JPH0535323A - Ｎｃ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取り付けられたワークに対応した加工プログ
ラムを自動的に選択し、複数個のワークの加工を中断す
ることなく自動的に連続して実行でき、または工具の事
故を未然に防止する。 【構成】 ワーク１を撮像するための画像センサー２
と、その画像センサー２によって撮像されたワーク１の
形状を認識する画像処理手段５と、各種形状を有する複
数個のワーク１に対応した複数個の加工プログラムを格
納するための格納手段６とを備えたＮＣ装置において、
画像処理手段５によって認識されたワーク１の形状に対
応した加工プログラムを、格納手段６から自動的に選択
し、さらにそれを実行させるプログラム選択実行手段７
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像センサーによる加
工状態の監視、計測、識別、電送等を行うＮＣ装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１０に示すように、ＮＣ工作機
械３０にはワーク保持具１０２が設けられ、そのワーク
保持具１０２には加工しようとするワーク１が取り付け
られている。ワーク保持具１０２とは別に、複数個の工
具を固定し選択使用するための刃物台１０１が設けら
れ、その刃物台に複数個の工具が固定されている。ま
た、ワーク１及び今加工に使用しようとする工具３を撮
影でき、加工の障害にならない適当な位置に画像センサ
ーであるＣＣＤカメラ２が取り付けられている。

【０００３】複数個の加工プログラムの順番に、複数個
のワークからワーク１を選択し、ワーク保持具１０２に
取り付けて加工するときに、ＣＣＤカメラ２はワーク１
を撮影して、その画像データとその加工プログラムに対
応したワーク１の形状データを比較する。比較した結果
ワーク１が正常な場合はその加工プログラムを実行する
が、ワーク１の選択が誤っている場合は、加工プログラ
ムの実行を取りやめるとともにアラームを出力する。

【０００４】また、ワーク１を加工している間は、通常
危険防止等のためにワーク１及び刃物台１０１等はカバ
ーで覆われて内部を確認できないようになる。従ってそ
の間は、ＣＣＤカメラ２で内部の状態を撮影し、その画
像を表示装置１０３でモニターして、工具の折損、摩耗
による事故を監視できるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように、従来のやり方ではワーク１の選択が誤っている
場合は、アラームが出力され加工の実行を停止するの
で、作業が中断され能率も悪くなる。

【０００６】また、従来のやり方では、工具の折損、摩
耗しか監視していない。従ってそもそも最初から工具の
取り付けが間違っている場合は、そのまま加工の実行が
行われてしまうという課題がある。

【０００７】また、従来のやり方では、遠隔地から監視
できないという課題がある。

【０００８】本発明は、従来のＮＣ装置のこのような課
題を考慮し、取り付けられたワークに対応した加工プロ
グラムを自動的に選択し、複数個のワークの加工を中断
することなく自動的に連続して実行でき、または工具に
よる事故を未然に防止し、または遠隔地からでも監視が
できるＮＣ装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
画像処理手段によって認識されたワークの形状に対応し
た加工プログラムを、格納手段から自動的に選択し、さ
らにそれを実行させるプログラム選択実行手段とを備え
ているＮＣ装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、各種工具の位置や
形状等のデータを格納するための工具データ格納手段
と、画像処理手段によって認識された工具のデータと工
具データ格納手段に格納された今回使用すべき工具のデ
ータを比較するための工具データ比較手段と、その比較
結果に基づいて一致・不一致を判定する判定手段とを備
えているＮＣ装置である。

【００１１】請求項５記載の発明は、画像センサーによ
って撮像された画像データを送信する場合は圧縮し、受
信する場合は復元するデータ処理手段と、その画像デー
タを送信・受信するための通信手段とを備えているＮＣ
装置である。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明は、画像処理手段が取り付
けられたワークの形状を認識し、プログラム選択実行手
段が、その認識されたワークに対応した加工プログラム
を、格納手段から自動的に選択して実行する。

【００１３】請求項２記載の発明は、画像処理手段が取
り付けられた工具の位置及び形状を認識し、比較手段が
その認識された工具のデータと工具データ格納手段に格
納された工具のデータを比較し、その比較結果に基づい
て、判定手段が一致・不一致を判定する。

【００１４】請求項５の発明は、画像センサーがＮＣ工
作機械の内部又は外部を撮像し、データ処理手段がその
撮像された画像データを圧縮し、通信手段が圧縮された
データを送信し、また、通信手段が圧縮されたデータを
受信し、データ処理手段が受信したデータを復元する。

