JP7260428B2 - 拡張現実グラス装置及び表示プログラム - Google Patents

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Description

本発明は、拡張現実グラス装置及び表示プログラムに関する。
従来より、工作機械を制御する数値制御装置の画面上に、工具の移動軌跡を表示する装置が知られている。この装置では、工具の移動軌跡を用いてワークの加工状況を確認することができる。また、加工プログラムのデバッグ時に、個々の加工プログラムの実行及び停止を繰り返すことができる装置が知られている。
このような装置では、個々の加工プログラムにおける工具の移動軌跡を表示することで、加工プログラムの動作を個々に確認しながら加工プログラムを実行することができる。これに対し、動作対象の移動軌跡のみならず、移動方向を示すことができればより好ましい。そこで、動作対象であるロボットの移動方向も示すことが可能な装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－１８０７０７号公報
ところで、工作機械では、工具の先端のみならず、ワークを載置するテーブルも動くことで、加工位置を移動させる場合がある。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸で示される直行座標系において、工具の先端は、Ｚ軸方向のみに動く場合があり得る。このとき、テーブルは、Ｘ軸及びＹ軸方向に動く場合があり得る。このように複数の動作対象が相対的に動く場合であっても、工具の先端のワーク座標系における相対的な位置を直感的に表示することができれば好適である。
（１）本開示の一態様は、透過型の表示部を有し、工作機械における工具の軌跡を前記表示部に表示可能な拡張現実グラス装置であって、前記工具を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部と、取得される時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における前記工具の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部と、特定された前記工具の軌跡及び移動方向を前記表示部にステレオ表示させる表示制御部と、を備える拡張現実グラス装置に関する。
（２）また、本開示の一態様は、透過型の表示部を有し、工作機械における工具の軌跡を前記表示部に表示可能な拡張現実グラス装置としてコンピュータを機能させる表示プログラムであって、前記コンピュータを、前記工具を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部、時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における前記工具の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部、及び、特定された前記工具の軌跡及び移動方向を前記表示部にステレオ表示させる表示制御部、として機能させる表示プログラムに関する。
本開示によれば、工具の先端のワーク座標系における位置を直感的に表示することが可能な拡張現実グラス装置及び表示プログラムを提供することができる。
第１実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムの全体構成を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る拡張現実グラス装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおいて、表示部に表示される工具の先端の軌跡及び移動方向を示す概念図である。 第１実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおいて、処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおいて、処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおいて、表示部に表示される工具の先端及びテーブルに重畳される軌跡及び移動方向を示す概念図である。 第１実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおいて、表示部に表示される工具の先端及びテーブルに重畳される軌跡及び移動方向を示す概念図である。 第２実施形態に係る拡張現実グラス装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る拡張現実グラス装置及び表示プログラムにおいて、表示部に表示される工具の先端及びテーブルに重畳される軌跡及び移動方向を示す概念図である。 変形例に係る拡張現実グラス装置において、表示部に表示される工具の先端の軌跡及び移動方向を示す概念図である。 変形例に係る拡張現実グラス装置において、表示部に表示される工具の先端の軌跡及び移動方向を示す概念図である。
