TWI796733B - 加工機、計測裝置及被加工物的製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供一種加工機，可計測攝影方向之工具的位置。 [解決手段] 加工機(1)具有：Y軸驅動源(29Y)、攝影機(37)、影像處理裝置(47)及控制裝置(45)。Y軸驅動源(29Y)是在Y方向使工件(103)與工具(101)相對移動。攝影機(37)是在Y方向攝影工具(101)取得影像。影像處理裝置(47)根據影像內的工具(101)的鮮明度特定工具(101)的Y方向的位置。控制裝置(45)是藉影像處理裝置(47)所特定之工具(101)的Y方向的位置控制Y軸驅動源(29Y)。

Description

加工機、計測裝置及被加工物的製造方法
本發明是有關加工機、計測裝置及被加工機的製造方法。
藉工具進行工件加工的加工機中，藉攝影工具來計測工具的位置已為人熟知(例如下述專利文獻1及2)。專利文獻1是揭示對應計測後的工具的位置，及預先設定之工具的位置的偏移量，修正進行工件之加工時的工具與工件的相對移動的技術。另外，專利文獻1是揭示監視加工時的工作機械的狀態，藉此適當設定工具之位置的計測時間的技術。專利文獻2是揭示使用2個照明裝置及反射鏡，藉此以1台的攝影機從彼此不同的方向攝影工具的技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2018-51725號公報 [專利文獻2] 日本特開2015-182159號公報
[發明所欲解決之問題]
可藉工具的攝影來計測的工具的位置是與攝影方向(從攝影機朝工具的方向)正交的方向(沿著影像的方向)的位置。從相反方向，則不能計測攝影方向的工具的位置。因此，例如，三維座標中在計測工具的位置的場合，有從彼此不同的方向攝影工具之2台的攝影機的必要。其結果，例如，會增大加工機的成本。專利文獻2是揭示以1台的攝影機從彼此不同的方向攝影工具的技術。但是，有成為複雜機構的必要。
期待有可計測攝影方向之工具的位置的加工機、計測裝置及被加工機的製造方法。 [用於解決課題的手段]
本說明之一樣態相關的加工機，具有：第1驅動源，在第1方向使工件與工具相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述工具取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內的上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置；及控制裝置，根據藉上述影像處理裝置所特定的上述工具的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源。
本說明之一樣態相關的加工機，具有：第1驅動源，使工件與工具在第1方向相對移動；接觸式感測器，配置在與配置上述工具的位置具有一定的位置關係的位置，藉配置在具有上述一定的位置關係的位置，進行與上述第1驅動源的上述工件之上述第1方向的相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述接觸式感測器取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內之上述接觸式感測器的色清晰度特定上述接觸式感測器的上述第1方向的位置；及控制裝置，根據上述影像處理裝置所特定之上述接觸式感測器的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源。
本說明之一樣態相關的計測裝置，係計測與工具在第1方向相對移動的工具的位置，具有：攝影機，取得在上述第1方向進行上述工具攝影的影像，及影像處理裝置，根據上述影像內之上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置。
本說明之一樣態相關之被加工物的製造方法具有使用上述加工機，使上述工件與上述工具接觸將上述工件加工成被加工物的步驟。 [發明效果]
根據上述的構成或順序，可進行攝影方向的位置計測。
實施形態相關之加工機的構造是例如除了後述的攝影部的台數僅為1台的點之外，也可以是習知的構造或應用習知的構造。又，實施形態相關的加工機的控制是例如除了根據攝影部攝影的影像的工具之位置的特定相關的處理之外，也可以是習知的控制或應用習知的控制。
以下，首先例示加工機之中除去攝影部的部分的構成(主要為構造)。接著，例示攝影部的構造。接著，針對加工機的控制(主要為基本構造及基本動作)例示。之後，針對根據攝影部攝影的影像之工具的位置的特定相關的處理的例說明。
以下的說明是為方便起見，影像與影像數據不加以嚴密地區別，主要使用影像的說明。影像的說明尤其在不加以限制，或不產生矛盾，可置換成影像數據的說明。又，工具的位置的說明是指與工件的相對位置，並且，指絕對座標系的位置。尤其在不加以限制，或者不產生矛盾等的前提下，工具的位置可視為相對位置及絕對位置的其中任一方。
(加工機的整體構成) 圖1表示實施形態相關之加工機1的構成的模式性透視圖。圖中，為方便起見，賦予正交座標系XYZ。+Z方向是例如垂直上方。
如已說明，本發明相關的技術是可運用於種種的加工機，圖示的加工機1僅是其一例。但是，以下的說明中，為方便起見，以加工機1的構成為前提進行的說明。
加工機1是例如藉工具101進行工件103的加工。加工的種類(其他的觀點為工具的種類)可以是適當的種類。例如，加工的種類為切削、磨削或研磨。圖示的例中，工具101是由端銑刀等的旋削工具所構成，在與Z軸平行的軸周圍旋轉。又，工具101與工件103是在X軸、Y軸及Z軸分別可相對移動。並且，將旋轉的工具101抵接於工件103，藉此進行工件103的切削、磨削或研磨。
加工機1，例如具有：保持工具101及工件103的機械本體3，及控制機械本體3的控制單元5。
機械本體3是例如上述旋轉工具101，並使得工具101與工件103在3個軸方向相對移動。實現如上述的旋轉及相對移動的構成是例如可與習知的種種的構成相同，或應用習知的構成。圖示的例是如以下說明。
機械本體3具有：基座7；支撐於基座7的2支的支柱9；掛設於2支的支柱9的橫樑11；支撐於橫樑11的鞍座13；固定於鞍座13的Y軸座15；支撐於Y軸座15的主軸頭17；及支撐於主軸頭17的主軸19。
工具101保持於主軸19。主軸19是藉主軸頭17可旋轉地支撐在與Z軸平行的軸周圍，藉著未圖示的主軸馬達旋轉驅動。藉此，使工具101旋轉。主軸頭17是可相對於Y軸座15(鞍座13)在Z方向直線移動，藉此，朝Z方向驅動工具101。鞍座13是可相對於橫樑11在Y方向直線移動，藉此，朝Y方向驅動工具101。
又，機械本體3具有：支撐於基座7的X軸座21，及支撐於X軸座21的工作台23。
工件103保持於工作台23。工作台23可相對於X軸座21在X方向直線移動，藉此，將工件103朝X方向驅動。
為實現鞍座13的移動、主軸頭17的移動、工作台23的移動及主軸19的旋轉用的機構的構成為習知的構成或可應用習知的構成。例如，驅動源可以是電動機、油壓機器或空壓機器。又，電動機是可以旋轉式電動機或線性馬達。引導(其他的觀點為限制驅動方向以外之方向的移動)鞍座13、主軸頭17或工作台23的線性引導也可以是活動部與固定部滑動的滑動引導，也可以是滾動體在活動部與固定部之間滾動的滾動引導，也可以在活動部與固定部之間透過空氣或油的靜壓引導，也可以是該等之2以上的組合。同樣地，主軸19的軸承可以是滑動軸承、滾動軸承、靜壓軸承或該等之2以上的組合。
控制單元5例如雖未圖示，但是包括電腦及驅動器(例如伺服驅動器)所構成。電腦可以是NC (numerical control)裝置構成。電腦例如雖未圖示，但是包括CPU(central processing unit)、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)及外部記憶裝置所構成。CPU執行ROM及/或記憶於外部記憶裝置的程式，藉此構築成進行控制等的各種的功能部。控制單元5也可包括僅進行一定動作的邏輯電路。
控制單元5是例如控制主軸19(其他的觀點是例如未圖示的主軸馬達)的轉數，並控制鞍座13、主軸頭17及工作台23的位置及速度。位置控制可以是所謂的全閉合迴路控制。亦即，可反饋鞍座13、主軸頭17及工作台23的檢測位置。但是，位置控制也可以是進行電動機之旋轉位置反饋的半閉合迴路控制，或未反饋的開迴路控制。針對速度控制也同樣地，可進行全閉合迴路控制、半閉合迴路控制或開迴路控制。
