JP2020189374A - 工具測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
工作機械に関して、切り屑やクーラント等の異物の影響を低減する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術は、予め定められた撮像位置に配置された工具を撮像するカメラと、工具に対してカメラの反対側に配置されたシャッターと、シャッターに向けて光を照射する照明装置と、工具の画像から工具の形状を算出する制御装置とを備える。照明装置は、シャッターの反射面にて反射される光により工具の背景よりも工具が暗くなる画像が撮像されるように配置される。
仮に、工具が、工具マガジン側の工具待機位置にある場合は、切削液や切屑の影響を受け易く、長期間の安定検出に課題がある。また、背景をATC(Automatic Tool Changer)シャッターに設定した例では、シャッターが閉じて撮像が終わるまでは旧工具をマガジンに戻すことができないため、工具準備時間が延びてしまう。
新旧工具の2回の撮像で折損を比較する場合は、撮像装置内の基準位置から工具長や径を測定すると、工具ポットの入れ替わりや、チャンジャによる工具差込みのバラツキ等により、検出精度が低下する。
工具マガジンに格納された工具をマスターデータと照合することで、工具の装着ミスを検出するものは、工具折損にも適用できるが、工具ポットのガタツキやマガジンチェーン等のバラツキが折損判定に含まれて精度が安定しない。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、工作機械において、工具の折損を検出することを目的とする。
(2)本発明の一態様は、上記(1)に記載の工具測定装置において、前記撮影画像を生成する撮像部と、前記工具と、前記撮像部と前記工具とを結んだ直線上で、且つ前記工具に対して前記撮像部の反対側に背景が位置し、前記工具測定装置は、前記背景に、反射光方式と直接光方式とのいずれかで照明する第1照明部と、前記撮像部と前記工具とを結んだ直線から90度以内の角度で、前記工具と前記背景とを結んだ線の方向に向かって照明する第2照明部とを備える、工具測定装置である。
(3)本発明の一態様は、上記(1)に記載の工具測定装置において、前記測定部は、長さと径とが正確に測定された工具である第1基準工具が撮像された第1撮影画像に基づいて、長さの測定精度と径の測定精度との補正を行い、前記判定部は、前記第1基準工具よりも、工具の突出する部分が折損判断設定値の分だけ長く、且つ先端が尖っている第2基準工具が撮像された第2撮影画像と、前記第1撮影画像とに基づいて、欠損を検知できることを確認する、工具測定装置である。
(4)本発明の一態様は、上記(1)に記載の工具測定装置において、工具の折損を検出する指令である工具折損検出指令を生成する指令部を備え、前記判定部は、前記工具ホルダ先端位置長が、前記工具折損検出指令に含まれる工具ホルダ先端位置長よりも、ホルダ長さ閾値以上長い場合に、工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定し、前記表示部は、前記判定部が前記工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定した場合に、異常が発生したことを示す情報を表示する、工具測定装置ある。
(5)本発明の一態様は、上記(1)に記載の工具測定装置において、前記工具の長手方向をX軸とし、前記X軸に直交する方向をZ軸とした場合に、前記合マークは、Z軸に平行に形成され、前記測定部は、前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである合マーク工具長を測定し、前記判定部は、前記合マーク工具長と、合マーク工具長の基準の長さとの差の絶対値が、長さ閾値以上である場合に、前記工具マガジンが備える駆動系のバックラッシが大きくなったと判定し、前記表示部は、前記判定部が前記駆動系のバックラッシが大きくなったと判定した場合に、異常が発生したことを表示する、工具測定装置である。
(6)本発明の一態様は、上記(1)に記載の工具測定装置において、前記工具の長手方向をX軸とし、前記X軸に直交する方向をZ軸とした場合に、前記合マークは、Z軸に平行に形成され、前記測定部は、前記工具マガジンが備えるチェーンを第1の方向に旋回させることによって前記工具を位置決めした場合に得られる前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである第1合マーク工具長と、前記チェーンを第2の方向に旋回させることによって前記工具を位置決めした場合に得られる前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである第2合マーク工具長とを測定し、前記判定部は、前記第1合マーク工具長と第2合マーク工具長との差の絶対値が、長さ閾値以上である場合に、前記工具マガジンが備える駆動系のバックラッシが大きくなったと判定し、前記表示部は、前記判定部が前記駆動系のバックラッシが大きくなったと判定した場合に、異常が発生したことを表示する、工具測定装置である。
(7)本発明の一態様は、上記(1)に記載の工具測定装置において、前記判定部は、前記工具ホルダ先端位置長と、工具ホルダ先端位置長の指定値との差が突出長閾値よりも長い場合には、工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定する、工具測定装置である。
また、本願でいう「XXに基づいて」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づいて」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
(工作機械)
図1は、本実施形態に係る工作機械の一例を示す図である。本実施形態に係る工作機械1の一例は、図1の右図に示されるように、横形マシニングセンタ一であり、工具収納室100と、工作機械の加工室110とを備える。図1において、水平面に平行な二軸をX軸とZ軸とし、水平面に垂直な軸をY軸とする。図1に示される例では、紙面に平行な方向をX軸とし、紙面に垂直な方向をY軸とする。工作機械1は、XZ平面に設置されている。
工具収納室100には、工具が保管される。加工室110では、加工対象物(図示なし)が加工される。工具収納室100と加工室110とは、隔壁105によって隔離されている。隔壁105には、工具収納室100と加工室110との間で工具60を移動するための開口部が形成されている。また、隔壁105には、開口部を開閉するためのシャッター107が配置されている。シャッター107は、隔壁105に支持されている。シャッター107の一例は、Z軸方向に移動可能に形成されている。シャッター107が移動して開口が形成されることにより、開口部を通して工具60の移動を行うことができる。
工具マガジン10は、図1の左図に示されるように、駆動モータ20と、ホイール30aと、ホイール30bと、チェーン40と、工具ポット50と、工具60とを備える。
工具マガジン10は、楕円状に形成されたチェーン40の周りに複数の工具ポット50の各々のテーパ部に工具ホルダに把持された工具60を保持するように形成されている。駆動モータ20は、工具マガジン10を回転させる。
図1に示される例では、工具マガジン10に設置されているチェーン40は、40個の工具ポット50を把持できる。チェーン40は、二個のホイール30aとホイール30bとの間に回転可能に設置されている。駆動モータ20が駆動することによって、ホイール30aとホイール30bとが回転する。ホイール30aとホイール30bとが回転することによって、チェーン40と工具ポット50と工具60とが旋回する。