以下、本開示の各実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムについて、図１から図１２を参照して説明する。
まず、各実施形態の拡張現実グラス装置１及び表示プログラムを説明する前に、拡張現実グラス装置１に関連付けられる工作機械１００及び数値制御装置２００について説明する。なお、以下の説明において、「ワーク座標系」とは、例えば、工作機械の手動制御によって決められる座標系であり、加工対象であるワークを基準とする座標系である。
工作機械１００は、例えば、図１に示すように、数値制御装置２００に接続される加工装置である。工作機械１００は、数値制御装置２００から出力される動作信号に基づいて動作する。工作機械１００は、ワークＷの設置用のテーブル１０２と、テーブル１０２の上方に配置される工具１０１と、を備える。工作機械１００は、例えば、動作信号に基づいてテーブル１０２及び工具１０１の両者を動作させることで、ワークＷを加工する。また、工作機械１００は、数値制御装置２００の指令に基づく自動制御と、手動パルス発生器（図示せず）を用いた手動制御とのいずれかに基づいて動作する。自動制御は、例えば、工具１０１を用いて実際にワークＷを検索する際に利用される。手動制御は、例えば、デバッグや、ワークＷの検知等の際に利用される。
数値制御装置２００は、予め設定される加工プログラムのプログラムブロックにしたがって、動作信号を工作機械１００に出力可能な装置である。本実施形態において、数値制御装置２００は、１つの工作機械１００にセットとして配置される。数値制御装置２００は、加工プログラムに含まれる一連のプログラムブロックを順次実行することで、一連の動作信号に基づいて工作機械１００の動作を制御する。
以上の工作機械１００及び数値制御装置２００によれば、工作機械１００は、手動制御された後、自動制御される。まず、工作機械１００は、例えば、パルス発生器を用いて手動制御されることで、ＸＹＺ軸の指定された各軸方向に工具１０１の先端又はテーブル１０２をそれぞれ移動させる。そして、検知器（図示せず）を取り付けた工具１０１の先端によって、ワークＷの場所や大きさ等が把握される。
次いで、工作機械１００は、数値制御装置２００におけるプログラムブロックの実行よって自動制御される。工作機械１００は、例えば、切削液（図示せず）を用いて、工具１０１によりワークＷを実際に研削する。
（第１実施形態）
次に、第１実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムについて、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る拡張現実グラス装置１は、例えば、ワーク座標系における工具１０１の先端の軌跡と、移動方向とを表示する装置である。具体的には、拡張現実グラス装置１は、工作機械１００における加工の状況を確認可能な眼鏡型の表示デバイスである。拡張現実グラス装置１は、数値制御装置２００及び加工装置を管理する作業員Ｈに装着されて用いられる。また、拡張現実グラス装置１は、例えば、１組の数値制御装置２００及び工作機械１００に組み合わされる。拡張現実グラス装置１は、数値制御装置２００と無線通信可能に接続される。拡張現実グラス装置１は、図２に示すように、表示部１１と、ブロック取得部１２と、軌跡特定部１３と、表示制御部１４と、取得個数制限部１５と、撮像部１６と、位置識別部１７と、手動動作識別部１８と、移動方向取得部１９と、を備える。
表示部１１は、例えば、透過型ディスプレイである。表示部１１は、作業員Ｈの目の位置に合わせて一対に配置される。表示部１１は、透過する像に合わせて、種々の情報を表示可能に構成される。表示部１１は、例えば、工作機械１００の工具１０１やテーブル１０２の像を透過するとともに、種々の情報を工具１０１やテーブル１０２に重畳して表示する。
ブロック取得部１２は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。ブロック取得部１２は、工具１０１を移動動作させるプログラムブロックを取得する。ブロック取得部１２は、例えば、数値制御装置２００に予め設定される加工プログラムに関して、実行中又は実行直前に読み込まれるプログラムブロックを取得する。具体的には、ブロック取得部１２は、加工プログラムに関し、工具１０１の動作に用いられる最中又は直前の一連のプログラムブロックを所定数取得する。本実施形態において、ブロック取得部１２は、実行中又は次に実行されるプログラムブロックと、その後連続して実行されるプログラムブロックとを、数値制御装置２００から所定数取得する。また、ブロック取得部１２は、例えば、数値制御装置２００から、実行中のプログラムを特定する情報と、ワーク座標系における工具１０１の位置を示す情報と、を取得する。
