JP5530204B2

JP5530204B2 - 加工状況監視装置

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Publication number: JP5530204B2
Application number: JP2010018240A
Authority: JP
Inventors: 和雄山崎; 英紀武富; 良純赤井
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011158981A

Description

本発明は、工作機械におけるワーク加工状況の監視映像を画面表示装置に表示する加工状況監視装置に関する。

工作機械には、通常、安全性を確保すべく、ワークが加工される加工領域を囲むカバーが設けられている。このカバーには窓が設けられているものの、この窓を通してオペレータの視認することができる範囲は限られており、オペレータがこの窓からワークの加工状況を監視するには限界がある。

そこで、従来、例えば、特開平４−３１０１０６号公報に開示された工作機械が提案されている。この工作機械は、複数のビデオカメラと、これらのビデオカメラから得られる画像を表示する表示装置と、表示装置の表示画面をビデオカメラと同数の表示領域に分割し、各ビデオカメラから得られる画像を各表示領域にそれぞれ表示させる制御装置などを備えている。

そして、この工作機械によれば、オペレータは、カバーの窓からでは十分にワークの加工状況を監視することができない場合であっても、表示装置に表示される複数の画像によって複数の角度からワークの加工状況を監視することができる。

特開平４−３１０１０６号公報

しかしながら、上述のように、各ビデオカメラから得られる画像をすべて一律に表示させると、これらの画像の中には、工具の先端がワークによって隠れているものもあることから、ワークの加工状況を監視するのにあまり役立たない画像まで表示させることになる。また、表示画面を複数の表示領域に分割して、各ビデオカメラから得られる画像を表示させているので、各表示領域に表示される画像は小さくならざるを得ず、場合によっては、オペレータが細部を確認し難いこともある。更に、各ビデオカメラから得られる画像を工作機械の制御状態とともに表示する場合に、各ビデオカメラから得られる画像の表示領域を広くとると、本来表示させるべき制御状態の表示領域が狭くなり、オペレータは工作機械の制御状態を確認し難くなる。

したがって、複数のビデオカメラを工作機械に設置した場合には、複数のビデオカメラから得られる画像の内、工具の先端がワークによって隠れていない画像、即ち、工具の先端を確認可能な画像を少なくとも１つ表示すれば、表示画像を通して加工状況を監視するのが困難になることもないし、工作機械の制御状態を確認し難くなることもない。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、複数のカメラの中から選択された少なくとも１つのカメラによって生成される、工具の先端がワークにより隠れていない画像を通してオペレータがワークの加工状況を監視することができる加工状況監視装置の提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
工具及びワークを相対移動させる加工動作機構部と、加工プログラムをそのブロック毎に解析して前記加工動作機構部の動作指令を抽出し、抽出した動作指令を基に前記加工動作機構部の作動を制御する制御手段とを備えた工作機械における加工状況を監視する装置であって、
少なくとも前記工具及びワークを互いに異なる視点から一定時間間隔で撮像してその２次元画像データを順次生成する複数のカメラと、
前記カメラによって生成された２次元画像データを表示する画面表示手段と、
前記複数のカメラについて、その配置位置及び姿勢を示すカメラパラメータをそれぞれ記憶するカメラパラメータ記憶手段と、
前記加工プログラムをそのブロック毎に解析して動作指令を抽出する動作指令抽出部と、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令、並びに前記工具，ワーク及び加工動作機構部の３次元モデルに関するデータを基に、前記加工動作機構部が前記動作指令に従って動作したときの前記工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータを生成して更新するモデルデータ更新部とを有する加工シミュレーション実行手段と、
前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを前記加工プログラムのブロック毎に選択するカメラ選択手段と、
前記加工プログラムのブロックと、前記カメラ選択手段によって選択されたカメラとを関連付けて記憶する選択カメラ記憶手段と、
前記制御手段により前記加工プログラムが実行されると、この制御手段から得られる実行ブロックに関するデータと、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータとを基に、前記実行ブロックに対応したカメラを認識し、認識したカメラによって生成される２次元画像データを前記画面表示手段に表示させるカメラ切換手段とを備えてなることを特徴とする加工状況監視装置に係る。

この発明によれば、制御手段によって加工プログラムが実行される前に、即ち、工作機械において実際にワークが加工される前に、以下のようにして、複数のカメラの内、画面表示手段に表示させるべき２次元画像データを生成するカメラが選択，決定される。

まず、動作指令抽出部により、加工プログラムがそのブロック毎に解析されて加工動作機構部の動作指令が抽出されるとともに、抽出された動作指令と、工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータ（３次元モデルデータ）とを基に、モデルデータ更新部により、加工動作機構部が動作指令に従って動作したときの工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータが生成されて更新される。

次に、モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータと、カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータとを基に、カメラ選択手段により、複数のカメラの内、少なくともワークによって工具の先端が隠れない２次元画像データ（工具の先端が表示される２次元画像データ）を生成可能なカメラが加工プログラムのブロック毎に選択される。尚、このとき選択されるカメラは２つ以上であっても良い。

そして、加工プログラムのブロック毎にカメラが選択されると、カメラ選択手段により、選択されたカメラと、加工プログラムのブロックとが相互に関連付けられて選択カメラ記憶手段に格納される。このようにして、画面表示手段に表示させるべき２次元画像データを生成するカメラが選択，決定される。

この後、制御手段によって加工プログラムが実行されると、即ち、制御手段により、加工プログラムがそのブロック毎に解析されて加工動作機構部の動作指令が抽出され、抽出された動作指令を基に加工動作機構部が制御されて工具及びワークが相対移動せしめられると、この制御手段から得られる実行ブロックに関するデータと、選択カメラ記憶手段に格納されたデータとを基に、カメラ切換手段により、実行ブロックに対応したカメラが認識され、認識されたカメラによって生成される２次元画像データが画面表示手段に表示される。

斯くして、本発明に係る加工状況監視装置によれば、加工プログラムのブロック毎に選択された少なくとも１つのカメラによって生成される、工具の先端が隠れない２次元画像データを画面表示手段に順次表示させているので、オペレータは、表示画像を通してワークの加工状況を十分に監視することができる。

また、工具の先端が隠れない２次元画像データを表示させているので、加工状況の監視にさほど役立たない画像の表示を省略することができ、更に、一律にすべての画像を表示させていた従来に比べ、表示画像が小さくなることもなく、オペレータは、表示画像を通して加工状況を細部まで確認することができる。また、画面表示手段に工作機械の制御状態をカメラから得られる画像とともに表示させるようにしても、この制御状態の表示領域が必要以上に狭くなることはなく、オペレータは、工作機械の制御状態も十分に確認することができる。また、画面表示手段に表示される画像が自動的に切り換えられるので、オペレータが少なくとも１つの画像を選択して所望の画像に切り換えるといった手間を省くこともできる。

尚、前記加工状況監視装置は、前記複数のカメラ，工具及び少なくともワークの位置関係を認識する位置関係認識手段を備え、前記加工シミュレーション実行手段は、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令を基に前記工具の位置情報を生成する位置情報生成部を更に有し、前記位置関係認識手段は、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係を前記加工プログラムのブロック毎に認識するように構成され、前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に前記カメラを選択するように構成されていても良い。

このようにすれば、まず、カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、位置情報生成部によって生成された工具位置情報と、モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、位置関係認識手段により、複数のカメラ，工具及び少なくともワークの位置関係が加工プログラムのブロック毎に認識される。

例えば、複数のカメラについて、前記カメラパラメータから、カメラの撮像面と光軸との交点やカメラのレンズの中心点が認識され、前記工具位置情報から、工具移動前後における工具先端位置が認識され、前記モデルデータから、ワークの配置位置及び形状が認識される。或いは、カメラの撮像面と光軸との交点やカメラのレンズの中心点と、工具移動後における工具先端位置と、ワークの配置位置及び形状とが認識される。

次に、位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、カメラ選択手段により、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラが判別されてこのカメラが選択される。例えば、まず、複数のカメラについて、カメラの撮像面と光軸との交点やカメラのレンズの中心点と、工具移動前後における工具先端位置との３点を結んで形成される３角形状の平面と、ワークの形状との間に交差部があるか否かがそれぞれ確認される。或いは、カメラの撮像面と光軸との交点やカメラのレンズの中心点と、工具移動後における工具先端位置との２点を結んだ直線と、ワークの形状との間に交差部があるか否かがそれぞれ確認される。

そして、交差部があると確認されたカメラについては、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラではないと判断され、一方、交差部がないと確認されたカメラについては、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであると判断されて、交差部がないと確認されたものの中からカメラが選択される。

このように、３点を結んで形成される３角形状の平面、或いは２点を結んだ直線と、ワークとの間に交差部があるか否かを確認して、どのカメラが、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであるかを判断するようにすれば、比較的簡単な処理で、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを判別することができる。

また、前記加工状況監視装置は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラをカメラ選択候補として前記加工プログラムのブロック毎に抽出する選択候補抽出手段と、前記加工プログラムのブロックと、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補とを関連付けて記憶する選択候補記憶手段とを備え、前記カメラ選択手段は、前記選択候補記憶手段に格納されたデータを基に、前記加工プログラムの各ブロックについて、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記加工プログラムのブロックとを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、ブロック毎に前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択してカメラの組み合わせを複数通り設定し、設定した各組み合わせについてカメラ切換回数を算出した後、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラを決定するように構成されていても良い。

