DE102019202908A1 - Numerisches Steuersystem - Google Patents

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DE102019202908A1
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Abstract

Ein numerisches Steuersystem wird bereitgestellt, das in der Lage ist, Bildgebungsergebnisse einer Maschine oder eines Werkstücks, die durch eine Bildgebungsvorrichtung aufgenommen worden sind, in einem Programm wiederzugeben. Ein numerisches Steuersystem 1 beinhaltet eine Bildverarbeitungsvorrichtung 20, die eine Bildverarbeitung an Bildern einer Maschine oder eines Werkstücks, die durch eine Bildgebungsvorrichtung 2 aufgenommen worden sind, durchführt, und eine numerische Steuereinheit 10. Die numerische Steuereinheit 10 beinhaltet eine Programmanalyseeinheit 11 und eine Betriebssteuerinformations-Speichereinheit 12, die Betriebssteuerinformationen der Maschine, der Bildgebungsvorrichtung 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 in einem Format speichert, das durch die Programmanalyseeinheit 11 gelesen und geschrieben werden kann. Das numerische Steuersystem 1 beinhaltet eine Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen, die Befehle oder die Betriebssteuerinformationen, die in der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit 12 gespeichert sind, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente umwandelt, bei denen es sich um Einstellwerte in einem Format handelt, das durch die Bildgebungsvorrichtung 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erkannt werden kann, und Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, bei denen es sich um die Ergebnisse der Bildverarbeitung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 handelt, in Betriebssteuerinformationen in einem Format umwandelt, das durch die Programmanalyseeinheit 11 erkannt werden kann.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein numerisches Steuersystem, das Werkzeugmaschinen, Industriemaschinen, Industrieroboter oder dergleichen steuert.
  • Verwandte Technik
  • In den letzten Jahren werden Bilder, die durch eine Videokamera aufgenommen werden, die an einem Bearbeitungswerkstück in einer Werkzeugmaschine, einer Peripheriemaschine und dergleichen angebracht ist, zur Fernüberwachung eines Bearbeitungswerkstücks und einer Peripheriemaschine, einer Qualitätssteuerung auf Grundlage einer Aufzeichnung von Bildern und Videos eines bearbeiteten Werkstücks verwendet. Patentdokument 1 offenbart eine numerische Steuereinheit mit einer Funktion zum Betreiben einer Videokamera, die mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist. Beim Betreiben der Videokamera muss die numerische Steuereinheit Einstellwerte (zum Beispiel die Auswahl einer Videokamera, einer Auflösung und einer Rahmennummer) bestimmen, die zum Betreiben der Videokamera erforderlich sind. Patentdokument 1 offenbart eine Technologie zum Bestimmen entsprechender Einstellwerte einer Videokamera mithilfe eines Arguments eines G-Code-Befehls.
  • Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2014-63434
  • Übersicht über die Erfindung
  • Wenn Bildgebungs- und Bildverarbeitungsergebnisse (zum Beispiel OK/NG, gemessene Längen, Flächen) eines Werkzeugs oder eines Werkstücks einer Maschine, die durch eine Bildgebungsvorrichtung aufgenommen worden sind, in einem NC-Programm wiedergegeben (reflected) werden können, kann dies zweckmäßig sein, da das NC-Programm entsprechend den Bildgebungs- und Bildverarbeitungsergebnissen geändert werden kann. G-Code-Befehle können die Bildgebungs- und Bildverarbeitungsergebnisse jedoch nicht empfangen, und die Bildgebungs- und Bildverarbeitungsergebnisse können nicht in einem NC-Programm wiedergegeben werden.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein numerisches Steuersystem bereitzustellen, das in der Lage ist, Bildgebungsergebnisse einer Maschine oder eines Werkstücks, die durch eine Bildgebungsvorrichtung aufgenommen worden sind, in einem Programm wiederzugeben.
  • (1) Ein numerisches Steuersystem (zum Beispiel ein im Folgenden beschriebenes numerisches Steuersystem 1, 1B) gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein numerisches Steuersystem, das eine Maschine steuert, die eine vorgegebene Verarbeitung an einem Werkstück (zum Beispiel einem im Folgenden beschriebenen Werkstück W) durchführt, das beinhaltet: eine Bildverarbeitungsvorrichtung (zum Beispiel eine im Folgenden beschriebene Bildverarbeitungsvorrichtung 20), die eine Bildverarbeitung an Bildern einer Maschine (die zum Beispiel ein im Folgenden beschriebenes Werkzeug T beinhaltet) oder eines Werkstücks, die durch eine Bildgebungsvorrichtung (zum Beispiel einen im Folgenden beschriebenen Vision-Sensor 2) aufgenommen worden sind, durchführt; und eine numerische Steuereinheit (zum Beispiel eine im Folgenden beschriebene numerische Steuereinheit 10, 10B), die die Maschine und die Bildverarbeitungsvorrichtung auf Grundlage eines Programms steuert, wobei die numerische Steuereinheit oder die Bildverarbeitungsvorrichtung die Bildgebungsvorrichtung steuert, wobei die numerische Steuereinheit beinhaltet: eine Programmanalyseeinheit (zum Beispiel eine im Folgenden beschriebene NC-Programmanalyseeinheit 11 oder Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B), die das Programm analysiert; und eine Betriebssteuerinformations-Speichereinheit (zum Beispiel eine im Folgenden beschriebene Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 oder Signalspeichereinheit 12B), die Betriebssteuerinformationen, die zum Steuern von Betrieben der Maschine, der Bildgebungsvorrichtung und der Bildverarbeitungsvorrichtung erforderlich sind, in einem Format speichert, das durch die Programmanalyseeinheit gelesen und geschrieben werden kann, und wobei das numerische Steuersystem beinhaltet: eine Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen (zum Beispiel eine im Folgenden beschriebene Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern und Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen), die Befehle, die die Programmanalyseeinheit aus dem Programm liest, oder die Betriebssteuerinformationen, die in der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit gespeichert sind, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente umwandelt, bei denen es sich um Einstellwerte in einem Format handelt, das durch die Bildgebungsvorrichtung und die Bildverarbeitungsvorrichtung erkannt werden kann, und Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, bei denen es sich um Ergebnisse der Bildverarbeitung von der Bildverarbeitungsvorrichtung handelt, in Betriebssteuerinformationen in einem Format umwandelt, das durch die Programmanalyseeinheit erkannt werden kann.
  • (2) In dem numerischen Steuersystem gemäß (1) kann es sich bei der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit um Makrovariablen handeln, die durch die Programmanalyseeinheit gelesen und geschrieben werden können.
  • (3) In dem numerischen Steuersystem gemäß (1) oder (2) kann die Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen in der numerischen Steuereinheit angeordnet sein.
  • (4) In dem numerischen Steuersystem gemäß (1) oder (2) kann die Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen in der Bildverarbeitungsvorrichtung angeordnet sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Bildgebungsergebnisse einer Maschine oder eines Werkstücks, die durch eine Bildgebungsvorrichtung aufgenommen worden sind, in einem Programm wiederzugeben.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 2 ist ein Schaubild, das eine numerische Steuereinheit und eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die in 1 veranschaulicht sind, ausführlich veranschaulicht.
    • 3 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines NC-Programms zum Steuern eines Vision-Sensors und einer Bildverarbeitungsvorrichtung während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks veranschaulicht.
    • 4 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks durch das numerische Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 5A ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einer Bewegungsbahn eines Werkzeugs gemäß dem NC-Programm und einem großen Gussteil veranschaulicht.
    • 5B ist ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einer Bewegungsbahn eines Werkzeugs gemäß dem NC-Programm und einem kleinen Gussteil veranschaulicht.
    • 6A ist ein Schaubild, das eine Anordnung eines Vision-Sensors gemäß einem Beispiel 1 veranschaulicht.
    • 6B ist ein Schaubild, das ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung gemäß Beispiel 1 veranschaulicht.
    • 6C ist ein Schaubild, das eine Makrovariablenwertetabelle gemäß Beispiel 1 veranschaulicht.
    • 7 ist ein Schaubild, das ein NC-Programm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 1 veranschaulicht.
    • 8A ist ein Schaubild, das eine Anordnung eines Vision-Sensors gemäß einem Beispiel 2 veranschaulicht.
    • 8B ist ein Schaubild, das ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung gemäß Beispiel 2 veranschaulicht.
    • 8C ist ein Schaubild, das eine Makrovariablenwertetabelle gemäß Beispiel 2 veranschaulicht.
    • 9A ist ein Schaubild, das ein NC-Programm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 2 veranschaulicht.
    • 9B ist ein Schaubild, das einen Betrieb gemäß dem in 9A veranschaulichten NC-Programm (während eines Bearbeitens) veranschaulicht.
    • 10A ist ein Schaubild zum Beschreiben eines Toleranzbetrags.