軌跡特定部１３は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。軌跡特定部１３は、時系列的に連続する複数のプログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における工具１０１の軌跡及び移動方向を特定する。具体的には、軌跡特定部１３は、一連のプログラムブロックから、実行中又は次に実行されるプログラムブロックと続けて将来的に実行されるプログラムブロックとによって移動する軌跡及び移動方向を特定する。また、軌跡特定部１３は、取得したワーク座標系における工具１０１の位置を示す情報と、実行中のプログラムブロックを特定する情報とから、実行中のプログラムブロック及び工具１０１の位置を特定する。
表示制御部１４は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。表示制御部１４は、特定された工具１０１の軌跡及び移動方向を表示部１１にステレオ表示させる。表示制御部１４は、例えば、図３に示すように、左右一対の表示部１１のそれぞれに、ワーク座標系における工具１０１の先端の軌跡及び移動方向を示す視差画像を表示させる。即ち、表示制御部１４は、表示部１１に、現在の動作及び将来の動作に関する、工具１０１の先端の軌跡及び移動方向をステレオ画像として表示させる。これにより、表示制御部１４は、作業員Ｈに対して立体画像（３Ｄ画像）を提供する。また、表示制御部１４は、プログラムブロックを識別する目印（図３では、Ｎ１０，Ｎ１１，Ｎ１２）を軌跡及び移動方向とともに表示する。なお、本実施形態において、表示制御部１４は、図３に示すように、ワーク座標系の座標軸とともに、工具１０１の軌跡及び移動方向を表示部１１に表示させる。また、表示制御部１４は、特定された実行中のプログラムブロック及び工具１０１の位置を表示部１１に表示させる。
取得個数制限部１５は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。取得個数制限部１５は、取得されるプログラムブロックの個数の指定、又はプログラムブロックの実行により移動する工具１０１の移動距離に基づいて、ブロック取得部１２によって取得されるプログラムブロックの個数を制限する。取得個数制限部１５は、例えば、ブロック取得部１２によって取得されるプログラムブロックの個数を３つに制限する。これにより、取得個数制限部１５は、軌跡特定部１３によって特定される工具１０１の先端の軌跡及び移動方向について、３つの一連のプログラムブロックに跨る軌跡及び移動方向に制限する。また、取得個数制限部１５は、例えば、工具１０１の移動距離を制限することで、ブロック取得部１２によって取得されるプログラムブロックの個数を制限する。これにより、取得個数制限部１５は、一連のプログラムブロックによって移動する工具１０１の移動距離を所定の範囲内に収めるように、軌跡特定部１３の特定に用いられる一連のプログラムブロックの個数を制限する。具体的には、取得個数制限部１５は、実行中又は次に実行されるプログラムブロックに基づいて、一連のプログラムブロックにおける工具１０１の移動距離を合算する。取得個数制限部１５は、工具１０１の移動距離が所定の距離を超えず最大の距離となるプログラムブロックの個数に取得する個数を制限する。
撮像部１６は、例えば、画像を撮像する装置である。撮像部１６は、表示部１１を透過する画像であって、工具１０１を含む画像を撮像画像として取得可能な構成である。換言すると、撮像部１６は、表示部１１を介して、作業員Ｈによって視認されている工作機械１００の工具１０１の画像を撮像画像として取得可能な構成である。撮像部１６は、例えば、左右一対の表示部１１のそれぞれについて、撮像画像を取得する。また、撮像部１６は、テーブル１０２を含む撮像画像を撮像する。撮像部１６は、例えば、工具１０１の先端とテーブル１０２とを含む撮像画像を撮像する。
位置識別部１７は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。位置識別部１７は、撮像画像に含まれる工具１０１の先端の位置を識別する。位置識別部１７は、例えば、工具１０１の先端に取り付けられる位置検出用のマーカを撮像画像中に認識することで、ワーク座標系における工具１０１の先端の相対位置を識別する。また、位置識別部１７は、撮像画像に含まれるテーブル１０２の位置を識別する。
手動動作識別部１８は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。手動動作識別部１８は、工作機械１００の自動動作から手動動作への切り替えを識別する。手動動作識別部１８は、例えば、数値制御装置２００によって制御されるモード（自動制御）から、パルス発生器によって動作されるモード（手動制御）への切り替えを識別する。