このようにすれば、まず、位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、選択候補抽出手段により、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラがカメラ選択候補として加工プログラムのブロック毎に抽出される。この抽出処理は、例えば、上述した、位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、カメラ選択手段によってカメラが選択される処理と同様にして行われる。

そして、選択候補抽出手段により、抽出されたカメラ選択候補と、加工プログラムのブロックとが相互に関連付けられて選択候補記憶手段に格納される。この後、選択候補記憶手段に格納されたデータを基に、カメラ選択手段により、加工プログラムの各ブロックについて、カメラ選択候補の中から１つのカメラが選択，決定される。その際には、ブロック毎にカメラ選択候補の中から１つのカメラが選択されてカメラの組み合わせが複数通り設定され、設定された各組み合わせについてカメラ切換回数が算出された後、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラが決定される。そして、決定したカメラと、加工プログラムのブロックとが相互に関連付けられて選択カメラ記憶手段に格納される。

このように、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラを決定すれば、ワーク加工時におけるカメラ切換回数を少なくすることができる。これにより、工具及びワークを見る方向が頻繁に変わってどの方向から見ているのかが分かり難くなり、却って、加工状況を監視し難くなるのを防止することができる。尚、カメラ切換は、連続するブロック間で、選択されたカメラが異なっているときに行われると判断することができ、また、カメラ切換回数は、前記カメラ切換の回数を積算することで求めることができる。

また、前記カメラ選択手段は、前記加工プログラムの各ブロックについて、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記加工プログラムのブロックとを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、決定すべきブロックのカメラ選択候補の中に、このブロックよりも１つ前のブロックについて決定したカメラが含まれているか否かを確認して、含まれていると判断したときには、前記１つ前のブロックと同じカメラに決定するように構成されていても良い。

このようにしても、連続する２つのブロック間で同じカメラを選択してカメラ切換回数を少なくすることができるので、上記と同様の効果を得ることができる。

また、前記加工状況監視装置は、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正する選択カメラ修正手段を備え、前記カメラ選択手段は、前記加工プログラムのブロック毎に前記カメラを１つ選択するように構成され、前記選択カメラ修正手段は、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを基に、一定数連続したブロックにおけるカメラ切換回数を算出して、算出したカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いか否かを確認し、多いと判断したときには、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正して、前記一定数連続したブロックの選択カメラを同じカメラに設定するように構成されていても良い。

このようにしても、一定数連続したブロックにおけるカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いときには、一定数連続したブロックの選択カメラを同じカメラに設定して、カメラ切換回数を少なくすることができるので、上記と同様の効果を得ることができ、また、特に、工具が微小移動を繰り返すような場合に効果的である。尚、前記一定数連続したブロックの選択カメラを同じカメラに設定するに当たっては、例えば、前記一定数連続したブロックの中で１回でも選択されているカメラ、或いは最も選択されているカメラに設定すると良い。

また、前記位置関係認識手段は、少なくとも、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係及び前記工具の移動方向を前記加工プログラムのブロック毎に認識するように構成され、前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係及び工具の移動方向を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであり且つ前記工具の移動方向に応じたカメラを選択するように構成されていても良い。

このようにすれば、カメラ選択手段により、工具の移動方向も考慮してカメラが選択されるので、より適切なカメラを選択することができる。尚、工具の移動方向も考慮した場合の選択カメラとしては、例えば、工具が接近してくる画像を生成可能なカメラや、工具が離れていく画像を生成可能なカメラなどを挙げることができる。

また、本発明は、加工プログラムのブロック毎に、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを選択するのではなく、加工プログラムの実行開始からの、予め設定された経過時間毎に、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを選択するようにしても良い。

この場合、前記加工シミュレーション実行手段は、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令を基に、前記加工プログラムの実行開始からの経過時間を算出する経過時間算出部を備え、前記カメラ選択手段は、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部によって算出される経過時間と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを予め設定された経過時間毎に選択するように構成され、前記選択カメラ記憶手段は、前記予め設定された経過時間と、前記カメラ選択手段によって選択されたカメラとを関連付けて記憶するように構成され、前記カメラ切換手段は、前記制御手段により前記加工プログラムが実行されると、この制御手段から得られる、前記加工プログラムの実行開始からの経過時間に関するデータと、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータとを基に、前記経過時間に対応したカメラを認識し、認識したカメラによって生成される２次元画像データを前記画面表示手段に表示させるように構成される。

この発明によれば、上記と同様、制御手段によって加工プログラムが実行される前に、以下のようにして、画面表示手段に表示させるべき２次元画像データを生成するカメラが選択，決定される。

まず、動作指令抽出部により、加工プログラムが解析されて加工動作機構部の動作指令が抽出され、抽出された動作指令を基に、経過時間算出部により、加工プログラムの実行開始からの経過時間が算出されるとともに、抽出された動作指令と、工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータとを基に、モデルデータ更新部により、加工動作機構部が動作指令に従って動作したときの工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータが生成されて更新される。

次に、経過時間算出部によって算出される経過時間と、モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータと、カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータとを基に、カメラ選択手段により、複数のカメラの内、少なくともワークによって工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラが予め設定された経過時間毎に選択される。尚、このとき選択されるカメラは２つ以上であっても良い。

そして、予め設定された経過時間毎にカメラが選択されると、カメラ選択手段により、選択されたカメラと、予め設定された経過時間とが相互に関連付けられて選択カメラ記憶手段に格納される。このようにして、画面表示手段に表示させるべき２次元画像データを生成するカメラが選択，決定される。

この後、制御手段によって加工プログラムが実行され、加工動作機構部により工具及びワークが相対移動せしめられると、前記制御手段から得られる、加工プログラムの実行開始からの経過時間に関するデータと、選択カメラ記憶手段に格納されたデータとを基に、カメラ切換手段により、経過時間に対応したカメラが認識され、認識されたカメラによって生成される２次元画像データが画面表示手段に表示される。

斯くして、本発明に係る加工状況監視装置によっても、経過時間毎に選択された少なくとも１つのカメラによって生成される、工具の先端が隠れない２次元画像データを画面表示手段に順次表示させることができるので、上記と同様、オペレータは、表示画像を通してワークの加工状況を十分に監視することができる。

尚、前記加工状況監視装置は、前記複数のカメラ，工具及び少なくともワークの位置関係を認識する位置関係認識手段を備え、前記加工シミュレーション実行手段は、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令を基に前記工具の位置情報を生成する位置情報生成部を更に有し、前記位置関係認識手段は、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係を前記予め設定された経過時間毎に認識するように構成され、前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に前記カメラを選択するように構成されていても良い。

このようにすれば、まず、カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、経過時間算出部によって算出される経過時間と、位置情報生成部によって生成された工具位置情報と、モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、位置関係認識手段により、複数のカメラ，工具及び少なくともワークの位置関係が予め設定された経過時間毎に認識される。

このように、上記と同様、３点を結んで形成される３角形状の平面、或いは２点を結んだ直線と、ワークとの間に交差部があるか否かを確認して、どのカメラが、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであるかを判断するようにすれば、比較的簡単な処理で、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを判別することができる。

また、前記加工状況監視装置は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラをカメラ選択候補として前記予め設定された経過時間毎に抽出する選択候補抽出手段と、前記予め設定された経過時間と、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補とを関連付けて記憶する選択候補記憶手段とを備え、前記カメラ選択手段は、前記選択候補記憶手段に格納されたデータを基に、前記予め設定された各経過時間について、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記予め設定された経過時間とを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、予め設定された経過時間毎に前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択してカメラの組み合わせを複数通り設定し、設定した各組み合わせについてカメラ切換回数を算出した後、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラを決定するように構成されていても良い。

このようにすれば、まず、位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、選択候補抽出手段により、工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラがカメラ選択候補として予め設定された経過時間毎に抽出される。この抽出処理は、例えば、上述した、位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、カメラ選択手段によってカメラが選択される処理と同様にして行われる。

そして、選択候補抽出手段により、抽出されたカメラ選択候補と、予め設定された経過時間とが相互に関連付けられて選択候補記憶手段に格納される。この後、選択候補記憶手段に格納されたデータを基に、カメラ選択手段により、予め設定された各経過時間について、カメラ選択候補の中から１つのカメラが選択，決定される。その際には、予め設定された経過時間毎にカメラ選択候補の中から１つのカメラが選択されてカメラの組み合わせが複数通り設定され、設定された各組み合わせについてカメラ切換回数が算出された後、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラが決定される。そして、決定したカメラと、予め設定された経過時間とが相互に関連付けられて選択カメラ記憶手段に格納される。

このように、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラを決定すれば、ワーク加工時におけるカメラ切換回数を少なくすることができる。これにより、工具及びワークを見る方向が頻繁に変わってどの方向から見ているのかが分かり難くなり、却って、加工状況を監視し難くなるのを防止することができる。尚、カメラ切換は、連続する２つの経過時間で、選択されたカメラが異なっているときに行われると判断することができ、また、カメラ切換回数は、前記カメラ切換の回数を積算することで求めることができる。

