CN116940441A - 机床 - Google Patents

Abstract

机床具有：在规定的拍摄区域内对工具进行拍摄的拍摄部；能够在拍摄区域内保持工具的工具保持部；被设于执行基于工具的机械加工的加工区域与拍摄区域之间，能够在开放状态和封闭状态之间移动的挡板；覆盖拍摄部的受光面的罩；以及使流体在拍摄部的受光面与罩之间流动并进行净化的净化机构；(i)在进行基于净化机构的净化后，(ii)使挡板移动，(iii)在挡板移动开始后使罩移动。

Description

机床

技术领域

本发明涉及防止污垢附着于机床所具备的拍摄部的技术。

背景技术

机床有将工件切削加工为期望的形状的装置、层叠金属粉末等而制作工件的装置。在进行切削加工的机床中，有通过使切削用的工具接触旋转的工件来加工工件的车削中心、通过使旋转的工具接触工件来加工工件的加工中心、以及复合地具备这些功能的复合加工机等。

工具被固定于主轴或刀架等工具保持部。机床按照预先准备的加工程序，更换工具，并一边移动工具保持部一边加工工件(参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2016-218550号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

针对被安装于工具保持部的使用中的工具，有时也想确认工具的状态。

作为一个方法，考虑以下方法：在加工室内设置拍摄区域，在拍摄区域中插入工具并用照相机拍摄工具，基于拍摄图像确认工具的状态。在这种情况下，由于在刚使用后的工具上附着有工件的切屑、冷却剂等，因此照相机有可能会被工具的附着物污染。

[用于解决技术课题的技术方案]

因此，本公开提供权利要求中记载的技术。

[发明效果]

根据本发明，能够防止污垢附着于机械所具备的拍摄部。

附图说明

图1是机床的外观图。

图2是工具识别区域的周边立体图。

图3是表示工具识别区域中的工具、照相机以及照明装置的位置关系的示意图。

图4是工具识别区域中的各机构的侧剖视图。

图5是表示空气的流动的剖视图。

图6是机床和图像处理装置的硬件构成图。

图7是表示执行工具检查时的处理过程的流程图。

图8是表示测定处理的处理过程的流程图。

图9是表示变形例1的工具收纳部的内部构成的侧视图。

图10是示意性地表示变形例1的工具收纳部内的构成的立体图。

图11是机床的安装例的工具识别区域的立体图。

图12是机床的安装例的工具识别区域的侧视图。

图13是机床的安装例的工具识别区域的侧视图。

图14是示意性地表示收容室与加工区域的边界部周边的主视图。

图15是表示工具更换部的可动范围和第1罩的可动范围的侧视图。

具体实施方式

图1是机床100的外观图。

本实施方式的机床100是对被配置在加工区域200内的工件进行加工的复合加工机。工件被固定于保持部104，通过安装于作为其他保持部的主轴的工具102而被切削。保持工件的保持部104被驱动机构旋转驱动。

工具识别区域210是拍摄区域的示例。在工具102被插入到工具识别区域210内时，上方的照明装置108对工具102进行照明，下方的照相机106对工具102进行拍摄。基于此时的拍摄图像来执行工具检查。关于工具识别区域210的构成，与以下图2、图3、图4相关联地在后面说明。

机床100具备遮断外部的罩202。罩202具备门204。作业者打开门204，进行工件向加工区域200的安装以及工件从加工区域200的取出。操作盘206从作业者受理对机床100的各种操作。

操作盘206与图像处理装置110连接。作业者能够通过图像处理装置110远程监视机床100的作业状况。在本实施方式中，机床100主体与图像处理装置110经由有线线缆连接。图像处理装置110例如也可以作为机床100的内部、例如操作盘206的内部装置而形成。

工具收纳部130收纳多个工具102。通过工具更换部(后面说明)从工具收纳部130中收纳的多个工具102取得工具102，并将其安装于主轴。此外，如图1所示，在水平方向上设定Y轴和Z轴，在垂直方向上设定X轴。Z轴方向与主轴和工件的轴向对应。

图2是工具识别区域210的周边立体图。

在加工区域200的一部分形成工具识别区域210。具体而言，在固定工件的保持部104的上方形成工具识别区域210(空间)。工具识别区域210包含照相机106和照明装置108(与图3、图4相关联地在后面说明)。

挡板300是封闭工具识别区域210的可动式的隔板(罩的一种)。在工件的加工时，工具识别区域210被挡板300封闭。在加工中的加工区域200中，喷射作为用于除去工件与工具102的摩擦热的冷却液的冷却剂。另外，工件的切屑也在加工区域200内飞散。因此，用挡板300封闭工具识别区域210，由此防止冷却剂或切屑等进入工具识别区域210内。像这样，挡板300被设于执行基于工具102的机械加工的加工区域200与作为拍摄区域的工具识别区域210之间，能够在开放状态和封闭状态之间移动。

在通过测定指令等指示了工具检查时，机床100中止工件的加工。此时，机床100也中止冷却剂的喷射。接着，主轴使工具102移动到工具识别区域210的近前的规定位置(以下，称为“待机位置”)，在待机位置使工具102高速旋转。通过使工具102高速旋转，将附着于工具102的冷却剂及切屑(以下，统称为“附着物”)振落。以下，将在待机位置为了除去附着物而使工具102高速旋转称为“清扫旋转”。