如上述在進行全閉合迴路反饋控制的場合，檢測成為最終的控制對象的構件(13、17及23)的位置及/或速度的感測器的構成為習知的構成或應用習知的構成。例如，感測器可以是線性編碼器或雷射測長儀。又，在進行半閉合迴路控制的場合，檢測電動機的旋轉位置及/或旋轉速度的感測器為習知的構成或應用習知的構成。例如，感測器可以是編碼器或解析器。
可適當設定加工機1的加工精度。例如，加工機1也可以亞微米級的精度(小於1μm的誤差)，或者奈米級的精度(小於10nm的誤差)實現加工。以上的工作機械藉由本案申請人已然實用化(例如UVM系列、ULG系列及ULC系列)。更詳細而言，例如，鞍座13的Y方向的定位精度、主軸頭17的Z方向的定位精度及/或工作台23的X方向的定位精度可以是1μm以下、0.1μm以下、10nm以下或1nm以下。當然，加工機1的加工精度也可以比上述低。
(移動機構) 如已說明，在直線上移動鞍座13、主軸頭17及工作台23用的構成可以是適當的構成。以下表示一例。
圖2(a)表示直線移動工作台23之構成的一例的透視圖，圖2(b)為圖2(a)的II-II線的剖面圖。
圖示的例中，引導工作台23的導件25是由V-V滾動導件構成。例如，導件25具有：形成在支撐工作台23的X軸座21的上面之剖面V字型的2條溝槽21a；形成在工作台23的下面之剖面三角形的2條突條23a；及介於溝槽21a與突條23a之間的複數個滾子27(滾動體)。溝槽21a及突條23a是朝X方向成直線形延伸，突條23a是透過滾子27嵌合於溝槽21a。藉此，工作台23限制Y方向的移動。又，滾子27是相對於溝槽21a的內面及突條23a的外面滾動，容許兩者之X方向的相對移動。藉此，工作台23以比較小的阻力在X方向移動。工作台23朝+Z側的移動例如被以自重限制。工作台23朝-Z側的移動例如被來自X軸座21的反向力所限制。
又，圖示的例中，驅動工作台23的X軸驅動源29X是由線性馬達所構成。例如，X軸驅動源29X具有：在X軸座21的上面朝X方向配列的複數個磁鐵29c所構成的磁鐵列29a，及固定在工作台23的下面，與磁鐵列29a相對的線圈29b。並且，朝線圈29b供應交流電，藉以使得磁鐵列29a與線圈29b產生X方向的驅動力。進而使工作台23朝X方向移動。
針對工作台23在X方向直線移動的構成(換言之使工具101與工件103在X方向相對移動的構成)已作說明。上述的說明是可採用鞍座13在Y方向直線移動的構成(換言之使工具101與工件103在Y方向相對移動的構成)，及主軸頭17在Z方向直線移動的構成(換言之使工具101與工件103在Z方向相對移動的構成)。例如，引導鞍座13及主軸頭17的導件也可以是V-V滾動導件。突條(23a)從溝槽(21a)的分離是可藉卡合構件的設置適當限制。又，驅動鞍座13的Y軸驅動源29Y(圖4)，及驅動主軸頭17的Z軸驅動源29Z(圖4)是可以線性馬達構成。並且，以下的說明中，X軸驅動源29X、Y軸驅動源29Y及Z軸驅動源29Z不加以區別，稱為驅動源29。
(感測器) 如已說明，檢測鞍座13、主軸頭17及工作台23的位置的感測器可以適當的構成。圖2(a)是表示作為其一例之線性編碼器的圖。具體如以下說明。
加工機1具有檢測工作台23之X方向的位置的X軸感測器31X。X軸感測器31X，例如具有：X方向延伸的刻度部31a，及與刻度部31a相對的檢測部31b。刻度部31a中，例如在X方向以一定的間距配列有形成光學或磁性的複數個圖案。檢測部31b生成對應與各圖案的相對位置的訊號。因此，可藉著伴隨刻度部31a及檢測部31b的相對移動生成的訊號的計數(即圖案的計數)，檢測位移(位置)。
刻度部31a及檢測部31b的一方(圖示的例為刻度部31a)固定於工作台23。刻度部31a及檢測部31b的另一方(圖示的例為檢測部31b)直接或間接地固定於X軸座21。因此，工作台23移動時，刻度部31a及檢測部31b相對移動。藉此，檢測工作台23的位移。
可適當設定刻度部31a及檢測部31b的具體安裝位置。並且，X軸感測器31X也可根據刻度部31a的圖案特定相對於刻度部31a之檢測部31b的位置(絕對位置)的絕對式，也可以不能進行以上特定的增量式。如習知，即使是增量式的刻度，仍可以使檢測部31b相對於刻度部31a移動至預定位置(例如移動限)進行校準藉此特定絕對位置。
針對檢測工作台23之X方向的位置的X軸感測器31X已作說明。可將上述的說明援用於檢測鞍座13之Y方向的位置的Y軸感測器31Y(圖4)，及檢測主軸頭17之Z方向的位置的Z軸感測器31Z(圖4)。並且，以下的說明中，不區別X軸感測器31X、Y軸感測器31Y及Z軸感測器31Z，稱該等為感測器31。
X軸感測器31X檢測工作台23之X方向的位置(絕對位置)。但是，X軸感測器31X也視為可檢測工件103與工具101之X方向的相對位置。同樣地，Y軸感測器31Y也視為可檢測工具101與工件103的Y方向的相對位置。Z軸感測器31Z也視為可檢測工具101與工件103的Z方向的相對位置。
(攝影部) 如圖1表示，加工機1具有攝影工具101的攝影部33。攝影部33是例如固定於工作台23。換言之，攝影部33是相對於工件103固定，乃致配置在伴隨工具101與工件103的相對移動而與工具101相對移動的位置。
加工機1是在適當的時期，根據感測器31的檢測值，將工具101與工件103(攝影部33)定位成預定的位置關係，藉攝影部33攝影工具101。並且，例如，比較以前攝影的影像，及此次所攝影的影像，藉此檢測以前的工具101的位置，及現在的工具101的位置的其中之一。此偏移是例如，加工機1的溫度上升使加工機1的各部變形所產生。加工機1根據檢測後的偏移，修正根據感測器31之驅動源29的控制。並且，如上述工具的位置之偏移的檢測可視為工具之位置的檢測的一種，根據工具的位置之偏移的控制則可視為根據工具的位置之控制的一種。
相對於工作台23之攝影部33的具體配置位置是可適當設定。例如，攝影部33可位於工作台23的外圍部，也可位在固定於工作台23之未圖示的追加工作台。並且，攝影部33也可以是於概略矩形的工作台23的4邊之中，位在+X側、-X側、+Y側及+Y側的任意的邊上。又，攝影部33也可以在攝影部33定位的1邊，位於該1邊的端部側(工作台的角部側)，也可定位在1邊的中央。
圖3是表示攝影部33之構成的例的模式圖。
攝影部33例如具有：支撐構件35；固定於支撐構件35上的攝影機37；及固定在支撐構件35上，與攝影機37相對的照明裝置39。並且，定位在照明裝置39與攝影機37之間的工具101是藉攝影機37進行攝影。
藉攝影部33(攝影機37)攝影工具101的方向(攝影方向)是可以任意的方向。圖示的例中，例示攝影方向為Y方向的樣態。Y方向是在本實施形態中，相對於工具101(其他的觀點為主軸19)的軸向正交的方向、工具101與工件103可相對移動的方向及引導工具101(也可以是工件103)的方向。
攝影方向也可以是同樣運用上述Y方向的說明的X方向。又，攝影方向也可以是Z方向。但是，攝影方向為Z方向的場合，本實施形態中，相對於工具101在攝影機37的相反側配置照明裝置39困難。並且，攝影方向也可以是朝X方向、Y方向及/或Z方向傾斜的方向。但是，此時，會使得計測工具的位置用的種種的控制及運算複雜化。
如上述，攝影方向可以是任意的方向。但是，本實施形態的說明中，為方便起見，前提是以攝影方向為Y方向進行的說明。更詳細而言，以攝影機37從工具101的+Y側攝影工具101的樣態為前提進行說明。
支撐構件35有助於攝影機37及照明裝置39相對於工作台23的固定，又，有助於限定攝影機37與照明裝置39的相對位置。也可適當設定支撐構件35的形狀、尺寸及材料。並且，也可以省略支撐構件35。亦即，攝影機37及照明裝置39也可以直接固定於工作台23。
攝影機37例如具有：透鏡41、攝影元件43及收容該等的框體(符號省略)。透鏡41可以是單透鏡，也可以是複合透鏡。透鏡41的材料可舉例如玻璃及樹脂。攝影元件43是例如固態攝影元件。固態攝影元件可舉例如CCD (Charge Coupled Device)圖像感應器及CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)圖像感測器。攝影元件43例如對可視光具有高的感度。但是，攝影元件43也可以對紅外線、紫外線或X線等具有高的感度。
並且，與圖示的例不同，透鏡41與攝影元件43(攝影機)也可不藉框體一體化。例如，也可組合個別流通的透鏡與攝影元件。尤其雖未圖示，但是攝影機37可具有驅動攝影元件43的驅動器。攝影機37攝影的影像的數據是輸出至攝影機37的外部的機器(例如個人電腦)，藉外部的機器進行處理。但是，攝影機37也可具有擔負影像數據之處理的至少一部分的影像處理部。如以上的處理部是例如可藉IC(Integrated Circuit)實現。攝影機37是例如取得灰階影像。但是，攝影機37也可取得彩色影像。換言之，攝影機37也可具有濾色器。