また、前記カメラ選択手段は、前記予め設定された各経過時間について、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記予め設定された経過時間とを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、決定すべき経過時間のカメラ選択候補の中に、この経過時間よりも１つ前の経過時間について決定したカメラが含まれているか否かを確認して、含まれていると判断したときには、前記１つ前の経過時間と同じカメラに決定するように構成されていても良い。

このようにしても、連続する２つの経過時間で同じカメラを選択してカメラ切換回数を少なくすることができるので、上記と同様の効果を得ることができる。

また、前記加工状況監視装置は、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正する選択カメラ修正手段を備え、前記カメラ選択手段は、前記予め設定された経過時間毎に前記カメラを１つ選択するように構成され、前記選択カメラ修正手段は、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを基に、一定時間におけるカメラ切換回数を算出して、算出したカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いか否かを確認し、多いと判断したときには、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正して、前記一定時間における選択カメラを同じカメラに設定するように構成されていても良い。

このようにしても、一定時間におけるカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いときには、一定時間における選択カメラを同じカメラに設定して、カメラ切換回数を少なくすることができるので、上記と同様の効果を得ることができ、また、特に、工具が微小移動を繰り返すような場合に効果的である。尚、前記一定時間における選択カメラを同じカメラに設定するに当たっては、例えば、前記一定時間の中で１回でも選択されているカメラ、或いは最も選択されているカメラに設定すると良い。

また、前記位置関係認識手段は、少なくとも、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係及び前記工具の移動方向を前記予め設定された経過時間毎に認識するように構成され、前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係及び工具の移動方向を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであり且つ前記工具の移動方向に応じたカメラを選択するように構成されていても良い。

このようにすれば、上記と同様、カメラ選択手段により、工具の移動方向も考慮してカメラが選択されるので、より適切なカメラを選択することができる。尚、工具の移動方向も考慮した場合の選択カメラとしては、例えば、工具が接近してくる画像を生成可能なカメラや、工具が離れていく画像を生成可能なカメラなどを挙げることができる。

尚、前記加工動作機構部としては、工作機械がマシニングセンタであるときには、例えば、工具を保持する主軸、ワークが載置されるテーブル、これら主軸及びテーブルを相対移動させる送り機構部などを挙げることができ、工作機械が旋盤であるときには、例えば、工具を保持する刃物台、ワークを保持する主軸、これら刃物台及び主軸を相対移動させる送り機構部などを挙げることができる。

以上のように、本発明に係る加工状況監視装置によれば、オペレータは、複数のカメラの中から選択されたカメラによって生成される、工具の先端がワークにより隠れていない画像を通してワークの加工状況を監視することができるので、ワークの加工状況を正確に把握することができる。また、不要な監視画像の表示を省略して、監視画像や工作機械の制御状態に係る画像が必要以上に小さくなるのを防止することができるので、オペレータの視認性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る加工状況監視装置などの概略構成を示したブロック図である。本実施形態の加工状況監視装置が設けられる工作機械の概略構成を示した斜視図である。工作機械に配設された複数のＣＣＤカメラの配置関係を示した平面図である。複数のＣＣＤカメラから得られる画像例を示した説明図である。工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラを判別するための処理を説明するための説明図である。本実施形態の選択候補記憶部に格納されるデータのデータ構成を示した説明図である。本実施形態のカメラ選択部における一連の処理を示したフローチャートである。本実施形態におけるＣＣＤカメラの組み合わせ例を説明するための説明図である。本実施形態の選択カメラ記憶部に格納されるデータのデータ構成を示した説明図である。本実施形態の選択カメラ修正部における一連の処理を示したフローチャートである。本実施形態における、選択されたＣＣＤカメラの修正例を説明するための説明図である。本実施形態のＣＣＤカメラ選択，決定過程を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る加工状況監視装置などの概略構成を示したブロック図である。本発明の他の実施形態のカメラ選択部における一連の処理を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態のＣＣＤカメラ選択，決定過程を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る加工状況監視装置などの概略構成を示したブロック図である。本発明の他の実施形態の選択候補記憶部に格納されるデータのデータ構成を示した説明図である。本発明の他の実施形態におけるＣＣＤカメラの組み合わせ例を説明するための説明図である。本発明の他の実施形態の選択カメラ記憶部に格納されるデータのデータ構成を示した説明図である。本発明の他の実施形態における、選択されたＣＣＤカメラの修正例を説明するための説明図である。本発明の他の実施形態のＣＣＤカメラ選択，決定過程を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態のＣＣＤカメラ選択，決定過程を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る加工状況監視装置などの概略構成を示したブロック図である。本発明の他の実施形態のＣＣＤカメラ選択，決定過程を示したフローチャートである。本発明の他の実施形態のＣＣＤカメラ選択，決定過程を示したフローチャートである。

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。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る加工状況監視装置などの概略構成を示したブロック図であり、図２は、本実施形態の加工状況監視装置が設けられる工作機械の概略構成を示した斜視図である。また、図３は、工作機械に配設された複数のＣＣＤカメラの配置関係を示した平面図である。

図１に示すように、本例の加工状況監視装置１は、複数（本例では４つ）のＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、カメラパラメータ記憶部１５、加工シミュレーション実行部１６、位置関係認識部２１、選択候補抽出部２２、選択候補記憶部２３、カメラ選択部２４、選択カメラ記憶部２５、選択カメラ修正部２６、カメラ切換部２７及び画面表示装置６６を備え、例えば、図２に示すような、マシニングセンタと呼ばれる工作機械５０に設けられる。

ここで、まず、前記工作機械５０について説明する。この工作機械５０は、図１及び図２に示すように、ベッド５１と、ベッド５１に配設され、水平方向且つ前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在となった第１サドル５２と、第１サドル５２に配設され、水平方向且つ左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在となった第２サドル５３と、第２サドル５３に支持され、鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動自在となった主軸頭５４と、軸線がＺ軸と平行且つ軸線中心に回転自在に主軸頭５４によって支持され、下端部に工具Ｔが装着される主軸５５と、ベッド５１に配設され、上面にワークＷが載置されるテーブル５６と、第１サドル５２，第２サドル５３及び主軸頭５４を各移動方向にそれぞれ移動させるＹ軸送り機構部５７，Ｘ軸送り機構部５８及びＺ軸送り機構部５９と、各送り機構部５７，５８，５９の作動を制御する制御装置６０と、制御装置６０に接続された操作盤６５とを備えている。

前記ベッド５１は、その左右両側及び奥側に側壁５１ａ，５１ｂ，５１ｃが設けられた構造を備えており、左右両側の側壁５１ａ，５１ｂの上部に前記第１サドル５２が配設され、奥側の側壁５１ｃに前記テーブル５６が配設されている。前記操作盤６５には、前記画面表示装置６６が設けられており、この画面表示装置６６には、制御装置６０による制御状態や、前記各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４から得られる画像が表示される。また、操作盤６５には、特に図示はしないが、各種信号を入力するための入力装置が設けられている。

前記制御装置６０は、予め作成された加工プログラムが格納されるプログラム記憶部６１と、プログラム記憶部６１に格納された加工プログラムをブロック毎に順次解析して、工具Ｔ（各送り機構部５７，５８，５９）の移動位置や送り速度に関する動作指令を抽出するプログラム解析部６２と、プログラム解析部６２によって抽出された動作指令を記憶する解析結果記憶部６３と、解析結果記憶部６３に格納された動作指令と、各送り機構部５７，５８，５９から得られるフィードバック信号とを基に各送り機構部５７，５８，５９を制御する駆動制御部６４とを備える。

尚、前記第１サドル５２，第２サドル５３，主軸頭５４，主軸５５，テーブル５６，Ｙ軸送り機構部５７，Ｘ軸送り機構部５８及びＺ軸送り機構部５９は、特許請求の範囲に言う加工動作機構部として機能する。

次に、前記加工状況監視装置１について説明する。この加工状況監視装置１は、上述のように、ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４（第１ＣＣＤカメラ１１，第２ＣＣＤカメラ１２，第３ＣＣＤカメラ１３及び第４ＣＣＤカメラ１４）、カメラパラメータ記憶部１５、加工シミュレーション実行部１６、位置関係認識部２１、選択候補抽出部２２、選択候補記憶部２３、カメラ選択部２４、選択カメラ記憶部２５、選択カメラ修正部２６、カメラ切換部２７及び画面表示装置６６を備えている。

図２及び図３に示すように、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４は、テーブル５６上のワークＷを囲むように配置されており、このワークＷを四方から撮像可能に構成される。具体的には、前記第１ＣＣＤカメラ１１及び第２ＣＣＤカメラ１２は、前記ベッド５１の左側壁５１ａの前側上部及び後側上部にブラケット１１ａ，１２ａを介してそれぞれ取り付けられ、前記第３ＣＣＤカメラ１３及び第４ＣＣＤカメラ１４は、前記ベッド５１の右側壁５１ｂの前側上部及び後側上部にブラケット１３ａ，１４ａを介してそれぞれ取り付けられる。そして、これらのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４は、主軸５５に装着された工具Ｔ及びテーブル５６上のワークＷを一定時間間隔で撮像して２次元画像データを順次生成し、生成した２次元画像データを前記カメラ切換部２７に出力する。

