CN103846739A - 激光投影方法及激光投影装置以及机械加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用激光光束向工件投影设计信息且可简易进行设计信息和工件上的加工结果的比较判断的方法及装置，以及在判断加工时使用的工具是否为期望的工具后进行加工的机械加工方法。该激光投影方法，包含：第1工序，从激光投影部对作为计量对象的工件控制多个镜角度，照射激光；第2工序，通过立体摄像机拍摄工件，提取工件的轮廓，算出3维坐标；第3工序，比较第2工序算出的工件轮廓的3维坐标和镜角度，求出激光投影部和工件的位置关系；第4工序，根据第3工序求出的激光投影部和工件的位置关系，对CAD数据信息进行坐标变换，从激光投影部向工件描绘CAD数据。

Description

激光投影方法及激光投影装置以及机械加工方法

技术领域

本发明涉及激光投影方法及激光投影装置。另外，本发明涉及采用机床加工工件的机械加工方法，特别地，涉及适于确认安装于机床的工具的机械加工方法。

背景技术

基于NC（Numerical Control：数控）加工机械的加工按照NC程序自动地进行。一旦加工开始时，按照NC程序进行加工，从加工效率提高等观点看是有利的，但是在NC程序存在错误的情况下，有未发现错误而进行加工的问题。另外，为了准确地进行加工，在加工的中途有时由加工机的操作员输入修正数值，此时，在输入了错误的数值等情况下，存在就照原样进行错误的加工的风险。而且，在全部加工完成后，需要确认全部的图纸指示部位是否被准确地加工，但是在加工部位多等情况下，存在确认作业花费时间的问题、遗漏未加工部位的风险。

针对这些问题，提出了如下方法及装置：用激光光束向工件投影设计信息，并由人确认所投影的激光轨迹，从而查明是否在设计指示位置实施了按照设计指示的加工。

例如，Kaufman等人在美国专利第6,547,397号（专利文献1）中说明了用两个电流计镜扫描激光光束的激光描绘装置。另外，同样，Kaufman等人在美国专利第7,306,339号（专利文献2）说明了如下方法：向工件的特征性部位投影激光描绘装置的激光光束，检测从该工件的特征部位扩散而反射的激光光束，从而掌握上述工件的特征部位的位置（工件上的基准点），由此掌握工件和激光描绘装置的位置关系，向工件描绘设计信息等。

作为与以往的机械加工方法相关的第1个例子，已知如下机床的工具管理系统：以消除工具到ATC（Automatic Tool Changer，自动工具更换装置）的设置、对ATC设置的工具的确认需要花费大量时间的缺点并使其简化为目的，使得可以不经由人的帮助而自动地对工具进行管理，能够实现工具管理的自动化（例如，参照专利文献3）。具体地，具备：具有形状不同的工具的机床；选择该机床的工具的工具选择驱动控制装置；识别工具的形状的工具识别装置；运算该工具识别装置的工具识别次序、工具识别信息且控制上述工具选择驱动控制装置的中央控制装置；制作工具选择信息的工具数据制作装置，对上述工具识别装置的识别信息和工具数据制作装置的工具数据进行比较管理。

另外，第2，已知用切削加工装置的工具观察技术以在机（on-machine）方式准确地拍摄在机工具，根据该图像来管理工具的工具观察方法及其装置、以及切削加工系统（例如，参照专利文献4）。具体地，一种工具观察方法，通过摄像单元拍摄对被加工体进行切削加工的工具的状态，根据该图像信息进行上述工具的观察，在通过上述工具对上述被加工体的加工前或加工后的至少一方中，使上述工具旋转或者移动而取入其多个图像，从该多个图像中选择性地采用焦点相符合的图像进行观察。

另外，第3，已知无需多个工具的作业者进行的向工具库的工具存储位置确认作业而迅速且可靠地进行向工具库的工具的保管作业的机床中的工具管理装置（例如，参照专利文献5）。具体地，拍摄标准工具，存储在第1工具图像数据存储单元中。将包含与第1工具图像数据相关联的工具编号的工具管理信息存储在第1工具管理信息存储单元中。不考虑加工顺序，将所使用的多个工具随机装载到工具库，拍摄该工具，存储在第2工具图像数据存储单元中。将第2工具图像数据与第1工具图像数据对照，一致时将包含第1工具图像数据的工具编号的工具管理信息设定为第2工具图像数据的工具管理信息。解析加工程序，进行工具库内的工具的保管位置的重组，以使得总加工时间为最短。

另外，第4，已知有可以自动且事先发现工具T向库1的装载错误、且可以实现高精度的工具T的自动计量、自动修正的装置（例如，参照专利文献6）。具体地，被拍摄的工具T1的像作为图像信息从摄影装置5向个人电脑8的图像处理部8a传送。该图像信息在图像处理部8a中被处理后，发送到工具特征量运算部8b。工具特征量运算部8b从该图像数据提取/运算工具T1的特征量。然后，在对照识别部8c中，具备如下功能：通过对照由工具特征量运算部8b提取/运算的工具T1的特征量数据和关于工具T1的主数据P1，来识别被拍摄的工具T1与由NC装置3指定的工具T1是否一致。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6,547,397号

专利文献2：美国专利第7,306,339号

专利文献3：日本专利1931433号

专利文献4：日本特开2001-269844号公报

专利文献5：日本特开2005-324262号公报

专利文献6：日本特开平6-134638号公报

发明内容

但是，在专利文献1、2所说明的技术中，需要人通过眼睛判断激光投影结果，如果是判断加工遗漏的程度，则可以进行判断，但是难以准确地进行加工位置是否正确的判断以及加工尺寸是否正确的判断。

另外，在专利文献3中，虽然说明了通过识别在ATC中设置的工具的形状，对识别信息和工具数据制作装置的工具数据进行比较管理来管理工具的系统，但是，没有说明判定加工时使用的工具是否为所期望的工具的方法。

另外，在专利文献4中，说明了以在机方式准确地拍摄工具，根据该图像，由作业者的眼睛判断工具的寿命，或通过图像处理测量工具尺寸的系统，但是，没有说明判定加工时使用的工具是否为所期望的工具的方法。