在清扫旋转后，挡板300打开，使工具进入工具识别区域210。通过用照相机106拍摄插入到工具识别区域210的工具102来确认工具形状。将工具102插入到工具识别区域210并检查工具102的形状称为“工具检查”。

此外，加工区域200经由工具识别区域210与工具收纳部130相连。即，在工具收纳部130与加工区域200之间存在工具识别区域210的房间，在此进行工具102的拍摄。但是，在进行工具更换时，将主轴插入到工具识别区域210的深处。不仅是工具检查，在工具更换时，工具也通过工具识别区域210，因此在通过前也可以同样地执行清扫旋转。

在保持部104的旁边设置有空气喷嘴302。空气喷嘴302喷射空气。通过使主轴移动到空气喷嘴302附近，从空气喷嘴302喷射空气，也能够排除工具102的附着物。以下，将为了除去附着物而从空气喷嘴302向工具102喷射空气称为“清扫喷射”。

图3是表示工具识别区域210中的工具102、照相机106以及照明装置108的位置关系的示意图。

工具102包括用于工件的加工的刃部112以及作为被固定于主轴116的保持架118的部位的柄部114。主轴116被构成为保持工具102，并且能够旋转和移动。另外，作为保持部的主轴116也能够使所保持的工具旋转。像本示例这样，在加工中心的情况下，主轴116相当于“能够在拍摄区域内保持工具的工具保持部”。在车削中心的情况下，刀架相当于“能够在拍摄区域内保持工具的工具保持部”。

照相机106具备CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)、CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合器件)等图像传感器(拍摄元件)。照相机106从下方(X轴方向)拍摄被安装于主轴116的工具102。照相机106被固定于工具识别区域210。通过主轴116以Z轴为中心使工具102旋转，能够从多个方向拍摄工具102。另外，通过主轴116使工具102在水平方向(YZ方向)上移动，能够拍摄工具102的多个部位。

以与照相机106相对的方式在上部固定有照明装置108。照明装置108从上方对工具102进行照明。通过照明装置108的透射照明，照相机106能够取得容易掌握工具102的轮廓位置的、对比度高的拍摄图像。

用户在新登记工具102时，在操作盘206中设定为工具登记模式，在主轴116上安装新的工具102。接着，输入任意的工具ID。主轴116使工具102移动、旋转，被固定的照相机106从各种位置和方向自动地拍摄工具102。根据由照相机106得到的多个拍摄图像来识别工具形状，将工具ID与工具形状建立对应地进行登记。通过这样的控制方法，能够针对每个工具102将工具形状自动地与工具ID建立对应地登记。以下，将在新登记时识别的工具102的形状称为“登记形状”。工具形状数据形成为二维数据或三维数据。

另外，在对加工中或加工后的工具102执行工具检查时，主轴116也使工具102进入到工具识别区域210。与新登记时同样，主轴116使工具102移动、旋转，照相机106从各种位置和方向自动地拍摄工具102。根据由照相机106得到的多个拍摄图像识别工具形状。以下，将在检查时识别的工具102的形状称为“检查形状”。作业者通过比较登记形状(初始状态)和检查形状，来判定工具102的磨损度、有无缺损。

如图3所示，挡板300被设于包围工具识别区域210的上侧壁部340和下侧壁部342的内侧。也可以将挡板300设于上侧壁部340和下侧壁部342的外侧。挡板300能够沿X轴方向(上下方向)移动。在挡板300a位于下侧的状态下，上侧壁部340与下侧壁部342之间的口打开(开放状态)。在工具102未进入工具识别区域210时，若挡板300b向上方移动，则上侧壁部340与下侧壁部342之间的口被关闭(封闭状态)。像这样，如果使挡板300上下移动，则能够防止附着于挡板300的冷却剂的落下(飞散)。此外，在图2的示例中，在挡板300位于上侧的状态下，上侧壁部340与下侧壁部342之间的口打开(开放状态)。在工具102未进入工具识别区域210时，若挡板300向下方移动，则上侧壁部340与下侧壁部342之间的口被关闭(封闭状态)。也可以使挡板300能够沿Y轴方向(横向)移动，通过使挡板300沿Y轴方向(横向)移动，而在开放状态和封闭状态之间移动。另外，也可以使挡板300能够沿X轴方向(上下方向)和Y轴方向(横向)移动，通过使挡板300沿X轴方向(上下方向)和Y轴方向(横向)同时移动，而在开放状态和封闭状态之间移动。

图4是工具识别区域210中的各机构的侧剖视图。

工具102被插入到照相机106与照明装置108的中间。在照相机106的侧部还设置有用于从下方照射工具102的照明装置308。在照相机106的旁边设置有用于覆盖照相机106的受光面的第1罩304。在照明装置108的旁边设置有用于覆盖照明装置108的发光面的第2罩306。以下，在统称第1罩304和第2罩306时称为“内部罩”。