移動方向取得部１９は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。移動方向取得部１９は、手動動作への切り替えが識別された場合に、工具１０１及びテーブル１０２の少なくとも一方について、手動によって指定された移動方向を取得する。移動方向取得部１９は、例えば、パルス発生器によって特定された軸の移動指令にしたがって動作する工具１０１及びテーブル１０２の少なくとも一方の移動方向を数値制御装置２００から取得する。
次に、拡張現実グラス装置１を用いた動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。本フローでは、工作機械１００が手動制御された後、自動制御される例が説明される。
（手動制御）
まず、手動動作識別部１８は、工作機械１００の動作について、手動制御であるか否かを識別する（ステップＳ１）。手動動作識別部１８は、例えば、数値制御装置２００から動作モードを取得することで、手動制御であるか否かを識別する。手動制御である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２に進む。自動制御である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理は、図５のステップＳ１１に進む。
ステップＳ２において、撮像部１６は、撮像画像を取得する。撮像部１６は、例えば、一対の表示部１１のそれぞれを透過する画像を撮像画像として取得する。
次いで、位置識別部１７は、撮像画像に含まれる工具１０１の先端位置及びテーブル１０２の位置を識別する（ステップＳ３）。位置識別部１７は、例えば、工具１０１の先端やテーブル１０２に取り付けられたマーカを用いて、工具１０１の先端位置及びテーブル１０２の位置を識別する。
次いで、移動方向取得部１９は、パルス発生器を用いた各軸の移動方向を取得する（ステップＳ４）。移動方向取得部１９は、例えば、数値制御装置２００を介して、パルス発生器によって指定された軸（動作軸）の情報を取得する。また、移動方向取得部１９は、パルス発生器によって実際に動作された動作方向を取得する。移動方向取得部１９は、例えば、ダイヤル式のパルス発生器の回転方向を取得することで、動作軸の移動方向（プラス方向又はマイナス方向）の情報を取得する。
次いで、表示制御部１４は、取得された動作軸及び移動方向を表示部１１に表示させる（ステップＳ５）。表示制御部１４は、動作軸及び移動方向を工具１０１の先端位置又はテーブル１０２に重畳して表示部１１に表示させる。表示制御部１４は、例えば、図６に示すように、動作軸をＸ軸、移動方向をプラス方向として、テーブル１０２が動作することを撮像画像に含まれるテーブル１０２の位置に重畳して表示部１１に表示させる。また例えば、表示制御部１４は、図７に示すように、動作軸をＺ軸、移動方向をプラス方向として、工具１０１の先端が動作することを撮像画像に含まれる工具１０１の先端の位置に重畳して表示部１１に表示させる。表示制御部１４は、例えば、ステレオ画像として、表示部１１に重畳した画像として表示してもよい。
次いで、パルス発生器を用いた移動が次にあるか否かが判断される（ステップＳ６）。パルス発生器を用いた移動が次にある場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ４に戻る。一方、パルス発生器を用いた移動が無い場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、処理はステップＳ７に進む。
ステップＳ７において、手動動作識別部１８は、手動動作から自動動作への動作モードの切り替えを判断する。切り替えが実行された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、処理は、図５のステップＳ１１に進む。一方、切り替えが実行されない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、本フローは終了する。
（自動制御）
図５に示すように、取得個数制限部１５は、数値制御装置２００から取得するプログラムブロックの個数を制限する（ステップＳ１１）。次いで、ブロック取得部１２は、制限された個数のプログラムブロックを数値制御装置２００から取得する（ステップＳ１２）。
軌跡特定部１３は、取得されたプログラムブロックから、工具１０１の先端のワーク座標系における相対的な軌跡及び移動方向を特定する（ステップＳ１３）。また、軌跡特定部１３は、実行中のプログラムブロックと、工具１０１の位置とを特定する。表示制御部１４は、図３に示すように、特定された軌跡及び移動方向を表示部１１にステレオ画像として表示させる（ステップＳ１４）。また、表示制御部１４は、特定された実行中のプログラムブロックと、工具１０１の位置とを表示部１１に表示させる。
次いで、次のプログラムブロックがあるか否かが判断される（ステップＳ１５）。次のプログラムブロックがある場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１１に戻る、一方、次のプログラムブロックが無い場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、本フローにおける処理は、終了する。