另外，在专利文献5中，首先，拍摄标准工具，取得第1工具图像数据，附加包含了与第1工具图像数据相关联的工具编号的工具管理信息。接着，不考虑加工顺序，向工具库随机装载所使用的多个工具，拍摄装载后的工具，取得第2工具图像数据。然后，虽然说明了如下工具管理装置：对照第1、第2工具图像数据，自动判断哪个工具收纳在哪个库后，解析加工程序，进行工具库内的工具的保管位置的重组以使得总加工时间成为最短，但是，没有说明判定加工时使用的工具是否为所期望的工具的方法。

另外，在专利文献6中，拍摄收纳在库中的工具T1，从工具T1的图像信息提取/运算工具T1的特征量。接着，说明了工具的自动对照识别装置，其具有如下功能：通过与关于工具T1的主数据P1进行对照，来识别所拍摄的工具T1是否与由NC装置3所指定的工具T1一致，但是，没有说明判定加工时使用的工具是否为所期望的工具的方法。

因而，本发明的目的在于，提供一种不但采用激光光束向工件投影设计信息，而且简易地进行设计信息和工件上的加工结果的比较判断的方法及装置。另外，本发明的另一目的在于，提供一种在判断加工时使用的工具是否为所期望的工具后能够进行加工的机械加工方法。

本发明的激光投影方法，其特征在于，包含：第1工序，从激光投影部对作为计量对象的工件控制多个镜角度，照射激光；第2工序，通过立体摄像机拍摄上述工件，提取上述工件的轮廓，算出3维坐标；第3工序，比较由上述第2工序所算出的上述工件轮廓的3维坐标和上述镜角度，求出上述激光投影部和上述工件的位置关系；以及第4工序，根据由上述第3工序所求出的上述激光投影部和上述工件的位置关系，对CAD数据信息进行坐标变换，从上述激光投影部向上述工件描绘CAD数据。

另外，本发明的激光投影装置，其特征在于，具备：激光投影部，对作为计量对象的工件控制多个镜角度，照射激光；图像取入部，通过立体摄像机拍摄上述工件，取入拍摄图像；图像处理部，从上述图像提取上述工件的轮廓；坐标算出部，算出3维坐标；相对位置关系算出部，比较算出的上述工件轮廓的3维坐标和上述镜角度，求出上述激光投影部和上述工件的位置关系；以及CAD数据变换部，根据由上述相对位置关系算出部所求出的上述激光投影部和上述工件的位置关系，对CAD数据信息进行坐标变换。

另外，本发明的机械加工方法，其特征在于，包含：第1步骤，选择工具的部件；第2步骤，装配该第1步骤所选择的部件；第3步骤，拍摄该第2步骤所装配的工具；第4步骤，通过对照预先根据正确地装配了正确的部件的工具的图像而制作的对照用图像和由上述第3步骤装配后拍摄的图像，确认是否装配了所期望的工具。通过该方法，可在判定加工时使用的工具是否为所期望的工具后进行加工。

根据本发明的激光投影方法/激光投影装置，可以提供不仅采用激光光束向工件投影设计信息，而且简易地进行设计信息和工件上的加工结果的比较判断的方法及装置。另外，根据本发明的机械加工方法，在判断加工时使用的工具是否为所期望的工具后能够进行加工。

附图说明

图1是表示本发明中的系统结构的图。

图2是表示实施了圆孔加工后的工件。

图3是表示本发明中向加工前的工件投影了设计信息的情形的图。

图4是表示本发明中在圆孔加工中途的状态下投影了设计信息的情形的图。

图5是表示本发明中向冲孔痕投影了十字线的情形的图。

图6是表示本发明中向刻划始点和刻划终点位置投影了十字线的情形的图。

图7是说明发明中比较本实际轮廓和投影轮廓的次序的图。

图8是说明本发明中的剩余量的定义的图。

图9是说明本发明中的偏移量的定义的图。

图10是说明本发明中用于提取圆形轮廓的图像处理算法的图。

图11是表示本发明中将圆形轮廓的提取结果与立体摄像机图像重叠显示后的情形的图。

图12是表示本发明中从将圆形轮廓的提取结果与立体摄像机图像重叠显示后的结果中仅仅选择所期望的轮廓的情形的图。

图13是表示本发明中在工件上用文字提示剩余量算出结果的情形的图。

图14是表示本发明中在工件上用文字提示偏移量算出结果的情形的图。

图15是说明本发明中用于掌握立体摄像机、工件和激光投影机的位置关系的次序的图。

图16是说明本发明中在显示器上显示激光光点3维坐标的算出结果的情形的图。

图17是说明本发明中用于算出圆形基准标记或者投影激光光点的3维坐标的次序（软操作）的图。

图18是说明本发明中用于算出圆形基准标记或者投影激光光点的3维坐标的次序（软操作）的其他图。

图19是说明本发明中用于算出工件的基准位置（特征形状）的3维坐标的次序（软操作）的图。

图20是表示本发明中在显示器上显示通过立体摄像机求出了工件的基准位置的结果的情形的图。

图21是表示本发明中在显示器上显示将通过立体摄像机求出了工件的基准位置的结果从激光投影部进行了基准位置变换后的结果的情形的图。

图22是表示用于执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床的整体结构的方框图。

图23是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床所采用的NC程序用计算机的动作的流程图。

图24是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床所采用的工具装配部、工具图像信息取得部、工具图像信息判定部的动作的流程图。

图25是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的对照用的工具图像的取得方法的内容的流程图。

图26是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的对照用的工具图像的取得方法的说明图。

图27是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的正视图。

图28是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的正视图。

图29是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的正视图。

图30是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的正视图。

图31是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具测量部的动作的流程图。

图32是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的形状数据的说明图。

图33是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的形状数据的说明图。

图34是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的形状数据的说明图。

图35是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的形状数据的说明图。

图36是表示向执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息和确认工具的动作的流程图。

图37是向执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息的说明图。

图38是向执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息的说明图。

图39是向执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息的说明图。

图40是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具的确认的说明图。

图41是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具的确认的说明图。

图42是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具的确认的说明图。

图43是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具的确认的说明图。

图44是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具收纳的动作的流程图。

图45是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床进行的加工次序的内容的流程图。

（符号说明）

图1～图21中

1…激光源；2…直线移动载物台；3…聚焦透镜；4…第1电流计镜；5…第2电流计镜；6…左摄像机；7…右摄像机；8…立体摄像机；9…激光投影部；10…激光控制部；11…直线移动载物台控制部；12、13…角度控制部；14…直线移动载物台位置指示/检测部；15…镜位置指示/检测部；17…图像取入部；18…图像处理部；19…坐标算出部；20…相对位置关系算出部；21…CAD数据变换部；22…CAD数据；23…计算机；24a…工件轮廓；25…投影轮廓；26…工件；27、27a、27b…十字线；29…监视器；101…基准标记；105…圆提取按钮；106…角提取按钮；107…轮廓提取按钮；