照明裝置39是例如在藉攝影機37攝影的影像內，有助於使工具101的輪廓明確。具體而言，來自照明裝置39的光，一部分被工具101所阻斷，其餘的通過工具101的周圍射入攝影機37。其結果，在藉攝影機37所攝影的影像內，工具101的外側的區域的亮度相對於工具101的區域的亮度變得較高。以致使工具101的輪廓變得明確。
照明裝置39雖未加以圖示，但具有生成光的光源。光是例如可視光。但是，光也可以是紅外線、紫外線或X線等。又，光也可以是指向性高的(例如雷射光)，也可以是指向性不高的。光源可例如為LED(Light Emitting Diode)、雷射、螢光燈或白熱燈泡。照明裝置39可包括將來自光源的光聚光的透鏡。
(加工機之控制系的構成) 圖4是表示加工機1的控制系之構成的概要的方塊圖。更詳細而言，在此表示工具101及工件103之正交座標系XYZ的相對移動的控制相關的構成。亦即，圖示省略工具101之旋轉的控制相關的構成等。
圖4是在紙面左側中，模式表示工具101及工件103之正交座標系XYZ的相對移動相關的驅動源29及感測器31，並表示攝影機37。又，圖4的其他為表示構築成控制單元5的種種的功能部的方塊圖。
控制單元5是例如具有：進行加工機1之機械本體3的控制的控制裝置45，及根據攝影機37攝影的影像進行處理的影像處理裝置47。
控制裝置45，例如具有：進行與加工直接相關的控制的主控制部49，及進行用於修正主控制部49之控制的處理的輔助控制部51。
主控制部49是例如根據NC程式控制機械本體3的動作。又，其他的觀點為主控制部49是根據感測器31的檢測值進行驅動源29的反饋控制。
輔助控制部51，例如具有：藉攝影部33攝影工具101用之控制的計測部51a，及根據攝影後的影像修正主控制部49的控制的修正部51b。
計測部51a是例如控制機械本體3(驅動源29)使工具101與攝影機37定位成預定的位置關係。又，計測部51a是例如控制攝影機37(攝影元件43)進行工具101的攝影。並且，圖示的例中，計測部51a雖是透過主控制部49控制驅動源29，但也可直接控制驅動源29。同樣地，圖示的例中，計測部51a雖是透過影像處理裝制47控制攝影元件43，但也可直接控制攝影元件43。
修正部51b是例如從影像處理裝置47取得工具101的偏移量，根據其取得的偏移量修正主控制部49的控制。
工具101的偏移量是例如以下的說明。控制裝置45是例如進行驅動源29的控制，根據感測器31的檢測值使工具101朝著藉NC程式所指定之工具101的位置(座標)移動。此控制是以在工具101的位置與感測器31的檢測值之間具有一定的對應關係為前提。但是，根據起因於溫度變化等的加工機1的變形，會使得工具的位置與位置感測器的檢測值的對應關係從上述的一定的對應關係偏移。可視此偏移的量為工具101的偏移量。又，其他的觀點是感測器31的檢測值在預定的值的狀態下，以上述一定的對應關係時的工具101的位置為基準位置時，此基準位置與工具101的實際的位置的偏移量為工具101的偏移量。並且，以下的說明是為方便起見，會有未進行如以上之正確的表現。
影像處理裝置47，例如具有：影像取得部53，控制攝影機37(攝影元件43)取得工具101的影像(嚴密為影像數據)，及算出部(55X、55Y及55Z)，根據取得的影像算出工具101的位置的偏移量。算出部，包括：算出工具101之X軸方向的偏移量的X軸偏移算出部55X；算出工具101之Y軸方向的偏移量的Y軸偏移算出部55Y；及算出工具101之Z軸方向的偏移量的Z軸偏移算出部55Z。
控制單元5包括的種種的功能部是例如已說明，藉執行程式構築成電腦。種種的功能部也可為彼此不同的硬體所構築成，也可以彼此相同的硬體構築成。例如，控制裝置45與影像處理裝置47是可個別的電腦所構築，進行有線通訊或無線通訊，也可以相同的電腦構築成。又，例如，主控制部49與輔助控制部51的一部分(或全部)是可構築成個別的電腦，並且輔助控制部51的一部分(或全部)及影像處理裝置47構築成相同的電腦。又，影像處理裝置47的一部分的功能部是可內置於攝影機37。影像處理裝置47可以僅特定工具101的位置。並且，控制裝置45比較影像處理裝置47特定之工具101的位置與基準的位置，可特定工具101的偏移量。亦即，偏移量算出部(55X、55Y及55Z)是可藉影像處理裝置47與控制裝置45構成。但是，以下的說明中，為方便起見，表現如影像處理裝置47特定偏移量。
圖4例示的種種的功能部是用於方便且概念地說明控制單元5的動作。因此，例如，程式上在各種的功能部可不加以區別。又，例如，1個動作也可以是2以上的功能部的動作。例如，取得影像內的工具101的輪廓的處理是可視為X軸偏移算出部55X及Z軸偏移算出部55Z的雙方的動作。
(各軸的控制系之構成的一例) 圖5是表示各軸的控制系的構成之一例的方塊圖。其他的觀點是表示主控制部49之部分詳細的圖。圖中，除去NC程式107、驅動源29及感測器31的部分是相當於主控制部49的一部分。
NC程式107包括各軸的驅動相關之指令的資訊。例如，NC程式107包括工作台23、鞍座13及主軸頭17的移動相關之指令的資訊。移動相關之指令的資訊是例如包括：移動軌跡上的複數個位置，及複數個位置間的速度的資訊。
解釋部57讀出NC程式107進行解釋。藉此，例如，針對工作台23、鞍座13及主軸頭17分別取得依序通過的複數個位置，及複數個位置間的速度的資訊。
內插部59是根據解釋部57取得的資訊，算出預定之每控制周期的目標位置。例如，根據依序通過的2個位置與其2個位置之間的速度，將每控制周期依序應到達的複數個目標位置設定在2個位置之間。內插部59是以各軸算出各控制周期的目標位置，輸出至加算部61。
加算部61以後的構成是設置在各軸上。亦即，主控制部49是從加算部61合計有3個表示於紙面右側的構成。又，加算部61以後的構成是例如與反饋控制相關之習知的構成相同。並且，從上述內插部59朝加算部61之每控制周期的目標位置的輸入，及下述說明的動作是以控制周期重複地進行。
加算部61是算出每控制周期的目標位置，及藉感測器31檢測之位置的偏差。將算出的偏差(每控制周期的目標移動量)輸入位置控制部63。位置控制部63是在輸入的偏差乘以預定的利得以算出每控制周期的目標速度，輸出至加算部65。加算部65算出所輸入之每控制周期的目標速度，及將感測器31的檢測位置藉微分部73微分所得的檢測速度的偏差，輸出至速度控制部67。速度控制部67是在所輸入的偏差乘以預定的利得算出每控制周期的目標電流(目標扭矩)，輸出至加算部69。加算部69是算出所輸入之每控制周期的目標電流，及來自未圖示之電流檢測部的檢測電流的偏差，輸出至電流控制部71。電流控制部71將對應所輸入之偏差的電力供應至驅動源29。
上述亦僅是一例，可適當地變形。例如，尤其雖未圖示，但也可以附加前饋控制。也可插入加速度迴路取代電流迴路。驅動源為旋轉式的電動機，在設有檢測其旋轉的旋轉式感測器(例如編碼器或解析器)的場合，也可根據其旋轉式感測器的檢測值進行速度控制。
(根據影像之工具的位置的特定方法) 以下是針對根據藉攝影機37攝影的工具101的影像之工具101的偏移量的特定方法說明。
(與攝影方向正交之方向的位置的特定方法) 圖6是用於說明與攝影方向正交的方向(本實施形態為X方向及Z方向)的工具101的位置之偏移量的計測方法的圖。此圖是模式表示藉攝影機37攝影之影像109的例。
X方向及Z方向之工具101的位置的偏移量是可與習知的方法同樣地特定。例如，已如言及，將工具101及攝影機37定位成預定的位置關係進行工具101的攝影。攝影是例如在基準時期(後述)及其後的1以上的計測時期(後述)進行。並且，比較在基準時期攝影的影像內的工具101(圖6中以點線表示)的位置，及計測時其計測之影像內的工具101(圖6中以實線表示)的位置，可藉此特定X方向的偏移量dX及Z方向的偏移量dZ。並且，根據偏移量dX及dZ，修正主控制部49的控制。
攝影用的工具101及攝影機37的相對位置的定位是可適當進行。例如，計測部51a是控制3個驅動源29使3個感測器31的檢測值分別成為預定的值。藉此控制，工具101是例如其前端位在照明裝置39與攝影機37之間。換言之，工具101的前端是位在攝影機37的視野內。並且，計測部51a驅動攝影元件43取得工具101的影像。