次に、本実施形態に係る表示プログラムについて説明する。
拡張現実グラス装置１に含まれる各構成は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータが表示プログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
表示プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、表示プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、表示プログラムをコンピュータに供給できる。
以上、第１実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムによれば、以下の効果を奏する。
（１）透過型の表示部１１を有し、工具１０１を用いた工作機械１００の工具１０１の軌跡を表示部１１に表示可能な拡張現実グラス装置１であって、工具１０１を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部１２と、取得される時系列的に連続する複数のプログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における工具１０１の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部１３と、特定された工具１０１の軌跡及び移動方向を表示部１１にステレオ表示させる表示制御部１４と、を備える。これにより、各超現実グラス装置を装着する作業員Ｈは、立体画像（３Ｄ画像）として工具１０１の軌跡及び移動方向を把握することができる。したがって、工具１０１の先端の相対的軌跡及び移動方向について、作業員Ｈに直感的に把握させることが可能となる。
（２）表示制御部１４は、工具１０１の軌跡及び移動方向を座標軸とともに表示部１１に表示させる。これにより、作業員Ｈの位置からワーク座標系を見る際の工具１０１の先端の移動方向を座標軸に比較して示すことができる。したがって、工具１０１の先端の相対的軌跡及び移動方向について、作業員Ｈにより直感的に把握させることが可能となる。
（３）拡張現実グラス装置１は取得されるプログラムブロックの個数の指定、又はプログラムブロックの実行により移動する工具１０１の移動距離に基づいて、ブロック取得部１２によって取得されるプログラムブロックの個数を制限する取得個数制限部１５をさらに備える。これにより、拡張現実グラスによって保持されるプログラムブロックの情報量を制限することができる。したがって、拡張現実グラス装置１で使用されるメモリ容量を節約することができる。
（４）拡張現実グラス装置１は、表示部１１を透過する画像であって、工具１０１を含む画像を撮像画像として撮像可能な撮像部１６と、撮像画像に含まれる工具１０１の先端の位置を識別する位置識別部１７と、をさらに備え、表示制御部１４は、撮像画像に含まれる工具１０１の先端の位置に、工具１０１の軌跡及び移動方向を重畳して表示部１１に表示させる。実際の工具１０１の先端の位置に、工具１０１の軌跡及び移動方向を重畳して表示することができるので、工具１０１の先端の軌跡及び移動方向をより直感的に把握しやすい装置を提供することができる。また、工作機械１００の工具１０１の先端位置が外部から視認できない場合、工具１０１の軌跡及び移動方向は、ワーク座標系で示される。一方、工作機械１００の工具１０１の先端位置が外部から視認できる場合、工具１０１の軌跡及び移動方向は、実際の工具１０１の軌跡として示される。これにより、拡張現実グラス装置１は、工具１０１の先端位置が視認できない場合であっても工具１０１の軌跡及び移動方向を示すことを可能とする装置である。そして、拡張現実グラス装置１は、工具１の先端位置が視認できる場合には、工具１０１の先端の位置に軌跡及び移動方向を重畳することで、より直感的な表示を可能とする装置である。
（５）撮像部１６は、テーブル１０２を含む撮像画像を撮像し、位置識別部１７は、テーブル１０２の位置を識別し、軌跡特定部１３は、時系列的に連続する複数のプログラムブロックとテーブル１０２の位置とに基づいて、ワーク座標系におけるテーブル１０２の軌跡及び移動方向を特定し、表示制御部１４は、撮像部１６に含まれるテーブル１０２の位置に、テーブル１０２の軌跡及び移動方向を重畳して表示部１１に表示させる。これにより、工具１０１の先端及びテーブル１０２の軌跡及び移動方向を別々に表示できるので、実際の機械の動作を直感的に作業員Ｈに把握させることができる。
（６）拡張現実グラス装置１は、工作機械１００の自動動作から手動動作への切り替えを識別する手動動作識別部１８と、手動動作への切り替えが識別された場合に、工具１０１及びテーブル１０２の少なくとも一方について、手動によって指定された移動方向を取得する移動方向取得部１９と、をさらに備え、表示制御部１４は、取得した移動方向を工具１０１及びテーブル１０２の少なくとも一方に重畳して表示する。これにより、実際の工具１０１の先端を視認することが可能な手動制御の状態と、加工動作中である自動制御の状態とにおいて表示態様を変えることができるので、よりユーザライクな装置を提供することができる。
