JP2000148219A - 撮像装置を用いた工具補正量算出装置 - Google Patents
撮像装置を用いた工具補正量算出装置Info
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- JP2000148219A JP2000148219A JP10322156A JP32215698A JP2000148219A JP 2000148219 A JP2000148219 A JP 2000148219A JP 10322156 A JP10322156 A JP 10322156A JP 32215698 A JP32215698 A JP 32215698A JP 2000148219 A JP2000148219 A JP 2000148219A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加工位置及びこれと１８０゜反対側の位置を除
いた位置で工具刃先を撮像し、その補正量を算出するこ
とができる工具補正量算出装置を提供する。 【解決手段】刃物台１２に装着された工具Ｔのうち、加
工位置及びこれと１８０゜反対側の位置を除いた位置の
工具の刃先を撮像するように撮像装置１６，１７を配設
する。撮像された画像を処理して、所定位置を基準とし
た工具刃先のずれ量を算出する画像処理手段１３を設
け、刃物台１２の位置座標を検出する位置検出手段２０
を設け、画像処理手段１３により算出されたずれ量、及
び位置検出手段２０により検出された刃物台１２の位置
座標データを基に、工具Ｔが加工位置に割り出された際
の工具補正量を算出する補正量算出手段２を設ける。
いた位置で工具刃先を撮像し、その補正量を算出するこ
とができる工具補正量算出装置を提供する。 【解決手段】刃物台１２に装着された工具Ｔのうち、加
工位置及びこれと１８０゜反対側の位置を除いた位置の
工具の刃先を撮像するように撮像装置１６，１７を配設
する。撮像された画像を処理して、所定位置を基準とし
た工具刃先のずれ量を算出する画像処理手段１３を設
け、刃物台１２の位置座標を検出する位置検出手段２０
を設け、画像処理手段１３により算出されたずれ量、及
び位置検出手段２０により検出された刃物台１２の位置
座標データを基に、工具Ｔが加工位置に割り出された際
の工具補正量を算出する補正量算出手段２を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ工作機械に用
いられる工具の補正量を算出する装置であって、撮像装
置を用いて工具の刃先位置を検出し、検出した刃先位置
から工具補正量を算出する装置に関する。
いられる工具の補正量を算出する装置であって、撮像装
置を用いて工具の刃先位置を検出し、検出した刃先位置
から工具補正量を算出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＣ工作機械は、工具の移動軌跡などを
指令した加工プログラムに基き、数値制御を行いながら
工具刃先を移動させることによりワークを加工すること
ができるようになっている。そして、複数の工具を用い
る場合には、ＮＣ工作機械に装着した際の刃先位置が各
工具によって異なるため、各工具の刃先位置が加工座標
系において同一となるような工具補正量を算出し、この
工具補正量を基にして刃先位置を補正し、当該工具を移
動させるようにしている。
指令した加工プログラムに基き、数値制御を行いながら
工具刃先を移動させることによりワークを加工すること
ができるようになっている。そして、複数の工具を用い
る場合には、ＮＣ工作機械に装着した際の刃先位置が各
工具によって異なるため、各工具の刃先位置が加工座標
系において同一となるような工具補正量を算出し、この
工具補正量を基にして刃先位置を補正し、当該工具を移
動させるようにしている。
【０００３】したがって、工具を新たにＮＣ工作機械に
装着する際には、当該工具の工具補正量を算出する必要
があり、かかる工具補正量を算出する装置の一つとし
て、上述した撮像装置（例えば、ＣＣＤカメラ）を用い
たものがある。以下、図６乃至図８に基づいて、ＣＣＤ
カメラを用いた従来の工具補正量算出装置について説明
する。尚、図６乃至図８にはこれをＮＣ立旋盤に適用し
た例を示している。
装着する際には、当該工具の工具補正量を算出する必要
があり、かかる工具補正量を算出する装置の一つとし
て、上述した撮像装置（例えば、ＣＣＤカメラ）を用い
たものがある。以下、図６乃至図８に基づいて、ＣＣＤ
カメラを用いた従来の工具補正量算出装置について説明
する。尚、図６乃至図８にはこれをＮＣ立旋盤に適用し
た例を示している。
【０００４】図６は、ＣＣＤカメラを用いた工具補正量
算出装置の概略構成を示すブロック図であるが、同図に
示すように、この工具補正量算出装置１１は、数値制御
装置１９と、この数値制御装置１９内に組み込まれた位
置算出手段２０及び補正量算出手段２１と、画像処理装
置１３と、ＣＣＤカメラ用のモニタ１４と、カメラ切換
装置１５と、低倍率のＣＣＤカメラ１６及び高倍率のＣ
ＣＤカメラ１７と、バックライト１８とを備えている。
尚、図中、１２はタレット、Ｔはタレット１２に装着さ
れた工具であり、Ｗはワーク、ＣはワークＷを把持する
チャックである。
算出装置の概略構成を示すブロック図であるが、同図に
示すように、この工具補正量算出装置１１は、数値制御
装置１９と、この数値制御装置１９内に組み込まれた位
置算出手段２０及び補正量算出手段２１と、画像処理装
置１３と、ＣＣＤカメラ用のモニタ１４と、カメラ切換
装置１５と、低倍率のＣＣＤカメラ１６及び高倍率のＣ
ＣＤカメラ１７と、バックライト１８とを備えている。
尚、図中、１２はタレット、Ｔはタレット１２に装着さ
れた工具であり、Ｗはワーク、ＣはワークＷを把持する
チャックである。
【０００５】前記バックライト１８は前記ＣＣＤカメラ
１６，１７の撮像方向にこれと対峙するように設けら
れ、このＣＣＤカメラ１６，１７とバックライト１８と
の間に前記工具Ｔの刃先を置くことにより、当該工具Ｔ