【００１５】

【実施例】以下、請求項１記載の発明の実施例について
図面を参照して説明する。

【００１６】図１（ａ）、及び図１（ｂ）は本発明にか
かるＮＣ装置の一実施例を備えたＮＣ工作機械の正面図
と側面図である。すなわち、ＮＣ工作機械３０にはワー
ク保持具１０２が設けられ、そのワーク保持具１０２に
加工しようとするワーク１が取り付けられている。ワー
ク１を加工できるように複数個の工具３が移動可能な刃
物台１０１に取り付けられている。それらワーク１又は
工具３を撮影可能で、加工の障害にならない位置に画像
センサーであるＣＣＤカメラ２が取り付けられている。
また、ＮＣ工作機械３０の適当な位置には、ＮＣ工作機
械３０に指令を与えたりするためのＮＣ装置４が設けら
れ、そのＮＣ装置４には操作盤１０４と、ＮＣ工作機械
３０の加工状態等を表示するための表示装置１０３等が
設けられている。

【００１７】図２は同実施例の略示ブロック図である。
ワーク１を撮影するためのＣＣＤカメラ２は、ワーク１
の形状を認識するための画像処理手段５及びモニターテ
レビ２３に表示させる画像を合成するための画像合成手
段１１に接続されている。画像処理手段５はワーク１を
自動的に搬入・搬出するロボット３２やローダを制御し
たり計測のための制御を行うための制御手段２１、及び
前記の画像合成手段１１に接続されている。制御手段２
１はロボット３２やローダとデータをやり取りするため
のロボット・ローダインターフェース２２、及びワーク
１に対応した加工プログラムを選択実行するためのプロ
グラム選択実行手段７に接続されている。プログラム選
択実行手段７はワーク１の形状と、それに対応する加工
プログラム番号等を格納しているワークデータ格納手段
２０及び番号を付けた加工プログラムを格納している格
納手段６に接続されている。ワークデータ格納手段２０
は各種データの入力や出力を行うための入出力手段２５
に接続されている。入出力手段２５はキーボード２４及
び画像合成手段１１に接続されている。画像合成手段１
１は画像を表示させるためのモニターテレビ２３に接続
されている。

【００１８】図３は上記のワークデータ格納手段２０に
格納されたデータ構造の模式図である。ワーク１のデー
タはテーブルとして格納されている。ワーク１にはその
種類によって番号が付けられている。ワーク１の形状は
その種類毎に長さ及び径が設定され、ワーク１の種類に
対応した加工プログラムの番号が設定されている。

【００１９】図４（ａ）、及び図４（ｂ）は上記のＣＣ
Ｄカメラ２がワーク１を撮影する範囲と、モニターテレ
ビ２３に表示されたワーク１の画像及びワーク１の数値
情報を示している。

【００２０】次に上記実施例の動作について説明する。
まず、格納手段６には必要とする加工プログラム群及び
それら加工プログラムの番号が格納されている。次に加
工しようとするワーク群の長さと径、それらワーク１に
対応する加工プログラム番号及びワーク１を認識すると
きの許容誤差をキーボード２４から入力する。入力され
たそれらワーク１に関するデータは、入出力手段２５か
らワークデータ格納手段２０に送られ、ここに登録され
る。データ登録の終わったワーク群はワークストッカー
３１に配置していく。

【００２１】以上の準備が終了すると、ワーク１の加工
を開始させる。そうすると、ＮＣ工作機械３０からワー
ク搬入の指令が制御手段２１に出力され、この指令を受
けた制御手段２１はロボット・ローダインターフェース
２２を介してロボット３２またはローダを作動させ、ワ
ーク１はワーク保持具１０２に取り付けられる。ワーク
１の取り付けが完了すると、図５のように、ロボット・
ローダインターフェース２２から制御手段２１に取り付
け完了信号が送られてくる（ステップＳ１）。この信号
を受けた制御手段２１は画像処理手段５に計測開始信号
を出力する（ステップＳ２）。そして、画像処理手段５
はＣＣＤカメラ２の撮影したワーク１の画像データから
ワーク１の形状を計測し（ステップＳ３）、計測が正常
に行われたか否か判断する（ステップＳ４）。このと
き、画像がレンズ汚れや照明不足等で正確な画像データ
が得られず、計測が正常に行われなかった場合はアラー
ム処理１を（ステップＳ５）、正常に行われた場合はそ
の計測データを制御手段２１に出力する。

