JP2021074852A - 工作機械の作業領域を洗浄する洗浄システム、及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、工作機械の洗浄システムの作業効率を向上させることが求められている。
【解決手段】工作機械の作業領域を洗浄する洗浄システム１００は、工作機械に設けられた着脱装置１０６に着脱され、流体を噴射する洗浄ノズル１６と、洗浄ノズル１６を把持可能なロボット１０４と、ロボット１０４を動作させて、着脱装置１０６に装着された洗浄ノズル１６をロボット１０４に把持させて該着脱装置１０６から取り外す取り外し動作と、ロボット１０４によって洗浄ノズル１６を作業領域に対して移動させ、洗浄ノズル１６から流体を噴射させて作業領域を洗浄する洗浄動作とを実行する洗浄実行部１５０とを備える。
【選択図】図１２

Description

本発明は、工作機械の作業領域を洗浄する洗浄システム、及び方法に関する。

工作機械の作業領域を洗浄するシステムが知られている（例えば、特許文献１）。

特開平１０−１１８８８４号公報

従来、工作機械の洗浄システムの作業効率を向上させることが求められている。

本開示の一態様において、工作機械の作業領域を洗浄する洗浄システムは、工作機械に設けられた着脱装置に着脱され、流体を噴射する洗浄ノズルと、洗浄ノズルを把持可能なロボットと、ロボットを動作させて、着脱装置に装着された洗浄ノズルをロボットに把持させて該着脱装置から取り外す取り外し動作と、ロボットによって洗浄ノズルを作業領域に対して移動させ、洗浄ノズルから流体を噴射させて作業領域を洗浄する洗浄動作と、を実行する洗浄実行部とを備える。

本開示の他の態様において、工作機械の作業領域を洗浄する方法は、ロボットを動作させて、工作機械に設けられた着脱装置に装着された洗浄ノズルをロボットに把持させて該着脱装置から取り外す取り外し動作と、ロボットによって洗浄ノズルを作業領域に対して移動させ、洗浄ノズルから流体を噴射させて作業領域を洗浄する洗浄動作とを実行する。

本開示によれば、ロボットによって洗浄ノズルを操作して工作機械の作業領域の洗浄を行うことができるので、洗浄作業の効率を向上させることができる。

一実施形態に係る洗浄システムのブロック図である。 図１に示す洗浄システムの概略図である。 図１に示す洗浄システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。 図３中のステップＳ１で撮像された第１の画像データを画像化した一例を示す。 図３中のステップＳ３で撮像された第２の画像データを画像化した一例を示す。 第１の画像データの各画素の明るさを数値化した例を模式的に示す図である。 第２の画像データの各画素の明るさを数値化した例を模式的に示す図である。 一例に係る第３の画像データの各画素の明るさを数値化した図である。 他の例に係る第３の画像データの各画素の明るさを数値化した図である。 さらに他の例に係る第３の画像データの各画素の明るさを数値化した図である。 第３の画像データのヒストグラムを画像化した例を示す。 他の実施形態に係る洗浄システムのブロック図である。 図１２に示す洗浄システムの概略図である。 図１３に示す着脱装置の拡大図である。 図１３に示す着脱装置が洗浄ノズルを把持した状態を示す。 図１２に示す洗浄システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。 図１６中のステップＳ１１で撮像された第１の画像データを画像化した一例を示す。 図１６中のステップＳ１５で撮像された第２の画像データを画像化した一例を示す。 図１２に示す洗浄システムの機能の他の例を示すブロック図である。 図１９に示す洗浄システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。 図２０中のステップＳ３１のフローの一例を示すフローチャートである。 図２０中のステップＳ３２のフローの一例を示すフローチャートである。 図２０中のステップＳ３３のフローの一例を示すフローチャートである。 さらに他の実施形態に係る洗浄システムの概略図を示す。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係る洗浄システム１０について説明する。洗浄システム１０は、工作機械５０の作業領域６２を洗浄するためのものである。

図２に示すように、工作機械５０は、スプラッシュガード５４、加工ヘッド５６、テレスコカバー５８、及び加工テーブル６０を有する。スプラッシュガード５４は、内部空間Ａを画定する中空部材であって、内部空間Ａで生じた切削液又は切屑等の異物が外部へ漏出するのを防止する。スプラッシュガード５４は、底壁５４ａ、及び該底壁５４ａから上方に立ち上がる側壁５４ｂを有する。側壁５４ｂには、開口部５４ｃが形成されている。該開口部５４ｃは、自動扉（図示せず）によって必要に応じて開閉される。

加工ヘッド５６は、内部空間Ａに設置され、その先端に工具６４が取り付けられる。加工ヘッド５６は、工具６４を回転駆動し、ワークを加工する。テレスコカバー５８は、伸縮自在の中空部材であって、スプラッシュガード５４の底壁５４ａの上に設けられている。テレスコカバー５８は、工作機械５０の部品等が異物に暴露されるのを防止する。加工テーブル６０は、内部空間Ａにおいて水平方向へ移動可能に設けられ、テレスコカバー５８よりも上側に配置されている。加工テーブル６０の上には、治具（図示せず）が着脱され、該治具に、ワークが着脱される。

本実施形態においては、工作機械５０の作業領域６２は、内部空間Ａにおいてワークに対する作業の影響（異物の付着等）を受ける領域であって、例えば、スプラッシュガード５４（底壁５４ａ）、テレスコカバー５８、及び加工テーブル６０（治具）を含む領域として定義される。

図１に示すように、洗浄システム１０は、制御装置１２、撮像装置１４、洗浄ノズル１６、及び流体供給装置１８を備える。制御装置１２は、撮像装置１４及び流体供給装置１８の動作を制御する。具体的には、制御装置１２は、プロセッサ２０（ＣＰＵ、ＧＰＵ等）、及びメモリ２２（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等を有するコンピュータである。プロセッサ２０は、メモリ２２にバス２４を介して通信可能に接続されており、メモリ２２と通信しつつ、後述する各種機能を実行するための演算を行う。

なお、制御装置１２は、加工ヘッド５６及び加工テーブルの動作を制御することで、工作機械５０による加工動作を制御するように構成されてもよい。又は、制御装置１２とは別の第２の制御装置（図示せず）が設けられ、該第２の制御装置が工作機械５０による加工動作を制御してもよい。この場合において、制御装置１２は、該第２の制御装置と通信可能に接続され得る。メモリ２２は、各種データを一時的又は恒久的に記憶する。

撮像装置１４は、工作機械５０の作業領域６２を撮像する。一例として、撮像装置１４は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像センサ、フォーカスレンズ等の光学レンズ、及び画像処理プロセッサ等を有するカメラである。他の例として、撮像装置１４は、レーザ光を出射するレーザ出射部、物体に反射したレーザ光を受光する受光部、受光部が受光したレーザ光から画像データを生成する画像生成部を有するレーザスキャナ式の撮像装置であってもよい。

さらに他の例として、撮像装置１４は、被写体像を撮像するとともに、該被写体像までの距離を測定可能な３次元視覚センサであってもよい。なお、撮像装置１４は、工作機械５０の内部空間Ａに固定されてもよいし、又は、工作機械５０のスプラッシュガード５４の壁の一部が開放されている（又は透明材料である）場合は、スプラッシュガード５４の外部に設置されてもよい。代替的には、撮像装置１４は、後述するロボットによって任意の位置及び姿勢へ移動されてもよい。撮像装置１４は、制御装置１２からの指令の下、工作機械５０の作業領域６２を撮像し、撮像した画像データを制御装置１２へ送信する。

洗浄ノズル１６は、中空であって、その先端に噴射口１６ａを有する。洗浄ノズル１６は、内部に供給された流体を、噴射口１６ａから所定の噴射方向へ噴射する。なお、洗浄ノズル１６は、内部空間Ａに固定されてもよい。この場合、洗浄ノズル１６は、その噴射方向が洗浄対象となる作業領域６２（例えば、加工テーブル６０）へ向くように、位置決めされる。代替的には、洗浄ノズル１６は、後述するロボットによって任意の位置及び姿勢へ移動されてもよい。

流体供給装置１８は、制御装置１２からの指令の下、洗浄ノズル１６に流体を供給する。具体的には、流体供給装置１８は、流体供給管２６（例えば、可撓性のホース）を介して、洗浄ノズル１６に流体的に連結され、該流体供給管２６を通して、洗浄ノズル１６の内部に流体（例えば圧縮気体、又は圧縮液体）を供給する。洗浄ノズル１６は、流体供給管２６から供給された流体を作業領域６２（例えば、加工テーブル６０）へ噴射することにより、該作業領域６２を洗浄する。

次に、図３を参照して、洗浄システム１０の動作について説明する。図３に示すフローは、プロセッサ２０が、オペレータ、上位コントローラ、又はコンピュータプログラムから、作業開始指令を受け付けたときに、開始する。図３に示すフローの開始時点では、加工テーブル６０にワークが設置されておらず、工作機械５０の作業領域６２には異物が実質存在していないものとする。

ステップＳ１において、プロセッサ２０は、撮像装置１４によって作業領域６２を撮像する。本実施形態においては、プロセッサ２０は、作業領域６２の撮像の前に模擬加工プロセスを実行する。具体的には、オペレータ（又は、ワークローディング用ロボット）は、加工テーブル６０の上面６０ａに治具をセットし、次いで、ダミーワークを該治具にセットする。このダミーワークは、後述のステップＳ２で加工対象となるワークの加工完了後と同じ寸法を有する。

そして、プロセッサ２０（又は、第２の制御装置）は、加工プログラムに従って加工ヘッド５６及び加工テーブル６０を動作させる。この加工プログラムは、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０を動作させるための指令と、加工流体噴射装置（図示せず）から加工流体（切削液、クーラント等）を噴射させるための指令とを含み、メモリ２２に予め格納される。

プロセッサ２０は、加工プログラムを実行することによって、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０に、後述のステップＳ２と同じ動作を実行させるとともに、後述のステップＳ２と同じタイミング及び流量で加工流体噴射装置（図示せず）から加工流体を噴射させる。加工プログラムが終了したとき、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０は、初期位置に戻る。

