DE102018006684A1

DE102018006684A1 - Werkzeugmaschine und Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung

Info

Publication number: DE102018006684A1
Application number: DE102018006684.4A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Ootou; Masahiro Murota
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2038-08-24
Also published as: CN109420930B; JP6564431B2; US20190061088A1; JP2019040499A; DE102018006684B4; CN109420930A; US10543575B2

Abstract

Eine Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitung an einem Werkstück (W) unter Verwendung eines Werkzeugs (12) ausführt, ist ausgestattet mit einem Servomotor (20), der konfiguriert ist, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs (12) zu bewirken, einer Bildgebungsvorrichtung (24), die konfiguriert ist, um ein Bild des Werkzeugs (12) mit einer vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung auszuführen, eine Anzeigeeinheit (36), die konfiguriert ist, um das Bild, das durch die Bildgebungsvorrichtung (24) aufgenommen wird, anzuzeigen, eine Einheit (58) zum Berechnen einer Sollposition, die konfiguriert ist, um für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, eine Bewegungssollposition des Werkzeugs (12) auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, zu berechnen, um eine relative Positionsbeziehung zwischen einem vorgegebenen Punkt des Werkzeugs (12) in dem Bild und einer Bildgebungsmittelposition in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung zu bewahren, und eine Motorsteuereinheit (34), die konfiguriert ist, um den Servomotor (20) auf der Grundlage der Bewegungssollposition zu steuern.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung zum Steuern der Position eines Werkzeugs oder eines Werkstücks gemäß einer Bildgebungsvergrößerung eines aufgenommenen Bildes.
Beschreibung der verwandten Technik
Herkömmlicherweise wurde auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen eine Bildgebungsvorrichtung in einer Werkzeugmaschine bereitgestellt, und die Werkzeugmaschine führte einen vorbestimmten Prozess aus, indem sie die Bilder eines Werkzeugs oder eines Werkstücks, die durch die Bildgebungsvorrichtung aufgenommen wurden, analysierte und die aufgenommenen Bilder anzeigte.
Beispielsweise wird in der japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2013-176822 eine Werkzeugmaschine offenbart, in der eine Mehrzahl von Kameras in einem Bearbeitungsraum installiert ist und die Richtungen, Brennweiten, Zoom-Vergrößerungen und dergleichen der Kameras synchron zu den Bewegungen einer Schneidkante eines Werkzeugs gesteuert werden, wodurch ein automatisches Nachlaufen des Werkzeugs erfolgt, und die Bilder, die durch die Kameras erfasst werden, an einer Anzeige einer Bedienungstafel angezeigt werden.
Kurzdarstellung der Erfindung
Ein Bediener führt eine Betätigung aus, die darin besteht, eine Bildgebungsvergrößerung geeignet zu ändern, beispielsweise beim Überprüfen des Zustands eines Spitzenendes eines Werkzeugs oder einer bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks, nachdem ein Bearbeitungsprozess ausgeführt wurde. Wenn der Bediener jedoch eine Überprüfung des Werkzeugs in dem Bild ausführt, wenn für den Fall, dass das Werkzeug von einer Bildgebungsmittelposition entfernt ist, die Bildgebungsvergrößerung verstärkt wird, dann ist das Problem aufgetreten, dass das Werkzeug ausgeschlossen wurde, d.h. außerhalb des Rahmens des Bildes fällt. Ein derartiges Problem kann jedoch mit der Technik, die in der japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2013-176822 offenbart wird, nicht gelöst werden. Daher ist es für den Fall eines derartigen Ausschlusses notwendig, dass der Bediener, während er das Bild überprüft, eine axiale Vorschubbetätigung derart manuell ausführt, dass das Werkzeug in das vergrößerte Bild eintritt, was zu einer Verschlechterung der Betätigungseffizienz führt.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung bereitzustellen, bei denen ein Werkzeug nicht ausgeschlossen wird (d.h. dass das Werkzeug nicht außerhalb des Rahmens des Bildes fällt), selbst für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung geändert wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist durch eine Werkzeugmaschine gekennzeichnet, die konfiguriert ist, um eine Bearbeitung an einem Werkstück unter Verwendung eines Werkzeugs vorzunehmen, die einen Motor, der konfiguriert ist, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks zu bewirken, eine Bildgebungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um ein Bild des Werkzeugs oder des Werkstücks mit einer vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung aufzunehmen, eine Anzeigeeinheit, die konfiguriert ist, um das Bild anzuzeigen, das durch die Bildgebungsvorrichtung aufgenommen wird, eine Einheit zum Berechnen einer Sollposition, die konfiguriert ist, um für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, eine Bewegungssollposition des Werkzeugs oder des Werkstücks auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, zu berechnen, um eine relative Positionsbeziehung zwischen einem vorgegebenen Punkt des Werkzeugs oder des Werkstücks in dem Bild und einer Bildgebungsmittelposition in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung zu bewahren, und eine Motorsteuereinheit, die konfiguriert ist, um den Motor derart zu steuern, dass das Werkzeug oder das Werkstück auf der Grundlage der Bewegungssollposition axial bewegt wird, umfasst.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist durch ein Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung zum Steuern einer axialen Bewegung einer Werkzeugmaschine gekennzeichnet, die konfiguriert ist, um eine Bearbeitung an einem Werkstück unter Verwendung eines Werkzeugs auszuführen, wobei die Werkzeugmaschine einen Motor, der konfiguriert ist, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks zu bewirken, umfasst, und das Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung einen Bildgebungsschritt, der darin besteht, ein Bild des Werkzeugs oder des Werkstücks mit einer vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung aufzunehmen, einen Anzeigeschritt, der darin besteht, die aufgenommenen Bilder an einer Anzeigeeinheit anzuzeigen, einen Schritt zum Berechnen einer Sollposition, der darin besteht, für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, eine Bewegungssollposition des Werkzeugs oder des Werkstücks auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, zu berechnen, um eine relative Positionsbeziehung zwischen einem vorgegebenen Punkt des Werkzeugs oder des Werkstücks in dem Bild und eine Bildgebungsmittelposition in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung zu bewahren, und einen Motorsteuerschritt, der darin besteht, den Motor derart zu steuern, dass das Werkzeug oder das Werkstück auf der Grundlage der Bewegungssollposition axial bewegt wird, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, ist es möglich zu verhindern, dass das Werkzeug oder das Werkstück ausgeschlossen wird, d.h. außerhalb des Bildbereichs fällt.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung besser hervorgehen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gesehen wird, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als erläuterndes Beispiel gezeigt sind.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Diagramm, das die Konfiguration eines in 1 gezeigten Steuergeräts zeigt;
3 ein Ablaufschema, das Bildaufnahmebetätigungen der in 1 und 2 gezeigten Werkzeugmaschine abbildet;
4 ein Ablaufschema, das Betätigungen abbildet, wenn ein Werkzeugüberprüfungsmodus der in 1 und 2 gezeigten Werkzeugmaschine eingestellt ist;
5A eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit schwacher Vergrößerung gemäß einer herkömmlichen Technik aufgenommen wird;
5B eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit mittlerer Vergrößerung gemäß einer herkömmlichen Technik aufgenommen wird;
5C eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit starker Vergrößerung gemäß einer herkömmlichen Technik aufgenommen wird;
6A eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit schwacher Vergrößerung durch die in 2 gezeigte Werkzeugmaschine aufgenommen wird;
6B ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit mittlerer Vergrößerung durch die in 2 gezeigte Werkzeugmaschine aufgenommen wird;
6C eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit starker Vergrößerung durch die in 2 gezeigte Werkzeugmaschine aufgenommen wird;
7 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform;
8 ein Ablaufschema, das Betätigungen der in 7 gezeigten Werkzeugmaschine zeigt, wenn ein Werkzeugüberprüfungsmodus eingestellt ist;
9A eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs mit einer Bildgebungsvergrößerung mit schwacher Vergrößerung aufgenommen wird;
9B eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums, seit ein vorgegebener Punkt in dem in 9A gezeigten Bild eingestellt wurde, aufgenommen wird;
9C eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs, sofort nachdem von einer Bildgebungsvergrößerung mit schwacher Vergrößerung auf eine Bildgebungsvergrößerung mit starker Vergrößerung gewechselt wurde, aufgenommen wird; und
9D eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild eines Werkzeugs nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums, seit die Bildgebungsvergrößerung geändert wurde, aufgenommen wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen einer Werkzeugmaschine und eines Verfahrens zum Steuern einer axialen Bewegung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich präsentiert und beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine 10. Die Werkzeugmaschine 10 ist eine Werkzeugmaschine, die geeignet ist, um ein Werkstück W (zu bearbeitendes Objekt) unter Verwendung eines Werkzeugs 12 zu bearbeiten. Die Werkzeugmaschine 10 ist mit dem Werkzeug 12, einem Tisch 14, einem Steuergerät 16, Servoverstärkern 18 (18Y, 18Z, 18X), Servomotoren (Motoren) 20 (20Y, 20Z, 20X), Mechanismen 22 (22Y, 22Z, 22X) zum Übertragen einer Energieumwandlung und einer Bildgebungsvorrichtung 24 ausgestattet.
Das Steuergerät 16 dreht die Servomotoren 20 (20Y, 20Z, 20X), indem es die Servoverstärker 18 (18Y, 18Z, 18X) steuert. Mit anderen Worten steuert das Steuergerät 16 die Rotation der Servomotoren 20 (20Y, 20Z, 20X) über die Servoverstärker 18 (18Y, 18Z, 18X). Der Servomotor 20Y ist ein Motor zum axialen Bewegen des Werkzeugs 12 in einer Y-Achsenrichtung, und der Servomotor 20Z ist ein Motor zum axialen Bewegen des Werkzeugs 12 in einer Z-Achsenrichtung. Ferner ist der Servomotor 20X ein Motor zum axialen Bewegen des Tischs 14 in einer X-Achsenrichtung. Entsprechend steuert das Steuergerät 16 die Rotation der Servomotoren 20Y, 20Z, 20X über die Servoverstärker 18Y, 18Z, 18X, um dadurch das Werkzeug 12 in der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung axial zu bewegen und um den Tisch 14, der das Werkstück W trägt, in der X-Achsenrichtung axial zu bewegen. Des Weiteren wird vorausgesetzt, dass die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse zueinander orthogonal sind.
