TW201638692A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

提供工作機械，其針對相對於裝置本體移動自如的操作盤的顯示部所顯示之操作對象部之動作等進行辨識之同時，使用顯示部之操作手段可以容易操作操作對象部。 自動旋盤裝置(100)構成為在裝置本體(10)設有主操作盤(30)與副操作盤(40)。裝置本體(10)構成為具備：主軸(11、12、13)、刀具台(14、15、16)、控制部(18)、記憶部(19)、無線通信部(20)。副操作盤(40)構成為具備：顯示部(41)、操作部(42)、攝像部(43)、控制部(44)及記憶部(45)。藉由攝像部(43)對包含配置於主軸(11)等操作對象部之標記(50)的操作對象部進行攝影並讀取標記(50)，控制部(44)之顯示控制部(47)依據該讀取資訊而將進行操作對象部之操作的操作部(42)及合成有操作導引狀態之攝影中的操作對象部顯示於顯示部(41)。

Description

工作機械

本發明關於工作機械，具備：操作盤，係相對於裝置本體移動自如，且具有對主軸等之操作對象部進行攝影的攝像部。

在數值控制式的工作機械(NC裝置)等，係由設於裝置本體的操作盤輸入和裝置本體之動作對應的操作指示。該操作盤與實際之加工室等大多呈分離情況，特別是在維修作業或調整作業等之中，對主軸等之操作對象部實際上進行辨識之同時操作操作盤是有其困難。

於此，除設於裝置本體的操作盤以外，使用可以裝拆式攜帶的小型副操作盤者被提案(例如專利文獻1、2)。

專利文獻1揭示以主操作盤選擇操作對象部之操作畫面時，將和該操作對象部對應的操作畫面顯示於可攜式副操作盤之顯示部，將和該操作對象部對應的操作按鈕分配給副操作盤的技術。

專利文獻2揭示藉由位置感測器檢測副操作 盤之位置，依據檢測結果，將和作業者之辨識風景一致的操作對象部之畫像及操作對象部之操作鍵顯示於顯示部的技術。

又，以照相機攝影操作對象部，將該攝影畫像顯示於顯示部，作業員藉由觸控面板操作在該顯示部上選擇操作對象部後，將和該操作對象部對應的控制開關顯示於顯示部，可以進行操作對象部之監視及控制的監視控制裝置被提案(專利文獻3)。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]實開平5-324037號公報

[專利文獻2]專利第5169425號公報

[專利文獻3]專利第3197076號公報

上述專利文獻1、2記載的發明中，藉由將副操作盤由裝置本體取下，即使在遠離主操作盤的加工室等，亦可以辨識操作對象部之同時對和操作對象部對應的操作按鈕等進行操作。

但是，顯示於副操作盤之顯示部的畫像，係以模式表示操作對象部的圖標畫像或事先攝影的畫像，因此無法在顯示部上即時確認操作對象部之實際動作，操作 者需要頻繁觀察比對顯示部與操作對象部之同時進行操作。又，專利文獻3未揭示將操作盤由裝置本體取下、攜帶而進行操作的構成。

因此，習知技術中未揭示使用相對於裝置本體移動自如的操作盤，將可以容易操作裝置本體納入考慮的工作機械。

本發明有鑑於上述事情，目的在於提供工作機械，使裝置本體的操作者針對相對於裝置本體移動自如的操作盤的顯示部所顯示之操作對象部之動作等進行辨識之同時，使用顯示於顯示部的操作手段可以容易操作操作對象部。

本發明的工作機械，係具備：裝置本體，進行特定工件之加工；操作盤，相對於該裝置本體移動自如而設置，對該裝置本體進行操作；及攝像部，進行上述裝置本體側之攝影；於上述操作盤設置：顯示部，將上述攝像部攝影的影像予以顯示；及顯示控制手段，將進行上述裝置本體之操作的操作手段以可以操作的狀態顯示於上述顯示部；和上述操作手段對上述操作盤的操作對應地使上述裝置本體進行特定動作的工作機械，其特徵在於：在基於上述操作盤之操作而動作的上述裝置本體的特定操作對象部配置特定標記；於上述操作盤設置讀取手段，藉由包含上述標記而對上述操作對象部進行攝影來讀取上述標 記；上述顯示控制手段，係依據基於上述讀取手段的上述標記的讀取資訊，將進行上述操作對象部之操作的操作手段及攝影中的上述操作對象部顯示於上述顯示部而構成。