图22～图45中

1…数据库；2…NC程序用计算机；3…NC程序生成部；4…NC程序模拟器；6…工具测量部用计算机；7…工具测量部；8…NC模拟器用工具形状数据生成部；9…工具尺寸测量部；10…工具保管库；11…工具装配部；12…工具图像信息取得部；13a，13b…工具图像信息判定部；14…标贴打印机；15…标签写入器；16…向工具的标贴/标签安装部；17…工具信息读取部A；18…自动工具更换部（ATC）；19…工具信息读取部B（ATC内部）；20…工具收纳部；21…ATC臂；22…ATC控制部；23…机械的X轴、Y轴、Z轴；24…机械的主轴；25…在主轴安装的工具；26…工件；27…机械的工作台；28…机械的X轴、Y轴、Z轴的控制部；29…工具信息读取部C（机械内部）；30…工具识别部；31…NC控制盘；32…通信终端；33…标贴；34…标签；35…保持架；36…平端铣刀；37…圆角端铣刀；38…球端铣刀；39…平面铣刀；40…摄像机；41…圆筒形状的钻头；T10、T11…工具；42…在曲面贴附的标贴；43…在平面安装的标贴；44…附ATC的NC控制机床（MC）；45a…综合判定部A；46…综合信息生成部A；47…ATC/MC用计算机。

具体实施方式

本发明的激光投影方法/激光投影装置涉及采用激光光束向工件描绘设计信息的方法/装置。以下，用图1到图20对本发明的激光投影方法/激光投影装置的实施例进行说明。

图1表示本发明中附有坐标检测功能的激光投影系统的整体结构。激光源1与激光控制部10连接，经由激光控制部10从激光用电源23供给电源。另外，按照来自镜位置指示/检测部15的指令，进行振荡和停止。作为具体的例子，例如，在描绘两个圆时，从第一圆向第二圆移动的正中，停止激光的振荡，以分别描绘两个圆。

从激光源1振荡的激光光束200通过聚焦透镜3，以所期望的距离聚焦光束。为了以所期望的距离聚焦光束，聚焦透镜3被搭载于在光轴方向上直线移动的直线移动载物台2。直线移动载物台2的位置由直线移动载物台控制部11控制。具体地说，为了在由后述的CAD数据变换部21所决定的激光描绘位置聚焦激光光束，由直线移动载物台位置指示/检测部14算出直线移动载物台的位置，控制为使直线移动载物台移动到所算出的位置。另外，经由直线移动载物台控制部11，向直线移动载物台2供给来自马达驱动用电源25的电力。另外，还从电路用电源24向直线移动载物台控制部11供给电力。

从聚焦透镜3出射的会聚光束201经由第1电流计镜4和第2电流计镜5向工件投影。第1电流计镜4及第2电流计镜5的角度分别由第1角度控制部12及第2角度控制部13控制。具体地说，为了使会聚光束201朝向由后述的CAD数据变换部21所决定的激光描绘位置，由镜位置指示/检测部15算出第1角度及第2角度，进行控制以使得第1电流计镜4及第2电流计镜5旋转到所算出的角度。经由第1角度控制部12及第2角度控制部13，向第1电流计镜4及第2电流计镜5供给来自马达驱动用电源25的电力。另外，还向第1角度控制部12及第2角度控制部13供给来自电路用电源24的电力。

接着，说明坐标检测部。在本实施方式中，坐标检测部由立体摄像机构成。立体摄像机8由左摄像机6和右摄像机7构成。由左摄像机6和右摄像机7所拍摄的图像经由图像取入部17取入到计算机23。所取入的图像由图像处理部18处理，进行后述的轮廓的提取等。然后，由坐标算出部19算出所提取的轮廓的3维坐标。

这里，第1角度控制部12及第2角度控制部13的现在位置（角度）总是由镜位置指示/检测部15检测。相对位置关系算出部20中，通过比较由坐标算出部19所提取的3维坐标和镜位置指示/检测部15所检测到的角度，求出激光投影部9和立体摄像机8的相对位置关系、立体摄像机8和工件26的位置关系、以及激光投影部9和工件26的位置关系。在CAD数据变换部21中，根据由相对位置关系算出部20算出的激光投影部9和工件26的相对位置关系，对CAD数据22的信息进行坐标变换，生成用于由激光投影部9在工件上进行描绘的数据。

接着，用图2到图14说明本实施例。

图2是在2处加工了两个圆柱孔后的工件26。将圆柱孔的轮廓设为工件轮廓24a及24b。

图3是加工圆柱孔前的工件26。向该工件26投影了设计数据的结果是投影轮廓25。这样，通过在加工前向实际工件投影设计数据，可在加工前在实际工件上确认加工的最终图像，这是本实施例的效果之一。

图4是加工圆柱孔至中途的工件26。通过比较工件轮廓24b和投影轮廓25，可在实际工件上视觉性地确认加工剩余量，这是本实施方式的效果之一。

图5是在表示加工位置的冲孔痕迹28描绘了十字线27的情形。在NC加工机中，加工前通过NC加工机自身打冲孔。如图5所示，通过向加工冲孔痕迹28投影设计上的加工位置，例如，如果是圆柱孔加工，则向圆的中心投影十字线27，可以在加工前事先确认加工冲孔位置即向NC程序输入的加工位置是否与设计指示位置一致，可以防止在不同位置进行加工的误切削于未然。

图6是向作为机械加工的基准的刻划线的始点28a和终点28b分别描绘了十字线27a和27b的情形。通过以该十字线27a和27b的两个交点为目标进行划线，可以相对于设计指示位置，在正确的位置进行划线。或者，在划线后，通过确认十字线27a和27b的两个交点是否处于刻划线上，可以确认相对于设计指示位置，是否在正确的位置进行了划线。

