JP6921354B1 - 情報処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】屑を効率的に移動させる流体の噴射経路を容易に作成できる技術を提供する。【解決手段】工作機械内に流体を噴射し屑を移動させるために流体の噴射経路を生成する情報処理装置は、工作機械内の画像上の第1位置に対する第1入力信号と、工作機械内の画像上の第2位置に対する第2入力信号と、複数回噴射に関する第3入力信号と、を検知する検知部と、検知部で検知した信号に基づいて、(i)第1位置と、(ii)第2位置と、第1位置と第2位置とを結ぶ直線を対角線とする四角形の4つの角部のうち第1位置と第2位置と異なる角部である(iii)第3位置と(iv)第4位置とを、対象エリアが撮像された画像データと重ねて表示する制御を行う表示制御部とを備える。【選択図】図11

Description

本開示は、工作機械内に流体を噴射し屑を移動させるために流体の噴射経路を生成する情報処理装置に関する。
工作機械において加工物であるワークを加工した際、切屑が生じる。切屑が多く堆積すると、加工の継続が困難となる。このため、定期的に工作機械の運転を停止して、エアブローなどを使って作業者が手作業で切屑を除去する必要があるので、工作機械の稼働効率が低下する。そのため、人手によらずに切屑を除去する必要がある。
そのような技術として、特許文献1には、あらかじめ工作機械内部のテンプレート画像を取得しておき、ワーク加工後に撮像した画像と比較することで画像の輝度差から切屑の除去が必要な箇所を判定することで、液体を噴射し切屑を除去する工作機械が開示されている。
また、特許文献2には、テーブルおよびワークの画像を取り込んで、切屑の位置を検出する切屑除去装置が開示されている。
特開2016−120589号公報 特開平7−108435号公報
しかし、特許文献1は、加工前後の工作機械内の状態の差異には、切屑以外の差異(例えば加工時に噴射されたクーラント等)も存在するが考慮されていない。また、日中や夜間などの外部環境によって検出される輝度も変化する。そのため、特許文献1のように、加工前後の工作機械内の状態の差異によって判定しようとすると、ワークごとにテンプレート画像を作成して輝度に関する適切な閾値を定めなければならず、液体の噴射経路を定めるために多大な制御処理を行う必要がある。
また、特許文献2は、画像から切屑を検出しようとすると、当該画像に多数の切屑と工作機内環境とが多種多様な組み合わせで複雑に写り込んでいる。このため、画像処理には膨大な計算量や時間を要する。
そこで本開示は、屑を効率的に移動させる流体の噴射経路を容易に作成できる技術を提供することを目的とする。
そこで、本開示は、請求項に記載する技術を提供するものである。
本開示によれば、屑を効率的に移動させる流体の噴射経路を容易に作成できる。
工作システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。 工作機械の内部を撮像した概略的な撮像画像とグリッド領域の一例を示す。 自動洗浄のクーラント噴射経路の表示の一例と、指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例を示す。 指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例を示す。 指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例を示す。 指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例を示す。 指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例と噴射経路テーブルの一例を示す。 指示洗浄の制御処理を説明するためのフローチャートである。 指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例を示す。 指示洗浄のクーラント噴射経路の作成過程における表示の一例を示す。 自動洗浄における洗浄経路パターンの一例を示す。 自動洗浄の制御処理を説明するためのフローチャートと切屑認識部の構成を示す。 別アングルから撮像した撮像画像の表示の一例を示す。 アングルの切り替え操作に関する表示の一例を示す。 ロボットの外観図である。 ロボットの上面図である。
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態における工作システム1の構成を示す。工作システム1は、工作機械10および情報処理装置30を備えている。工作機械10は、工作機械10に搬入された加工対象であるワークに対して切削、研削等の加工を行う装置である。工作機械10は、工具を主軸に取り付けワークを加工する機械(マシニングセンタ)、複数の工具をタレットに取り付けワークを回転させて加工する機械(ターニングセンタ)、材料(例えば金属粉末)をレーザで溶かしながら加工する付加加工の機械、これらを複合的に備えた複合加工機などである。ワークに対して加工を行うと、ワークの一部が分離して切屑が発生し、工作機械10の内部に堆積する。切屑は、「ワークの加工で発生する屑」の例である。この他に、金属粉末を使った付加加工機で、ワークに利用されなかった金属粉末も「ワークの加工で発生する屑」の例である。「情報処理装置」は、工作機械の操作盤自体でもよいし、操作盤以外の装置でもよい。情報処理装置30は、工作機械10内に流体を噴射し屑を移動させるために流体の噴射経路を生成する。工作機械10内に噴射される流体は、潤滑液やクーラント液のような液体でもよいし、空気のような気体でもよい。
(工作システム1)
本実施形態の工作システムは、流体にクーラント液である液体を用い、屑に切削などで生じる切屑を用いた例で説明を行う。
工作機械10は、液体噴射部11、撮像部12および機械座標取得部13を備えている。液体噴射部11は、屑を移動させるように液体を噴射する。液体噴射部11は、例えば、液体を噴射することができるノズルと、ノズルを駆動するアクチュエータと、液体を貯留している液体貯留部から液体をくみ上げるポンプと、を備える。ノズルから切屑へと液体を噴射することで上述の切屑を加工領域外のチップコンベアなどに移動させ、最終的には加工領域から切屑を除去することができる。この液体には、加工時に熱を生じるワークおよび加工装置である主軸などを冷却及び潤滑するためのクーラントを用いてもよいし、他の液体を使用してもよい。以下、本明細書では、切屑を移動させるための液体としてクーラントを用いた場合について説明する。クーラントは、「工作機械内に噴射される流体」の例である。クーラントを噴射経路に従って噴射させることによって、屑を移動させる。液体噴射部11は、ノズルの位置、ノズルからのクーラントの噴射方向、クーラントの噴射圧力などを変更することができる。液体噴射部11は、複数のノズルを有する形態が好ましい。1つのノズルの液体噴射領域では、工作機械10の構成部品で隠れてしまう空間領域ができる。その空間領域に切屑が入り込むとノズルからの液流が十分切屑に作用させることができないため切屑を移動させることが難しいためである。液体噴射部11の代わりに、屑を移動させるように気体を噴射する気体噴射部を設けるようにしてもよい。気体噴射部は、気体を噴射することができるノズルと、ノズルを駆動するアクチュエータと、気体(たとえば、空気)を圧縮するポンプと、を備える。液体噴射部11は、液体噴射部11と同様に制御される。