    • 10B ist ein Schaubild, das ein Beispiel für ein NC-Programm (während eines Bearbeitens) veranschaulicht, das einen Toleranzbetrag bestimmt.
    • 11A ist ein Schaubild, das eine Anordnung eines Vision-Sensors gemäß einem Beispiel 3 veranschaulicht.
    • 11B ist ein Schaubild, das ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung gemäß Beispiel 3 veranschaulicht.
    • 11C ist ein Schaubild, das eine Makrovariablenwertetabelle gemäß Beispiel 3 veranschaulicht.
    • 12 ist ein Schaubild, das ein NC-Programm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 3 veranschaulicht.
    • 13A ist ein Schaubild, das eine Anordnung eines Vision-Sensors gemäß einem Beispiel 4 veranschaulicht.
    • 13B ist ein Schaubild, das ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung gemäß Beispiel 4 veranschaulicht.
    • 13C ist ein Schaubild, das eine Makrovariablenwertetabelle gemäß Beispiel 4 veranschaulicht.
    • 14A ist ein Schaubild, das ein NC-Programm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 4 veranschaulicht.
    • 14B ist ein Schaubild, das ein NC-Programm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 4 veranschaulicht.
    • 14C ist ein Schaubild, das ein NC-Programm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 4 veranschaulicht.
    • 15 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 16 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks durch das numerische Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 17 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 18 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (den linken Teil) und die Beschreibung (den rechten Teil) eines Leiterprogramms zum Steuern eines Vision-Sensors und einer Bildverarbeitungsvorrichtung während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks veranschaulicht.
    • 19 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks durch das numerische Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 20A ist ein Schaubild, das eine Anordnung eines Vision-Sensors gemäß einem Beispiel 5 veranschaulicht.
    • 20B ist ein Schaubild, das ein Leiterprogramm zur Bildgebung und Bildverarbeitung gemäß Beispiel 5 veranschaulicht.
    • 20C ist ein Schaubild, das einen Signalbereich gemäß Beispiel 5 veranschaulicht.
    • 21 ist ein Schaubild, das ein Leiterprogramm einschließlich eines Anwendungsbeispiels von Bildverarbeitungsergebnissen gemäß Beispiel 5 veranschaulicht.
    • 22 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 23 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines NC-Programms zum Steuern eines Vision-Sensors und einer Bildverarbeitungsvorrichtung während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks veranschaulicht.
    • 24 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks durch das numerische Steuersystem gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 25 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines NC-Programms zum Steuern eines Vision-Sensors und einer Bildverarbeitungsvorrichtung während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks veranschaulicht.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Im Folgenden wird ein Beispiel für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Zeichnungen werden dieselben oder entsprechende Abschnitte mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Ein in 1 veranschaulichtes numerisches Steuersystem 1 ist ein System, das eine (nicht veranschaulichte) Werkzeugmaschine steuert und eine numerische Steuereinheit 10 und eine Bildverarbeitungsvorrichtung 20 beinhaltet. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 verarbeitet Bilder eines Werkzeugs T oder eines Werkstücks W einer Werkzeugmaschine, die durch einen Vision-Sensor (eine Bildgebungsvorrichtung) 2 aufgenommen worden sind. Der Vision-Sensor 2 bildet das Werkzeug T oder das Werkstück W einer Werkzeugmaschine ab. Die Bildgebungsvorrichtung ist nicht auf einen Vision-Sensor beschränkt, und verschiedene Bildgebungsvorrichtungen wie zum Beispiel eine Kamera oder ein 3-dimensionaler Vision-Sensor können verwendet werden. Das Bild, das von der Bildgebungsvorrichtung für die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 bereitgestellt wird, ist nicht auf ein monochromes Bild, ein Farbbild, ein Entfernungsbild oder dergleichen beschränkt und kann eine 3-dimensionale Punktwolke oder dergleichen beinhalten. Die numerische Steuereinheit 10 steuert eine Werkzeugmaschine auf Grundlage eines NC-Programms während eines Bearbeitens des Werkstücks W. Darüber hinaus steuert die numerische Steuereinheit 10 den Vision-Sensor 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 auf Grundlage des NC-Programms während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W. In der folgenden Beschreibung werden die numerische Steuereinheit 10 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 mit einem Schwerpunkt hauptsächlich darauf, wann eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durchgeführt werden, ausführlich beschrieben.
  • 2 ist ein Schaubild, das die numerische Steuereinheit 10 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20, die in 1 veranschaulicht sind, ausführlich veranschaulicht. Wie in 2 veranschaulicht, beinhaltet die numerische Steuereinheit 10 eine NC-Programmanalyseeinheit (eine Programmanalyseeinheit) 11, eine Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit (eine Betriebssteuerinformations-Speichereinheit) 12, eine Datenübertragungseinheit 13 und eine Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern (eine Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen) 14.
  • 3 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines NC-Programms zum Steuern des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht, beinhaltet das NC-Programm G-Code-Befehle, M-Code-Befehle und Makrovariablen. Zum Beispiel
    ist „G810“ ein Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl (G-Code-Befehl).
    ist „#100“ eine Makrovariable, die einen zu verwendenden Vision-Sensor bestimmt.
    ist „#101“ eine Makrovariable, die eine Nummer eines Bildverarbeitungsprogramms bestimmt.
    ist „#201“ eine Makrovariable, die Ausführungsergebnisse (Koordinatenwerte von Messpunkten) angibt.
  • Das NC-Programm wird in einem (nicht veranschaulichten) überschreibbaren Speicher wie zum Beispiel einem EEPROM gespeichert.
  • Die NC-Programmanalyseeinheit 11 liest jeden Block des NC-Programms und analysiert einen Befehlsinhalt. Wenn es sich bei dem Befehl um einen Makrovariablen-Schreibbefehl handelt, schreibt die NC-Programmanalyseeinheit 11 einen Makrovariablenwert in eine Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12. Im Besonderen schreibt die NC-Programmanalyseeinheit 11 einen Makrovariablenwert (zum Beispiel die rechte Seite einer Gleichung), der in dem Befehl festgelegt ist, in einen Bereich einer Makrovariablenwertetabelle, der einer Makrovariablennummer (zum Beispiel der linken Seite einer Gleichung) entspricht, die in dem Befehl bestimmt ist. Wenn es sich demgegenüber, wie in 3 veranschaulicht, bei dem Befehl um einen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl handelt, gibt die NC-Programmanalyseeinheit 11 den Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl an die Datenübertragungseinheit 13 aus.
  • Die Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 speichert die Einstellwerte (zum Beispiel Werkzeuginformationen, Werkstückinformationen und einen Koordinatenwert eines charakteristischen Abschnitts), die zum Steuern des Betriebs einer Werkzeugmaschine erforderlich sind, als Werte von Makrovariablen. Darüber hinaus speichert die Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 die Einstellwerte (zum Beispiel die Auflösung des Vision-Sensors 2 und einen Namen eines Bildverarbeitungsprogramms), die zum Steuern des Betriebs des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, als Werte von Makrovariablen. Diese Einstellwerte werden festgelegt, wenn das NC-Programm ausgeführt wird. Des Weiteren speichert die Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 die Informationen über das Werkzeug T oder das Werkstück W, die als Ergebnisse der Bildverarbeitung durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 gewonnen werden, als Werte von Makrovariablen. Beispielsweise wird die Makrovariablenwertetabelle in dem oben beschriebenen Beispiel wie folgt festgelegt.
    #100: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors
    #101: Nummer des Bildverarbeitungsprogramms
    #201: Ausführungsergebnisse (Koordinatenwerte von Messpunkten)
  • Hier handelt es sich bei den Variablennummern „#100“ und „#101“ um Makrovariablennamen, in denen die Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen, die im Folgenden beschrieben werden, gespeichert werden, und die Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors und die Nummer des Bildverarbeitungsprogramms sind die Werte der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente. Darüber hinaus handelt es sich bei der Variablennummer „#201“ um einen Makrovariablennamen, in dem die Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen, die im Folgenden beschrieben werden, gespeichert werden, und die Ausführungsergebnisse (die Koordinatenwerte von Messpunkten) sind die Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente. Auf diese Weise speichert die Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 verschiedene Einstellwerte, die zum Steuern des Betriebs der Werkzeugmaschine, des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, als Makrovariablenwerte in dem Format, das durch die NC-Programmanalyseeinheit 11 gelesen und geschrieben werden kann. Mit anderen Worten, bei der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 handelt es sich um einen Bereich, in dem ein NC-Programmersteller Daten lesen und schreiben kann und in dem die NC-Programmanalyseeinheit 11 Daten lesen und schreiben kann. Bei der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 handelt es sich um einen überschreibbaren Speicher wie zum Beispiel einen EEPROM.