Eine Rotationskraft des Servomotors (des ersten Servomotors, des Y-Achsen-Servomotors) 20Y wird über den Mechanismus 22Y zum Übertragen einer Energieumwandlung auf das Werkzeug 12 übertragen. Der Mechanismus 22Y zum Übertragen einer Energieumwandlung wandelt die Rotationskraft des Servomotors 20Y in eine lineare Bewegung in der Y-Achsenrichtung um. Entsprechend wird durch die Rotation des Servomotors 20Y das Werkzeug 12 in der Y-Achsenrichtung (der ersten Richtung) axial bewegt. Der Mechanismus 22Y zum Übertragen einer Energieumwandlung umfasst eine Kugelumlaufspindel 23Ya, die sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und eine Mutter 23Yb, die mit der Kugelumlaufspindel 23Ya verschraubt ist. Die Kugelumlaufspindel 23Ya ist mit einer Drehwelle (nicht gezeigt) des Servomotors 20Y verbunden und dreht sich zusammen mit der Drehwelle des Servomotors 20Y. Die Mutter 23Yb ist mit dem Werkzeug 12 verbunden. Folglich wird die Kugelumlaufspindel 23Ya durch den Servomotor 20Y gedreht, wodurch die Mutter 23Yb (und das Werkzeug 12) in der Y-Achsenrichtung axial bewegt wird.
Eine Rotationskraft des Servomotors (des zweiten Servomotors, des Z-Achsen-Servomotors) 20Z wird über den Mechanismus 22Z zum Übertragen einer Energieumwandlung auf das das Werkzeug 12 übertragen. Der Mechanismus 22Z zum Übertragen einer Energieumwandlung wandelt die Rotationskraft des Servomotors 20Z in eine lineare Bewegung in der Z-Achsenrichtung um. Entsprechend wird durch die Rotation des Servomotors 20Z das Werkzeug 12 in der Z-Achsenrichtung (der zweiten Richtung) axial bewegt. Der Mechanismus 22Z zum Übertragen einer Energieumwandlung umfasst eine Kugelumlaufspindel 23Za, die sich in der Z-Achsenrichtung erstreckt, und eine Mutter 23Zb, die mit der Kugelumlaufspindel 23Za verschraubt ist. Die Kugelumlaufspindel 23Za ist mit einer Drehwelle (nicht gezeigt) des Servomotors 20Z verbunden und dreht sich zusammen mit der Drehwelle des Servomotors 20Z. Die Mutter 23Zb ist mit dem Werkzeug 12 verbunden. Folglich wird die Kugelumlaufspindel 23Za durch den Servomotor 20Z gedreht, wodurch die Mutter 23Zb (und das Werkzeug 12) in der Z-Achsenrichtung axial bewegt wird.
Eine Rotationskraft des Servomotors (des dritten Servomotors, des X-Achsen-Servomotors) 20X wird über den Mechanismus 22X zum Übertragen einer Energieumwandlung auf den Tisch 14 übertragen. Der Mechanismus 22X zum Übertragen einer Energieumwandlung wandelt die Rotationskraft des Servomotors 20X in eine lineare Bewegung in der X-Achsenrichtung um. Entsprechend wird durch die Rotation des Servomotors 20X der Tisch 14 in der X-Achsenrichtung (der dritten Richtung) axial bewegt. Der Mechanismus 22X zum Übertragen einer Energieumwandlung umfasst eine Kugelumlaufspindel 23Xa, die sich in der X-Achsenrichtung erstreckt, und eine Mutter 23Xb, die mit der Kugelumlaufspindel 23Xa verschraubt ist. Die Kugelumlaufspindel 23Xa ist mit einer Drehwelle (nicht gezeigt) des Servomotors 20X verbunden und dreht sich zusammen mit der Drehwelle des Servomotors 20X. Die Mutter 23Xb ist mit dem Tisch 14 verbunden. Folglich wird die Kugelumlaufspindel 23Xa durch den Servomotor 20X gedreht, wodurch die Mutter 23Xb (und der Tisch 14) in der X-Achsenrichtung axial bewegt wird.
Die Bildgebungsvorrichtung 24 nimmt Bilder von mindestens dem Werkzeug 12 aus einer Richtung auf, welche die Ebene (YZ-Ebene) kreuzt, die durch die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung definiert ist. Die Bildgebungsvorrichtung 24 umfasst eine Zoom-Funktion und ist in der Lage, Bilder mit einer beliebigen Bildgebungsvergrößerung M aufzunehmen. Die Zoom-Funktion der Bildgebungsvorrichtung 24 kann ein optisches Zoomen oder eine elektronisches Zoom sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird beispielsweise die minimale Bildgebungsvergrößerung M der Bildgebungsvorrichtung 24 auf 100fach eingestellt, und die maximale Bildgebungsvergrößerung M wird auf 1000fach eingestellt. Entsprechend kann die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder des Werkzeugs 12 und des Werkstücks W mit einer Bildgebungsvergrößerung M aufnehmen, die von 100fach bis 1000fach reicht. Des Weiteren nimmt die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder mit einer vorbestimmten Bildfrequenz auf, oder nimmt mit anderen Worten ein Bewegtbild auf. Die Bildgebungsvorrichtung 24 ist durch ein nicht abgebildetes Stützelement feststehend angebracht.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 2 eine kurze Beschreibung bezüglich der Konfiguration des Steuergeräts 16 gegeben. Das Steuergerät 16 umfasst eine Eingabeeinheit 30, eine übergeordnete Steuereinheit 32, eine Motorsteuereinheit 34, eine Anzeigeeinheit 36 und ein Speichermedium 38.
Die Eingabeeinheit 30 ist eine Betätigungseinheit, mit der ein Bediener einen Befehl oder dergleichen eingibt. Die Eingabeeinheit 30 besteht aus einem Ziffernblock, der verwendet wird, um Zahlendaten einzugeben, einer Tastatur, einem Berührungsfeld, einem Lautstärkeregler und dergleichen. Dadurch dass der Bediener die Eingabeeinheit 30 betätigt, können eine Festlegung eines beliebigen Punktes (eines vorgegebenen Punktes Si) des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W in dem Bild und eine Festlegung der Bildgebungsvergrößerung M erfolgen. Der beliebige Punkt kann eine Stelle (z.B. eine Schneidkante) sein, an welcher der Bediener den Zustand an dem Werkzeug 12 am meisten überprüfen und beobachten möchte.
Die übergeordnete Steuereinheit 32 umfasst einen Prozessor, wie etwa eine CPU, und durch das Ausführen eines Grundprogramms (nicht gezeigt), das in dem Speichermedium 40 gespeichert ist, dient der Prozessor als die übergeordnete Steuereinheit 32 der vorliegenden Ausführungsform. Die übergeordnete Steuereinheit 32 steuert die Motorsteuereinheit 34. Andere Einzelheiten bezüglich der Konfiguration der übergeordneten Steuereinheit 32 werden noch beschrieben.
Gemäß einer Steuerung der übergeordneten Steuereinheit 32 steuert die Motorsteuereinheit 34 die Servomotoren 20 (20X, 20Y, 20Z) über die Servoverstärker 18 (18X, 18Y, 18Z). Andere Einzelheiten bezüglich der Motorsteuereinheit 34 werden noch beschrieben.
Die Anzeigeeinheit 36 besteht aus einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen und zeigt die notwendigen Informationen für den Bediener an. Des Weiteren wird ein Berührungsfeld der Eingabeeinheit 30 an einem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 36 bereitgestellt. Das Speichermedium 38 speichert Daten (ein Grundprogramm oder dergleichen), die notwendig sind, um Steuerungen durch die übergeordnete Steuereinheit 32 auszuführen, und ein Bearbeitungsprogramm 38a und dergleichen.
Als Nächstes erfolgt eine ausführliche Beschreibung bezüglich der Konfiguration der übergeordneten Steuereinheit 32. Die übergeordnete Steuereinheit 32 umfasst eine Bilderfassungseinheit 50, eine Anzeigesteuereinheit 52, eine Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung, eine Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, eine Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition und eine Einheit 60 zum Analysieren eines Bearbeitungsprogramms.
Die Bilderfassungseinheit 50 erfasst aus der Bildgebungsvorrichtung 24 die Bilder des Werkzeugs 12 und des Werkstücks W (des Tischs 14), die durch die Bildgebungsvorrichtung 24 aufgenommen wurden. Das Steuergerät 16 kann mit der Bildgebungsvorrichtung 24 drahtlos oder drahtgebunden kommunizieren. Die Bilderfassungseinheit 50 gibt die erfassten Bilder an die Anzeigesteuereinheit 52 und die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition aus. Da die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder mit einer vorbestimmten Bildfrequenz aufnimmt, erfasst auch die Bilderfassungseinheit 50 die Bilder mit einer vorbestimmten Bildfrequenz.
Die Anzeigesteuereinheit 52 bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 36 die Bilder (aufgenommenen Bilder) anzeigt, die durch die Bilderfassungseinheit 50 erfasst wurden. Folglich werden mindestens Bilder des Werkzeugs 12, die durch die Bildgebungsvorrichtung 24 aufgenommen werden, an der Anzeigeeinheit 36 angezeigt. Des Weiteren kann die Anzeigesteuereinheit 52 eine Bildverarbeitungseinheit umfassen, die eine Bildverarbeitung an den Bildern, die durch die Bilderfassungseinheit 50 erfasst werden, durchführt, und kann die Bilder, die einer Bildverarbeitung unterzogen wurden, an der Anzeigeeinheit 36 anzeigen.
Die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung umfasst einen Speicher 54a zum Speichern der Bildgebungsvergrößerungen M der Bildgebungsvorrichtung 24. Genauer gesagt speichert der Speicher 54a mindestens eine Bildgebungsvergrößerung M zu einem Zeitpunkt, zu dem ein vorgegebener Punkt Si, der noch beschrieben wird, eingestellt ist, und eine aktuelle Bildgebungsvergrößerung M. Entsprechend wird, wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, die (aktuelle) Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, neu in dem Speicher 54a gespeichert. Die Bildgebungsvergrößerung M kann auf der Seite des Steuergeräts 16 geändert werden, oder die Bildgebungsvergrößerung M kann auf der Seite der Bildgebungsvorrichtung 24 geändert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, soweit nicht anderweitig vorgegeben, wird die Bildgebungsvergrößerung M auf der Seite des Steuergeräts 16 geändert. Entsprechend speichert, wenn die Bildgebungsvergrößerung M durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, eingegeben wird, die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung die Bildgebungsvergrößerung M, die in den Speicher 54a eingegeben wurde, und sendet die gespeicherte Bildgebungsvergrößerung M an die Bildgebungsvorrichtung 24. Beim Empfang der Bildgebungsvergrößerung M stellt die Bildgebungsvorrichtung 24 die Bildgebungsvergrößerung M auf die empfangene Vergrößerung M ein. Die Bildgebungsvorrichtung 24 ändert den Blickwinkel (Feldwinkel) auf der Grundlage der eingestellten Bildgebungsvergrößerung M. Des Weiteren erfasst für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung M auf der Seite der Bildgebungsvorrichtung 24 geändert (festgelegt) wurde, die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung die Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, aus der Bildgebungsvorrichtung 24 und speichert die erfasste Bildgebungsvergrößerung M in dem Speicher 54a.