依據本發明提供的工作機械，裝置本體的操作者使用相對於裝置本體移動自如的操作盤，可以自由選擇操作對象部。選擇的操作對象部之影像及和操作對象部對應的操作手段係被顯示於操作盤之顯示部。因此，提供的工作機械中，裝置本體的操作者可以針對相對於裝置本體移動自如的操作盤的顯示部所顯示之操作對象部之動作等進行辨識之同時，使用顯示於顯示部的操作手段而可以容易操作操作對象部。

100‧‧‧自動旋盤裝置

10‧‧‧裝置本體

22‧‧‧外蓋部

21‧‧‧底座

M1、M2、M3‧‧‧模組

14、15、16‧‧‧刀具台

11、12、13‧‧‧主軸

17‧‧‧工具

22a‧‧‧門

30‧‧‧主操作盤

23‧‧‧保持器

40‧‧‧副操作盤

18‧‧‧控制部

19‧‧‧記憶部

20‧‧‧無線通信部

41‧‧‧顯示部

42‧‧‧操作部

43‧‧‧攝像部

44‧‧‧控制部

45‧‧‧記憶部

46‧‧‧無線通信部

47‧‧‧顯示控制部

[圖1]本發明一實施形態的工作機械之全體構成之概略斜視圖。

[圖2]圖1所示自動旋盤裝置之正面側之外観斜視圖。

[圖3]圖1所示自動旋盤裝置之背面側之外観斜視圖。

[圖4]工作機械之裝置本體及副操作盤之構成及彼等之間之處理說明用之方塊圖。

[圖5]分別表示副操作盤之正面側之外観及背面側之外観的平面圖。

[圖6]表示操作者藉由副操作盤之攝像部對操作對象部亦即主軸進行攝影的狀況圖。

[圖7]攝像部攝影的操作對象部由主軸切換為刀具台時，顯示部之顯示畫面表示切換狀態的圖。

[圖8]以1個副操作盤使3個裝置本體的操作對象部動作的變形例說明用之模式圖。

以下參照圖面說明本發明的工作機械之實施形態。圖1~圖3所示自動旋盤裝置100係本發明的工作機械之一實施形態。自動旋盤裝置100構成為，對特定工件進行機械加工的裝置本體10係被外蓋部22覆蓋。

如圖1所示，裝置本體10具備底座21。於底座21上搭載3台模組M1、M2、M3。各模組M1、M2、M3具備刀具台14、15、16等，於該刀具台14、15、16等保持有對主軸11、12、13、工件進行加工的各種工具17。

進行主軸11、12、13或刀具台14、15、16之維修或調整時，打開外蓋部22之門22a，即可辨識彼等動作等之同時進行作業。

如圖2所示，在裝置本體10之外蓋部22之正面側設置固定有主操作盤30。

如圖3所示，在外蓋部22之背面側設置保持器23。副操作盤40裝拆自如地被安裝於保持器23。副操作盤40相對於裝置本體10係裝拆自如的終端裝置。將副操作盤40由保持器23取下，即成為可由裝置本體10獨立地自由攜帶之狀態。操作者等自由攜帶副操作盤40，副操作盤40對於裝置本體10可以移動自如地被設置。副操作盤40例如藉由平板型個人電腦構成。

如圖4所示，裝置本體10具備：控制部18；記憶部19；及無線通信部20。記憶部19及無線通信部20以及主軸11、12、13、刀具台14、15、16等之操作對象部及主操作盤30係連接於控制部18。各主軸11、12、13或刀具台14、15、16藉由控制部18進行自動控制。此外，亦藉由主操作盤30或副操作盤40之操作透過控制部18進行動作控制。裝置本體10的操作者可以藉由主操作盤30或副操作盤40之操作進行裝置本體10之各種操作等。

控制部18可由CPU(Central Processing Unit)等構成。記憶部19可由RAM(Random Access Memory)或ROM(Read Only Memory)、快閃記憶體等非揮發性之半導體記憶體、SD卡或外加硬碟等記錄媒體構成。