【００２２】次に制御手段２１は計測データをプログラ
ム選択実行手段７に送る（ステップＳ６）。計測データ
を受けたプログラム選択実行手段７はワークデータ格納
手段２０に登録されているワーク形状のデータを検索し
（ステップＳ７）、該当するワーク１を選択する。この
とき、あらかじめ設定した許容誤差を考慮にいれても該
当するワーク１が見つからない場合は（ステップＳ
８）、アラーム処理２を行う（ステップＳ９）。該当す
るワークが見つかると、ワークデータ格納手段２０か
ら、そのワーク１に対応した加工プログラム番号が選択
され、この番号の加工プログラムを実行する指令を出力
する（ステップＳ１０）。この実行指令によって、格納
手段６に格納された該当する番号の加工プログラムが実
行されて、ワークの加工が開始される（ステップＳ１
１）。

【００２３】前述したアラーム処理のアラームや計測デ
ータ等は画像合成手段１１を介して、モニターテレビ２
３に表示させることができる。また、ＣＣＤカメラ２の
撮影した画像は、そのまま画像合成手段１１を介してモ
ニターテレビ２３に映し出してワーク１の監視に使用で
きる（図４（ｃ）参照）。

【００２４】なお、前記実施例では画像センサーは可視
光を使用したＣＣＤカメラ２としたが、可視光以外の波
長域や超音波等を使用した計測に必要な画像データが得
られる装置であればよい。

【００２５】以下、請求項２記載の発明の実施例につい
て図面を参照して説明する。

【００２６】図１（ａ）、及び図１（ｂ）は本発明にか
かるＮＣ装置の一実施例を備えたＮＣ工作機械の正面図
と側面図である。すなわち、ＮＣ工作機械３０にはワー
ク保持具１０２が設けられ、そのワーク保持具１０２に
加工しようとするワーク１が取り付けられている。ワー
ク１を加工できるように複数個の工具３が移動可能な刃
物台１０１に取り付けられている。それらワーク１又は
工具３を撮影可能で、加工の障害にならない位置に画像
センサーであるＣＣＤカメラ２が取り付けられている。
また、ＮＣ工作機械３０の適当な位置には、ＮＣ工作機
械３０に指令を与えたりするためのＮＣ装置４が設けら
れ、そのＮＣ装置４には操作盤１０４と、ＮＣ工作機械
３０の状態を表示するための表示装置１０３が設けられ
ている。

【００２７】図６は同実施例の略示ブロック図である。
ワーク１及び工具３を撮影するためのＣＣＤカメラ２
は、工具３の位置及び形状を認識するための画像処理手
段５及び表示させる画像を合成するための画像合成手段
１１に接続されている。画像処理手段５は計測のための
制御やアラーム処理を行うための制御手段２６、及び画
像合成手段１１に接続されている。制御手段２６は計測
した工具位置データと基準となる工具位置データを比較
するための工具データ比較手段９に接続されている。工
具データ比較手段９は基準となる工具位置データを計算
するための各種オフセットデータ格納手段８、及び比較
した結果一致しているか否かを判断する判定手段１０に
接続されている。判定手段１０は各種データの入力や出
力を行うための入出力手段２５に接続されている。入出
力手段２５はキーボード２４及び画像合成手段１１に接
続されている。画像合成手段１１は画像を表示させるた
めのモニターテレビ２３に接続されている。

【００２８】図７（ａ）、及び図７（ｂ）は上記のＣＣ
Ｄカメラ２がワーク１及び工具３を撮影する範囲と、モ
ニターテレビ２３に表示されたワーク１及び工具３の画
像と、工具３の位置の数値情報を示している。

【００２９】次に上記実施例の動作について説明する。

【００３０】まず、格納手段６にはワーク１の加工プロ
グラムが格納されている。また、各種オフセットデータ
格納手段８にはワーク１の加工に必要な工具群のデータ
やワーク座標系データなどが設定されている。次にキー
ボード２４から許容差のパラメータを入力する。このパ
ラメータはＸ軸及びＺ軸について、プラス方向、マイナ
ス方向のそれぞれについて何パーセントまで許容するか
設定する。そして判定手段１０に格納される。

【００３１】上記の準備が終了すると、格納手段６に格
納された加工プログラムの加工を開始させる。そうする
と図８に示すように、まずワーク座標系の設定を行う
（ステップＳ１）。ワーク座標形の設定が終わった後、
最初の加工に必要な工具３を刃物台１０１に取り付けら
れた工具群から割り出す（ステップＳ２）。すると制御
手段２６は画像処理手段５に工具３の計測開始を指令す
る（ステップＳ３）。この指令を受けた画像処理手段５
は、ＣＣＤカメラ２の撮影した工具３の画像データか
ら、工具３の刃先の位置を計測し（ステップＳ４）、そ
の計測が正常に行われたか否か判断する（ステップＳ
５）。このとき、画像がレンズ汚れや照明不足等で正確
な画像データが得られず、計測が正常に行われなかった
場合はアラーム処理１を（ステップＳ６）、正常に行わ
れた場合はその計測データを制御手段２６に出力する。