撮像部12は、ワークの加工から発生する屑を検出する工作機械10内の対象エリアを撮像する。「工作機械内の対象エリア」は、ワークの加工から発生する屑が存在すると想定される範囲である。撮像部12は、図2の上の画像に関連して説明するように加工室内の広い範囲(水平面と側面を含む)を撮像するためのものであって、屑の個体を撮像するものではない。撮像部12は、屑の個体を撮像する場合の画角よりも広い画角で撮像する。加工室内の広い範囲の撮像画像によって、屑の分布状況、つまり汚れ状況を把握することができる。
撮像部12は、例えば、CCDやCMOSなどの撮像素子を備えたカメラであり、工作機械10内部を撮像することができる。撮像部12は、撮像された画像を後述する情報処理装置30へと出力することができる。工作機械10は、撮像部12の性能、撮像範囲に応じて、撮像部12を工作機械10内に複数備えてもよい。本実施形態における工作機械10は、撮像部12が二つ設けられている。この場合においても、一つの撮像部では撮像できない領域を撮像することができるように、もう1つの撮像部を配置することで、工作機械10内の加工領域の全体を撮像部で撮像した画像から確認することができる。
機械座標取得部13は、工作機械10の構造のうち、詳細は後述するパレット14、主軸22等の移動する部品について、工作機械10内部での当該部品の位置を表す機械座標を取得することができる。取得した機械座標は、後述する情報処理装置30の表示制御部39に送信することができる。当該機械座標は、加工のためにNC制御装置から工作機械10へ送信された位置情報を用いることができる。センサーを用いて取得した位置情報も用いることもできる。
情報処理装置30は、工作機械10の撮像部12で撮像された撮像画像を処理し、工作機械10へと信号を送信する演算部31、撮像部12で撮像された撮像画像を表示する表示部32、演算部31で処理される画像および位置等の情報を必要に応じて記憶する記憶部33並びに演算部31へ入力信号を出力する入力部34を備える。情報処理装置30は、例えば、コンピュータやタブレットなど、画像を受信し表示する機能を備える装置である。撮像部12で撮像された撮像画像は、「工作機械内の画像」の例である。画像は、動画、静止画、工作機械の構造を模した描画でもよい。
表示部32は、例えばコンピュータのディスプレイであり、工作機械10の撮像部12が撮像し情報処理装置30に出力した画像を表示させることができる。また、後述するグリッド分割部36において作成されたグリッドを組み合わせて表示するなど、撮像画像に関して演算部31で処理された画像を表示させてもよい。また、当該グリッドによって形成されるグリッド領域に、例えば切屑の有無や切屑の量などの情報を表すことができる。表示部32は、後述する処理のため、例えば、抵抗膜方式や静電容量方式のディスプレイなど、表示画像に作業者が接触することで画像に基づいて直接指示できる、いわゆるタッチパネルであってもよい。
入力部34は、例えばコンピュータの一般的な入力装置であるマウスであり、情報処理装置30において、作業者は位置情報など何らかの指示を入力部34によって入力することができる。タッチパネルの場合、上述のディスプレイの一部である、作業者が触れた位置を検知する機構が入力部34(および後述する検知部38)に相当する。入力部34は、当該指示を入力信号として、検知部38へ出力する。
演算部31は、取得部35、グリッド分割部36、切屑認識部37、検知部38、表示制御部39および送信部40を備える。演算部31および演算部31に含まれる各処理部35〜40は、プログラムを実行することにより所定の機能を実現するCPUまたはMPUのような汎用プロセッサを含む。演算部31および演算部31に含まれる各処理部35〜40は、例えば記憶部33に格納された制御プログラムを呼び出して実行することにより、情報処理装置30における各種の処理を実現する。演算部31および演算部31に含まれる各処理部35〜40は、ハードウェアとソフトウェアの協働により所定の機能を実現するものに限定されず、所定の機能を実現する専用に設計されたハードウェア回路でもよい。すなわち、演算部31および演算部31に含まれる各処理部35〜40は、CPU、MPU、GPU、FPGA、DSP、ASIC等、種々のプロセッサで実現することができる。
取得部35は、撮像部12にて撮像された画像を取得し、表示部32またはグリッド分割部36に出力する。
グリッド分割部36は、撮像部12で撮像された撮像画像の少なくとも一部を複数のグリッド領域に分割することができる。グリッド領域は、撮像画像が所定の幾何学的な形状(グリッド)により、分割された領域である。図2の下の画像では、工作機械10の内部を撮像した撮像画像が、正方形のグリッド領域に分割されている。このような複数のグリッド領域で構成された画像をグリッド画像と称することができる。分割するグリッドの大きさおよび形状は、必要に応じて変更できるように構成されてもよい。このようにグリッド領域に分割することで、作業者が容易に位置を指示することができる。なお、本明細書のグリッド画像は、撮像画像にグリッドの情報を付加し新たな画像を生成したものに限られず、撮像画像とグリッドとを関連付けたものでもよい。つまり、撮像画像とグリッドとを別々のデータとして保存しているものもグリッド画像という。グリッド領域は、表示部32および検知部38へ出力される。本工作システム1は、グリッド分割部36を備えない構成としてもよく、この場合、取得部35で取得された撮像画像が、表示部32および検知部38へ出力される。なお、この例では、画像の左下端を原点とし、横方向がX軸で右方向をX座標の正方向とし、縦方向がY軸で上方向をY座標の正方向とする。
切屑認識部37は、詳細は後述するが、グリッド分割部36において撮像画像から作成されたグリッド領域に基づいて自動的に切屑を認識し、当該グリッド領域において切屑が存在しているか否か、存在している切屑の量について判定を行う。切屑認識部37は、グリッド領域に切屑があると判定した場合、グリッド画像におけるグリッド領域に対応する撮像画像上の位置を切屑の堆積位置として認識する。切屑の堆積位置を認識すると、自動検知信号を表示制御部39に出力する。自動検知信号は、撮像画像において切屑が堆積していると認識された所定位置に関する情報を少なくとも含む。
検知部38は、表示部32に表示された画像に基づいて、作業者が入力部34を操作し、入力部34から出力された位置情報を含む信号を受信する。したがって、撮像部12において撮像された撮像画像に基づいて、作業者が入力部34に指示した位置の切屑の堆積状態を検知することができる。指示位置が複数ある場合、検知部38はその数に応じて複数の入力信号を検知する。例えば指示位置が2つあるときは、第1指示位置に対する第1入力信号と、第2指示位置に対する第2入力信号とを検知する。検知部38は、グリッド分割部36によって作成されたグリッド領域に基づいた指示位置を、検知してもよい。