在進行計測工具101的X方向及Z方向之位置的偏移量用的攝影時的工具101與攝影機37的位置關係中，Y軸感測器31Y檢測的位置是與上述的說明不同，嚴密而言也可以不一定。例如，如後述，工具101的Y方向之位置的偏移量的計測是取得工具101與攝影機37之Y方向的相對位置(其他的觀點為Y軸感測器31Y的檢測位置)彼此不同的複數個影像。並且，從其複數個影像選擇對焦的影像。可使用此選擇的影像作為計測工具101的X方向及Z方向之位置的偏移量用的影像。此時，取得所使用的影像時之Y軸感測器31Y的檢測位置是如從後述的說明可理解，為對應工具101之Y方向的偏移量而變動，並非一定。
特定偏移量dX用的影像，及特定偏移量dZ用的影像是例如相同的影像。但是，也可以從彼此不同的影像特定偏移量dX及dZ。
在攝影時，工具101也可以停止旋轉，也可以旋轉。又，在以停止工具101的旋轉的狀態進行攝影的樣態中，主軸19也可進行旋轉方向的定位，也可以不進行。該等的條件是可對應工具101的振動及形狀等適當地設定。
工具101在圖6中，工具101並非相對於Z軸傾斜而是平行移動，偏移量dX及dZ在工具101的任一的部位也相同。但是，在工具101傾斜的場合，以工具101的任一的部位為基準特定偏移量dX及dZ，藉以使偏移量dX及dZ不同。成為基準的部位是可對應工具101的種類等適當設定，例如，可設為工具101的前端中央。成為基準的部位是在基準時期，概略定位於攝影機37的視野的中央，也可定位在從中央偏移的位置。
在進行偏移量dX及dZ的特定時，可進行習知的種種的影像處理。例如，在進行工具101的輪廓的特定時，也可進行習知的邊緣檢測。偏移量dX及dZ的檢測精度是可適當設定。例如，在影像內，也可以1像素單位特定工具101的位置。亦即，偏移量dX及dZ的檢測精度也可以是相當於1像素的長度。又，例如，也可進行從影像內的工具101的周邊資訊推定工具101的邊緣位置的處理(副像素處理)，藉此實現比相當於1像素的長度短之長度的檢測精度。例如，偏移量dX及dZ的檢測精度也可以是相當於1/1000像素、1/100像素或1/10像素的長度。
1像素與相當於1像素的實際長度之對應關係的資訊是可藉加工機1的製造者進行輸入，或藉操作員輸入，也可以加工機1進行預定的動作來取得。加工機1取得的場合是例如加工機1藉著X軸驅動源29X(及/或Z軸驅動源29Z)使工具101及攝影機37在X方向(及/或Z方向)相對移動，在至少2個攝影位置取得影像。比較藉此時的X軸感測器31X(及/或Z軸感測器31Z)所檢測之2個攝影位置間的距離與2個影像間的工具101的位置的差(像素數)，藉此特定1像素及與實際的長度的對應關係。
(攝影方向之位置的特定方法) Y方向的偏移量的計測是藉著Y軸驅動源29Y一邊使工具101與攝影機37之Y方向的距離變化一邊藉攝影機37進行攝影(取得複數個影像)，取得對焦時之Y軸感測器31Y的檢測位置。分別在基準時期與計測時期進行如以上的檢測位置的取得。另一方面，對焦距離為一定。因此，可以和計測時期的檢測位置的偏移量作為工具101的Y方向的偏移量。
如上述使工具101及攝影機37在Y方向的相對移動取得複數個影像的場合，工具101與攝影機37的相對移動是例如可重複間歇進行移動與停止。並且，可在停止時進行攝影。此時，例如，可提升影像的色清晰度。但是，相對移動示不包括停止連續地移動，移動中也可進行攝影。相對移動的速度為任意。在攝影時，工具101可以停止旋轉，也可以旋轉。
並且，工具101及攝影機37的相對移動是可以比對焦所預設的距離更長的距離從兩者遠離的狀態至兩者接近地移動，相反地，也可以比對焦所預設的距離短的距離從兩者接近的狀態至兩者遠離地移動，也可包括雙方的移動。進行相對移動的距離是可以針對工具101之Y方向的偏移量所預設的最大值更大的範圍適當地設定。
設工具101及攝影機37一邊相對移動一邊進行攝影時的攝影位置彼此的距離為攝影位置的間距。可無視於視野深度等時，形式上，此間距成為工具101之偏移量的計測的精度。但是可選擇2個判定為對焦的攝影位置的場合，也可將其中間位置作為對焦的位置使用等，以較攝影位置的間距短的距離作為偏移量的計測的精度。
如後述，是否對焦是算出預定的指標值進行判定。此時，也可求出近似攝影位置與指標值的相關關係的函數，在此函數中將指標值成為峰值的攝影位置特定為對焦的攝影位置。此時，與上述不同，偏移量的精度變得比攝影位置的間距小(精度變高)。但是，以下的說明中，為方便起見，主要是採不進行如上述處理的樣態為例。
攝影位置的間距是例如關於所有的攝影位置為一定。但是，間距也可以並非一定。例如，在從預設為對焦的位置之距離較長的位置確認地進行攝影的場合，此攝影位置與相鄰的攝影位置的間距是可設為較其他的攝影位置間的間距長。
攝影位置的間距也可因應狀況來變更。例如，最初，在Y方向的第1範圍內以相對較大之間距所設定的複數個攝影位置進行攝影。根據此攝影結果，在第1範圍內，特定預設為對焦的第2範圍。接著，在第2範圍內以相對較小的間距所設定的複數個攝影位置進行攝影。根據此攝影結果，確定對焦的位置。
攝影位置的間距的具體的大小是可對應加工機1所要求的加工精度等適當地設定。例如，間距相對於加工機1之Y方向的定位精度可以是相同，也可以較大。又，例如，間距可以是1μm以下、0.1μm以下、10nm以下或1nm以下。又，例如，間距也可以是比照界深度長，也可以相同，也可以較短。
工具101與攝影機37的相對移動的樣態(移動方向，及單向或雙向的其中之一等)、設定有複數個攝影位置的Y方向的範圍及/或攝影位置的間距等的各種的條件是可藉加工機1的製造者設定，也可以操作員設定。
(是否對焦的判定方法) 是否對焦的判定方法是例如可藉影像的色清晰度判定。具體是如以下說明，
圖7(a)及圖7(b)是用於說明影像之色清晰度的變化的圖。該等的圖是相當於圖9的區域VII的放大圖。該等的圖中，模式表示複數個像素111。賦予像素111的陰影線是表現清晰度，陰影線越濃，影像內的清晰度越低。
圖7(a)是表示對焦的場合之影像109(設影像109A)的例。圖7(a)中，區域R1是對應工具101的區域。區域R2是對應工具101的外側的區域。區域R1的清晰度是比區域R2的清晰度低。在對焦的場合，例如，從區域R1朝區域R2的清晰度為急劇變化。圖7(a)中，區域R1包括的複數個像素111具有彼此相同的清晰度，區域R2包括的複數個像素111具有彼此相同的清晰度，並且描繪複數個像素111使兩者的清晰度彼此不同，藉此表現急劇之清晰度的變化。
圖7(b)是表示未對焦的場合之影像109(設影像109B)的例。圖7(b)中，區域R5是對應工具101的區域。區域R6是對應工具101與工具101的外側之區域的邊界BL的區域。區域R7是對應工具101的外側的區域的區域。在未對焦的場合，例如，從區域R5朝區域R7的清晰度為緩慢變化。圖7(b)中，區域R6包括的複數個像素111的清晰度是藉著描繪有複數個像素111而形成區域R5包括的像素111的清晰度與區域R7包括的像素111的清晰度之中間的清晰度，表現出緩慢之清晰度的變化。
在未對焦的場合與對焦的場合比較，射入攝影元件43的1個像素之光的射出處(工具101及其周圍)的面積變廣。其結果，如上述，邊界BL附近的清晰度的變化變得緩慢。亦即，邊界BL附近的色清晰度降低。
上述的說明是取工具101與其外側的區域之邊界BL的清晰度的變化為例。但是，在對應工具101的區域的內部，及/或工具101之外側的區域的內部，也在未對焦的場合中，與上述同樣地，清晰度的變化變得緩慢。亦即，色清晰度降低。
又，雖著眼於清晰度的變化的緩急，但從其他的觀點中，在未對焦的場合，影像整體的清晰度的最大值會變小，及/或影像整體的清晰度的最小值會變大，可視為色清晰度的降低的一種。
清晰度在其他的觀點為像素值(以下，相同)。本實施形態的說明中，清晰度的記載與像素值的記載，只要不產生矛盾，則可彼此置換。
可適當設定攝影機37攝影的影像之清晰度的階數。例如，清晰度的階數為256色調。此時，清晰度的最小值為0，灰階影像是對應黑色。又，清晰度的最大值為255，灰階影像是對應白色。並且，在攝影彩色影像的場合(1個上位的像素包括複數個(通常為3個)各相色的下位的像素的場合)中，在本實施形態說明的清晰度可視為其中之一種的相色的清晰度的說明，也可視為在1個上位的像素內合計2以上(例如)的相色之清晰度的值。
(色清晰度的指標值) 色清晰度的高低是可藉著根據清晰度的適當的指標值進行評估。以下是例示3個指標值。並且，先前說明的指標值的說明，只要不產生矛盾等，可援用隨後說明的指標值。
(第1指標值) 色清晰度變低時，相鄰的像素111彼此的清晰度的差的絕對值會變小。因此，可定義此差的絕對值越大其值會變得越大的指標值(有稱為第1指標值)。更詳細而言，例如，針對影像109內的複數個像素111分別算出相鄰像素111之清晰度的差。並且，清晰度的差的平方或絕對值，求得複數個像素111的代表值，以此為指標值。指標值的值越大則色清晰度越高。