そして、プロセッサ２０は、最後に加工流体噴射装置から加工流体を噴射させた時点ｔ_１から予め定めた時間τが経過した時点ｔ_２（＝ｔ_１＋τ）で、撮像装置１４に作業領域６２を撮像させる。ここで、時間τは、時点ｔ_２が、模擬加工プロセスでプロセッサ２０が加工プログラムを終了した後の時点となるように、設定され得る。

例えば、撮像装置１４は、作業領域６２における、加工テーブル６０の上面６０ａを撮像する。又は、撮像装置１４は、作業領域６２における、スプラッシュガード５４の底壁５４ａの内面、テレスコカバー５８の上面５８ａ、及び加工テーブル６０の上面６０ａを撮像してもよい。

撮像装置１４は、撮像した画像データＩＤ_１（第１の画像データ）を、プロセッサ２０へ送信し、プロセッサ２０は、画像データＩＤ_１をメモリ２２に記憶する。この画像データＩＤ_１は、後のステップＳ２でワークを加工する前に撮像装置１４が撮像した作業領域６２（例えば、上面６０ａ）の画像データである。図４に、撮像装置１４が加工テーブル６０の上面６０ａを撮像したときに得られる画像データＩＤ_１の例を示す。

ステップＳ２において、工作機械５０は、作業領域６２でワークを加工する。具体的には、オペレータ（又は、ワークローディング用ロボット）は、工具６４を加工ヘッド５６に装着し、加工テーブル６０の上面６０ａに治具をセットし、次いで、ワークを該治具にセットする。

そして、プロセッサ２０（又は、第２の制御装置）は、上述の加工プログラムに従って加工ヘッド５６及び加工テーブル６０を動作させて、加工流体噴射装置から加工流体を噴射させつつ、工具６４によってワークを加工する。その結果、工作機械５０の作業領域６２に切屑等の異物が堆積することになる。このステップＳ２で加工プログラムが終了したとき、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０は、上述の模擬加工プロセスの終了時と同じ初期位置に戻る。

ステップＳ３において、プロセッサ２０は、撮像装置１４を制御して作業領域６２を撮像する。具体的には、プロセッサ２０は、ステップＳ２で最後に加工流体噴射装置から加工流体を噴射させた時点ｔ_１から予め定めた時間τが経過した時点ｔ_２で、このステップＳ３を実行し、撮像装置１４に作業領域６２を撮像させる。例えば、撮像装置１４は、加工テーブル６０の上面６０ａを、ステップＳ１と同じ視線方向に沿って撮像する。撮像装置１４は、撮像した作業領域６２の画像データＩＤ_２（第２の画像データ）を、プロセッサ２０へ送信し、プロセッサ２０は、画像データＩＤ_２をメモリ２２に記憶する。

この画像データＩＤ_２は、ステップＳ２でワークを加工した後に撮像装置１４が撮像した作業領域６２（例えば、上面６０ａ）の画像データである。図５に、撮像装置１４が上面６０ａを撮像したときに得られる画像データＩＤ_２の例を示す。加工後に撮像された画像データＩＤ_２には、上面６０ａに切屑等の異物Ｂが写っている。

ステップＳ４において、プロセッサ２０は、ステップＳ１で撮像した画像データＩＤ_１と、直近のステップＳ３で撮像した画像データＩＤ_２との間の明るさの変化の度合いを示す画像データＩＤ_３（第３の画像データ）を生成する。この画像データＩＤ_３は、画像データＩＤ_１及びＩＤ_２と同じ画素数Ｎ_Ｔを有する画像である。以下、図６〜図１０を参照して、画像データＩＤ_３の生成方法について説明する。

図６は、加工前に撮像した画像データＩＤ_１の各画素の明るさを数値化した例を模式的に示す図であり、図７は、加工後に撮像した画像データＩＤ_２の各画素の明るさを数値化した例を模式的に示す図である。なお、図６及び図７においては、理解の容易のために、画像データＩＤ_１及びＩＤ_２の画素のうち、５行×５列の画素を示している。

プロセッサ２０は、画像データＩＤ_１及びＩＤ_２に基づいて、画像データＩＤ_３を生成する。この画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３は、画像データＩＤ_１の画素の明るさＢＲ_１と、該画像データＩＤ_１の画素に対応する、画像データＩＤ_２の画素の明るさＢＲ_２との間の変化の度合いに応じた値として、以下の方法により算出される。

一例として、プロセッサ２０は、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３を、ＢＲ_３＝ＢＲ_１−ＢＲ_２なる式（１）から求める。明るさＢＲ_３を式（１）から求めた場合の、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３を数値化した模式図を、図８に示す。

例えば、画像データＩＤ_３の第ｙ_ｎ行、第ｘ_ｎ列の画素の明るさＢＲ_３について、画像データＩＤ_１の第ｙ_ｎ行、第ｘ_ｎ列の画素の明るさＢＲ_１が１００（図６）であり、画像データＩＤ_２の第ｙ_ｎ行、第ｘ_ｎ列の画素の明るさＢＲ_２が、明るさＢＲ_１と同じ１００（図７）であるので、式（１）より、ＢＲ_３＝ＢＲ_２−ＢＲ_１＝０となる。つまり、この式（１）を用いる場合、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２とで、対応する画素の明るさに変化がない場合は、画像データＩＤ_３の対応する画素の明るさＢＲ_３は、いずれもゼロとなる。

一方、画像データＩＤ_３の第ｙ_ｎ＋２行、第ｘ_ｎ＋４列の画素について、画像データＩＤ_１の第ｙ_ｎ＋２行、第ｘ_ｎ＋４列の画素の明るさＢＲ_１は１（図６）である一方、画像データＩＤ_２の第ｙ_ｎ＋２行、第ｘ_ｎ＋４列の画素の明るさＢＲ_２は、明るさＢＲ_１とは異なる２５５（図７）となっている。このような明るさＢＲ_１とＢＲ_２との間の変化は、図５に示す異物Ｂに起因して起こり得る。この場合、画像データＩＤ_３の第ｙ_ｎ＋２行、第ｘ_ｎ＋４列の画素の明るさＢＲ_３は、式（１）より、ＢＲ_３＝ＢＲ_２−ＢＲ_１＝２５４となる。

このように、式（１）では、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３は、明るさＢＲ_１とＢＲ_２との差として算出され、図８に示すように、画像データＩＤ_１とＩＤ_２とで画素の明るさに変化がない場合はゼロとなる一方、画像データＩＤ_１とＩＤ_２とで画素の明るさに変化があった場合は、ゼロ以外の数値となる。なお、図８では、理解の容易のために、ゼロ以外の明るさＢＲ_３を有する画素を、強調表示している。

他の例として、プロセッサ２０は、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３を、ＢＲ_３＝（ＢＲ_１−ＢＲ_２）／２＋１２８なる式（２）から求める。画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３を式（２）から求めた場合の、該画像データＩＤ_３の各画素の明るさを数値化した模式図を、図９に示す。

例えば、第ｙ_ｎ行、第ｘ_ｎ列の画素については、画像データＩＤ_１の明るさＢＲ_１＝１００であり、画像データＩＤ_２の明るさＢＲ_２＝１００であるので、式（２）より、ＢＲ_３＝（ＢＲ_１−ＢＲ_２）／２＋１２８＝１２８となる。つまり、この式（２）を用いる場合、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２とで、対応する画素の明るさに変化がない場合は、画像データＩＤ_３の対応する画素の明るさＢＲ_３は、いずれも１２８となる。

一方、第ｙ_ｎ＋２行、第ｘ_ｎ＋４列の画素については、画像データＩＤ_１の明るさＢＲ_１は１である一方、画像データＩＤ_２のＢＲ_２は２５５であるので、ＢＲ_３＝（ＢＲ_１−ＢＲ_２）／２＋１２８＝２５５となる。このように、式（２）では、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３は、明るさＢＲ_１とＢＲ_２との差に基づいて算出され、図９に示すように、画像データＩＤ_１とＩＤ_２とで画素の明るさに変化がない場合は１２８となる一方、画像データＩＤ_１とＩＤ_２とで画素の明るさに変化があった場合は、１２８以外の数値となる。

さらに他の例として、プロセッサ２０は、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３を、ＢＲ_３＝（ＢＲ_２＋１）／（ＢＲ_１＋１）なる式（３）から求める。画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３を式（３）から求めた場合の、該画像データＩＤ_３の各画素の明るさを数値化した模式図を、図１０に示す。

例えば、第ｙ_ｎ行、第ｘ_ｎ列の画素については、画像データＩＤ_１の明るさＢＲ_１＝１００であり、画像データＩＤ_２の明るさＢＲ_２＝１００であるので、式（３）より、ＢＲ_３＝ＢＲ_２／ＢＲ_１＝１となる。つまり、この式（３）を用いる場合、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２とで、対応する画素の明るさに変化がない場合は、画像データＩＤ_３の対応する画素の明るさＢＲ_３は、いずれも１となる。

一方、第ｙ_ｎ＋２行、第ｘ_ｎ＋４列の画素については、画像データＩＤ_１の明るさＢＲ_１は１である一方、画像データＩＤ_２のＢＲ_２は２５５であるので、ＢＲ_３＝ＢＲ_２／ＢＲ_１＝１２８となる。このように、式（３）では、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３は、明るさＢＲ_１とＢＲ_２との比（（ＢＲ_２＋１）／（ＢＲ_１＋１））に基づいて算出され、図１０に示すように、画像データＩＤ_１とＩＤ_２とで画素の明るさに変化がない場合は１となる一方、画像データＩＤ_１とＩＤ_２とで画素の明るさに変化があった場合は、１以外の数値となる。

以上のような方法により、プロセッサ２０は、画像データＩＤ_１の明るさＢＲ_１と画像データＩＤ_２の明るさＢＲ_２との間の変化の度合いを示す画像データＩＤ_３を生成する。したがって、プロセッサ２０は、画像データ生成部２８（図１）として機能する。プロセッサ２０は、生成した画像データＩＤ_３をメモリ２２に記憶する。

なお、図８〜図１０では、理解の容易のために、画像データＩＤ_３を、ｙ列×ｘ行の格子状のデータとして示したが、プロセッサ２０が生成する画像データＩＤ_３は、必ずしも、格子状のデータとなっている必要はなく、例えば、画素と明るさＢＲ_３とがリスト形式で格納されたデータであってもよい。