  • Die Datenübertragungseinheit 13 liest die Einstellwerte, die zum Betreiben des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, aus der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12, wenn ein Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl von der NC-Programmanalyseeinheit 11 ausgegeben wird. Die Datenübertragungseinheit 13 überträgt den Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl und den Einstellwert (die im Folgenden beschriebenen Bildverarbeitungs-Eingabeelemente und deren Werte), die aus der Makrovariablenwertetabelle gelesen worden sind, zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 oder zu dem Vision-Sensor 2. Darüber hinaus empfängt die Datenübertragungseinheit 13 die Ausführungsergebnisse einer Bildverarbeitung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 und schreibt die empfangenen Ausführungsergebnisse (die im Folgenden beschriebenen Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente und deren Werte) in die Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12. Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die Datenübertragungseinheit 13 ein Lesen der Einstellwerte aus der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 und ein Schreiben der Ausführungsergebnisse der Bildgebung und der Bildverarbeitung in die Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 mithilfe der Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern durch. Die Datenübertragungseinheit 13 beinhaltet eine Datenübertragungs-Schnittstelle, die mit Standards zur drahtgebundenen oder drahtlosen Datenübertragung wie zum Beispiel LAN oder WAN oder Nahfeld-Datenübertragungsstandards wie zum Beispiel Bluetooth oder Wi-Fi kompatibel ist.
  • Beim Lesen der Einstellwerte aus der Makrovariablenwertetabelle wandelt die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern die Einstellwerte (Makrovariablenwerte), die zum Betreiben des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, die in der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 gespeichert sind, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente um, bei denen es sich um Einstellwerte in einem Format handelt, das durch den Vision-Sensor 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erkannt werden kann. Beim Schreiben der Ausführungsergebnisse der Bildgebung und der Bildverarbeitung in die Makrovariablenwertetabelle wandelt die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern demgegenüber die Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, bei denen es sich um die Ergebnisse der Bildverarbeitung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 handelt, in Variablen (Makrovariablen) in dem Format um, das durch die NC-Programmanalyseeinheit 11 erkannt werden kann.
  • Wie in 2 veranschaulicht, beinhaltet die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 eine Datenübertragungseinheit 21 und eine Bildverarbeitungseinheit 22. Die Datenübertragungseinheit 21 überträgt einen von der numerischen Steuereinheit 10 empfangenen Bildgebungs-Aktivierungsbefehl und die Einstellwerte, die zum Betreiben des Vision-Sensors 2 erforderlich sind, zu dem Vision-Sensor 2. Darüber hinaus empfängt die Datenübertragungseinheit 21 die aufgenommenen Bilder des Werkzeugs T oder des Werkstücks W von dem Vision-Sensor 2 und gibt die empfangenen aufgenommenen Bilder an die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 aus. Die Datenübertragungseinheit 13 beinhaltet eine Datenübertragungs-Schnittstelle, die mit Standards zur drahtgebundenen oder drahtlosen Datenübertragung wie zum Beispiel LAN oder WAN oder Nahfeld-Datenübertragungsstandards wie zum Beispiel Bluetooth oder Wi-Fi kompatibel ist.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 22 verarbeitet die Bilder von dem Vision-Sensor 2 auf Grundlage des von der numerischen Steuereinheit 10 empfangenen Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehls und der Einstellwerte, die zum Betreiben der Bildverarbeitungseinheit 22 erforderlich sind, und überträgt die Ausführungsergebnisse der Bildverarbeitung als Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente zu der numerischen Steuereinheit 10.
  • Die numerische Steuereinheit 10 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 sind als Rechenprozessor wie zum Beispiel als digitaler Signalprozessor (DSP) oder als feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) ausgebildet. Verschiedene Funktionen der numerischen Steuereinheit 10 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 werden zum Beispiel durch Ausführen einer in einer Speichereinheit gespeicherten vorgegebenen Software (Programme und Anwendungen) umgesetzt. Verschiedene Funktionen der numerischen Steuereinheit 10 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 können durch Zusammenwirken von Hardware und Software umgesetzt werden und können nur durch Hardware (elektronische Schaltungen) umgesetzt werden.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Zuerst liest die NC-Programmanalyseeinheit 11 der numerischen Steuereinheit 10 einen Block eines NC-Programms (S1) und analysiert einen Befehlsinhalt (S2). Wenn es sich bei dem Befehl um einen Makrovariablen-Schreibbefehl handelt, schreibt die NC-Programmanalyseeinheit 11 einen Makrovariablenwert in die Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 (S3). Im Besonderen schreibt die NC-Programmanalyseeinheit 11 einen Makrovariablenwert (zum Beispiel die rechte Seite einer Gleichung), der in dem Befehl festgelegt ist, in einen Bereich der Makrovariablenwertetabelle, der der Makrovariablennummer (zum Beispiel der linken Seite einer Gleichung) entspricht, die in dem Befehl bestimmt ist (S3). Anschließend geht der Ablauf zu Schritt S11 über, der im Folgenden beschrieben wird.
  • Wenn es sich demgegenüber bei dem Befehl in Schritt S2 um einen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl handelt, fordert die Datenübertragungseinheit 13 die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern auf, die Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen zu lesen (S4). Anschließend wandelt die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern die Bildverarbeitungs-Eingabeelemente in vorgegebene Variablennummern um, liest die Werte der umgewandelten Variablennummern aus der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 und gibt die gelesenen Werte der Variablennummern als Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen an die Datenübertragungseinheit 13 zurück (S5). Anschließend überträgt die Datenübertragungseinheit 13 den Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl und die Werte der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente, die von der Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern erfasst worden sind, zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 (S6).
  • Die Bildverarbeitungseinheit 22 der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 betreibt den Vision-Sensor 2 über die Datenübertragungseinheit 21 auf Grundlage des von der numerischen Steuereinheit 10 empfangenen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehls und führt eine Bildgebung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W der Werkzeugmaschine durch (S7). Anschließend führt die Bildverarbeitungseinheit 22 eine Bildverarbeitung an den aufgenommenen Bildern von dem Vision-Sensor 2 durch und gewinnt die Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen, die den Werten von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen entsprechen (S8).
  • Anschließend erfasst die Datenübertragungseinheit 13 der numerischen Steuereinheit 10 die Werte (Ausführungsergebnisse) von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 und gibt diese an die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern aus (S9). Anschließend betrachtet die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern die von der Datenübertragungseinheit 13 erfassten Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen als Werte von vorgegebenen Variablennummern und schreibt diese in den Bereich der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12, die den Variablennummern entsprechen (S10).
  • Anschließend ermittelt die NC-Programmanalyseeinheit 11, ob eine Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms beendet ist (S11). Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms nicht beendet ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S1 zurück, und die Prozesse der Schritte S1 bis S11 werden für den nächsten Block des NC-Programms durchgeführt. Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms demgegenüber in Schritt S11 beendet worden ist, beendet das numerische Steuersystem 1 den Betrieb der Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W.
  • Wenngleich im Folgenden die vorliegende Ausführungsform anhand spezifischer Beispiele ausführlich beschrieben wird, ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf diese spezifischen Beispiele beschränkt.
  • Beispiel 1
  • Wie zum Beispiel in 5A und 5B veranschaulicht, wird, da reine Gussteile von Gussteil zu Gussteil unterschiedliche Abmessungen aufweisen, das NC-Programm so erstellt, dass sogar ein Gussteil mit großen Abmessungen bearbeitet werden kann. Wenn dieses NC-Programm für ein Gussteil mit kleinen Abmessungen verwendet wird, nimmt eine Neben(Luftschnitt)-Zeit auf einer Bewegungsbahn eines Werkzeugs zu und nimmt eine unnötige Bearbeitungszeit zu.
  • Daher wird in Beispiel 1 der Koordinatenwert einer obersten Fläche eines Gussteils W als Makrovariablenwert durch Bildgebung und Bildverarbeitung des Gussteils W in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert. Auf diese Weise kann der Koordinatenwert der obersten Fläche des Gussteils W in dem NC-Programm wiedergegeben werden. Wie in 6A veranschaulicht, wird ein Vision-Sensor 2 (zum Beispiel ein 3-dimensionaler Vision-Sensor) so bereitgestellt, dass er dem Gussteil W zugewandt ist. Anschließend empfängt die Bildverarbeitungseinheit durch den Vision-Sensor 2 aufgenommene Bilder (zum Beispiel eine 3-dimensionale Punktwolke) des Gussteils W und berechnet den Koordinatenwert der obersten Fläche des Gussteils W auf Grundlage der Bilder. Dies kann durch gewöhnliche Bildverarbeitungs-Software umgesetzt werden. Wie in 6B veranschaulicht, wird anschließend ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung erstellt. In diesem Fall werden das Bildverarbeitungs-Eingabeelement und das Bildverarbeitungs-Ausgabeelement wie folgt festgelegt.