代表值是例如平均值(算數平均)、中央值或最頻值(以下，相同)。作為指標值可使用任一的代表值，例如，可使用平均值。並且，為進行上述指標值的算出所抽出的像素111(作為色清晰度的評估對象的像素111)的總數為一定的場合(例如基準時期的總數與計測時期的總數相同的場合)可視為合計值的算出與平均值的算出同義。
作為色清晰度的評估對象的複數個像素111可以是具有相當於攝影機37的視野之寬度的寬度的影像(有稱整體影像)包括的所有的像素111，也可以是僅整體影像內的一部分的區域(有稱部分影像)包括的像素111。並且，本實施形態中，在不加以限制僅稱為影像的場合，只要不產生矛盾等，可以是整體影像，及部分影像的其中任一方。
上述的部分影像是可適當設定。例如，整體影像之中的外圍側的區域(其他的觀點為從工具101的距離長的區域)會有不適合進行是否對焦於工具101之評估的場合。因此，設整體影像之中的中央側的一部分的區域(工具101及從工具101的距離短的區域)為部分影像。又，例如，根據工具101的構成及攝影條件，工具101的輪廓可容易呈現出色清晰度的變化。因此，可以如包括工具101的輪廓的方式設沿著該輪廓所設定之帶狀的區域為部分影像。部分影像可以是設定在整體影像內之1處的1個區域，也可以是設定在整體影像內之複數處的複數個區域。
各像素111中，清晰度的差成為算出對象的相鄰的像素111也可以是右、左、上及下(及傾斜方向)中的其中之一方向的像素111。並且，依序針對各像素111算出差(絕對值)，由於是以其代表值為指標值，右及左的其中之一在基本上對指標值不會產生影響(右及左實質上相同)。上及下的其中之一也相同。並且，各像素111中，不僅是其中之1個方向的相鄰的像素111，也可以算出2以上的方向之相鄰的像素111的差。例如，可算出與上側的相鄰的像素111的差，及右側的相鄰的像素111的差。
針對影像(全部影像或部分影像)的最外圍的像素111有不能與其他的像素111同樣算出差的場合。但是，如以上的像素111的數量，通常，相對於影像所包含的像素111的總數較少。因此，最外圍的像素111的差對指標值(差的代表值)的影響也較少。因此，可適當地設定最外圍的像素111的差的運算。例如，在算出與右側的相鄰的像素111的差，及上側的相鄰的像素111的差的場合，最上側的像素111可僅算出與右側的相鄰的像素111的差，最右側的像素111可僅算出與上側的相鄰的像素111的差。
(第2指標值) 色清晰度變低時，影像內的清晰度的最大值Max變小，並且，影像內的清晰度的最小值Min變大。因此，可設下述式所運算的值為色清晰度的指標值(有稱第2指標值)。指標值的值越大，色清晰度越高。 (Max-Min)/(Max+Min)
並且，成為評估對象的(抽出作為第2指標值的算出之用)複數個像素111也可以是與第1指標值中成為評估對象的複數個像素111同樣為全部影像包括的所有的像素111，也可以是僅1以上的部分影像所包括的像素111。並且，第2指標值的算出中，成為評估對象的複數個像素111也可以不彼此相鄰。例如，可以彼此隔著其他的像素111分離的複數個像素111為對象，算出Max及Min。
(第3指標值) 色清晰度變低時，相對較大的清晰度變小，並且，相對較小的清晰度變大。因此，可如以下算出色清晰度的指標值(也有稱第3指標值)。首先，從複數個像素111的清晰度特定代表值(有稱清晰度本身的代表值)。並且，可定義此代表值，及與複數個像素111的清晰度的差的絕對值越大時的值變得越大的指標值。更詳細而言，例如，求出清晰度本身的代表值與複數個像素111分別的清晰度的差的絕對值或平方。並且，針對此差的絕對值或平方，以複數個像素111的代表值(也有稱差的代表值)為指標值加以算出。
代表值是如已說明，為平均值、中央職或最頻值。作為清晰度本身的代表值，可使用其中任一的值，例如，可使用中央值。又，作為差的代表值，可使用其中任一的值，例如，可使用平均值。如已說明，為了算出指標值所抽出的像素111的總數為一定的場合，合計值的算出可視為與平均值的算出同義。
並且，為了算出第3指標值所抽出的複數個像素111是與為了算出第1指標值所抽出的複數個像素111同樣為全部影像包括的所有的像素111，也可以是僅1以上的部分影像所包括的像素111。並且，為了算出第3指標值所抽出的複數個像素111是與為了算出第2指標值所抽出的複數個像素111同樣，也可以不彼此相鄰。
(基準時期及計測時期) 如已說明，加工機1是例如比較基準時期的計測值(影像內的工具101的位置或對焦時的Y軸感測器31Y的檢測值)，及1以上的計測時期的計測值，特定工具101的位置的偏移量。並且，根據偏移量進行控制的修正。計測時期從其他的觀點為進行控制的修正的時期(以下，相同)。可適當設定基準時期及計測時期。例如，如以下說明。
工件103及工具101是例如根據感測器31的檢測值將工作台23、鞍座13及主軸頭17定位在預定的位置時以成為預定的相對位置的位置關係安裝於加工機1。之後，以維持著上述的位置關係為前提，根據感測器31的檢測值控制工具101與工件103的相對位置進行工件103的加工。
因此，例如，在工件103及工具101的安裝後，工件103的加工開始前，根據起因於溫度上升等之加工機1的變形使得工件103與工具101的位置關係從上述的位置關係偏移時(即工具101的位置偏移)，會使得加工前的工件103的形狀與藉加工所形成之形狀的相對位置從期待的相對位置偏移。
又，例如，在工件103的加工開始後工件103工具101的相對位置從上述的位置關係偏移時，會使得初期藉加工所形成的形狀與後期藉加工所形成之形狀的相對位置從期待的相對位置偏移。亦即，工件103從預定的形狀偏移。相反地，只要是加工前的工件的形狀與藉加工所形成的形狀的相對位置為不成問題的加工，則可無視於加工開始前產生的偏移。
以上述的狀況為前提，例如，可設基準時期為預定之工具101進行工件103加工的開始前的任意的時期。又，可以設1以上的計測時期，例如藉上述工具101進行工件103之加工中的任意的時期。此時，根據加工開始後的偏移量修正工具101的控制，可提升藉加工所形成之工件的形狀的精度。
又，例如，可設定基準時期為工件103及工具101的安裝後，工件103的加工前，且工件103與工具101的位置關係不產生偏移的時期。此一時期是例如可舉例如加工機1的作動前(其他的觀點為溫度上升前)的時期。並且，1以上的計測時期是可取代上述的加工中，或追加，藉上述工具101進行工件103的加工前，並包括加工機1之暖機運轉後的時期。此一場合中，例如，可提升加工前的工件的形狀與藉加工所形成之工件的形狀的相對位置的精度。
加工中的計測時期是可相對於進行工件103加工的種種的步驟適當地設定。例如，有工具101重複進行在抵接於工件103的狀態的移動，及之後從工件103遠離的移動的場合。在如以上的場合中，可相對於工具101從工件103遠離的複數個步驟的其中之一以上，設定計測時期。又，例如，即使是原來工具101維持著與工件103抵接的狀態的步驟，也可在工具101的移動方向變更的時機插入使工具101從工件103遠離的步驟，在此步驟設定計測時期。
基準時期及計測時期也可藉NC程式來規定，也可以在符合預定的計測條件時以自動進行計測的方式藉其他的程式來規定NC程式。又，基準時期及計測時期也可以不如上述預先設定。例如，以操作員相對於加工機1的未圖示的操作部進行預定的操作為契機，進行工具101的位置之偏移量的計測。亦即，也可設進行上述預定的操作的時期為基準時期或計測時期。
如上述在符合預定的計測條件時以自動進行計測的樣態中，可適當設定上述計測條件。例如，計測條件是包含進行藉NC程式所規定的加工，使工具101暫時從工件103遠離的步驟的條件。及/或，計測條件也可包括未圖示之溫度感測器檢測的溫度超過預定的臨界值的條件。又，例如，也可指定以NC程式所規定的複數個步驟中的其中的1個以上，設加工進行的階段至上述指定的步驟為計測條件。
基準時期及計測時期是可以操作員來設定，也可藉加工機1的製造者來設定。例如，如上述，藉NC程式規定基準時期及計測時期的樣態，及設進行預定的操作的時期為基準時期及計測時期的樣態是藉操作員設定基準時期及計測時期之樣態的例。又，例如，在符合預定的計測條件時進行計測的場合中，上述計測條件是可以操作員來設定，或者藉加工機1的製造者來設定。
(修正方法) 根據偏移量的修正方法可以習知的方法或應用習知的方法。又，在參閱圖5說明的控制迴路中，可在任意的階段進行修正。以下，表示數個修正方法的例。加工機1是選擇性採用以下說明的修正。