图7说明检测加工剩余量和加工位置偏移量的具体的次序。首先，在激光描绘为关（OFF）的状态下，由左摄像机和右摄像机取得图像（L1、R1）。然后，提取工件的轮廓（L2、R2），在视差修正（L3、R3）后进行立体匹配（LR1），算出工件轮廓的3维坐标（LR2）。接着，在激光描绘为关的状态下且描绘为开（ON）的状态下，由左摄像机和右摄像机取得图像（L4、R4）。然后，生成与在激光描绘为关的状态下取得的图像的差分图像（L5、R5），在视差修正（L6、R6）后进行立体匹配（LR3），算出激光描绘轨迹的3维坐标（LR4）。最后，通过比较所算出的工件轮廓的3维坐标和激光描绘轨迹的3维坐标（LR5），求出剩余量、加工位置偏移量（LR6）。

剩余量例如也可以如图8所示那样进行定义。另外，加工位置偏移量也可以如图9所示那样进行定义。

这里，为了提取圆柱孔的圆弧轮廓，例如，也可以进行图10所示的处理。具体地说，首先，将取得图像（A）二值化（图10-（B）），接着，计算连结成分（图10-（C））。具体地说，进行基于形状特征量（本实施例中为椭圆弧）的区域选择。接着，将所选择的区域形状变换为最小外接圆（图10-（D））。而且，通过圆形构造要素使区域膨胀（图10-（E））。另外，在图10-（E）中，仅仅表现了两个圆弧，但是实际上，在图10-（C）中，为了细致地进行区域选择，实际上，存在与所选择的区域相同数量的圆形构造要素。因而，求出全部区域的和区域（图10-（F））。这样，如图10-（G），包含所期望的工件轮廓的区域（解析区域）被收缩。然后，在该解析区域内，通过阈值处理来分割图像（图10-（H）），分割为线段、椭圆弧（包含圆弧）（图10-（I）），结合轮廓而成为相同的圆（图10-（J））。具体地说，进行如下处理：将椭圆拟合到所分割的线段、圆弧，将中心位置和半径在某固定的范围的圆视为相同的圆。通过以上的处理，可以提取所期望的工件轮廓。

操作员为了进行这样的处理，例如，如图11所示，在监视器29上显示图像，操作员按下轮廓提取按钮107时，进行上述的轮廓提取处理，使提取结果与图像重叠显示即可。这里，在提取多个所期望的工件轮廓（图11的例子中为两个）的情况下，如图12所示，用鼠标指示器102a选择所期望的轮廓即可。

在激光投影部中，也可以描绘文字，因此如图13、图14所示，也可以向工件直接描绘剩余量、偏移量，视觉地提示作业者。这样，通过向作业者视觉地呈现剩余量、偏移量，不仅可以用激光光束来向工件投影设计信息，还可以简易地进行设计信息和工件上的加工结果的比较判断。

接着，用图15说明求出立体摄像机8和激光投影部9的相对位置关系的方法。

首先，向工件上的适当位置投影激光光束（图15-（a））。此时，通过镜位置指示/检测部15掌握第1、第2电流计镜的角度（图15-（b））。然后，通过立体摄像机8测量工件上的激光光点的3维坐标（图15-（c））。该操作（步骤1）反复3次。根据需要也可以实施4次以上。这样，如图16所示，在3点以上的位置中，求出从立体摄像机原点观察到的坐标和从激光投影部9观察到的坐标的关系。这里，立体摄像机8的原点设为例如左摄像机6的透镜中心。另外，激光投影部的原点设为第1电流计镜的镜中心。这里，第1电流计镜和第2电流计镜的旋转中心偏移，但是，对于考虑了偏移的2角度指定的投影方法在专利文献2已被制定，因此省略详细的说明。

在激光投影部9中，仅仅指定了第1角度θn和第2角度

这两个角度，因此，无法掌握所投影的激光光束以什么距离向工件照射。即，仅仅通过点P1（θ1，

（r1不定）、点P2（θ2，

（r2不定）、点P3（θ3，

（r3不定）的信息，无法决定工件面处于何处。但是，由于通过立体摄像机8同时掌握点P1、P2、P3的3维坐标P1（x1，y1，z1）、P2（x2，y2，z2）、P3（x3，y3，z3），因此如果采用这些关系，则可以唯一求出r1、r2及r3。从而，同时求出立体摄像机8和激光投影部9的相对位置关系（图7-（f））。

具体地说，首先，将（θn、

ｒn）变换为正交坐标系。

P1:（θ1，

r1）→

P2:（θ2，

r2）→

P3:（θ3，r3）→

这里，未知数是r1、r2、r3。

另一方面，从立体摄像机观察到的激光光点的坐标如下。

P1:（x1，y1，z1）

P2:（x2，y2，z2）

P3:（x3，y3，z3）

这里，不管是激光投影机的坐标系还是立体摄像机的坐标系，各点间距离不变，因此以下的式子成立。

|P1-P2|=|p1-p2|

|P2-P3|=|p2-p3|

|P3-P1|=|p3-p1|

如上所述，对3个未知数存在3个式，从而，未知数r1、r2、r3可以唯一求出。现在，将立体摄像机坐标系中的激光光点的坐标设为（x1，y1，z1）、（x2，y2，z2）、（x3，y3，z3），将激光投影机坐标系中的激光光点的坐标设为（X1，Y1，Z1）、（X2，Y2，Z2）、（X3，Y3，Z3）。然后，求出（x1，y1，z1）、（x2，y2，z2）、（x3，y3，z3）的外心，将其设为（x0，y0，z0）。接着求出（X1，Y1，Z1）、（X2，Y2，Z2）、（X3，Y3，Z3）的外心，将其设为（X0，Y0，Z0）。这里，将从立体摄像机坐标系的原点朝向外心（x0，y0，z0）的矢量设为A。另外，将从激光投影机坐标系的原点朝向外心（X0，Y0，Z0）的矢量设为B。虽然是从不同的坐标系观察，但是在世界坐标系中，（x0，y0，z0）和（X0，Y0，Z0）都是相同点。因而，将该点设为世界坐标系的原点。这样，从世界坐标系的原点朝向立体摄像机坐标系的原点的矢量成为-A，从世界坐标系的原点朝向激光投影机坐标系的原点的矢量成为-B。从而，立体摄像机坐标系和激光投影机坐标系的位置关系容易从矢量-A和矢量-B求出。另外，从立体摄像机和激光投影机观察激光光点时，2点以上处于同一直线上时，无法求出相互的位置关系，因此，要留意即使从某一坐标系观察，激光光点也不可以处于同一直线上的情况。