（７）透過型の表示部１１を有し、工作機械１００における工具１０１の軌跡を表示部１１に表示可能な拡張現実グラス装置１としてコンピュータを機能させる表示プログラムであって、コンピュータを、工具１０１を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部１２、時系列的に連続する複数のプログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における工具１０１の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部１３、及び、特定された工具１０１の軌跡及び移動方向を表示部１１にステレオ表示させる表示制御部１４、として機能させる。これにより、各超現実グラス装置を装着する作業員Ｈは、立体画像（３Ｄ画像）として工具１０１の軌跡及び移動方向を把握することができる。したがって、工具１０１の先端の相対的軌跡及び移動方向について、作業員Ｈに直感的に把握させることが可能となる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムについて、図８から図１０を参照して説明する。
第２実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムは、図８に示すように、工作機械１００における切削液使用の有無を使用情報として取得する使用情報取得部２０をさらに備える点で、第１実施形態と異なる。また、第２実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムは、表示制御部１４は、使用情報によって切削液不使用が示される場合に、撮像部１６に含まれる工具１０１の先端の位置に、工具１０１の軌跡及び移動方向を重畳して表示部１１に表示させる点で、第１実施形態と異なる。
使用情報取得部２０は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。使用情報取得部２０は、工作機械１００における切削液使用の有無を使用情報として取得する。即ち、使用情報取得部２０は、工具１０１の先端が切削液の使用によって隠れているか否かを使用情報として取得する。
次に、本実施形態に係る拡張現実グラス装置１の動作について、図９を参照して説明する。なお、本フローは、図５のステップＳ１４のサブルーチンとして構成される。
図９に示すように、使用情報取得部２０は、使用情報を数値制御装置２００から取得する（ステップＳ２１）。次いで、切削液不使用か否かが判断される（ステップＳ２２）。切削液不使用である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２３に進む。一方、切削液使用中である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、表示制御部１４は、例えば、図３に示すように、左右一対の表示部１１のそれぞれに、ワーク座標系における工具１０１の先端の軌跡及び移動方向を示すステレオ画像を表示させる（ステップＳ２４）。これにより、本フローは終了する。
ステップＳ２３において、表示制御部１４は、撮像画像に含まれる実際の工具１０１の先端の位置に、工具１０１の先端の軌跡及び移動方向を重畳して表示部１１に表示させる。表示制御部１４は、例えば、図１０に示すように、工具１０１の移動と、テーブル１０２の移動とを別々に表示部１１に表示させる。これにより、本フローは終了する。
以上、第２実施形態に係る拡張現実グラス装置１及び表示プログラムによれば、以下の効果を奏する。
（８）工作機械１００における切削液使用の有無を使用情報として取得する使用情報取得部２０をさらに備え、表示制御部１４は、使用情報によって切削液不使用が示される場合に、撮像部１６に含まれる工具１０１の先端の位置に、工具１０１の軌跡及び移動方向を重畳して表示部１１に表示させる。これにより、デバッグ中等で切削液が不要である場合には、実際の工具１０１の先端の位置に、ワーク座標系における工具１０１の先端の位置に相対的な軌跡及び移動方向を示すことができる。したがって、より直感的に作業員Ｈに工具１０１の軌跡及び移動方向を示すことができる。