Die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes stellt als den vorgegebenen Punkt Si einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 in dem Bild ein, der durch den Bediener festgelegt wird, und gibt an die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition die Position (Koordinateninformation) des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, der eingestellt wurde, aus. Bei der ersten Ausführungsform wird vorausgesetzt, dass die Schneidkante als der vorgegebene Punkt Si eingestellt wird.
Die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition berechnet eine Bewegungssollposition Pc des Werkzeugs 12 auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung M vor ihrer Änderung und der Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, um eine relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Si an dem Werkzeug 12 und einer Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung M zu bewahren. Zudem gibt die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition die berechnete Bewegungssollposition Pc an die Motorsteuereinheit 34 aus.
Genauer gesagt umfasst die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition eine Einheit 58a zum Berechnen einer relativen Position und einen Speicher 58b. Die Einheit 58a zum Berechnen einer relativen Position berechnet eine relative Positionsbeziehung zwischen einem vorgegebenen Punkt Sr und einer Bildgebungsmittelposition Cr in einem Maschinenkoordinatensystem auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung M zu dem Zeitpunkt, zu dem der vorgegebene Punkt Si eingestellt ist (nachstehend als Referenzvergrößerung Mm bezeichnet), und der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild zu dem Zeitpunkt, zu dem der vorgegebene Punkt Si eingestellt wird. Als relative Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem berechnet die Einheit 58a zum Berechnen einer relativen Position eine Richtung D des vorgegebenen Punktes Sr aus der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem und berechnet zusammen damit einen tatsächlichen Abstand Lr zwischen der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem und dem vorgegebenen Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem. Mit anderen Worten sind die Richtung D und der Abstand Lr Informationen, welche die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem angeben. Die relative Positionsbeziehung wird in dem Speicher 58b gespeichert.
Als ein Verfahren zum Berechnen der Richtung D, beispielsweise einer Richtung des vorgegebenen Punktes Si aus der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild gesehen, kann als die Richtung D berechnet werden. Ferner kann die Position des vorgegebenen Punktes Sr in dem Maschinenkoordinatensystem aus der Referenzvergrößerung Mm und der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild erzielt werden, und die Richtung D kann aus der berechneten Position des vorgegebenen Punktes Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem berechnet werden.
Ferner kann als ein Verfahren zum Berechnen des Abstands Lr beispielsweise ein Abstand Li zwischen der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild berechnet werden, und der Abstand Lr kann aus dem berechneten Abstand Li und der Referenzvergrößerung Mm berechnet werden. Alternativ kann die Position des vorgegebenen Punktes Sr in dem Maschinenkoordinatensystem aus der Referenzvergrößerung Mm und der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild erzielt werden, und der Abstand Lr kann aus dem berechneten vorgegebenen Punkt Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem berechnet werden. Des Weiteren wird vorausgesetzt, dass die Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild und die Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem bereits bekannt sind und in dem Speicher 58b im Voraus gespeichert sind.
Zudem berechnet die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc auf der Grundlage des berechneten Abstands Lr und der Richtung D und eines Verhältnisses α der Bildgebungsvergrößerung M vor und nach der Änderung. Gemäß der ersten Ausführungsform wird das Verhältnis der Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, zur Referenzvergrößerung Mm als das Verhältnis α eingestellt. Falls beispielsweise die Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, mit M' bezeichnet wird, ist das Verhältnis α durch α = M'/Mm definiert.
Um eine ausführlichere Beschreibung der Bewegungssollposition Pc bereitzustellen, berechnet die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc derart, dass sich der vorgegebene Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem in die Position eines Schnittpunktes zwischen der Richtung D und einem Kreis, der einen Radius Lr × 1/α aufweist, gegenüber der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem begibt. Entsprechend bewegt sich das Werkzeug 12 derart entlang der Richtung D, dass der Abstand von der Bildgebungsmittelposition Cr zu dem vorgegebenen Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem Lr × 1/α wird.
Da sich des Weiteren das Werkzeug 12 in der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung bewegt, besteht die berechnete Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz) aus einer ersten Bewegungssollposition Pcy in der Y-Achsenrichtung (der ersten Richtung) und einer zweiten Bewegungssollposition Pcz in der Z-Achsenrichtung (der zweiten Richtung).
Die Einheit 60 zum Analysieren eines Bearbeitungsprogramms analysiert das Bearbeitungsprogramm 38a, das in dem Speichermedium 38 gespeichert ist, und gibt das Analyseergebnis an die Motorsteuereinheit 34 aus.
Die Motorsteuereinheit 34 steuert die Servomotoren 20Y, 20Z jeweils über die Servoverstärker 18Y, 18Z, so dass das Werkzeug 12 auf der Grundlage der Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz) axial bewegt wird. Genauer gesagt steuert die Motorsteuereinheit 34 den Servomotor 20Y auf der Grundlage der ersten Bewegungssollposition Pcy und steuert den Servomotor 20Z auf der Grundlage der zweiten Bewegungssollposition Pcz.
Für den Fall, dass die Bearbeitung des Werkstücks W unter Verwendung des Bearbeitungsprogramms 38a durchgeführt wird, steuert die Motorsteuereinheit 34 die Servomotoren 20Y, 20Z, 20X auf der Grundlage des Analyseergebnisses des Bearbeitungsprogramms 38a. Folglich wird das Werkzeug 12 in der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung axial bewegt, der Tisch 14 wird in der X-Achsenrichtung axial bewegt, und das Werkstück W wird durch Werkzeug 12 bearbeitet. Wenn ferner axiale Vorschubbetätigungen (Vorschubbetätigungen der Y-Achse, Vorschubbetätigungen der Z-Achse, Vorschubbetätigungen der X-Achse) durch Betätigungen der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgen, ausgeführt werden, steuert die Motorsteuereinheit 34 die Servomotoren 20Y, 20Z, 20X gemäß den axialen Vorschubbetätigungen .
3 ist ein Ablaufschema, das Bildaufnahmebetätigungen der in 2 gezeigten Werkzeugmaschine 10 abbildet. In Schritt S1 bestimmt die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung, ob die Bildgebungsvergrößerung M der Bildgebungsvorrichtung 24 durch den Bediener, der die Eingabeeinheit 30 betätigt hat, festgelegt (eingegeben) wurde oder nicht. Falls in Schritt S1 bestimmt wird, dass die Bildgebungsvergrößerung M festgelegt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S2 fort. Nun speichert die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung die festgelegte Bildgebungsvergrößerung M in dem Speicher 54a und sendet die festgelegte Bildgebungsvergrößerung M an die Bildgebungsvorrichtung 24. Falls dagegen in Schritt S1 bestimmt wird, dass die Bildgebungsvergrößerung M nicht festgelegt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S3 fort.
Beim Fortfahren mit Schritt S2 stellt die Bildgebungsvorrichtung 24 die Bildgebungsvergrößerung M der Bildgebungsvorrichtung 24 auf die Bildgebungsvergrößerung M ein, die von der Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung gesendet wurde, woraufhin der Prozess mit Schritt S3 fortfährt. Auf der Grundlage der eingestellten Bildgebungsvergrößerung M bewirkt die Bildgebungsvorrichtung 24, dass sich der Blickwinkel ändert (ein optisches Zoomen erfährt), indem sie ein Zoom-Objektiv (nicht gezeigt) antreibt, oder bewirkt, dass sich der Blickwinkel ändert (einen elektronischen Zoom erfährt), indem sie den zuzuschneidenden Bildbereich ändert (einem Zuschnitt unterzieht).
Beim Fortfahren mit Schritt S3 nimmt die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder von mindestens dem Werkzeug 12 mit der eingestellten Bildgebungsvergrößerung M auf. Zudem sendet die Bildgebungsvorrichtung 24 die Bilder an die Bilderfassungseinheit 50. Als Nächstes bewirkt die Anzeigesteuereinheit 52 in Schritt S4, dass die Anzeigeeinheit 36 daran die Bilder, die durch die Bilderfassungseinheit 50 aus der Bildgebungsvorrichtung 24 erfasst werden, anzeigt.
Gemäß den in 3 abgebildeten Betätigungen wird die Bildgebungsvergrößerung M der Bildgebungsvorrichtung 24 auf der Seite des Steuergeräts 16 geändert, doch kann die Bildgebungsvergrößerung M auch auf der Seite der Bildgebungsvorrichtung 24 geändert werden. In Schritt S1 bestimmt die Bildgebungsvorrichtung 24, dass die Bildgebungsvergrößerung M für den Fall vorgegeben wurde, dass eine Zoom-Betätigung durch den Bediener gemäß einer Betätigung einer Betätigungseinheit der Bildgebungsvorrichtung 24 durchgeführt wird. Zudem stellt die Bildgebungsvorrichtung 24 in Schritt S2 die Bildgebungsvergrößerung M gemäß der Zoom-Betätigung ein. Nun sendet die Bildgebungsvorrichtung 24 die eingestellte Bildgebungsvergrößerung M an die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung, und die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung speichert die Bildgebungsvergrößerung M, die von der Bildgebungsvorrichtung 24 gesendet wurde, in dem Speicher 54a. Ferner kann eine andere Anzeigeeinheit als die Anzeigeeinheit 36 an der Bildgebungsvorrichtung 24 bereitgestellt werden, und die Bildgebungsvorrichtung 24 kann die aufgenommenen Bilder an dieser getrennten Anzeigeeinheit anzeigen.
4 ist ein Ablaufschema, das Betätigungen der in 2 gezeigten Werkzeugmaschine 10 zeigt, wenn ein Werkzeugüberprüfungsmodus eingestellt ist. Wenn der Werkzeugüberprüfungsmodus zum Überprüfen des Zustands des Werkzeugs 12 eingestellt ist, bestimmt die übergeordnete Steuereinheit 32 in Schritt S11, ob eine axiale Vorschubbetätigung des Werkzeugs 12 durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, ausgeführt wurde oder nicht. Falls in Schritt S11 bestimmt wird, dass eine axiale Vorschubbetätigung ausgeführt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S12 fort. Falls dagegen in Schritt S11 bestimmt wird, dass keine axiale Vorschubbetätigung durch den Bediener ausgeführt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S13 fort. Des Weiteren wird nun vorausgesetzt, dass die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder des Werkzeugs 12 mit der Bildgebungsvergrößerung M, die in Schritt S2 aus 3 eingestellt wurde, aufnimmt, und dass die aufgenommenen Bilder an der Anzeigeeinheit 36 angezeigt werden (Schritte S3, S4 aus 3). Ferner werden während der Betätigungen aus 4 die Betätigungen aus 3 parallel ausgeführt, und der Bediener kann die Bildgebungsvergrößerung M ändern.