接着，用图17、图18说明通过立体摄像机8求出工件上的激光光点位置的3维坐标的具体次序。首先，在监视器29上，例如，显示左摄像机6的图像。用鼠标指示器102a指定工件26的基准标记（激光起点）101的附近时，显示放大窗口103a。如果预先按下圆提取按钮105，则通过图像处理部18，在放大显示的区域（解析区域）中提取激光光点（圆形状），求出圆的重心。为了确认求出了所期望的重心，例如，也可以用圆和十字线104a等显示圆的重心位置。在本系统中，由于采用了立体摄像机的结构，因此，在坐标算出部19中，采用立体匹配的手法，算出激光光点的位置的3维坐标。所算出的3维坐标也可以如108a那样，显示所算出的坐标值。相应地，也可以如109a那样，显示第1、第2角度值。

在图17中，通过用鼠标点击基准标记101附近，收缩解析区域，但是也可以如图18所示用鼠标描绘四边形110来收缩解析区域。

接着，同样用图17、图18以及图19说明用立体摄像机8求出成为工件上的基准的位置例如基准标记、角等特征点的3维坐标的具体次序。首先，在监视器29上，例如，显示左摄像机6的图像。这次，将图17、图18中的圆101读出称为基准标记。用鼠标指示器102a指定基准标记101的附近时，显示放大窗口103a。如果预先按下圆提取按钮105，则通过图像处理部18，从放大显示的区域（解析区域）中提取基准标记101（圆形状），求出圆的重心。为了确认求出了所期望的重心，例如，也可以用圆和十字线104a等显示圆的重心位置。在本系统中，由于采用了立体摄像机的结构，因此在坐标算出部19中，采用立体匹配的手法，算出基准标记的3维坐标。所算出的3维坐标也可以如108a那样显示所算出的坐标值。相应地，也可以如109a那样，显示第1、第2角度值。

如图19所示，即使在无基准标记101的情况下，如果有在工件本身掌握了坐标的地方例如角114等，则还有通过事先按下角提取按钮106，用鼠标选择角附近，从而自动识别角并算出角的3维坐标的方法。

通过以上的处理，如图20所示，求出工件26和立体摄像机8的位置关系。然后，如果利用已经掌握的立体摄像机8和激光投影部9的位置关系，则也可以唯一求出工件26和激光投影部9的位置关系。

按照该工件26和激光投影部9的位置关系，通过将CAD数据22用CAD数据变换部21进行坐标变换，生成激光投影用的数据。根据该激光投影用的数据，载物台位置指示/检测部14及镜位置指示/检测部15通过分别经由直线移动载物台控制部11、第1角度控制部12、第2角度控制部13驱动直线移动载物台2、第1电流计镜、第2电流计镜，进行描绘。

本发明的激光投影方法/激光投影装置是为了进行机械加工中的误切削的防止、加工状况确认、加工遗漏检查而使用的有效的激光投影技术。

以下，用图22～图45，说明本发明的一个实施方式的机械加工方法。

首先，用图22说明用于执行本实施方式的机械加工方法的附带了基于工具识别的误切削防止功能的机床的整体结构。

图22是表示用于执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床的整体结构的方框图。

在本实施方式的机床中，在数据库1中存储已经登记的工具图像信息。NC程序用计算机2具备NC程序生成部3和NC程序模拟器4。这些各部的动作的详细情况将用图23以后叙述。

工具装配部11组装从工具保管部10取出的工具。工具图像信息取得部12a取得由工具装配部11组装的工具的图像信息。然后，工具图像信息判定部13a比较由工具图像信息取得部12a取得的图像和从数据库1取出的已经登记的工具图像信息，进行工具的判定。工具图像信息取得部12a及工具图像信息判定部13a的动作的详细情况将用图24以后叙述。

工具测量部7具备NC模拟器用工具形状数据生成部8和工具尺寸测量部9。这些各部的动作的详细情况将用图27以后叙述。

工具测量部用计算机6由标贴打印机14制作标贴，另外，由标签写入器15制作标签。工具的标贴/标签安装部16向工具安装所制作的标贴、标签。

工具信息读取部A17从安装于工具的标贴/标签读入信息。工具图像信息取得部12a取得工具的图像信息。工具图像信息判定部B13b根据工具图像信息取得部12a取得的图像信息来判定工具。综合判定部A45a根据工具信息读取部A17的信息和工具图像信息判定部B13b的信息综合地进行判断。综合信息生成部A46a生成包括在标贴/标签记录的信息和图像信息的综合信息，发送到数据库。

附ATC的NC控制机床（MC）44具备：机械的X轴、Y轴、Z轴的控制部28；工具信息读取部C29；工具图像信息取得部C30；NC控制盘31；通信终端部32；自动工具更换部（ATC）18。自动工具更换部（ATC）18具备工具信息读取部B19、工具收纳部20、ATC臂21、ATC控制部22。NC控制机床（MC）44由ATC/MC用计算机47控制。

接着，用图23，说明执行本实施方式的机械加工方法的机床所采用的NC程序用计算机2的动作。

图23是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床所采用的NC程序用计算机的动作的流程图。

关于工件的加工，首先，在步骤S100中，由NC程序设计员通过NC程序用计算机2的NC程序生成部3生成NC程序。接着，在步骤S110中，通过NC程序用计算机2的NC程序模拟器4，进行由机床44执行的NC程序的模拟，在步骤S120中，检查错误、冲突的危险防止等。确认无问题的NC程序在步骤S130中，经由网络存储在数据库1中。

接着，用图24说明执行本实施方式的机械加工方法的机床所采用的工具装配部11、工具图像信息取得部12a、工具图像信息判定部13a的动作。

图24是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床所采用的工具装配部、工具图像信息取得部、工具图像信息判定部的动作的流程图。

