切屑が発生して工具Ｔに巻き付きやすい。工具Ｔに巻き付いた切屑でワークを傷つけたり工具Ｔを折損させてしまったり、工具マガジン１０の工具ポット１１に収納されて隣りの工具Ｔに絡まったりすることがある。本第二実施形態による工作機械１の切屑検出装置２Ａは、このような課題をも解決できるようにしたものである。 In the chip detection device 2A of the machine tool 1 according to this embodiment, since the cutting edge of the tool T continuously contacts the workpiece during cutting, continuous chips are generated and tend to wrap around the tool T. Chips wrapped around the tool T may damage the workpiece or break the tool T, or may become entangled with an adjacent tool T when stored in the tool pot 11 of the tool magazine 10. The chip detection device 2A for the machine tool 1 according to the second embodiment is designed to solve this problem.

本第二実施形態では、工具Ｔを工具マガジン１０の工具ポット１１から工具チェンジャ１８によって引き出して９０度スイングさせて工具Ｔを第一グリッパアーム１５で水平に保持する位置から主軸８に平行な水平位置に変更する(図３参照)。その工程の途中における例えば４５度の傾斜角度に工具Ｔの待機位置Ｖが設定されている。本第二実施形態では切削後の工具Ｔに絡まる切屑ｋの外径が大きくて工具ポット１１に装着できない場合があるので、待機位置Ｖで切削前後の工具Ｔの撮影を行うようにした。 In the second embodiment, the tool T is pulled out from the tool pot 11 of the tool magazine 10 by the tool changer 18, swung 90 degrees, and moved from a position where the tool T is held horizontally by the first gripper arm 15 to a horizontal position parallel to the main shaft 8. position (see Figure 3). A standby position V of the tool T is set, for example, at an inclination angle of 45 degrees in the middle of the process. In the second embodiment, since the outer diameter of the chips k entangled with the tool T after cutting may be too large to attach to the tool pot 11, the tool T is photographed before and after cutting at the standby position V.

図１２は本実施形態による切屑検出装置２Ａを示すものであり、第１光源２８及び第一カメラ２９は例えば第一実施形態と同一位置配置されているが、異なる位置に移動して設置されてもよい。第一カメラ２９によって工具チェンジャ１８に把持された待機位置Ｖにおける工具Ｔの表面Ｔａの撮影を行うことができる。第２光源３１及び第二カメラ３２は待機位置Ｖにおける工具Ｔを挟んで対向する位置に配設されている。この場合、第二カメラ３２は工具マガジン１０の外側に固定され、第２光源３１は工具Ｔを挟んで第二カメラ３２に対向する位置に配設されている。
なお、第１光源２８及び第一カメラ２９と第２光源３１及び第二カメラ３２は、第一実施形態と同様に、待機位置Ｖにおける切削前後の工具Ｔに対して、図６に示す配置と同様に配設されている。そのため、第一カメラ２９及び第二カメラ３２は工具Ｔに対して略９０度の角度位置に配設されている。 FIG. 12 shows a chip detection device 2A according to this embodiment, in which the first light source 28 and the first camera 29 are arranged at the same position as in the first embodiment, but they are moved and installed at different positions. Good too. The surface Ta of the tool T held by the tool changer 18 at the standby position V can be photographed by the first camera 29 . The second light source 31 and the second camera 32 are disposed at positions facing each other across the tool T in the standby position V. In this case, the second camera 32 is fixed outside the tool magazine 10, and the second light source 31 is disposed at a position facing the second camera 32 with the tool T in between.
Note that the first light source 28, the first camera 29, the second light source 31, and the second camera 32 are arranged as shown in FIG. 6 with respect to the tool T before and after cutting at the standby position V, as in the first embodiment. are similarly arranged. Therefore, the first camera 29 and the second camera 32 are arranged at an angle of approximately 90 degrees with respect to the tool T.