【００３２】次に制御手段２６は計測されたデータを工
具データ比較手段９に送る（ステップＳ７）。工具デー
タ比較手段９は各種オフセットデータ格納手段８から有
効となっているオフセットデータを受取、そのデータと
機械座標値から基準となる工具位置データを演算する。
そして、この基準のデータと前記の計測されたデータを
比較する（ステップＳ８）。判定手段１０は、その比較
結果があらかじめ設定された許容差の範囲内にあるか否
か比較して、許容差の範囲内にあれば一致、なければ不
一致と判定する（ステップＳ９）。判定が不一致の場合
はアラーム処理２を（ステップＳ１０）、一致している
場合は判定完了の信号を出力する（ステップＳ１１）。
そうすると、加工プログラムに従って加工が開始され
る。

【００３３】前述したアラーム処理のアラームや計測デ
ータ等は画像合成手段１１を介して、モニターテレビ２
３に表示させることができる。また、ＣＣＤカメラ２の
撮影した画像は、そのまま画像合成手段１１を介してモ
ニターテレビ２３に映し出して工具３の監視に使用でき
る。なお、両画像を一画面にマルチディスプレイさせる
こともできる。

【００３４】なお、上述の判定手段１０が不一致と判定
してアラーム処理２（ステップＳ１０）を行った場合
に、工具データ補正手段を設け、その工具データ補正手
段が不一致の結果のデータを補正データとして出力し、
工具データ格納手段に格納されている不一致となった工
具のデータを補正して新しい基準データとしてもよい。

【００３５】なお、上記実施例では、工具データを位置
データのみで比較したが、工具を比較するために他のデ
ータ、例えば工具の形状データ等を含ませてもよい。

【００３６】また、上記実施例の各種オフセットデータ
格納手段を、本発明の工具データ格納手段としたが、各
種オフセットデータだけでなく工具の形状データ等を格
納してももちろんよい。

【００３７】なお、上記実施例ではＣＣＤカメラ２は固
定配置としたが、より正確な画像データが得られるよう
に移動可能としてもよい。

【００３８】以下、請求項５記載の発明について図面を
参照して説明する。

【００３９】図９は本発明にかかるＮＣ装置の一実施例
の略示ブロック図である。ＮＣ装置を制御するＣＰＵ５
０には、各種データの共通の経路であるバス５１が接続
され、そのバス５１には、ＣＰＵ５０を動作させるため
のシステムメモリ５２と、画像センサーである監視カメ
ラ２から送られてきた画像データをＡ／Ｄ変換するため
の画像入力インターフェース１８と、その画像入力イン
ターフェース１８によってディジタル化された画像デー
タを一時記憶するための画像メモリ１９と、画像データ
を処理し、通信するための通信制御手段１７等が接続さ
れている。

【００４０】上記の画像入力インターフェース１８に
は、ＮＣ工作機械に取り付けられた監視カメラ２が接続
されている。また、通信制御手段１７は、画像データを
圧縮したり、圧縮されたデータを復元したりするための
データ処理手段１５及びデータを送信したり、受信した
りするための通信手段１６から構成され、その通信制御
手段１７は通信回線５３によって画像データを受信する
ためのコンピュータ５４（又はファクシミリでもよい）
に接続されている。

【００４１】次に上記実施例の動作に付いて説明する。

【００４２】ＮＣ工作機械をコンピュータ５４によって
遠隔監視する場合、コンピュータ５４からその指令を出
力すると、通信回線５３を介して、その指令が通信制御
手段１７の通信手段１６に受信される。データ処理手段
１５はこの指令が圧縮データであれば復元し、そうでな
ければそのままバス５１に出力する。バス５１に出力さ
れた指令はＣＰＵ５０によって解析され、ＣＰＵ５０は
その指令がＮＣ工作機械を監視する指令であると判断し
て、ＮＣ工作機械に取り付けられている監視カメラ２を
操作して指令された位置を撮像する。

【００４３】撮像された画像データは画像入力インター
フェース１８に入力し、ディジタル画像データにＡ／Ｄ
変換される。変換されたディジタル画像データは画像メ
モリ１９に一時記憶される。記憶されている画像データ
は順次データ処理手段１５で圧縮されて、通信手段１６
によって通信回線５３を介してコンピュータ５４に送信
される。コンピュータ５４は、送信されてきた画像によ
って遠隔地からでも監視できる。このときコンピュータ
５４から監視カメラ２の撮影方向や撮影範囲を制御する
ことができる。