第1罩304被安装为能够以Z轴作为旋转轴而旋转，并被旋转驱动。与第1罩304连结的第1气缸305例如通过内置的螺线管的动作而伸缩。在第1气缸305伸长的状态下第1罩304封闭照相机106的受光面，在第1气缸305收缩的状态下第1罩304开放照相机106的受光面。

第2罩306被安装为能够以Z轴作为旋转轴而旋转，并被旋转驱动。与第2罩306连结的第2气缸307例如通过内置的螺线管的动作而伸缩。在第2气缸307伸长的状态下第2罩306封闭照明装置108的发光面，在第2气缸307收缩的状态下第2罩306开放照明装置108的发光面。

机床100具有净化机构400。净化机构400包括：送出流体(在本示例中为压缩空气)的泵402；以及将流体(在本示例中为压缩空气)送入相机106、照明装置108以及照明装置308的管404。以下，表示使用压缩空气的空气吹扫的示例。

图5是表示空气的流动的剖视图。

对空气吹扫的结构进行说明。在照相机106内部设有图像传感器412和透镜部件410。流入到照相机106内部的空气通过图像传感器412和透镜部件410的旁边而向照相机106的受光面流动，并从照相机106的受光面附近的间隙向外部排放。通过这样的空气的流动，将相机106内部的杂质(冷却剂的雾等)排出。此时，由于从受光面附近的间隙排放的空气在照相机106的受光面与封闭的第1罩304之间流动，因此将照相机106的受光面和第1罩304的覆盖面的附着物(污垢)除去。当第1罩304打开时，附着物(污垢)不会接近受光面。像这样，通过使流体在照相机106的受光面与第1罩304之间流动来进行净化。

照明装置308也是同样，流入到照明装置308内部的空气被从照明装置308的发光面附近排出。由此，将照明装置308内的杂质(冷却剂的雾等)排出，将照明装置308的发光面的附着物(污垢)除去。进而，照明装置108也是同样，流入到照明装置108内部的空气从照明装置108的发光面附近排出。由此，将照明装置108内的杂质(冷却剂的雾等)排出，将照明装置108的发光面与第2罩306的覆盖面的附着物(污垢)除去。

照相机106、照明装置308及照明装置108等在设备内流体流动的空间、或从设备流出流体的排出口也是净化机构400的一部分。本示例中的压缩空气是为了净化而流动的流体的例子。作为为了进行净化而流动的流体，也可以使用空气之外的气体，也可以使用液体。

图6是机床100和图像处理装置110的硬件构成图。

机床100包括：操作控制装置120、加工控制部122、加工装置124、工具更换部126以及工具收纳部130。作为数值控制装置发挥功能的加工控制部122按照加工程序向加工装置124发送控制信号。加工装置124按照来自加工控制部122的指示使主轴116移动而对工件进行加工。

操作控制装置120包括操作盘206，对加工控制部122进行控制。工具收纳部130收纳工具。工具更换部126与所谓的ATC(Automatic Tool Changer：自动工具更换装置)对应。工具更换部126按照来自加工控制部122的更换指示，从工具收纳部130取出工具，将主轴116上的工具与取出的工具进行更换。

操作控制装置120包括罩控制部320。罩控制部320使挡板300(罩的一种)以及内部罩(第1罩304和第2罩306)开闭。空气吹扫控制部330进行使泵402动作而送入压缩空气的空气吹扫的控制。空气吹扫控制部330是进行送入流体的净化的控制的净化控制部的示例。

图像处理装置110主要进行工具形状识别等图像处理。如上所述，图像处理装置110也可以构成为操作控制装置120的一部分。图像处理装置110也可以是一般的膝上型PC(Personal Computer：个人计算机)或平板计算机。

图像处理装置110具有：经由触摸面板或手柄等硬件设备接受来自用户的输入的输入部；经由图像显示或声音输出而向用户提供各种信息的输出部；存储各种数据的数据存储部；进行各种运算处理的数据处理部；以及进行与操作控制装置120的通信处理的通信部。数据处理部包括工具确认部，该工具确认部基于拍摄图像生成表示工具102的三维形状的数据(工具形状数据)并执行工具检查。在本示例中，采用以下方式：通过较小的照相机106分多次拍摄工具102，并基于多个拍摄图像识别工具102整体的形状。以下，将通过照相机106拍摄工具102的一部分而得到的拍摄图像称为“部分图像”。

图7是表示执行工具检查时的处理过程的流程图。

在加工程序中，在检测到规定的测定指令MX时，开始图7所示的处理。此外，在发生了干扰时，在作业者从操作盘206或图像处理装置110输入了测定指示时也执行工具检查。

在检测到测定指令MX时，加工控制部122使主轴116停止，中断工件的加工(S10)。接着，空气吹扫控制部330使泵402启动而开始空气吹扫(S11)。由于到压缩空气被稳定地送入为止需要一些时间，因此在较早的阶段使泵402启动。但是，如果是打开(开放)挡板前，则也可以在其他定时使泵402启动。可以在后面说明的主轴116的移动(S12)之后使泵402启动，也可以在清扫旋转之后使泵402启动。