表示制御部39は、自動洗浄モードにおいて、自動検知信号に基づいて、クーラントを噴射する位置を設定する。切屑認識部37または検知部38から出力された自動検知信号に基づいて、撮像画像における所定位置を取得し、工作機械10内部で切屑が堆積している位置がある関連領域(切屑量が基準を超えた領域)を取得する。表示制御部39は、関連領域に応じて詳細は後述する所定のクーラント噴射経路を設定する。表示制御部39は、所定のクーラント噴射経路を表示部32に表示させる。設定されたクーラント噴射経路に基づいて、送信部40は、少なくとも当該関連領域にクーラントを噴射するため情報を含む制御信号を液体噴射部11へ送る。したがって、自動検知信号に基づいて液体噴射部11を制御することができるため、所定位置を認識または入力することで、液体噴射部11を制御することにより、クーラントを噴射させて、切屑を移動させることができる。
表示制御部39は、指示洗浄モードにおいて、複数の指示位置(例えば、第1指示位置と第2指示位置)に基づいて対象エリアでのクーラントの噴射経路を形成し、制御信号を生成する。制御信号は、当該噴射経路に基づいてクーラントを噴射するように制御する信号である。
送信部40は、液体噴射部11にクーラントの噴射信号を出力する。噴射信号は、切屑がある指示された所定位置に関連する関連領域に対して、切屑を移動させるためのクーラントを噴射するための信号である。噴射信号に応じて、工作機械10の液体噴射部11のノズルは、当該関連領域へ所定の洗浄方法でクーラントを噴射する。工作機械10と情報処理装置30とが一体となって構成された場合、本工作システム1は送信部40を備えず、表示制御部39から液体噴射部11へと信号を直接出力する構成とすることもできる。
記憶部33は、種々の情報を記録する記録媒体である。記憶部33は、例えば、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAM、ReRAM、FeRAM、SSD(Solid State Device)、ハードディスク、その他の記憶デバイス又はそれらを適宜組み合わせて実現される。記憶部33は、取得部35で取得された撮像画像、グリッド分割部36で作成されたグリッド領域(グリッド画像)、切屑認識部37で切屑が存在していると認識された所定位置の情報および切屑の量に関する情報、検知部38で検知された所定位置の情報、所定位置と関連領域との関連に関する情報などを格納することができる。また、演算部31の各処理部は、必要に応じて当該記憶部33に記憶された画像および情報を読み込むことができる。本明細書において、各処理部への画像および情報の入力、並びに当該処理部で処理をされた画像および作成された情報の出力はそれぞれ、ある処理部から当該処理部へ直接入力され、当該処理部から別の処理部へ直接出力される構成で記載をしている。しかし、これに限定されず、演算部31の各処理部は、画像処理または信号検知の際に記憶部33から画像および情報を読み込んでもよく、当該処理部にて画像処理をされた画像および作成された情報を記憶部33に記憶してもよい。
図2の上の画像は、工作機械10の内部を撮像した撮像画像であり、パレット14、旋回扉17、側面18a、側面18b、斜面19、平面20、シュータ21、主軸22、中央部50、脇部51aおよび脇部51bが示されている。本実施形態において、図2の上の画像に示す主軸22の回転軸を工作機械10内部の前後方向として、主軸22の根元側を手前側、先端側を奥側とする。また、回転軸に直交する水平方向を左右方向、回転軸に直交する垂直方向を上下方向とする。
パレット14は、ワークを載せて固定する台である。工作機械10は、複数のパレット14を設けることができる。それにより、加工するワークを変更する際、パレット14を変更することでワークを変更でき、時間の効率化を図ることができる。
旋回扉17は、中央軸を中心に回転することができる扉である。パレット14の交換の際には、旋回扉17を回転させる。
側面18bは、工作機械10の開閉可能な壁である。側面18bは、工作機械10の内部と、外部とを区画しており、側面18bを開放すると作業者が工作機械10の内部に入ることができる。また、側面18bに対向する位置にある側面aは、工作機械10の内部と、工具格納部とを区画している。工具格納部は、複数の工具を格納しており、加工の際、必要に応じて側面18aが開き、主軸22に取り付けられている工具を工具格納部に格納されている別の工具と交換することができる。
シュータ21は、洗浄によって切屑が流れていく場所である。斜面19は、シュータ21へと切屑が流れやすいように、シュータ21へ向けて下向きに傾斜している。
主軸22は、先端に工具を取り付け、回転軸を中心に回転させることにより、ワークを加工することができる。本実施形態においては、図2の上の画像に示すように、主軸22は円柱形の外形を有する。
(クーラント噴射経路の作成)
クーラント噴射経路の作成方法を説明する。
図3の上の画面は、工作システム1の表示部32の一例を示す。表示部32は、撮像画像やグリッド画像を表示する画面部50、モード選択エリア51、第1画像選択エリア52、第2画像選択エリア53を備える。各選択エリア51〜53は、作業者が指示することで(例えば、表示部32がタッチパネルの場合、表示部32に触れることで)、検知部38が検知し、洗浄方法や画面部50に表示させる画像を選択することができる領域(選択部)を有する。モード選択エリア51は、自動洗浄モード選択部54、および指示洗浄モード選択部55を有し、自動洗浄モード選択部54または指示洗浄モード選択部55を選択することで自動洗浄モードまたは指示洗浄モードへ変更することができる。
第1画像選択エリア52は、本実施形態においては二つある撮像部12の一方から見た、液体噴射部11の一方による第1クーラントの噴射方向を表示する画像を示す。この撮像部12は、加工室内を上方から撮像する。第1画像選択エリア52は、撮像画像選択部56、グリッド画像選択部57、クーラント噴射経路選択部58を有する。作業者が撮像画像選択部56を選択すると、撮像部12で撮像された画像が画面部50に表示される。グリッド画像選択部57を選択すると、グリッド分割部36で作成されたグリッド画像が画面部50に表示される。
第2画像選択エリア53は、第1画像選択エリア52の画像とは別の撮像部12から見た、別の液体噴射部11による第2クーラントの噴射方向を表示する画像を示す。この画像については、図示しない。第2画像選択エリア53は、撮像画像選択部59、グリッド画像選択部60、クーラント噴射経路選択部61を有し、選択部59〜61はそれぞれ、第1画像選択エリア52の選択部56〜58と同様に動作する。
なお、本実施形態では、別の撮像部と別の液体噴射部とで説明しているが、これに限定されない。撮像部は、撮像部自身が移動し、異なる別のアングルから撮像する形態でもよい。同様に、液体噴射部は、液体噴射部自身が平行移動や回転などの移動をし、第2クーラントの噴射方向に位置し、クーラントを噴射するような形態でもよい。
自動洗浄モードでは、図3の上の画面に示すように、画面部50に自動的に設定されたクーラント噴射経路が表示される。