以上、本開示の拡張現実グラス装置及び表示プログラムの好ましい各実施形態につき説明したが、本開示は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、工具１０１の先端位置に対する表示部１１の角度が変更されることで、角度の変更に合わせて軌跡の角度を変更してもよい。例えば、拡張現実グラス装置１は、工具１０１の実際の位置に対する角度の変位を取得する変位取得部（図示せず）をさらに備えてもよい。表示制御部１４は、変位取得部によって取得された角度の変位に応じて、表示部１１に表示されるワーク座標系の角度を変更する。例えば、表示制御部１４は、図１１に示すような、ＸＹＺ軸が固定されている画像から、図１２に示すような、表示部１１に表示される工具１０１の先端の軌跡及び移動方向の角度を変更して表示してもよい。また、表示制御部１４は、角度の変位の基準となる位置の入力を入力部（図示せず）より受け付け、基準位置からの変位に応じて表示を変更してもよい。表示制御部１４は、例えば、所定の角度から描画される軌跡及び移動方向を基準位置として入力を受け付け、基準位置からの変位に応じて角度を変更した軌跡及び移動方向を描画してもよい。
また、上記第２実施形態において、使用情報取得部２０が使用情報を取得することで、切削液の使用の有無を判断するとしたが、これに制限されない。例えば、位置識別部１７が撮像部１６によって撮像された撮像画像に含まれる工具１０１の先端の位置の画像（マーカ）を認識できるか否かによって、切削液の使用の有無が判断されてもよい。位置識別部１７が工具１０１の先端の位置の画像（マーカ）を認識できる場合に、表示制御部１４は、工具１０１の先端の移動方向と、実際の工具１０１の先端の位置とを重畳してもよい。また、表示制御部１４は、テーブル１０２の移動方向と、実際のテーブル１０２の位置とを重畳してもよい。
また、上記実施形態において、表示制御部１４はさらに、各軸の座標を表示部１１に表示させてもよい。また、表示制御部１４はさらに、実行中のプログラムブロック以降のプログラムブロックの実行による工具１０１の移動距離（残移動距離）を表示してもよい。この場合、取得個数制限部１５は、数値制御装置２００に設定されているプログラムブロックのうち、残りのプログラムブロックの実行によって移動する工具１０１の移動距離を算出してもよい。
また、上記実施形態において、取得個数制限部１５は、プログラムブロックの個数の指定、又はプログラムブロックの実行により移動する工具１０１の移動距離に基づいて、取得されるプログラムブロックの個数を制限するとしたが、これに制限されない。取得個数制限部１５は、例えば、拡張現実グラス装置１に備えられているメモリの容量や、予め手入力で指定されたプログラムブロックの個数に基づいて、取得されるプログラムブロックの個数を制限してもよい。
また、上記実施形態において、ブロック取得部１２は、ワーク座標系における工具１０１の位置の情報を取得するとしたが、これに制限されない。ブロック取得部１２は、例えば、所定よりも長いブロック長を有するプログラムブロックについてのみ、工具１０１の位置の情報を取得してもよい。この場合、軌跡特定部１３は、工具１０１の位置に代えて、実行中のプログラムブロックのみを特定してもよい。
また、上記実施形態において、軌跡特定部１３は、取得したワーク座標系における工具の位置を示す情報と、実行中のプログラムブロックを特定する情報とから、実行中のプログラムブロック及び工具の位置を特定するとしたが、これに制限されない。例えば、軌跡特定部１３は、数値制御装置２００からブロック取得部１２への通信遅延の発生を判断して、工具の位置を特定してもよい。この場合、軌跡特定部１３は、工具１０１の位置を示す情報と、遅延分を加味して算出した工具１０１のずれ量とに基づいて、工具１０１の位置を特定してもよい。
また、上記実施形態において、数値制御装置２００及び拡張現実グラス装置１との間の通信速度に制約がある場合、ブロック取得部１２は、工具１０１の位置を示す情報を取得しなくてもよい。この場合、軌跡特定部１３は、工具１０１の位置を特定しなくてもよい。表示制御部１４は、実行中のプログラムブロックをハイライトして表示部１１に表示させることで、工具１０１の存在する軌跡を工具１０１の位置として表示部１１に表示させてもよい。
１ 拡張現実グラス装置
１１ 表示部
１２ ブロック取得部
１３ 軌跡特定部
１４ 表示制御部
１５ 取得個数制限部
１６ 撮像部
１７ 位置識別部
１８ 手動動作識別部
１９ 移動方向取得部
２０ 使用情報取得部
１００ 工作機械
１０１ 工具
１０２ テーブル
２００ 数値制御装置
Ｗ ワーク

Claims (8)

  1. 透過型の表示部を有し、工作機械における工具の軌跡を前記表示部に表示可能な拡張現実グラス装置であって、
    前記工具を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部と、
    取得される時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における前記工具の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部と、
    特定された前記工具の軌跡及び移動方向を前記表示部にステレオ表示させる表示制御部と、
    前記取得されるプログラムブロックの個数の指定、又は前記プログラムブロックの実行により移動する前記工具の移動距離に基づいて、前記ブロック取得部によって取得される前記プログラムブロックの個数を制限する取得個数制限部と、