の刃先がＣＣＤカメラ１６，１７によって撮像され、撮
像された画像データがカメラ切換装置１５に入力され
る。
１６，１７の撮像方向にこれと対峙するように設けら
れ、このＣＣＤカメラ１６，１７とバックライト１８と
の間に前記工具Ｔの刃先を置くことにより、当該工具Ｔ
の刃先がＣＣＤカメラ１６，１７によって撮像され、撮
像された画像データがカメラ切換装置１５に入力され
る。
【０００６】カメラ切換装置１５には前記画像処理装置
１３を介して前記数値制御装置１９から切換指令が入力
され、カメラ切換装置１５はこの切換指令を受けて、前
記ＣＣＤカメラ１６，１７により撮像された画像データ
のうち一方の画像データを画像処理装置１３に出力す
る。
１３を介して前記数値制御装置１９から切換指令が入力
され、カメラ切換装置１５はこの切換指令を受けて、前
記ＣＣＤカメラ１６，１７により撮像された画像データ
のうち一方の画像データを画像処理装置１３に出力す
る。
【０００７】画像処理装置１３は、入力された画像デー
タをモニタ１４に出力してその画像を表示させるととも
に、ＣＣＤカメラ１７により撮像された画像データを処
理して、画像中の所定位置を基準とした前記工具Ｔの刃
先位置（ずれ量）を算出し、当該ずれ量を補正量算出手
段２１に出力する。尚、上述したように、前記ＣＣＤカ
メラ１６は低倍率のカメラであり、このＣＣＤカメラ１
６により撮像され、モニタ１４に表示された工具Ｔの刃
先位置を確認しながら、当該工具Ｔの刃先をＣＣＤカメ
ラ１７の視野領域内に導いた後、このＣＣＤカメラ１７
により当該工具Ｔの刃先を撮像する。
タをモニタ１４に出力してその画像を表示させるととも
に、ＣＣＤカメラ１７により撮像された画像データを処
理して、画像中の所定位置を基準とした前記工具Ｔの刃
先位置（ずれ量）を算出し、当該ずれ量を補正量算出手
段２１に出力する。尚、上述したように、前記ＣＣＤカ
メラ１６は低倍率のカメラであり、このＣＣＤカメラ１
６により撮像され、モニタ１４に表示された工具Ｔの刃
先位置を確認しながら、当該工具Ｔの刃先をＣＣＤカメ
ラ１７の視野領域内に導いた後、このＣＣＤカメラ１７
により当該工具Ｔの刃先を撮像する。
【０００８】前記数値制御装置１９は、駆動軸に関する
数値制御など、工作機械の各部を制御するものであり、
上述した位置算出手段２０及び補正量算出手段２１がこ
の数値制御装置１９内に組み込まれている。位置算出手
段２０は、各駆動軸に設けられたエンコーダ（図示せ
ず）から随時入力されるタレット１２の位置データを基
に、機械座標系における当該タレット１２の位置座標を
随時算出しており、算出された位置座標を随時補正量算
出手段２１に入力するようになっている。そして、補正
量算出手段２１は、位置算出手段２０から入力されたタ
レット１２の位置座標及び前記画像処理装置１３から入
力されたずれ量を基に工具補正量を算出する。
数値制御など、工作機械の各部を制御するものであり、
上述した位置算出手段２０及び補正量算出手段２１がこ
の数値制御装置１９内に組み込まれている。位置算出手
段２０は、各駆動軸に設けられたエンコーダ（図示せ
ず）から随時入力されるタレット１２の位置データを基
に、機械座標系における当該タレット１２の位置座標を
随時算出しており、算出された位置座標を随時補正量算
出手段２１に入力するようになっている。そして、補正
量算出手段２１は、位置算出手段２０から入力されたタ
レット１２の位置座標及び前記画像処理装置１３から入
力されたずれ量を基に工具補正量を算出する。
【０００９】次に、画像処理装置１３におけるずれ量の
算出、並びに補正量算出手段２１における工具補正量の
算出について、図７及び図８に基づき説明する。
算出、並びに補正量算出手段２１における工具補正量の
算出について、図７及び図８に基づき説明する。
【００１０】まず、タレット１２に装着した工具Ｔのう
ち任意の基準工具Ｔ0を加工位置に割り出した後、この
タレット１２を移動させて工具Ｔ0をワークＷに近づ
け、当該工具Ｔ0によりワークＷの端面を切削する。こ
のとき、上述したように、機械座標系におけるタレット
１２の位置座標が随時位置算出手段２０から補正量算出
手段２１に入力されており、補正量算出手段２１は、入
力されたタレット１２の位置座標を基に、タレット１２
が機械原点位置（図７において２点鎖線で示した位置）
から加工位置まで移動した際の移動量を算出し、当該タ
レット１２が機械原点位置にあるときの、工具Ｔ0の加
工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置（Ｚ軸方向の
位置データ）を算出する。具体的には、図７に示したＺ
0が、タレット１２が機械原点位置にあるときの、工具
Ｔ0の加工座標系における刃先位置データとなる。
ち任意の基準工具Ｔ0を加工位置に割り出した後、この
タレット１２を移動させて工具Ｔ0をワークＷに近づ
け、当該工具Ｔ0によりワークＷの端面を切削する。こ
のとき、上述したように、機械座標系におけるタレット
１２の位置座標が随時位置算出手段２０から補正量算出
手段２１に入力されており、補正量算出手段２１は、入
力されたタレット１２の位置座標を基に、タレット１２
が機械原点位置（図７において２点鎖線で示した位置）
から加工位置まで移動した際の移動量を算出し、当該タ
レット１２が機械原点位置にあるときの、工具Ｔ0の加
工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置（Ｚ軸方向の
位置データ）を算出する。具体的には、図７に示したＺ
0が、タレット１２が機械原点位置にあるときの、工具
Ｔ0の加工座標系における刃先位置データとなる。
【００１１】ついで、前記工具Ｔ0を用いて前記ワーク
Ｗの外周面を切削するとともに、加工したワークＷの外
径寸法ＸWを測定し、測定した外径寸法ＸWを補正量算出
手段２１に入力する。補正量算出手段２１は、上述のよ
うにして位置算出手段２０から随時入力される、機械座
標系におけるタレット１２の位置データ（Ｘ軸方向の位
置データ）及び前記ワークＷの外径寸法ＸWを基に、タ
レット１２が機械原点位置にあるときの、工具Ｔ0の加