    Bildverarbeitungs-Eingabeelement: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors (#100), Nummer des Bildverarbeitungsprogramms (#101)
    Bildverarbeitungs-Ausgabeelement: Koordinatenwert der obersten Fläche des Gussteils W (#201)
    Anschließend, wenn das NC-Programm ausgeführt wird, werden eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung gemäß dem Ablaufplan von 4 ausgeführt, und die Ausführungsergebnisse der Bildverarbeitung werden in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert, wie in 6C veranschaulicht.
  • Auf diese Weise kann ein NC-Programmersteller die Makrovariablenwertetabelle während eines Bearbeitens lesen und ein solches NC-Programm erstellen, dass lediglich ein Bereich bearbeitet (zum Beispiel geschnitten) wird, in dem sich das Gussteil W befindet. Beispielsweise kann die NC-Programmanalyseeinheit 11 die in 6C veranschaulichte Makrovariablenwertetabelle lesen und, wenn der Wert in #201 (der Koordinatenwert der obersten Fläche des Gussteils) klein ist, das NC-Programm so erstellen, dass Blöcke zum Bearbeiten eines Abschnitts, der höher als die oberste Fläche liegt, nicht ausgeführt werden, wie in 7 veranschaulicht. Auf diese Weise nimmt die Neben(Luftschnitt)-Zeit ab und wird die Bearbeitungszeit verkürzt.
  • Beispiel 2
  • Wie in 8A veranschaulicht, können sich beim Bearbeiten eines Werkstücks W Späne in einem Bearbeitungsbereich ansammeln. Wenn sich zu viele Späne in dem Bearbeitungsbereich ansammeln, kann es zu einer Störung einer Maschine oder zu einem Bearbeitungsfehler des Werkstücks W kommen.
  • Daher werden in Beispiel 2 eine Spanablagerungsmenge und ein Spanablagerungsbereich (Positionen von Punkten) als Makrovariablenwerte durch Bildgebung und Bildverarbeitung des Bearbeitungsbereichs des Werkstücks W in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert. Auf diese Weise kann ein NC-Programm so erstellt werden, dass die Späne entsprechend der Spanablagerungsmenge und dem Spanablagerungsbereich (den Positionen von Punkten) in dem Bearbeitungsbereich des Werkstücks W entfernt werden. Wie in 8A veranschaulicht, wird zuerst der Vision-Sensor 2 so bereitgestellt, dass er einem Bereich zugewandt ist, in dem Späne des Werkstücks W wahrscheinlich abgelagert werden. Anschließend empfängt die Bildverarbeitungseinheit 22 durch den Vision-Sensor 2 aufgenommene Bilder eines Bereichs, in dem Späne des Werkstücks W wahrscheinlich abgelagert werden, erzeugt ein Flag, das angibt, dass sich eine bestimmte Menge an Spänen angesammelt hat, und berechnet den Spanablagerungsbereich (die Positionen von Punkten) X und Y auf Grundlage der Bilder. Ob Späne abgelagert werden, oder die Position einer Ablagerung kann zum Beispiel durch Erkennen eines Helligkeitsunterschiedes etwa mithilfe eines Histogramms berechnet werden. Dies kann durch gewöhnliche Bildverarbeitungs-Software umgesetzt werden. Wie in 8B veranschaulicht, wird anschließend ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung erstellt. In diesem Fall werden das Bildverarbeitungs-Eingabeelement und das Bildverarbeitungs-Ausgabeelement wie folgt festgelegt.
    Bildverarbeitungs-Eingabeelement: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors (#100), Nummer des Bildverarbeitungsprogramms (#101)
    Bildverarbeitungs-Ausgabeelement: Flag, das angibt, dass sich eine bestimmte Menge an Spänen angesammelt hat, Spanablagerungsbereich (Positionen von Punkten) X, Y (#201, #202, #203).
    Anschließend, wenn das NC-Programm ausgeführt wird, werden eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung gemäß dem Ablaufplan von 4 ausgeführt, und die Ausführungsergebnisse der Bildverarbeitung werden in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert, wie in 8C veranschaulicht.
  • Auf diese Weise kann ein NC-Programmersteller die Makrovariablenwertetabelle während eines Bearbeitens lesen und ein solches NC-Programm erstellen, dass ein Tisch so bewegt wird, dass eine Schneidflüssigkeit mit dem Spanablagerungsbereich des Werkstücks W in Kontakt kommt, wie in 9A und 9B veranschaulicht. Auf diese Weise ist es möglich zu bewirken, dass die Schneidflüssigkeit intensiv mit den Spänen in Kontakt kommt, um die Späne zu entfernen und eine Störung der Maschine oder einen Bearbeitungsfehler des Werkstücks W zu verhindern.
  • Beispiel 3
  • Wie in 10A und 10B veranschaulicht, weist ein Bearbeitungsprogramm eine Eckverbindungsfunktion auf, die Eckabschnitte gleichmäßig verbindet. Bei der Eckverbindungsfunktion kann ein Toleranzbetrag (ein oberer Grenzwert, bis zu dem eine Form eines Bearbeitungswerkstücks von einer geplanten Form abweichen darf) eines NC-Programms als Argument bestimmt werden. Wenn tatsächlich eine Bearbeitung durchgeführt wird, tritt jedoch unnötigerweise ein Fehler bei einer Inneneckenbearbeitung aufgrund einer Servoverzögerung auf, und der Toleranzbetrag kann auf einen um einen Betrag, der dem Fehler bei der Inneneckenbearbeitung entspricht, kleineren Wert neu festgelegt werden. Eine manuelle Neufestlegung des Toleranzbetrags erfordert jedoch Zeit.
  • Daher wird in Beispiel 3 die Entfernung eines Abschnitts, in dem eine tatsächliche Form des Werkstücks W am stärksten von einer gewünschten Form abweicht, als Makrovariablenwert durch die Bildgebung und die Bildverarbeitung des Werkstücks W in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert. Auf diese Weise kann das NC-Programm so erstellt werden, dass der Toleranzbetrag automatisch korrigiert wird. Wie in 11A veranschaulicht, wird der Vision-Sensor 2 zuerst so bereitgestellt, dass er dem Werkstück W zugewandt ist. Anschließend empfängt die Bildverarbeitungseinheit die durch den Vision-Sensor 2 aufgenommenen Bilder des Werkstücks W und berechnet die Entfernung eines Abschnitts, in dem die tatsächliche Form am stärksten von einer idealen Form abweicht, auf Grundlage der Bilder. Beispielsweise können die Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente wie folgt berechnet werden.
    • - Eine ideale Form des Werkstücks W wird im Voraus gelehrt.
    • - Die Entfernung zwischen einem beliebigen idealen Punkt einer idealen Form und einem beliebigen tatsächlichen Punkt einer Bearbeitungsform der gewonnenen tatsächlichen Form wird für eine Mehrzahl von beliebigen Punkten berechnet.
    • - Der kleinste Wert der Entfernungen zwischen einem „idealen Punkt“ und einer Mehrzahl von „tatsächlichen Punkten einer Bearbeitungsform“ wird gewählt.
    • - Die kleinsten Werte einer Mehrzahl von „idealen Punkten“ werden gewählt, und der größte Wert von diesen wird ausgegeben.
  • Dies kann durch gewöhnliche Bildverarbeitungs-Software umgesetzt werden. Wie in 11B veranschaulicht, wird anschließend ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung erstellt. In diesem Fall werden das Bildverarbeitungs-Eingabeelement und das Bildverarbeitungs-Ausgabeelement wie folgt festgelegt.
    Bildverarbeitungs-Eingabeelement: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors (#100), Nummer des Bildverarbeitungsprogramms (#101)
    Bildverarbeitungs-Ausgabeelement: Eine Entfernung eines Abschnitts, in dem eine tatsächliche Form am stärksten von einer gewünschten Form abweicht (#201)
    Anschließend, wenn das NC-Programm ausgeführt wird, werden eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung gemäß dem Ablaufplan von 4 ausgeführt, und die Ausführungsergebnisse der Bildverarbeitung werden in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert, wie in 11C veranschaulicht.
  • Auf diese Weise ist es möglich, ein NC-Programm zu erstellen, das den bestimmten Wert des Toleranzbetrags auf Grundlage der Entfernung des Abschnitts, in dem die tatsächliche Form am stärksten von einer gewünschten Form abweicht, automatisch korrigiert, wie in 12 dargestellt. Daher ist es möglich, die Zeit und den Aufwand zum manuellen Neufestlegen des Toleranzbetrags zu beseitigen.