ATCチェンジャ120は、棒状に形成されている。ATCチェンジャ120は、両側の端部に工具60を保持する。ATCチェンジャ120は、Z軸方向に延びる回転軸の周りに回転可能に形成されている。
工具測定装置65は、撮像部62aと、撮像部62bと、撮像部170とを備え、工具60を撮像することにより工具の形状と、位置とを測定する。撮像部62aと、撮像部62bと、撮像部170とは、工具マガジン10内に設置される。このように構成することによって、撮像部62aと、撮像部62bと、撮像部170とをクーラントや切粉の悪影響から離すことができる。また、撮像部62aと、撮像部62bと、撮像部170とによって撮像された画像を使用して、工具マガジン10の保守を行うことができる。
ベース70の上面には、X軸ガイドレール72が固定されている。X軸ガイドレール72の上面には、コラム130が配置されている。コラム130は、X軸ガイドレール72に沿ってX軸方向に移動可能に形成されている。コラム130の前面(+Z方向の面)には、Y軸ガイドレール132が固定されている。主軸ヘッド134は、Y軸ガイドレール132に支持されている。主軸ヘッド134は、Y軸ガイドレール132に沿ってY軸方向に移動可能に形成されている。
また、ベース70の上面(+Y方向の面)には、Z軸ガイドレール74が固定されている。Z軸ガイドレール74の上面には、テーブル80が配置されている。ワーク(加工対象物)は、パレット88を介してテーブル80に固定される。テーブル80は、Z軸ガイドレール74に沿ってZ軸方向に移動可能に形成されている。
主軸ヘッド134は、主軸Sを含む。主軸Sには、ワークを加工する工具60が固定される。主軸ヘッド134には、工具60を回転させるためのモータが内蔵されている。このモータが駆動することにより、工具60は主軸Sの軸線を回転軸にして回転する。
工作機械1では、工具60がX軸方向およびY軸方向に移動し、加工対象物がZ軸方向に移動する。
工作機械1は、制御装置115を備える。制御装置115は、工具マガジン10と、工具スイング装置75と、工具測定装置65とを制御する。
工作機械1の加工室110では、主軸ヘッド134が工具60を交換するための所定の位置まで移動する。つまり、ATCチェンジャ120が回転したときにその端部が、主軸Sに取り付けられた工具60を保持できる位置(ATC位置ATCP)まで主軸ヘッド134が移動する。主軸Sには加工に使用した工具60(以下「加工に使用した後の工具60」という)が取り付けられている。
工具収納室100では、工具マガジン10は、次に加工に使用する工具60(以下「加工に使用する前の工具60」という)が、マガジン割出位置MPに保持される位置まで回転する。ここで、マガジン割出位置MPとは、工具マガジン10から工具スイング装置75へ、工具60を移動させる場合に、移動させる工具60を設置する位置である。マガジン割出位置MPの所定の位置には、合マークが形成されている。合マークについては、後述する。ここで、加工に使用する前の工具60が、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとによって撮像される。
次に、加工に使用する前の工具60は、工具ポット50と一緒に、工具スイング装置75に把持される。工具スイング装置75は、把持している加工に使用する前の工具60を工具ポット50と一緒に旋回させることによって、工具待機位置TPに移動させる。
工具スイング装置75は、加工に使用した後の工具60を工具ポット50と一緒に旋回させることによって、マガジン割出位置MPに位置決めする。つまり、工具スイング装置75は、加工に使用した後の工具60を、マガジン割出位置MPまで移動させる。ここで、加工に使用した後の工具60が、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとによって撮像される。
このように工具収納室100では、主軸Sに取り付けられている加工に使用した後の工具60を工具マガジン10に移動することができる。また、工具収納室100では、工具マガジン10に保管されている加工に使用する前の工具60を主軸Sに移動することができる。加工に使用した後の工具60と加工に使用する前の工具60との交換が終了した後に、ATCチェンジャ120は初期の状態まで回転する。ATCチェンジャ120が初期の状態まで回転した後に、シャッター107が閉じる。シャッター107が閉じた後に、加工室110では次の加工が開始される。
工具測定装置について説明する。
図2は、本実施形態に係る工作機械が備える工具測定装置の概略図の例1である。本実施形態に係る工作機械1が備える工具測定装置65aは、マガジン割出位置MPに位置決めされている工具60を撮像することにより工具の形状や位置を測定する。
工具測定装置65aは、照明装置90Aと、照明装置90Bと、反射体140と、保護カバー150と、保護カバー160と、撮像部170とを備える。
撮像部170と、照明装置90Aと、照明装置90Bとは、制御装置115によって制御される。保護カバー150は反射体140を保護し、保護カバー160は撮像部170を保護する。
照明装置90Aは、反射体140に光を照射する。照明装置90Aは、反射体140に照射した光の反射光の光軸が撮像部170へ入る様に調整される。
照明装置90Bは、工具60の先端から光軸方向に光が照射されるように、その設置角度が調整される。つまり、照明装置90Bは、工具60の先端から、撮像部170と反射体140とを結んだ直線上に光が照射されるように、その設置角度が調整される。照明装置90Aが反射体140に照射した光と、照明装置90Bが工具60に照射した光とによって、反射体140の色合いが均一化される。
制御装置115は、撮像部170に撮像させ、撮像部170が撮像することによって得られる画像で工具60の先端の形状と、その位置とを検出する。制御装置115は、照明装置90Aが照射する光の色と照明装置90Bが照射する光の色とを異ならせる。これによって、制御装置115は、撮像部170が撮像することによって得られるカラー画像で工具60の先端の形状と、その位置とを検出できるため、照明装置90Aが照射する光の色と照明装置90Bが照射する光の色とを異ならせない場合よりも、工具60の先端の形状とその位置とを、検出しやすくできる。
工具測定装置65bは、照明装置90Aと、照明装置90Bと、透過体145と、保護カバー150と、保護カバー160と、撮像部170と、拡散板200とを備える。
撮像部170と、照明装置90Aと、照明装置90Bとは、制御装置115によって、制御される。保護カバー150は透過体145と拡散板200とを保護し、保護カバー160は撮像部170を保護する。
照明装置90Aは、透過体145に光を照射する。照明装置90Aは、透過体145に照射した光の光軸が撮像部170へ入る様に調整される。
照明装置90Bは、工具60の先端から光軸方向に光が照射されるように、その設置角度が調整される。つまり、照明装置90Bは、工具60の先端から、撮像部170と反射体140とを結んだ直線上に光が照射されるように、その設置角度が調整される。照明装置90Aが照射した光は、透過体145を透過し、透過体145を透過した光は、拡散板200で拡散される。拡散板200で拡散された光と、照明装置90Bが工具60に照射した光とによって、拡散板200の色合いが均一化される。