Beim Fortfahren mit Schritt S12 steuert die Motorsteuereinheit 34 die Servomotoren 20Y, 20Z basierend auf der axialen Vorschubbetätigung, die durch den Bediener erfolgt, wodurch eine axiale Bewegung des Werkzeugs 12 durchgeführt wird, und dann fährt der Prozess mit Schritt S13 fort. Nun gibt die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc an die Motorsteuereinheit 34 gemäß der Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, aus. Folglich kann der Bediener das Werkzeug 12 derart axial vorschieben, dass das Werkzeug 12 in den Bildgebungsbereich (Blickwinkel) der Bildgebungsvorrichtung 24 eintritt. Nun führt der Bediener die axiale Vorschubbetätigung aus, so dass die relative Positionsbeziehung zwischen der Bildgebungsmittelposition Ci und dem Werkzeug 12 in dem angezeigten Bild zu einer gewünschten Positionsbeziehung wird.
Beim Fortfahren mit Schritt S13 bestimmt die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, ob ein beliebiger Punkt an dem Werkzeug 12 in dem Bild, das an der Anzeigeeinheit 36 angezeigt wird, durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, festgelegt wurde oder nicht. Der Bediener kann einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 festlegen, indem er eine Maus oder dergleichen betätigt, oder kann einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 festlegen, indem er den Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 36 berührt, an dem das Berührungsfeld bereitgestellt wird.
Falls in Schritt S13 die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes bestimmt, dass ein beliebiger Punkt an dem Werkzeug 12 festgelegt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S14 fort. Falls dagegen in Schritt S13 bestimmt wird, dass die Festlegung eines beliebigen Punktes nicht durch den Bediener ausgeführt wurde, kehrt der Prozess zu Schritt S11 zurück.
Beim Fortfahren mit Schritt S14 stellt die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes den festgelegten Punkt als den vorgegebenen Punkt Si ein und berechnet und erfasst die Position des eingestellten vorgegebenen Punktes Si in dem Bild. Die Bildgebungsvergrößerung M beim Einstellen des vorgegebenen Punktes Si wird als Referenzvergrößerung Mm behandelt.
Als Nächstes berechnet in Schritt S15 auf der Grundlage der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, der in Schritt S14 eingestellt wurde, und der Referenzvergrößerung Mm die Einheit 58a zum Berechnen einer relativen Position die relative Positionsbeziehung (Richtung D, Abstand Lr) zwischen der Position des vorgegebenen Punktes Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem. Nun speichert die Einheit 58a zum Berechnen einer relativen Position die berechnete Positionsbeziehung (Richtung D, Abstand Lr) in dem Speicher 58b.
Als Nächstes bestimmt in Schritt S16 die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung, ob die Bildgebungsvergrößerung M auf Grund einer Betätigung, die durch den Bediener erfolgt, geändert wurde oder nicht. Falls in Schritt S16 bestimmt wird, dass die Bildgebungsvergrößerung M geändert wurde, fährt der Prozess mit Schritt S17 fort, wohingegen, falls bestimmt wird, dass die Bildgebungsvergrößerung M nicht geändert wurde, der Prozess mit Schritt S20 fortfährt. Falls des Weiteren die Bildgebungsvergrößerung M geändert wurde, erfasst die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung die Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, und speichert die erfasste Bildgebungsvergrößerung M in dem Speicher 54a.
Beim Fortfahren mit Schritt S17 berechnet die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition das Verhältnis α der Bildgebungsvergrößerung M vor und nach der Änderung (das Verhältnis der Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, zur Referenzvergrößerung Mm).
Als Nächstes berechnet die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition in Schritt S18 die Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz) auf der Grundlage der relativen Positionsbeziehung (Richtung D, Abstand Lr), die in Schritt S15 berechnet wurden, und dem Verhältnis α, das in Schritt S17 berechnet wurde. Genauer gesagt wird die Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz) derart berechnet, dass sich der vorgegebene Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem zu der Position eines Schnittpunktes zwischen der Richtung D und einem Kreis, der einen Radius Lr × 1/α aufweist, gegenüber der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem begibt.
Als Nächstes steuert die Motorsteuereinheit 34 in Schritt S19 die Servomotoren 20Y, 20Z basierend auf der Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz). Folglich bewegt sich das Werkzeug 12 entlang der Richtung D, so dass der Abstand von der Bildgebungsmittelposition Cr zu dem vorgegebenen Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem zu Lr × 1/α wird. Dadurch wird an dem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 36 die relative Positionsbeziehung zwischen der Bildgebungsmittelposition Ci und dem vorgegebenen Punkt Si in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung M konstant gehalten.
Als Nächstes bestimmt die übergeordnete Steuereinheit 32 in Schritt S20, ob der Werkzeugüberprüfungsmodus beendet wurde oder nicht. Falls das Einstellen des Werkzeugüberprüfungsmodus durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, abgebrochen wurde, bestimmt die übergeordnete Steuereinheit 32, dass der Werkzeugüberprüfungsmodus beendet wurde.
Falls in Schritt S20 bestimmt wird, dass der Werkzeugüberprüfungsmodus nicht beendet wurde, kehrt der Prozess zu Schritt S16 zurück und die zuvor beschriebenen Betätigungen werden wiederholt. Falls dagegen in Schritt S20 bestimmt wird, dass der Werkzeugüberprüfungsmodus beendet wurde, werden die vorliegenden Betätigungen zu Ende gebracht.
Die Bilder, die angezeigt werden, wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M in der ersten Ausführungsform ändert, werden im Vergleich zu herkömmlichen Bildern beschrieben. Zunächst sind 5A bis 5C Diagramme, die Bilder zeigen, die durch ein herkömmliches Gerät aufgenommen werden. 5A ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit einer Bildgebungsvergrößerung M (nachstehend als M1 bezeichnet) mit schwacher Vergrößerung aufgenommen wird, 5B ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit einer Bildgebungsvergrößerung M (nachstehend als M2 bezeichnet) mit mittlerer Vergrößerung aufgenommen wird, und 5C ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit einer Bildgebungsvergrößerung M (nachstehend als M3 bezeichnet) mit starker Vergrößerung aufgenommen wird. Es sei zu beachten, dass M1 < M2 < M3, und dass in 5A bis 5C die Positionen des Werkzeugs 12 in dem Maschinenkoordinatensystem die gleichen sind.
Für den Fall der Bildgebungsvergrößerung M1 mit schwacher Vergrößerung, wie in 5A gezeigt, existiert das Werkzeug 12 in unmittelbarer Nähe zu der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild. Wenn jedoch eine Änderung an der Bildgebungsvergrößerung M2 mit mittlerer Vergrößerung vorgenommen wird, wird der Blickwinkel des Bildes kleiner, und daher trennt sich das Werkzeug 12, wie in 5B gezeigt, von der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild und begibt sich in eine Region unten rechts in dem Bild. Zudem wird, wenn eine Änderung an der Bildgebungsvergrößerung M3 mit starker Vergrößerung vorgenommen wird, der Blickwinkel des Bildes weiter reduziert, und daher wird das Werkzeug 12, wie in 5C gezeigt, ausgeschlossen (d.h. das Werkzeug 12 liegt außerhalb des Bildbereichs). Des Weiteren bildet eine in 5A gezeigte Umrandung A0V1 den Blickwinkel mit der Bildgebungsvergrößerung M2 ab, und eine in 5B gezeigte Umrandung A0V2 bildet den Blickwinkel mit der Bildgebungsvergrößerung M3 ab. Eben dieses Merkmal gilt auch mit Bezug auf 6A und 6B.
Im Gegensatz dazu sind 6A bis 6C Ansichten, die Bilder zeigen, die durch die in 2 gezeigte Werkzeugmaschine aufgenommen werden. 6A ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit der Bildgebungsvergrößerung M1 mit schwacher Vergrößerung aufgenommen wird, 6B ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit der Bildgebungsvergrößerung M2 mit mittlerer Vergrößerung aufgenommen wird, und 6C ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit der Bildgebungsvergrößerung M3 mit starker Vergrößerung aufgenommen wird. Es sei zu beachten, dass M1 < M2 < M3, M2 = M1 × α1, M3 = M1 × α2 = M2 × α3, α2 > α1 > 0 und α2 = α1 × α3.
Das in 6A gezeigte Bild ist mit der Bildgebungsvergrößerung M1 mit schwacher Vergrößerung aufgenommen, und das Werkzeug 12 existiert in unmittelbarer Nähe zu der Bildgebungsmittelposition Ci. In diesem Fall wird in dem in 6A gezeigten Bild vorausgesetzt, dass der Bediener die Schneidkante des Werkzeugs 12 als den vorgegebenen Punkt Si festgelegt hat. Entsprechend wird die Bildgebungsvergrößerung M1 als die Referenzvergrößerung Mm behandelt. In diesem Fall wird in dem in 6A gezeigten Zustand der Abstand Lr zwischen der Schneidkante Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem mit Lr1 bezeichnet, und der Abstand Li zwischen der Schneidkante Si und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild wird mit Li1 bezeichnet.
Das in 6B gezeigte Bild wird mit der Bildgebungsvergrößerung M2 mit mittlerer Vergrößerung aufgenommen. In diesem Fall wird in dem in 6B gezeigten Zustand der Abstand Lr zwischen dem vorgegebenen Punkt Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem mit Lr2 bezeichnet, und der Abstand Li zwischen der Schneidkante Si und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild wird mit Li2 bezeichnet. Wenn die Bildgebungsvergrößerung M von M1 auf M2 geändert wird, wie zuvor beschrieben, wird das Werkzeug 12 entlang der Richtung D auf die Bildgebungsmittelposition Cr zu bewegt, so dass der Abstand Lr2 zwischen der Schneidkante Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem zu Lr2 = Lr1 × 1/α1 wird. Nun wird das Werkzeug 12 entlang der Richtung D um den Abstand (Lr1 - Lr1 × 1/α1) bewegt, um sich der Bildgebungsmittelposition Cr zu nähern.
Entsprechend ist der Abstand Li2 zwischen der Schneidkante Si und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem in 6B gezeigten Bild durch Li2 = α1 × Li1 × 1/α1 = Li1 gegeben, und die Richtung der Schneidkante Si von der Bildgebungsmittelposition Ci aus gesehen fällt ebenfalls mit der Richtung D zusammen. Selbst wenn die Bildgebungsvergrößerung M von M1 auf M2 geändert wird, wird somit die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Si des Werkzeugs 12 und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild keiner Änderung gegenüber dem Zeitpunkt der Bildgebungsvergrößerung M1 unterzogen.
Das in 6C gezeigte Bild wird mit der Bildgebungsvergrößerung M3 mir starker Vergrößerung aufgenommen. In diesem Fall wird in dem in 6C gezeigten Zustand der Abstand Lr zwischen dem vorgegebenen Punkt Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem mit Lr3 bezeichnet, und der Abstand Li zwischen der Schneidkante Si und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild wird mit Li3 bezeichnet. Wenn die Bildgebungsvergrößerung M von M2 auf M3 geändert wird, wie zuvor beschrieben, wird das Werkzeug 12 entlang der Richtung D auf die Bildgebungsmittelposition Cr zu bewegt, so dass der Abstand Lr3 zwischen der Schneidkante Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem zu Lr3 = Lr1 × 1/α2 = Lr2 × 1/α3 wird. Nun wird das Werkzeug 12 entlang der Richtung D um den Abstand (Lr2 - Lr1 × 1/α2 = Lr2 - Lr2 × 1/α3) bewegt, um sich der Bildgebungsmittelposition Cr zu nähern.