再度、図３を参照して、ステップＳ５において、プロセッサ２０は、ステップＳ４で生成した画像データＩＤ_３のヒストグラムＨＧを取得する。ヒストグラムＨＧは、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３と画素数Ｎとの関係を示すデータである。図１１に、ヒストグラムＨＧを画像化した例を示す。なお、プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧを、数値データの形式だけで取得してもよいし、又は、図１１に示すようなヒストグラムＨＧの画像を生成し、制御装置１２に設けられたディスプレイ（図示せず）に表示してもよい。

ここで、一般的には、画像データにおける各画素の明るさは、０〜２５５までの計２５６段階で表示される。式（２）を用いたヒストグラムＨＧを画像化した場合、明るさＢＲ_３を２５６段階で示すことができ、また、ＢＲ_３＝１２８の位置を、明るさの中央値とすることができる。よって、式（２）によれば、既存の画像処理プログラムによってヒスグラムＨＧの画像を表示できる。

また、画素の明るさが０〜２５５までの計２５６段階で表示される場合において、上述の式（３）を用いると、明るさＢＲ_１＝０であったとしても、明るさＢＲ_３が無限大となってしまうのを防止できる。なお、画素の明るさが、１〜２５６までの計２５６段階で表示される場合は、式（３）は、ＢＲ_３＝ＢＲ_２／ＢＲ_１なる式として定められてもよい。

このヒストグラムＨＧに関し、仮に、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２とで、対応する画素の明るさに変化がない場合（すなわち、図５に示す異物Ｂがない場合）、ヒストグラムＨＧにおいては、明るさＢＲ_３が基準値α_０となる画素数Ｎが、画像データＩＤ_３の全画素数Ｎ_Ｔに略一致する（Ｎ≒Ｎ_Ｔ）ことになる（すなわち、明るさＢＲ_３＝α_０で、画素数Ｎ≒Ｎ_Ｔのインパルスが存在するような特性となる）。この基準値α_０は、式（１）を用いた場合はゼロであり、式（２）を用いた場合は１２８であり、式（３）を用いた場合は１である。

その一方で、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２とで、対応する画素の明るさに変化があった場合（すなわち、図５に示す異物Ｂが存在した場合）、ヒストグラムＨＧにおいては、基準値α_０以外の明るさＢＲ_３の範囲にも、画素数Ｎが存在することになる。このように、ヒストグラムＨＧは、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２との間の明るさの変化を統計的に示すデータである。

ステップＳ６において、プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧに基づいて、作業領域６２を洗浄するか否かを判定する。一例として、プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧにおいて、明るさＢＲ_３が予め定められた範囲［α_１，α_２］内の画素数Ｎ_Ｘの、全画素数Ｎ_Ｔに対する割合Ｒ_１＝Ｎ_Ｘ／Ｎ_Ｔが所定の閾値Ｒ_ｔｈ１以下（Ｒ_１＝Ｎ_Ｘ／Ｎ_Ｔ≦Ｒ_ｔｈ１）となった場合、作業領域６２を洗浄する必要があると判定する。

この点について具体的に述べると、上述したように、加工前の画像データＩＤ_１と加工後の画像データＩＤ_２とで明るさに変化があった場合は、基準値α_０の画素数Ｎが小さくなる代わりに、基準値α_０以外の明るさＢＲ_３の範囲にも画素数Ｎが広く分布することになる。

よって、図１１に示すように、基準値α_０を含むように閾値α_１及びα_２を設定した場合、画像データＩＤ_１と画像データＩＤ_２との間の明るさの変化が大きい程（つまり、図５中の異物Ｂが多い程）、α_１≦ＢＲ_３≦α_２の範囲内の画素数Ｎ_Ｘは、減少することになる。したがって、全画素数Ｎ_Ｔに対する画素数Ｎ_Ｘの割合Ｒ_１＝Ｎ_Ｘ／Ｎ_Ｔは、画像データＩＤ_１と画像データＩＤ_２との間の明るさの変化の大きさ、すなわち、加工後の画像データＩＤ_２に含まれる異物Ｂの多さを、定量的に表すデータとなる。

プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧのデータから割合Ｒ_１を算出し、該割合Ｒ_１が閾値Ｒ_ｔｈ１以下となった場合、作業領域６２を洗浄する必要がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定し、ステップＳ７へ進む。一方、プロセッサ２０は、割合Ｒ_１が閾値Ｒ_ｔｈ１よりも大きい場合はＮＯと判定し、ステップＳ８へ進む。

他の例として、プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧにおいて、明るさＢＲ_３が範囲［α_１，α_２］外の画素数Ｎ_Ｙの、全画素数Ｎ_Ｔに対する割合Ｒ_２＝Ｎ_Ｙ／Ｎ_Ｔが、所定の閾値Ｒ_ｔｈ２以上（Ｒ_２＝Ｎ_Ｙ／Ｎ_Ｔ≧Ｒ_ｔｈ２）となった場合に、作業領域６２を洗浄する必要があると判定する。

ここで、画像データＩＤ_１と画像データＩＤ_２との間の明るさの変化が大きい程（つまり、図５中の異物Ｂが多い程）、α_１≦ＢＲ_３≦α_２の範囲内の画素数Ｎ_Ｘは減少する一方、ＢＲ_３＜α_１、又は、α_２＜ＢＲ_３の範囲の画素数Ｎ_Ｙは、増加することになる。したがって、全画素数Ｎ_Ｔに対する画素数Ｎ_Ｙの割合Ｒ_２＝Ｎ_Ｙ／Ｎ_Ｔは、加工後の画像データＩＤ_２に含まれる異物Ｂの多さを定量的に表すデータとなる。プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧのデータから割合Ｒ_２を算出し、該割合Ｒ_２が閾値Ｒ_ｔｈ２以上となった場合、作業領域６２を洗浄する必要がある（ＹＥＳ）と判定する。

さらに他の例として、プロセッサ２０は、ステップＳ５で取得したヒストグラムＨＧのグラフ線（図１１を参照）の軌跡を抽出し、ヒストグラムＨＧのグラフ線の軌跡と、基準ヒストグラムＨＧ_Ｒのグラフ線の軌跡との形状の一致度を算出する。この基準ヒストグラムＨＧ_Ｒは、画像データＩＤ_１と画像データＩＤ_２との間で明るさの変化がない場合のヒストグラムである。

基準ヒストグラムＨＧ_Ｒは、例えば、以下のような方法で取得できる。具体的には、プロセッサ２０は、加工前（ステップＳ１）に画像データＩＤ_１を２回に亘って撮像する。そして、プロセッサ２０は、上述のステップＳ４で述べた方法を用いて、加工前の２つの画像データＩＤ_１の明るさの変化の度合いを示す基準画像データＩＤ_Ｒを生成する。そして、プロセッサ２０は、基準画像データＩＤ_Ｒから基準ヒストグラムＨＧ_Ｒを取得する。

代替的には、基準ヒストグラムＨＧ_Ｒは、オペレータによって手動で作成されてもよい。プロセッサ２０は、このステップＳ６において、ヒストグラムＨＧのグラフ線の軌跡と基準ヒストグラムＨＧ_Ｒのグラフ線の軌跡との形状の一致度が、予め定めた閾値よりも小さい場合にＹＥＳと判定する。

さらに他の例として、プロセッサ２０は、ステップＳ５で取得したヒストグラムＨＧの標準偏差を算出する。プロセッサ２０は、このステップＳ６において、ヒストグラムＨＧの標準偏差が予め定めた閾値よりも大きい場合に、ＹＥＳと判定する。以上のような方法で、プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧに基づいて作業領域６２（例えば上面６０ａ）を洗浄するか否かを判定する。したがって、プロセッサ２０は、作業領域６２を洗浄するか否かを判定する判定部３０（図１）として機能する。

ステップＳ７において、プロセッサ２０は、作業領域６２の洗浄を実行する。具体的には、プロセッサ２０は、流体供給装置１８を動作させて、洗浄ノズル１６に流体を供給する。洗浄ノズル１６は、流体供給管２６から供給された流体を作業領域６２（加工テーブル６０の上面６０ａ）へ噴射することにより、該作業領域６２を洗浄する。ステップＳ７の後、プロセッサ２０は、ステップＳ３に戻り、ステップＳ６でＮＯと判定するまで、ステップＳ３〜Ｓ７のループを繰り返す。

なお、プロセッサ２０は、ステップＳ７を実行した回数（又は、ステップＳ６でＹＥＳと判定した回数）ｍをカウントし、該回数ｍが所定の回数ｍ_ＭＡＸ(例えば、ｍ_ＭＡＸ＝３)に達した場合に、「洗浄回数が所定の回数に達しました」という音声又は画像の形式の警告信号を発信し、ステップＳ８に進んでもよい（又は、図３のフローを終了してもよい）。これにより、ステップＳ７の実行回数が過多になってしまうのを防止できる。

ステップＳ８において、プロセッサ２０は、例えばコンピュータプログラムを解析し、加工すべき他のワークがあるか否かを判定する。プロセッサ２０は、加工すべきワークがある（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ２へ戻る一方、加工すべきワークがない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合、図３に示すフローを終了する。

以上のように、本実施形態においては、撮像装置１４は、加工前後に画像データＩＤ_１及びＩＤ_１を撮像し、画像データ生成部２８は、画像データＩＤ_３を生成し、判定部３０は、ヒストグラムＨＧに基づいて作業領域６２を洗浄するか否かを判定している。したがって、撮像装置１４、画像データ生成部２８、及び判定部３０は、工作機械５０の作業領域６２の洗浄の要否を判定する装置７０（図１）を構成する。

本実施形態においては、プロセッサ２０は、加工前後に撮像した画像データＩＤ_１及びＩＤ_２の明るさの変化を統計的に示すヒストグラムＨＧに基づいて、作業領域６２を洗浄するか否かを判定している。この構成によれば、作業領域６２の洗浄の要否を、統計的に手法により、高精度に判定することができる。

また、本実施形態においては、プロセッサ２０は、ヒストグラムＨＧにおいて、割合Ｒ_１が閾値Ｒ_ｔｈ１以下となった場合、又は、割合Ｒ_２が閾値Ｒ_ｔｈ２以上となった場合に、作業領域６２を洗浄する必要があると判定している。この構成によれば、作業領域６２を洗浄の要否を、比較的に簡単なアルゴリズムで自動的に判定することができる。