制御装置115は、撮像部170に撮像させ、撮像部170が撮像することによって得られる画像で工具60の先端の形状と、その位置とを検出する。制御装置115は、照明装置90Aが照射する光の色と照明装置90Bが照射する光の色とを異ならせる。これによって、制御装置115は、撮像部170が撮像することによって得られるカラー画像で工具60の先端の形状と、その位置とを検出できるため、照明装置90Aが照射する光の色と照明装置90Bが照射する光の色とを異ならせない場合よりも、工具60の先端の形状とその位置とを、検出しやすくできる。
また、制御装置115は、工具スイング装置75を制御することによって、工具スイング装置75が把持している加工に使用した後の工具60をマガジン割出位置MPに位置決めさせる。制御装置115は、撮像部62aと、撮像部62bとを制御することによって、マガジン割出位置MPに位置決めさせた加工に使用した後の工具60を、撮像させる。制御装置115は、撮像部62aと、撮像部62bとが撮像することによって得られた画像(撮像画像)で、加工に使用した後の工具60の先端の形状と、その位置とを検出する。
制御装置115は、加工に使用する前の工具60の先端の形状とその位置と、加工に使用した後の工具60の先端の形状とその位置とに基づいて、工具60の欠損と、工具60の装着不良とを検出する。
図4は、本実施形態に係る工作機械が備える制御装置のブロック図である。
制御装置115は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサが所定のプログラムを実行することにより実現される機能部(以下、ソフトウェア機能部と称する)である。なお、制御装置115の全部または一部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
制御装置115は、例えば、工具スイング駆動部210と、工具マガジン駆動部220と、撮像処理部190と、照明制御部180と、測定部192と、導出部194と、判定部230と、記憶部240と、表示部250として機能する。制御装置115とは別に、撮像処理部190と、照明制御部180と、測定部192と、導出部194と、判定部230と、記憶部240とによって、工具測定装置65の制御装置が構成されてもよい。
工具スイング駆動部210は、工具スイング装置75を駆動する。
工具マガジン駆動部220は、工具マガジン10を駆動する。
撮像処理部190は、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた工具60を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報を、測定部192に出力する。
照明制御部180は、照明装置90Aと、照明装置90Bとの点灯と消灯とを制御する。
測定部192は、加工に使用する前の工具60と、加工に使用した後の工具60とについて、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長とを測定する。測定部192は、測定することによって得られた工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とを、導出部194に出力する。
導出部194は、測定部192が出力した工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とを取得し、取得した工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とに基づいて、工具ホルダの先端位置から工具60の先端位置までの長さ(以下「工具突出長」という)を導出する。導出部194は、加工に使用する前の工具60と、加工に使用した後の工具60とについて、工具突出長を導出する。具体的には、導出部194は、取得した工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とに基づいて、工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長との和を求めることによって、工具突出長を導出する。導出部194は、導出した工具突出長を示す情報を、判定部230に出力する。
判定部230は、加工に使用する前の工具60の工具突出長から加工に使用した後の工具60の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値よりも大きいと判定した場合には、工具60は折損していると判定する。
判定部230は、加工に使用する前の工具60の工具突出長から加工に使用した後の工具60の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値未満と判定した場合には、工具60が抜けていると判定する。判定部230は、工具60を判定した結果を、表示部250に出力する。判定部230は、工具60を判定した結果を、工具60の番号と関連づけて、記憶部240に記憶してもよい。
表示部250は、判定部230が出力した工具60の判定結果を示す情報を表示する。表示部250は、工具60の判定結果を示す情報に代えて、又は工具60の判定結果とともに、次加工の停止又は予備工具への交換を指示する情報を表示してもよい。
記憶部240は、判定部230が出力した工具60を判定した結果と、工具60の番号とを関連づけた情報を記憶する。
図5は、本実施形態に係る工具測定装置における測定例を示す図である。
図5の(a)は、工具60の先端と工具ホルダの先端とが撮像部62aの撮像領域に入った場合を示す。この場合、測定部192は、撮像処理部190が出力した撮像部62aが撮像することによって得られた画像情報と、撮像処理部190が出力した撮像部62bが撮像することによって得られた画像情報とを取得する。図5の(a)において、撮像部62aが撮像することによって得られた画像の領域はカメラ1の領域で表され、撮像部62bが撮像することによって得られた画像の領域はカメラ2の領域で表される。測定部192は、取得した撮像部62aが撮像することによって得られた画像情報と、撮像部62bが撮像することによって得られた画像情報とのうち、撮像部62aが撮像することによって得られた画像情報に基づいて、画像解析することによって、工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長とを導出する。
測定部192は、撮像部62aが撮像することによって得られた画像情報に基づいて、合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長とを測定する。図5の(a)において、工具ホルダ先端位置長は「測定−1」で表され、工具先端位置長は「測定−2」で表される。
測定部192は、撮像部62bが撮像することによって得られた画像情報に基づいて、合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長とを測定する。図5の(b)において、工具ホルダ先端位置長は「測定−1」で表され、工具先端位置長は「測定−2」で表される。
測定部192は、撮像部62aが撮像することによって得られた画像情報に基づいて、合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長を測定する。また、測定部192は、撮像部62bが撮像することによって得られた画像情報に基づいて、合マークの位置を基準として、工具先端位置長を測定する。図5の(c)において、工具ホルダ先端位置長は「測定−1」で表され、工具先端位置長は「測定−2」で表される。
図6は、本実施形態に係る工具測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。