Entsprechend ist der Abstand Li3 zwischen der Schneidkante Si und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem in 6C gezeigten Bild durch Li3 = α2 × Li1 × 1/α2 = Li1 oder Li3 = α3 × Li2 × 1/α3 = Li2 = Li1 gegeben, und die Richtung der Schneidkante Si von der Bildgebungsmittelposition Ci aus gesehen fällt ebenfalls mit der Richtung D zusammen. Selbst wenn die Bildgebungsvergrößerung M von M2 auf M3 geändert wird, wird somit die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Si des Werkzeugs 12 und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild keiner Änderung gegenüber dem Zeitpunkt der Bildgebungsvergrößerungen M1 und M2 unterzogen.
Auf die vorstehende Art und Weise ist es gemäß der ersten Ausführungsform, selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, somit möglich, die relative Positionsbeziehung zwischen der Bildgebungsmittelposition Ci und der Position des vorgegebenen Punktes (Schneidkante) Si in dem Bild zu bewahren. Selbst wenn die Bildgebungsvergrößerung M von einer schwachen Vergrößerung auf eine starke Vergrößerung geändert wird, ist es daher möglich, eine Situation zu verhindern, in welcher der vorgegebene Punkt (Schneidkante) Si aus dem Bild ausgeschlossen wird (d.h. eine Situation, in welcher der vorgegebene Punkt Si außerhalb des Bildbereichs fällt). Selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, da die relative Positionsbeziehung zwischen der Bildgebungsmittelposition Ci und der Position des vorgegebenen Punktes (Schneidkante) Si in dem Bild nicht geändert wird, wird es einfacher, dass das Werkzeug 12 (und insbesondere der daran vorgegebene Punkt Si) durch den Bediener überprüft wird.
Zweite Ausführungsform
7 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Werkzeugmaschine 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die gleichen Bezugszeichen wie die bei der ersten Ausführungsform bezeichnen die gleichen Bestandteile. Daher entfällt eine Beschreibung derartiger Merkmale, und es werden nur Merkmale, die anders als die der ersten Ausführungsform sind, ausführlich beschrieben.
In der Werkzeugmaschine 10 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform, bevor und nachdem eine Änderung der Bildgebungsvergrößerung M stattfindet, wird eine axiale Bewegungssteuerung ausgeführt, um die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Si und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild zu bewahren. Bei der Werkzeugmaschine 10 gemäß der zweiten Ausführungsform wird das Werkzeug 12 jedoch derart axial bewegt, dass die Position des vorgegebenen Punktes Si an dem Werkzeug 12 in dem Bild und die Bildgebungsmittelposition (die Position eines vorbestimmten Referenzpunktes) Ci in dem Bild zusammenfallen.
Die Werkzeugmaschine 10 der zweiten Ausführungsform weist im Wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die Werkzeugmaschine 10 der ersten Ausführungsform auf, unterscheidet sich jedoch dadurch, dass die übergeordnete Steuereinheit 32 eine Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition anstelle der Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition umfasst. Die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition umfasst eine Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes und einen Speicher 62b. Wenn ein vorgegebener Punkt Si an dem Werkzeug 12 durch die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes eingestellt wird, entnimmt die Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes ein Merkmal des vorgegebenen Punktes Si an dem Werkzeug 12 auf der Grundlage der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, der von der Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes ausgegeben wird, und dem Bild, das durch die Bilderfassungseinheit 50 erfasst wird, und speichert das entnommene Merkmal in dem Speicher 62b. Beispielsweise kann die Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes als ein Merkmal des vorgegebenen Punktes Si eine relative Positionsbeziehung zwischen der Form des Werkzeugs 12 oder dem Umriss des Werkzeugs 12 und dem eingestellten vorgegebenen Punkt Si entnehmen, oder es kann ein Merkmal des eingestellten vorgegebenen Punktes Si selber entnommen werden. Im Wesentlichen ist jedes beliebige Merkmal, das es ermöglicht, den vorgegebenen Punkt Si zu erkennen, ausreichend.
Ferner erkennt basierend auf dem Merkmal, das in dem Speicher 62b gespeichert ist, die Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes, in welcher Position der vorgegebene Punkt Si existiert, aus dem Innern des Bildes, das mit der Bildgebungsvergrößerung M aufgenommen wird, nachdem sie geändert wurde, das neu durch die Bilderfassungseinheit 50 erfasst wurde. Die Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes erkennt die Position des vorgegebenen Punktes Si durch Analysieren des Bildes, das mit der neu erfassten Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, aufgenommen wurde.
Die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition berechnet die Bewegungssollposition Pc des Werkzeugs 12 auf der Grundlage der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild und der Bildgebungsvergrößerung M des Bildes, so dass die Position des vorgegebenen Punktes Si des Werkzeugs 12 in dem Bild mit der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild zusammenfällt. Für den Fall, dass die Position des vorgegebenen Punktes Si des Werkzeugs 12 in dem Bild und die Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild nicht verschoben werden, muss die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc des Werkzeugs 12 nicht unbedingt berechnen.
Genauer gesagt berechnet die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition die Position des vorgegebenen Punktes Sr in dem Maschinenkoordinatensystem aus der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, das von der Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes ausgegeben wird, und der aktuellen Bildgebungsvergrößerung M. Zudem berechnet die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz) auf der Grundlage der berechneten Position des vorgegebenen Punktes Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem. Mit anderen Worten berechnet die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz), so dass sich der vorgegebene Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem zu der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem begibt. Des Weiteren werden die Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild und die Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem in dem Speicher 62b gespeichert.
8 ist ein Ablaufschema, das die Betätigungen der in 7 gezeigten Werkzeugmaschine 10 zeigt, wenn der Werkzeugüberprüfungsmodus eingestellt ist. Wenn der Werkzeugüberprüfungsmodus zum Überprüfen des Zustands des Werkzeugs 12 eingestellt ist, bestimmt die übergeordnete Steuereinheit 32 in Schritt S31, ob eine axiale Vorschubbetätigung des Werkzeugs 12 durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, ausgeführt wurde oder nicht. Falls in Schritt S31 bestimmt wird, dass eine axiale Vorschubbetätigung ausgeführt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S32 fort. Falls dagegen in Schritt S31 bestimmt wird, dass keine axiale Vorschubbetätigung durch den Bediener ausgeführt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S33 fort. Des Weiteren wird nun vorausgesetzt, dass die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder des Werkzeugs 12 mit der Bildgebungsvergrößerung M, die in Schritt S2 aus 3 eingestellt wurde, aufnimmt, und dass die aufgenommenen Bilder an der Anzeigeeinheit 36 angezeigt werden (Schritte S3, S4 aus 3). Ferner werden während der Betätigungen aus 8 die Betätigungen aus 3 parallel ausgeführt, und der Bediener kann die Bildgebungsvergrößerung M ändern.
Beim Fortfahren mit Schritt S32 steuert die Motorsteuereinheit 34 die Servomotoren 20Y, 20Z basierend auf der axialen Vorschubbetätigung, die durch den Bediener erfolgt, wodurch eine axiale Bewegung des Werkzeugs 12 durchgeführt wird, und dann fährt der Prozess mit Schritt S33 fort. Nun gibt die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc an die Motorsteuereinheit 34 gemäß der Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, aus. Folglich kann der Bediener das Werkzeug 12 derart axial vorschieben, dass das Werkzeug 12 in den Bildgebungsbereich (Blickwinkel) der Bildgebungsvorrichtung 24 eintritt.
Beim Fortfahren mit Schritt S33 bestimmt die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, ob ein beliebiger Punkt an dem Werkzeug 12 in dem Bild, das an der Anzeigeeinheit 36 angezeigt wird, durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, festgelegt wurde oder nicht. Der Bediener kann einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 festlegen, indem er eine Maus oder dergleichen betätigt, oder kann einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 festlegen, indem er den Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 36, an dem das Berührungsfeld bereitgestellt wird, berührt.
Falls in Schritt S33 die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes bestimmt, dass ein beliebiger Punkt an dem Werkzeug 12 festgelegt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S34 fort. Falls dagegen in Schritt S33 bestimmt wird, dass keine Festlegung eines beliebigen Punktes durch den Bediener ausgeführt wurde, kehrt der Prozess zu Schritt S31 zurück.
Beim Fortfahren mit Schritt S34 stellt die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes den festgelegten Punkt als den vorgegebenen Punkt Si ein und berechnet und erfasst die Position des eingestellten vorgegebenen Punktes Si in dem Bild.
Als Nächstes entnimmt die Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes in Schritt S35 das Merkmal des vorgegebenen Punktes Si an dem Werkzeug 12 basierend auf der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, der in Schritt S34 eingestellt wurde, und dem Bild, das durch die Bilderfassungseinheit 50 erfasst wird, und speichert das Merkmal in dem Speicher 62b.
Als Nächstes berechnet die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition in Schritt S36 die Bewegungssollposition Pc des Werkzeugs 12 auf der Grundlage der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, der in Schritt S34 eingestellt wurde, und der aktuellen Bildgebungsvergrößerung M, so dass die Position des vorgegebenen Punktes Si des Werkzeugs 12 in dem Bild mit der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild zusammenfällt.
Als Nächstes steuert die Motorsteuereinheit 34 in Schritt S37 die Servomotoren 20Y, 20Z jeweils basierend auf der Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz), die durch die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition berechnet wird, wodurch eine axiale Bewegung erfolgt. Folglich fallen in dem Bild die Position des vorgegebenen Punktes Si des Werkzeugs 12 und die Bildgebungsmittelposition Ci zusammen.
Als Nächstes bestimmt die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung in Schritt S38, ob die Bildgebungsvergrößerung M auf Grund einer Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, geändert wurde oder nicht. Falls in Schritt S38 bestimmt wird, dass die Bildgebungsvergrößerung M geändert wurde, fährt der Prozess mit Schritt S39 fort, wohingegen, falls bestimmt wird, dass die Bildgebungsvergrößerung M nicht geändert wurde, der Prozess mit Schritt S42 fortfährt. Des Weiteren erfasst, falls die Bildgebungsvergrößerung M geändert wurde, die Einheit 54 zum Erfassen einer Bildgebungsvergrößerung die Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, und speichert die erfasste Bildgebungsvergrößerung M in dem Speicher 54a.
Beim Fortfahren mit Schritt S39, auf der Grundlage des in Schritt S35 entnommenen Merkmals, berechnet die Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes die Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, das mit der (aktuellen) Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, aufgenommen wurde.
Als Nächstes berechnet die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition in Schritt S40 die Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz) des Werkzeugs 12 auf der Grundlage der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild, die in Schritt S39 berechnet wurde, und der (aktuellen) Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, so dass die Position des vorgegebenen Punktes Si des Werkzeugs 12 in dem Bild, das mit der (aktuellen) Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, aufgenommen wurde, mit der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild zusammenfällt.