また、本実施形態においては、プロセッサ２０は、ステップＳ１において、模擬加工プロセスを実行した後で、撮像装置１４に画像データＩＤ_１を撮像させている。この構成によれば、ステップＳ１で撮像した画像データＩＤ_１と、加工後のステップＳ３で撮像した画像データＩＤ_２との間で、これら画像データに写る加工テーブル６０等の作業領域６２の要素の配置及び加工流体の態様を、略同じとすることができる。したがって、画像データＩＤ_３の各画素の明るさＢＲ_３に、作業領域６２の要素の配置及び加工流体に起因した値が含まれてしまうことを防止できる。

次に、図１２及び図１３を参照して、他の実施形態に係る洗浄システム１００について説明する。洗浄システム１００は、工作機械５０の作業領域６２を洗浄するためのものであって、撮像装置１４、洗浄ノズル１６、流体供給装置１８、制御装置１０２、ロボット１０４、及び着脱装置１０６を備える。

制御装置１０２は、撮像装置１４、流体供給装置１８、ロボット１０４、及び着脱装置１０６の動作を制御する。具体的には、制御装置１０２は、プロセッサ１０８（ＣＰＵ、ＧＰＵ等）、及びメモリ２２（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等を有するコンピュータである。プロセッサ１０８は、メモリ２２にバス２４を介して通信可能に接続されており、メモリ２２と通信しつつ、後述する各種機能を実行するための演算を行う。

図１３に示すように、本施形態においては、ロボット１０４は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース１１０、旋回胴１１２、ロボットアーム１１４、手首部１１６、ロボットハンド１１８及び１２０を有する。ロボットベース１１０は、ワークセルの床に固定されている。旋回胴１１２は、ロボットベース１１０に鉛直軸周りに旋回可能に設けられている。

ロボットアーム１１４は、旋回胴１１２に回動可能に設けられた下腕部１２２と、該下腕部１２２の先端に回動可能に設けられた上腕部１２４とを有する。手首部１１６は、上腕部１２４の先端に設けられ、ロボットハンド１１８及び１２０を回動可能に支持する。

ロボットベース１１０、旋回胴１１２、ロボットアーム１１４、及び手首部１１６には、サーボモータ（図示せず）がそれぞれ内蔵されている。これらサーボモータは、制御装置１０２からの指令の下、旋回胴１１２、ロボットアーム１１４、及び手首部１１６を駆動軸周りに駆動し、これにより、ロボット１０４を動作させる。

ロボットハンド１１８は、手首部１１６の先端部に設けられたアダプタ１２６に固定されたハンドベース１２８と、該ハンドベース１２８に開閉可能に設けられた複数の指部１３０とを有する。ハンドベース１２８には、エアシリンダ又はモータを有する指部駆動部（図示せず）が内蔵され、指部駆動部は、制御装置１０２からの指令の下、指部１３０を開閉させる。これにより、ロボットハンド１１８は、指部１３０で洗浄ノズル１６を把持したり、解放したりする。なお、ロボットハンド１１８の指部１３０は、洗浄ノズル１６に加えて、ロボットハンド１２０が把持するワークを把持可能となるように構成されてもよい。

一方、ロボットハンド１２０は、アダプタ１２６に固定されたハンドベース１３２と、該ハンドベース１３２に開閉可能に設けられた複数の指部１３４とを有する。ハンドベース１３２には、エアシリンダ又はモータを有する第２の指部駆動部（図示せず）が内蔵され、該第２の指部駆動部は、制御装置１０２からの指令の下、指部１３４を開閉する。これにより、ロボットハンド１２０は、指部１３４でワーク等の物体を把持したり、解放したりする。

着脱装置１０６は、工作機械５０の内部空間Ａの所定の位置に配置され、スプラッシュガード５４の側壁５４ｂに設置されている。具体的には、図１４に示すように、着脱装置１０６は、側壁５４ｂに固定されたベース部１３６と、該ベース部１３６に開閉可能に設けられた複数の爪部１３８と、該爪部１３８を開閉させる爪駆動部１４０とを有する。

爪駆動部１４０は、エアシリンダ又はモータを有し、制御装置１０２からの指令の下、爪部１３８を自動で開閉する。着脱装置１０６は、爪部１３８を閉じることによって、図１５に示すように、該爪部１３８の間で洗浄ノズル１６を把持する。また、着脱装置１０６は、図１４に示すように爪部１３８を開くことによって、把持した洗浄ノズル１６を解放する。

なお、本実施形態においては、爪部１３８の内面には、平面部１３８ａが形成される一方、洗浄ノズル１６の側面には、該平面部１３８ａと面接触する平面部１６ｂが形成されている。平面部１３８ａ及び１６ｂの面接触により、爪部１３８は、洗浄ノズル１６を安定して把持できる。なお、爪部１３８の平面部１３８ａに、洗浄ノズル１６との間の摩擦係数を増大させる高摩擦部（凹凸部、ゴム層、高摩擦樹脂層等）を設けてもよい。

また、洗浄システム１００は、爪部１３８の内面に流体（例えば、圧縮気体）を吹き付けることによって該内面に付着した異物を吹き飛ばすブロワ（図示せず）をさらに備えてもよい。この場合において、該ブロワは、着脱装置１０６（例えば、ベース部１３６）に内蔵され、該ブロワの流体噴射口が、爪部１３８の内面（例えば、平面部１３８ａ）に設けられてもよい。これにより、爪部１３８の内面に異物が付着するのを防止できるので、着脱装置１０６は、洗浄ノズル１６を、常に同じ位置及び姿勢で確実に把持できる。

図１３に示すように、撮像装置１４は、ブラケット１４２を介して、アダプタ１２６に固定され、ロボット１０４によって任意の位置及び姿勢に移動される。本実施形態においては、撮像装置１４は、被写体像を撮像するとともに、該被写体像までの距離を測定可能な３次元視覚センサである。

ロボット１０４には、ロボット座標系Ｃ_Ｒが設定されている。ロボット座標系Ｃ_Ｒは、ロボット１０４の各可動コンポーネント（旋回胴１１２、ロボットアーム１１４、手首部１１６）を自動制御するために基準となる座標系である。本実施形態においては、ロボット座標系Ｃ_Ｒは、その原点がロボットベース１１０の中心に配置され、そのｚ軸が、旋回胴１１２の旋回軸に一致するように、設定されている。プロセッサ１０８は、ロボット座標系Ｃ_Ｒを基準としてロボット１０４の各サーボモータへの指令を生成し、ロボット１０４の各可動コンポーネントを動作させて、撮像装置１４、ロボットハンド１１８及び１２０を、ロボット座標系Ｃ_Ｒにおける任意の位置及び姿勢にそれぞれ配置させる。

ロボット１０４のロボットベース１１０及び旋回胴１１２は、工作機械５０のスプラッシュガード５４の外部に設けられている。プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、撮像装置１４、ロボットハンド１１８及び１２０を、スプラッシュガード５４の側壁５４ｂに設けられた開口部を通して、工作機械５０の内部空間Ａへ進退させる。

次に、図１６を参照して、洗浄システム１００の動作について説明する。図１６に示すフローは、プロセッサ１０８が、オペレータ、上位コントローラ、又はコンピュータプログラムから、作業開始指令を受け付けたときに、開始する。図１６に示すフローの開始時点では、加工テーブル６０にワークが設置されておらず、工作機械５０の作業領域６２には異物が実質存在していないものとする。また、図１６に示すフローの開始時点では、洗浄ノズル１６は、着脱装置１０６に装着されている（図１５）。

ステップＳ１１において、プロセッサ１０８は、撮像装置１４によって作業領域６２を撮像する。本実施形態においては、プロセッサ１０８は、作業領域６２の撮像の前に模擬加工プロセスを実行する。具体的には、オペレータ（又は、ロボット１０４）は、加工テーブル６０の上面６０ａに治具をセットする。次いで、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、工作機械５０の外部の所定の保管場所にあるダミーワークをロボットハンド１２０で把持し、スプラッシュガード５４の開口部５４ｃを通して、該ダミーワークを工作機械５０の内部空間Ａに運搬した後、治具にセットする。このダミーワークは、後述のステップＳ１４で加工対象となるワークの加工完了後と同じ寸法を有する。

そして、プロセッサ１０８は、加工プログラムに従って加工ヘッド５６及び加工テーブル６０を動作させる。プロセッサ１０８は、加工プログラムを実行することによって、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０に、後述のステップＳ１４と同じ動作を実行させるとともに、後述のステップＳ１４と同じタイミング及び流量で加工流体噴射装置から加工流体を噴射させる。加工プログラムが終了したとき、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０は、初期位置に戻る。

そして、プロセッサ１０８は、最後に加工流体噴射装置から加工流体を噴射させた時点ｔ_１から予め定めた時間τが経過した時点ｔ_２で、撮像装置１４による撮像動作を開始する。具体的には、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、撮像装置１４を所定の撮像位置に配置させる。例えば、撮像装置１４が撮像位置に配置されたとき、撮像装置１４は、作業領域６２の上方（すなわち、ロボット座標系Ｃ_Ｒのｚ軸プラス方向）に配置され、撮像装置１４の視線方向がロボット座標系Ｃ_Ｒのｚ軸（すなわち、鉛直方向）と平行になり、作業領域６２のスプラッシュガード５４の底壁５４ａ、テレスコカバー５８の上面５８ａ、及び加工テーブル６０の上面６０ａが、撮像装置１４の視野に入る。

ロボット座標系Ｃ_Ｒにおける撮像位置の位置データは、メモリ２２に予め記憶される。撮像装置１４を撮像位置に配置したとき、プロセッサ１０８は、撮像装置１４を動作させて、作業領域６２を撮像する。撮像装置１４は、撮像した画像データＩＤ_１（第１の画像データ）を、プロセッサ１０８へ送信し、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１をメモリ２２に記憶する。この画像データＩＤ_１は、後のステップＳ１４でワークを加工する前に撮像装置１４が撮像した作業領域６２の画像データである。図１７に、このステップＳ１１で撮像装置１４が作業領域６２を撮像したときに得られる画像データＩＤ_１の例を示す。