記憶部19之ROM事先記憶著加工程式或應用軟體(程式)。依據該程式，控制部18例如可以記憶部19之RAM作為工件記憶體使用，而進行包含自動運轉的裝置本體10全體之動作控制。記憶部19除程式以外亦 事先記憶著裝置本體10之動作等使用的特定資訊。

在主軸11、12、13、刀具台14、15、16等之動作部(操作對象部)附加有標記50。標記50記錄著辨識操作對象部用的辨識資訊。本實施形態中，標記50係使用二維碼之QR碼(登記商標)。QR碼(登記商標)可以記錄操作對象部之辨識資訊，例如將操作對象部之型式、裝置本體10之機種資訊或名稱等數值化之編號。

主操作盤30具備操作手段、顯示部等。操作手段由輸入操作指示的按鈕等構成。顯示部將操作畫面等予以顯示。主操作盤30係由操作手段輸入和裝置本體10之動作對應的操作指示。藉由操作指示之輸入，藉由控制部18，使各主軸11等之操作對象部依據輸入的操作指示可以進行相互獨立的動作。對裝置本體10的操作指示之輸入通常藉由該主操作盤30而進行。

如圖4、圖5所示，副操作盤40具備：顯示部41；操作部42；攝像部(照相機)43；控制部44；記憶部45；及無線通信部46。顯示部41、操作部42、攝像部43、記憶部45及無線通信部46係連接於控制部44，藉由該控制部44進行控制。

顯示部41設於副操作盤40之表面。顯示部41顯示和裝置本體10之操作等相關的資訊或其他之資訊。本實施形態中，顯示部41使用搭載有所謂觸控面板的觸控面板顯示器。顯示部41之顯示面兼作為觸控面板式之操作部42之機能。

控制部44可由CPU等構成。記憶部45可由RAM或ROM、快閃記憶體等非揮發性之半導體記憶體、SD卡或外加硬碟等記錄媒體構成。控制部44係依據事先記憶於記憶部45之ROM的應用軟體，例如以記憶部45之RAM作為工件記憶體使用，而可以對副操作盤40全體之動作進行控制。

於記憶部45，除上述程式等以外，亦依每一標記50事先記憶著對配置有標記50的操作對象部進行操作用的操作部42之資訊，及和操作對象部對應的操作導引之資訊等。

作為操作部42之資訊，可以考慮將和裝置本體10之各操作對象部之動作對應的操作指示予以表示的按鈕或圖標、軟體鍵盤等(以下稱為按鈕等)之畫像資訊等。

操作導引係指所謂操作導護。本實施例中，作為操作導引之資訊除軸之畫像及其名稱等以外，亦可以考慮包含軸之畫像及其名稱等之軸資訊，和操作部42之操作對應且針對裝置本體10或操作對象部事先設定或虛擬設定的設定資訊，準備作業所必要的資訊等。例如可以是表示主軸11、12、13之軸線的Z軸，和Z軸在垂直方向正交的X軸，和Z軸在水平方向正交的Y軸，表示旋轉角中心的C軸等之資訊。持彼等以外，例如可以將操作對象部之名稱或操作方法等之資訊設為操作導引之資訊。

攝像部43具備透鏡或攝像元件等。如圖5所 示，攝像部43透過設於副操作盤40之背面的透鏡，可以攝影操作對象部之靜止畫、動畫等影像。攝像部43可以是內藏於副操作盤40者。亦可以是和副操作盤40獨立或以可分離式設置，藉由有線或無線將攝影資訊傳送至副操作盤40者。又，亦可以是透過設於背面以外的透鏡進行攝影的構成。只要是操作者對顯示部41進行辨識之同時可以攝影操作對象部之構成即可。

進行操作對象部之維修作業時，例如圖6所示，打開外蓋部22之門22a。在門22a被打開的加工室內，操作者藉由攝像部43針對主軸11等之操作對象部攝影包含配置於其表面之標記50在內的影像。攝像部43攝影的影像被顯示於顯示部41之顯示面。

在該操作對象部之攝影中標記50位於特定攝影範圍內。攝像部43對標記50進行對焦，對標記50之影像進行攝影。該標記50之影像成為影像信號被傳送至控制部44。控制部44對標記50之影像信號進行轉換、解析並讀取標記50上記錄的資訊。如上述說明，攝像部43與控制部44作為讀取操作對象部之標記50的讀取手段之機能。在標記50之攝影或影像之解析中可以使用泛用的QR碼(登記商標)之讀取軟體等。