  • Beispiel 4
  • In Beispiel 4 wird eine Werkzeuglänge durch eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung eines Werkzeugs T in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert. Auf diese Weise kann ein Programm so erstellt werden, dass ein Werkzeug ausgewechselt, eine Bearbeitung beendet, Werkzeuginformationen in einer numerischen Steuereinheit festgelegt werden oder dergleichen. Wie in 13A veranschaulicht, wird der Vision-Sensor 2 zuerst so bereitgestellt, dass er dem Werkzeug T zugewandt ist. Anschließend empfängt die Bildverarbeitungseinheit die durch den Vision-Sensor 2 aufgenommenen Bilder des Werkzeugs T und berechnet eine Werkzeuglänge auf Grundlage der Bilder. Dies kann durch gewöhnliche Bildverarbeitungs-Software umgesetzt werden. Wie in 13B veranschaulicht, wird anschließend ein NC-Programm zur Bildgebung und Bildverarbeitung erstellt. In diesem Fall werden das Bildverarbeitungs-Eingabeelement und das Bildverarbeitungs-Ausgabeelement wie folgt festgelegt.
    Bildverarbeitungs-Eingabeelement: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors (#100), Nummer des Bildverarbeitungsprogramms (#101)
    Bildverarbeitungs-Ausgabeelement: Werkzeuglänge (#201)
    Anschließend, wenn das NC-Programm ausgeführt wird, werden eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung gemäß dem Ablaufplan von 4 ausgeführt, und die Ausführungsergebnisse der Bildverarbeitung werden in der Makrovariablenwertetabelle gespeichert, wie in 13C veranschaulicht.
  • Auf diese Weise ist es möglich, die Makrovariablenwertetabelle während eines Bearbeitens zu lesen, und wenn die als Bildverarbeitungsergebnis gewonnene Werkzeuglänge sich von einer im Voraus in der numerischen Steuereinheit 10 festgelegten Werkzeuglänge unterscheidet, ist es möglich, ein NC-Programm entsprechend einer Situation auf Grundlage der Feststellung eines Programmierers des NC-Programms wie folgt zu erstellen.
    1. (A) Ein NC-Programm kann so erstellt werden, dass, wenn ein Werkzeug abgebildet wird, unmittelbar bevor ein Bearbeiten durchgeführt wird, und ein Programmierer feststellt, dass eine Möglichkeit besteht, dass das Werkzeug zerbrochen ist, das Werkzeug gegen ein weiteres Werkzeug desselben Typs ausgewechselt wird, das an einem Werkzeugmagazin der Werkzeugmaschine angebracht ist, um ein Bearbeiten ordnungsgemäß durchzuführen, wie in 14A veranschaulicht.
    2. (B) Ein NC-Programm kann so erstellt werden, dass, wenn ein Werkzeug abgebildet wird, unmittelbar nachdem ein Bearbeiten durchgeführt worden ist, und ein Programmierer feststellt, dass eine Möglichkeit besteht, dass das Werkzeug während des Bearbeitens zerbrochen wird und ein Bearbeiten möglicherweise nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, ein Bearbeiten beendet wird, wie in 14B veranschaulicht.
    3. (C) Ein NC-Programm kann so erstellt werden, dass, wenn ein Programmierer feststellt, dass eine geringe Möglichkeit besteht, dass ein Werkzeug zerbrochen ist, zum Beispiel wenn die Länge eines neuen Werkzeugs gemessen wird, die als Bildverarbeitungsergebnis gewonnene Werkzeuglänge mit dem im Voraus in der numerischen Steuereinheit 10 festgelegten Wert überschrieben wird, wie in 14C veranschaulicht.
  • Wie oben beschrieben, wandelt gemäß dem numerischen Steuersystem 1 der vorliegenden Ausführungsform die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern (die Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen) die Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, bei denen es sich um die Ergebnisse einer Bildverarbeitung der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 handelt, in Makrovariablenwerte (Betriebssteuerinformationen) in einem Format um, das durch die NC-Programmanalyseeinheit 11 erkannt werden kann. Auf diese Weise kann die NC-Programmanalyseeinheit 11 die Ausführungsergebnisse (die Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente) der Bildverarbeitung durch Lesen der Makrovariablen empfangen. Daher können die durch den Vision-Sensor 2 aufgenommenen Bildgebungsergebnisse des Werkzeugs T oder des Werkstücks W der Werkzeugmaschine in dem NC-Programm wiedergegeben werden.
  • Wenn der Betrieb des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 jedoch mithilfe der Argumente der G-Code-Befehle gesteuert wird, wie bei der in dem Patentdokument 1 offenbarten Technologie, ist die Anzahl von bestimmbaren Einstellwerten wahrscheinlich begrenzt, da die Anzahl von Argumenten durch das Format des G-Code-Befehls begrenzt ist. Bei einem Format, in dem der Typ eines Arguments zum Beispiel durch einen Buchstaben bestimmt wird, ist die Anzahl von Buchstaben der obere Grenzwert der Anzahl von bestimmbaren Einstellwerten. In dieser Hinsicht wandelt gemäß dem numerischen Steuersystem 1 der vorliegenden Ausführungsform die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern (die Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen) die Makrovariablenwerte (Betriebssteuerinformationen), die in der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit (der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit) 12 in dem Format gespeichert sind, das durch die NC-Programmanalyseeinheit 11 gelesen und geschrieben werden kann, in die Bildverarbeitungs-Eingabeelemente um, bei denen es sich um die Einstellwerte in dem Format handelt, das durch die Bildgebungsvorrichtung 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erkannt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl von Makrovariablen durch Erhöhen der Größe eines Bereichs zu erhöhen, der als Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit verwendet werden kann. Daher ist die Anzahl von bestimmbaren Einstellwerten kaum begrenzt. Darüber hinaus ist es einfach, einem Anstieg der Anzahl von Makrovariablen gerecht zu werden, und es besteht eine hohe Erweiterbarkeit.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Wenngleich bei der ersten Ausführungsform ein Aspekt veranschaulicht worden ist, in dem die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern in der numerischen Steuereinheit 10 angeordnet ist, kann die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern in der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 angeordnet sein.
  • 15 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Das in 15 veranschaulichte numerische Steuersystem 1 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 2 veranschaulichten numerischen Steuersystem 1 der ersten Ausführungsform darin, dass die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern in der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 angeordnet ist.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Ähnlich wie in den Schritten S1 und S2, liest die NC-Programmanalyseeinheit 11 der numerischen Steuereinheit 10 zuerst einen Block des NC-Programms (S1A) und analysiert einen Befehlsinhalt (S2A). Wenn es sich bei dem Befehl um einen Makrovariablen-Schreibbefehl handelt, schreibt die NC-Programmanalyseeinheit 11, ähnlich wie in Schritt S3, einen Makrovariablenwert in eine Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 (S3A). Im Besonderen schreibt die NC-Programmanalyseeinheit 11 einen Makrovariablenwert (zum Beispiel die rechte Seite einer Gleichung), der in dem Befehl festgelegt ist, in einen Bereich einer Makrovariablenwertetabelle, der einer Makrovariablennummer (zum Beispiel der linken Seite einer Gleichung) entspricht, die in dem Befehl bestimmt ist (S3A). Anschließend geht der Ablauf zu Schritt S10A über, der im Folgenden beschrieben wird.
  • Wenn es sich in Schritt S2A bei dem Befehl demgegenüber um einen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl handelt, liest die Datenübertragungseinheit 13 die Werte von vorgegebenen Variablennummern aus der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12. Die Datenübertragungseinheit 13 überträgt den Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl und die gelesenen Werte der Variablennummern zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 (S4A).
  • Die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 betrachtet die von der numerischen Steuereinheit 10 empfangenen Werte der Variablennummern als Bildverarbeitungs-Eingabeelement und gibt diese in die Bildverarbeitungseinheit 22 ein (S5A). Ähnlich wie in Schritt S7 betreibt die Bildverarbeitungseinheit 22 anschließend den Vision-Sensor 2 über die Datenübertragungseinheit 21 auf Grundlage des von der numerischen Steuereinheit 10 empfangenen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehls zum Abbilden des Werkzeugs T oder des Werkstücks W der Werkzeugmaschine (S6A). Ähnlich wie in Schritt S8 führt die Bildverarbeitungseinheit 22 anschließend eine Bildverarbeitung an den von dem Vision-Sensor 2 gewonnen, aufgenommenen Bildern durch, um Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen zu gewinnen, die den Werten der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente entsprechen (S7A). Anschließend betrachtet die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern die Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente als Wert der vorgegebenen Variablennummern und überträgt die Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente zu der numerischen Steuereinheit 10 (S8A).
  • Anschließend erfasst die Datenübertragungseinheit 13 der numerischen Steuereinheit 10 die Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente (Ausführungsergebnisse) von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 und schreibt die erfassten Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente in den Bereich der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12, der den Variablennummern entspricht (S9A).
  • Ähnlich wie in Schritt S11 ermittelt die NC-Programmanalyseeinheit 11 anschließend, ob eine Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms beendet ist (S10A). Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms nicht beendet ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S1A zurück, und die Prozesse der Schritte S1A bis S10A werden für den nächsten Block des NC-Programms durchgeführt. Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms demgegenüber in Schritt S10A beendet worden ist, beendet das numerische Steuersystem 1 den Betrieb der Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W.