加工機1保持著相對於加工機1的不動部分(例如基座7)定義為固定的機械座標系的資訊。機械坐標系在其他的觀點為絕對座標系，並且，對應感測器31的檢測值。NC程式107是例如使用此機械座標系的座標規定加工機1的動作(例如工具101的位置)。因此，加工機1的修正部51b也可修正機械座標系，使機械座標系以和偏移量的絕對值相同的量朝著與偏移量相同方向轉移。或者，修正部51b也可修正NC程式107，使NC程式107的座標以和偏移量的絕對值相同的量朝著與偏移量相反方向轉移。換言之，修正部51b可製作修正後的NC程式。
解釋部57是將解釋NC程式107獲得的座標輸入內插部59。此時，修正部51b也可介於兩者之間，以和偏移量的絕對值相同的量在與偏移量相反方向轉移自解釋部57的座標轉移的方式修正來自解釋部57的座標並輸入內插部59。
內插部59根據輸入的座標算出每控制周期的目標位置，輸入加算部61。此時，修正部51b可介於兩者之間，以和偏移量的絕對值相同的量在與偏移量相反方向轉移來自內插部59的目標位置(座標)的方式修正目標位置並輸入加算部61。
在加算部61反饋感測器31的檢測位置。此時，修正部51b可介於兩者之間，以和偏移量的絕對值相同的量在與偏移量相同方向轉移來自感測器31的檢測位置(座標)的方式修正檢測位置並輸入加算部61。
加算部61將來自內插部59的目標位置與來自感測器器31的檢測位置的偏差輸入位置控制部63。此時，修正處理部51b可介於加算部61與位置控制部63之間，以和偏移量的絕對值相同的量在與偏移量相同方向轉移偏差的方式修正偏差並輸入加算部61。
根據X方向的偏移量的修正、Y方向的偏移量的修正及Z方向的偏移量的修正是例如，藉上述種種的修正方法之中的同一修正方法來實現。但是，也可以在彼此不同的方向利用彼此不同的修正方法。
(攝影方向之偏移量的計測相關的流程圖) 圖8是表示控制單元5為實現上述攝影方向的偏移量的計測方法所執行之處理的順序的一例的流程圖。此處理是例如在計測時期進行。
在步驟ST1之前，控制單元5(計測部51a)使工具101與攝影機37相對移動將工具101定位在攝影機37的視野內。具體而言，本實施形態中，控制單元5控制各種的驅動源29將工具101的前端定位在攝影機37與照明裝置39之間。
步驟ST1中，控制單元5(計測部51a)是使工具101及攝影機37在Y方向相對移動。更詳細而言，控制單元5是藉Y軸驅動源29Y使鞍座13在Y方向移動。此移動是從一個攝影位置朝下一個攝影位置的移動。移動量是例如複數個攝影位置的間距(已說明)。此時的位置控制(移動量的控制)是例如進行Y軸感測器31Y的檢測值反饋的全閉合迴路控制。但是，位置控制也可以是半閉合迴路控制或開迴路控制。
步驟ST2中，控制單元5(計測部51a)是藉攝影機37取得工具101的影像。
步驟ST3中，控制單元5(計測部51a)是保存對應現在的Y軸感測器31Y的檢測位置(座標)與取得的影像。
步驟ST4中，控制單元5(計測部51a)判定所預定的複數個攝影位置的所有的攝影是否已結束。判定為否定的場合，控制單元5回到步驟ST1，繼續攝影。判定為肯定的場合，控制單元5前進至步驟ST5。
步驟ST5中，控制單元5(Y軸偏移算出部55Y)藉著重複進行步驟ST1~ST4從儲存的複數個影像讀取1個影像。
步驟ST6中，控制單元5(Y軸偏移算出部55Y)算出讀取之影像的色清晰度(指標值)。
步驟ST7中，控制單元5(Y軸偏移算出部55Y)是針對藉著重複進行步驟ST1~ST4所儲存的所有的複數個影像，判定是否已完成色清晰度的算出。判定為否定的場合，控制單元5回到步驟ST5，繼續色清晰度的算出。判定為肯定的場合，控制單元5前進至步驟ST8。
步驟ST8中，控制單元5(Y軸偏移算出部55Y)比較步驟ST7的重複所獲得複數個影像的色清晰度。並且，控制單元5選擇色清晰度最高的影像，特定相對於選擇的影像在步驟ST3中對應之Y方向的位置。亦即，此次的計測時期中特定對焦時之Y方向的位置。並且，如已說明，取代如以上的處理，也可以從近似取得複數個影像時的位置與複數個影像的色清晰度的相關關係的函數，特定色清晰度成為峰值的位置。
步驟ST8中，控制單元5(Y軸偏移算出部55Y)進行步驟ST8特定之對焦時的Y方向的位置，及預先取得之對焦時的位置的比較特定偏移值。預先取得之對焦時的位置是例如在基準時期，進行與步驟ST1~ST8相同的處理所獲得的位置。並且，預先取得之對焦時的位置是可藉製造者或操作員輸入加工機1的值。
以上的順序亦僅是一例，可適當地變形。例如，可以如以下的變形。圖示的例是在重複地攝影(步驟ST1~ST4)之後，重複進行色清晰度的算出(步驟ST5~ST7)。但是，1次的攝影時，也可重複進行藉其攝影所獲得之影像的色清晰度的算出之一連續的處理。並且，重複進行攝影時，雖重複算出色清晰度，但也可以某程度的時間差，以多項作業同時進行。圖示的例中，針對所有的影像算出色清晰度之後，選擇色清晰度最高的影像。但是，在每算出色清晰度時，也可進行是否有更新色清晰度最高之影像的必要的判定，判定為肯定時進行更新，藉此選擇色清晰度最高的影像。
如已說明，藉重複進行步驟ST2所獲得的複數個影像之中的其中之一(例如在步驟ST8選擇的影像)可使用於工具101之X方向及Z方向的位置的特定。但是，使用於X方向及Z方向之位置的特定的影像也可以是藉著與步驟ST2不同的處理獲得的影像。
並且，加工機1之中，直接與藉著攝影進行工具101之位置的計測相關的構成是可視為計測裝置2(符號為圖1)。例如，可包括計測裝置2、攝影部33及影像處理裝置47。
如以上說明，本實施形態中，加工機1具有：第1驅動源(Y軸驅動源29Y)、攝影機37、影像處理裝置47及控制裝置45。Y軸驅動源29Y是使工件103與工具101的第1方向(Y方向)相對移動。攝影機37是在Y方向進行工具101的攝影取得影像。影像處理裝置47是根據影像內之工具101的色清晰度特定工具101的Y方向的位置(更詳細為偏移量)。控制裝置45是根據影像處理裝置47所特定之工具101的Y方向的位置(偏移量)控制Y軸驅動源29Y。
其他的觀點的本實施形態中，計測裝置2是計測與工件103的第1方向(Y方向)相對移動的工具101的位置。計測裝置2具有：攝影機37及影像處理裝置47。攝影機37是取得在Y方向進行工具101攝影的影像。影像處理裝置47是根據影像內之工具101的色清晰度特定工具101的Y方向的位置。
在進一步其他的觀點的本實施形態中，被加工物(加工後的工件103)的製造方法具有使用如以上的實施形態相關的加工機1，使工件103與工具101接觸將工件103加工成被加工物的步驟。
因此，例如，可在以往未能特定工具101的位置的攝影方向(本實施型態為Y方向)設定工具101的位置。其結果，例如，可實現如以下的效果。
以往，工具101的位置的計測是根據影像內之工具101的位置進行。因此，為特定Y方向的位置，為了從Y方向以外的方向(例如X方向)進行攝影而必須配置攝影機37。但是，藉著本實施形態，配置攝影機37可在Y方向進行攝影。其結果，例如，可提升攝影機37配置的自由度。
又，以往為特定工具101之3方向(X、Y及Z方向)的位置，有從彼此不同的2方向(例如X及Y方向)進行攝影的2台攝影機37的必要。但是，藉本實施形態，可以1台特定3方向的位置。其結果，可降低配置2台以上之攝影機37的必要性。
減少攝影機37的台數，例如，可藉此謀求加工機1的成本刪減。具體而言，例如，藉著1台攝影部33的刪減，可期待有100萬日圓~200萬日圓的成本刪減。又，藉攝影部33之台數的減少，例如，可以使配置有攝影部33的構件(本實施形態為工作台23)小型化。或者，可有效利用上述構件(工作台23)上的空間。
加工機1進一步具有：第2驅動源(X軸驅動源29X)及第3驅動源(Z軸驅動源29Z)。X軸驅動源29X是可以使工件103與工具101在與第1方向(Y方向)正交的第2方向(X方向)相對移動。Z軸驅動源29Z是可以使工件103與工具101在與Y方向及X方向雙方正交的第3方向(Z方向)相對移動。影像處理裝置47是可根據在攝影機37取得之影像內的工具101的位置特定工具101的X方向及Z方向的位置。控制裝置45是可根據影像處理裝置47所特定之工具101的X方向的位置控制X軸驅動源29X。又，控制裝置45是根據影像處理裝置47所特定之工具101的Z方向的位置控制Z軸驅動源29Z。
此時，如已說明，可以1台的攝影機37特定3方向的位置。其結果，使攝影機37的台數減少成為容易化。