本第二実施形態による切屑検出装置２Ａでは、第二カメラ３２は第２光源３１による透過光によって工具Ｔの表面Ｔａを撮影できる。また、第二カメラ３２は第１光源２８の乱反射光によって第２光源３１の影になる部分を乱反射光によって異なる色相で撮影できる。また、第一カメラ２９では第二カメラ３２による撮像範囲の死角になる裏面Ｔｂに付着する切屑を乱反射光によって撮像できる。なお、本実施形態における工具Ｔの表面Ｔａ，裏面Ｔｂは第一実施形態の表面Ｔａ，裏面Ｔｂと位置が相違している。
そのため、切削前後の工具Ｔについて、待機位置Ｖで第一カメラ２９及び第二カメラ３２によって工具Ｔのほぼ全周の輪郭から突出する切屑を撮影でき、切屑が付着している場合には確実に撮像できる。 In the chip detection device 2A according to the second embodiment, the second camera 32 can photograph the surface Ta of the tool T using transmitted light from the second light source 31. Further, the second camera 32 can photograph a portion that is in the shadow of the second light source 31 due to the diffusely reflected light from the first light source 28, with different hues due to the diffusely reflected light. Further, the first camera 29 can image chips attached to the back surface Tb, which are blind spots in the imaging range of the second camera 32, using diffusely reflected light. Note that the front surface Ta and back surface Tb of the tool T in this embodiment are different in position from the front surface Ta and back surface Tb of the first embodiment.
Therefore, with respect to the tool T before and after cutting, the first camera 29 and the second camera 32 can photograph the chips protruding from the contour of almost the entire circumference of the tool T at the standby position V, and if the chips are attached, the chips can be accurately detected. Can take images.

本第二実施形態による切屑検出装置２Ａにおいても、第一実施形態と同様に図１０に示すフローチャートに沿って切屑ｋの検出作業を行う。なお、図１３から図１５は工具Ｔに対する切屑ｋの絡みつき範囲の大きさを示すために、仮想的にＵ軸機能付き工具Ｔとして旋回する状態で主軸８に装着したものを示す説明図である。
図１３は主軸８に装着した切削後の工具Ｔを示している。図１３は、回転軸線Ｏを中心に旋回して回転する工具Ｔの刃先と付け根に切屑ｋが絡まって付着した撮影画像Ｍが示されている。この画像は第一カメラ２９及び第二カメラ３２で撮像した各画像を合成した画像として処理される。
図１４に示す工具Ｔの画像は工具情報記憶手段４３から入力した工具径補正値及び工具長補正値のデータを読み込んで補正した待機位置Ｖにおける撮影画像Ｍとして全体画面に表示されている。 Also in the chip detection device 2A according to the second embodiment, the chip k detection work is performed according to the flowchart shown in FIG. 10 similarly to the first embodiment. In addition, FIGS. 13 to 15 are explanatory diagrams showing a virtual tool T with a U-axis function mounted on the spindle 8 in a rotating state, in order to show the extent of the entanglement range of chips k with respect to the tool T. .
FIG. 13 shows the tool T mounted on the spindle 8 after cutting. FIG. 13 shows a photographed image M in which chips k are entangled and attached to the cutting edge and root of a tool T that rotates around the rotation axis O. This image is processed as a composite image of the images captured by the first camera 29 and the second camera 32.
The image of the tool T shown in FIG. 14 is displayed on the entire screen as a photographed image M at the standby position V corrected by reading the data of the tool diameter correction value and tool length correction value input from the tool information storage means 43.

図１３に示す切削後の工具Ｔの撮影画像Ｍを、図１４に示すように、予め設定された画像認識区画ｍに基づいて仕切って縦横方向に碁盤の目状に区分けしている。各画像認識区画ｍは四方に隣接する画像認識区画ｍと僅かにオーバーラップして隙間なく配列されている。図１４に示す処理画像において、工具Ｔの先端部、付け根部、そして中間部の画像認識区画ｍを例えば６個選択して切屑ｋの有無を判断するものとした。中間部の画像認識区画ｍは先端部と付け根部の中央にないため、工具Ｔの上下で前後に画像認識区画ｍを設定した。 As shown in FIG. 14, the photographed image M of the tool T after cutting shown in FIG. 13 is partitioned based on preset image recognition sections m and divided into vertical and horizontal sections in a grid pattern. Each image recognition section m is arranged so as to slightly overlap the image recognition section m adjacent to each other on all sides without any gaps. In the processed image shown in FIG. 14, the presence or absence of chips k is determined by selecting, for example, six image recognition sections m at the tip, root, and middle of the tool T. Since the image recognition section m in the middle part is not located in the center between the tip and the base, image recognition sections m were set above and below the tool T at the front and back.