工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置（Ｘ軸方向の
位置データ）を算出する。具体的には、タレット１２が
機械原点位置から加工位置まで移動した際の移動量にワ
ークＷの外径寸法ＸWを加算した量、即ち、図７に示し
たＸ0が、タレット１２が機械原点位置にあるときの、
工具Ｔ0の加工座標系における刃先位置データとなる。
Ｗの外周面を切削するとともに、加工したワークＷの外
径寸法ＸWを測定し、測定した外径寸法ＸWを補正量算出
手段２１に入力する。補正量算出手段２１は、上述のよ
うにして位置算出手段２０から随時入力される、機械座
標系におけるタレット１２の位置データ（Ｘ軸方向の位
置データ）及び前記ワークＷの外径寸法ＸWを基に、タ
レット１２が機械原点位置にあるときの、工具Ｔ0の加
工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置（Ｘ軸方向の
位置データ）を算出する。具体的には、タレット１２が
機械原点位置から加工位置まで移動した際の移動量にワ
ークＷの外径寸法ＸWを加算した量、即ち、図７に示し
たＸ0が、タレット１２が機械原点位置にあるときの、
工具Ｔ0の加工座標系における刃先位置データとなる。
【００１２】そして、前記補正量算出手段２１は、以上
のようにして算出した加工座標系における基準工具Ｔ0
の刃先位置データＸ0，Ｚ0を基準工具Ｔ0についての工
具補正量として数値制御装置１９内の記憶部に記憶させ
る。
のようにして算出した加工座標系における基準工具Ｔ0
の刃先位置データＸ0，Ｚ0を基準工具Ｔ0についての工
具補正量として数値制御装置１９内の記憶部に記憶させ
る。
【００１３】ついで、基準工具Ｔ0の刃先をＣＣＤカメ
ラ１７の視野領域（画像領域）Ｓ内に移動させ、これを
当該視野領域Ｓ内に設定した基準位置（以下、「カメラ
原点」という）Ｐに合わせる。
ラ１７の視野領域（画像領域）Ｓ内に移動させ、これを
当該視野領域Ｓ内に設定した基準位置（以下、「カメラ
原点」という）Ｐに合わせる。
【００１４】補正量算出手段２１は、機械座標系の位置
データを基に、タレット１２が機械原点位置からカメラ
原点Ｐ位置まで移動した際のＸ，Ｚ軸方向の移動量△Ｘ
０，△Ｚ０を算出し、タレット１２が機械原点位置にあ
るときの加工座標系の刃先位置データＸ０，Ｚ０から、
算出した移動量△Ｘ０，△Ｚ０をそれぞれ減算して、基
準工具Ｔ0の刃先が前記カメラ原点Ｐにあるときの加工
座標系における当該刃先位置データを算出し、即ち、前
記カメラ原点Ｐの加工座標系における位置を算出し、こ
れを記憶する。具体的には、図７に示したＸP，ＺPが、
加工座標系におけるカメラ原点Ｐの位置データとなる。
データを基に、タレット１２が機械原点位置からカメラ
原点Ｐ位置まで移動した際のＸ，Ｚ軸方向の移動量△Ｘ
０，△Ｚ０を算出し、タレット１２が機械原点位置にあ
るときの加工座標系の刃先位置データＸ０，Ｚ０から、
算出した移動量△Ｘ０，△Ｚ０をそれぞれ減算して、基
準工具Ｔ0の刃先が前記カメラ原点Ｐにあるときの加工
座標系における当該刃先位置データを算出し、即ち、前
記カメラ原点Ｐの加工座標系における位置を算出し、こ
れを記憶する。具体的には、図７に示したＸP，ＺPが、
加工座標系におけるカメラ原点Ｐの位置データとなる。
【００１５】ついで、タレット１２を旋回させて他の工
具Ｔ1を加工位置に割り出し、この工具Ｔ1の刃先が前記
ＣＣＤカメラ１７の視野領域Ｓ内に入るように当該工具
Ｔ1を移動させる。これにより、前記視野領域Ｓ内の画
像データが前記カメラ切換装置１５を介して前記画像処
理装置１３に入力される。
具Ｔ1を加工位置に割り出し、この工具Ｔ1の刃先が前記
ＣＣＤカメラ１７の視野領域Ｓ内に入るように当該工具
Ｔ1を移動させる。これにより、前記視野領域Ｓ内の画
像データが前記カメラ切換装置１５を介して前記画像処
理装置１３に入力される。
【００１６】画像処理装置１３は入力された画像データ
を処理して刃先に対応した画素を検出し、当該画素の前
記カメラ原点Ｐからの離隔距離を算出する。即ち、前記
カメラ原点Ｐを中心としてＸ，Ｚ軸に平行に設定された
座標軸と刃先に対応した画素との間に存在する画素数を
Ｘ，Ｚ軸の各軸方向についてカウントし、カウントした
画素数に１画素あたりの平均実寸法を乗じて、前記離隔
距離を算出する。具体的には、図８に示した、Ｘ軸方向
の離隔距離ΔＸP及びＺ軸方向の離隔距離ΔＺPを算出す
る。尚、ΔＸPは直径に対応したもの、即ち、実寸法を
２倍したものとして表わされる。そして、このようにし
て、算出された離隔距離ΔＸP，ΔＺPが画像処理装置１
３から補正量算出手段２１に入力され、当該補正量算出
手段２１に記憶される。尚、上記１画素あたりの平均実
寸法は、前記視野領域Ｓのタテ，ヨコの実寸法をそれぞ
れタテ，ヨコの画素数で除算することにより算出するこ
とができる。
を処理して刃先に対応した画素を検出し、当該画素の前
記カメラ原点Ｐからの離隔距離を算出する。即ち、前記
カメラ原点Ｐを中心としてＸ，Ｚ軸に平行に設定された
座標軸と刃先に対応した画素との間に存在する画素数を
Ｘ，Ｚ軸の各軸方向についてカウントし、カウントした
画素数に１画素あたりの平均実寸法を乗じて、前記離隔
距離を算出する。具体的には、図８に示した、Ｘ軸方向
の離隔距離ΔＸP及びＺ軸方向の離隔距離ΔＺPを算出す
る。尚、ΔＸPは直径に対応したもの、即ち、実寸法を
２倍したものとして表わされる。そして、このようにし
て、算出された離隔距離ΔＸP，ΔＺPが画像処理装置１
３から補正量算出手段２１に入力され、当該補正量算出
手段２１に記憶される。尚、上記１画素あたりの平均実
寸法は、前記視野領域Ｓのタテ，ヨコの実寸法をそれぞ
れタテ，ヨコの画素数で除算することにより算出するこ
とができる。
【００１７】補正量算出手段２１は、工具Ｔ1の刃先が
前記視野領域Ｓ内にあるときの機械座標系におけるタレ
ット１２のＸ，Ｚ軸方向の位置データを基に、その機械
原点からの移動量、即ち、図８に示したΔＸ1，ΔＺ1を
算出し、記憶する。尚、ΔＸ 1は直径に対応したもの、