ここでは、一例として、工具60がマガジン割出位置MPに位置決めされた場合の処理について説明する。
(ステップS1)
制御装置115は、工具マガジン10を制御することによって、加工に使用する前の工具60をマガジン割出位置MPに位置決めさせる。
(ステップS2)
制御装置115の撮像処理部190は、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた加工に使用する前の工具60を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報を、測定部192に出力する。
(ステップS3)
制御装置115の測定部192は、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、画像解析することによって、合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長とを測定する。
(ステップS4)
導出部194は、工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とに基づいて、工具ホルダの先端位置から加工に使用する前の工具60の先端位置までの長さである工具突出長を導出する。
(ステップS5)
制御装置115は、工具スイング装置75を制御することによって、マガジン割出位置MPに位置決めされている工具60を工具待機位置TPへスイング(回転)させる。
ATC交換が行われることによって、加工に使用する前の工具60を、主軸Mへ移動させる。加工対象物に加工が行わる。再びATC交換が行われることによって、加工に使用した後の工具60が工具待機位置TPに戻る。この後、工具スイング装置75により90度スイングされることによって、加工に使用した後の工具60がマガジン割出位置MPに位置決めさせる。
(ステップS6)
制御装置115の撮像処理部190は、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた加工に使用した後の工具60を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報を、測定部192に出力する。
(ステップS7)
制御装置115の測定部192は、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、画像解析することによって、合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長とを測定する。
(ステップS8)
導出部194は、工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とに基づいて、工具ホルダの先端位置から工具60の先端位置までの長さである工具突出長を導出する。
(ステップS9)
判定部230は、加工に使用する前の工具60についての工具突出長を示す情報と、加工に使用した後の工具60についての工具突出長を示す情報とに基づいて、工具60の折損等の形状と、抜け等の位置とを判定する。
(ステップS10)
表示部250は、工具60の判定結果を示す情報を表示する。
本実施形態に係る工具測定装置65によれば、工具測定装置65は、加工に使用する前の工具60の工具突出長と、加工に使用した後の工具60の工具突出長とを導出する。工具測定装置65は、導出した加工に使用する前の工具60の工具突出長と、加工に使用した後の工具60の工具突出長とに基づいて、加工に使用した後の工具60が折損しているか否か、工具60が工具ポット50から抜けておらず、きちんと取り付けられているか否かを判定できる。工具60が折損していると判定された場合には、折損していると判定された工具60を取り換えることができ、工具60が工具ポット50にきちんと取り付けられていないと判定された場合には、工具60を工具ポット50に取り付けることができるため、折損した工具60が使用され続けられること、工具ポット50にきちんと取り付けられていない工具60が使用され続けられることを排除できる。
また、画像により、工具先端の検出では無く、ホルダと工具先端間、固定部からホルダ間の距離を算出することで、切削前後の比較を確実に行うことができる。
また、工具測定装置65を、工具収納室100に備えることによって、加工を行う領域である加工室の外で工具の折損と抜けを短時間で検出できる。
実施形態の変形例1に係る工作機械は、図1を参照して説明した実施形態に係る工作機械1を適用できる。
実施形態の変形例1に係る工具測定装置は、図1から図4を参照して説明した工具測定装置65を適用できる。
実施形態の変形例1に係る工具測定装置65では、二種類の工具60を使用する。ここで、二種類の工具60のうちの一方を基準工具1と呼び、他方を基準工具2と呼ぶ。
図7は、基準工具の一例を示す図である。図7には、基準工具1と、基準工具2とが示される。
基準工具1は、工具60の先端が平らである。このため、基準工具1は、工具突出長の検出が容易である。
基準工具2は、工具60の先端が尖っている。このため、基準工具2は、基準工具1と比較して、工具突出長の検出が難しい。
実施形態の変形例1では、基準工具1を使用して、工具測定装置65は、自己補正、つまり工具測定装置65の校正を行う。
図4と、図7とを参照して具体的に、説明する。
記憶部240は、基準工具1の工具突出長を示す情報と、工具径を示す情報をと記憶する。
新しい加工対象物を加工する前等の始業時に、工作機械1は、基準工具1を、マガジン割出位置MPに位置決めする。工具測定装置65は、マガジン割出位置MPに位置決めした基準工具1を、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとで撮像する。制御装置115の撮像処理部190は、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた工具60を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報を、測定部192に出力する。
判定部230は、測定部192が出力した基準工具1の工具突出長を示す情報と、工具径を示す情報とを取得する。
判定部230は、記憶部240に記憶している工具突出長を示す情報と、工具径を示す情報とを取得する。判定部230は、記憶部240から取得した工具突出長を示す情報と工具径を示す情報と、測定部192が出力した基準工具1の工具突出長を示す情報と工具径を示す情報とを比較する。判定部230は、測定部192が出力した基準工具1の工具突出長と、記憶部240から取得した工具突出長との差である工具突出長差が突出長校正閾値よりも大きい場合には異常と判定する。判定部230は、測定部192が出力した基準工具1の工具径と、記憶部240から取得した工具径との差である工具径差が工具径校正閾値よりも大きい場合には異常と判定する。ここで、突出長校正閾値と工具径校正閾値との一例は、0mmから4mmであり、より好ましくは0.2mmから2mmである。判定部230は、比較結果を、表示部250に出力する。
判定部230は、測定部192が出力した工具突出長差が突出長校正閾値未満の場合には正常と判定する。判定部230は、正常と判定した場合には、工具突出長差を示す情報を、測定部192に出力する。
判定部230は、測定部192が出力した工具径差が工具径校正閾値未満の場合には正常と判定する。判定部230は、正常と判定した場合には、工具径差を示す情報を、測定部192に出力する。