図１４において、工具Ｔの中間と付け根の間の画像認識区画ｍに切屑ｋが位置する場合には検出できないので手動設定で追加の画像認識区画ｍａを設定することで切屑ｋを検出できるようにした。そして、選択した８個の画像認識区画ｍ、ｍａ内の画像において、工具Ｔの径方向と長さ方向の最大値と撮像した物体の面積をそれぞれ算出して記憶しておく。また、切削前における待機位置での工具Ｔの撮影画像Ｍにおける同様な８個の画像認識区画ｍ、ｍａも記憶している。 In Fig. 14, if a chip k is located in the image recognition section m between the middle and the root of the tool T, it cannot be detected, so by manually setting an additional image recognition section ma, the chip k can be detected. did. Then, in the images within the eight selected image recognition sections m and ma, the maximum values in the radial direction and length direction of the tool T and the area of the imaged object are calculated and stored. It also stores eight similar image recognition sections m and ma in the photographed image M of the tool T at the standby position before cutting.

これら切削加工前と切削加工後における工具Ｔの８個の画像認識区画ｍ、ｍａを読み出して、制御部３４における切屑付着判定手段４２で比較して工具Ｔの面積に差があるか否かを判定する。切削後の工具Ｔの面積が大きい場合には、工具Ｔに切屑ｋが付着している旨認定する。切屑付着判定手段４２で切削後の工具Ｔに切屑ｋが付着していると判定した場合には、アラーム処理手段４４によってアラーム処理をする。
この場合、加工後の工具Ｔを所定の工具ポット１１に収納し、次の加工時には予備の工具Ｔを使用するよう指令を出力する。 The eight image recognition sections m and ma of the tool T before and after the cutting process are read out and compared by the chip adhesion determining means 42 in the control unit 34 to determine whether there is a difference in the area of the tool T. judge. If the area of the tool T after cutting is large, it is determined that the tool T has chips k attached to it. When the chip adhesion determining means 42 determines that chips k have adhered to the tool T after cutting, the alarm processing means 44 performs an alarm process.
In this case, the tool T after machining is stored in a predetermined tool pot 11, and a command is output to use the spare tool T for the next machining.

なお、工具ＴはＵ軸機能付き主軸８を備えているため、工具Ｔを主軸８に装着した状態で回転軸線Ｏを中心に旋回させてワークを旋削加工すると遠心力によって絡みつく切屑ｋはより大きな外径を以って工具Ｔの旋回方向外側に突出することがある。切屑ｋがこのように工具Ｔの外周側に突出して絡みついた場合、加工後の工具Ｔを工具マガジン１０の工具ポット１１に収納すると隣りの工具Ｔと干渉してしまうおそれがある。この場合、工具マガジン１０の周回作動時に工具ポット１１に収納された工具Ｔが落下する等のトラブルを生じる原因になる。
そのため、この場合には、図１５に示すように、旋回する工具Ｔの旋回径より大きな切屑ｋを判定できる画像認識区画ｍｂを工具長の範囲に亘って自動的に設定することができる。画像認識区画ｍｂは工具Ｔの像から径方向外側に大きく離間した位置に設定されている。 Note that since the tool T is equipped with a spindle 8 with a U-axis function, if the tool T is attached to the spindle 8 and turned around the rotational axis O to turn the workpiece, the amount of chips k entangled by centrifugal force will be larger. The outer diameter may protrude outward in the turning direction of the tool T. If the chips k protrude toward the outer periphery of the tool T and get entangled with it, there is a risk of interference with the adjacent tool T when the tool T after machining is stored in the tool pot 11 of the tool magazine 10. In this case, troubles such as the tools T stored in the tool pot 11 falling during rotation of the tool magazine 10 may occur.
Therefore, in this case, as shown in FIG. 15, an image recognition section mb that can determine a chip k larger than the turning diameter of the turning tool T can be automatically set over the range of the tool length. The image recognition section mb is set at a position largely spaced radially outward from the image of the tool T.