Als Nächstes steuert die Motorsteuereinheit 34 in Schritt S41 die Servomotoren 20Y, 20Z jeweils basierend auf der Bewegungssollposition Pc (Pcy, Pcz), die durch die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition berechnet wird, wodurch eine axiale Bewegung erfolgt. Folglich fallen in dem Bild die Position des vorgegebenen Punktes Si des Werkzeugs 12 und die Bildgebungsmittelposition Ci zusammen.
Als Nächstes bestimmt die übergeordnete Steuereinheit 32 in Schritt S42, ob der Werkzeugüberprüfungsmodus beendet wurde oder nicht. Falls das Einstellen des Werkzeugüberprüfungsmodus durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, abgebrochen wurde, bestimmt die übergeordnete Steuereinheit 32, dass der Werkzeugüberprüfungsmodus beendet wurde.
Als Nächstes, falls in Schritt S42 bestimmt wird, dass der Werkzeugüberprüfungsmodus nicht beendet wurde, kehrt der Prozess zu Schritt S38 zurück, und die zuvor beschriebenen Betätigungen werden wiederholt. Falls dagegen in Schritt S42 bestimmt wird, dass der Werkzeugüberprüfungsmodus beendet wurde, werden die vorliegenden Betätigungen zu Ende gebracht.
9A bis 9D sind Ansichten, die Bilder zeigen, die durch die in 7 gezeigte Werkzeugmaschine 10 aufgenommen wurden. 9A ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 mit einer Bildgebungsvergrößerung Ma mit schwacher Vergrößerung aufgenommen wird, 9B ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums, seit der vorgegebene Punkt Si in dem in 9A gezeigten Bild eingestellt wurde, aufgenommen wird, 9C ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12, sofort nachdem von der Bildgebungsvergrößerung Ma mit schwacher Vergrößerung auf eine Bildgebungsvergrößerung Mb mit starker Vergrößerung gewechselt wurde, aufgenommen wird, und 9D ist eine Ansicht, die ein Bild zu einem Zeitpunkt zeigt, zu dem ein Bild des Werkzeugs 12 nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums, seit auf die Bildgebungsvergrößerung Mb gewechselt wurde, aufgenommen wird. Des Weiteren bilden die in 9A und 9B gezeigten Umrandungen AOV die Blickwinkel der Bildgebungsvergrößerung Mb ab.
In dem in 9A gezeigten Zustand, wenn die Schneidkante als der vorgegebene Punkt Si eingestellt ist, wird dann, wie in 9B gezeigt, das Werkzeug 12 derart bewegt, dass die Schneidkante Si in dem Bild in die Bildgebungsmittelposition Ci kommt. Wenn danach die Bildgebungsvergrößerung M von Ma auf Mb geändert wird, wie in 9C gezeigt, weicht die Position des vorgegebenen Punktes Si, die in dem Bild angezeigt ist, von der Bildgebungsmittelposition Ci ab. Der Grund dafür ist folgender. Da die Schneidkante Si in dem Bild der Bildgebungsvergrößerung Ma mit schwacher Vergrößerung festgelegt und eingestellt ist, selbst wenn die Position der Schneidkante Sr in dem Maschinenkoordinatensystem aus der Bildgebungsvergrößerung Ma und der eingestellten Position der Schneidkante Si in dem Bild berechnet wird, entsteht ein Fehler zwischen der berechneten Position und der tatsächlichen Position der Schneidkante Si in dem Maschinenkoordinatensystem. Obwohl der Fehler in dem Bild, das mit schwacher Vergrößerung aufgenommen wird, nicht wahrzunehmen ist, wird ein derartiger Fehler sichtbar, wenn die Schneidkante Si mit starker Vergrößerung aufgenommen wird.
Selbst für den Fall, dass die Position der Schneidkante Si in dem Bild, das mit der Bildgebungsvergrößerung Mb mit starker Vergrößerung aufgenommen wird, von der Bildgebungsmittelposition Ci abweicht, wie in 9D gezeigt, wird das Werkzeug 12 derart bewegt, dass die Schneidkante Si in die Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild, das mit der Vergrößerung Mb mit starker Vergrößerung aufgenommen wird, kommt.
Auf die vorstehende Art und Weise kann gemäß der zweiten Ausführungsform das Werkzeug 12 derart bewegt werden, dass der vorgegebene Punkt (die Schneidkante) Si des Werkzeugs 12 in dem Bild in die Bildgebungsmittelposition Ci kommt. Entsprechend kann verhindert werden, selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, da die Position des vorgegebenen Punktes (der Schneidkante) Si in dem Bild mit der Bildgebungsmittelposition Ci zusammenfällt, dass der vorgegebene Punkt (die Schneidkante) Si ausgeschlossen wird, d.h. dass er außerhalb des Bildbereichs fällt. Ferner ist es möglich, dass das Werkzeug 12 (und insbesondere der vorgegebene Punkt Si daran) durch den Bediener mühelos überprüft wird.
Varianten
Mindestens eine der zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen kann folgendermaßen geändert werden.
Variante 1
In den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird ein Bild des Werkzeugs 12 aufgenommen, um den Zustand des Werkzeugs 12 zu überprüfen. Ein Bild des Werkstücks W kann jedoch auch aufgenommen werden, um den Zustand des Werkstücks W zu überprüfen. In diesem Fall legt der Bediener einen beliebigen Punkt an dem Werkstück W in dem Bild fest, und die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes stellt als den vorgegebenen Punkt Si den beliebigen Punkt an dem Werkstück W, der festgelegt wurde, ein. Daher ist es gemäß der Variante 1 notwendig, dass die Bildgebungsvorrichtung 24 derart installiert wird, dass sie Bilder der axialen Bewegung des Tischs 14 (Werkstücks W) aufnehmen kann. Nun kann die Bildgebungsvorrichtung 24 in einer Position installiert werden, in der Bilder von dem Tisch 14 (dem Werkstück W) aus einer Richtung aufgenommen werden können, welche die Bewegungsrichtung (X-Achsenrichtung) des Tischs 14 kreuzt.
Variante 2
In den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird der Tisch 14 (das Werkstück W) in einer einzigen axialen Richtung (X-Achsenrichtung) axial bewegt. Der Tisch 14 (das Werkstück W) kann jedoch entlang einer Ebene (beispielsweise auf der XY-Ebene, auf der XZ-Ebene oder dergleichen) bewegt werden. Für den Fall, dass es erwünscht ist, Bilder des Zustands einer axialen Bewegung des Tischs 14 (des Werkstücks W) aufzunehmen, kann die Bildgebungsvorrichtung 24 derart installiert werden, dass sie das Aufnehmen von Bildern aus einer Richtung ermöglicht, welche die Ebene kreuzt (und genauer gesagt dazu rechtwinklig ist), in der sich der Tisch 14 axial bewegt.
Variante 3
In den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen stellt die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes als den vorgegebenen Punkt Si einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 ein, der durch eine Betätigung der Eingabeeinheit 30, die durch den Bediener erfolgt, festgelegt wird. Es kann jedoch ein vorbestimmter Punkt an dem Werkzeug 12 als der vorgegebene Punkt Si eingestellt werden. In diesem Fall kann durch Erfassen eines Bildes aus der Bilderfassungseinheit 50 und Ausführen einer Bildanalyse an dem erfassten Bild die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes einen vorbestimmten Merkmalspunkt an dem Werkzeug 12 entnehmen und den entnommenen Merkmalspunkt als den vorgegebenen Punkt Si einstellen. Selbst für den Fall, dass der Bediener keinen vorgegebenen Punkt Si festlegt, kann der vorgegebene Punkt Si automatisch eingestellt werden. In diesem Fall kann der Bediener eine Anweisung darüber bereitstellen, wann der vorgegebene Punkt Si einzustellen ist. Dies ist der Fall, weil es Situationen geben kann, in denen der Bediener den vorgegebenen Punkt Si einstellen möchte, nachdem er die relative Positionsbeziehung zwischen dem Werkzeug 12 und der Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild auf eine gewünschte Positionsbeziehung durch Ausführen einer axialen Vorschubbetätigung eingestellt hat.
Variante 4
In den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen ist die Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem im Voraus bekannt. Die Einheiten 58, 62 zum Berechnen einer Sollposition können jedoch die Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem aus der Bildgebungsmittelposition Ci in dem aufgenommenen Bild und der aktuellen Bildgebungsvergrößerung M berechnen.
Variante 5
Bei der ersten Ausführungsform wird die Bewegungssollposition Pc unter Verwendung des Verhältnisses α der geänderten Bildgebungsvergrößerung M zur Referenzvergrößerung Mm berechnet. Die Bewegungssollposition Pc kann jedoch unter Verwendung der aktuellen (geänderten) Bildgebungsvergrößerung M und der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M berechnet werden. In diesem Fall ist es notwendig, dass der Speicher 54a auch mindestens die vorherige Bildgebungsvergrößerung M speichert.
Für den Fall, dass die Bewegungssollposition Pc aus der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M (≠ Referenzvergrößerung Mm) und der Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde (d.h. der aktuellen Bildgebungsvergrößerung), berechnet wird, wird der Abstand Lr zwischen der Position des vorgegebenen Punktes Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem (der Abstand Lr bei der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M) zu dem Zeitpunkt, zu dem das Werkzeug 12 auf der Grundlage der Bewegungssollposition Pc bewegt wird, die berechnet wurde, als die vorherige Bildgebungsvergrößerung M geändert wurde, verwendet. Der Abstand Lr zu dem Zeitpunkt der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M kann unter Verwendung des Abstands Lr bei der Referenzvergrößerung Mm erzielt werden, oder kann aus der Bewegungssollposition Pc erzielt werde, die berechnet wurde, als auf die vorherige Bildgebungsvergrößerung M gewechselt wurde.
Alternativ kann die relative Positionsbeziehung (Richtung D, Abstand Lr) zwischen dem vorgegebenen Punkt Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Bild mit der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M (≠ Referenzvergrößerung Mm) aufgenommen wird, neu berechnet werden. Für den Fall einer neuen Berechnung der relativen Positionsbeziehung in einem Zustand, in dem eine axiale Bewegung stattfindet, die den Wechsel auf die vorherige Bildgebungsvergrößerung M (≠ Referenzvergrößerung Mm) begleitet, ist es notwendig, die Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild zu erkennen, das mit der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M aufgenommen wurde. Somit ist es möglich, wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben, durch das Bereitstellen der Einheit 62a zum Erkennen eines vorgegebenen Punktes in der Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition, die Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild zu erkennen. Zudem kann die Bewegungssollposition Pc aus der relativen Positionsbeziehung zu dem Zeitpunkt der neu berechneten vorherigen Bildgebungsvergrößerung M, der vorherigen Bildgebungsvergrößerung M und der aktuellen Bildgebungsvergrößerung M erzielt werden.