首先，在步骤S200中，由机床操作员从工具保管部10选择所期望的工具。所选择的工具向工具装配部11移动，在步骤S210中，由工具装配部11组装。接着，在步骤S220中，由工具图像信息取得部12a拍摄组装后的工具的图像。

这里，用图25～图30说明执行本实施方式的机械加工方法的机床中的对照用的工具图像的取得方法。

图25是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的对照用的工具图像的取得方法的内容的流程图。图26是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的对照用的工具图像的取得方法的说明图。图27～图30是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中采用的各种工具的正视图。

首先，在图25的步骤S220A中，将工具设置在旋转台上。接着，步骤S220A中，拍摄工具。

这里，图27是端铣刀的外观的例子。另外，图28是圆角端铣刀的外观的例子。另外，图29是球端铣刀的外观的例子。而且，图30是面铣刀的外观的例子。这些工具即使是相同种类，也有刀刃的数量不同的情况。

这里，在图像取得时，如图26所示，仅仅从某方向拍摄工具时，残留有未在图像呈现的部分。例如，在圆筒形状的钻头41的情况下，仅仅呈现了从中心到角度θ的范围。从而，无法掌握刀刃的数量的差异等。

因而，在图25的步骤220D中，使工具旋转取得图像。然后，通过步骤S220C将其反复进行，通过步骤S220E取得工具的全周围图像，在数据库1登记所取得的图像。

另外，本实施方式中，示出了如下例子：拍摄登记图像时，取得工具的全周图像，在拍摄组装后的工具的情况下，从一个方向取得图像，将该组装后取得的一幅图像与多个登记图像进行对照，但是，也可以采用以下方法：在拍摄登记图像时仅仅取得一幅图像，在拍摄组装后的工具时取得全周图像而进行对照。

接着，返回图24的步骤230，读入在数据库1已经预先登记的登记图像。然后，在步骤S240中，在工具图像信息判定部13a中，进行登记图像和拍摄的工具图像的对照。如果一致，则在步骤S260对照处理完成，如果不一致，则在步骤S250进行与下一个登记图像的对照。

与全部已登记的图像的对照结束后也没有判断为一致的情况下，组装了错误的工具，因此，进行工具的再确认、再组装。

这里，说明图24的步骤S240中图像的对照、即比较图像和图像的一致度的方法。作为比较图像和图像的一致度的方法，例如，采用模板匹配。作为登记图像（模板）和取得图像的类似程度的评价值（类似度或差异度），有以下的值。以下的式（1）～式（8）中，模板的辉度值的值设为T（i，j），取得图像的辉度值的值设为I（i，j）。坐标的（i，j）在将模板的宽度设为m像素、高度设为n像素时，将左上设为（0，0），将右下设为（m-1，n-1）。

式（1）所示的SSD（Sum of Squared Difference，方差和）对模板进行光栅扫描，采用相同位置的像素的辉度值的差的平方的合计。SSD的值越小，成为越类似的位置。

$R_{\mathrm{SSD}}=\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{(I(i,j)-T(i,j))}^2---\left(1\right)$

式（2）所示的SAD（Sum of Absolute Difference，绝对差和）对模板进行光栅扫描，采用相同位置的像素的辉度值的差的绝对值的合计。SAD的值越小，成为越类似的位置。

$R_{\mathrm{SAD}}=\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}|I(i,j)-T(i,j)|---\left(2\right)$

式（3）所示的归一化互相关（NCC:Normalized Cross-Correlation）作为模板和取得图像的类似度，采用以下的归一化互相关。类似度越接近1，成为越类似的位置。

$R_{\mathrm{NCC}}=\frac{\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I(i,j)T(i,j)}{\sqrt{\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I{(i,j)}^2\×\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}T{(i,j)}^2}}---\left(3\right)$

该计算式与将内积的式变形为Cosθ=的式后的式相同。上式变形为以下的式（4）后，成为M×N维的I的矢量和T的矢量的内积。

$R_{\mathrm{NCC}}=\frac{I\left(\mathrm{0,0}\right)T\left(\mathrm{0,0}\right)+I\left(\mathrm{1,0}\right)T\left(\mathrm{1,0}\right)+...+I(M-1,N-1)T(M-1,N-1)}{\sqrt{I{\left(\mathrm{0,0}\right)}^2+I{\left(\mathrm{1,0}\right)}^2+...+I{(M-1,N-1)}^2}\sqrt{T{\left(\mathrm{0,0}\right)}^2+T{\left(\mathrm{1,0}\right)}^2+...+T{(M-1,N-1)}^2}}$

（4）

这里，RNCC的值与Cosθ相当，因此RNCC的值成为-1～+1的范围的值。RNCC=1时，成为完全相同的图像，RNCC=-1时，成为正负反转图像。

式（5）所示归一化互相关（ZNCC:Zero-mean Normalized Cross-Correlation）在上述NCC的互相关系数中，模板、取得图像的亮度变动时，NCC的值也变得不稳定，与之相对地，通过从各自的值减去模板及取得图像的辉度值的平均值来进行计算，即使亮度变动，也可以稳定地计算类似度。

$R_{\mathrm{ZNCC}}=\frac{\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\left((I(i,j)-\stackrel{\‾}{I})(T(i,j)-\stackrel{\‾}{T})\right)}{\sqrt{\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{(I(i,j)-\stackrel{\‾}{I})}^2\×}\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{(T(i,j)-\stackrel{\‾}{T})}^2}---\left(5\right)$

这里，该式（5）在计算模板的区域内的辉度值的平均值后还从辉度值减去平均值，因此，如果就这样进行编程，则成为效率差的程序。因而，使RZNCC的式变形。模板的平均辉度值及与模板相同区域的图像的辉度值的平均通过以下的式（6）、式（7）求出，

$\stackrel{\‾}{T}=\frac{\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}T(i,j)}{\mathrm{MN}}---\left(6\right)$

$\stackrel{\‾}{I}=\frac{\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I(i,j)}{\mathrm{MN}}---\left(7\right)$

因此，如果将该值代入RZNCC的式（5）并整理，则成为以下的式（8）。

$R_{\mathrm{ZNCC}}=\frac{\mathrm{MN}\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I(i,j)T(i,j)-\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I(i,j)\×\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}T(i,j)}{\sqrt{(\mathrm{MN}\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I{(i,j)}^2-{\left(\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}I(i,j)\right)}^2)(\mathrm{MN}\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}T{(i,j)}^2-{\left(\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}T(i,j)\right)}^2)}}---\left(8\right)$