尚、このとき生成される画像例を図４に示す。図４（ａ）は、第１ＣＣＤカメラ１１によって、図４（ｂ）は、第２ＣＣＤカメラ１２によって、図４（ｃ）は、第３ＣＣＤカメラ１３によって、図４（ｄ）は、第４ＣＣＤカメラ１４によって生成された画像データをそれぞれ示している。また、これらの画像には、工具Ｔ及びワークＷの他、前記ベッド５１の一部、主軸頭５４の一部、主軸５５の一部、テーブル５６の一部も含まれている。

前記カメラパラメータ記憶部１５には、前記各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に関する内部パラメータ及び外部パラメータがカメラパラメータとしてそれぞれ格納される。内部パラメータは、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に固有のものであり、例えば、主点座標、スケール因子、画像の２軸間の歪みなどが挙げられる。一方、外部パラメータは、工作機械５０の座標系における各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の配置位置及び姿勢を表す。尚、これらのパラメータは、キャリブレーション処理により予め算出される。

前記加工シミュレーション実行部１６は、動作指令抽出部１７，位置情報生成部１８，モデルデータ記憶部１９及びモデルデータ更新部２０を備える。前記動作指令抽出部１７は、前記プログラム記憶部６１に格納された加工プログラムを読み出し、読み出した加工プログラムをブロック毎に順次解析して、工具Ｔ（各送り機構部５７，５８，５９）の移動位置や送り速度に関する動作指令を抽出する。

前記位置情報生成部１８は、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令と、前記主軸５５に装着された工具Ｔに関する情報（例えば、工具径や工具長さなど）とを基に工具Ｔの位置情報（工具Ｔの先端位置に関する情報）をブロック毎に生成する。

前記モデルデータ記憶部１９には、予め作成された、工作機械５０全体の３次元モデルに関するデータ（モデルデータ）が格納される。この工作機械５０全体のモデルデータは、前記ベッド５１，第１サドル５２，第２サドル５３，主軸頭５４，主軸５５及びテーブル５６といった工作機械５０の主要な構成要素のモデルデータと、前記主軸５５に装着される工具Ｔのモデルデータと、前記テーブル５６上に載置されるワークＷのモデルデータとを含み、前記各構成要素，工具Ｔ及びワークＷの各モデルデータがそれぞれ相互に関連付けられて構成される。

前記モデルデータ更新部２０は、前記モデルデータ記憶部１９に格納された工作機械５０全体のモデルデータと、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令とを基に、第１サドル５２，第２サドル５３及び主軸頭５４が動作指令に従って移動した状態となるように工作機械５０全体のモデルデータをブロック毎に生成し、生成したモデルデータをモデルデータ記憶部１９に格納して、このモデルデータ記憶部１９内のモデルデータを更新する。尚、第１サドル５２，第２サドル５３及び主軸頭５４を移動させたときに、工具ＴのモデルデータとワークＷのモデルデータとの間で重なり合う部分がある場合には、その重なり合う部分を切削領域として算出し、この切削領域がワークＷから削除されるようにワークＷのモデルデータを生成して工作機械５０全体のモデルデータを更新する。

前記位置関係認識部２１は、前記カメラパラメータ記憶部１５に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部１８によって生成された工具Ｔの位置情報と、前記モデルデータ更新部２０によって更新されたモデルデータとを基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係をブロック毎に認識する。

例えば、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４について、前記カメラパラメータから、ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の撮像面と光軸との交点やＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４のレンズの中心点を認識し、前記工具Ｔの位置情報から、位置関係を認識すべきブロックに係る動作指令の実行前（工具移動前、即ち、当該ブロックよりも１つ前のブロックに係る動作指令の実行後）における工具Ｔの先端位置と、位置関係を認識すべきブロックに係る動作指令の実行後（工具移動後）における工具Ｔの先端位置とを認識し、前記モデルデータから、ワークＷの配置位置と、位置関係を認識すべきブロックに係る動作指令の実行前若しくは実行後（工具移動前若しくは工具移動後）におけるワークＷの形状とを認識する。

前記選択候補抽出部２２は、前記位置関係認識部２１によって認識された位置関係を基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の中から、ワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補としてブロック毎に抽出する。

例えば、図５に示すように、まず、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４について、ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の撮像面と光軸との交点ＫやＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４のレンズの中心点Ｋと、工具移動前後における工具Ｔの先端位置Ｌ，Ｍ（移動前の先端位置Ｌ，移動後の先端位置Ｍ）との３点を結んで３角形状の平面Ｐをそれぞれ形成し、これらの平面ＰとワークＷの形状との間に交差部があるか否かをそれぞれ確認する。そして、交差部があると判断したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４については、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能ではないと認識する一方、交差部がないと判断したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４については、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能であると認識する。この後、交差部がないと判断したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補として認識，抽出する。このとき、交差部がないと判断したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が存在しない場合には、予め設定されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補として認識，抽出する。

尚、図５（ａ）は、第１ＣＣＤカメラ１１が、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なものであるか否かを確認するための処理を説明するための説明図であり、図５（ｂ）は、第２ＣＣＤカメラ１２が、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なものであるか否かを確認するための処理を説明するための説明図である。この図示例において、第１ＣＣＤカメラ１１は、前記平面ＰとワークＷとが交差しており、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なものではなく、一方、第２ＣＣＤカメラ１２は、前記平面ＰとワークＷとが交差しておらず、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なものである。

また、選択候補抽出部２２は、図６に示すように、加工プログラムのブロックと、前記抽出したカメラ選択候補とを相互に関連付けて前記選択候補記憶部２３に格納する。

前記カメラ選択部２４は、図７に示すような一連の処理を実行して、前記選択候補記憶部２３に格納されたデータを基に、加工プログラムの各ブロックについて、カメラ選択候補の中からそれぞれ１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定する。

即ち、カメラ選択部２４は、まず、選択候補記憶部２３に格納されたデータを読み出して各ブロックのカメラ選択候補を認識し（ステップＳ１）、ブロック毎にカメラ選択候補の中から１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択してＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の組み合わせを複数通り設定する（ステップＳ２）。例えば、図８（ａ）に示すように、カメラ選択候補が各ブロック毎に設定されているとすると、図８（ｂ）に示すように、複数通りの組み合わせが設定される。

この後、設定した各組み合わせについて、カメラ切換回数をそれぞれ算出し（ステップＳ３）、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを認識した後（ステップＳ４）、認識した組み合わせを基に、各ブロックについて１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を決定する（ステップＳ５）。尚、カメラ切換は、連続するブロック間で、選択されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が異なっているときに行われると判断することができ、また、カメラ切換回数は、前記カメラ切換の回数を積算することで求めることができる。

そして、カメラ選択部２４は、図９に示すように、加工プログラムのブロックと、前記選択，決定したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４とを相互に関連付けて前記選択カメラ記憶部２５に格納し（ステップＳ６）、上記一連の処理を終了する。

前記選択カメラ修正部２６は、図１０に示すような一連の処理を実行して、前記選択カメラ記憶部２５に格納されたデータ（選択カメラ情報）を修正する。即ち、選択カメラ修正部２６は、まず、選択カメラ記憶部２５から前記選択カメラ情報を読み出し（ステップＳ１１）、予め設定された数の連続したブロックにおけるカメラ切換回数を算出して（ステップＳ１２）、算出したカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いか否かを確認する（ステップＳ１３）。尚、前記カメラ切換回数は、前記カメラ選択部２４のステップＳ３における処理と同様にして算出することができる。

そして、ステップＳ１３で多くないと判断したときには、上記一連の処理を終了し、一方、多いと判断したときには、予め設定された数の連続したブロックの中で最も選択されているＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識し（ステップＳ１４）、予め設定された数の連続したブロックの選択カメラを前記認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に修正して同じＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に設定する（ステップＳ１５）。この後、修正後のデータを選択カメラ記憶部２５に格納して、この選択カメラ記憶部２５内のデータを更新し（ステップＳ１６）、上記一連の処理を終了する。

このようにして前記選択カメラ情報が修正されることで、例えば、図１１（ａ）に示すような選択カメラ情報が図１１（ｂ）に示すような選択カメラ情報に修正される。尚、この図示例では、Ａが４回、Ｂが２回、Ｃが１回選択されており、Ａが最も選択されている。したがって、予め設定された数の連続したブロックの選択カメラはＡに設定される。

前記カメラ切換部２７は、前記駆動制御部６４から得られる実行ブロックに関するデータと、前記選択カメラ記憶部２５に格納されたデータとを基に、前記実行ブロックに対応したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識し、認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される２次元画像データを前記画面表示装置６６に表示させる。

以上のように構成された本例の加工状況監視装置１によれば、制御装置６０によって加工プログラムが実行される前に、即ち、工作機械５０において実際にワークＷが加工される前に、以下のようにして、複数のＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の内、画面表示装置６６に表示させるべき２次元画像データを生成するＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定される。