図3の例で場合、グリッド領域の区切りと切屑の量を示すパターンを示している。画面部50に表示されたグリッド画像におけるグリッド領域は、「区分けされた複数のグリッド」の例である。つまり、表示制御部39は、撮像された画像データを「第1グリッド」と「第2グリッド」とを含む複数のグリッドに区分けして表示させるように制御を行う。パターンが示されていないグリッド領域67は、「切屑がない(クラス0)」に相当する。薄いパターンが示されたグリッド領域68は、「切屑が少ない(クラス1)」に相当する。濃いパターンが示されたグリッド領域69は、「切屑が多い(クラス2)」に相当する。薄いパターンが示されたグリッド領域68は、「第1グリッド」の例である。濃いパターンが示されたグリッド領域69は、「第2グリッド」の例である。
薄いパターンが示されたグリッド領域68内に示された画像は、「第1グリッドに対応した画像データ」の例である。「切屑が少ない(クラス1)」は、「第1グリッドに対応した画像データから検知された屑の量」の例である。濃いパターンが示されたグリッド領域69内に示された画像は、「第2グリッドに対応した画像データ」の例である。「切屑が多い(クラス2)」は、「第2グリッドに対応した画像データから検知された屑の量」の例である。この例で、「第1グリッドに対応した画像データから検知された屑の量」と「第2グリッドに対応した画像データから検知された屑の量」が異なることを、パターンの濃淡で作業者が視覚的に識別できるようにしている。薄いパターンは、「第1グリット」における屑の量が少ないことが分かるように表示する形態の例である。濃いパターンは、「第2グリット」における屑の量が多いことが分かるように表示する形態の例である。このように、表示制御部39は、「第1グリッド」に対応した画像データから検知された屑の量と、「第2グリッド」内に対応した画像データから検知された屑の量とが異なる場合に、屑の量が異なることが分かるように「第1グリット」と「第2グリット」とを画像データと重ねて表示させる制御を行う。パターンの濃淡に代えて、背景色で識別するようにしてもよい。たとえば、「切屑が少ない(クラス1)」の場合には、黄色の背景色を付し、「切屑が多い(クラス2)」の場合には、オレンジ色の背景色を付すようにする。
指示洗浄モードにおいて、画面部50に表示されたグリッド画像または撮像画像に対して、作業者が(例えば画面部50に触れることで)洗浄する所定位置を指示することができる。図3の下の画面は、撮像画像からグリッド分割部36が作成したグリッド画像に対して作業者がクーラント噴射位置を指示する場合の表示例である。図3の下の画面は、グリッド画像選択部57に続いてクーラント噴射経路選択部58が選択された場合に表示される。グリッド画像をベースに表示すれば、作業者が、切屑の多いところを認識しやすくなる。但し、グリッドが表示されていない撮像画像に対して作業者がクーラント噴射位置を指示するようにしてもよい。撮像画像をベースに表示すれば、作業者が切屑を見ながら清掃範囲を判断できる。たとえば図4は、撮像画像を表示する例を示す。
また、往復モード選択部80、噴射方向+選択部81および噴射方向−選択部82が表示される。往復モード選択部80、噴射方向+選択部81および噴射方向−選択部82は、指示洗浄モードにおいてクーラント噴射経路の作成の指示操作に用いられる。詳しくは、後述する。
本実施形態において、表示部32は、画面部50、および各選択部54〜82を備えているが、当然、表示部32は、画面部50のみを備え、他の選択部は、機械的なスイッチとして構成されてもよい。
図4を参照しつつ、クーラント噴射経路の作成におけるユーザインターフェースと処理について説明する。まず、作業者が、「1」の丸マークを示した位置に対して1番目のタッチ操作をする。1番目のタッチ位置は、「工作機械内の画像上の第1位置」の例である。「工作機械内の画像上の第1位置」は、作業者が画面上のタップやマウスのクリックなどのユーザ操作で任意に指定できるものとする。作業者が「第1位置」を指定するユーザ操作を行うと、検知部38は、入力部34(タッチパネルやマウス)における入力によって、「第1位置」に対する「第1入力信号」を検知する。「第1入力信号」は、「第1位置」の座標値(2次元位置座標)を含む。
表示制御部39は、1番目のタッチ位置に「1」の丸マークを表示部32に表示させる。これに伴い、表示制御部39は、図7(A)に示した噴射経路テーブルの1番目のレコードを設ける。噴射経路テーブルは、記憶部33に記憶されている。指示位置(X1,Y1)は、画面部50における1番目のタッチ位置の2次元位置座標を示す。機械座標(x1,y1,z1)は、指示位置(X1,Y1)に対応する工作機械10内の部品上の3次元位置座標を示す。指示位置と機械座標の対応関係は、予め求められており記憶部33に記憶されているものとする。表示制御部39は、この対応関係に基づいて指示位置を機械座標に変換できる。
画像上の座標と工作機械の機械座標との対応関係は、機械座標のx1=固定値にし、対応関係を作成することも可能である。例えば、切り屑が溜まりやすい面(x1=固定値、y1、z1)の上方に固定されている撮像部を用いる場合は、機械座標(y1,z1)と指示位置(X1,Y1)との対応関係を作成しておけば、液体噴射部の制御が容易である。この例のように、機械座標は、工作機械内の部品上の3次元位置座標でなく、工作機械内の空間の3次元位置座標でもよい。
次に、作業者は、「2」の丸マークを示した位置に対して2番目のタッチ操作をする。2番目のタッチ位置は、「工作機械内の画像上の第2位置」の例である。「工作機械内の画像上の第2位置」は、作業者が画面上のタップやマウスのクリックなどのユーザ操作で任意に指定できるものとする。作業者が「第2位置」を指定するユーザ操作を行うと、検知部38は、入力部34(タッチパネルやマウス)における入力によって、「第2位置」に対する「第2入力信号」を検知する。「第2入力信号」は、「第2位置」の座標値(2次元位置座標)を含む。「第2位置」は、たとえば作業者が「第1位置」の次に指定した位置である。
「2」の丸マークを示した位置に対する2番目のタッチ操作が検出された時点で、表示制御部39は、2番目のタッチ位置に「2」の丸マークを表示させ、「1」の丸マークから「2」の丸マークへ向かう矢印線を画面上に表示させる。これに伴い、表示制御部39は、図7(A)に示した噴射経路テーブルの2番目のレコードを設ける。指示位置(X2,Y2)は、画面部50における2番目のタッチ位置の2次元位置座標を示す。機械座標(x2,y2,z2)は、指示位置(X2,Y2)に対応する工作機械内の部品上の3次元位置座標を示す。