測定部192は、判定部230が出力した工具突出長差を示す情報と工具径差を示す情報とを取得する。測定部192は、取得した工具突出長差を示す情報と工具径差を示す情報とに基づいて、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、画像を認識し、認識した画像から計測する長さの設定値を校正する。ここでは、測定部192が、工具突出長差を示す情報と工具径差を示す情報とに基づいて、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、画像を認識し、認識した画像から計測する長さの設定値を校正する場合について説明したが、測定部192は、工具突出長差を示す情報と工具径差を示す情報とのいずれかに基づいて、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、画像を認識し、認識した画像から計測する長さの設定値を校正してもよい。
測定部192が長さの設定値を校正した後に、工具測定装置65に、再度、基準工具1を測定させることによって、測定部192において、長さの設定値が校正されていることを確認してもよい。
このように構成することによって、工具測定装置65は、測定部192が測定する場合に長さの設定値を校正できるため、測定精度を向上できる。
図4と、図7とを参照して具体的に、説明する。
撮像処理部190は、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた基準工具1を撮像させ、撮像させることによって得られる基準工具1の画像情報を、測定部192に出力する。また、撮像処理部190は、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた基準工具2を撮像させ、撮像させることによって得られる基準工具2の画像情報を、測定部192に出力する。
測定部192は、撮像処理部190が出力した基準工具1の画像情報と基準工具1の画像情報とに基づいて、合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長を測定する。測定部192は、基準工具1と、基準工具2とについて、工具ホルダ先端位置長と、工具先端位置長とを測定する。測定部192は、測定することによって得られた基準工具1の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報と、基準工具2の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報とを、導出部194に出力する。
導出部194は、測定部192が出力した基準工具1の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報と、基準工具2の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報とを取得し、取得した基準工具1の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報と、基準工具2の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報とに基づいて、基準工具1の工具突出長と、基準工具2の工具突出長とを導出する。具体的には、導出部194は、取得した基準工具1の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報とに基づいて、基準工具1の工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長との和を求めることによって、基準工具1の工具突出長を導出する。導出部194は、導出した基準工具1の工具突出長を示す情報を、判定部230に出力する。導出部194は、取得した基準工具2の工具ホルダ先端位置長を示す情報と工具先端位置長を示す情報とに基づいて、基準工具2の工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長との和を求めることによって、基準工具2の工具突出長を導出する。導出部194は、導出した基準工具1の工具突出長を示す情報と、基準工具2の工具突出長を示す情報とを判定部230に出力する。
判定部230は、基準工具2の工具突出長から基準工具1の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値よりも大きいと判定した場合には、折損していると判定する。判定部230は、基準工具2の工具突出長から基準工具1の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値未満と判定した場合には、抜けであると判定する。ここでは、図7に示されるように、基準工具2の工具突出長は、基準工具1の工具突出長よりも短い。したがって、判定部230は、基準工具2の工具突出長から基準工具1の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値よりも大きいと判定し、折損であると判定する。仮に、判定部230は、抜けであると判定した場合には、異常であると判定する。判定部230は、工具60を判定した結果を、表示部250に出力する。表示部250は、判定部230が出力した工具60の判定結果を示す情報を表示する。
このように構成することによって、工具測定装置65は、工具60が折損しているか否か、抜けが生じているかいないかの確認ができるため、工具60が折損しているか否か、抜けが生じているかいないかの判定精度を向上できる。
また、工具測定装置65は、基準工具1と基準工具2とを使用して、自工具測定装置65のチェックを行うことができるため、性能の安定度を維持できる。
実施形態の変形例2に係る工作機械は、図1を参照して説明した実施形態に係る工作機械1を適用できる。
実施形態の変形例2に係る工具測定装置は、図1から図3を参照して説明した工具測定装置65を適用できる。
図8は、実施形態の変形例2に係る工作機械が備える制御装置のブロック図である。実施形態の変形例2に係る工作機械1が備える制御装置115aは、図4を参照して説明した制御装置115に、指令部260を備えたものである。指令部260については、後述する。
実施形態の変形例2に係る工作機械1では、工具測定装置65は、工具60が、工具ポット50にきちんと差し込まれているか否かを判定する。
実施形態の変形例2に係る工具測定装置65では、工具差し込み検出用の工具60を使用する。ここで、工具差し込み検出用の工具を差し込み検出用工具と呼ぶ。
図9は、差し込み検出用工具の一例を示す図である。
差し込み検出用工具は、工具60の先端が尖ってある。
図8と、図9とを参照して具体的に、説明する。
指令部260には、差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長を示す情報を記憶している。指令部260は、差し込み検出用工具の折損を検出する指令である工具折損検出指令を、判定部230に出力する。この工具折損検出指令には、工具ホルダ先端位置長を示す情報が含まれる。
例えば、指令部260は、以下の工具折損検出指令を、判定部230に出力する。
G65 P8004 W100. Q5. H12 T12 ←ATC保守のセルフチェック機能指令_←加工プログラム
M6 ← ATC交換指令
G65: マクロプログラムの宣言
P8004: ATC保守のセルフチェックの動作プログラム登録番号
W100.:ホルダ先端の長さ[mm]
Q5.:ドリル工具の三角山の高さ
H:工具長補正番号・・・この番号のメモリに工具長のデータが格納されている。
T12:工具番号