切屑付着判定手段４２で画像認識区画ｍｂによって工具Ｔに外径のより大きな切屑ｋが付着していることを判定した場合には、加工後の工具Ｔを工具ポット１１に収納せず、アラーム処理手段４４で加工を中止するアラーム処理を行う。或いは、例えば工具マガジン１０における両隣りの工具ポット１１を空にした退避用工具ポットに加工後の工具Ｔを返却し、次の切削加工では予備の工具Ｔを使用するように設定することができる。 When the chip adhesion determination means 42 determines that chips k with a larger outer diameter are attached to the tool T by the image recognition section mb, the tool T after machining is not stored in the tool pot 11, and an alarm process is performed. The means 44 performs alarm processing to stop the processing. Alternatively, for example, the tool T after processing can be returned to the evacuation tool pot with the tool pots 11 on both sides in the tool magazine 10 emptied, and the setting can be made so that the spare tool T is used in the next cutting process. .

なお、上述した第一実施形態では、工具Ｔを工具マガジン１０の割り出し位置Ｗにおける工具ポット１１に装着した状態で切削前後の工具Ｔを撮像し、第二実施形態では工具Ｔを割り出し位置Ｗの工具ポット１１から外れたスイング工程の待機位置Ｖで撮像して、切屑付着の有無を判定した。しかし、本発明では、撮影位置は割り出し位置Ｗや待機位置Ｖに限定されない。工具Ｔを切削前後で撮像できればよく、適宜の位置で撮像して切屑付着判定手段４２で切屑付着の有無を判定できればよい。その際、第1光源２８及び第２光源３１、第一カメラ２９及び第二カメラ３２の設置位置は工具マガジン１０内外に限定されることなく、適宜の位置に設置できる。 In the first embodiment described above, images of the tool T before and after cutting are taken with the tool T attached to the tool pot 11 at the indexing position W of the tool magazine 10, and in the second embodiment, the tool T is mounted at the indexing position W. An image was taken at a standby position V in the swing process when it was removed from the tool pot 11, and the presence or absence of adhesion of chips was determined. However, in the present invention, the photographing position is not limited to the index position W or the standby position V. It is only necessary that the tool T can be imaged before and after cutting, and it is sufficient that the image can be taken at an appropriate position and the chip adhesion determining means 42 can determine whether or not chips are attached. At this time, the installation positions of the first light source 28, the second light source 31, the first camera 29, and the second camera 32 are not limited to inside or outside the tool magazine 10, and can be installed at appropriate positions.

上述した各実施形態では、工作機械１における回転軸線Ｏ上に主軸８を設けた切削加工機やＵ軸機能付き主軸８を備えて切削及び旋削を行う複合加工装置を含む切屑検出装置２、２Ａについて説明した。しかし、本発明による切屑検出装置はワークを設置したテーブル４を回転させることで、工具Ｔによって旋削加工する旋削加工装置にも適用できる。 In each of the embodiments described above, the chip detection devices 2 and 2A include a cutting machine having a main spindle 8 on the rotation axis O in the machine tool 1 and a multi-tasking device having a main spindle 8 with a U-axis function and performing cutting and turning. explained. However, the chip detection device according to the present invention can also be applied to a turning processing device that performs turning processing using the tool T by rotating the table 4 on which a workpiece is placed.

１工作機械
２、２Ａ切屑検出装置
７自動工具交換装置
８主軸
１０工具マガジン
１１工具ポット
１８工具チェンジャ
２１エア噴射ノズル
２８第１光源
２９第一カメラ
３１第２光源
３２第二カメラ
３４制御部
４０工具交換装置
４１切屑検出指令手段
４２切屑付着判定手段
４３工具情報記憶手段
４４アラーム処理手段
Ｔ切削工具、工具
ｋ切屑
Ｍ撮影画像
ｍ、ｍａ、ｍｂ画像認識区画
Ｗ割り出し位置
Ｖ待機位置 1 Machine tools
2, 2A Chip detection device 7 Automatic tool changer 8 Main spindle 10 Tool magazine 11 Tool pot 18 Tool changer 21 Air injection nozzle 28 First light source 29 First camera 31 Second light source 32 Second camera 34 Control section 40 Tool changer 41 Chip detection command means 42 Chip adhesion determination means 43 Tool information storage means 44 Alarm processing means T Cutting tool, tool k Chips M Photographed images m, ma, mb Image recognition section W Indexing position V Standby position