Variante 6
Bei der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform wurde die Bildgebungsmittelposition Ci als die Position eines vorbestimmten Referenzpunktes beschrieben. Dadurch dass die Eingabeeinheit 30 durch den Bediener betätigt wird, kann die Position des Referenzpunktes jedoch beliebig geändert werden. In diesem Fall wird der Blickwinkel gemäß der Bildgebungsvergrößerung M derart geändert, dass ein Mittelpunkt des Blickwinkels des Bildes zum Referenzpunkt wird. Entsprechend vergrößert die Bildgebungsvorrichtung 24, wenn ein anderer Punkt als die Bildgebungsmittelposition Ci als Referenzpunkt festgelegt wird, das Bild anhand eines elektronischen Zooms. In diesem Fall speichert die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition in dem Speicher 62b die Position des Referenzpunktes in dem Bild. Ferner berechnet die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition die Position des Referenzpunktes in dem Maschinenkoordinatensystem aus der Position des Referenzpunktes in dem Bild und der aktuellen Bildgebungsvergrößerung M.
Variante 7
Die zuvor beschriebenen Varianten 1 bis 6 können in einem Ausmaß, in dem keine Widersprüche darin entstehen, beliebig kombiniert werden.
Auf die vorstehende Art und Weise umfasst die Werkzeugmaschine 10, die in der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform und den Varianten beschrieben wird, die Servomotoren 20, die konfiguriert sind, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W zu bewirken, die Bildgebungsvorrichtung 24, die konfiguriert ist, um ein Bild des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W mit der vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung M aufzunehmen, die Anzeigeeinheit 36, die konfiguriert ist, um das Bild anzuzeigen, das durch die Bildgebungsvorrichtung 24 aufgenommen wird, die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition, die konfiguriert ist, um für den Fall, dass sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, die Bewegungssollposition Pc des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung M, bevor und nachdem sie geändert wurde, zu berechnen, um die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Si des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W in dem Bild und einer Bildgebungsmittelposition Ci in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung M zu bewahren, und die Motorsteuereinheit 34, die konfiguriert ist, um die Servomotoren 20 derart zu steuern, dass das Werkzeug 12 oder das Werkstück W auf der Grundlage der Bewegungssollposition Pc axial bewegt wird.
Folglich ist es möglich, selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, die relative Positionsbeziehung zwischen der Bildgebungsmittelposition Ci und der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild zu bewahren. Entsprechend ist es möglich, selbst wenn die Bildgebungsvergrößerung M von einer schwachen Vergrößerung auf eine starke Vergrößerung geändert wird, eine Situation zu verhindern, in welcher der vorgegebene Punkt Si aus dem Bild ausgeschlossen wird. Ferner ist es, selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, da die relative Positionsbeziehung zwischen der Bildgebungsmittelposition Ci und der Position des vorgegebenen Punktes (Schneidkante) Si in dem Bild nicht geändert wird, für den Bediener einfach, das Werkzeug 12 (und insbesondere den vorgegebenen Punkt Si daran) zu überprüfen.
Die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes stellt als den vorgegebenen Punkt Si einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W in dem Bild ein, wobei der beliebige Punkt durch den Bediener festgelegt wird. Gemäß diesem Merkmal kann der Bediener als den vorgegebenen Punkt Si einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W, den der Bediener insbesondere beobachten möchte, einstellen.
Die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes entnimmt einen vorbestimmten Merkmalspunkt an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W durch Analysieren des Bildes und stellt den entnommenen Merkmalspunkt als den vorgegebenen Punkt Si ein. Gemäß diesem Merkmal kann der vorgegebene Punkt Si automatisch eingestellt werden, ohne dass der Bediener einen vorgegebenen Punkt Si an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W manuell festlegen müsste.
Die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition umfasst die Einheit 58a zum Berechnen einer relativen Position, die konfiguriert ist, um die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Sr und der Bildgebungsmittelposition Cr in einem Maschinenkoordinatensystem auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung M und der Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild zu berechnen, und wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, berechnet die Einheit zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition Pc auf der Grundlage der berechneten relativen Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem und der Bildgebungsvergrößerung M, bevor und nachdem sie geändert wurde. Gemäß diesem Merkmal kann die Bewegungssollposition Pc zum Bewegen des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W einfach berechnet werden, und selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, kann die relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt Si und der Bildgebungsmittelposition Ci bewahrt werden.
Die relative Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem umfasst die Richtung D des vorgegebenen Punktes Sr von der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem aus gesehen, und den Abstand Lr zwischen der Bildgebungsmittelposition Cr und dem vorgegebenen Punkt Sr in dem Maschinenkoordinatensystem. Die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition berechnet die Bewegungssollposition Pc, so dass sich der vorgegebene Punkt Sr in eine Position eines Schnittpunktes zwischen der Richtung D und einem Kreis, der einen Radius Lr x 1/α aufweist, gegenüber der Bildgebungsmittelposition Cr in dem Maschinenkoordinatensystem bewegt, wobei α ein Verhältnis der Bildgebungsvergrößerung M, nachdem sie geändert wurde, zur Bildgebungsvergrößerung M, bevor sie geändert wird, bezeichnet und Lr den Abstand bezeichnet. Folglich kann die Bewegungssollposition Pc zum Bewegen des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W mühelos berechnet werden.
Das Werkzeug 12 oder das Werkstück W bewegt sich axial entlang einer Ebene, und die Servomotoren 20 umfassen den Servomotor 20Y, der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W in der ersten Richtung (Y-Richtung) axial bewegt, und den Servomotor 20Z, der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W in der zweiten Richtung (Z-Richtung), die zu der ersten Richtung rechtwinklig ist, axial bewegt. Die Bildgebungsvorrichtung 24 nimmt das Bild des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W aus einer Richtung auf, welche die Ebene kreuzt, die durch die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist. Gemäß diesem Merkmal ist es möglich, dass das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang einer Ebene axial bewegt wird. Da ferner die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder aus einer Richtung aufnimmt, welche die Ebene kreuzt, die durch die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist, ist es möglich, Bilder des Zustands der axialen Bewegung des Werkstücks 12 oder des Werkstücks W geeignet aufzunehmen.
Die Bewegungssollposition Pc umfasst die erste Bewegungssollposition (Pcy) in der ersten Richtung und die zweite Bewegungssollposition (Pcz) in der zweiten Richtung. Die Einheit 58 zum Berechnen einer Sollposition berechnet die erste Bewegungssollposition Pcy und die zweite Bewegungssollposition Pcz auf der Grundlage der Bildgebungsvergrößerung M, bevor und nachdem sie geändert wurde. Die Motorsteuereinheit 34 steuert den Servomotor 20Y derart, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang der ersten Richtung in die erste Bewegungssollposition Pcy axial bewegt, und steuert den Servomotor 20Z derart, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang der zweiten Richtung in die zweite Bewegungssollposition Pcz axial bewegt. Folglich wird, da das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang einer Ebene axial bewegt wird, der Freiheitsgrad beim Einstellen des vorgegebenen Punktes Si (der Position des einzustellenden vorgegebenen Punktes Si) verbessert.
Auf die vorstehende Art und Weise umfasst die Werkzeugmaschine 10, wie in der zuvor erwähnten zweiten Ausführungsform und den Varianten beschrieben, die Servomotoren 20, die konfiguriert sind, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W zu bewirken, die Bildgebungsvorrichtung 24, die konfiguriert ist, um ein Bild des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W mit der vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung M aufzunehmen, die Anzeigeeinheit 36, die konfiguriert ist, um das Bild anzuzeigen, das durch die Bildgebungsvorrichtung 24 aufgenommen wird, die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition, die konfiguriert ist, um die Bewegungssollposition Pc des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W auf der Grundlage der Positionen des vorgegebenen Punktes Si und des Referenzpunktes in dem Bild und der Bildgebungsvergrößerung M derart zu berechnen, dass der vorgegebene Punkt Si an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W in dem Bild mit dem vorbestimmten Referenzpunkt in dem Bild zusammenfällt, und die Motorsteuereinheit 34, die konfiguriert ist, um die Servomotoren 20 derart zu steuern, dass das Werkzeug 12 oder das Werkstück W auf der Grundlage der Bewegungssollposition Pc axial bewegt wird.
Auf diese Art und Weise kann das Werkzeug 12 derart bewegt werden, dass der vorgegebene Punkt Si des Werkzeugs 12 in dem Bild in den vorbestimmten Referenzpunkt kommt. Entsprechend kann verhindert werden, selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, da die Position des vorgegebenen Punktes Si in dem Bild mit der Position des Referenzpunktes zusammenfällt, dass der vorgegebene Punkt Si ausgeschlossen wird.
Die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes stellt als den vorgegebenen Punkt Si einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W in dem Bild ein, wobei der beliebige Punkt durch den Bediener festgelegt wird. Gemäß diesem Merkmal kann der Bediener als den vorgegebenen Punkt Si einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W, den der Bediener insbesondere beobachten möchte, einstellen.
Die Einheit 56 zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes entnimmt einen vorbestimmten Merkmalspunkt an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W durch Analysieren des Bildes und stellt den entnommenen Merkmalspunkt als den vorgegebenen Punkt Si ein. Gemäß diesem Merkmal kann der vorgegebene Punkt Si automatisch eingestellt werden, ohne dass der Bediener einen vorgegebenen Punkt Si an dem Werkzeug 12 oder dem Werkstück W manuell festlegen müsste.
Der Referenzpunkt ist die Bildgebungsmittelposition Ci des Bildes oder ein Punkt, der durch den Bediener festgelegt wird. Gemäß diesem Merkmal, kann für den Fall, dass die Bildgebungsmittelposition Ci als Referenzpunkt dient, selbst wenn sich die Bildgebungsvergrößerung M ändert, da der vorgegebene Punkt Si in die Bildgebungsmittelposition Ci kommt, das Werkzeug 12 (und insbesondere der vorgegebene Punkt Si daran) durch den Bediener mühelos überprüft werden. Ferner wird für den Fall, dass ein beliebiger Punkt in dem Bild, der durch den Bediener festgelegt wird, als Referenzpunkt dient, der Freiheitsgrad beim Durchführen der Überprüfungsbetätigung durch den Bediener verbessert.
Das Werkzeug 12 oder das Werkstück W bewegt sich axial entlang einer Ebene, und die Servomotoren 20 umfassen den Servomotor 20Y, der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W in der ersten Richtung (Y-Richtung) axial bewegt, und den Servomotor 20Z, der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W in der zweiten Richtung (Z-Richtung), die zu der ersten Richtung rechtwinklig ist, axial bewegt. Die Bildgebungsvorrichtung 24 nimmt das Bild des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W aus einer Richtung auf, welche die Ebene kreuzt, die durch die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist. Gemäß diesem Merkmal kann das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang einer Ebene axial bewegt werden. Ferner ist es möglich, da die Bildgebungsvorrichtung 24 Bilder aus einer Richtung aufnimmt, welche die Ebene kreuzt, die durch die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist, Bilder des Zustands der axialen Bewegung des Werkzeugs 12 oder des Werkstücks W geeignet aufzunehmen.