設於控制部44的顯示控制部47，係依據標記50之讀取資訊亦即操作對象部之辨識資訊來界定操作對象部。由記憶部45取得和所界定的操作對象部對應的操作部42之資訊及操作導引之資訊。

顯示控制部47，係依據取得的資訊產生按鈕等之操作部42之顯示畫像。將該顯示畫像以可以操作的狀態顯示於顯示部41之顯示面之操作部顯示區域41a。又，和攝影中的操作對象部之攝影角度等之攝影條件對應地，依據取得的資訊來產生操作導引之顯示畫像。將該操作導引之顯示畫像與攝影中的操作對象部之影像合成並顯示於顯示部41之顯示面之操作對象部顯示區域41b。操作導引與操作對象部之影像之合成可以使用習知適當之繪圖軟體。

圖6之例中，操作對象部界定為主軸11。如圖7之紙面上圖所示Z軸、C軸等之操作導引之畫像被合成後的攝影中的主軸11之影像，及和主軸11之操作對應的操作部42(例如朝Z軸方向之移動指示按鈕、朝C軸方向之旋轉指示按鈕或彼等之名稱等)被顯示於顯示部41。特別是各軸之方向或名稱，係作為準備作業所必要的資訊或和操作部42之操作對應的資訊，而針對裝置本體10或操作對象部事先被設定或虛擬設定的資訊，操作者可以容易針對實際攝影的狀態之操作對象部進行設定狀況之認識。

操作者可以針對操作對象部顯示區域41b所顯示的主軸11等之操作對象部之實際之動作進行辨識之同時，藉由指尖或觸控筆等接觸操作部顯示區域41a所顯示的操作部42之按鈕等。操作者可以輸入對於操作對象部的操作指示。因此，操作者無需觀察比對主軸11等之 操作對象部與操作部42，無需確認主操作盤30，即可容易進行維修等之作業。

又，例如以可以擴大並攝影工件與工具17接觸之部分的方式事先於裝置本體10內個別配置照相機等之攝像部。藉由設於副操作盤40的攝像部43對和主軸11等對應之部分進行一次攝像。設為可以輸入對於操作對象部之操作指示之狀態後，使藉由配置於裝置本體10內的上述照相機所攝像之影像顯示於操作對象部顯示區域41b。藉由該攝像之影像可以進行工件與工具17之刀具前端之微小的定位。

操作者由操作部42輸入操作指示後，操作部42將和輸入的操作指示對應的操作指示信號輸出至控制部44。控制部44藉由無線通信部46將操作指示信號傳送至裝置本體10側。裝置本體10中，控制部18係藉由無線通信部20接收來自副操作盤40的操作指示信號。

無線通信部46及無線通信部20係藉由無線LAN相互進行通信。無線通信部46及無線通信部20係藉由具備無線LAN介面的無線LAN基板等構成。無線LAN之通信方式例如可以製造WiFi(登記商標)等。又，亦可以使用Bluetooth(登記商標)、ZigBee(登記商標)等之近距離無線通信方式。

控制部18係對應於無線通信部20所接收的操作指示信號使操作對象部動作。如此則，操作者藉由操作副操作盤40，透過控制部18可使各主軸11、12、13、 各刀具台14、15、16及其他之操作對象部動作。

如以上說明，無法在主操作盤30輸入操作指示之同時，充分確認操作對象部之移動時，可以取代主操作盤30改用副操作盤40。例如在進行操作對象部之維修或調整作業時等，適合由裝置本體10之背面側或加工室側對主軸11等之操作對象部進行確認之同時進行操作等。

另外，操作者無需以手動方式由主操作盤30或副操作盤40之清單畫面等選擇操作對象部。僅藉由對於裝置本體10以移動自如方式設置的副操作盤40之攝像部43，對包含標記50的操作對象部之影像進行攝影，即可直接選擇操作對象部。在副操作盤40之顯示部41僅顯示操作對象部之即時影像以及和操作對象部對應的操作部42。操作者可以對顯示部41所顯示的操作對象部進行辨識之同時，依據操作導引對操作部42進行操作。藉由該操作，操作者可以使所要之操作對象部動作。裝置本體10之操作性或作業性可以提升。