如果采用该式，则在程序上一遍就可完成，因此计算效率变好。

另外，在模板和取得图像间存在旋转、比例变动的情况下，对任一图像进行仿射变换（放大缩小/旋转变换、共享）后进行匹配即可。

这样，本实施方式中，不是通过工具组装说明书的编号等进行确认，而是采用实际组装后的工具的图像来判定是否为所期望的工具，因此，可以在此时刻捕获由人为错误引起的工具零件的选择错误、组装错误，可以构筑可靠地组装所期望工具的机制。

接着，用图31～图35，说明执行本实施方式的机械加工方法的机床中的工具测量部7的动作。

图31是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具测量部的动作的流程图。图32～图35是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床所采用的各种工具的形状数据的说明图。

由图22的工具信息判定部A13a确保为所期望的部件的工具接着向工具测量部7移动。

工具测量部7的工具尺寸测量部9在步骤S300中，测量工具的尺寸，例如，直径（D）、长度（L）。例如，在作为工具的一个例子的端铣刀的长度L的测量值为10.05mm、该工具的设计值L0为10.0mm的情况下，该误差ΔL（=L－L0）成为+0.05mm。该误差成为使用该工具进行NC加工时的加工误差，因此，将该误差ΔL的值设为工具修正值，经由工具测量部用计算机6，将直径、长度的信息发送到数据库1。另外，步骤S310中，NC模拟器用工具形状数据生成部8经由工具测量部用计算机6，将NC模拟器用工具形状数据的信息发送到数据库1。NC程序用计算机2采用该数据，模拟NC程序。另外，也传送到NC控制盘31。

这里，图32是端铣刀的形状数据的例子，测量端铣刀的直径（D）、长度（L）。另外，图33是圆角端铣刀的例子，测量直径（D）、长度（L）、前端的R。另外，图34是球端铣刀的例子，测量直径（D）、长度（L）、前端的R。而且，图35是面铣刀的例子，测量直径（D）、长度（L）。

而且，在步骤S320中，通过NC模拟器用工具形状数据生成部8测量在NC程序模拟器4采用的工具的形状。从而，在NC程序模拟器4中，可以通过实际加工中使用的工具的形状进行模拟。该测量的工具的形状在步骤S330中，经由工具测量部用计算机6发送到数据库1。

接着，用图36～图43说明向执行本实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息以及工具的确认动作。

图36是表示向执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息以及工具的确认动作的流程图。图37～图39是向执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具安装工具信息的说明图。图40～图43是执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具的确认的说明图。

首先，在图36的步骤S400中，工具编号、工具尺寸（修正值）通过图37所示的标贴打印机14打印到可用矩阵型二维码等图像识别的标贴33。另外，用图37所示的标签写入器15，向IC标签等可电读取的标签34写入信息。

然后，在图36的步骤S410中，通过工具的标贴/标签安装部16如图37所示那样安装到工具T10、T15。在图37中，表示本来应该将标贴/标签安装到正确的工具T10，但是这里错误地安装到了工具T15的情况。图38表示向工具安装了标贴33的状态。图39表示向工具安装了标签34的状态。

然后，在图36的步骤S420中，由图22所示的工具信息读取部A17读取工具信息。在步骤S430中，传送所读入的工具编号、修正数据。此时，如果没有任何问题，则如图40那样将写入正确的信息的标贴、标签安装到正确的工具，正确地管理信息。但是，例如由于人为错误，所期望的标贴、标签未安装到规定的工具（T10）而安装到错误的工具（T15）时，如图41所示，向工具关联错误的信息一方。

但是，在采用人、标贴/标签的管理系统中，无法发现该安装错误。因而，本实施方式中，随后实施采用前述的图像的工具信息判定。

即，在图36的步骤S430中，工具图像信息取得部B12b拍摄工具，取得工具的图像信息。接着，在图36的步骤S440中，将安装了标贴/标签的工具由工具信息判定部B（13b）（也可以经由网络使用工具信息判定部A（13a））用图像进行判定。如果通过图像进行判定，则如图42那样可以判断现在安装了标贴/标签的工具是工具（T15）。

但是，基于图像的判断中，仅仅通过了解工具是T15，无法判断是否向工具安装了正确的标贴/标签。

因而，在图36的步骤S450中，由综合判定部A45a综合地判断由工具信息读取部A17读入的信息和工具图像信息判定部B13b判定的信息。即，如图42所示，工具信息读取部A17读入的工具编号为T10，与之相对，工具图像信息判定部B13b判定的工具编号为T15，因此可以检测到工具的不一致。

接着，在图36的步骤S460中，由综合信息生成部A46a生成图43那样包括了在标贴/标签记录的信息和图像信息的综合信息，发送到数据库。这里，标贴是矩阵型二维码等，可以读取以图像方式写入其中的信息，因此，即使不经由数据库参照由工具信息读取部A读入的信息，也可以从图像读取或参照信息。即，在标贴记录了工具编号，因此，通过比较所读取的工具编号和从实际工具的图像判定的工具编号，可以判断其是否为所期望的工具。

接着，用图44说明执行本实施方式的机械加工方法的机床中的工具收纳。

图44是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床中的工具收纳的动作的流程图。

工具被运送到附有自动工具更换部（ATC）18的NC控制机床（MC）44。

首先，在步骤S500中，由工具信息读取部B19读取工具信息。然后，在步骤S510中，在工具收纳部20中收纳工具。而且，在步骤S520中，经由ATC/MC用计算机47，将该工具在工具收纳部20的哪个架收纳的信息向数据库1发送。此时，确保在所期望的工具搭载了所期望的标贴/标签，因此，这里，掌握哪个工具被哪号的架收纳的信息即可。

接着，用图45说明执行本实施方式的机械加工方法的机床的加工次序。

图45是表示执行本发明的一个实施方式的机械加工方法的机床的加工次序的内容的流程图。

在工作台27上放置工件26。

然后，在步骤S600中，机床操作员进行NC控制盘31的操作，指定NC程序，并经由通信终端32传送NC程序。接着，在步骤S610中，该信息被发送到ATC控制部22并被读入。然后，在步骤S620中，根据所读入的信息，ATC臂21选择工具收纳部20内的所期望的工具（工具D，25），在步骤S630中，搭载到主轴24。