加工機1進一步具有檢測工件103與工具101的第1方向(Y方向)之相對位置的第1感測器(Y軸感測器31Y)。控制裝置45是可根據Y軸感測器31Y的檢測值進行第1驅動源(Y軸驅動源29Y)的反饋控制(圖5)。攝影機37是可配置在伴隨著工件103與工具101之Y方向的相對移動而在工具101與Y方向相對移動的位置(本實施形態為工作台23)，也可取得與工具101之Y方向的相對位置彼此不同的複數個影像(步驟ST1~ST4)。影像處理裝置47是可根據複數個影像，及取得複數個影像時藉Y軸感測器31Y檢測之工件103與工具101之Y方向的相對位置，特定工具101的色清晰度成為最高(可取得如此的影像)的工件103與工具101之Y方向的第1相對位置(步驟ST8)。又，影像處理裝置47是可特定其特定的第1相對位置，及預先取得之攝影機37的焦點與工具101對焦時(色清晰度最高時)的工件103與工具101之Y方向的相對位置的第1偏移量(步驟ST9)。控制裝置45是可根據第1偏移量，修正根據Y軸感測器31Y之檢測值的Y軸驅動源29Y的反饋控制。
此時，例如，僅單純取得色清晰度最高時的Y軸感測器31Y的檢測值，即可特定工具101的位置(偏移量)。亦即，使根據色清晰度的工具101的位置(更詳細為偏移量)的計測容易化。例如，不需進行如特定色清晰度的變化，及工具101與攝影機37的相對位置之相關關係的煩雜作業。又，例如，形式上(不考慮視野深度的場合)，工具101的位置的計測精度是可與Y軸驅動源29Y的定位精度相同。亦即，可以足夠的精度計測工具101的位置。攝影所利用攝影的Y軸驅動源29Y是利用於加工，根據攝影特定工具101的位置用的Y軸感測器31Y也是利用於加工。因此，僅為了攝影並無設置驅動源及感測器的必要。
加工機1進一步具有：第2感測器(X軸感測器31X)與第3感測器(Z軸感測器31Z)。X軸感測器31X是可檢測工件103與工具101之第2方向(X方向)的相對移動。Z軸感測器31Z也可檢測工件103與工具101之第3方向(Z方向)的相對移動。控制裝置45是可根據X軸感測器31X的檢測值進行第2驅動源(X軸驅動源29X)的反饋控制。控制裝置45是可根據Z軸感測器31Z的檢測值進行第3驅動源(Z軸驅動源29Z)的反饋控制。影像處理裝置47是可根據第1時期(基準時期)取得的影像內之工具101的X方向的位置，及隨後的第2時期(計測時期)取得的影像內之工具101的X方向的位置，特定基準時期的工具101的X方向的位置，及計測時期之工具101的X方向的位置的第2偏移量(圖6的偏移量dX)。同樣地，影像處理裝置47是可根據第3時期(基準時期)取得的影像內之工具101的Z方向的位置，及隨後的第4時期(計測時期)取得的影像內之工具101的Z方向的位置，特定基準時期的工具101的Z方向的位置，及計測時期之工具101的Z方向的位置的第3偏移量(圖6的偏移量dZ)。控制裝置45是可根據偏移量dX，修正根據第2感測器(X軸感測器31X)的檢測值之第2驅動源(X軸驅動源29X)的反饋控制。同樣地，控制裝置45是可根據偏移量dZ，修正根據第3感測器(Z軸感測器31Z)的檢測值之第3驅動源(Z軸驅動源29Z)的反饋控制。
此時，例如，在Y方向根據色清晰度特定工具101的偏移量，在X方向及Z方向根據影像內的工具101的位置特定工具101的偏移量。亦即，藉著彼此不同的計測方法，在每個方向適當特定工具101的偏移量。另一方面，在任一的方向，也進行根據偏移量之控制的修正。其結果，整體可以簡實的控制系提升加工精度。
影像處理裝置47是可針對影像內的複數個像素111分別算出與相鄰之像素111的清晰度的差，算出複數個像素111之上述差的絕對值越大而變得越大的指標值(第1指標值)。並且，影像處理裝置47是可使用第1指標值，作為色清晰度越高其值變得越大的指標值，特定工具101之第1方向(Y方向)的位置(偏移量)。
本案發明人的實驗中，第1指標值與第2指標值及第3指標值比較，工具101及工件103相對於Y方向之相對位置的變化的變化較大。因此，例如，使用第1指標值，藉此提升工具101之Y方向的位置的檢測精度。
更詳細而言，影像處理裝置47是以在影像(已如說明全部影像或1以上的部分影像)內的所有像素加算相鄰的像素111彼此之清晰度的差的平方的值算出指標值(第1指標值)。
此時，例如，與加算差的絕對值的樣態(該樣態也可包括於本發明相關的技術)比較，可與統計學的分散同樣地，適當評估清晰度的差。其結果，提升工具101的計測的精度。
也可使用與第1指標值不同的第2指標值。具體而言，影像處理裝置47可從影像內的複數個像素特定清晰度的最大值與最小值，算出以最大值與最小值的和除以最大值與最小值的差的指標值(第2指標值)。並且，影像處理裝置47可使用第2指標值作為色清晰度越高其值越大的指標值，特定工具101之第1方向(Y方向)的位置(偏移量)。
此時，例如，與使用第1指標值的樣態比較，運算的負擔小。因此，例如，可使得在重複移動與攝影(步驟ST1~ST4)的期間進行如指標值的算出(步驟ST6)之樣態的實現容易化。
可使用與第1及第2指標值不同的第3指標值。具體而言，影像處理裝置47可從影像內的複數個像素111特定清晰度的代表值(例如中央值)，針對影像內的複數個像素111分別算出與代表值的差，算出複數個像素111之上述差的絕對值越大其值越大的指標值(第3指標值)。並且，影像處理裝置47可使用第3指標值作為色清晰度越高其值越大的指標值，特定工具101之第1方向(Y方向)的位置(偏移量)。
此時，例如，與使用第1指標值的樣態比較，運算的負擔小。並且，與使用第2指標值的樣態比較，影像內的複數個像素111的清晰度容易反應於指標值，因此可提升色清晰度之評估的精度。
(變形例) 以下，針對實施形態的變形例說明。以下的說明中，基本上，僅針對與實施形態的不同部分說明。在未加以言及的事項是可與實施形態相同，或可從實施形態類推。以下的說明是相對於對應實施形態之構成的構成，為方便起見，即使與實施形態有差異仍賦予實施形態的符號。
(接觸式感測器的利用) 加工機1也可具有接觸式感測器。接觸式感測器可利用於適當的用途。例如，接觸式感測器可利用在工件103與工具101的相對位置，及感測器31的檢測位置(其他的觀點為加工機1的坐標系)之對應關係的特定。又，例如，接觸式感測器可利用於工件103的形狀特定。接觸式感測器的構成，及利用接觸式感測器時的加工機1的動作為習知的，或應用習知的動作。以下，表示接觸式感測器的構成及加工機1的動作的例。
圖9(a)是在第1安裝樣態中表示接觸式感測器113的透視圖。圖9(b)是在第2安裝樣態中表示接觸式感測器113的透視圖。
接觸式感測器113例如具有：接觸工件103的觸針115，及保持觸針115的感測器本體117。觸針115是例如具有大致棒狀的形狀。其前端是形成球狀等，藉以使其直徑行程比其他的部分大。感測器本體117是例如在觸針115接觸工件103時，將接觸訊號輸出至控制單元5。
藉接觸式感測器113之接觸的檢測原理可以是適當的檢測原理。作為檢測原理是例如，藉著承受來自工件103的力使觸針115相對於感測器本體117移動，其結果，可舉例活動接點與固定接點的接觸。又，例如，可舉例以光學感測器檢測觸針115如上述的移動。又，例如，可舉例藉壓力感測器檢測觸針115承受來自工件103的力。又，例如，可舉例觸針115接觸具有導電性的工件103藉此構成包括工件103及觸針115的閉迴路。
圖9(a)表示的安裝樣態中，接觸式感測器113取代工具101保持於主軸19。圖9(b)表示的安裝樣態中，接觸式感測器113是在從主軸19遠離的位置，相對於可移動保持著主軸19的構件(本實施形態為主軸頭17)固定。圖9(b)的樣態中，保持接觸式感測器113的感測器保持部18是例如可相對於主軸頭17不能移動地保持著接觸式感測器113。但是，感測器保持部18是在未使用接觸式感測器113時的位置，及使用接觸式感測器113時的位置(例如較前者的位置位於-Z側的位置)之間可移動地保持著接觸式感測器113。
圖9(a)及圖9(b)的其中任一方，接觸式感測器113皆可與主軸19一起移動。因此，接觸式感測器113與工具101同樣地，可與工件103相對移動，可伴隨此相對移動與攝影機37相對移動，又，相對移動是可藉感測器31檢測。
其他的觀點為圖9(a)及圖9(b)的其中任一方，接觸式感測器113是配置在與配置工具101的位置具有一定的位置關係的位置。一定的位置關係是在圖9(a)中，2個位置成為同一位置的關係。圖9(b)中，一定的位置關係是2個位置在預定方向以預定距離遠離的關係。
加工機1(控制裝置45)是例如在3方向(X、Y及Z方向)的至少1方向控制3軸的驅動源29使接觸式感測器113與工件103相對移動。並且，加工機1是藉接觸式感測器113檢測出與工件103的接觸時，停止相對移動，並取得此時之上述至少1方向的感測器31的檢測值。
藉上述動作，例如，在上述至少1方向，特定工件103與接觸式感測器113的相對位置，及上述至少1方向之感測器31的檢測值(其他的觀點為機械座標系的座標)的對應關係。又，例如，也在其他的方向進行上述動作，藉此在所有的方向，特定對應關係。又，例如，在種種的方向及位置進行上述的動作，藉此特定工件103的形狀。