ステップＳ１２において、プロセッサ１０８は、撮像装置１４を動作させて、作業領域６２の高さｈを測定する。ここで、上述したように、作業領域６２は、底壁５４ａ、テレスコカバー５８、及び加工テーブル６０を有する。図１３に示すように、テレスコカバー５８の上面５８ａは、底壁５４ａの内面から上方へ高さｈ_２の位置にあり、また、加工テーブル６０の上面６０ａは、底壁５４ａから上方へ高さｈ_３（＞ｈ_２）の位置にある。すなわち、作業領域６２は、互いに高さｈが異なる複数の区域５４ａ（底壁５４ａの内面）、区域５８ａ（上面５８ａ）、及び区域６０ａ（上面６０ａ）を含んでいる。

撮像装置１４は、ステップＳ１１で画像データＩＤ_１を撮像するとともに、該画像データＩＤ_１に含まれる作業領域６２の各区域（５４ａ、５８ａ、６０ａ）の高さｈを測定する。例えば、撮像装置１４は、レーザ光を出射するレーザ出射部と、作業領域６２内の物体に反射したレーザ光を受光する受光部とを有する。

撮像装置１４は、三角測距方式により、撮像装置１４から作業領域６２内の物体までの距離を測定する。代替的には、撮像装置１４は、２つのカメラを有し、該２つのカメラで撮像した２つの画像から、作業領域６２内の物体までの距離を測定してもよい。このような手法により、撮像装置１４は、作業領域６２内に存在する区域６０ａまでの距離ｄ_３、区域５８ａまでの距離ｄ_２、及び区域５４ａまでの距離ｄ_１を、それぞれ測定できる。

これら距離ｄ_１、ｄ_２及びｄ_３は、区域５４ａ、５８ａ及び６０ａの高さｈを示す情報となる。すなわち、区域５４ａを高さｈの基準とした場合、区域５８ａの高さｈ_２は、距離ｄ_１から距離ｄ_２を減算することによって求めることができ、区域６０ａの高さｈ_３は、距離ｄ_１から距離ｄ_３を減算することによって求めることができる。

撮像装置１４は、区域５４ａ、５８ａ及び６０ａの高さｈの情報として、距離ｄ_１、ｄ_２及びｄ_３を測定してもよいし、高さｈ_２及びｈ_３を測定してもよい。プロセッサ１０８は、撮像装置１４が測定した高さｈの情報を該撮像装置１４から取得し、メモリ２２に記憶する。

ステップＳ１３において、プロセッサ１０８は、ステップＳ１１で撮像装置１４が撮像した画像データＩＤ_１において、作業領域６２の高さｈに応じて、複数の画像区域を設定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１２で取得した高さｈの情報に基づいて、画像データＩＤ_１から作業領域６２内の各区域を、高さｈ毎に抽出する。

例えば、ステップＳ１２で高さｈの情報として距離ｄ_１、ｄ_２及びｄ_３を取得した場合、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１から、距離ｄが所定の範囲：ｄ_ｔｈ１≦ｄ＜ｄ_ｔｈ２内にある区域を抽出する。例えば、区域６０ａの距離ｄ_３が、ｄ_ｔｈ１≦ｄ_３＜ｄ_ｔｈ２を満たしていたとする。この場合、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１から区域６０ａを写す画像区域を抽出し、高さレベル３の画像区域６０ａ’として設定する。

また、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１から、距離ｄが所定の範囲：ｄ_ｔｈ２≦ｄ＜ｄ_ｔｈ３内にある区域を抽出する。例えば、区域５８ａの距離ｄ_２が、ｄ_ｔｈ２≦ｄ_２＜ｄ_ｔｈ３を満たしていたとする。この場合、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１から区域５８ａを写す画像区域を抽出し、高さレベル２の画像区域５８ａ’として設定する。

また、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１から、距離ｄが所定の範囲：ｄ_ｔｈ３≦ｄとなる区域を抽出する。例えば、区域５４ａの距離ｄ_３が、ｄ_ｔｈ３≦ｄ_３を満たしていたとする。この場合、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１から区域５４ａを写す画像区域を抽出し、高さレベル１の画像区域５４ａ’として設定する。

図１７においては、理解の容易のために、画像区域５４ａ’（区域５４ａ）を白色、画像区域５８ａ’（区域５８ａ）を薄いグレー、画像区域６０ａ’（区域６０ａ）を濃いグレーで、それぞれ示している。上述の距離ｄの範囲を画定する閾値ｄ_ｔｈ１、ｄ_ｔｈ２及びｄ_ｔｈ３は、撮像装置１４の撮像位置に応じてオペレータによって予め定められ、メモリ２２に記憶される。

こうして、プロセッサ１０８は、ステップＳ１２で取得した高さｈの情報（すなわち、距離ｄ）に基づいて、画像データＩＤ_１において、作業領域６２の高さｈに応じて複数の画像区域５４ａ’、５８ａ’、６０ａ’を設定する。したがって、プロセッサ１０８は、画像区域６０ａ’、５８ａ’及び５４ａ’を設定する画像区域設定部１４４（図１２）として機能する。

なお、プロセッサ１０８は、ステップＳ１２において、高さｈの情報として高さｈ_２及びｈ_３を取得した場合においても、距離ｄの手法と同様に、高さｈに所定の範囲を設定することで、画像データＩＤ_１から作業領域６２内の各区域を高さｈ毎に抽出し、画像区域６０ａ’、５８ａ’及び５４ａ’を設定できる。

ステップＳ１４において、プロセッサ１０８は、ワークを加工する。具体的には、オペレータ（又はロボット１０４）は、工具６４を加工ヘッド５６に装着し、加工テーブル６０の上面６０ａに治具をセットする。次いで、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、工作機械５０の外部の所定の保管場所にあるワークをロボットハンド１２０で把持し、スプラッシュガード５４の開口部５４ｃを通して、該ワークを工作機械５０の内部空間Ａに運搬した後、治具にセットする。

次いで、プロセッサ１０８（又は、上述の第２の制御装置）は、加工プログラムに従って加工ヘッド５６及び加工テーブル６０を動作させて、加工流体噴射装置から加工流体を噴射させつつ、工具６４によってワークを加工する。その結果、工作機械５０の作業領域６２に異物が堆積することになる。加工プログラムが終了したとき、加工ヘッド５６及び加工テーブル６０は、ステップＳ１１の模擬加工プロセスの終了時と同じ初期位置に戻る。ワークの保管場所に保管されるワーク位置、及び、該ワークをセットすべき加工テーブル６０上の位置の、ロボット座標系Ｃ_Ｒにおける位置データは、メモリ２２に予め記憶される。

ステップＳ１５において、プロセッサ１０８は、撮像装置１４によって作業領域６２を撮像する。ここで、プロセッサ１０８は、ステップＳ１４で最後に加工流体噴射装置から加工流体を噴射させた時点ｔ_１から予め定めた時間τが経過した時点ｔ_２で、このステップＳ１５を開始する。

具体的には、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、撮像装置１４を、ステップ１１と同じ撮像位置に配置させ、撮像装置１４を動作させて作業領域６２を、ステップ１１と同じ視線方向に沿って撮像する。撮像装置１４は、撮像した画像データＩＤ_２（第２の画像データ）を、プロセッサ１０８へ送信し、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_２をメモリ２２に記憶する。

この画像データＩＤ_２は、ステップＳ１４でワークを加工した後に撮像装置１４が撮像した作業領域６２の画像データである。図１８に、このステップＳ１５で撮像装置１４が作業領域６２を撮像したときに得られる画像データＩＤ_２の例を示す。加工後に撮像された画像データＩＤ_２には、作業領域６２（区域５４ａ、５８ａ、６０ａ）に異物Ｂが写っている。

ステップＳ１６において、プロセッサ１０８は、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２に画像区域５４ａ’、５８ａ’、６０ａ’を設定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１３で設定した画像区域５４ａ’、５８ａ’及び６０ａ’の設定情報（画像データ内における画像区域５４ａ’、５８ａ’及び６０ａ’の境界線の位置データ）に基づいて、画像データＩＤ_２に、ステップＳ１３と同様に画像区域５４ａ’、５８ａ’及び６０ａ’を設定する。

これにより、ステップＳ１３で画像データＩＤ_１に設定した画像区域５４ａ’、５８ａ’及び６０ａ’の、該画像データＩＤ_１における位置と、このステップＳ１６で画像データＩＤ_２に設定する画像区域５４ａ’、５８ａ’及び６０ａ’の、該画像データＩＤ_２における位置とが、同じとなる。

ステップＳ１７において、プロセッサ１０８は、高さレベル３の区域６０ａの洗浄が必要であるか否かを判定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１１で撮像した画像データＩＤ_１のうち、高さレベル３の画像区域６０ａ’の画像データＩＤ_{１_３}と、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２のうち、高さレベル３の画像区域６０ａ’の画像データＩＤ_{２_３}とに基づいて、区域６０ａの洗浄の要否を判定する。

具体的には、プロセッサ１０８は、加工前の画像データＩＤ_{１_３}の画素の明るさと、加工後の画像データＩＤ_{２_３}の画素の明るさとを比較し、それらの差から、区域６０ａ内に異物があるか否かを検出してもよい。プロセッサ１０８は、このステップＳ１７において、区域６０ａ内の異物が検出されたときに、区域６０ａの洗浄が必要である（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。

プロセッサ１０８は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ１８へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１９へ進む。このように、本実施形態においては、プロセッサ１０８は、画像データＩＤ_１、ＩＤ_２（具体的には、画像データＩＤ_{１_３}、ＩＤ_{２_３}）に基づいて作業領域６２（区域６０ａ）の洗浄の要否を判定する判定部１４６（図１２）として機能する。

ステップＳ１８において、プロセッサ１０８は、洗浄対象区域を設定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１７で洗浄が必要と判定された区域６０ａととともに、該区域６０ａよりも高さｈが低い区域５８ａ及び５４ａを、洗浄対象区域に自動的に設定する。これにより、区域６０ａ、５８ａ及び５４ａが、洗浄対象区域に設定される。このように、本実施形態においては、プロセッサ１０８は、洗浄対象区域設定部１４８（図１２）として機能する。

ステップＳ１９において、プロセッサ１０８は、高さレベル２の区域５８ａの洗浄が必要であるか否かを判定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１１で撮像した画像データＩＤ_１のうち、高さレベル２の画像区域５８ａ’の画像データＩＤ_{１_２}と、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２のうち、高さレベル２の画像区域５８ａ’の画像データＩＤ_{２_２}とに基づいて、区域５８ａの洗浄の要否を判定する。