具体的には、図１２に示すように、まず、プログラム記憶部６１に格納された加工プログラムが動作指令抽出部１７により読み出され（ステップＳ２１）、カウンタｎが１にセットされた後（ステップＳ２２）、加工プログラムの１ブロック目の動作指令が抽出される（ステップＳ２３）。この後、位置情報生成部１８により工具Ｔの位置情報が生成され（ステップＳ２４）、モデルデータ更新部２０によりモデルデータが更新される（ステップＳ２５）。

次に、位置関係認識部２１により各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係が認識され（ステップＳ２６）、選択候補抽出部２２によりカメラ選択候補が抽出されて（ステップＳ２７）、選択候補記憶部２３に格納される（ステップＳ２８）。

そして、このような、ステップＳ２３〜ステップＳ２８までの処理が、カウンタｎが更新されつつ加工プログラムの全ブロックについて終了するまで実行され（ステップＳ２９，Ｓ３０）、加工プログラムの全ブロックについて終了すると、即ち、全ブロックについてカメラ選択候補が抽出されると、カメラ選択部２４により１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定され（ステップＳ３１）、選択カメラ記憶部２５に格納される（ステップＳ３２）。尚、選択カメラ記憶部２５内のデータは、必要に応じて、選択カメラ修正部２６により修正される（ステップＳ３３）。

この後、制御装置６０によって加工プログラムが実行されると、即ち、プログラム解析部６２により加工プログラムがブロック毎に順次解析されて動作指令が抽出され、抽出された動作指令を基に、駆動制御部６４により各送り機構部５７，５８，５９が制御されて工具Ｔ及びワークＷが相対移動せしめられると、この駆動制御部６４から得られる実行ブロックに関するデータと選択カメラ記憶部２５内のデータとを基に、カメラ切換部２７により、実行ブロックに対応したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が認識され、認識されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に切り換えられる（認識されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される２次元画像データが画面表示装置６６に表示される）。

このように、本例の加工状況監視装置１によれば、加工プログラムのブロック毎に選択されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを画面表示装置６６に順次表示させているので、オペレータは、表示画像を通してワークＷの加工状況を十分に監視することができる。

また、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを表示させているので、加工状況の監視にさほど役立たない画像の表示を省略することができ、更に、一律にすべての画像を表示させていた従来に比べ、表示画像が小さくなることもなく、オペレータは、表示画像を通して加工状況を細部まで確認することができる。また、画面表示装置６６に工作機械５０の制御状態とＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４から得られる画像とを同時に表示させても、この制御状態の表示領域が必要以上に狭くなることはなく、オペレータは、工作機械５０の制御状態も十分に確認することができる。また、画面表示装置６６に表示される画像が自動的に切り換えられるので、オペレータが１つの画像を選択して所望の画像に切り換えるといった手間を省くこともできる。

また、カメラ選択候補を抽出する際に、３点を結んで形成される３角形状の平面Ｐと、ワークＷとの間に交差部があるか否かを確認して、どのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４であるかを判断しているので、比較的簡単な処理で、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を判別することができる。

更に、１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を決定する際に、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを求めて１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を決定しているので、ワークＷの加工時におけるカメラ切換回数を少なくすることができる。これにより、工具Ｔ及びワークＷを見る方向が頻繁に変わってどの方向から見ているのかが分かり難くなり、却って、加工状況を監視し難くなるのを防止することができる。

また、予め設定された数の連続したブロックにおけるカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いときには、当該予め設定された数の連続したブロックの選択カメラを同じＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に設定しているので、このことによってもカメラ切換回数を少なくすることができ、特に、工具Ｔが微小移動を繰り返すような場合に効果的である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

前記加工状況監視装置１は、加工プログラムの全ブロックについてカメラ選択候補を抽出した後、１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定するように構成されていたが、カメラ選択候補を抽出する度に１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定し、これをすべてのブロックについて繰り返すようにしても良い。

この場合、図１３に示すように、加工状況監視装置２は構成され、選択候補記憶部２３が省略されている点、及びカメラ選択部２４に代えてカメラ選択部３１が設けられている点で、前記加工状況監視装置１と相違している。これら以外の点については、前記加工状況監視装置１と同じであるため、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

前記カメラ選択部３１は、図１４に示すような一連の処理を実行して、前記選択カメラ抽出部２２により抽出されたカメラ選択候補を基に、加工プログラムの各ブロックについて、カメラ選択候補の中からそれぞれ１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定する。

即ち、カメラ選択部３１は、まず、選択カメラ抽出部２２によって抽出された、決定すべきブロックのカメラ選択候補を受信してこれを認識し（ステップＳ４１）、このブロックよりも１つ前のブロックについて決定したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識する（ステップＳ４２）。

そして、ステップＳ４１で認識したカメラ選択候補の中に、ステップＳ４２で認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が含まれているか否かを確認し（ステップＳ４３）、含まれていると判断したときには、ステップＳ４２で認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に決定する（ステップＳ４４）。例えば、前記決定すべきブロックのカメラ選択候補がＡ，Ｂ，Ｃであり、１つ前のブロックについて決定したカメラがＡであるとすれば、共通するＡに決定される。

一方、ステップＳ４３で含まれていないと判断したときには、ステップＳ４１で認識したカメラ選択候補の中から１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定する（ステップＳ４５）。そして、前記決定すべきブロックと、前記選択，決定したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４とを相互に関連付けて前記選択カメラ記憶部２５に格納し（ステップＳ４６）、上記一連の処理を終了する。

そして、この加工状況監視装置２によれば、前記加工状況監視装置１と同様、制御装置６０によって加工プログラムが実行される前に、以下のようにして、複数のＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の内、画面表示装置６６に表示させるべき２次元画像データを生成するＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定される。

具体的には、図１５に示すように、まず、プログラム記憶部６１に格納された加工プログラムが動作指令抽出部１７により読み出され（ステップＳ５１）、カウンタｎが１にセットされた後（ステップＳ５２）、加工プログラムの１ブロック目の動作指令が抽出される（ステップＳ５３）。この後、位置情報生成部１８により工具Ｔの位置情報が生成され（ステップＳ５４）、モデルデータ更新部２０によりモデルデータが更新される（ステップＳ５５）。

次に、位置関係認識部２１により各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係が認識され（ステップＳ５６）、選択候補抽出部２２によりカメラ選択候補が抽出された後（ステップＳ５７）、カメラ選択部３１により１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定され（ステップＳ５８）、選択カメラ記憶部２５に格納される（ステップＳ５９）。

そして、このような、ステップＳ５３〜ステップＳ５９までの処理が、カウンタｎが更新されつつ加工プログラムの全ブロックについて終了するまで実行され（ステップＳ６０，Ｓ６１）、加工プログラムの全ブロックについて終了すると、必要に応じて、選択カメラ記憶部２５内のデータが選択カメラ修正部２６により修正される（ステップＳ６２）。

この後、プログラム解析部６２により加工プログラムがブロック毎に順次解析されて動作指令が抽出され、抽出された動作指令を基に、駆動制御部６４により各送り機構部５７，５８，５９が制御されて工具Ｔ及びワークＷが相対移動せしめられると、この駆動制御部６４から得られる実行ブロックに関するデータと選択カメラ記憶部２５内のデータとを基に、カメラ切換部２７により、実行ブロックに対応したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が認識され、認識されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される２次元画像データが画面表示装置６６に表示される。

斯くして、この加工状況監視装置２によっても、連続する２つのブロック間で同じＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に決定して、ワークＷの加工時におけるカメラ切換回数を少なくすることができる他、上記と同様の効果を得ることができる。

また、前記加工状況監視装置１，２では、加工プログラムのブロック毎に、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定するように構成されていたが、加工プログラムの実行開始からの、予め設定された経過時間毎に、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定するように構成されていても良い。

この場合、例えば、図１６に示すように、加工状況監視装置３は構成され、加工シミュレーション実行部１６，位置関係認識部２１，選択候補抽出部２２，選択候補記憶部２３，カメラ選択部２４，選択カメラ記憶部２５，選択カメラ修正部２６及びカメラ切換部２７に代えて、加工シミュレーション実行部３２，位置関係認識部３６，選択候補抽出部３７，選択候補記憶部３８，カメラ選択部３９，選択カメラ記憶部４０，選択カメラ修正部４１及びカメラ切換部４２が設けられている点で、前記加工状況監視装置１と相違している。これら以外の点については、前記加工状況監視装置１と同じであるため、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

前記加工シミュレーション実行部３２は、前記動作指令抽出部１７，モデルデータ記憶部１９，経過時間算出部３３，位置情報生成部３４及びモデルデータ更新部３５を備える。前記動作指令抽出部１７及びモデルデータ記憶部１９は、前記加工状況監視装置１と同じである。

前記経過時間算出部３３は、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令を基に、加工プログラムの実行開始からの経過時間を算出する。

前記位置情報生成部３４は、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令と、前記経過時間算出部３３によって算出される経過時間と、前記主軸５５に装着された工具Ｔに関する情報（例えば、工具径や工具長さなど）とを基に、予め設定された経過時間毎における工具Ｔの位置情報（工具Ｔの先端位置に関する情報）、即ち、例えば、５秒後、１０秒後、１５秒後といったように５秒間隔で工具Ｔの位置情報を生成する。