【００４４】なお、上記実施例の監視は、コンピュータ
を使用したが、データ要求を電話で行って監視画像をフ
ァクシミリで受信してもよい。

【００４５】なお、上記実施例では、監視カメラは１個
であったが、複数個の監視カメラを使用して、それらの
カメラからの画像を切り換えたり、合成して受信できる
ようにコンピュータで指令できるようにしてもよい。

【００４６】また、上記実施例の監視画像は、静止画像
としてもよいし、動画像としてもよい。

【００４７】また、監視画像だけでなく主軸や各軸の負
荷電流値、あるいは温度変化等の必要な各種のデータを
グラフ化して監視画像と合成して同時に送信してもよ
い。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、取り付けられたワークに対応した加工プログラ
ムを自動的に選択できるので、複数個のワークの加工を
中断することなく自動的に連続して実行できるという長
所を有する。

【００４９】また本発明は、加工前に工具が正しく取り
付けられているか否かを判断して、工具による事故を未
然に防止できるという長所がある。

【００５０】また本発明は、遠隔地から工作機械の稼動
状況が把握でき、稼動率の向上に役立つという長所があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図（ａ）は請求項１記載の発明にかかるＮＣ
装置の一実施例を備えたＮＣ工作機械の略示正面図、同
図（ｂ）は同ＮＣ工作機械の別の略示側面図である。

【図２】同実施例の略示ブロック図である。

【図３】同実施例のワーク形状のデータ形式の模式図で
ある。

【図４】同図（ａ）は同実施例の撮影範囲を示す略示側
面図、同図（ｂ）は同実施例の表示画面の略示映像図、
同図（ｃ）はモニターしているときの略示映像図であ
る。

【図５】同実施例の動作を示す流れ図である。

【図６】請求項２記載の発明にかかる一実施例の略示ブ
ロック図である。

【図７】同図（ａ）は同実施例の撮影範囲を示す略示側
面図である。同図（ｂ）は同実施例の表示画面の略示映
像図である。

【図８】同実施例の動作を示す流れ図である。

【図９】請求項５記載の発明にかかる一実施例の略示ブ
ロック図である。

【図１０】従来のＮＣ装置を備えたＮＣ工作機械の略示
正面図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 画像センサー ３ 工具 ４ ＮＣ装置 ５ 画像処理手段 ６ 格納手段 ７ プログラム選択実行手段 ８ 各種オフセットデータ格納手段 ９ 工具データ比較手段 １０ 判定手段 １１ 画像合成手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを撮像するための画像センサー
   と、その画像センサーによって撮像されたワークの形状
   を認識する画像処理手段と、各種形状を有する複数個の
   ワークに対応した複数個の加工プログラムを格納するた
   めの格納手段とを備えたＮＣ装置において、前記画像処
   理手段によって認識された前記ワークの形状に対応した
   加工プログラムを、前記格納手段から自動的に選択し、
   さらにそれを実行させるプログラム選択実行手段とを備
   えたことを特徴とするＮＣ装置。
2. 【請求項２】 工具を撮像するための画像センサーと、
   その画像センサーによって撮像された工具の位置及び形
   状を認識する画像処理手段とを備えたＮＣ装置におい
   て、各種工具の位置や形状等のデータを格納するための
   工具データ格納手段と、前記画像処理手段によって認識
   された前記工具のデータと前記工具データ格納手段に格
   納された今回使用すべき工具のデータを比較するための
   工具データ比較手段と、その比較結果に基づいて一致・
   不一致を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする
   ＮＣ装置。
3. 【請求項３】 前記画像センサーによって撮像された画
   像及び前記判定手段の出力を画面に表示する画像合成手
   段を備え、前記画像及び判定結果を１個の表示装置に複
   数画面を表示し、監視可能なことを特徴とする請求項２
   記載のＮＣ装置。
4. 【請求項４】 前記画像処理手段によって認識された前
   記工具のデータを加工補正データとして、前記工具デー
   タ格納手段に格納された工具のデータを補正する工具デ
   ータ補正手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の
   ＮＣ装置。
5. 【請求項５】 画像センサーを備えたＮＣ装置におい
   て、前記画像センサーによって撮像された画像データを
   送信する場合は圧縮し、受信する場合は復元するデータ
   処理手段と、その画像データを送信・受信するための通
   信手段とを備えたことを特徴とするＮＣ装置。