  • Bei dem numerischen Steuersystem 1 der zweiten Ausführungsform können dieselben Vorteile wie diejenigen des numerischen Steuersystems 1 der ersten Ausführungsform erzielt werden. Gemäß dem numerischen Steuersystem 1 der zweiten Ausführungsform können die Merkmale der vorliegenden Erfindung in der bestehenden numerischen Steuereinheit umgesetzt werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Bei der ersten Ausführungsform ist das numerische Steuersystem 1 beschrieben worden, das die Ergebnisse einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W der Werkzeugmaschine in dem NC-Programm wiedergibt. Bei einer dritten Ausführungsform wird ein numerisches Steuersystem beschrieben, das die Ergebnisse einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W einer Werkzeugmaschine in einem Leiterprogramm wiedergibt.
  • 17 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Ein in 17 veranschaulichtes numerisches Steuersystem 1B unterscheidet sich von dem in 2 veranschaulichten numerischen Steuersystem 1 der ersten Ausführungsform darin, dass anstelle der numerischen Steuereinheit 10 eine numerische Steuereinheit 10B beinhaltet ist. Die numerische Steuereinheit 10B unterscheidet sich von der numerischen Steuereinheit 10 der ersten Ausführungsform darin, dass ein Leiterprogramm als NC-Programm verwendet wird und eine Leiterprogramm-Analyseeinheit (eine Programmanalyseeinheit) 11B, eine Signalspeichereinheit (eine Betriebssteuerinformations-Speichereinheit) 12B und eine Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen (eine Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen) anstelle der NC-Programmanalyseeinheit 11, der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12 und der Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern bereitgestellt werden.
  • 18 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines Leiterprogramms zum Steuern des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W veranschaulicht. Wie in 18 veranschaulicht, beinhaltet das Leiterprogramm Befehle und Signalbereiche. Beispielsweise
    ist „R0810“ ein Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl.
    ist „R0100“ ein Signalbereich, der einen zu verwendenden Vision-Sensor bestimmt.
    ist „R0101“ ein Signalbereich, der eine Nummer eines Bildverarbeitungsprogramms bestimmt.
    ist „R0210“ ein Signalbereich, der ein Ausführungsergebnis (den Koordinatenwert eines Messpunktes) angibt.
    Das Leiterprogramm wird in einem (nicht veranschaulichten) überschreibbaren Speicher wie zum Beispiel einem EEPROM gespeichert.
  • Die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B liest jeden Block des Leiterprogramms und analysiert einen Befehlsinhalt. Wenn es sich bei dem Befehl um einen Signalbereichs-Schreibbefehl wie SET (R0100,1) und SET (R0101,123) in 18 handelt, schreibt die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B ein Argument in den Signalbereich der Signalspeichereinheit 12B. Im Besonderen schreibt die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B ein zweites Argument in einen Signalbereich, der einer Signaladresse entspricht, die in einem ersten Argument des Befehls bestimmt worden ist. Wenn es sich bei dem Befehl demgegenüber um einen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl wie SET (R0810,1) in 18 handelt, gibt die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B den Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl an die Datenübertragungseinheit 13 aus.
  • Die Signalspeichereinheit 12B speichert Einstellwerte (zum Beispiel Werkzeuginformationen, Werkstückinformationen und einen Koordinatenwert eines charakteristischen Abschnitts), die zum Steuern des Betriebs einer Werkzeugmaschine erforderlich sind, als Signale. Darüber hinaus speichert die Signalspeichereinheit 12B die Einstellwerte (zum Beispiel die Auflösung des Vision-Sensors 2 und einen Namen eines Bildverarbeitungsprogramms), die zum Steuern des Betriebs des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, als Makrovariablen. Diese Einstellwerte werden festgelegt, wenn das Leiterprogramm ausgeführt wird. Des Weiteren speichert die Signalspeichereinheit 12B die Informationen über das Werkzeug T oder das Werkstück W, die als Ergebnisse der Bildverarbeitung durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 gewonnen werden, als Makrovariablen. Beispielsweise wird der Signalbereich der Signalspeichereinheit 12B wie folgt festgelegt.
    R0100: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors
    R0101: Nummer des Bildverarbeitungsprogramms
    R0210: Ausführungsergebnisse (Koordinatenwerte von Messpunkten)
    Hier handelt es sich bei den Variablennummern „R0100“ und „R0101“ um Signalnamen, in denen die Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen, die im Folgenden beschrieben werden, gespeichert werden, und die Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors und die Nummer des Bildverarbeitungsprogramms sind die Werte der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente. Darüber hinaus handelt es sich bei der Variablennummer „R0210“ um einen Signalnamen, in dem die Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen, die im Folgenden beschrieben werden, gespeichert werden, und die Ausführungsergebnisse (die Koordinatenwerte von Messpunkten) sind die Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen. Auf diese Weise speichert die Signalspeichereinheit 12B verschiedene Einstellwerte, die zum Steuern des Betriebs der Werkzeugmaschine, des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, als Signale in einem Format, das durch die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B gelesen und geschrieben werden kann. Mit anderen Worten, bei der Signalspeichereinheit 12B handelt es sich um einen Bereich, in dem ein Leiterprogrammersteller Daten lesen und schreiben kann und in dem die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B Daten lesen und schreiben kann. Bei der Signalspeichereinheit 12B handelt es sich um einen überschreibbaren Speicher wie zum Beispiel einen EEPROM.
  • Beim Lesen von Einstellwerten aus dem Signalbereich wandelt die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen die Einstellwerte (Signale), die zum Betreiben des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erforderlich sind, die in der Signalspeichereinheit 12B gespeichert sind, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente um, bei denen es sich um Einstellwerte in dem Format handelt, das durch den Vision-Sensor 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erkannt werden kann. Beim Schreiben der Ausführungsergebnisse der Bildgebung und der Bildverarbeitung in den Signalbereich wandelt die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen demgegenüber die Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, bei denen es sich um die Ergebnisse der Bildverarbeitung von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 handelt, in Signale in dem Format um, das durch die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B erkannt werden kann.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1B gemäß der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. 19 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1B gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Zuerst liest die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B der numerischen Steuereinheit 10B einen Block des Leiterprogramms (S1B) und analysiert einen Befehlsinhalt (S2B). Wenn es sich bei dem Befehl um einen Signalschreibbefehl handelt, schreibt die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B ein Argument in den Signalbereich der Signalspeichereinheit 12B (S3B). Im Besonderen schreibt die Leiterprogramm-Analyseeinheit 11B ein zweites Argument in einen Signalbereich, der einer Signaladresse entspricht, die in einem ersten Argument des Befehls bestimmt worden ist (S3B). Anschließend geht der Ablauf zu Schritt S11B über, der im Folgenden beschrieben wird.
  • Wenn es sich demgegenüber bei dem Befehl in Schritt S2B um einen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl handelt, fordert die Datenübertragungseinheit 13 die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen auf, die Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen zu lesen (S4B). Anschließend wandelt die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen die Bildverarbeitungs-Eingabeelemente in vorgegebene Signaladressen um, liest die Werte der umgewandelten Signaladressen aus dem Signalbereich der Signalspeichereinheit 12B und gibt die gelesenen Werte der Signaladressen als Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen an die Datenübertragungseinheit 13 zurück (S5B). Anschließend überträgt die Datenübertragungseinheit 13 den Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehl und die Werte der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente, die von der Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen erfasst worden sind, zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 (S6B).
  • Ähnlich wie in Schritt S7 betreibt die Bildverarbeitungseinheit 22 der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 den Vision-Sensor 2 über die Datenübertragungseinheit 21 auf Grundlage des von der numerischen Steuereinheit 10B empfangenen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehls und bildet das Werkzeug T oder das Werkstück W der Werkzeugmaschine ab (S7B). Ähnlich wie in Schritt S8 führt die Bildverarbeitungseinheit 22 anschließend eine Bildverarbeitung an den von dem Vision-Sensor 2 gewonnen, aufgenommenen Bildern durch, um Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen zu gewinnen, die den Werten des Bildverarbeitungs-Eingabeelements entsprechen (S8B).
  • Anschließend erfasst die Datenübertragungseinheit 13 der numerischen Steuereinheit 10B die Werte (Ausführungsergebnisse) der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 und gibt diese an die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen aus (S9B). Anschließend betrachtet die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen die von der Datenübertragungseinheit 13 erfassten Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente als Werte von vorgegebenen Signaladressen und schreibt diese in den Signalbereich der Signalspeichereinheit 12B, der den Signaladressen entspricht (S10B).