測定部192は、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長を測定する。測定部192は、測定することによって得られた差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長を示す情報を判定部230に出力する。
判定部230は、測定部192が出力した差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長を示す情報を取得する。
判定部230は、指令部260が出力した工具折損検出指令に含まれる工具ホルダ先端位置長を示す情報と、測定部192から取得した差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長を示す情報とに基づいて、工具ポット50に差し込み検出用工具がきちんと取り付けられているか否かを判定する。具体的には、判定部230は、測定部192が測定した差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長から、工具折損検出指令から取得した工具ホルダ先端位置長を減算した値である工具ホルダ先端位置長減算値が、先端位置長基準値P未満である場合、工具ポット50に、差し込み検出用工具がきちんと差し込まれていると判定する。判定部230は、工具ホルダ先端位置長減算値が、先端位置長基準値P以上である場合、工具ポット50に、差し込み検出用工具が差し込み不良であると判定する。
判定部230は、差し込み検出用工具を判定した結果を、表示部250に出力する。表示部250は、判定部230が出力した差し込み検出用工具の判定結果を示す情報を表示する。表示部250は、差し込み検出用工具の判定結果に代えて、又は差し込み検出用工具の判定結果とともに、次加工の停止を指示する情報を表示してもよい。
本実施形態の変形例2によれば、差し込み検出用工具の工具ホルダ先端位置長に基づいて、工具ポット50に、差し込み検出用工具がきちんと差し込まれているか否かを判定できる。このため、仮に、ATCチェンジャ120によって工具ホルダに差し込み検出用工具の差し込みの不良が生じた場合、工具スイング装置75によって工具ホルダから差し込み検出用工具が抜けた場合、手動で工具ホルダに差し込み検出用工具の差し込みの不良が生じた場合でも、検出できる。
実施形態の変形例3に係る工作機械は、図1を参照して説明した実施形態に係る工作機械1を適用できる。
実施形態の変形例3に係る工具測定装置は、図1から図4を参照して説明した工具測定装置65を適用できる。
本実施形態の変形例3では、工具測定装置65は、工具マガジン10の保守に近づいたことを通知する。
実施形態の変形例3に係る工具測定装置65では、工具マガジン10の保守に使用する工具60を使用する。ここで、工具マガジン10の保守に使用する工具を工具マガジン保守用工具と呼ぶ。
図10は、工具マガジン保守用工具の一例を示す図である。
工具マガジン保守用工具は、工具60の先端が平坦である。
工具マガジン10のチェーン40は両方向(Y軸のプラス方向とマイナス方向)に旋回する。仮に、チェーン40が伸びた場合には、マガジン割出位置MPは下がる。マガジン割出位置MPが下がったままで放置した場合には、マガジン割出位置MPがずれたままとなるため、工具マガジン10と工具スイング装置75との間で、工具60が受け渡されるのに支障が生じる。さらに、マガジン割出位置MPが下がったままで放置した場合には、撮像部170が撮像する工具60の位置がずれたままとなる。
チェーン40が伸びた場合には、ホイール30aと、ホイール30bとの間の距離を離して、チェーン40を張ることによって、チェーン40のたるみを解消する。さらに、チェーン40が伸びた場合には、マガジン割出位置MPを再設定する。
また、チェーン40が、駆動モータ20と減速機とで駆動されている場合、減速機のバックラッシが両方向の位置決めに現れる。サ一ボモ一タを使用していればバックラッシ補正の再入力で位置決め精度を戻すことができる。
図4と、図10とを参照して具体的に、説明する。
工具マガジン保守用工具をマガジン割出位置MPに位置決めした場合に、Z軸のプラス方向に延びる合マークMの先端Tから、工具マガジン保守用工具の短辺方向の中心線CLを延長した線に下した垂線の長さを、合マーク保守用工具長という。工具マガジン10の保守が完了した時点で、工具マガジン保守用工具が、マガジン割出位置MPに位置決めされ、マガジン割出位置MPに位置決めされた工具マガジン保守用工具について、合マーク保守用工具長が測定される。この工具マガジン10の保守が完了した時点で測定された合マーク保守用工具長を、基準高さHと呼ぶ。
記憶部240は、基準高さHを記憶する。
測定部192は、撮像処理部190が出力した画像情報に基づいて、工具マガジン保守用工具の合マーク保守用工具長を測定する。測定部192は、測定することによって得られた工具マガジン保守用工具の合マーク保守用工具長を示す情報を判定部230に出力する。
判定部230は、測定部192が出力した工具マガジン保守用工具の合マーク保守用工具長を示す情報を取得する。
判定部230は、記憶部240に記憶している基準高さHを示す情報を取得する。判定部230は、取得した基準高さHを示す情報と、測定部192が出力した合マーク保守用工具長を示す情報とを比較する。判定部230は、測定部192が出力した合マーク保守用工具長と、記憶部240から取得した基準高さHとの差である合マーク保守用工具長差の絶対値が合マーク保守用工具長差閾値よりも大きい場合には異常と判定する。判定部230は、合マーク保守用工具長差の絶対値が合マーク保守用工具長差閾値以下である場合には正常と判定する。判定部230は、判定結果を、表示部250に出力する。判定結果には、異常と判定した場合には駆動系のバックラッシが大きくなったと判定し、工具マガジン10のチェーン40が伸びていることを通知する情報が含まれる。
このように構成することによって、工具マガジン10が備える駆動系のバックラッシが大きくなったか否かを判定することによって、工具マガジン10のチェーン40が伸びているか否かを判定できる。
具体的には、以下に示すように処理を行う。
新しい加工対象物を加工する前等の始業時に、工作機械1は、チェーン40をY軸のプラスY方向に旋回させることによって、基準工具1を、マガジン割出位置MPに位置決めする。工具測定装置65は、マガジン割出位置MPに位置決めした基準工具1を、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとで撮像する。制御装置115の撮像処理部190は、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた基準工具1を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報(以下「プラスY画像情報」という)を、測定部192に出力する。さらに、工作機械1は、チェーン40をY軸のマイナスY方向に旋回させることによって、基準工具1を、マガジン割出位置MPに位置決めする。工具測定装置65は、マガジン割出位置MPに位置決めした基準工具1を、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとで撮像する。制御装置115の撮像処理部190は、撮像部170と、撮像部62aと、撮像部62bとに、マガジン割出位置MPに位置決めされた基準工具1を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報(以下「マイナスY画像情報」という)を、測定部192に出力する。