又，操作者有可能移動或攝像部43對主軸11等之攝影角度或攝影倍率等之攝影條件有可能變化時。此時，顯示控制部47可以對應於該變化而使Z軸、C軸等之操作導引以三維方式變化、顯示。操作者可以對顯示部41進行辨識之同時，以任意方向或攝影條件圓滑進行主軸11之操作。

又，如圖7之紙面下圖所示，操作者有可能 將攝影對象由主軸11變更為刀具台14時。此時，攝像部43檢測配置於刀具台14之標記50並對該影像進行攝影。依據該標記50之讀取資訊，於顯示部41將和刀具台14之操作對應的操作部42，及Z軸、X軸、Y軸、工具之辨識編號T₁、T₂等之操作導引被合成的刀具台14之影像予以顯示。操作者本身無需進行操作對象部之切換動作。僅藉由攝像部43對包含標記50的操作對象部進行攝影，即可將顯示部41之操作部42及操作對象部之畫像自動切換為和刀具台14對應的畫像。操作者可以圓滑進行刀具台14之操作。

本實施形態之變形例如圖8所示。變形例中存在和本實施形態之裝置本體10同樣構成或不同構成之複數個(圖8之例為3個)裝置本體10、110、210。此時，副操作盤40可以構成為使用於彼等3個裝置本體10、110、210之所要之操作對象部之操作。

在各裝置本體10、110、210之各操作對象部分別配置固有之標記。藉由副操作盤40之讀取手段讀取該標記，可以辨識出是哪一裝置本體10、110、210之操作對象部。依據該讀取資訊，操作者選擇的所要操作對象部所對應的操作部42，及特定操作導引被合成的攝影中的操作對象部之影像被顯示於顯示部41。如此則，操作者使用1個副操作盤40可使各裝置本體10、110、210之所要之操作對象部動作。可以提高工作機械之便利性。

又，無需在3個裝置本體10、110、210分別 設置個別的副操作盤40。可以減低裝置本體10、110、210之製造成本。例如副操作盤40在裝置本體10、110、210之維修時等被使用之程度下，使用頻度較低時等係有效。

關於各裝置本體10、110、210，各裝置本體10、110、210可以連接於同一LAN內。或連接於個別之LAN內。只要能與副操作盤40通信即可。又，各裝置本體10、110、210在所屬的特定LAN，藉由無線LAN連接亦可。透過網路纜線等以有線方式連接亦可。

又，副操作盤40與裝置本體10、110、210可以是對等式(ad hoc mode)等相互直接通信。或主從式(Infrastructure mode)等透過存取點之無線LAN之主機進行通信。

又，副操作盤40可以是在各裝置本體10、110、210所屬之LAN藉由有線連接。適用於有線連接者的副操作盤40，只要是具備在LAN可以藉由有線連接的介面即可。介面例如可以是有線用之LAN基板等。

又，本實施形態之副操作盤40亦可以適用為主操作盤。

又，本實施形態之副操作盤40可以適用平板型之個人電腦，本實施形態之構成不限定於此。例如亦可以適用攜帯資訊端末裝置或泛用之個人電腦(特別是筆記本式者)等。

又，本實施形態中，構成為將副操作盤40裝 拆自如地設置安裝於裝置本體10，但不限定於本實施形態之構成。只要副操作盤40對於裝置本體10之保持器23移動自如即可。例如可以是藉由保持器23以外之手段裝拆的構成。另外，亦可以構成為使設有副操作盤40的裝置本體10之一部分由裝置本體10分離等而移動至可以對操作對象部進行攝影之位置。

本實施形態之副操作盤40，係依據事先記憶於記憶部45之ROM的應用軟體之處理順序，由控制部44對顯示部41、操作部42、攝像部43、無線通信部46等進行控制者。因此，藉由替換、編輯事先記憶的應用軟體，即可不限定於自動旋盤裝置100，可以適用於各種工作機械之操作盤。另外，可以適用於工作機械以外之各種裝置對裝置本體之操作指示之輸入用之操作盤。