前記モデルデータ更新部３５は、前記モデルデータ記憶部１９に格納された工作機械５０全体のモデルデータと、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令とを基に、第１サドル５２，第２サドル５３及び主軸頭５４が動作指令に従って移動した状態となるように工作機械５０全体のモデルデータをブロック毎に生成し、生成したモデルデータをモデルデータ記憶部１９に格納して、このモデルデータ記憶部１９内のモデルデータを更新する。また、モデルデータ更新部３５は、前記経過時間算出部３３によって算出される経過時間を基に、工作機械５０全体のモデルデータを予め設定された経過時間毎に前記位置関係認識部３６に送信する。尚、第１サドル５２，第２サドル５３及び主軸頭５４を移動させたときに、工具ＴのモデルデータとワークＷのモデルデータとの間で重なり合う部分がある場合には、その重なり合う部分を切削領域として算出し、この切削領域がワークＷから削除されるようにワークＷのモデルデータを生成して工作機械５０全体のモデルデータを更新する。

前記位置関係認識部３６は、前記カメラパラメータ記憶部１５に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部３３によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部３４によって生成された工具Ｔの位置情報と、前記モデルデータ更新部３５から送信されたモデルデータとを基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係を予め設定された経過時間毎に認識する。

例えば、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４について、前記カメラパラメータから、ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の撮像面と光軸との交点やＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４のレンズの中心点を認識し、前記工具Ｔの位置情報から、位置関係を認識すべき経過時間よりも１つ前の経過時間（工具移動前）における工具Ｔの先端位置と、位置関係を認識すべき経過時間（工具移動後）における工具Ｔの先端位置とを認識し、前記モデルデータから、ワークＷの配置位置と、位置関係を認識すべき経過時間若しくはこの経過時間よりも１つ前の経過時間におけるワークＷの形状とを認識する。

前記選択候補抽出部３７は、前記位置関係認識部３６によって認識された位置関係を基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の中から、ワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補として予め設定された経過時間毎に抽出する。そして、図１７に示すように、予め設定された経過時間と、前記抽出したカメラ選択候補とを相互に関連付けて前記選択候補記憶部３８に格納する。尚、この抽出処理は、前記選択候補抽出部２２と同様にして行うことができる。また、加工プログラムの実行開始直後、即ち、経過時間が０秒のときのカメラ選択候補については、予め設定されたカメラ選択候補が選択候補記憶部３８に格納される。

前記カメラ選択部３９は、前記カメラ選択部２４と同様、図７に示すような一連の処理を実行して、前記選択候補記憶部３８に格納されたデータを基に、予め設定された各経過時間について、カメラ選択候補の中からそれぞれ１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定する。

即ち、カメラ選択部３９は、まず、選択候補記憶部３８に格納されたデータを読み出して各経過時間におけるカメラ選択候補を認識し（ステップＳ１）、経過時間毎にカメラ選択候補の中から１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択してＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の組み合わせを複数通り設定する（ステップＳ２）。例えば、図１８（ａ）に示すように、カメラ選択候補が各経過時間毎に設定されているとすると、図１８（ｂ）に示すように、複数通りの組み合わせが設定される。

この後、設定した各組み合わせについて、カメラ切換回数をそれぞれ算出し（ステップＳ３）、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを認識した後（ステップＳ４）、認識した組み合わせを基に、各経過時間について１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を決定する（ステップＳ５）。尚、カメラ切換は、連続する２つの経過時間で、選択されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が異なっているときに行われると判断することができ、また、カメラ切換回数は、前記カメラ切換の回数を積算することで求めることができる。

そして、カメラ選択部３９は、図１９に示すように、予め設定された経過時間と、前記選択，決定したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４とを相互に関連付けて前記選択カメラ記憶部４０に格納し（ステップＳ６）、上記一連の処理を終了する。

前記選択カメラ修正部４１は、前記選択カメラ修正部２６と同様、図１０に示すような一連の処理を実行して、前記選択カメラ記憶部４０に格納されたデータ（選択カメラ情報）を修正する。即ち、選択カメラ修正部４１は、まず、選択カメラ記憶部４０から前記選択カメラ情報を読み出し（ステップＳ１１）、一定時間におけるカメラ切換回数を算出して（ステップＳ１２）、算出したカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いか否かを確認する（ステップＳ１３）。尚、前記カメラ切換回数は、前記カメラ選択部３９のステップＳ３における処理と同様にして算出することができる。

そして、ステップＳ１３で多くないと判断したときには、上記一連の処理を終了し、一方、多いと判断したときには、前記一定時間の中に含まれる各経過時間で最も選択されているＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識し（ステップＳ１４）、前記一定時間の中に含まれる各経過時間の選択カメラを前記認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に修正して同じＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に設定する（ステップＳ１５）。この後、修正後のデータを選択カメラ記憶部４０に格納して、この選択カメラ記憶部４０内のデータを更新し（ステップＳ１６）、上記一連の処理を終了する。

このようにして前記選択カメラ情報が修正されることで、例えば、図２０（ａ）に示すような選択カメラ情報が図２０（ｂ）に示すような選択カメラ情報に修正される。尚、この図示例では、Ａが４回、Ｂが２回、Ｃが１回選択されており、Ａが最も選択されている。したがって、前記一定時間の中に含まれる各経過時間の選択カメラはＡに設定される。

前記カメラ切換部４２は、前記駆動制御部６４から得られる、加工プログラムの実行開始からの経過時間に関するデータと、前記選択カメラ記憶部４０に格納されたデータとを基に、前記経過時間に対応したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識し、認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される２次元画像データを前記画面表示装置６６に表示させる。

以上のように構成された本例の加工状況監視装置３によれば、制御装置６０によって加工プログラムが実行される前に、以下のようにして、複数のＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の内、画面表示装置６６に表示させるべき２次元画像データを生成するＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定される。

具体的には、図２１及び図２２に示すように、まず、プログラム記憶部６１に格納された加工プログラムが動作指令抽出部１７により読み出された後（ステップＳ７１）、加工プログラムから動作指令がブロック毎に順次抽出され（ステップＳ７２）、経過時間算出部３３により加工プログラムの実行開始からの経過時間が算出される（ステップＳ７３）。また、選択候補抽出部３７により加工プログラムの実行開始直後におけるカメラ選択候補が選択候補記憶部３８に格納される（ステップＳ７４）。

次に、カウンタＴが５にセットされた後（ステップＳ７５）、位置情報生成部３４により加工プログラムの実行開始から５秒後における工具Ｔの位置情報が生成され（ステップＳ７６）、モデルデータ更新部３５によりモデルデータが更新される（ステップＳ７７）。ついで、位置関係認識部３６により各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係が認識され（ステップＳ７８）、選択候補抽出部３７によりカメラ選択候補が抽出されて（ステップＳ７９）、選択候補記憶部３８に格納される（ステップＳ８０）。

そして、このような、ステップＳ７６〜ステップＳ８０までの処理が、カウンタＴが更新されつつ加工プログラムが終了するまで実行され（ステップＳ８１，Ｓ８２）、加工プログラムが終了すると、カメラ選択部３９により１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定され（ステップＳ８３）、選択カメラ記憶部４０に格納される（ステップＳ８４）。尚、選択カメラ記憶部４０内のデータは、必要に応じて、選択カメラ修正部４１により修正される（ステップＳ８５）。

この後、プログラム解析部６２により加工プログラムがブロック毎に順次解析されて動作指令が抽出され、抽出された動作指令を基に、駆動制御部６４により各送り機構部５７，５８，５９が制御されて工具Ｔ及びワークＷが相対移動せしめられると、この駆動制御部６４から得られる、加工プログラムの実行開始からの経過時間に関するデータと選択カメラ記憶部４０内のデータとを基に、カメラ切換部４２により、経過時間に対応したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が認識され、認識されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される２次元画像データが画面表示装置６６に表示される。

このように、この加工状況監視装置３によれば、経過時間毎に選択されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを画面表示装置６６に順次表示させているので、上記と同様、オペレータは、表示画像を通してワークＷの加工状況を十分に監視することができる。また、一定時間におけるカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いときには、一定時間における選択カメラを同じＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に設定しているので、ワークＷの加工時におけるカメラ切換回数を少なくすることができ、特に、工具Ｔが微小移動を繰り返すような場合に効果的である。この他、前記加工状況監視装置１と同様の効果を得ることができる。

前記加工状況監視装置３は、予め設定されたすべての経過時間についてカメラ選択候補を抽出した後、１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定するように構成されていたが、カメラ選択候補を抽出する度に１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定し、これをすべての経過時間について繰り返すようにしても良い。

この場合、図２３に示すように、加工状況監視装置４は構成され、選択候補記憶部３８が省略されている点、及びカメラ選択部３９に代えてカメラ選択部４３が設けられている点で、前記加工状況監視装置３と相違している。これら以外の点については、前記加工状況監視装置３と同じであるため、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

前記カメラ選択部４３は、前記カメラ選択部３９と同様、図１４に示すような一連の処理を実行して、前記選択カメラ抽出部３７により抽出されたカメラ選択候補を基に、予め設定された各経過時間について、カメラ選択候補の中からそれぞれ１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定する。