即ち、実寸法を２倍したものとして表わされる。
前記視野領域Ｓ内にあるときの機械座標系におけるタレ
ット１２のＸ，Ｚ軸方向の位置データを基に、その機械
原点からの移動量、即ち、図８に示したΔＸ1，ΔＺ1を
算出し、記憶する。尚、ΔＸ 1は直径に対応したもの、
即ち、実寸法を２倍したものとして表わされる。
【００１８】ついで、補正量算出手段２１は、算出され
た加工座標系におけるカメラ原点Ｐの位置データＸP，
ＺP、離隔距離ΔＸP，ΔＺP及び移動距離ΔＸ1，ΔＺ1
をそれぞれ合計して、タレット１２が機械原点にあると
きの加工座標系における工具Ｔ 1の刃先位置データ、即
ち、図８に示したＸ1，Ｚ1を算出する。そして、補正量
算出手段２１はこの位置データＸ1，Ｚ1を工具Ｔ1につ
いての工具補正量として数値制御装置１９内の記憶部に
記憶させる。
た加工座標系におけるカメラ原点Ｐの位置データＸP，
ＺP、離隔距離ΔＸP，ΔＺP及び移動距離ΔＸ1，ΔＺ1
をそれぞれ合計して、タレット１２が機械原点にあると
きの加工座標系における工具Ｔ 1の刃先位置データ、即
ち、図８に示したＸ1，Ｚ1を算出する。そして、補正量
算出手段２１はこの位置データＸ1，Ｚ1を工具Ｔ1につ
いての工具補正量として数値制御装置１９内の記憶部に
記憶させる。
【００１９】以後、同様の処理を繰返すことにより、タ
レット１２に装着された全ての工具について、その工具
補正量を算出することができる。
レット１２に装着された全ての工具について、その工具
補正量を算出することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、現在、ＮＣ
工作機械の分野では、設置面積の小さいコンパクトなも
のが求められており、余分な空間を極力排除した設計が
なされている。このため、このようにコンパクトに設計
された、例えば、上述のＮＣ立旋盤にあっては、スペー
ス上の問題から、加工位置に割り出された工具の刃先を
撮像し得る位置に、ＣＣＤカメラを設置することができ
ないという問題を生じていた。
工作機械の分野では、設置面積の小さいコンパクトなも
のが求められており、余分な空間を極力排除した設計が
なされている。このため、このようにコンパクトに設計
された、例えば、上述のＮＣ立旋盤にあっては、スペー
ス上の問題から、加工位置に割り出された工具の刃先を
撮像し得る位置に、ＣＣＤカメラを設置することができ
ないという問題を生じていた。
【００２１】このような状況の下、加工位置に限られな
い位置で工具刃先を撮像し、しかもその補正量を正確に
算出することのできる工具補正量算出装置が従来から求
められている。
い位置で工具刃先を撮像し、しかもその補正量を正確に
算出することのできる工具補正量算出装置が従来から求
められている。
【００２２】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、加工位置及びこれと１８０゜反対側の位置を除
いた位置で工具刃先を撮像し、その補正量を算出するこ
とができる工具補正量算出装置の提供を目的とする。
あって、加工位置及びこれと１８０゜反対側の位置を除
いた位置で工具刃先を撮像し、その補正量を算出するこ
とができる工具補正量算出装置の提供を目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明は、ＮＣ工作機械の刃物台に装着
された工具の工具補正量を算出する装置であって、前記
刃物台に装着された工具のうち、加工位置にある工具、
及び前記刃物台の回転中心を中心として該加工位置にあ
る工具と１８０゜反対側に位置する工具以外の工具の刃
先を撮像するように配設された撮像装置と、前記撮像装
置により撮像された画像を処理して、所定位置を基準と
した前記工具刃先のずれ量を算出する画像処理手段と、
対象工具が撮像位置にあるときの刃物台の座標位置を検
出する位置検出手段と、前記画像処理手段により算出さ
れたずれ量、及び前記位置検出手段により検出された刃
物台の座標位置データを基に、前記対象工具が加工位置
に割り出されたときに使用される前記工具補正量を算出
する補正量算出手段とを設けて構成したことを特徴とす
るものである。
達成するための本発明は、ＮＣ工作機械の刃物台に装着
された工具の工具補正量を算出する装置であって、前記
刃物台に装着された工具のうち、加工位置にある工具、
及び前記刃物台の回転中心を中心として該加工位置にあ
る工具と１８０゜反対側に位置する工具以外の工具の刃
先を撮像するように配設された撮像装置と、前記撮像装
置により撮像された画像を処理して、所定位置を基準と
した前記工具刃先のずれ量を算出する画像処理手段と、
対象工具が撮像位置にあるときの刃物台の座標位置を検
出する位置検出手段と、前記画像処理手段により算出さ
れたずれ量、及び前記位置検出手段により検出された刃
物台の座標位置データを基に、前記対象工具が加工位置
に割り出されたときに使用される前記工具補正量を算出
する補正量算出手段とを設けて構成したことを特徴とす
るものである。
【００２４】この発明によれば、加工位置にある工具、
及び前記刃物台の回転中心を中心として該加工位置にあ
る工具と１８０゜反対側に位置する工具以外の工具の刃
先が撮像装置により撮像され、撮像された画像から所定
位置を基準とした前記工具刃先のずれ量が画像処理手段
により算出される。
及び前記刃物台の回転中心を中心として該加工位置にあ
る工具と１８０゜反対側に位置する工具以外の工具の刃
先が撮像装置により撮像され、撮像された画像から所定
位置を基準とした前記工具刃先のずれ量が画像処理手段
により算出される。
【００２５】そして、前記画像処理手段により算出され
たずれ量、及び前記位置検出手段により検出された刃物
台の座標位置データを基に、前記対象工具が加工位置に
割り出された際の工具補正量が補正量算出手段によって
算出される。
たずれ量、及び前記位置検出手段により検出された刃物
台の座標位置データを基に、前記対象工具が加工位置に
割り出された際の工具補正量が補正量算出手段によって
算出される。
【００２６】このようにこの発明によれば、加工位置及