  • Anschließend ermittelt die Leiterprogrammanalyseeinheit 11B, ob eine Analyse sämtlicher Blöcke des Leiterprogramms beendet ist (S11B). Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des Leiterprogramms nicht beendet ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S1B zurück, und die Prozesse der Schritte S1B bis S11B werden für den nächsten Block des Leiterprogramms durchgeführt. Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des Leiterprogramms demgegenüber in Schritt S11B beendet worden ist, beendet das numerische Steuersystem 1B den Betrieb der Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W.
  • Wenngleich im Folgenden die vorliegende Ausführungsform anhand spezifischer Beispiele ausführlich beschrieben wird, ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf diese spezifischen Beispiele beschränkt.
  • Beispiel 5
  • Wie oben in Beispiel 2 beschrieben, können sich beim Bearbeiten eines Werkstücks W Späne in einem Bearbeitungsbereich ansammeln. Wenn sich zu viele Späne in dem Bearbeitungsbereich ansammeln, kann es zu einer Störung einer Maschine oder zu einem Bearbeitungsfehler des Werkstücks W kommen.
  • Daher werden in Beispiel 5 eine Spanablagerungsmenge und ein Spanablagerungsbereich (Positionen von Punkten) durch Bildgebung und Bildverarbeitung des Bearbeitungsbereichs des Werkstücks W in dem Signalbereich als Signale gespeichert. Auf diese Weise kann ein NC-Programm so erstellt werden, dass die Späne entsprechend der Spanablagerungsmenge und dem Spanablagerungsbereich (den Positionen von Punkten) in dem Bearbeitungsbereich des Werkstücks W entfernt werden. Wie in 20A veranschaulicht, wird zuerst der Vision-Sensor 2 so bereitgestellt, dass er einem Bereich zugewandt ist, in dem Späne des Werkstücks W wahrscheinlich abgelagert werden. In diesem Beispiel wird das Werkzeug T (eine Spindel und eine Schneidflüssigkeitsdüse) entsprechend einem Bewegungsbefehl des NC-Programms in die Richtungen X, Y und Z bewegt. Bei einer für Spanablagerungsabschnitte bestimmten Düse handelt es sich um eine Düse zum Entfernen von abgelagerten Spänen. Die für Spanablagerungsabschnitte bestimmte Düse wird entsprechend einem Bewegungsbefehl des Leiterprogramms in die Richtungen XL und YL bewegt, die sich entlang Bewegungsachsen XL und YL für die für Spanablagerungsabschnitte bestimmten Düse erstrecken, die sich von den Bewegungsachsen X, Y und Z der Spindel unterscheiden. Anschließend empfängt die Bildverarbeitungseinheit durch den Vision-Sensor 2 aufgenommene Bilder eines Bereichs, in dem Späne des Werkstücks W wahrscheinlich abgelagert werden, erzeugt ein Flag, das angibt, dass sich eine bestimmte Menge an Spänen angesammelt hat, und berechnet den Spanablagerungsbereich (die Positionen von Punkten) X und Y auf Grundlage der Bilder. Ob Späne abgelagert werden, oder die Position einer Ablagerung kann zum Beispiel durch Erkennen eines Helligkeitsunterschiedes etwa mithilfe eines Histogramms berechnet werden. Dies kann durch gewöhnliche Bildverarbeitungs-Software umgesetzt werden. Wie in 20B veranschaulicht, wird anschließend ein Leiterprogramm zur Bildgebung und Bildverarbeitung erstellt. In diesem Fall werden das Bildverarbeitungs-Eingabeelement und das Bildverarbeitungs-Ausgabeelement wie folgt festgelegt.
    Bildverarbeitungs-Eingabeelement: Nummer des zu verwendenden Vision-Sensors (#100), Nummer des Bildverarbeitungsprogramms (#101)
    Bildverarbeitungs-Ausgabeelement: Flag, das angibt, dass sich eine bestimmte Menge an Spänen angesammelt hat, Spanablagerungsbereich (Positionen von Punkten) X, Y (#201, #202, #203).
    Anschließend, wenn das Leiterprogramm ausgeführt wird, werden eine Bildgebung und eine Bildverarbeitung gemäß dem Ablaufplan von 19 ausgeführt, und die Ausführungsergebnisse der Bildverarbeitung werden in dem Signalbereich gespeichert, wie in 20C veranschaulicht.
  • Auf diese Weise kann ein Leiterprogrammersteller die Signale des Signalbereichs während eines Bearbeitens lesen und ein solches Leiterprogramm erstellen, dass die für Spanablagerungsabschnitte bestimmte Düse so bewegt wird, dass eine Schneidflüssigkeit mit dem Spanablagerungsbereich des Werkstücks W in Kontakt kommt, wie in 20A und 21 veranschaulicht. Auf diese Weise ist es möglich zu bewirken, dass die Schneidflüssigkeit intensiv mit den Spänen in Kontakt kommt, um die Späne zu entfernen und eine Störung der Maschine oder einen Bearbeitungsfehler des Werkstücks W zu verhindern. Da das Leiterprogramm unabhängig von dem NC-Programm ausgeführt wird, ist es des Weiteren möglich, Späne parallel zu dem Bearbeiten durch das NC-Programm zu entfernen. Auf diese Weise ist es möglich, die Anzahl von Bearbeitungsschritten zu verringern.
  • Bei dem numerischen Steuersystem 1B der dritten Ausführungsform können dieselben Vorteile wie diejenigen des numerischen Steuersystems 1 der ersten Ausführungsform erzielt werden. Wenngleich bei der dritten Ausführungsform ein Aspekt veranschaulicht worden ist, in dem die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen in der numerischen Steuereinheit 10B angeordnet ist, kann die Einheit 14B zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen in der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 angeordnet sein.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Bei der ersten Ausführungsform wandelt die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern (die Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen) die Betriebssteuerinformationen, die in der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit (der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit) 12 gespeichert sind, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente um, bei denen es sich um Einstellwerte in dem Format handelt, das durch den Vision-Sensor 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erkannt werden kann. Bei einer vierten Ausführungsform wandelt die Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen Befehle, die die Programmanalyseeinheit aus einem Programm liest, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente um, bei denen es sich um Einstellwerte in dem Format handelt, das durch den Vision-Sensor und die Bildverarbeitungsvorrichtung erkannt werden kann.
  • 22 ist ein Schaubild, das ein numerisches Steuersystem gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Das in 22 veranschaulichte numerische Steuersystem 1 der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 2 veranschaulichten numerischen Steuersystem 1 der ersten Ausführungsform darin, dass eine Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen anstelle der Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern bereitgestellt wird.
  • 23 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines NC-Programms zum Steuern des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W veranschaulicht. Wie in 23 veranschaulicht, werden bei der vorliegenden Ausführungsform eine Nummer eines Vision-Sensors und eine Nummer eines Bildverarbeitungsprogramms durch den Block G810 bestimmt, statt diese in den Makrovariablen #100 und #101 zu ersetzen.
  • Die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen wandelt den Aktivierungsbefehl, den die Programmanalyseeinheit 11 aus einem Programm liest, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente um, bei denen es sich um Einstellwerte in dem Format handelt, das durch den Vision-Sensor 2 und die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 erkannt werden kann.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1 gemäß der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 24 beschrieben. 24 ist ein Ablaufplan, der einen Betrieb zur Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W durch das numerische Steuersystem 1 gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Wie oben beschrieben, liest die NC-Programmanalyseeinheit 11 der numerischen Steuereinheit 10 zuerst einen Block des NC-Programms (S1) und analysiert einen Befehlsinhalt. Anschließend wandelt die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen die Werte der Argumente des Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehls, der durch die NC-Programmanalyseeinheit 11 gelesen wird, in die Werte von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen um (S5C). Wie oben beschrieben, überträgt die Datenübertragungseinheit 13 anschließend die Werte der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente, die von der Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen erfasst worden sind, zu der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 (S6).
  • Wie oben beschrieben, betreibt die Bildverarbeitungseinheit 22 der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 anschließend den Vision-Sensor 2 über die Datenübertragungseinheit 21 auf Grundlage des von der numerischen Steuereinheit 10 empfangenen Bildgebungs- und Bildverarbeitungs-Aktivierungsbefehls und führt eine Bildgebung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W der Werkzeugmaschine durch (S7). Wie oben beschrieben, führt die Bildverarbeitungseinheit 22 anschließend eine Bildverarbeitung an den aufgenommenen Bildern von dem Vision-Sensor 2 durch und gewinnt die Werte der Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, die den Werten der Bildverarbeitungs-Eingabeelemente entsprechen (S8).
  • Wie oben beschrieben, erfasst die Datenübertragungseinheit 13 der numerischen Steuereinheit 10 anschließend die Werte (Ausführungsergebnisse) von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen von der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 und gibt diese an die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen aus (S9). Wie oben beschrieben, betrachtet die Einheit 14 zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen anschließend die von der Datenübertragungseinheit 13 erfassten Werte von Bildverarbeitungs-Ausgabeelementen als Werte von vorgegebenen Variablennummern und schreibt diese in den Bereich der Makrovariablenwertetabelle der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit 12, die den Variablennummern entsprechen (S10).