即ち、カメラ選択部４３は、まず、選択カメラ抽出部３７によって抽出された、決定すべき経過時間のカメラ選択候補を受信してこれを認識し（ステップＳ４１）、この経過時間よりも１つ前の経過時間について決定したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識する（ステップＳ４２）。

そして、ステップＳ４１で認識したカメラ選択候補の中に、ステップＳ４２で認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が含まれているか否かを確認し（ステップＳ４３）、含まれていると判断したときには、ステップＳ４２で認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に決定する（ステップＳ４４）。例えば、前記決定すべき経過時間のカメラ選択候補がＡ，Ｂ，Ｃであり、１つ前の経過時間について決定したカメラがＡであるとすれば、共通するＡに決定される。

一方、ステップＳ４３で含まれていないと判断したときには、ステップＳ４１で認識したカメラ選択候補の中から１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定する（ステップＳ４５）。そして、前記決定すべき経過時間と、前記選択，決定したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４とを相互に関連付けて前記選択カメラ記憶部４０に格納し（ステップＳ４６）、上記一連の処理を終了する。

そして、この加工状況監視装置４によれば、前記加工状況監視装置３と同様、制御装置６０によって加工プログラムが実行される前に、以下のようにして、複数のＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の内、画面表示装置６６に表示させるべき２次元画像データを生成するＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定される。

具体的には、図２４及び図２５に示すように、まず、プログラム記憶部６１に格納された加工プログラムが動作指令抽出部１７により読み出された後（ステップＳ９１）、加工プログラムから動作指令がブロック毎に順次抽出され（ステップＳ９２）、経過時間算出部３３により加工プログラムの実行開始からの経過時間が算出される（ステップＳ９３）。また、選択候補抽出部３７により加工プログラムの実行開始直後におけるカメラ選択候補が選択候補記憶部３８に格納される（ステップＳ９４）。

次に、カウンタＴが５にセットされた後（ステップＳ９５）、位置情報生成部３４により加工プログラムの実行開始から５秒後における工具Ｔの位置情報が生成され（ステップＳ９６）、モデルデータ更新部３５によりモデルデータが更新される（ステップＳ９７）。ついで、位置関係認識部３６により各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係が認識され（ステップＳ９８）、選択候補抽出部３７によりカメラ選択候補が抽出された後（ステップＳ９９）、カメラ選択部４３により１つのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が選択，決定され（ステップＳ１００）、選択カメラ記憶部４０に格納される（ステップＳ１０１）。

そして、このような、ステップＳ９６〜ステップＳ１０１までの処理が、カウンタＴが更新されつつ加工プログラムが終了するまで実行され（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）、加工プログラムが終了すると、必要に応じて、選択カメラ記憶部４０内のデータが選択カメラ修正部４１により修正される（ステップＳ１０４）。

斯くして、この加工状況監視装置４によっても、連続する２つの経過時間で同じＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４に決定して、ワークＷの加工時におけるカメラ切換回数を少なくすることができる他、上記と同様の効果を得ることができる。

また、前記加工状況監視装置１，２，３，４では、前記位置関係認識部２１，３６が各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係を認識するように構成されていたが、この位置関係に加え、工具Ｔの移動方向も認識するように構成されていても良い。

即ち、前記位置関係認識部２１は、前記カメラパラメータ記憶部１５に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部１８によって生成された工具Ｔの位置情報と、前記モデルデータ更新部２０によって更新されたモデルデータとを基に、或いは、前記カメラパラメータ記憶部１５に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部１８によって生成された工具Ｔの位置情報と、前記モデルデータ更新部２０によって更新されたモデルデータと、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令とを基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係、並びに工具Ｔの移動方向をブロック毎に認識する。

尚、工具Ｔの移動方向については、例えば、位置関係を認識すべきブロックに係る動作指令の実行前（工具移動前、即ち、当該ブロックよりも１つ前のブロックに係る動作指令の実行後）における工具Ｔの先端位置と、位置関係を認識すべきブロックに係る動作指令の実行後（工具移動後）における工具Ｔの先端位置とを基に認識する。或いは、動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令から認識する。

一方、前記位置関係認識部３６は、前記カメラパラメータ記憶部１５に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部３３によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部３４によって生成された工具Ｔの位置情報と、前記モデルデータ更新部３５から送信されたモデルデータとを基に、或いは、前記カメラパラメータ記憶部１５に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部３３によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部３４によって生成された工具Ｔの位置情報と、前記モデルデータ更新部３５から送信されたモデルデータと、前記動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令とを基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４、工具Ｔ及びワークＷの位置関係、並びに工具Ｔの移動方向を予め設定された経過時間毎に認識する。

尚、工具Ｔの移動方向については、上記と同様、位置関係を認識すべき経過時間よりも１つ前の経過時間（工具移動前）における工具Ｔの先端位置と、位置関係を認識すべき経過時間（工具移動後）における工具Ｔの先端位置とを基に認識したり、動作指令抽出部１７によって抽出された動作指令から認識する。

また、前記選択候補抽出部２２，３７は、前記位置関係認識部２１，３６によって認識された位置関係と工具Ｔの移動方向とを基に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の中から、ワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４であり且つ工具Ｔの移動方向に応じたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補としてブロック毎若しくは予め設定された経過時間毎に抽出する。

具体的には、選択候補抽出部２２，３７は、まず、ワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補として抽出した後、工具Ｔの移動方向とカメラパラメータとを基に、前記抽出したカメラ選択候補の中から、工具Ｔが接近してくる画像を生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４や、工具Ｔが離れていく画像を生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を更に抽出する。例えば、工具Ｔが図４のように移動する場合に、工具Ｔが接近してくる画像を生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を抽出するときには、第２ＣＣＤカメラ１２がカメラ選択候補として抽出され、一方、工具Ｔが離れていく画像を生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を抽出するときには、第４ＣＣＤカメラ１４がカメラ選択候補として抽出される。

このように、工具Ｔの移動方向も考慮してカメラ選択候補を抽出すれば、より適切なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成される２次元画像データを画面表示装置６６に表示させることができる。

また、上例では、前記選択候補抽出部２２，３７が工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補として抽出する際に、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の撮像面と光軸との交点ＫやＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４のレンズの中心点Ｋと、工具移動前後における工具Ｔの先端位置Ｌ，Ｍとの３点を結んで３角形状の平面Ｐをそれぞれ形成し、これらの平面ＰとワークＷの形状との間に交差部があるか否かをそれぞれ確認するようにしたが、これに限られるものではなく、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の撮像面と光軸との交点ＫやＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４のレンズの中心点Ｋと、工具移動後における工具Ｔの先端位置Ｍとの２点を結んだ直線と、ワークＷの形状との間に交差部があるか否かをそれぞれ確認するようにしても良い。

更に、前記選択候補抽出部２２，３７によって、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が存在しないと判断された場合や、クーラントが吐出されているような場合には、画面表示装置６６には、シミュレーション画像を表示させるようにしても良い。尚、クーラント吐出量が少量で工具Ｔの先端を視認可能なときには、シミュレーション画像とせずに、ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４から得られる２次元画像データを表示させても良い。

また、前記選択候補抽出部２２，３７は、カメラ選択候補を抽出する際に、まず、ワークＷが工具Ｔによって加工される領域や、ワークＷに対して工具Ｔが存在する空間を認識した後、認識した領域や空間に近い位置に配置されたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を認識し、この認識したＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４についてのみ、そのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４が、工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能であるか否かを判断するようにしても良い。このようにすれば、処理の簡略化を図ることができる。

また、前記選択候補抽出部２２，３７を省略して、前記カメラ選択部２４，３１，３９，４３が、各ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４の中から、ワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４や、ワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４であり且つ工具Ｔの移動方向に応じたＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定するように構成されていても良い。

更に、ワークＷをテーブル５６に取り付けるに当たっては、通常、取付具が使用されるため、前記選択候補抽出部２２，３７が、この取付具及びワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４をカメラ選択候補として抽出したり、前記カメラ選択部２４，３１，３９，４３が、この取付具及びワークＷによって工具Ｔの先端が隠れない２次元画像データを生成可能なＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４を選択，決定するように構成されていても良い。

また、前記カメラ切換部２７，４２は、ＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成された２次元画像データを前記画面表示装置６６に表示させるに当たり、すべてのＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成された２次元画像データを画面表示装置６６に表示させるとともに、前記選択カメラ記憶部２５，４０内のデータから認識されるＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成された２次元画像データについては、画面表示装置６６の表示画面に大きく表示させ（メイン表示）、それ以外のＣＣＤカメラ１１，１２，１３，１４によって生成された２次元画像データについては、画面表示装置６６の表示画面の隅部に小さく表示させたり、前記メイン表示の背景画像として表示させるように構成されていても良い。

また、前記位置情報生成部１８，３４とモデルデータ更新部２０，３５は、一体的に設けられ、モデルデータを更新することによって工具Ｔの位置情報を生成するように構成されていても良い。また、モデルデータ更新部２０，３５は、動作指令ではなく、位置情報生成部１８，３４によって生成された工具Ｔの位置情報を基にモデルデータを更新するように構成されていても良い。更に、前記加工状況監視装置１が設けられる工作機械５０は、何ら限定されるものではなく、どのような工作機械５０であっても良い。例えば、上例のようなマシニングセンタではなく、旋盤などに設けるようにしても良い。