作業者が往復モード選択部80を選択すると、検知部38は、入力部34(タッチパネルやマウス)における入力によって、「複数回噴射に関する第3入力信号」を検知する。往復モード選択部80の選択は、作業者が画面上のタップやマウスのクリックなどのユーザ操作で行う。「複数回噴射」とは、直線状に移動させながらの噴射を2回以上行うことを意味する。図5の上の画面で説明するように、この例では、直線状に移動させながら4回の噴射が行われる。「複数回噴射に関する第3入力信号」を検知すると、図4の下の画面に示すように、表示制御部39は、表示部32に「1」の丸マークと「2」の丸マークを対角とする四角形の他の対角の位置に「3」の丸マークと「4」の丸マークを表示させる。このように、表示制御部39は、「検知部で検知した信号」である「第1入力信号」、「第2入力信号」および「第3入力信号」に基づいて、「第1位置」、「第2位置」、「第3位置」および「第4位置」を表示させる制御を行う。「1」の丸マークから「4」の丸マークは、それぞれ「第1位置」から「第4位置」の例である。「第3位置」と「第4位置」は、「第1位置と第2位置とを結ぶ直線を対角線とする四角形の4つの角部のうち第1位置と第2位置と異なる角部」である。この例で、「1」の丸マークと「3」を結ぶ線分、「3」の丸マークと「2」を結ぶ線分、「2」の丸マークと「4」を結ぶ線分、「4」の丸マークと「1」を結ぶ線分を辺とする四角形(図5の上の画面参照)が「第1位置と第2位置とを結ぶ直線を対角線とする四角形」に相当する。この例における「第1位置と第2位置とを結ぶ直線を対角線とする四角形」は、正方形であるが、正方形以外の四角形(長方形あるいはひし形など)でもよい。「第1位置」、「第2位置」、「第3位置」および「第4位置」は、「対象エリアが撮像された画像データと重ねて」表示される。
作業者が噴射方向+選択部81を選択すると、図5の上の画面に示すように、表示制御部39は、表示部32に時計回りの噴射経路を表示させる。つまり、表示制御部39は、「1」の丸マークから「3」の丸マークへ向かう矢印線、「3」の丸マークから「2」の丸マークへ向かう矢印線、「2」の丸マークから「4」の丸マークへ向かう矢印線、および「4」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線を表示させる。この矢印線に沿って、4回の噴射が行われることを示している。表示制御部39は、図7(B)に示した噴射経路テーブルの2番目のレコードと4番目のレコードを挿入する。指示位置(X3,Y3)は、画面部50における「3」の丸マークの位置の2次元位置座標を示す。機械座標(x3,y3,z3)は、指示位置(X3,Y3)に対応する工作機械内の部品上の3次元位置座標を示す。指示位置(X4,Y4)は、画面部50における「4」の丸マークの位置の2次元位置座標を示す。機械座標(x4,y4,z4)は、指示位置(X4,Y4)に対応する工作機械内の部品上の3次元位置座標を示す。
なお、作業者が噴射方向−選択部82を選択した場合には、表示制御部39は、表示部32に反時計回りの噴射経路を表示させる。つまり、表示制御部39は、「1」の丸マークから「4」の丸マークへ向かう矢印線、「4」の丸マークから「2」の丸マークへ向かう矢印線、「2」の丸マークから「3」の丸マークへ向かう矢印線、および「3」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線を表示させる。そして、表示制御部39は、指示順番「1」、「4」、「2」、「3」の順に各レコードが並んだ噴射経路テーブルを生成する。表示制御部39は、往復モード選択部80が選択された段階で、つまり噴射方向+選択部81あるいは噴射方向−選択部82が選択される前に、上述の四角形を形成する噴射経路(時計回りの噴射経路あるいは反時計回りの噴射経路)を表示させるようにしてもよい。表示制御部39は、往復モード選択部80が選択されなくとも、途中から(たとえば、「2」の丸マークを示した位置に対する2番目のタッチ操作から所定時間が経過した時点で)、上述の四角形を形成する噴射経路(時計回りの噴射経路あるいは反時計回りの噴射経路)に表示を切り替えるようにしてもよい。
図5の下の画面に示すように、すでに設定した丸マークの位置を移動させることもできる。この例では、「4」の丸マークの位置を選択して移動させる。
作業者は、図5の上の画面の「4」の丸マークに対してタッチ操作とスライド操作を行う。表示制御部39は、スライド操作に応じて「4」の丸マークを移動させて表示部32に表示させる。「4」の丸マークに対するタッチ操作は、「第4位置の選択」に相当する。選択された「4」の丸マークは、選択点としてスライド操作で移動される。
作業者が「4」の丸マークのリリース操作をすると、表示制御部39は、図5の下の画面に示したように「4」の丸マークを表示部32に表示させる。表示制御部39は、図7(C)に示したように、噴射経路テーブルの4番目のレコードにおける指示位置を(X4,Y4)から(X104,Y104)へ書き換える。(X104,Y104)は、図5の下の画面に示した「4」の丸マークのリリース位置である。さらに、表示制御部39は、機械座標を(x4,y4,z4)から(x104,y104,z104)へ書き換える。そして、表示制御部39は、「2」の丸マークから「4」の丸マークへ向かう矢印線と、「4」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線を表示させ直す。つまり、表示制御部39は、「1」の丸マーク(第1位置)、「3」の丸マーク(第3位置)、「2」の丸マーク(第2位置)、移動した「4」の丸マーク(選択点)の順で構成される四角形の噴射経路が表示される制御を行う。
次に、図6の上の画面に示すように作業者は、「4」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線に対してタッチ操作する。矢印線へのタッチ操作は、クーラント噴射経路(流体噴射経路)を選択するユーザ操作の例である。表示制御部39は、「4」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線の中間に黒丸マークを表示部32に表示させる。黒丸マークは、経過点を示す。このように、表示制御部39は、「1」の丸マーク(第1位置)と「4」の丸マーク(第4位置)との間に経過点を表示させる制御を行う。
図6の下の画面に示すように、作業者は、タッチした黒丸マークをスライド操作する。黒丸マークに対するタッチ操作とスライド操作は、経過点の選択と移動のユーザ操作に相当する。表示制御部39は、スライド操作に応じて、「1」の丸マーク(第1位置)と「4」の丸マーク(第4位置)との間の経過点である黒丸マークを移動させて表示部32に表示させる。
そして、作業者は、図6の下の画面に示した「5」の丸マークの位置でリリース操作をする。これにより、表示制御部39は、黒丸マークを「5」の丸マークに切り替えて表示部32に表示させる。このとき、表示制御部39は、図7(D)に示した噴射経路テーブルの5番目のレコードを追加する。指示位置(X5,Y5)は、画面部50におけるリリース位置の2次元位置座標を示す。機械座標(x5,y5,z5)は、指示位置(X5,Y5)に対応する工作機械内の部品上の3次元位置座標を示す。表示制御部39は、「4」の丸マークから「5」の丸マークへ向かう矢印線と、「5」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線を表示部32に表示させる。このように、表示制御部39は、黒丸マーク(経過点)が移動させられると、「4」の丸マーク(第4位置)、移動した黒丸マークから切り替わった「5」の丸マーク(移動後の位置における経過点)、「1」の丸マーク(第1位置)の順番に3つの位置を結ぶ流体噴射経路を表示させる制御を行う。