这里，在开始加工前，在步骤S640中，由ATC/MC用计算机47读入应该安装于主轴的工具的信息。另外，在步骤S650中，由工具信息读取部C29读取工具信息。然后，在步骤S660中，对照步骤S640中读入的信息和步骤S650中读入的信息。假设即使由ATC18选择了错误的工具的情况下，工具信息读取部C也会发现选择了错误工具，因此，如果在检测到搭载了错误工具的时刻停止加工，则不会发生误切削。但是，在实际的加工现场中，有时不经由ATC而通过人手更换工具。在该情况下，如上所述，仅仅通过工具信息读取部C的信息，无法可靠地判断是否在主轴25安装了所期望的工具。

因而，在本实施方式中，在步骤S670中，工具信息判定部B13b读入安装的工具的图像信息。这里，读入的工具的图像信息是预先取得的，是将工具从0度的位置旋转360度取得的图像在旋转轴的旋转方向上从0度展开到360度为止的图像信息。另外，在步骤S680中，工具图像信息取得部C30拍摄工具，取得工具图像信息。将所获得的工具图像信息经由网络发送到工具信息判定部B13b。

然后，在步骤S690中，工具信息判定部B13b对照步骤S670的图像信息和步骤S680的图像信息，判定是否为所期望的工具。这里，在步骤S680中的工具图像信息的取入用以下任一方法进行。在第1方法中，主轴24不旋转，在最初安装到主轴24时的位置，取得来自一个方向的工具的安装状态下的图像。在该情况下，在步骤S690中，比较步骤S670中取得的360度的展开图像信息和来自一个方向的图像信息，判别是否为所期望的工具。在第2方法中，主轴24从0度向规定角度（例如，90度或者180度）缓慢旋转，取得从0度到规定角度的范围的工具的安装状态下的图像。在该情况下，在步骤S690中，比较步骤S670取得的360度的展开图像信息和0度到规定角度的范围的图像信息，判别是否期望的工具。该方法与第1方法相比，可以提高判别精度。在第3方法中，主轴24从0度旋转到360度，取得从0度到360度的范围的工具的安装状态下的图像。在该情况下，在步骤S690中，比较步骤S670中取得的360度的展开图像信息和从0度到360度的范围的图像信息，判别是否是所期望的工具。该方法与第2方法相比，可以提高判别精度。在第4方法中，主轴24从0度依次旋转，取得工具的安装状态下的图像。在该情况下，在步骤S690中，比较步骤S670中取得的360度的展开图像信息和从0度一边旋转一边取得的各角度下的图像信息，使旋转持续到可以判别是所期望的工具为止。该方法可以获得与第3方法同程度的判别精度，而且，可以以比第3方法短的时间来进行判别。

然后，判定为工具是所期望的工具时，在步骤S700中，通过控制部28指示规定的加工动作，X、Y、Z轴23及主轴24进行动作，实施规定的加工。

根据以上说明的本实施方式，始终从当前某工具的图像进行对照，因此可以可靠地判定当前某工具是否为所期望的工具。而且，可以防止人为错误引起的工具安装错误导致的误切削。

Claims (9)

1.一种激光投影方法，其特征在于，包含：

第1工序，从激光投影部对作为计量对象的工件控制多个镜角度，照射激光；

第2工序，通过立体摄像机拍摄上述工件，提取上述工件的轮廓，算出3维坐标；

第3工序，比较由上述第2工序所算出的上述工件轮廓的3维坐标和上述镜角度，求出上述激光投影部和上述工件的位置关系；以及

第4工序，根据由上述第3工序所求出的上述激光投影部和上述工件的位置关系，对CAD数据信息进行坐标变换，从上述激光投影部向上述工件描绘CAD数据。

2.根据权利要求1所述的激光投影方法，其特征在于，包含：

第5工序，比较上述CAD数据的3维坐标和上述工件的实际轮廓的3维坐标，提示该比较结果。

3.根据权利要求2所述的激光投影方法，其特征在于，

在上述第5工序中，在显示器上提示上述比较结果。

4.一种激光投影装置，其特征在于，具备：

激光投影部，对作为计量对象的工件控制多个镜角度，照射激光；

图像取入部，通过立体摄像机拍摄上述工件，取入摄影图像；

图像处理部，从上述图像提取上述工件的轮廓；

坐标算出部，算出3维坐标；

相对位置关系算出部，比较所算出的上述工件轮廓的3维坐标和上述镜角度，求出上述激光投影部和上述工件的位置关系；以及

CAD数据变换部，根据由上述相对位置关系算出部所求出的上述激光投影部和上述工件的位置关系，对CAD数据信息进行坐标变换。

5.一种机械加工方法，其特征在于，包含：

第1步骤，选择工具的部件；

第2步骤，装配由该第1步骤所选择的部件；

第3步骤，拍摄由该第2步骤所装配的工具；

第4步骤，通过对照预先根据正确地装配了正确的部件的工具的图像而制作的对照用图像和由上述第3步骤装配后拍摄的图像，确认是否装配了所期望的工具。

6.根据权利要求5所述的机械加工方法，其特征在于，还包含：

第5步骤，生成工具信息；

第6步骤，测量上述工具的尺寸；

第7步骤，向信息载体写入该第6步骤的测量结果；以及

第8步骤，将上述信息载体安装于上述工具，

在上述第4步骤中，通过对照对照用图像和将上述信息载体安装于上述工具后拍摄的图像，并对照由上述第5步骤所生成的工具信息和从在上述第8步骤中安装于工具的上述信息载体所读取的内容，由此确认是否向机床安装了所期望的工具。

7.根据权利要求5所述的机械加工方法，其特征在于，

关于根据正确地装配了正确的部件的工具的图像而制作的上述对照用图像，一边使上述工具旋转一边取得全周的图像。

8.根据权利要求5所述的机械加工方法，其特征在于，

在上述第3步骤中的工具的拍摄中，一边使工具旋转一边取得全周的图像。

9.根据权利要求5所述的机械加工方法，其特征在于，

上述信息载体是能够通过条形码、矩阵型二维码用图像识别的标贴或通过IC标签可电读取的标贴。

Images