判定部230は、測定部192が出力したプラスY画像情報から得られた合マーク保守用工具長を示す情報と、マイナスY画像情報から得られた合マーク保守用工具長を示す情報とを取得する。
判定部230は、取得したプラスY画像情報から得られた合マーク保守用工具長を示す情報と、マイナスY画像情報から得られた合マーク保守用工具長を示す情報とを比較する。判定部230は、プラスY画像情報から得られた合マーク保守用工具長と、マイナスY画像情報から得られた合マーク保守用工具長との差である合マーク保守用工具長差の絶対値が合マーク保守用工具長差閾値よりも大きい場合には異常と判定する。判定部230は、合マーク保守用工具長差の絶対値が合マーク保守用工具長差閾値以下である場合には正常と判定する。判定部230は、判定結果を、表示部250に出力する。判定結果には、異常と判定した場合に、工具マガジン10のチェーン40が伸びていることを通知する情報が含まれる。
このように構成することによって、工具マガジン保守用工具を使用することなく、基準工具1で、工具マガジン10が備える駆動系のバックラッシが大きくなったか否かを判定することによって、工具マガジン10のチェーン40が伸びているか否かを判定できる。
前述した実施形態の変形例3では、工具マガジン10がチェーンを備えている場合について説明したが、この限りでない。例えば、工具マガジン10が、マトリックス型であってもよい。ここで、マトリックス型とは、工具を把握した工具ホルダを棚状に並べて、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向に動くキャリアが工具ホルダを把握して、マガジン割出位置MPから、工具スイング装置が、スイングすることによって、工具待機位置へ工具を移動させる。この場合、マガジン割出位置に撮像部が設置される。
実施形態の変形例4に係る工作機械は、図1を参照して説明した実施形態に係る工作機械1を適用できる。
実施形態の変形例4に係る工具測定装置は、図1から図3と、図8とを参照して説明した工具測定装置65を適用できる。
本実施形態の変形例4では、工具測定装置65は、工具ポット50に工具60が確実に取り付けられていることを確認する。
図8を参照して具体的に、説明する。
記憶部240は、工具60の工具ホルダ先端位置長の指定値を示す情報を記憶する。
工具マガジン10は、工具60を、マガジン割出位置MPに位置決めする。工具測定装置65は、マガジン割出位置MPに位置決めした工具60を、撮像部62aと撮像部62bとで撮像する。制御装置115の撮像処理部190は、撮像部62aと撮像部62bとに、工具待機位置TPに位置決めされた工具60を撮像させ、撮像させることによって得られる画像情報を、測定部192に出力する。
判定部230は、測定部192が出力した工具60の工具ホルダ先端長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とを取得する。
判定部230は、記憶部240に記憶している工具ホルダ先端長の指定値を示す情報を取得する。
判定部230は、記憶部240に記憶している工具ホルダ先端長の指定値を示す情報と、測定部192から取得した工具ホルダ先端長を示す情報とに基づいて、工具ポット50に工具60がきちんと取り付けられているか否かを判定する。具体的には、判定部230は、測定部192が測定した工具ホルダ先端長から、取得した工具ホルダ先端長の指定値を減算した値である工具ホルダ先端位置長減算値が、先端位置長基準値P未満である場合、工具ポット50に、工具60がきちんと差し込まれていると判定する。判定部230は、工具ホルダ先端位置長減算値が、先端位置長基準値P以上である場合、工具ポット50に、工具60がきちんと差し込まれていないと判定する。
判定部230は、工具60を判定した結果を、表示部250に出力する。表示部250は、判定部230が出力した工具60の判定結果を示す情報を表示する。
判定部230によって、工具60がきちんと差し込まれていると判定された場合、以下の処理が引き続き行われる。
指令部260には、工具60の工具突出長の指定値を示す情報が記憶される。指令部260は、工具60の折損を検出する指令である工具折損検出指令を、判定部230に出力する。この工具折損検出指令には、工具突出長の指定値を示す情報が含まれる。
例えば、指令部260は、以下の工具折損検出指令を、判定部230に出力する。
G65 P8006 W100. Q5. H12 T12 ← 1回雑像の工具折損検出指令
_____←加工プログラム
M6 ← ATC交換指令
G65:マクロプログラムの宣言
P8006:1回の撮像で判定する工具
W100.:ホルダ先端の長さ[mm]
Q5.:ドリル工具の三角山の高さ
H:工具長補正番号・・・この番号のメモリに工具長のデータが格納されている。
導出部194は、測定部192から取得した工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とを取得し、取得した工具ホルダ先端位置長を示す情報と、工具先端位置長を示す情報とに基づいて、工具突出長を導出する。導出部194は、導出した工具突出長を示す情報を、判定部230に出力する。
判定部230は、工具突出長の指定値から加工に使用した後の工具60の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値よりも大きいと判定した場合には、工具60は折損していると判定する。
判定部230は、工具突出長の指定値から加工に使用した後の工具60の工具突出長を減算した結果が、突出長閾値未満と判定した場合には、工具60が抜けていると判定する。判定部230は、工具60を判定した結果を、表示部250に出力する。
表示部250は、判定部230が出力した工具60の判定結果を示す情報を表示する。
実施形態の変形例4によれば、加工の使用する前の工具60を撮像することなく、加工に使用した後の工具60を撮像することによって得られる撮像画像に基づいて、折損が生じているか否か、抜けが生じているか否かを判定できる。このため、加工の使用する前の工具60を撮像する処理を省略できるため、処理時間を短縮できる。
一構成例として、自動工具交換装置を備える工作機械において、工具マガジン内に格納された工具を撮像する工具測定装置であって、工具測定装置は、工具収納室に固定され、工具マガジンに固定された合マークと工具ホルダ先端と工具先端とが同時に映った撮影画像を、加工前の工具と加工後の工具とについて取得し、取得した加工前の工具と加工後の工具とについての撮影画像の合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長とを測定する測定部と、測定部が測定した工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長とに基づいて、工具ホルダ先端位置から前記工具先端位置までの距離である工具突出長を導出する導出部と、導出部が導出した加工前の工具の工具突出長である加工前突出長と、加工後の工具の工具突出長である加工後突出長とに基づいて、加工前突出長と加工後突出長との差が突出長閾値よりも大きい場合には工具が折損していると判定し、加工前突出長と加工後突出長との差が突出長閾値未満である場合には工具の抜けと判定する判定部と、判定部によって判定された結果に基づいて、次加工の停止又は予備工具への交換を指示する情報を表示する表示部とを備える、工具測定装置である。
一構成例として、前記測定部は、長さと径とが正確に測定された工具である第1基準工具が撮像された第1撮影画像に基づいて、長さの測定精度と径の測定精度との補正を行い、前記判定部は、前記第1基準工具よりも、工具の突出する部分が折損判断設定値の分だけ長く、且つ先端が尖っている第2基準工具が撮像された第2撮影画像と、前記第1撮影画像とに基づいて、欠損を検知できることを確認する。