接下来，加工控制部122使主轴116移动到工具识别区域210的近前的待机位置(S12)。此时，罩控制部320封闭挡板300。使主轴116在待机位置暂时停止，加工控制部122执行清扫旋转(S14)。通过清扫旋转，从工具102除去附着物。清扫旋转结束后，加工控制部122向操作控制装置120通知清扫结束，开始测定处理(S20)。测定处理的详细与以下图8相关联地在后面说明。

图8是表示测定处理的处理过程的流程图。

清扫旋转结束后，罩控制部320开始挡板300的打开(开放)的动作(S22)。为了防止附着物或在加工室中浮游的雾进入工具识别区域210，优选罩控制部320使挡板300的打开尽可能地晚。更优选的是，在工具102即将与工具识别区域210的挡板300接触前，罩控制部320打开挡板300。通过挡板300打开，主轴116(工具102)能够进入到工具识别区域210。接着，在挡板300开始打开的动作后，罩控制部320打开内部罩(第1罩304和第2罩306)(S24)。也可以在挡板300进行打开动作的途中或完全打开后，使内部罩打开。通过打开内部罩，能够在工具识别区域210中拍摄工具102。内部罩的打开动作相当于罩的移动。

第1罩304和第2罩306可以同时打开(开放)，但优选将上侧的盖先打开。这是因为，在打开上侧的盖时附着物有可能落下。在本示例中，由于第2罩306位于上侧，因此罩控制部320使第2罩306先打开。等待附着物的落下所需的时间后，罩控制部320使第1罩304打开。因此，按照以下顺序进行动作：挡板300的开放、第2罩306的开放、第1罩304的开放、拍摄、第1罩304的封闭、第2罩306的封闭、挡板300的封闭。像这样，能够防止从第2罩306落下的附着物再次附着于照相机106的受光面。此外，在照相机106位于上侧的情况下，出于同样的理由，优选先使第1罩304打开，之后使第2罩306打开。像这样，能够防止从第1罩304落下的附着物再次附着于照明装置108的发光面。

在挡板以及内部罩的打开(开放)完成时，罩控制部320向加工控制部122通知罩打开完成。加工控制部122使主轴116移动而将工具102插入到工具识别区域210(S26)。

加工控制部122设定主轴旋转角(S28)。在设定主轴旋转角后，加工控制部122使主轴116沿YZ方向移动，工具确认部152通过取得多个部分图像来进行工具102的形状识别(S30)。在形状识别处理中，在所设定的主轴旋转角处，将工具102的轮廓确定为点阵数据。在残留有未设定的主轴旋转角时(S32的否)，处理返回S28，设定下一个旋转角(例如：12度)。在针对全部30种主轴旋转角执行了形状识别处理时(S32的是)，工具确认部152根据针对多个主轴旋转角得到的点阵数据生成表示工具102的立体形状的工具形状数据(检查形状)(S34)。

图像处理装置110将检查形状和登记形状进行画面显示，作业者判断是否需要更换工具(S36)。此外，是否需要更换工具也可以不通过作业者的目视判断，而是图像处理装置110通过图像识别而自动地判断。在这种情况下，图像处理装置110具备工具判定部(未图示)。具体而言，工具判定部在登记形状与检查形状的相似度、尤其是轮廓的相似度为规定值以下时，判定为工具102产生缺损、换言之、工具102成为不良工具。例如，也可以是，在从登记形状检测出的刃长A与从检查形状检测出的刃长B的比率(B/A)为规定值以下时，工具判定部判定为工具102产生缺损。

若工具102是不良工具(S36的否)，则图像处理装置110经由加工控制部122向工具更换部126指示工具更换(S38)。若工具102为正常(S36的是)，则不进行工具更换而继续使用工具102。加工控制部122使工具102从工具识别区域120退避(S40)。在退避完成后，加工控制部122向操作控制装置120通知退避完成。操作控制装置120的罩控制部320首先封闭内部罩(S42)。接着，罩控制部320封闭挡板300(S44)。进而，空气吹扫控制部330使泵402停止而使空气吹扫结束。

作为其他方法，也可以通过清扫喷射从工具102除去附着物。在该方法中，在开始挡板的打开(开放)前，空气吹扫控制部330开始空气吹扫。例如，在检测到测定指令MX时，空气吹扫控制部330开始空气吹扫。之后，加工控制部122使主轴116停止，中断工件的加工。接着，加工控制部12使主轴116移动到空气喷嘴302的近前。在使主轴116暂时停止后，空气喷嘴302向工具102喷射空气。通过喷射空气，从工具102吹飞附着物。在清扫喷射后，加工控制部122使主轴116移动到工具识别区域210的近前。加工控制部122向操作控制装置120通知清扫结束，并开始测定处理。测定处理如上所述。

[变形例1]

实施方式示出了在工具收纳部130与加工区域200之间设置进行工具102的拍摄的工具识别区域210的例示，但也可以在包含工具收纳部130的收容室内进行工具102的拍摄。

变形例1的工具收纳部具备拍摄部以及在进行工具更换时可动的可动部(例：库的座)。因此，工具收纳部能够作为单体的机械进行交易。

同样，也能够作为具有拍摄部以及在进行工具更换时可动的可动部的机械进行交易。在这种情况下，机械成为拍摄并检查工具的工具检查装置，可动部成为为了与所拍摄的工具进行更换，而以收纳有下一个工具的状态移动到作业者容易进行作业的更换位置的座。