又，本實施形態中，操作對象部所對應的操作導引之畫像資訊等係記憶於副操作盤40之記憶部45，但本發明不限定於此。例如將操作導引之畫像資訊等記憶於裝置本體10側之記憶部19。藉由透過無線通信部20及無線通信部46的裝置本體10與副操作盤40之通信，將操作導引之畫像資訊等由裝置本體10側傳送至副操作盤40側。將傳送的操作導引之畫像與操作對象部之影像予以合成而顯示於副操作盤40之顯示部41之構成亦可。

本實施形態之副操作盤40係藉由讀取手段讀取操作對象部之標記50亦即QR碼(登記商標)，而界定操作對象部。該標記50不限定於QR碼(登記商 標)。只要可以個別辨識操作對象部者，可以是其他二維碼或條碼等之一維碼。又，亦可以構成為使用AR(擴增實境(Augmented Reality))技術，在操作對象部配置AR標記物。亦可以構成為直接以攝影的操作對象部之畫像作為標記進行辨識。又，標記50可以由數字、文字、記號、字符等構成。依據以讀取手段讀取的數字等之標記50，取得事先記憶於記憶部45的操作對象部之資訊，可以界定操作對象部之構成亦可。

本實施形態之自動旋盤裝置100係工作機械之一例。本發明的工作機械不限定於自動旋盤裝置，可以是旋盤裝置以外之工作機械(特別是數值控制者)。

以上，參照圖面詳細說明本發明之實施形態，但上述實施形態僅為本發明之例示。本發明不限定於上述實施形態之構成。在不脫離本發明要旨之範圍內的設計變更等亦包含於本發明。

〔關連申請之相互參照〕

本申請主張2015年3月13日向日本專利局申請的特願2015-050533之優先權，本說明書中亦完全參照組合其全部揭示。

100‧‧‧自動旋盤裝置

10‧‧‧裝置本體

21‧‧‧底座

M1、M2、M3‧‧‧模組

14、15、16‧‧‧刀具台

11、12、13‧‧‧主軸

17‧‧‧工具

40‧‧‧副操作盤

Claims (9)

1. 一種工作機械，具備：裝置本體，進行特定工件之加工；操作盤，相對於該裝置本體移動自如而設置，對該裝置本體進行操作；及攝像部，進行上述裝置本體側之攝影；於上述操作盤設置：顯示部，將上述攝像部攝影的影像予以顯示；及顯示控制手段，將進行上述裝置本體之操作的操作手段以可以操作的狀態顯示於上述顯示部；和上述操作手段對上述操作盤的操作對應地使上述裝置本體進行特定動作的工作機械，其特徵在於：在基於上述操作盤之操作而動作的上述裝置本體的特定操作對象部配置特定標記；於上述操作盤設置讀取手段，藉由包含上述標記而對上述操作對象部進行攝影來讀取上述標記；上述顯示控制手段，係依據基於上述讀取手段的上述標記的讀取資訊，將進行上述操作對象部之操作的操作手段及攝影中的上述操作對象部顯示於上述顯示部而構成。
2. 如請求項1之工作機械，其中上述操作盤，係以上述裝置本體的操作者可以攜帶的方式相對於上述裝置本體裝拆自如地被設置。
3. 如請求項1之工作機械，其中上述顯示控制手段，係將合成有特定操作導引的狀態之攝影中的上述操作對象部顯示於上述顯示部。
4. 如請求項3之工作機械，其中 上述操作導引包含：設定資訊，係和操作部之操作對應且針對上述裝置本體或上述操作對象部被事先設定或虛擬設定者。
5. 如請求項3之工作機械，其中上述操作導引包含準備作業所必要的資訊。
6. 如請求項3之工作機械，其中上述顯示控制手段構成為，在上述攝像部對上述操作對象部之攝影條件變化時，對應於該攝影條件之變化來變化上述操作導引之顯示。
7. 如請求項1之工作機械，其中上述顯示控制手段構成為，當上述讀取手段讀取的上述標記變更時，將上述操作手段對於上述顯示部之顯示，切換為變更之上述標記所對應的上述操作對象部之上述操作手段而予以顯示。
8. 如請求項1之工作機械，其中上述操作盤係平板型個人電腦。
9. 如請求項1之工作機械，其中上述顯示部係作為觸控面板式操作手段而兼具有上述操作手段之機能者。