１加工状況監視装置
１１，１２，１３，１４ＣＣＤカメラ
１５カメラパラメータ記憶部
１６加工シミュレーション実行部
１７動作指令抽出部
１８位置情報生成部
１９モデルデータ記憶部
２０モデルデータ更新部
２１位置関係認識部
２２選択候補抽出部
２３選択候補記憶部
２４カメラ選択部
２５選択カメラ記憶部
２６選択カメラ修正部
２７カメラ切換部
６０制御装置
６６画面表示装置

Claims

工具及びワークを相対移動させる加工動作機構部と、加工プログラムをそのブロック毎に解析して前記加工動作機構部の動作指令を抽出し、抽出した動作指令を基に前記加工動作機構部の作動を制御する制御手段とを備えた工作機械における加工状況を監視する装置であって、
少なくとも前記工具及びワークを互いに異なる視点から一定時間間隔で撮像してその２次元画像データを順次生成する複数のカメラと、
前記カメラによって生成された２次元画像データを表示する画面表示手段と、
前記複数のカメラについて、その配置位置及び姿勢を示すカメラパラメータをそれぞれ記憶するカメラパラメータ記憶手段と、
前記加工プログラムをそのブロック毎に解析して動作指令を抽出する動作指令抽出部と、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令、並びに前記工具，ワーク及び加工動作機構部の３次元モデルに関するデータを基に、前記加工動作機構部が前記動作指令に従って動作したときの前記工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータを生成して更新するモデルデータ更新部とを有する加工シミュレーション実行手段と、
前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを前記加工プログラムのブロック毎に選択するカメラ選択手段と、
前記加工プログラムのブロックと、前記カメラ選択手段によって選択されたカメラとを関連付けて記憶する選択カメラ記憶手段と、
前記制御手段により前記加工プログラムが実行されると、この制御手段から得られる実行ブロックに関するデータと、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータとを基に、前記実行ブロックに対応したカメラを認識し、認識したカメラによって生成される２次元画像データを前記画面表示手段に表示させるカメラ切換手段とを備えてなることを特徴とする加工状況監視装置。
前記複数のカメラ，工具及び少なくともワークの位置関係を認識する位置関係認識手段を備え、
前記加工シミュレーション実行手段は、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令を基に前記工具の位置情報を生成する位置情報生成部を更に有し、
前記位置関係認識手段は、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係を前記加工プログラムのブロック毎に認識するように構成され、
前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に前記カメラを選択するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の加工状況監視装置。
前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラをカメラ選択候補として前記加工プログラムのブロック毎に抽出する選択候補抽出手段と、
前記加工プログラムのブロックと、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補とを関連付けて記憶する選択候補記憶手段とを備え、
前記カメラ選択手段は、前記選択候補記憶手段に格納されたデータを基に、前記加工プログラムの各ブロックについて、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記加工プログラムのブロックとを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、ブロック毎に前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択してカメラの組み合わせを複数通り設定し、設定した各組み合わせについてカメラ切換回数を算出した後、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラを決定するように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の加工状況監視装置。
前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラをカメラ選択候補として前記加工プログラムのブロック毎に抽出する選択候補抽出手段を備え、
前記カメラ選択手段は、前記加工プログラムの各ブロックについて、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記加工プログラムのブロックとを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、決定すべきブロックのカメラ選択候補の中に、このブロックよりも１つ前のブロックについて決定したカメラが含まれているか否かを確認して、含まれていると判断したときには、前記１つ前のブロックと同じカメラに決定するように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の加工状況監視装置。
前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正する選択カメラ修正手段を備え、
前記カメラ選択手段は、前記加工プログラムのブロック毎に前記カメラを１つ選択するように構成され、
前記選択カメラ修正手段は、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを基に、一定数連続したブロックにおけるカメラ切換回数を算出して、算出したカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いか否かを確認し、多いと判断したときには、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正して、前記一定数連続したブロックの選択カメラを同じカメラに設定するように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の加工状況監視装置。
前記位置関係認識手段は、少なくとも、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係及び前記工具の移動方向を前記加工プログラムのブロック毎に認識するように構成され、
前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係及び工具の移動方向を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであり且つ前記工具の移動方向に応じたカメラを選択するように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の加工状況監視装置。
工具及びワークを相対移動させる加工動作機構部と、加工プログラムを解析して前記加工動作機構部の動作指令を抽出し、抽出した動作指令を基に前記加工動作機構部の作動を制御する制御手段とを備えた工作機械における加工状況を監視する装置であって、
少なくとも前記工具及びワークを互いに異なる視点から一定時間間隔で撮像してその２次元画像データを順次生成する複数のカメラと、
前記カメラによって生成された２次元画像データを表示する画面表示手段と、
前記複数のカメラについて、その配置位置及び姿勢を示すカメラパラメータをそれぞれ記憶するカメラパラメータ記憶手段と、
前記加工プログラムを解析して動作指令を抽出する動作指令抽出部と、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令を基に、前記加工プログラムの実行開始からの経過時間を算出する経過時間算出部と、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令、並びに前記工具，ワーク及び加工動作機構部の３次元モデルに関するデータを基に、前記加工動作機構部が前記動作指令に従って動作したときの前記工具，ワーク及び加工動作機構部のモデルデータを生成して更新するモデルデータ更新部とを有する加工シミュレーション実行手段と、
前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部によって算出される経過時間と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラを予め設定された経過時間毎に選択するカメラ選択手段と、
前記予め設定された経過時間と、前記カメラ選択手段によって選択されたカメラとを関連付けて記憶する選択カメラ記憶手段と、
前記制御手段により前記加工プログラムが実行されると、この制御手段から得られる、前記加工プログラムの実行開始からの経過時間に関するデータと、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータとを基に、前記経過時間に対応したカメラを認識し、認識したカメラによって生成される２次元画像データを前記画面表示手段に表示させるカメラ切換手段とを備えてなることを特徴とする加工状況監視装置。
前記複数のカメラ，工具及び少なくともワークの位置関係を認識する位置関係認識手段を備え、
前記加工シミュレーション実行手段は、前記動作指令抽出部によって抽出された動作指令を基に前記工具の位置情報を生成する位置情報生成部を更に有し、
前記位置関係認識手段は、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係を前記予め設定された経過時間毎に認識するように構成され、
前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に前記カメラを選択するように構成されてなることを特徴とする請求項７記載の加工状況監視装置。
前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラをカメラ選択候補として前記予め設定された経過時間毎に抽出する選択候補抽出手段と、
前記予め設定された経過時間と、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補とを関連付けて記憶する選択候補記憶手段とを備え、
前記カメラ選択手段は、前記選択候補記憶手段に格納されたデータを基に、前記予め設定された各経過時間について、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記予め設定された経過時間とを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、予め設定された経過時間毎に前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを選択してカメラの組み合わせを複数通り設定し、設定した各組み合わせについてカメラ切換回数を算出した後、最もカメラ切換回数が少ない組み合わせを基に１つのカメラを決定するように構成されてなることを特徴とする請求項８記載の加工状況監視装置。
前記位置関係認識手段によって認識された位置関係を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラをカメラ選択候補として前記予め設定された経過時間毎に抽出する選択候補抽出手段を備え、
前記カメラ選択手段は、前記予め設定された各経過時間について、前記選択候補抽出手段によって抽出されたカメラ選択候補の中から１つのカメラを選択，決定し、決定したカメラと、前記予め設定された経過時間とを関連付けて前記選択カメラ記憶手段に格納するとともに、前記カメラ選択候補の中から１つのカメラを決定する際には、決定すべき経過時間のカメラ選択候補の中に、この経過時間よりも１つ前の経過時間について決定したカメラが含まれているか否かを確認して、含まれていると判断したときには、前記１つ前の経過時間と同じカメラに決定するように構成されてなることを特徴とする請求項８記載の加工状況監視装置。
前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正する選択カメラ修正手段を備え、
前記カメラ選択手段は、前記予め設定された経過時間毎に前記カメラを１つ選択するように構成され、
前記選択カメラ修正手段は、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを基に、一定時間におけるカメラ切換回数を算出して、算出したカメラ切換回数が予め設定された許容切換回数よりも多いか否かを確認し、多いと判断したときには、前記選択カメラ記憶手段に格納されたデータを修正して、前記一定時間における選択カメラを同じカメラに設定するように構成されてなることを特徴とする請求項７又は８記載の加工状況監視装置。
前記位置関係認識手段は、少なくとも、前記カメラパラメータ記憶手段に格納されたカメラパラメータと、前記経過時間算出部によって算出される経過時間と、前記位置情報生成部によって生成された前記工具の位置情報と、前記モデルデータ更新部によって更新されたモデルデータとを基に、前記位置関係及び前記工具の移動方向を前記予め設定された経過時間毎に認識するように構成され、
前記カメラ選択手段は、前記位置関係認識手段によって認識された位置関係及び工具の移動方向を基に、前記複数のカメラの内、少なくとも前記ワークによって前記工具の先端が隠れない２次元画像データを生成可能なカメラであり且つ前記工具の移動方向に応じたカメラを選択するように構成されてなることを特徴とする請求項８記載の加工状況監視装置。