进而，变形例是挡板30沿水平方向滑动移动而能够切换开放状态和封闭状态的示例。因此，如图9及图10所示，挡板沿左右方向滑动而能够形成开放状态和封闭状态。

另外，变形例的挡板30的移动方向与更换工具的工具更换部的旋转轴平行。因此，是对在水平方向上具有轴的工具主轴更换工具的机床。

图9是表示变形例1的工具收纳部130的内部构成的侧视图。工具库(后面说明)的一部分被局部切除而显示。

工具收纳部130具有圆盘式的库20。沿库20的外周面配设有多个座22，分别构成为能够收纳工具102。各座22同轴状地支承工具102，多个工具被支承为以库20的旋转轴24为中心呈放射状。在变形例中，也可以采用链式等其他的库。

库20以旋转轴24为中心旋转，在其前端位置(图9中的右端位置)水平地支承作为更换对象的工具102。即，库20的座22作为在收纳室10中以待机状态支承作为更换对象的工具102(也称为“对象工具102x”)的“工具保持部”发挥功能。

在分隔收容室10和加工区域200的隔壁26设有开口28，配设有用于对开口28进行开闭的挡板30。另外，设有使挡板30沿对象工具102x的长度方向移动而对开口28进行开闭的开闭机构32。开闭机构32能够使挡板30在开放状态和封闭状态之间移动。在收容室10设有工具更换部126。工具更换部126将在收容室10中以待机状态保持的工具102(也称为“使用前工具102p”)与在加工区域200中被保持于主轴116的工具102(也称为“使用完成工具102u”)进行更换。工具更换在挡板30被开放的状态下进行。

对象工具102x在收容室10中作为更换对象被水平地支承。对象工具102x包括即将进行工具更换前的使用前工具102p和刚进行工具更换后的使用完成工具102u。在本实施方式中，针对同一工具，拍摄使用前工具102p的图像和使用完成工具102u的图像。基于这些使用前工具102p的图像与使用完成工具102u的图像的对比，判定使用完成工具102u的状态(是否为不良工具等)。

图中示出了收纳有工具102的库20的可动范围500。在此，图示的库20的可动范围500包含通过库20的旋转动作而使工具102通过的区域。

如与图10相关联地在后面说明的那样，在挡板30的下部固定有照相机106。另外，设有覆盖照相机106的受光面的第1罩304。关于第1罩304的开闭机构，与图14相关联地在后面说明，在图中示出了第1罩304的可动范围504。

如与图10相关联地在后面说明的那样，在对象工具102x与挡板30之间的空间配设有包括臂38的工具更换部126。图中示出了工具更换部126的可动范围502。关于工具更换部126的动作在后面说明。

第1罩304的可动范围504与工具更换部126的可动范围502不重叠。另外，第1罩304的可动范围504与库20的可动范围500不重叠。关于这些点，与图14相关联地在后面说明。

图10是示意性地表示变形例1的收容室10内的构成的立体图。图14是示意性地表示收容室10与加工区域200的边界部周边的主视图。

如图10所示，对象工具102x在收容室10中被水平地支承。挡板30被开闭机构32沿对象工具102x的长度方向驱动，对开口28进行开闭。开闭机构32包括螺纹进给机构33和驱动该螺纹进给机构的伺服马达35。

在对象工具102x与挡板30之间的空间配设有工具更换部126。工具更换部126具备内置有马达的主体36以及被安装于马达的旋转轴的臂38。如图14所示，臂38具有相对于旋转轴对称的形状，在其两端分别具有把持部40。把持部40包括固定爪42和可动爪44。通过驱动可动爪44能够实现基于把持部40的把持动作。

在工具更换部126设有使臂38沿轴线方向移动的平移机构以及使臂38绕轴线旋转的旋转机构。马达包括驱动平移机构的第1马达和驱动旋转机构的第2马达。由于这样的机构本身是公知的，因此省略其详细说明。

在工具更换部126非动作时，为使臂38的长度方向朝向上下的状态。由此，在挡板30关闭的状态下，工具更换部126收纳于收纳室10。在工具更换部126动作时，使用前工具102p在隔着臂38的轴线的一侧(收容室10侧)待机，使用完成工具102u在另一侧(加工区域200侧)待机。此时，挡板30被开放。

在工具更换部126工作时，通过臂38旋转，一对把持部分别把持使用前工具102p、使用完成工具102u。此时，臂38暂时跨过开口28。通过工具更换部126使臂38向Z轴的负方向移动，使用前工具102p从座22脱离，使用完成工具102u从主轴116脱离。接着，通过工具更换部126使臂38旋转180度，使用前工具102p与使用完成工具102u调换。然后，通过工具更换部126使臂38向Z轴的正方向移动，使用完成工具102u被安装到座22，使用前工具102p被安装到主轴116。像这样，通过驱动平移机构和旋转机构，从而对座22和主轴116进行工具的脱离及安装，实现工具更换。由于这样的工具更换部126的动作本身是公知的，因此省略其详细说明。