びこれと１８０゜反対側の位置以外の位置にある工具を
撮像してその補正量を算出することができるので、コン
パクトに設計され、加工位置及びこれと１８０゜反対側
の位置にある工具を撮像し得る位置に撮像装置を設置す
ることのできない工作機械においても、撮像装置を用い
た、正確且つ平易な工具補正量の算出を行うことができ
る。
びこれと１８０゜反対側の位置以外の位置にある工具を
撮像してその補正量を算出することができるので、コン
パクトに設計され、加工位置及びこれと１８０゜反対側
の位置にある工具を撮像し得る位置に撮像装置を設置す
ることのできない工作機械においても、撮像装置を用い
た、正確且つ平易な工具補正量の算出を行うことができ
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形
態に係る工具補正量算出装置の概略構成を示した平面図
である。また、図３及び図５は工具補正量の算出手順を
説明するための平面図であり、図２及び図４はそれぞれ
その矢示Ａ方向から見た正面図である。
について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形
態に係る工具補正量算出装置の概略構成を示した平面図
である。また、図３及び図５は工具補正量の算出手順を
説明するための平面図であり、図２及び図４はそれぞれ
その矢示Ａ方向から見た正面図である。
【００２８】尚、図１に示すように、本例の工具補正量
算出装置１は、上述した従来の工具補正量算出装置１１
におけると同様に、ＮＣ立旋盤にこれを適用したもので
あり、加工位置にある工具、及びタレット１２の回転中
心を中心としてこの加工位置にある工具と１８０゜反対
側に位置する工具以外の工具Ｔの刃先を撮像するよう
に、ＣＣＤカメラ１６，１７及びバックライト１８を配
設した構成、並びに、補正量算出手段１９に代えてこれ
と工具補正量の算出手法が異なる補正量算出手段２を設
けた構成が従来の工具補正量算出装置１１の構成と異な
る。従って、従来の工具補正量算出装置１１と同じ構成
部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省
略する。
算出装置１は、上述した従来の工具補正量算出装置１１
におけると同様に、ＮＣ立旋盤にこれを適用したもので
あり、加工位置にある工具、及びタレット１２の回転中
心を中心としてこの加工位置にある工具と１８０゜反対
側に位置する工具以外の工具Ｔの刃先を撮像するよう
に、ＣＣＤカメラ１６，１７及びバックライト１８を配
設した構成、並びに、補正量算出手段１９に代えてこれ
と工具補正量の算出手法が異なる補正量算出手段２を設
けた構成が従来の工具補正量算出装置１１の構成と異な
る。従って、従来の工具補正量算出装置１１と同じ構成
部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省
略する。
【００２９】上述した如く、本例の工具補正量算出装置
１を構成するＣＣＤカメラ１６，１７及びバックライト
１８は、加工位置にある工具、及びタレット１２の回転
中心を中心としてこの加工位置にある工具と１８０゜反
対側に位置する工具以外の工具Ｔの刃先を撮像する位置
に配設されており、補正量算出手段２は、画像処理装置
１３により算出されたずれ量及び位置算出手段２０によ
り算出されたタレット１２の位置座標を基に、前記工具
Ｔが加工位置に割り出されたときの工具補正量を算出す
る。以下、図２乃至図５に基づき、補正量算出手段２に
おいて実行される工具補正量の算出手順を、画像処理装
置１３において実行されるずれ量の算出手順を含めて説
明する。
１を構成するＣＣＤカメラ１６，１７及びバックライト
１８は、加工位置にある工具、及びタレット１２の回転
中心を中心としてこの加工位置にある工具と１８０゜反
対側に位置する工具以外の工具Ｔの刃先を撮像する位置
に配設されており、補正量算出手段２は、画像処理装置
１３により算出されたずれ量及び位置算出手段２０によ
り算出されたタレット１２の位置座標を基に、前記工具
Ｔが加工位置に割り出されたときの工具補正量を算出す
る。以下、図２乃至図５に基づき、補正量算出手段２に
おいて実行される工具補正量の算出手順を、画像処理装
置１３において実行されるずれ量の算出手順を含めて説
明する。
【００３０】まず、上述した従来例におけると同様にし
て、タレット１２に装着した工具Ｔのうち任意の基準工
具Ｔ0を加工位置に割り出した後、このタレット１２を
移動させて工具Ｔ0をワークＷに近づけ、当該工具Ｔ0に
よりワークＷの端面を切削する。このとき、機械座標系
におけるタレット１２の位置座標が位置算出手段２０か
ら補正量算出手段２に随時入力されており、補正量算出
手段２は、入力されたタレット１２の位置座標を基に、
タレット１２が機械原点位置（図２において２点鎖線で
示した位置）から加工位置まで移動した際の移動量を算
出し、タレット１２が機械原点位置にあるときの、工具
Ｔ0の加工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置（Ｚ
軸方向の位置データ）を算出する。具体的には、図２に
示したＺ 0が、タレット１２が機械原点位置にあるとき
の、工具Ｔ0の加工座標系における刃先位置データとな
る。
て、タレット１２に装着した工具Ｔのうち任意の基準工
具Ｔ0を加工位置に割り出した後、このタレット１２を
移動させて工具Ｔ0をワークＷに近づけ、当該工具Ｔ0に
よりワークＷの端面を切削する。このとき、機械座標系
におけるタレット１２の位置座標が位置算出手段２０か
ら補正量算出手段２に随時入力されており、補正量算出
手段２は、入力されたタレット１２の位置座標を基に、
タレット１２が機械原点位置（図２において２点鎖線で
示した位置）から加工位置まで移動した際の移動量を算
出し、タレット１２が機械原点位置にあるときの、工具
Ｔ0の加工座標系（加工原点Ｇ）における刃先位置（Ｚ
軸方向の位置データ）を算出する。具体的には、図２に
示したＺ 0が、タレット１２が機械原点位置にあるとき
の、工具Ｔ0の加工座標系における刃先位置データとな