Claims

工具を格納する工具マガジンと前記工具を装着してワークを切削する主軸との間で前記工具を交換して切削可能な工作機械において、
前記工具を照射する第1光源と、
前記第1光源で照射された前記工具を撮像する第一撮像手段と、
前記第１光源と異なる角度から前記工具を照射する第２光源と、
前記第２光源で照射された前記工具を前記第一撮像手段と異なる角度で撮像する第二撮像手段と、
前記工具の工具径及び工具長の情報に基づいて、前記第一撮像手段及び第二撮像手段で撮影した切削前後の前記工具の撮影画像を対比して切屑付着の有無を判定する切屑付着判定手段と、
を備え、
前記切屑付着判定手段は、前記第一撮像手段及び第二撮像手段で撮像した撮影画像を碁盤の目状に区分けした複数の画像認識区画から選択した切削前後の前記工具を含む前記画像認識区画同士を対比して切屑付着の有無を判定することを特徴とする工作機械の切屑検出装置。 A machine tool capable of cutting by exchanging the tool between a tool magazine that stores the tool and a spindle that cuts the workpiece with the tool mounted thereon,
a first light source that illuminates the tool;
a first imaging means for imaging the tool irradiated with the first light source;
a second light source that irradiates the tool from a different angle than the first light source;
a second imaging means for imaging the tool irradiated with the second light source at a different angle from the first imaging means;
Chip adhesion determining means for determining the presence or absence of adhesion of chips by comparing photographed images of the tool before and after cutting taken by the first imaging means and second imaging means, based on information on the tool diameter and tool length of the tool; and,
Equipped with
The chip adhesion determining means is configured to detect between the image recognition sections including the tool before and after cutting selected from a plurality of image recognition sections obtained by dividing the photographed images taken by the first imaging means and the second imaging means into a grid pattern. A chip detection device for a machine tool, characterized in that the presence or absence of chips adhesion is determined by comparing .

前記第一撮像手段及び第二撮像手段による前記工具の撮影位置は、切削前後の前記工具を前記工具マガジンの工具ポットに収納した割り出し位置である請求項１に記載された工作機械の切屑検出装置。 The chip detection device for a machine tool according to claim 1 , wherein the photographing position of the tool by the first imaging means and the second imaging means is an indexed position where the tool before and after cutting is stored in a tool pot of the tool magazine. .

前記第一撮像手段及び第二撮像手段による前記工具の撮影位置は、前記工具マガジンと前記主軸との間で前記工具を交換可能な工具チェンジャに保持された切削前後の工具の待機位置である請求項１に記載された工作機械の切屑検出装置。 The photographing position of the tool by the first imaging means and the second imaging means is a standby position of the tool before and after cutting, which is held in a tool changer that can exchange the tool between the tool magazine and the main spindle. The chip detection device for the machine tool described in Item 1 .

前記画像認識区画は前記工具における工具長方向の先端部、付け根部、前記先端部及び付け根部の中間部が選択されている請求項１に記載された工作機械の切屑検出装置。 2. The chip detection device for a machine tool according to claim 1 , wherein the image recognition section is selected from a tip portion, a root portion, and an intermediate portion between the tip portion and the root portion in the tool length direction of the tool.

前記画像認識区画は前記工具の径方向外側に離間した位置が選択されている請求項１または４に記載された工作機械の切屑検出装置。 5. The chip detection device for a machine tool according to claim 1, wherein the image recognition section is selected at a position spaced apart from the tool in a radial direction.

前記主軸の近傍には前記主軸に装着された工具の付着物を吹き飛ばすエア噴射ノズルが設置されている請求項１から５のいずれか１項に記載された工作機械の切屑検出装置。 The chip detection device for a machine tool according to any one of claims 1 to 5 , wherein an air injection nozzle is installed near the main spindle to blow away deposits from a tool attached to the main spindle.

前記第一撮像手段及び第二撮像手段は、前記主軸を備えた加工室と仕切られた工具マガジンを備えた工具収納室に設置されている請求項１から６のいずれか１項に記載された工作機械の切屑検出装置。 7. The apparatus according to claim 1, wherein the first imaging means and the second imaging means are installed in a tool storage room equipped with a tool magazine separated from a processing chamber equipped with the main spindle. Machine tool chip detection device.

前記第１光源と前記第２光源は色相が相違している請求項１から７のいずれか１項に記載された工作機械の切屑検出装置。 The chip detection device for a machine tool according to claim 1, wherein the first light source and the second light source have different hues.