在对象工具102x的保持位置的上方配置有照明装置108，在下方配置有照相机106。

照明装置108作为“照明部”发挥功能，从斜上方照射对象工具102x。照相机106作为“拍摄部”发挥功能，从斜下方拍摄对象工具102x。照相机106和照明装置108相对于对象工具102x配置于相反侧。通过照明装置108的透射照明，照相机106能够取得容易掌握工具102的轮廓位置的、对比度高的拍摄图像。

照相机106被固定于挡板30的下部。在照相机106连结有管404。照相机106的受光面能够由第1罩304覆盖。照明装置108能够由第2罩306覆盖。第1罩304和第2罩306的形状与实施方式的情况不同，但是通过气缸进行开闭的机构与实施方式的情况相同。如图14所示，第1罩304被安装为能够以Z轴为旋转轴而旋转，并被旋转驱动。与第1罩304连结的第1气缸305例如通过内置的螺线管的动作而伸缩。第1气缸305与挡板30的一部分连结固定。在第1气缸305伸长的状态下第1罩304封闭照相机106的受光面，在第1气缸305收缩的状态下第1罩304开放照相机106的受光面。即，第1罩304能够在开放照相机106的受光面的开放状态与封闭受光面的封闭状态之间移动。另外，对于照明装置108，也可以进行空气吹扫。空气吹扫的结构也与实施方式的情况相同。

在对象工具102x较长而无法收敛于照相机106的视角的情况下，照相机106也能够与挡板30—起移动并分多次拍摄对象工具102x的拍摄对象部。此外，“拍摄对象部”是指为了判定对象工具102x是否为不良工具而需要检查的部分(也称为“检查对象部”)，被预先设定。在本实施方式中，在对象工具102x中，将从被座22支承的基端到刀尖作为拍摄对象部。在变形例中，也可以仅将对象工具102的一部分作为检查对象部。例如，可以将从刀根部到刀尖作为拍摄对象部，也可以仅将刀尖作为拍摄对象部。

主轴116的旋转轴Lt、工具更换部126的旋转轴Lx、挡板30的移动方向、以及工具更换的待机位置处的对象工具102x的长度方向被设计成相互平行(均与Z轴平行)。

此外，虽省略图示，但工具更换部126的主体36、开闭机构32、照明装置108等各构造体被稳定地固定于工具收纳部130内的壁面或梁等结构体。照相机106也可以不被固定于挡板30，而固定于收容室10内的壁面或梁等结构体。在这种情况下，第1气缸305也不被固定于挡板30，而固定于收容室10内的壁面或梁等结构体。在将照相机106固定于结构体的结构的情况下，与照相机106的空气吹扫相关的机构以及与第1罩304相关的机构与实施方式的情况相同。

图10示出了工具更换时的工具更换部126的旋转动作和平移动作的可动范围502。工具更换部126的可动范围502中的主体36侧的圆盘状的空间，表示把持使用前工具102p和使用完成工具102u时的臂38的通过区域。另外，工具更换部126的可动范围502中的前端侧的圆盘状的空间，表示进行使用前工具102p与使用完成工具102u的替换时的臂38的通过区域。工具更换部126的旋转轴移动的范围也包含在工具更换部126的可动范围502内。

图10和图14示出了收纳有工具102的库20的可动范围500、工具更换部126的可动范围502以及第1罩304的可动范围504。如图14所示，在从Z轴方向(主轴116的旋转轴Lt、工具更换部126的旋转轴Lx、挡板30的移动方向、以及工具更换的待机位置处的对象工具102x的长度方向)观察的情况下，第1罩304的可动范围504处于比工具更换部126的可动范围502靠下方(－X方向)，两个范围不重叠。因此，在第1罩304的开放状态下，第1罩304处于库20的可动范围500之外。另外，如图14所示，在从Z轴方向(主轴116的旋转轴Lt、工具更换部126的旋转轴Lx、挡板30的移动方向、以及工具更换的待机位置处的对象工具102x的长度方向)观察的情况下，第1罩304的可动范围504处于比库20的可动范围500靠加工室侧(+Y方向)，两个范围不重叠。因此，在第1罩304的开放状态下，第1罩304处于收纳有工具102的库20的可动范围500之外。在本示例中，对收纳有工具102的库20的工具进行收纳的座以及工具更换部126相当于在进行工具更换时可动的可动部。因此，在第1罩304的开放状态下，第1罩304处于这些可动部的可动范围外。

图9和图10示出了挡板30被封闭的状态。即，开闭机构32在挡板30的可动范围内使挡板30最靠近Z轴的正方向。在该状态下，如图14所示，照相机106能够从斜下方拍摄更换前的使用前工具102p，并且能够拍摄更换后的使用完成工具102u。在这种情况下，在使第1罩304和第2罩306开放后，照相机106拍摄工具102。优选先开放第2罩306，然后开放第1罩304，以使得在打开上侧的第2罩306时附着物掉落，且该附着物不会再次附着于第1罩304。