る。
【００３１】ついで、前記工具Ｔ0を用いて前記ワーク
Ｗの外周面を切削するとともに、加工したワークＷの外
径寸法ＸWを測定し、測定した外径寸法ＸWを補正量算出
手段２に入力する。補正量算出手段２は、位置算出手段
２０から随時入力される、機械座標系におけるタレット
１２の位置データ（Ｘ軸方向の位置データ）及び前記ワ
ークＷの外径寸法ＸWを基に、タレット１２が機械原点
位置にあるときの、工具Ｔ0の加工座標系（加工原点
Ｇ）における刃先位置（Ｘ軸方向の位置データ）を算出
する。具体的には、タレット１２が機械原点位置から加
工位置まで移動した際の移動量にワークＷの外径寸法Ｘ
Wを加算した量、即ち、図３に示したＸ0が、タレット１
２が機械原点位置にあるときの当該工具Ｔ0の加工座標
系における刃先位置データとなる。
Ｗの外周面を切削するとともに、加工したワークＷの外
径寸法ＸWを測定し、測定した外径寸法ＸWを補正量算出
手段２に入力する。補正量算出手段２は、位置算出手段
２０から随時入力される、機械座標系におけるタレット
１２の位置データ（Ｘ軸方向の位置データ）及び前記ワ
ークＷの外径寸法ＸWを基に、タレット１２が機械原点
位置にあるときの、工具Ｔ0の加工座標系（加工原点
Ｇ）における刃先位置（Ｘ軸方向の位置データ）を算出
する。具体的には、タレット１２が機械原点位置から加
工位置まで移動した際の移動量にワークＷの外径寸法Ｘ
Wを加算した量、即ち、図３に示したＸ0が、タレット１
２が機械原点位置にあるときの当該工具Ｔ0の加工座標
系における刃先位置データとなる。
【００３２】そして、前記補正量算出手段２は、以上の
ようにして算出した加工座標系における基準工具Ｔ0の
刃先位置データＸ0，Ｚ0を、基準工具Ｔ0についての工
具補正量として数値制御装置１９内の記憶部に記憶させ
る。
ようにして算出した加工座標系における基準工具Ｔ0の
刃先位置データＸ0，Ｚ0を、基準工具Ｔ0についての工
具補正量として数値制御装置１９内の記憶部に記憶させ
る。
【００３３】ついで、タレット１２を回転させて基準工
具Ｔ0をＣＣＤカメラ１６，１７により撮像可能な位
置、即ち、図３に示すように、タレット１２の回転中心
を中心として加工位置から角度αだけ回転した位置に割
り出した後、基準工具Ｔ0の刃先をＣＣＤカメラ１７の
視野領域（画像領域）Ｓ内に移動させ、これを視野領域
Ｓ内に設定した基準位置（以下、「カメラ原点」とい
う）Ｐに合わせる。尚、このときのタレット１２の機械
座標系における位置Ｂ０を、以下「撮像基準位置」とい
う。
具Ｔ0をＣＣＤカメラ１６，１７により撮像可能な位
置、即ち、図３に示すように、タレット１２の回転中心
を中心として加工位置から角度αだけ回転した位置に割
り出した後、基準工具Ｔ0の刃先をＣＣＤカメラ１７の
視野領域（画像領域）Ｓ内に移動させ、これを視野領域
Ｓ内に設定した基準位置（以下、「カメラ原点」とい
う）Ｐに合わせる。尚、このときのタレット１２の機械
座標系における位置Ｂ０を、以下「撮像基準位置」とい
う。
【００３４】次に、補正量算出手段２は、機械座標系の
位置データを基に、タレット１２が機械原点位置から撮
像基準位置Ｂ０まで移動した際のＸ，Ｚ軸方向の移動量
△Ｘ ０，△Ｚ０を算出する。そして、タレット１２が機
械原点位置にあるときの加工座標系の刃先位置データＸ
０，Ｚ０から、算出した移動量△Ｘ０，△Ｚ０をそれぞ
れ減算して、撮像基準位置Ｂ０にある基準工具Ｔ0が加
工位置に割り出された際の加工座標系における刃先位置
データを算出する。即ち、タレット１２の回転中心を中
心として、前記カメラ原点Ｐを加工位置まで回転させた
ときの加工座標系における位置Ｐ１（以下、「カメラ仮
想原点」という）の位置座標を算出し、これを記憶す
る。具体的には、図２及び図３に示したＸP１，Ｚ
P１が、加工座標系におけるカメラ仮想原点Ｐ１の位置
データとなる。
位置データを基に、タレット１２が機械原点位置から撮
像基準位置Ｂ０まで移動した際のＸ，Ｚ軸方向の移動量
△Ｘ ０，△Ｚ０を算出する。そして、タレット１２が機
械原点位置にあるときの加工座標系の刃先位置データＸ
０，Ｚ０から、算出した移動量△Ｘ０，△Ｚ０をそれぞ
れ減算して、撮像基準位置Ｂ０にある基準工具Ｔ0が加
工位置に割り出された際の加工座標系における刃先位置
データを算出する。即ち、タレット１２の回転中心を中
心として、前記カメラ原点Ｐを加工位置まで回転させた
ときの加工座標系における位置Ｐ１（以下、「カメラ仮
想原点」という）の位置座標を算出し、これを記憶す
る。具体的には、図２及び図３に示したＸP１，Ｚ
P１が、加工座標系におけるカメラ仮想原点Ｐ１の位置
データとなる。
【００３５】ついで、図４及び図５に示すように、タレ
ット１２を旋回させて他の工具Ｔ1を撮像可能な位置に
割り出し、この工具Ｔ1の刃先が前記ＣＣＤカメラ１７
の視野領域Ｓ内に入るような撮像位置Ｂ１に当該工具Ｔ
1を移動させる。これにより、前記視野領域Ｓ内の画像
データが前記カメラ切換装置１５を介して前記画像処理
装置１３に入力される。
ット１２を旋回させて他の工具Ｔ1を撮像可能な位置に
割り出し、この工具Ｔ1の刃先が前記ＣＣＤカメラ１７
の視野領域Ｓ内に入るような撮像位置Ｂ１に当該工具Ｔ
1を移動させる。これにより、前記視野領域Ｓ内の画像
データが前記カメラ切換装置１５を介して前記画像処理
装置１３に入力される。
【００３６】画像処理装置１３は入力された画像データ
を処理して刃先に対応した画素を検出し、当該画素の前
記カメラ原点Ｐからの離隔距離を算出する。具体的に
は、図４及び図５に示した、離隔距離ΔＸP１及びΔＺ
P１を算出する。尚、ΔＸP１は直径に対応したもの、即
ち、実寸法を２倍したものとして表わされる。そして、
このようにして、算出された離隔距離ΔＸP１，ΔＺP１
が画像処理装置１３から補正量算出手段２に入力され、
当該補正量算出手段２に記憶される。
を処理して刃先に対応した画素を検出し、当該画素の前
記カメラ原点Ｐからの離隔距離を算出する。具体的に
は、図４及び図５に示した、離隔距離ΔＸP１及びΔＺ
P１を算出する。尚、ΔＸP１は直径に対応したもの、即