具体的には、プロセッサ１０８は、加工前の画像データＩＤ_{１_２}の画素の明るさと、加工後の画像データＩＤ_{２_２}の画素の明るさとを比較し、それらの差から、区域５８ａ内に異物があるか否かを検出してもよい。プロセッサ１０８は、このステップＳ１９において、区域５８ａ内の異物が検出されたときに、区域５８ａの洗浄が必要である（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。プロセッサ１０８は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２０へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２０において、プロセッサ１０８は、洗浄対象区域を設定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１９で洗浄が必要と判定された区域５８ａととともに、該区域５８ａよりも高さｈが低い区域５４ａを、洗浄対象区域に自動的に設定する。これにより、区域５８ａ及び５４ａが、洗浄対象区域に設定される。

このように、プロセッサ１０８は、ステップＳ１７（又はＳ１９）で１つの区域６０ａ（又は５８ａ）について洗浄の必要があると判定されたときに、ステップＳ１８（又はＳ２０）において、該１つの区域６０ａ（又は５８ａ）よりも高さｈが低い区域５８ａ及び５４ａ（又は５４ａ）を、該１つの区域６０ａ（又は５８ａ）とともに洗浄対象区域に自動的に設定している。

ステップＳ２１において、プロセッサ１０８は、高さレベル１の区域５４ａの洗浄が必要であるか否かを判定する。具体的には、プロセッサ１０８は、ステップＳ１で撮像した画像データＩＤ_１のうち、高さレベル１の画像区域５４ａ’の画像データＩＤ_{１_１}と、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２のうち、高さレベル１の画像区域５４ａ’の画像データＩＤ_{２_１}とに基づいて、区域５４ａの洗浄の要否を判定する。

具体的には、プロセッサ１０８は、加工前の画像データＩＤ_{１_１}の画素の明るさと、加工後の画像データＩＤ_{２_１}の画素の明るさとを比較し、それらの差から、区域５４ａ内に異物があるか否かを検出してもよい。プロセッサ１０８は、このステップＳ２１において、区域５４ａ内の異物が検出されたときに、区域５４ａの洗浄が必要である（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。プロセッサ１０８は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２２へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ２４へ進む。ステップＳ２２において、プロセッサ１０８は、ステップＳ２１で洗浄が必要と判定された区域５４ａを洗浄対象区域に設定する。

ステップＳ２３において、プロセッサ１０８は、洗浄動作を実行する。具体的には、プロセッサ１０８は、まず、着脱装置１０６に装着された洗浄ノズル１６をロボット１０４に把持させて該着脱装置１０６から取り外す取り外し動作を実行する。この取り外し動作において、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、着脱装置１０６の爪部１３８によって把持された洗浄ノズル１６を把持するための把持位置まで、ロボットハンド１１８（ＴＣＰ）を、指部１３０を開いた状態で移動させる。

ロボットハンド１１８が把持位置に配置されたとき、着脱装置１０６の爪部１３８に把持された洗浄ノズル１６は、ロボットハンド１１８の指部１３０の間に配置され、洗浄ノズル１６の平面部１６ｂは、指部１３０の内面に面する。把持位置のロボット座標系Ｃ_Ｒにおける位置データは、メモリ２２に予め記憶される。

次いで、プロセッサ１０８は、指部１３０を閉じ、該指部１３０で洗浄ノズル１６の平面部１６ｂを把持する。次いで、プロセッサ１０８は、着脱装置１０６の爪駆動部１４０を駆動し、爪部１３８を開く。こうして、ロボット１０４は、洗浄ノズル１６を着脱装置１０６から取り外す。

洗浄ノズル１６の取り外し動作の後、プロセッサ１０８は、ステップＳ１８、Ｓ２０、又はＳ２２で設定した洗浄対象区域に対し、洗浄動作を実行する。例えば、ステップＳ１８の後にステップＳ２３を実行する場合、プロセッサ１０８は、洗浄対象区域に設定された区域６０ａ、５８ａ及び５４ａに対し、高さｈが高い順、すなわち、区域６０ａ→区域５８ａ→区域５４ａの順で、洗浄動作を実行する。

具体的には、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、ロボットハンド１１８で把持した洗浄ノズル１６を区域６０ａに対して移動させつつ、流体供給装置１８を動作させて洗浄ノズル１６から流体を噴射し、噴射した流体で区域６０ａの全域を洗浄する。次いで、プロセッサ１０８は、ロボット１０４により洗浄ノズル１６を区域５８ａに対して移動させつつ洗浄ノズル１６から流体を噴射し、区域５８ａの全域を洗浄する。

次いで、プロセッサ１０８は、ロボット１０４により洗浄ノズル１６を区域５４ａに対して移動させつつ洗浄ノズル１６から流体を噴射し、区域５４ａの全域を洗浄する。なお、区域６０ａ、５８ａ及び５４ａの各々を洗浄するときにロボット１０４が洗浄ノズル１６（又は、ＴＣＰ）を移動させる移動経路（又は洗浄位置）は、予めコンピュータプログラムに規定されてもよい。

一方、ステップＳ２０の後にステップＳ２３を実行する場合、プロセッサ１０８は、洗浄対象区域に設定された区域５８ａ及び５４ａに対し、高さｈが高い順、すなわち、区域５８ａ→区域５４ａの順で、洗浄動作を実行する。また、ステップＳ２２の後にステップＳ２３を実行する場合、プロセッサ１０８は、区域５４ａに対して洗浄動作を実行する。

こうして、プロセッサ１０８は、ロボット１０４によって洗浄ノズル１６を作業領域６２（区域６０ａ、５８ａ、５４ａ）に対して移動させつつ、洗浄ノズル１６から流体を噴射させて作業領域６２を洗浄する洗浄動作を実行する。したがって、プロセッサ１０８は、洗浄動作を実行する洗浄実行部１５０（図１２）として機能する。ステップＳ２３の後、プロセッサ１０８は、ステップＳ１５へ戻り、ステップＳ２１でＮＯと判定するまで、ステップＳ１５〜Ｓ２３のループを繰り返す。

なお、プロセッサ１０８は、ステップＳ２３を実行した回数（又は、ステップＳ１７、Ｓ１９若しくはＳ２１でＹＥＳと判定した回数）ｍをカウントし、該回数ｍが所定の回数ｍ_ＭＡＸ(例えば、ｍ_ＭＡＸ＝３)に達した場合に、「洗浄回数が所定の回数に達しました」という音声又は画像の形式の警告信号を発信し、ステップＳ２４に進んでもよい（又は、図１６のフローを終了してもよい）。これにより、ステップＳ２３の実行回数が過多になってしまうのを防止できる。

ステップＳ２１でＮＯと判定した場合、プロセッサ１０８は、洗浄ノズル１６を着脱装置に装着する装着動作を実行する。具体的には、プロセッサ１０８は、ロボット１０４を動作させて、洗浄ノズル１６を把持するロボットハンド１１８（ＴＣＰ）を、装着位置に配置させる。このとき、着脱装置１０６の爪部１３８は、開いた状態となっている。

ロボットハンド１１８が装着位置に配置されたとき、着脱装置１０６の爪部１３８の平面部１３８ａは、ロボットハンド１１８が把持する洗浄ノズル１６の平面部１６ｂに面する。次いで、プロセッサ１０８は、着脱装置１０６の爪駆動部１４０を駆動し、爪部１３８を閉じて洗浄ノズル１６を把持した後、ロボットハンド１１８の指部１３０を開く。こうして、プロセッサ１０８は、ロボット１０４によって洗浄ノズル１６を着脱装置１０６に装着する。

ステップＳ２４において、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ８と同様に、加工すべき他のワークがあるか否かを判定し、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ１４へ戻り、ステップＳ２４でＮＯと判定するまで、ステップＳ１４〜２４のループを繰り返す。一方、プロセッサ１０８は、ステップＳ２４でＮＯと判定した場合は、図１６に示すフローを終了する。

以上のように、本実施形態においては、プロセッサ１０８は、ロボット１０４に洗浄ノズル１６の取り外し動作、及び作業領域６２に対する洗浄動作を実行させている。この構成によれば、ロボット１０４によって洗浄ノズル１６を操作して工作機械５０の作業領域６２の洗浄を行うことができるので、洗浄作業の効率を向上させることができる。

また、本実施形態においては、洗浄ノズル１６が工作機械５０の内部空間Ａに設けられている。この構成によれば、洗浄ノズル１６及び流体供給管２６を工作機械５０に搬入及び搬出する必要がなくなるので、洗浄作業の効率を向上させることができるとともに、工作機械５０の外部に洗浄ノズル１６又は流体供給管２６から洗浄用の流体が漏れるのを防止できる。また、工作機械５０の内部空間Ａにおける流体供給管２６の配管を簡易化できる。

また、本実施形態においては、プロセッサ１０８は、１つの区域６０ａ（又は５８ａ）について洗浄の必要があると判定されたときに、該１つの区域６０ａ（又は５８ａ）よりも高さｈが低い区域５８ａ及び５４ａ（又は５４ａ）を、該１つの区域６０ａ（又は５８ａ）とともに洗浄対象区域に自動的に設定している（ステップＳ１８、Ｓ２０）。

そして、プロセッサ１０８は、洗浄対象区域に設定された区域６０ａ、５８ａ、５４ａに対し、高さｈが高い順に洗浄動作を実行している。この構成によれば、プロセッサ１０８は、作業領域６２に対する洗浄動作の回数を最適化できる。具体的に述べると、１つの区域を洗浄ノズル１６から噴射される流体によって洗浄したときに吹き飛ばされる異物Ｂは、最終的には、重力によって、該１つの区域よりも高さが低い区域に飛散し得る。

よって、仮に、区域５８ａの後に区域６０ａを洗浄した場合、区域６０ａから吹き飛ばされた異物Ｂが、洗浄済みの区域５８ａに堆積し得る。本実施形態のように、複数の区域６０ａ、５８ａ、５４ａに対して高さｈが高い順に洗浄動作を実行することで、該複数の区域６０ａ、５８ａ、５４ａを効率よく洗浄できる。