对在变形例1中为了工具检查而进行拍摄时的动作进行说明。在此，仅将刀尖作为拍摄对象部。首先，禁止工具更换，空气吹扫控制部330使泵402启动而开始空气吹扫。然后，开闭机构32开始使挡板30向开放方向移动的动作。

在照相机106到达拍摄刀尖的位置时，开闭机构32使挡板30停止。罩控制部320使第1罩304打开(开放)。然后，通过照相机106拍摄使用前工具102p的刀尖。在拍摄后，罩控制部320使第1罩304暂时封闭。然后，开闭机构32使挡板30完全开放，解除工具更换的禁止，进行工具更换。

在工具更换后的工具收纳之前，在工具收纳部130中，使用完成工具102u在待机状态下被保持为水平。然后，开闭机构32开始使为完全开放状态的挡板30向封闭方向移动的动作。

在照相机106到达拍摄刀尖的位置时，开闭机构32使挡板30停止，罩控制部320使第1罩304打开(开放)。然后，通过相机106拍摄使用完成工具102u的刀尖。在拍摄后，罩控制部320使第1罩304封闭。然后，开闭机构32使挡板30进一步向封闭方向移动。在挡板30被封闭时，空气吹扫控制部330使泵402停止而结束空气吹扫。然后，若使用完成工具102u正常，则被收纳于库20。

在将照相机106固定于结构体的结构的情况下，在挡板30封闭的状态下，开始空气吹扫，使第1罩304打开(开放)并通过照相机106拍摄使用前工具102p。然后，罩控制部320使第1罩304暂时封闭。之后，开闭机构32使挡板30完全开放，进行工具更换。

在工具更换完成时，开闭机构32封闭挡板30，使第1罩304打开(开放)。然后，通过照相机106拍摄使用完成工具102u。在拍摄后，罩控制部320使第1罩304封闭，空气吹扫控制部330使泵402停止而结束空气吹扫。然后，若使用完成工具102u正常，则被收纳于库20。

[安装例]

图11是机床100的安装例的工具识别区域210的立体图。

如在实施方式中说明的那样，通过照相机106从下方拍摄工具102。照明装置108从所拍摄的工具102的上方照射光。照相机106是对工具进行拍摄的拍摄部。关于第1罩304，与图12和图13相关联地在后面说明。

图12和图13是机床100的安装例的工具识别区域210的侧视图。均表示从工件主轴105的轴线方向观察工具识别区域210的状态。

工件主轴105被能够旋转地支承于主轴台170，在该主轴台170固定有照相机106。支承照明装置108的臂172被设于主轴台170的上方。在工具检查时，工具102中的拍摄对象部(为了检查而拍摄的部分)被配置于检查区域212。在沿铅垂线L1观察的情况下(或从铅垂线L1的上方观察的情况下)，光轴L2以倾斜角θ倾斜成照明装置108和第2罩306具有与照相机106不重叠的位置关系的程度(参照图中的与铅垂线L1平行的双点划线)。通过使光轴L2倾斜，而使工具102移动到远离固定照明装置108的臂172的位置，因此也能够拍摄工具直径大的工具102。

第1罩304是滑动式的挡板。向Z轴的正方向移动而封闭照相机106的受光面，向Z轴的负方向移动而开放照相机106的受光面。第1罩304保护照相机106的透镜面426免受工具102自动更换时的冷却剂的滴下、切屑的落下。因此，冷却剂不会侵入照相机106，不会发生切屑的夹入。像这样，滑动式的第1罩304能够在开放照相机106的受光面的开放状态与封闭受光面的封闭状态之间移动。

在本实测例中，使用多个吹气装置420。吹气装置420通过吹气而除去第1罩304上堆积的切屑。通过吹气装置420的吹气，照相机106的开口部附近的切屑也被除去。

吹气装置422通过从扁平型喷嘴424喷出的空气将拍摄时从工件102滴下的冷却剂吹飞。

也存在冷却剂附着于扁平形喷嘴424，积存的冷却剂落下的情况。吹气装置425将附着于扁平形喷嘴424的冷却剂吹飞。槽427接住从扁平形喷嘴424滴落到透镜面426的冷却剂。由此，不向透镜面426施加冷却剂。

通过向第1罩304与透镜面426的间隙送入压缩空气的空气吹扫，防止冷却剂的雾导致的透镜面426的污染。如箭头所示，空气从照相机106的侧面绕回到前面，在Z轴方向上逸出。

图15是表示工具更换部126的可动范围502和第1罩304的可动范围504的侧视图。

该图所示的工具更换部126的可动范围502表示通过臂172的旋转而臂172通过的区域。由于第1罩304沿Z轴滑动(参照图11)，因此该图中的第1罩304的可动范围504与第1罩304的截面的区域一致。如图15所示，在从Z轴方向(第1罩304的滑动方向、工具更换部126的旋转轴方向)观察的情况下，第1罩304的可动范围504处于比工具更换部126的可动范围502靠下方(－X方向)，两个范围不重叠。因此，在第1罩304的开放状态(在拍摄部中能够进行拍摄的状态)下，第1罩304处于工具更换部126的可动范围502之外。

[其他变形例]