ち、実寸法を２倍したものとして表わされる。そして、
このようにして、算出された離隔距離ΔＸP１，ΔＺP１
が画像処理装置１３から補正量算出手段２に入力され、
当該補正量算出手段２に記憶される。
【００３７】補正量算出手段２は、撮像位置Ｂ１にある
ときの機械座標系におけるタレット１２のＸ，Ｚ軸方向
の位置データを基に、その機械原点からの移動量、即
ち、図４及び図５に示したΔＸ1，ΔＺ1を算出し、記憶
する。尚、ΔＸ1は直径に対応したもの、即ち、実寸法
を２倍したものとして表わされる。
ときの機械座標系におけるタレット１２のＸ，Ｚ軸方向
の位置データを基に、その機械原点からの移動量、即
ち、図４及び図５に示したΔＸ1，ΔＺ1を算出し、記憶
する。尚、ΔＸ1は直径に対応したもの、即ち、実寸法
を２倍したものとして表わされる。
【００３８】ついで、補正量算出手段２は、前記移動量
ΔＸ０から移動量ΔＸ1を減算して、基準撮像位置Ｂ０
からの撮像位置Ｂ１の位置ずれ量ΔＸＡを算出する。そ
して、補正量算出手段２は、この位置ずれ量ΔＸＡ及び
前記ずれ量ΔＸP１を基に、タレット１２が撮像基準位
置Ｂ０にあるときの、カメラ原点Ｐから工具Ｔ１の刃先
までのずれ量ΔＸＬを次式により算出する。即ち、 ΔＸＬ＝（ΔＸＡ・ｃｏｓθ＋ΔＸP１） である。
ΔＸ０から移動量ΔＸ1を減算して、基準撮像位置Ｂ０
からの撮像位置Ｂ１の位置ずれ量ΔＸＡを算出する。そ
して、補正量算出手段２は、この位置ずれ量ΔＸＡ及び
前記ずれ量ΔＸP１を基に、タレット１２が撮像基準位
置Ｂ０にあるときの、カメラ原点Ｐから工具Ｔ１の刃先
までのずれ量ΔＸＬを次式により算出する。即ち、 ΔＸＬ＝（ΔＸＡ・ｃｏｓθ＋ΔＸP１） である。
【００３９】次に、補正量算出手段２は、得られたずれ
量ΔＸＬ，ΔＺＰ１、カメラ仮想原点Ｐ１の位置データ
ＸP１，ＺP１、移動量ΔＸ1，ΔＺ１及び位置ずれ量Δ
ＸＡを基に工具補正量Ｘ１，Ｚ１を次式により算出す
る。即ち、 Ｘ１＝ＸP１＋ΔＸＬ＋ΔＸＡ＋ΔＸ1＝ＸP１＋ΔＸＬ
＋ΔＸ０ Ｚ１＝ＺP１＋ΔＺＰ１＋ΔＺ１ である。そして、補正量算出手段２は、算出した工具補
正量Ｘ1，Ｚ1を工具Ｔ1についての工具補正量として数
値制御装置１９内の記憶部に記憶させる。
量ΔＸＬ，ΔＺＰ１、カメラ仮想原点Ｐ１の位置データ
ＸP１，ＺP１、移動量ΔＸ1，ΔＺ１及び位置ずれ量Δ
ＸＡを基に工具補正量Ｘ１，Ｚ１を次式により算出す
る。即ち、 Ｘ１＝ＸP１＋ΔＸＬ＋ΔＸＡ＋ΔＸ1＝ＸP１＋ΔＸＬ
＋ΔＸ０ Ｚ１＝ＺP１＋ΔＺＰ１＋ΔＺ１ である。そして、補正量算出手段２は、算出した工具補
正量Ｘ1，Ｚ1を工具Ｔ1についての工具補正量として数
値制御装置１９内の記憶部に記憶させる。
【００４０】以後、同様の処理を繰返すことにより、タ
レット１２に装着された全ての工具について、その工具
補正量を算出することができる。
レット１２に装着された全ての工具について、その工具
補正量を算出することができる。
【００４１】このように、この工具補正量算出装置１に
よれば、加工位置及びこれと１８０゜反対側の位置以外
の位置にある工具を撮像してその補正量を算出すること
ができる。従って、コンパクトに設計され、加工位置及
びこれと１８０゜反対側の位置にある工具を撮像し得る
位置にＣＣＤカメラ１６，１７等を設置することのでき
ない工作機械においても、ＣＣＤカメラ１６，１７を用
いた、正確且つ平易な工具補正量の算出を行うことがで
きる。
よれば、加工位置及びこれと１８０゜反対側の位置以外
の位置にある工具を撮像してその補正量を算出すること
ができる。従って、コンパクトに設計され、加工位置及
びこれと１８０゜反対側の位置にある工具を撮像し得る
位置にＣＣＤカメラ１６，１７等を設置することのでき
ない工作機械においても、ＣＣＤカメラ１６，１７を用
いた、正確且つ平易な工具補正量の算出を行うことがで
きる。
【００４２】以上本発明の一実施形態について説明した
が、本発明の具体的な態様がこれに限られるものでない
ことは言うまでもなく、例えば、本例の工具補正量算出
装置１を適用し得る工作機械、補正量の算出手法などは
本例のものに限定されるものではない。
が、本発明の具体的な態様がこれに限られるものでない
ことは言うまでもなく、例えば、本例の工具補正量算出
装置１を適用し得る工作機械、補正量の算出手法などは
本例のものに限定されるものではない。
【図１】本発明の実施形態に係る工具補正量算出装置の
概略構成を一部ブロック図で示す平面図である。
概略構成を一部ブロック図で示す平面図である。
【図２】本実施形態に係る工具補正量の算出手順を説明
するための正面図であり、図３における矢示Ａ方向から
見た正面図である。
するための正面図であり、図３における矢示Ａ方向から
見た正面図である。
【図３】本実施形態に係る工具補正量の算出手順を説明
するための平面図である。
するための平面図である。
【図４】本実施形態に係る工具補正量の算出手順を説明
するための正面図であり、図５における矢示Ａ方向から
見た正面図である。
するための正面図であり、図５における矢示Ａ方向から
見た正面図である。
【図５】本実施形態に係る工具補正量の算出手順を説明
するための平面図である。
するための平面図である。
【図６】従来の工具補正量算出装置の概略構成を一部ブ
ロック図で示す平面図である。
ロック図で示す平面図である。
【図７】従来の工具補正量の算出手順を説明するための
正面図である。
正面図である。
【図８】従来の工具補正量の算出手順を説明するための
正面図である。
正面図である。
１ 工具補正量算出装置 ２ 補正量算出手段 １１ 工具補正量算出装置 １２ タレット １３ 画像処理装置 １４ モニタ １５ カメラ切換装置 １６ 低倍率のＣＣＤカメラ １７ 高倍率のＣＣＤカメラ １８ バックライト １９ 数値制御装置 ２０ 位置算出手段 ２１ 補正量算出手段 Ｗ ワーク Ｔ 工具
Claims (1)
- 【請求項１】 ＮＣ工作機械の刃物台に装着された工具
の刃先位置を検出し、その工具補正量を算出する装置で
あって、 前記刃物台に装着された工具のうち、加工位置にある工