また、本実施形態においては、ロボット１０４は、洗浄ノズル把持用のロボットハンド１１８と、ワークローディング用のロボットハンド１２０とを有する。したがって、１台のロボット１０４で、多様な作業を行うことができるので、作業の効率化を図れるとともに、製造コストを削減することができる。なお、図１６に示すフローにおいて、プロセッサ１０８は、ワークをｎ個（例えば、ｎ＝２０）加工する毎に、ステップＳ１５〜２３のループを実行してもよい。

なお、洗浄システム１００に、上述の装置７０を適用することもできる。以下、図１９を参照して、洗浄システム１００の他の機能について説明する。本実施形態においては、プロセッサ１０８は、画像データ生成部２８として機能する。したがって、撮像装置１４、画像データ生成部２８、及び判定部１４６は、装置７０を構成する。

次に、図２０を参照して、洗浄システム１００の動作の他の例について説明する。図２０に示すフローは、図１６に示すフローと、ステップＳ３１、Ｓ３２及びＳ３３において相違する。具体的には、ステップＳ１６の後、ステップＳ３１において、プロセッサ１０８は、高さレベル３洗浄判定スキームを実行する。このステップＳ３１について、図２１を参照して説明する。

ステップＳ４１において、プロセッサ１０８は、画像データ生成部２８として機能し、ステップＳ１１で撮像した画像データＩＤ_１のうち、高さレベル３の画像区域６０ａ’の画像データＩＤ_{１_３}と、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２のうち、高さレベル３の画像区域６０ａ’の画像データＩＤ_{２_３}との間の明るさの変化の度合いを示す画像データＩＤ_{３_３}（第３の画像データ）を生成する。

具体的には、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ４と同様に、式（１）、式（２）、又は式（３）を用いて、画像データＩＤ_{３_３}の各画素の明るさＢＲ_３を求めることにより、画像データＩＤ_{１_３}及びＩＤ_{２_３}と同じ画素数を有する画像データＩＤ_{３_３}を生成する。画像データＩＤ_{３_３}の各画素の明るさＢＲ_３は、画像データＩＤ_{１_３}の画素の明るさＢＲ_１と、該画像データＩＤ_{１_３}の画素に対応する、画像データＩＤ_{２_３}の画素の明るさＢＲ_２との間の変化の度合いに応じた値となる。

ステップＳ４２において、プロセッサ１０８は、ステップＳ４１で生成した画像データＩＤ_{３_３}のヒストグラムＨＧ_３を取得する。このヒストグラムＨＧ_３は、画像データＩＤ_{３_３}の各画素の明るさＢＲ_３と、該画像データＩＤ_{３_３}の画素数Ｎとの関係を示すデータである。ステップＳ４３において、プロセッサ１０８は、判定部１４６として機能し、上述のステップＳ６と同様の手法を用いて、ヒストグラムＨＧ_３に基づいて、高さレベル３の区域６０ａの洗浄が必要であるか否かを判定する。

一例として、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ６と同様に、ヒストグラムＨＧ_３において、明るさＢＲ_３が予め定められた範囲［α_{１_３}，α_{２_３}］内の画素数Ｎ_{Ｘ_３}の、全画素数Ｎ_{Ｔ_３}に対する割合Ｒ_{１_３}＝Ｎ_{Ｘ_３}／Ｎ_{Ｔ_３}が所定の閾値Ｒ_{ｔｈ１_３}以下となった場合、高さレベル３の区域６０ａを洗浄する必要がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_３において、明るさＢＲ_３が範囲［α_{１_３}，α_{２_３}］外の画素数Ｎ_{Ｙ_３}の、全画素数Ｎ_{Ｔ_３}に対する割合Ｒ_{２_３}＝Ｎ_{Ｙ_３}／Ｎ_{Ｔ_３}が、所定の閾値Ｒ_{ｔｈ２_３}以上となった場合に、ＹＥＳと判定する。

さらに他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_３のグラフ線の軌跡と基準ヒストグラムＨＧ_{Ｒ_３}のグラフ線の軌跡との一致度が、予め定めた閾値よりも小さい場合に、ＹＥＳと判定する。さらに他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_３の標準偏差が予め定めた閾値よりも大きい場合にＹＥＳと判定する。プロセッサ１０８は、このステップＳ４３でＹＥＳと判定した場合、図２０中のステップＳ１８へ進む一方、ＮＯと判定した場合、図２０中のステップＳ３２へ進む。

ステップＳ３２において、プロセッサ１０８は、高さレベル２洗浄判定スキームを実行する。このステップＳ３２について、図２２を参照して説明する。ステップＳ５１において、プロセッサ１０８は、画像データ生成部２８として機能し、ステップＳ１１で撮像した画像データＩＤ_１のうち、高さレベル２の画像区域５８ａ’の画像データＩＤ_{１_２}と、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２のうち、高さレベル２の画像区域５８ａ’の画像データＩＤ_{２_２}との間の明るさの変化の度合いを示す画像データＩＤ_{３_２}（第３の画像データ）を生成する。

具体的には、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ４と同様に、式（１）、式（２）、又は式（３）を用いて、画像データＩＤ_{３_２}の各画素の明るさＢＲ_３を求めることにより、画像データＩＤ_{１_２}及びＩＤ_{２_２}と同じ画素数を有する画像データＩＤ_{３_２}を生成する。画像データＩＤ_{３_２}の各画素の明るさＢＲ_３は、画像データＩＤ_{１_２}の画素の明るさＢＲ_１と、該画像データＩＤ_{１_２}の画素に対応する、画像データＩＤ_{２_２}の画素の明るさＢＲ_２との間の変化の度合いに応じた値となる。

ステップＳ５２において、プロセッサ１０８は、ステップＳ５１で生成した画像データＩＤ_{３_２}のヒストグラムＨＧ_２を取得する。このヒストグラムＨＧ_２は、画像データＩＤ_{３_２}の各画素の明るさＢＲ_３と、該画像データＩＤ_{３_２}の画素数Ｎとの関係を示すデータである。ステップＳ５３において、プロセッサ１０８は、判定部１４６として機能し、ヒストグラムＨＧ_２に基づいて、高さレベル２の区域５８ａの洗浄が必要であるか否かを判定する。

一例として、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ６と同様に、ヒストグラムＨＧ_２において、明るさＢＲ_３が予め定められた範囲［α_{１_２}，α_{２_２}］内の画素数Ｎ_{Ｘ_２}の、全画素数Ｎ_{Ｔ_２}に対する割合Ｒ_{１_２}＝Ｎ_{Ｘ_２}／Ｎ_{Ｔ_２}が所定の閾値Ｒ_{ｔｈ１_２}以下となった場合、高さレベル２の区域５８ａを洗浄する必要がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。他の例として、ヒストグラムＨＧ_２において、明るさＢＲ_３が範囲［α_{１_２}，α_{２_２}］外の画素数Ｎ_{Ｙ_２}の、全画素数Ｎ_{Ｔ_２}に対する割合Ｒ_{２_２}＝Ｎ_{Ｙ_２}／Ｎ_{Ｔ_２}が、所定の閾値Ｒ_{ｔｈ２_２}以上となった場合に、ＹＥＳと判定する。

さらに他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_２のグラフ線の軌跡と基準ヒストグラムＨＧ_{Ｒ_２}のグラフ線の軌跡との一致度が、予め定めた閾値よりも小さい場合に、ＹＥＳと判定する。さらに他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_２の標準偏差が予め定めた閾値よりも大きい場合に、ＹＥＳと判定する。プロセッサ１０８は、このステップＳ５３でＹＥＳと判定した場合は、図２０中のステップＳ２０へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、図２０中のステップＳ３３へ進む。

ステップＳ３３において、プロセッサ１０８は、高さレベル１洗浄判定スキームを実行する。このステップＳ３３について、図２３を参照して説明する。ステップＳ６１において、プロセッサ１０８は、画像データ生成部２８として機能し、ステップＳ１１で撮像した画像データＩＤ_１のうち、高さレベル１の画像区域５４ａ’の画像データＩＤ_{１_１}と、直近のステップＳ１５で撮像した画像データＩＤ_２のうち、高さレベル１の画像区域５４ａ’の画像データＩＤ_{２_１}との間の明るさの変化の度合いを示す画像データＩＤ_{３_１}（第３の画像データ）を生成する。

具体的には、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ４と同様に、式（１）、式（２）、又は式（３）を用いて、画像データＩＤ_{３_１}の各画素の明るさＢＲ_３を求めることにより、画像データＩＤ_{１_１}及びＩＤ_{２_１}と同じ画素数を有する画像データＩＤ_{３_１}を生成する。画像データＩＤ_{３_１}の各画素の明るさＢＲ_３は、画像データＩＤ_{１_１}の画素の明るさＢＲ_１と、該画像データＩＤ_{１_１}の画素に対応する、画像データＩＤ_{２_１}の画素の明るさＢＲ_２との間の変化の度合いに応じた値となる。

ステップＳ６２において、プロセッサ１０８は、ステップＳ６１で生成した画像データＩＤ_{３_１}のヒストグラムＨＧ_１を取得する。このヒストグラムＨＧ_１は、画像データＩＤ_{３_１}の各画素の明るさＢＲ_３と、該画像データＩＤ_{３_１}の画素数Ｎとの関係を示すデータである。ステップＳ６３において、プロセッサ１０８は、判定部１４６として機能し、ヒストグラムＨＧ_１に基づいて、高さレベル１の区域５４ａの洗浄が必要であるか否かを判定する。

一例として、プロセッサ１０８は、上述のステップＳ６と同様に、ヒストグラムＨＧ_１において、明るさＢＲ_３が予め定められた範囲［α_{１_１}，α_{２_１}］内の画素数Ｎ_{Ｘ_１}の、全画素数Ｎ_{Ｔ_１}に対する割合Ｒ_{１_１}＝Ｎ_{Ｘ_１}／Ｎ_{Ｔ_１}が所定の閾値Ｒ_{ｔｈ１_１}以下となった場合、高さレベル１の区域５４ａを洗浄する必要がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。他の例として、ヒストグラムＨＧ_１において、明るさＢＲ_３が範囲［α_{１_１}，α_{２_１}］外の画素数Ｎ_{Ｙ_１}の、全画素数Ｎ_{Ｔ_１}に対する割合Ｒ_{２_１}＝Ｎ_{Ｙ_１}／Ｎ_{Ｔ_１}が、所定の閾値Ｒ_{ｔｈ２_１}以上となった場合に、ＹＥＳと判定する。