一構成例として、工具の折損を検出する指令である工具折損検出指令を生成する指令部を備え、前記判定部は、前記工具ホルダ先端位置長が、前記工具折損検出指令に含まれる工具ホルダ先端位置長よりも、ホルダ長さ閾値以上長い場合に、工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定し、前記表示部は、前記判定部が前記工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定した場合に、異常が発生したことを示す情報を表示する。
一構成例として、前記工具の長手方向をX軸とし、前記X軸に直交する方向をZ軸とした場合に、前記合マークは、Z軸に平行に形成され、前記測定部は、前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである合マーク工具長を測定し、前記判定部は、前記合マーク工具長と、合マーク工具長の基準の長さとの差の絶対値が、長さ閾値以上である場合に、前記工具マガジンが備える駆動系のバックラッシが大きくなったと判定し、前記表示部は、前記判定部が前記駆動系のバックラッシが大きくなったと判定した場合に、異常が発生したことを表示する。
一構成例として、前記工具の長手方向をX軸とし、前記X軸に直交する方向をZ軸とした場合に、前記合マークは、Z軸に平行に形成され、前記測定部は、前記工具マガジンが備えるチェーンを第1の方向に旋回させることによって前記工具を位置決めした場合に得られる前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである第1合マーク工具長と、前記チェーンを第2の方向に旋回させることによって前記工具を位置決めした場合に得られる前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである第2合マーク工具長とを測定し、前記判定部は、前記第1合マーク工具長と第2合マーク工具長との差の絶対値が、長さ閾値以上である場合に、前記工具マガジンの駆動系にバックラッシが生じていると判定し、前記表示部は、前記判定部が前記駆動系のバックラッシが大きくなったと判定した場合に、異常が発生したことを表示する。
一構成例として、前記判定部は、前記工具ホルダ先端位置長と、工具ホルダ先端位置長の指定値との差が突出長閾値よりも長い場合には、工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定する。
なお、前述の制御装置115は内部にコンピュータを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (7)
- 自動工具交換装置を備える工作機械において、工具マガジン内に格納された工具を撮像する工具測定装置であって、
前記工具測定装置は、
工具収納室に固定され、
工具マガジンに固定された合マークと工具ホルダ先端と工具先端とが同時に映った撮影画像を、加工前の工具と加工後の前記工具とについて取得し、取得した加工前の前記工具と加工後の前記工具とについての前記撮影画像の前記合マークの位置を基準として、工具ホルダ先端位置長と工具先端位置長とを測定する測定部と、
前記測定部が測定した前記工具ホルダ先端位置長と前記工具先端位置長とに基づいて、前記工具ホルダ先端位置から前記工具先端位置までの距離である工具突出長を導出する導出部と、
前記導出部が導出した加工前の前記工具の工具突出長である加工前突出長と、加工後の前記工具の工具突出長である加工後突出長とに基づいて、前記加工前突出長と前記加工後突出長との差が突出長閾値よりも大きい場合には前記工具が折損していると判定し、前記加工前突出長と前記加工後突出長との差が前記突出長閾値未満である場合には前記工具の抜けと判定する判定部と、
前記判定部によって判定された結果に基づいて、次加工の停止又は予備工具への交換を指示する情報を表示する表示部と
を備える、工具測定装置。 - 前記撮影画像を生成する撮像部と、前記工具と、前記撮像部と前記工具とを結んだ直線上で、且つ前記工具に対して前記撮像部の反対側に背景が位置し、
前記工具測定装置は、
前記背景に、反射光方式と直接光方式とのいずれかで照明する第1照明部と、
前記撮像部と前記工具とを結んだ直線から90度以内の角度で、前記工具と前記背景とを結んだ線の方向に向かって照明する第2照明部と
を備える、請求項1に記載の工具測定装置。 - 前記測定部は、長さと径とが正確に測定された工具である第1基準工具が撮像された第1撮影画像に基づいて、長さの測定精度と径の測定精度との補正を行い、
前記判定部は、前記第1基準工具よりも、工具の突出する部分が折損判断設定値の分だけ長く、且つ先端が尖っている第2基準工具が撮像された第2撮影画像と、前記第1撮影画像とに基づいて、欠損を検知できることを確認する、請求項1に記載の工具測定装置。 - 工具の折損を検出する指令である工具折損検出指令を生成する指令部
を備え、
前記判定部は、前記工具ホルダ先端位置長が、前記工具折損検出指令に含まれる工具ホルダ先端位置長よりも、ホルダ長さ閾値以上長い場合に、工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定し、
前記表示部は、前記判定部が前記工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定した場合に、異常が発生したことを示す情報を表示する、請求項1に記載の工具測定装置。 - 前記工具の長手方向をX軸とし、前記X軸に直交する方向をZ軸とした場合に、前記合マークは、Z軸に平行に形成され、
前記測定部は、前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである合マーク工具長を測定し、
前記判定部は、前記合マーク工具長と、合マーク工具長の基準の長さとの差の絶対値が、長さ閾値以上である場合に、前記工具マガジンが備える駆動系のバックラッシが大きくなったと判定し、
前記表示部は、前記判定部が前記駆動系のバックラッシが大きくなったと判定した場合に、異常が発生したことを表示する、請求項1に記載の工具測定装置。 - 前記工具の長手方向をX軸とし、前記X軸に直交する方向をZ軸とした場合に、前記合マークは、Z軸に平行に形成され、
前記測定部は、前記工具マガジンが備えるチェーンを第1の方向に旋回させることによって前記工具を位置決めした場合に得られる前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである第1合マーク工具長と、前記チェーンを第2の方向に旋回させることによって前記工具を位置決めした場合に得られる前記合マークの先端から工具の短辺方向の中心線を延長した線に下した垂線の長さである第2合マーク工具長とを測定し、
前記判定部は、前記第1合マーク工具長と第2合マーク工具長との差の絶対値が、長さ閾値以上である場合に、前記工具マガジンが備える駆動系のバックラッシが大きくなったと判定し、
前記表示部は、前記判定部が前記駆動系のバックラッシが大きくなったと判定した場合に、異常が発生したことを表示する、請求項1に記載の工具測定装置。 - 前記判定部は、前記工具ホルダ先端位置長と、工具ホルダ先端位置長の指定値との差が突出長閾値よりも長い場合には、工具ポットに、前記工具の取り付けが不良であると判定する、請求項1に記載の工具測定装置。
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