図7の上の画面に示すように、作業者が噴射方向−選択部82を選択した場合には、表示制御部39は、表示部32に反時計回りの噴射経路を表示させる。つまり、表示制御部39は、「1」の丸マークから「5」の丸マークへ向かう矢印線、「5」の丸マークから「4」の丸マークへ向かう矢印線、「4」の丸マークから「2」の丸マークへ向かう矢印線、「2」の丸マークから「3」の丸マークへ向かう矢印線、および「3」の丸マークから「1」の丸マークへ向かう矢印線を表示させる。そして、表示制御部39は、指示順番「1」、「5」、「4」、「2」、「3」の順に各レコードが並んだ噴射経路テーブルを生成する。
(指示洗浄の制御例)
本実施形態における指示洗浄の制御例について、図8のフローチャートを参照しつつ説明する。図8は、本実施形態における工作システム1の指示洗浄における動作例を示すフローチャートである。
まず、工作機械10の撮像部12が撮像し、情報処理装置30の取得部35が撮像画像を取得する(S30)。グリッド分割部36は、ステップS30で取得した撮像画像に対してグリッド領域を作成し、グリッド画像を作成する(S31)。表示部32は、ステップS31で作成されたグリッド画像または撮像画像を表示する(S32)。
表示された画像について作業者が切屑を認識し、クーラントを噴射したい位置を入力部34によって指示すると、検知部38はそれぞれの位置への入力信号として検知する(S33)。検知部38は、入力信号を検知すると、入力信号を表示制御部39へ渡す(S34)。
表示制御部39は、上述したように、入力信号に基づいて対象エリアでのクーラントの指示された順番を考慮した噴射経路を形成し、また、噴射経路に基づいてクーラントを噴射するように制御する制御信号(順序付けられた機械座標を含む)を生成する(S35)。表示部32は、形成された噴射経路を撮像画像またはグリッド画像に重ねて表示する(S36)。作業者が噴射経路を確認し、修正があれば再度ステップS33へと戻る(S37)。修正がなければ送信部40は生成された制御信号を工作機械10へ送信し(S38)、工作機械10は噴射経路の矢印線の向きに従ってクーラントを噴射するようにノズルを駆動してクーラントを噴射し(S39)、終了する。
たとえば図4では、画面部50において撮像画像をベースとして表示する例を示したが、図9に示すように、グリッド画像をベースとして表示するようにしてもよい。図4に示したモード選択エリア51は、自動洗浄モード選択部54、および指示洗浄モード選択部55については省略するが、図9においても図4の場合と同様である。操作方法および制御処理は、グリッド画像を表示させる点を除き、図4の場合と同様である。グリッド画像をベースに表示すれば、作業者が、切屑の多いところを認識しやすくなる。また、図10に示すように、加工を行う前からこれまでのデータをもとに、切屑が堆積し易い箇所を示して、それに基づいてクーラント噴射経路の作成するようにしてもよい。この場合には、画像上には切屑がない状態の画面で、クーラント噴射経路が作成できる。
(自動洗浄のクーラント噴射経路)
自動洗浄のクーラントの噴射経路について説明する。なお、切屑認識部37からの自動検知信号に基づいて、クーラントを噴射する場合を自動洗浄と称する。クーラント噴射経路は、記憶部33に予め記憶された複数のクーラント噴射経路の中から、関連領域に対応したクーラント噴射経路を選択することもできるし、所定のアルゴリズムに基づいて、最適なクーラント噴射経路を形成することもできる。更に、所定の学習モデルを用いて、最適なクーラント噴射経路を形成することもできる。
図11の上の画面は、撮像画像に重ねた洗浄経路パターンの例を示す。図11の下の画面は、グリッド画像に重ねた洗浄経路パターンの例を示す。撮像画像を表示させた状態で、自動洗浄を行ってもよいし、グリッド画像を表示させた状態で、自動洗浄を行ってもよい。
図11に示す画面には、領域Aから領域Gの区分けが設定されている。領域に応じて洗浄経路パターンを記憶させておき、自動洗浄する。
領域Aには、パレット14が含まれる。記憶部33において、領域Aには矢印64に示すパレット14に対するジグザグのクーラント噴射経路が対応付けられている。表示制御部39が、領域Aの切屑量が基準を超えたと判定した場合には、図3の上の画面に示すように、図11の矢印64のクーラント噴射経路が選択され、設定される。図3の上の画面では、グリッド領域の区切りと切屑の量を示すパターンを示している。パターンが示されていないグリッド領域は、後述する「切屑がない(クラス0)」に相当する。薄いパターンが示されたグリッド領域は、同じく「切屑が少ない(クラス1)」に相当する。濃いパターンが示されたグリッド領域は、同じく「切屑が多い(クラス2)」に相当する。
領域Bには、斜面19と平面20が含まれる。記憶部33において、領域Bには、領域B2の斜面19に対して、矢印61に示す上方から直線の往復するクーラント噴射経路が対応付けられている。さらに、領域Bには、領域B1の平面20に対して、矢印62に示すシュータ21に向かう洗浄クーラント噴射経路が対応付けられている。表示制御部39が、領域Bの切屑量が基準を超えたと判定した場合には、矢印61と矢印62のクーラント噴射経路が選択され、設定される。
領域Dには、脇部51a、脇部51bおよび中央部50が含まれる。記憶部33において、領域Dには、脇部51aと脇部51bに対して、矢印65aと矢印65bに示す旋回扉17から離れる一方向の複数の直線の洗浄クーラント噴射経路が対応付けられている。さらに、領域Dには、矢印65cに示す旋回扉17と平行の方向に往復する複数の直線の洗浄クーラント噴射経路が対応付けられている。表示制御部39が、領域Dの切屑量が基準を超えたと判定した場合には、矢印65aと矢印65bと矢印65cのクーラント噴射経路が選択され、設定される。
領域Fには、側面18aが含まれる。記憶部33において、領域Fには矢印63に示す側面18aの上方の直線のクーラント噴射経路が対応付けられている。表示制御部39が、領域Fの切屑量が基準を超えたと判定した場合には、矢印63のクーラント噴射経路が選択され、設定される。
領域Gには、側面18bが含まれる。記憶部33において、領域Gには矢印66に示す側面18bの上方の直線のクーラント噴射経路が対応付けられている。表示制御部39が、領域Gの切屑量が基準を超えたと判定した場合には、矢印66のクーラント噴射経路が選択され、設定される。領域Cと領域Eにも、クーラント噴射経路が対応付けられているが、省略する。
(自動洗浄の制御例)
本実施形態における工作システム1の自動洗浄の制御例について、図12の上に示した自動洗浄の制御処理のフローチャート(「加工室内の切屑の清掃フロー」)を参照しつつ説明する。
まず、工作機械10にワークが搬入され加工が開始される(S10)。当該加工によって切屑が発生する。