Die Bewegungssollposition Pc umfasst die erste Bewegungssollposition (Pcy) in der ersten Richtung und die zweite Bewegungssollposition (Pcz) in der zweiten Richtung. Die Einheit 62 zum Berechnen einer Sollposition berechnet die erste Bewegungssollposition Pcy und die zweite Bewegungssollposition Pcz auf der Grundlage der Positionen des vorgegebenen Punktes Si und des Referenzpunktes in dem Bild und der Bildgebungsvergrößerung M des Bildes. Die Motorsteuereinheit 34 steuert den Servomotor 20Y derart, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang der ersten Richtung in die erste Bewegungssollposition Pcy axial bewegt, und steuert den Servomotor 20Z derart, dass sich das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang der zweiten Richtung in die zweite Bewegungssollposition Pcz axial bewegt. Folglich wird, da das Werkzeug 12 oder das Werkstück W entlang einer Ebene axial bewegt wird, der Freiheitsgrad beim Einstellen des vorgegebenen Punktes Si und des Referenzpunktes (der Positionen des vorgegebenen Punktes Si und des einzustellenden Referenzpunktes) verbessert.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Beschreibung angegeben, dass die Konfiguration zum Bewirken einer axialen Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks die Servomotoren 20 enthält, und dass die Mechanismen 22 zum Übertragen einer Energieumwandlung die Kugelumlaufspindeln und die Muttern umfassen. Mit Bezug auf die Konfiguration zum Bewirken einer axialen Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks, ist es jedoch möglich, die Kugelumlaufspindeln durch Druckluftschrauben mit statischem Druck zu ersetzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013176822 [0003, 0004]

Claims

Werkzeugmaschine (10), die konfiguriert ist, um eine Bearbeitung an einem Werkstück (W) unter Verwendung eines Werkzeugs (12) auszuführen, umfassend: einen Motor (20), der konfiguriert ist, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks zu bewirken; eine Bildgebungsvorrichtung (24), die konfiguriert ist, um ein Bild des Werkzeugs oder des Werkstücks mit einer vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung (M) aufzunehmen; eine Anzeigeeinheit (36), die konfiguriert ist, um das Bild anzuzeigen, das durch die Bildgebungsvorrichtung aufgenommen wird; eine Einheit (58) zum Berechnen einer Sollposition, die konfiguriert ist, um für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, eine Bewegungssollposition (Pc) des Werkzeugs oder des Werkstücks basierend auf der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, zu berechnen, um eine relative Positionsbeziehung zwischen einem vorgegebenen Punkt (Si) des Werkzeugs oder des Werkstücks in dem Bild und einer Bildgebungsmittelposition (Ci) in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung zu bewahren; und eine Motorsteuereinheit (34), die konfiguriert ist, um den Motor derart zu steuern, dass das Werkzeug oder das Werkstück basierend auf der Bewegungssollposition axial bewegt wird.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einheit (56) zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, die konfiguriert ist, um als den vorgegebenen Punkt einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug oder dem Werkstück in dem Bild einzustellen, wobei der beliebige Punkt durch einen Bediener festgelegt wird.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einheit (56) zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, die konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Merkmalspunkt an dem Werkzeug oder dem Werkstück durch Analysieren des Bildes zu entnehmen und um den entnommenen Merkmalspunkt als den vorgegebenen Punkt einzustellen.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einheit zum Berechnen einer Sollposition eine Einheit (58a) zum Berechnen einer relativen Position umfasst, die konfiguriert ist, um eine relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt (Sr) und dem Bildgebungsmittelposition (Cr) in einem Maschinenkoordinatensystem basierend auf der Bildgebungsvergrößerung und einer Position des vorgegebenen Punktes in dem Bild zu berechnen, und wenn die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, die Einheit zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition basierend auf der berechneten relativen Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem und der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, berechnet.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, wobei: die relative Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem eine Richtung (D) des vorgegebenen Punktes, von der Bildgebungsmittelposition in dem Maschinenkoordinatensystem aus gesehen, und einen Abstand (Lr) zwischen der Bildgebungsmittelposition und dem vorgegebenen Punkt in dem Maschinenkoordinatensystem umfasst; und die Einheit zum Berechnen einer Sollposition berechnet die Bewegungssollposition, so dass sich der vorgegebene Punkt in eine Position eines Schnittpunktes zwischen der Richtung und einem Kreis, der einen Radius Lr × 1/α aufweist, gegenüber der Bildgebungsmittelposition in dem Maschinenkoordinatensystem bewegt, wobei α ein Verhältnis der Bildgebungsvergrößerung, nachdem sie geändert wurde, zur Bildgebungsvergrößerung, bevor sie geändert wird, bezeichnet, und Lr den Abstand bezeichnet.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: sich das Werkzeug oder das Werkstück entlang einer Ebene axial bewegt; der Motor umfasst: einen ersten Motor (20Y), der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück in einer ersten Richtung axial bewegt; und einen zweiten Motor (20Z), der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück in einer zweiten Richtung, die zu der ersten Richtung rechtwinklig ist, axial bewegt; wobei die Bildgebungsvorrichtung das Bild des Werkzeugs oder des Werkstücks aus einer Richtung aufnimmt, welche die Ebene kreuzt, die durch die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, wobei: die Bewegungssollposition eine erste Bewegungssollposition (Pcy) in der ersten Richtung und eine zweite Bewegungssollposition (Pcz) in der zweiten Richtung umfasst; die Einheit zum Berechnen einer Sollposition die erste Bewegungssollposition und die zweite Bewegungssollposition basierend auf der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, berechnet; und die Motorsteuereinheit den ersten Motor derart steuert, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück in der ersten Richtung zu der ersten Bewegungssollposition axial bewegt, und den zweiten Motor derart steuert, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück entlang der zweiten Richtung in die zweite Bewegungssollposition axial bewegt.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung, um eine axiale Bewegung einer Werkzeugmaschine (10) zu steuern, die konfiguriert ist, um eine Bearbeitung an einem Werkstück (W) unter Verwendung eines Werkzeugs (12) auszuführen, wobei: die Werkzeugmaschine einen Motor (20) umfasst, der konfiguriert ist, um eine axiale Bewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks zu bewirken; und das Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung umfasst: einen Bildgebungsschritt, der darin besteht, ein Bild des Werkzeugs oder des Werkstücks mit einer vorgegebenen Bildgebungsvergrößerung (M) aufzunehmen; einen Anzeigeschritt, der darin besteht, das aufgenommene Bild an einer Anzeigeeinheit (36) anzuzeigen; einen Schritt zum Berechnen einer Sollposition, der darin besteht, für den Fall, dass die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, eine Bewegungssollposition (Pc) des Werkzeugs oder des Werkstücks basierend auf der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, zu berechnen, um eine relative Positionsbeziehung zwischen einem vorgegebenen Punkt (S1) des Werkzeugs oder des Werkstücks in dem Bild und einer Bildgebungsmittelposition (Ci) in dem Bild vor und nach der Änderung der Bildgebungsvergrößerung zu bewahren; und einen Motorsteuerschritt, der darin besteht, den Motor derart zu steuern, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück basierend auf der Bewegungssollposition axial bewegt.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Schritt zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, der darin besteht, als den vorgegebenen Punkt einen beliebigen Punkt an dem Werkzeug oder dem Werkstück in dem Bild einzustellen, wobei der beliebige Punkt durch einen Bediener festgelegt wird.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Schritt zum Einstellen eines vorgegebenen Punktes, der darin besteht, einen vorbestimmten Merkmalspunkt an dem Werkzeug oder dem Werkstück durch Analysieren des Bildes einzustellen, und den entnommenen Merkmalspunkt als den vorgegebenen Punkt einzustellen.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Schritt zum Berechnen einer Sollposition einen Schritt zum Berechnen einer relativen Position umfasst, der darin besteht, eine relative Positionsbeziehung zwischen dem vorgegebenen Punkt (Sr) und der Bildgebungsmittelposition (Cr) in einem Maschinenkoordinatensystem basierend auf der Bildgebungsvergrößerung und einer Position des vorgegebenen Punktes in dem Bild zu berechnen, und in dem Schritt zum Berechnen einer Sollposition, wenn die Bildgebungsvergrößerung geändert wird, die Bewegungssollposition basierend auf der berechneten relativen Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem und der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, berechnet wird.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung nach Anspruch 11, wobei: die relative Positionsbeziehung in dem Maschinenkoordinatensystem eine Richtung (D) des vorgegebenen Punktes, von der Bildgebungsmittelposition in dem Maschinenkoordinatensystem aus gesehen, und einen Abstand (Lr) zwischen der Bildgebungsmittelposition und dem vorgegebenen Punkt in dem Maschinenkoordinatensystem umfasst; und der Schritt zum Berechnen einer Sollposition die Bewegungssollposition derart berechnet, dass sich der vorgegebene Punkt in eine Position eines Schnittpunktes zwischen der Richtung und einem Kreis, der einen Radius Lr × 1/α aufweist, gegenüber der Bildgebungsmittelposition in dem Maschinenkoordinatensystem bewegt, wobei α ein Verhältnis der Bildgebungsvergrößerung, nachdem sie geändert wurde, zur Bildgebungsvergrößerung, bevor sie geändert wird, bezeichnet, und Lr den Abstand bezeichnet.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei: sich das Werkzeug oder das Werkstück entlang einer Ebene axial bewegt; und der Motor umfasst: einen ersten Motor (20Y), der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück in einer ersten Richtung axial bewegt; und einen zweiten Motor (20Z), der konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück in einer zweiten Richtung, die zu der ersten Richtung rechtwinklig ist, axial bewegt; wobei in dem Bildgebungsschritt das Bild des Werkzeugs oder des Werkstücks aus einer Richtung aufgenommen wird, welche die Ebene kreuzt, die durch die erste Richtung und die zweite Richtung definiert ist.
Verfahren zum Steuern einer axialen Bewegung nach Anspruch 13, wobei: die Bewegungssollposition eine erste Bewegungssollposition (Pcy) in der ersten Richtung und eine zweite Bewegungssollposition (Pcz) in der zweiten Richtung umfasst; der Schritt zum Berechnen einer Sollposition die erste Bewegungssollposition und die zweite Bewegungssollposition basierend auf der Bildgebungsvergrößerung, bevor und nachdem sie geändert wurde, berechnet; und der Motorsteuerschritt den ersten Motor derart steuert, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück entlang der ersten Richtung in die erste Bewegungssollposition axial bewegt, und den zweiten Motor derart steuert, dass sich das Werkzeug oder das Werkstück entlang der zweiten Richtung in die zweite Bewegungssollposition axial bewegt.