  • Wie oben beschrieben, ermittelt die NC-Programmanalyseeinheit 11 anschließend, ob eine Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms beendet ist (S11). Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms nicht beendet ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S1 zurück, und die Prozesse der Schritte S1 bis S11 werden für den nächsten Block des NC-Programms durchgeführt. Wenn die Analyse sämtlicher Blöcke des NC-Programms demgegenüber in Schritt S11 beendet worden ist, beendet das numerische Steuersystem 1 den Betrieb der Bildgebung und Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W.
  • In dem numerischen Steuersystem 1 der vierten Ausführungsform können dieselben Vorteile wie diejenigen des numerischen Steuersystems 1 der ersten Ausführungsform erzielt werden. Gemäß dem numerischen Steuersystem 1 der vierten Ausführungsform nimmt des Weiteren die Verarbeitungszeit ab, da der Vision-Sensor 2 und die Bildverarbeitung aktiviert werden können, ohne Daten in der Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit (der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit) 12 festzulegen und zu lesen. Das numerische Steuersystem 1 der vierten Ausführungsform ist leistungsfähig, wenn die Anzahl von Typen von Bildverarbeitungs-Eingabeelementen klein ist (wenn die Erweiterbarkeit der Anzahl von Makrovariablen keinen Vorzug darstellt). Die Merkmale der vierten Ausführungsform können auf die zweite und die dritte Ausführungsform angewendet werden.
  • Zwar sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden. Beispielsweise ist bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein numerisches Steuersystem veranschaulicht worden, das die Ergebnisse einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks einer Werkzeugmaschine in einem NC-Programm oder einem Leiterprogramm wiedergibt. Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt und können auf ein numerisches Steuersystem angewendet werden, das die Ergebnisse einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks einer Werkzeugmaschine in einem ausführbaren Makroprogramm wiedergibt, das in einem ROM (zum Beispiel einem Flash-Speicher) oder dergleichen kompiliert und registriert ist. Zu Beispielen für ein solches Makroprogramm zählen P-CODE-Makros, die ein Typ von NC-Programmen sind.
  • Wenngleich bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Aspekt beschrieben worden ist, in dem eine numerische Steuereinheit einen Vision-Sensor über eine Bildverarbeitungsvorrichtung steuert, kann die Bildverarbeitungsvorrichtung den Vision-Sensor steuern. 25 ist ein Schaubild, das ein Beispiel (im linken Teil) und die Beschreibung (im rechten Teil) eines NC-Programms zum Steuern des Vision-Sensors 2 und der Bildverarbeitungsvorrichtung 20 während einer Bildgebung und einer Bildverarbeitung des Werkzeugs T oder des Werkstücks W veranschaulicht. Wie in 25 veranschaulicht, kann das NC-Programm, wenn eine Bildverarbeitungsvorrichtung einen Vision-Sensor steuert, nur die Einstellwerte (die Nummer #101 des Bildverarbeitungsprogramms oder dergleichen) im Hinblick auf einen Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung festlegen, und das Festlegen (der Nummer des Vision-Sensors und dergleichen) im Hinblick auf den Vision-Sensor kann im Voraus in der Bildverarbeitungsvorrichtung erfolgen.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das numerische Steuersystem veranschaulicht worden, das eine Werkzeugmaschine steuert. Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt und können auf ein numerisches Steuersystem angewendet werden, das verschiedene Maschinen wie zum Beispiel eine Industriemaschine oder einen Industrieroboter steuert.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Vision-Sensor als Bildgebungsvorrichtung veranschaulicht worden, die ein Werkzeug oder ein Werkstück einer Werkzeugmaschine abbildet. Die Bildgebungsvorrichtung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können verschiedene Bildgebungsvorrichtungen verwendet werden.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können die numerische Steuereinheit und die Bildverarbeitungsvorrichtung als eine Vorrichtung gestaltet sein, wenngleich ein Aspekt beschrieben worden ist, in dem die numerische Steuereinheit und die Bildverarbeitungsvorrichtung als unterschiedliche Vorrichtungen gestaltet sind. Das heißt, die jeweiligen Bestandteile der numerischen Steuereinheit und der Bildverarbeitungsvorrichtung können in eine Vorrichtung eingebaut werden. Die Rollen der jeweiligen Bestandteile sind dieselben wie die oben beschriebenen. Darüber hinaus können bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Bildverarbeitungsvorrichtung und die Bildgebungsvorrichtung als eine Vorrichtung gestaltet sein, wenngleich ein Aspekt beschrieben worden ist, in dem die Bildverarbeitungsvorrichtung und die Bildgebungsvorrichtung als unterschiedliche Vorrichtungen gestaltet sind. Das heißt, die jeweiligen Bestandteile der Bildverarbeitungsvorrichtung und der Bildgebungsvorrichtung können in eine Vorrichtung eingebaut werden. Die Rollen der jeweiligen Bestandteile sind dieselben wie die oben beschriebenen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1B:
    numerisches Steuersystem
    2:
    Vision-Sensor (Bildgebungsvorrichtung)
    10, 10B:
    numerische Steuereinheit
    11:
    NC-Programmanalyseeinheit (Programmanalyseeinheit)
    11B:
    Leiterprogrammanalyseeinheit (Programmanalyseeinheit)
    12:
    Makrovariablenwertetabellen-Speichereinheit (Betriebssteuerinformations-Speichereinheit)
    12B:
    Signalspeichereinheit (Betriebssteuerinformations-Speichereinheit)
    13:
    Datenübertragungseinheit
    14:
    Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Variablennummern (Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen)
    14B:
    Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Signaladressen (Einheit zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen)
    20:
    Bildverarbeitungsvorrichtung
    21:
    Datenübertragungseinheit
    22:
    Bildverarbeitungseinheit
    T:
    Werkzeug
    W:
    Werkstück
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201463434 [0003]

Claims (4)

  1. Numerisches Steuersystem (1, 1B), das eine Maschine steuert, die eine vorgegebene Verarbeitung an einem Werkstück (W) durchführt, das beinhaltet: eine Bildverarbeitungsvorrichtung (20), die eine Bildverarbeitung an Bildern einer Maschine (T) oder eines Werkstücks (W), die durch eine Bildgebungsvorrichtung (2) aufgenommen worden sind, durchführt; und eine numerische Steuereinheit (10, 10B), die auf Grundlage eines Programms die Maschine (T) steuert und die Bildverarbeitungsvorrichtung (20) steuert, wobei die numerische Steuereinheit (10, 10B) oder die Bildverarbeitungsvorrichtung (20) die Bildgebungsvorrichtung (2) steuert, wobei die numerische Steuereinheit (10, 10B) beinhaltet: eine Programmanalyseeinheit (11, 11B), die das Programm analysiert; und eine Betriebssteuerinformations-Speichereinheit (12, 12B), die Betriebssteuerinformationen, die zum Steuern von Betrieben der Maschine (T), der Bildgebungsvorrichtung (2) und der Bildverarbeitungsvorrichtung (20) erforderlich sind, in einem Format speichert, das durch die Programmanalyseeinheit (11, 11B) gelesen und geschrieben werden kann, und wobei das numerische Steuersystem (1, 1B) beinhaltet: eine Einheit (14, 14B) zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen, die Befehle, die die Programmanalyseeinheit (11, 11B) aus dem Programm liest, oder die Betriebssteuerinformationen, die in der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit (12, 12B) gespeichert sind, in Bildverarbeitungs-Eingabeelemente umwandelt, bei denen es sich um Einstellwerte in einem Format handelt, das durch die Bildgebungsvorrichtung (2) und die Bildverarbeitungsvorrichtung (20) erkannt werden kann, und Bildverarbeitungs-Ausgabeelemente, bei denen es sich um Ergebnisse der Bildverarbeitung von der Bildverarbeitungsvorrichtung (20) handelt, in Betriebssteuerinformationen in einem Format umwandelt, das durch die Programmanalyseeinheit (11, 11B) erkannt werden kann.
  2. Numerisches Steuersystem (1, 1B) nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Betriebssteuerinformations-Speichereinheit (12, 12B) um Makrovariablen handelt, die durch die Programmanalyseeinheit (11, 11B) gelesen und geschrieben werden können.
  3. Numerisches Steuersystem (1, 1B) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einheit (14, 14B) zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen in der numerischen Steuereinheit (10, 10B) angeordnet ist.
  4. Numerisches Steuersystem (1, 1B) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einheit (14, 14B) zum Umwandeln von Bildverarbeitungs-Eingabe-/Ausgabeelementen in Betriebssteuerinformationen in der Bildverarbeitungsvorrichtung (20) angeordnet ist.
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