也可以在包含照相机106的框体(壳体)侧设置第1罩304。照相机106被收容于框体，第1罩304被安装于框体。第1罩304通过旋转驱动而覆盖照相机106的受光面的结构与实施方式相同。

可以省略清扫旋转和清扫喷射。或者也可以进行清扫旋转和清扫喷射双方。

在本实施方式中，说明了在工具检查之前通过使主轴116旋转来除去工具102的附着物。作为变形例，也可以在工具检查之前通过使主轴116振动来除去工具102的附着物。

图7和图8所示的处理也可以与通过工具102控制工件的加工的加工程序不同，通过工具检查程序而执行。或者，加工程序也可以包含指示工件的切削的切削程序(切削控制算法)和工具检查程序(工具检查算法)双方。

此外，本发明并不限定于上述实施方式及变形例，在不脱离主旨的范围内能够使构成要素变形而具体化。也可以通过将上述实施方式及变形例所公开的多个构成要素适当组合而形成各种发明。另外，也可以从上述实施方式及变形例所示的全部构成要素删除几个构成要素。

在实施方式和变形例中，由于在打开挡板300的时刻进行空气吹扫的动作，因此能够防止从加工区域侵入的冷却剂或切屑等杂质附着于照相机106的受光面。另外，由于在开始移动挡板300后打开第1罩304，因此能够缩短照相机106的受光面露出而有可能附着杂质的时间。

再次说明基于上述的挡板300的开放、第2罩306的开放、第1罩304的开放、拍摄、第1罩304的封闭、第2罩306的封闭、挡板300的封闭的顺序的动作。

如图7的S11所示，进行空气吹扫。之后，如图8的S22所说明的那样，在清扫旋转结束后，罩控制部320开始挡板300(库挡板)的打开(开放)的动作。如图8的S24所说明的那样，在挡板300开始开放的动作后，罩控制部320开放内部罩(第1罩304和第2罩306)。此时，罩控制部320先开放第2罩306(照明挡板)，之后开放第1罩304(照相机挡板)。接着，经过工具的插入和旋转角的设定，如图8的S30所说明的那样，工具确认部152通过取得多个部分图像来进行工具102的形状识别。在该处理中，照相机106从下方(X轴方向)拍摄被安装于主轴116的工具102。在拍摄之后，如图8的S42所说明的那样，罩控制部320封闭内部罩(第1罩304和第2罩306)。此时，罩控制部320先封闭第1罩304(照相机挡板)，之后封闭第2罩306(照明挡板)。最后，如图8的S44所说明的那样，罩控制部320封闭挡板300(库挡板)。

在实施方式和变形例中，作为机械的示例而示出机床100，但也可以在机床100之外的机械、例如收容工具的工具收容装置或拍摄工具的工具检查装置等中应用实施方式和变形例所示的技术。

Claims (5)

1.一种机床，具有：

在规定的拍摄区域内对工具进行拍摄的拍摄部，

能够在所述拍摄区域内保持所述工具的工具保持部，

被设于执行基于所述工具的机械加工的加工区域与所述拍摄区域之间，能够在开放状态和封闭状态之间移动的挡板，

覆盖所述拍摄部的受光面的罩，以及

使流体在所述拍摄部的所述受光面与所述罩之间流动并进行净化的净化机构；

(i)在进行基于所述净化机构的净化后，(ii)使所述挡板移动，(iii)在所述挡板移动开始后使所述罩移动。

2.如权利要求1所述的机床，还具有：

被设置于比所述拍摄部靠上方处，向被拍摄的所述工具照射光的照明部，以及

覆盖所述照明部的发光面的罩；

在所述挡板移动开始后且覆盖所述拍摄部的所述受光面的所述罩的移动前，使覆盖所述照明部的所述发光面的所述罩移动。

3.如权利要求1所述的机床，还具有：

被设置于比所述拍摄部靠下方处，向被拍摄的所述工具照射光的照明部，以及

覆盖所述照明部的发光面的罩；

在覆盖所述拍摄部的所述受光面的所述罩的移动后，使覆盖所述照明部的所述发光面的所述罩移动。

4.一种机床，还具有：

在规定的拍摄区域内对工具进行拍摄的拍摄部，

能够在所述拍摄区域内保持所述工具的工具保持部，

被设于执行基于所述工具的机械加工的加工区域与所述拍摄区域之间，能够在开放状态和封闭状态之间移动的挡板，

覆盖所述拍摄部的受光面的第1罩，

被设置于比所述拍摄部靠上方处，向被拍摄的所述工具照射光的照明部，以及

覆盖所述照明部的发光面的第2罩；

按照以下顺序进行动作：(i)使所述挡板开放，(ii)使所述第2罩开放，(iii)使所述第1罩开放，(iv)使所述拍摄部进行拍摄，(v)使所述第1罩封闭，(vi)使所述第2罩封闭，(vii)使所述挡板封闭。

5.一种机械，具有：

在进行工具更换时可动的可动部，

对所述工具进行拍摄的拍摄部，

能够在开放所述拍摄部的受光面的开放状态和封闭所述受光面的封闭状态之间移动的挡板；

所述罩在所述罩的所述开放状态下处于所述可动部的可动范围外。