    を備える拡張現実グラス装置。
  2. 透過型の表示部を有し、工作機械における工具の軌跡を前記表示部に表示可能な拡張現実グラス装置であって、
    前記工具を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部と、
    取得される時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における前記工具の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部と、
    特定された前記工具の軌跡及び移動方向を前記表示部にステレオ表示させる表示制御部と、
    前記表示部を透過する画像であって、前記工具を含む画像を撮像画像として撮像可能な撮像部と、
    前記撮像画像に含まれる前記工具の先端の位置を識別する位置識別部と、
    を備え、
    前記表示制御部は、前記撮像画像に含まれる前記工具の先端の位置に、前記工具の軌跡及び移動方向を重畳して前記表示部に表示させる拡張現実グラス装置。
  3. 前記撮像部は、前記工作機械のワーク設置用のテーブルを含む撮像画像を撮像し、
    前記位置識別部は、前記テーブルの位置を識別し、
    前記軌跡特定部は、時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックと前記テーブルの位置とに基づいて、前記ワーク座標系における前記テーブルの軌跡及び移動方向を特定し、
    前記表示制御部は、前記撮像部に含まれる前記テーブルの位置に、前記テーブルの軌跡及び移動方向を重畳して前記表示部に表示させる請求項２に記載の拡張現実グラス装置。
  4. 前記工作機械における切削液使用の有無を使用情報として取得する使用情報取得部をさらに備え、
    前記表示制御部は、使用情報によって切削液不使用が示される場合に、前記撮像部に含まれる前記工具の先端の位置に、前記工具の軌跡及び移動方向を重畳して前記表示部に表示させる請求項３に記載の拡張現実グラス装置。
  5. 前記工作機械の自動動作から手動動作への切り替えを識別する手動動作識別部と、
    前記手動動作への切り替えが識別された場合に、前記工具及び前記テーブルの少なくとも一方について、手動によって指定された移動方向を取得する移動方向取得部と、
    をさらに備え、
    前記表示制御部は、取得した移動方向を前記工具及び前記テーブルの少なくとも一方に重畳して表示する請求項３又は４に記載の拡張現実グラス装置。
  6. 前記表示制御部は、前記工具の軌跡及び移動方向を座標軸とともに前記表示部に表示させる請求項１から５のいずれかに記載の拡張現実グラス装置。
  7. 透過型の表示部を有し、工作機械における工具の軌跡を前記表示部に表示可能な拡張現実グラス装置としてコンピュータを機能させる表示プログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記工具を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部、
    時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における前記工具の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部、
    特定された前記工具の軌跡及び移動方向を前記表示部にステレオ表示させる表示制御部、及び、
    前記取得されるプログラムブロックの個数の指定、又は前記プログラムブロックの実行により移動する前記工具の移動距離に基づいて、前記ブロック取得部によって取得される前記プログラムブロックの個数を制限する取得個数制限部、
    として機能させる表示プログラム。
  8. 透過型の表示部を有し、工作機械における工具の軌跡を前記表示部に表示可能な拡張現実グラス装置としてコンピュータを機能させる表示プログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記工具を移動動作させるプログラムブロックを取得するブロック取得部、
    時系列的に連続する複数の前記プログラムブロックに基づいて、ワーク座標系における前記工具の軌跡及び移動方向を特定する軌跡特定部、
    特定された前記工具の軌跡及び移動方向を前記表示部にステレオ表示させる表示制御部、
    前記表示部を透過する画像であって、前記工具を含む画像を撮像画像として撮像可能な撮像部、及び、
    前記撮像画像に含まれる前記工具の先端の位置を識別する位置識別部、
    として機能させ、
    前記表示制御部は、前記撮像画像に含まれる前記工具の先端の位置に、前記工具の軌跡及び移動方向を重畳して前記表示部に表示させる表示プログラム。
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