さらに他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_１のグラフ線の軌跡と基準ヒストグラムＨＧ_{Ｒ_１}のグラフ線の軌跡との一致度が、予め定めた閾値よりも小さい場合に、ＹＥＳと判定する。さらに他の例として、プロセッサ１０８は、ヒストグラムＨＧ_１の標準偏差が予め定めた閾値よりも大きい場合に、ＹＥＳと判定する。プロセッサ１０８は、このステップＳ６３でＹＥＳと判定した場合は、図２０中のステップＳ２２へ進む一方、ＮＯと判定した場合は、図２０中のステップＳ２４へ進む。

このように、本実施形態においては、プロセッサ１０８は、ステップＳ１６で設定した画像区域６０ａ’、５８ａ’及び５４ａ’毎にヒストグラムＨＧ_３、ＨＧ_２及びＨＧ_１を取得し、該ヒストグラムＨＧ_３、ＨＧ_２及びＨＧ_１に基づいて、各々の区域６０ａ、５８ａ及び５４ａについて洗浄の要否を判定している。この構成によれば、各々の区域６０ａ、５８ａ及び５４ａについて洗浄の要否を、統計的に手法により、高精度に判定することができる。

なお、洗浄システム１００は、複数の洗浄ノズル、及び複数の着脱装置を備えてもよい。このような形態を、図２４に示す。図２４に示す洗浄システム１００’は、上述の洗浄システム１００と、複数の洗浄ノズル１６Ａ及び１６Ｂと、複数の着脱装置１０６Ａ及び１０６Ｂとを備える点で、相違する。流体供給装置１８は、流体供給管２６Ａを介して洗浄ノズル１６Ａに流体を供給するとともに、流体供給管２６Ｂを介して洗浄ノズル１６Ｂに流体を供給する。

着脱装置１０６Ａ及び１０６Ｂは、スプラッシュガード５４の、ロボット座標系Ｃ_Ｒのｘ軸方向に互いに対向する側壁５４ｂに、それぞれ設けられている。着脱装置１０６Ａには、洗浄ノズル１６Ａが取り外し可能に装着される一方、着脱装置１０６Ｂには、洗浄ノズル１６Ｂが取り外し可能に装着される。

プロセッサ１０８は、作業領域６２を、ロボット座標系Ｃ_Ｒのｘ軸マイナス方向の側の領域６２Ａと、ｘ軸プラス方向の側の領域６２Ｂとに分割し、ロボット１０４に洗浄ノズル１６Ａを把持させて該洗浄ノズル１６Ａで領域６２Ａを洗浄させた後（又は、洗浄させる前）に、ロボット１０４に洗浄ノズル１６Ｂを把持させて該洗浄ノズル１６Ｂで作業領域６２を洗浄させる。

例えば、プロセッサ１０８は、領域６２Ａと領域６２Ｂの各々について、図１６又は図２０に示すフローを実行することによって、領域６２Ａ及び６２Ｂをそれぞれ洗浄する。領域６２Ａについて図１６又は図２０に示すフローを実行する場合、ステップＳ１１及びＳ１５において、プロセッサ１０８は、撮像装置１４によって領域６２Ａを撮像する。

一方、領域６２Ｂについて図１６又は図２０に示すフローを実行する場合、ステップＳ１１及びＳ１５において、プロセッサ１０８は、撮像装置１４によって領域６２Ｂを撮像する。本実施形態によれば、作業領域６２の領域６２Ａ及び６２Ｂのそれぞれに対し、別々の洗浄ノズル１６Ａ及び１６Ｂを用いて、確実に洗浄動作を実行できる。

なお、上述の洗浄システム１００又は１００’においては、撮像装置１４は、被写体像までの距離を測定可能な３次元視覚センサである場合について述べたが、これに限らず、洗浄システム１００又は１００’は、作業領域６２の高さｈを測定する高さ測定器をさらに備え、撮像装置１４は、画像データを撮像可能なカメラであってもよい。

また、上述の実施形態においては、作業領域６２が３段階の高さレベルの区域５４ａ、５８ａ、６０ａを含む場合について述べたが、これに限らず、作業領域６２は、如何なる数の高さレベルの区域を含み得ることが、理解されよう。また、上述の実施形態においては、高さレベルが異なる区域５４ａ、５８ａ、６０ａを構成する要素として、底壁５４ａ、テレスコカバー５８、及び加工テーブル６０を例示したが、作業領域６２は、底壁５４ａ、テレスコカバー５８、及び加工テーブル６０とは別の如何なる要素を有してもよい。

また、上述の洗浄システム１０、１００、又は１００’は、複数の撮像装置１４Ａ及び１４Ｂを備えてもよい。例えば、撮像装置１４Ａは、作業領域６２の一部の領域（例えば、上述の領域６２Ａ）を撮像する一方、撮像装置１４Ｂは、作業領域６２の他の領域（例えば、上述の領域６２Ｂ）を撮像してもよい。

また、上述のステップＳ１、Ｓ３、Ｓ１１又はＳ１５において撮像装置１４、１４Ａ、１４Ｂによって作業領域６２を撮像するときに、該作業領域６２を照射する光を増加させるための撮像補助用光源(図示せず)を設けてもよい。この撮像補助用光源は、蛍光灯又はＬＥＤ等であって、撮像装置１４、１４Ａ、１４Ｂに一体に組み込まれてもよいし、又は、撮像装置１４、１４Ａ、１４Ｂとは別体として設けられてもよい。

また、上述の実施形態においては、プロセッサ２０は、ステップＳ１及びＳ１１において模擬加工プロセスを実行する場合について述べた。しかしながら、プロセッサ２０は、例えば上述のステップＳ２又はＳ１４で加工流体を用いない場合は、ステップＳ１又はＳ１１で模擬加工プロセスを実行せずに、撮像装置１４に作業領域６２を撮像させてもよい。

また、上述のステップＳ１又はＳ１１で実行する模擬加工プロセスにおいて、該模擬加工プロセスの実行時に工具６４が接触しない、如何なる形状のダミーワークを用いてもよい。また、ステップＳ１又はＳ１１において、模擬加工プロセス実行後にダミーワークを取り外した後に作業領域６２を撮像し、次いで、上述のステップＳ３又はＳ１５において、ステップＳ２又はＳ１４の加工後のワークを治具から取り外した後に作業領域６２を撮像してもよい。

また、洗浄システム１００が、図１６に示すフローを実行する場合、加工前の状態を示す画像データＩＤ_１は、必ずしもステップＳ１１で撮像装置１４によって撮像される必要はなく、例えば、オペレータによってコンピュータグラフィックスの画像データとして作成されてもよい。また、上述のロボット１０４は、水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット等、如何なるタイプのロボットであってもよい。以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

１０，１００，１００’ 洗浄システム
１２，１０２ 制御装置
１４ 撮像装置
１６，１６Ａ，１６Ｂ 洗浄ノズル
２０，１０８ プロセッサ
２８ 画像データ生成部
３０，１４６ 判定部
７０ 装置
１０４ ロボット
１０６ 着脱装置
１４４ 画像区域設定部
１４８ 洗浄対象区域設定部
１５０ 洗浄実行部

Claims (8)

1. 工作機械の作業領域を洗浄する洗浄システムであって、
   工作機械に設けられた着脱装置に着脱され、流体を噴射する洗浄ノズルと、
   前記洗浄ノズルを把持可能なロボットと、
   前記ロボットを動作させて、前記着脱装置に装着された前記洗浄ノズルを前記ロボットに把持させて該着脱装置から取り外す取り外し動作と、前記ロボットによって前記洗浄ノズルを前記作業領域に対して移動させ、前記洗浄ノズルから流体を噴射させて前記作業領域を洗浄する洗浄動作と、を実行する洗浄実行部と、を備える、洗浄システム。
2. 前記着脱装置は、前記工作機械の内部に設けられ、
   前記ロボットは、前記工作機械に設けられた開口部を通して前記工作機械の内部へ進退可能となるように、前記工作機械の外部に設けられる、請求項１に記載の洗浄システム。
3. 前記作業領域を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置が撮像した前記作業領域の画像データに基づいて、前記作業領域の洗浄の要否を判定する判定部と、をさらに備える、請求項１又は２に記載の洗浄システム。
4. 前記作業領域は、互いに高さが異なる複数の区域を含み、
   前記判定部は、前記撮像装置が撮像した前記画像データに基づいて、各々の前記区域について洗浄の要否を判定し、
   前記洗浄システムは、前記判定部が１つの前記区域について洗浄の必要があると判定したときに、該１つの区域よりも前記高さが低い前記区域を、該１つの区域とともに洗浄対象区域に自動的に設定する洗浄対象区域設定部と、をさらに備える、請求項３に記載の洗浄システム。
5. 前記洗浄実行部は、前記洗浄対象区域設定部によって前記洗浄対象区域に設定された複数の前記区域に対し、前記高さが高い順に前記洗浄動作をそれぞれ実行する、請求項４に記載の洗浄システム。
6. 前記作業領域は、互いに高さが異なる複数の区域を含み、
   前記洗浄システムは、前記撮像装置が撮像した前記画像データにおいて、前記高さに応じて複数の画像区域を設定する画像区域設定部をさらに備え、
   前記判定部は、前記画像区域設定部が設定した各々の前記画像区域の前記画像データに基づいて、各々の前記区域について洗浄の要否を判定する、請求項３〜５のいずれか１項に記載の洗浄システム。
7. 前記撮像装置は、前記画像データを撮像するとともに、前記高さを測定するように構成され、
   前記画像区域設定部は、前記撮像装置が測定した前記高さの情報に基づいて、前記画像データにおいて前記複数の画像区域を設定する、請求項６に記載の洗浄システム。
8. 工作機械の作業領域を洗浄する方法であって、
   ロボットを動作させて、工作機械に設けられた着脱装置に装着された洗浄ノズルを前記ロボットに把持させて該着脱装置から取り外す取り外し動作と、前記ロボットによって前記洗浄ノズルを前記作業領域に対して移動させ、前記洗浄ノズルから流体を噴射させて前記作業領域を洗浄する洗浄動作と、を実行する、方法。

Images