次に工作機械10の撮像部12が撮像し、情報処理装置30の取得部35が撮像画像を取得する(S11)。グリッド分割部36は、ステップS11で撮像した撮像画像を複数のグリッド領域に分割し、グリッド画像を作成する(S12)。切屑認識部37は、ステップS12で作成されたグリッド画像の各グリッド領域に対して、切屑の有無または量を判定する(S13)。ここで、切屑がなく且つ加工が続いている場合、再度ステップS11へと戻り、撮像画像を取得する。また、切屑がなく且つ加工が終了している場合、工作システム1の動作を終了する(S14)。切屑認識部37は、切屑があった場合、表示制御部39に、グリッド画像におけるグリッド領域の位置に対応した撮像画像上の所定位置情報および切屑の量に関する情報を含む自動検知信号を出力する(S15)。
表示制御部39は、自動検知信号から関連領域(切屑量が基準を超えた領域)を特定し、当該関連領域でのクーラント噴射経路を表示部32に表示させる。送信部40は、当該関連領域でのクーラント噴射経路の制御信号を液体噴射部11へ出力する(S16)。上記制御信号は、関連領域が複数ある場合は各関連領域へクーラントを噴射する洗浄順序に関する情報を含む。送信部40は、噴射信号を工作機械10に送信する(S17)。
工作機械10は、制御信号に基づいて液体噴射部11を制御し、上記洗浄順通りに関連領域にクーラントを噴射する(S18)。各関連領域全てにクーラントを噴射し終わると、再度ステップS11へと戻り、ワークの加工が終了するまで上記工程を繰り返す。以上が自動洗浄による洗浄工程である。
(切屑認識)
撮像画像を用いて自動的に切屑を認識する方法について説明する。図12の下のブロック図(「切屑認識部37による切屑検出の機械学習」)は、切屑を自動的に認識する切屑認識部37の構成の概略図である。図12の下のブロック図に示すように、切屑認識部37は、モデル学習部41、算出部43および判定部44を備える。また、記憶部33は、モデル記憶部42を備える。
モデル学習部41は、学習モデルを作成する。学習モデルは、入力としてグリッド分割部36で作成されたグリッド領域の一つを入力すると、当該グリッド領域内の切屑に関する、所定の項目のうちどれに該当するか、その確率を算出して出力することができるモデルである。学習モデルは例えば、対となる入力データと出力データを教師データとしてあらかじめ、CNN(畳み込みニューラルネットワーク)に入力して学習させることで作成することができる。一般的なCNNは、畳み込み層、プーリング層によって画像の特徴を抽出し、当該特徴をニューラルネットワークへと入力し処理を行う学習手法であり、画像の特徴抽出によく利用される。なお、CNN以外の学習手法を用いて学習モデルを作成してもよい。本実施形態においては、入力データにグリッド領域を、出力データに当該グリッド領域における切屑の有無および量に関する情報を用いることができる。より多くの教師データを入力し、より多くのグリッド領域(つまり、より様々なグリッド領域)に関する切屑の有無および量を学習させることで、当該学習モデルによる切屑認識の精度を向上させることができる。
モデル記憶部42は、切屑の有無を自動的に判定する学習モデルを記憶する。学習モデルは、必要に応じて算出部43に読み込まれる。本実施形態においては、切屑認識部37がモデル学習部41を備え、記憶部33がモデル記憶部42を備えるが、情報処理装置30とは別の装置にて学習モデルを作成し、記憶部33に学習モデルを記憶させて必要に応じて当該学習モデルを読み込む方式でもよい。
算出部43は、グリッド領域内の切屑に関する、あらかじめ定められた項目に該当する確率を算出する。算出部43は具体的には、モデル学習部41で学習した学習モデルを用いて、入力データとして入力されたグリッド領域が「切屑が多い(クラス2)」、「切屑が少ない(クラス1)」、「切屑がない(クラス0)」という3項目のどれに該当するかに関する確率を算出することができる。また、項目をさらに細分化して算出してもよいし、単純に切屑が存在する確率を算出してもよい。
判定部44は、入力されたグリッド領域に関して算出部43が算出した確率から、当該グリッド領域に切屑がクラス0〜2のどれに該当するかを判定する。判定部44は、グリッド領域内に存在する切屑に関して算出部43が算出した確率から、どのように判定するかを設定することができる。例えば、算出部43が算出したクラス0〜2の確率のうち一番高い項目に該当すると判定してもよい。また、「クラス2」が25%、「クラス1」が35%、「クラス0」が40%と算出された場合のように、「切屑がある(クラス2+クラス1)」の確率が「切屑がない(クラス0)」の確率よりも高いときに、「クラス1」(または「クラス2」)に該当すると判定してもよい。判定部44は、グリッド領域に切屑があると判定(つまり、クラス2またはクラス1であると判定)した場合、グリッド画像における当該グリッド領域の位置に対応した撮像画像上の位置情報を少なくとも有する自動検知信号を、上述したように表示制御部39へと出力する。自動検知信号は、切屑の量に関する情報を含んでもよい。
このようにして、本工作システム1は、工作機械10に設けられた撮像部12によって撮像された撮像画像に基づいて、切屑の有無を自動的に認識することができる。
本実施形態において、工作システム1は、ワークの加工中、または加工終了後、撮像部12で撮像された撮像画像に基づいて自動的に切屑を認識し、クーラントを噴射する自動洗浄を行うことができる。当該自動洗浄は、定期的に行われてもよく、また、例えば作業者による指示など何らかの指示を与えることで実行されてもよい。
自動洗浄は、複数の関連領域に切屑があると認識する可能性もある。このような場合に対応するため、何らかの規則に従って洗浄する順番を設定することが好ましい。例えば、関連領域に対してあらかじめ優先順位を設け、当該優先順位と切屑認識部による切屑の堆積状態(例えば、切屑量の多寡)とから、洗浄の順番を設定してもよい。当該優先順位は、例えば、加工に一番影響すると考えられるパレット14を一番高い優先順位とし、切屑がたまりやすい平面20や斜面19、工作機械10外へと動く旋回扉17を二番目に高い優先順位とし、その他を三番目の優先順位としてもよい。また、主軸は、工具を交換する際のみ洗浄するようにしてもよい。設定された洗浄の順番にしたがってクーラントを噴射し終わると、撮像された撮像画像に関して認識された切屑に対する自動洗浄の一連の工程が終了する。
図13の画面に示すように、異なるアングルから撮像した撮像画像を表示して、その撮像画像上でクーラント噴射経路を作成してもよい。上述した撮像画像を撮像した撮像部と異なる位置に設置されている撮像部によって、別のアングル(斜め上)から撮像した撮像画像である。
別のアングルの撮像画像を表示する場合にも、上述と同様の操作と処理によって、クーラント噴射経路を作成できる。図13の上の画面は、図6の上の画面と同じ状態を示している。図13の下の画面は、図6の下の画面と同じ状態を示している。図13の下の画面に示した破線の丸マークのように、選択点を撮像画像の外に移動させることができる。表示制御部39は、撮像画像の外の領域に関しても、指示位置および機械座標を求めて噴射経路テーブルに設定する。
表示させる撮像画像のアングルを切り替えられるようにしてもよい。たとえば、図14の画面に示すように、撮像アングル1選択部91と撮像アングル2(上面)選択部92が表示される。図14の上の画面のように、作業者が撮像アングル1選択部91を選択した場合には、表示制御部39は、第1撮像アングル(たとえば斜め上)から撮像した撮像画像を表示させる。図14の下の画面のように、作業者が撮像アングル2(上面)選択部92を選択した場合には、表示制御部39は、第2撮像アングル(たとえば真上)から撮像した撮像画像を表示させる。