具、及び前記刃物台の回転中心を中心として該加工位置
にある工具と１８０゜反対側に位置する工具以外の工具
の刃先を撮像するように配設された撮像装置と、 前記撮像装置により撮像された画像を処理して、所定位
置を基準とした前記工具刃先のずれ量を算出する画像処
理手段と、 前記刃物台の位置座標を検出する位置検出手段と、 前記画像処理手段により算出されたずれ量、及び前記位
置検出手段により検出された刃物台の位置座標データを
基に、前記工具が加工位置に割り出されたときに使用さ
れる前記工具補正量を算出する補正量算出手段とを設け
て構成したことを特徴とする撮像装置を用いた工具補正
量算出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10322156A JP2000148219A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 撮像装置を用いた工具補正量算出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10322156A JP2000148219A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 撮像装置を用いた工具補正量算出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000148219A true JP2000148219A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18140572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10322156A Withdrawn JP2000148219A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 撮像装置を用いた工具補正量算出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000148219A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1217481A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-26 | Mori Seiki Co., Ltd. | Control apparatus for cutting machine and method of indication |
| JP2002224936A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Mori Seiki Co Ltd | ツールプリセッタ及び工具補正量算出方法 |
| JP2006289513A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Okuma Corp | 工作機械の工具測定方法 |
| JP2010099801A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 旋盤の制御装置 |
| JP2013176822A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 加工状態表示装置を備えた工作機械 |
| JP2016060032A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 中村留精密工業株式会社 | 工具の形状取得方法及び装置 |
| EP3045266A1 (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-20 | Nakamura-Tome Precision Industry Co., Ltd. | Tool blade edge detecting method, tool blade edge detecting device, and tool correction value registering device |
| CN109129039A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 上海铼钠克数控科技股份有限公司 | 刀具的开刃系统和方法 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP10322156A patent/JP2000148219A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2016060032A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 中村留精密工業株式会社 | 工具の形状取得方法及び装置 |
| EP3045266A1 (en) * | 2015-01-15 | 2016-07-20 | Nakamura-Tome Precision Industry Co., Ltd. | Tool blade edge detecting method, tool blade edge detecting device, and tool correction value registering device |
| JP2016132039A (ja) * | 2015-01-15 | 2016-07-25 | 中村留精密工業株式会社 | 工具刃先の検出方法及び装置並びに工具補正値の設定装置 |
| CN109129039A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 上海铼钠克数控科技股份有限公司 | 刀具的开刃系统和方法 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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