[変形例]
(ロボットの利用例)
実施形態では、工作機械10において液体噴射部11と撮像部12を備える例を示したが、液体噴射部11と撮像部12を工作機械10以外のロボットに備えさせるようにしてもよい。つまり、ロボットが撮像と液体噴射を行うようにしてもよい。あるいは、気体噴射部と撮像部12を備えるロボットを利用するようにしてもよい。つまり、ロボットが撮像と気体噴射を行うようにしてもよい。噴射される気体は、たとえば圧縮された空気である。気体によっても屑を移動させることができる。工作機械10において、液体噴射部11に代えて気体噴射部を用いるようにしてもよい。
ロボットの例を示す。図15は、ロボットの外観図である。図16は、ロボットの上面図である。搬送装置(AGV(Automatic Guided Vehicle))135の上面136に、シリアルリンク機構のロボットアーム125を有する。ロボットアーム125は、第1アーム126と第2アーム127と第3アーム128を含む。第3アーム128の先端には、カメラ131とエアブローの噴射ノズル130が取り付けられている。ロボット制御装置137は、ロボットアーム125を動かして、カメラ131と噴射ノズル130を任意の向きで任意の位置に留めることができる。また、ロボット制御装置137は、カメラ131に撮像画像を撮像させ、噴射ノズル130から気体を噴射させて切屑を除去する。
図15のロボットは、撮像部と流体噴射部とを備えているが、この形態に限定されない。ロボットが撮像部を有し、工作機械が流体噴射部を有し、ロボットと工作機械以外のパソコンが表示制御部を有する形態でもよい。表示制御部などの各部をどの装置が備えるかは適宜選択できる。
図15のロボットを用いた例を説明する。図16に示すように、ロボットが搭載された搬送装置は、工作機械の正面まで移動し、停止する。ロボットに搭載されたカメラにより、工作機械内の構造や目印を撮像し、ロボットの位置の補正を行う。ロボットは、工作機械で加工するワークを把持しているので、そのワークを工作機械内に設置するように動かす。この動作前に、再度、撮像部であるカメラで画像を取得し、ワークの設置位置と設置位置の状態を検知する。ロボットは、ワークを設置位置に近づけると、噴射ノズルから気体を噴射し設置位置とその近傍から埃等を除去し、噴射ノズルからの気体の噴射後にワークを設置位置に設置する。ロボットが噴射ノズルを有するため、気体をどのように噴射するかに関して、工作機械の操作盤上で噴射経路の作成を行ってもよいし、工作機械やロボットと別のタブレットなどのコンピュータで行ってもよい。
(表示部32と入力部34の独立)
表示部32と入力部34を情報処理装置30と別に設けてもよい。その場合には、表示部32と入力部34は、情報処理装置30と通信手段によって接続される。また、本実施形態において、表示制御部39は情報処理装置30の演算部31に含まれているが、工作機械10に含まれていてもよいし、例えば任意の通信手段を介して接続できるクラウドなど、工作システム1以外の装置に備えられていてもよい。
本開示に係る情報処理装置30、工作機械10および噴射方法は、ハードウェア資源、例えば、プロセッサ、メモリ、およびプログラムとの協働などによって、実現される。本開示は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
本実施形態では、ユーザ操作によって、工作機械内の画像上の第1位置と第2位置とを入力して、第1位置と、第2位置と、第1位置と第2位置を対角とする四角形のそれ以外の角部である第3位置と第4位置を、工作機械内の画像データと重ねて表示させるので、流体噴射経路を生成する際のユーザ操作が簡単になる。
また、既に設定された指示位置のいずれか(上述の例では、第4位置)を選択して移動させると、既に設定された指示位置(上述の例では、第1位置と第2位置と第3位置と第4位置)を結ぶ四角形を変形できるので、流体噴射経路を生成する際のユーザ操作が簡単になる。
また、ユーザ操作によって、流体噴射経路(たとえば第4位置から第1位置への矢印線)の中間に経過点を出現させて、経過点を移動させる操作によって、流体噴射経路の元位置(たとえば第4位置)と移動させた経過点(たとえば第5位置)と流体噴射経路の先位置(たとえば第1位置)とを結ぶ流体噴射経路を表示させるので、屈曲する流体噴射経路を簡単に生成できる。
また、第1グリッド(第1グリッド画像)と第2グリッド(第2グリッド画像)における切屑の量の差がわかるように表示するので、切屑の多いところと少ないところを意識しやすくなる。
1 工作システム、10 工作機械、11 液体噴射部、12 撮像部、13 機械座標取得部、30 情報処理装置、32 表示部、33 記憶部、34 入力部、35 取得部、36 グリッド分割部、37 切屑認識部、38 検知部、39 表示制御部、40 送信部

Claims (4)

  1. 工作機械内に流体を噴射し屑を移動させるために前記流体の噴射経路を生成する情報処理装置であって、
    前記工作機械内の画像上の第1位置に対する第1入力信号と、前記工作機械内の画像上の第2位置に対する第2入力信号と、複数回噴射に関する第3入力信号と、を検知する検知部と、
    前記検知部で検知した信号に基づいて、(i)前記第1位置と、(ii)前記第2位置と、前記第1位置と前記第2位置とを結ぶ直線を対角線とする四角形の4つの角部のうち前記第1位置と前記第2位置と異なる角部である(iii)第3位置と(iv)第4位置と、を、対象エリアが撮像された画像データと重ねて表示する制御を行う表示制御部と、を備える情報処理装置。
  2. 前記表示制御部は、
    第4位置が選択され、選択された選択点が移動されると、前記第1位置、前記第3位置、前記第2位置、選択点との順で構成される四角形の噴射経路が表示される制御を行う請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記表示制御部は、
    前記第1位置と前記第4位置との間の前記噴射経路が選択されると、前記第1位置と前記第4位置との間に経過点を表示させ、前記経過点が移動させられると、前記第1位置、移動後の位置における前記経過点、前記第4位置の順番に3つの位置を結ぶ前記噴射経路を表示させる制御を行う請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記表示制御部は、
    撮像された画像データを第1グリッドと第2グリッドとを含む複数のグリッドに区分けし、前記第1グリッドに対応した画像データから検知された屑の量と、前記第2グリッド内に対応した画像データから検知された屑の量とが異なる場合に、屑の量が異なることが分かるように前記第1グリッドと前記第2グリッドとを前記画像データと重ねて表示させる制御を行う請求項1から3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
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