在此，如已說明，接觸式感測器113與工具101處於一定的位置關係。因此，如上述，特定工件103與接觸式感測器113的相對位置，及機械座標系的對應關係時，實質上為特定工件103與工具101的相對位置，及機械座標系的對應關係。接觸式感測器113與工具101的位置關係是可藉加工機1的製造者記憶於加工機1，也可藉操作員記憶於加工機1。
工件103與工具101的相對位置，及機械座標系(感測器31的檢測值)的對應關係的資訊是例如以下說明，利用於偏移量的減少。
實施形態相關的加工機1是例如，設定將工件103相對於工作台23固定在預定的位置。並且，NC程式是在其設定之下，藉著機械座標系的座標，規定對工件103形成期待的形狀用的動作。因此，例如，工件103相對於工作台23的位置從上述預定的位置偏移時，會使得相對於加工前之工件103的形狀的位置的加工所形成的形狀的位置偏移。針對工件103相對於工作台23的位置已作說明，但針對工具101相對於主軸19的位置也可謂相同。
因此，在加工前或加工中，加工機1(控制裝置45)計測工件103與接觸式感測器113(其他的觀點為工具101)的對應位置，及機械座標系的對應關係。該對應關係是例如接觸式感測器113接觸工件103時的感測器31的檢測位置。另一方面，加工機1(控制裝置45)是預先保持設定有工件103與接觸式感測器113(工具101)的對應位置，及機械座標系的對應關係的資訊。並且，比較所計測的對應關係與所設定的對應關係，藉此特定兩者的偏移量(以下，有稱藉接觸式感測器113所特定的偏移量)。上述偏移量更詳細而言，包括工件103的偏移量與工具101的偏移量。
加工機1是根據上述接觸式感測器113所特定的偏移量(其他的觀點為所計測的對應關係)，修正主控制部49進行的控制。其修正方法是可大致與根據藉已說明的攝影所特定之偏移量的修正方法相同。例如，可以是機械座標系的修正、NC程式107的修正、從解釋部57之座標的修正、從內插部59之目標位置的修正、從感測器31之檢測位置的修正或從加算部61之偏差的修正。根據藉攝影所特定之偏移量的修正方法的說明是可援用於根據藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正方法。
(接觸式感測器與攝影機的併用) 上述的說明是以工具101與接觸式感測器113的位置關係不變為前提。但是，加工機1起因於溫度變化等變形而使得工具101的位置偏移時，工具101與接觸式感測器113的位置關係會從所設定的位置關係偏移。其結果，工件103與工具101的位置關係，及機械座標系的對應關係的計測值(其他的觀點為所計測的對應關係與所設定之對應關係的偏移量)也包括誤差。以致於使得根據上述接觸式感測器113所特定的工具之偏移量的修正的精度降低。
因此，可根據攝影所特定之工具101的偏移量修正接觸式感測器113所特定的偏移量(其他的觀點為工件103與工具101的位置關係，及機械座標系的對應關係的計測值)。其具體的方法是可利用適當的方法。
例如，本實施形態的說明中，可以僅單純組合根據已說明的攝影所特定之偏移量的修正，及藉上述接觸式感測器113所特定之偏移量的修正。換言之，分別的修正可以如上述(不改變地)加以併用。從工具101與接觸式感測器113的位置關係所設定之位置關係的位置關係的偏移包括工具101的位置的偏移。因此，如上述併用2個修正時，實質上，根據藉攝影所特定之偏移量的修正，藉此以修正工具101與接觸式感測器113的位置關係(其他的觀點為工件103與工具101的位置關係，及機械座標系的對應關係的計測值)的狀態，進行根據接觸式感測器113所特定之偏移量(其他的觀點為對應關係的計測值)的修正。並且，在如以上的樣態中，關於根據藉攝影所特定的偏移量的修正與根據藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正是在其中哪一階段的修正(機械座標系的修正、NC程式107的修正、從解釋部57之座標的修正)，可以是彼此相同，也可以彼此不同。
又，例如，也可不進行根據藉實施形態中說明的影像所特定之偏移量的修正，僅進行根據藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正。此時，藉著攝影所獲得之工具101的偏移量修正藉接觸式感測器113所計測之工件103與工具101的位置關係從所設定的位置關係的偏移量。具體而言，可將兩者加算使用於修正。這是在併用上述2個修正的樣態中，與2個修正在相同階段的修正的場合實質上相同。又，此修正方法在結局是與實施形態相同，即所謂根據攝影所特定的偏移量進行修正。
並且，如從上述的說明可理解，在修正工件103與工具101的位置關係，及機械座標系(其他的觀點為感測器31的檢測位置)的對應關係的計測值的場合，實際上不僅是修正對應關係的計測值的處理，也表示與此等價的處理。
(接觸式感測器的攝影) 上述的說明中，僅言及針對工具101的位置偏移的場合。但是，針對接觸式感測器113也是與工具101同樣有位置的偏移。此時，與工具101的位置偏移的場合相同，不再以工具101與接觸式感測器113的位置關係不變為前提，以致使得根據藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正的精度降低。
因此，可與工具101同樣，藉攝影特定接觸式感測器113的位置的偏移量。並且，除了(或外加)相對於藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正，並組合藉攝影所特定之工具101的偏移量的修正之外，也可組合藉攝影所特定的接觸式感測器113之偏移量的修正。
藉攝影之接觸式感測器113的位置的偏移量的計測在基本上，可與藉攝影之工具101的位置的偏移量的計測相同。因此，實施形態的工具101之偏移量的計測相關的說明，只要不產生矛盾等，皆可將工具101的說明置換成接觸式感測器113的說明，援用於接觸式感測器113之偏移量的計測。
又，相對於根據藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正，組合藉攝影所特定之接觸式感測器113的偏移量的修正的方法是可與相對於根據藉接觸式感測器113所特定之偏移量的修正，組合藉攝影所特定之工具101的偏移量的修正的方法(已說明)相同。
如以上說明，加工機1進一步具有接觸式感測器113。接觸式感測器113是可配置在與配置工具101的位置(本實施形態為主軸19)具有一定的位置關係的位置(主軸19或接觸式感測器保持部18)。將接觸式感測器113配置在具有上述一定的位置關係的位置，藉此進行與第1驅動源(Y軸驅動源29Y)的工件103之第1方向(Y方向)的相對移動，伴隨此相對移動進行與攝影機37之Y方向的相對移動，藉第1感測器(Y軸感測器31Y)檢測與工件103之Y方向的相對移動。攝影機37是可在Y方向攝影接觸式感測器113，取得攝影機37與接觸式感測器113之Y方向的相對位置彼此不同的複數個第2影像。影像處理裝置47是可根據複數個第2影像，及取得複數個第2影像時藉Y軸感測器31Y所檢測之工件103與接觸式感測器113的Y方向的第2相對位置，特定接觸式感測器113的色清晰度最高(可取得如以上的第2影像)的工件103與接觸式感測器113之Y方向的第2相對位置。並且，影像處理裝置47也可特定其特定之第2相對位置，及預先取得之攝影機37的焦點與接觸式感測器113對焦時之Y軸感測器31Y的檢測值的第4偏移量。控制裝置45是可根據藉接觸式感測器113檢測出接觸式感測器113抵接於工件103時之Y軸感測器31Y的檢測值，特定工件103與工具101的相對位置，及Y軸感測器31Y之檢測值的對應關係。又，控制裝置45是可根據上述第4偏移量，修正上述對應關係的資訊，並根據修正後的對應關係的資訊，及Y軸感測器31Y的檢測值，進行第1驅動源(Y軸驅動源29Y)的反饋控制。
此時，例如，根據藉接觸式感測器113特定的偏移量、藉攝影特定之工具101的偏移量及藉攝影特定之接觸式感測器113特定的偏移量，進行控制的修正。其結果，提升加工精度。
攝影接觸式感測器113的變形例相關的加工機1是可以工具101的攝影為前提的概念。此時，加工機1具有：第1驅動源(Y軸驅動源29Y)、接觸式感測器113、攝影機37、影像處理裝置47及控制裝置45。Y軸驅動源29Y是在第1方向(Y方向)使工件103與工具101相對移動。接觸式感測器113是配置在與配置工具101的位置具有一定之位置關係的位置。攝影機37是在Y方向攝影接觸式感測器113取得影像。影像處理裝置是根據影像內之接觸式感測器113的色清晰度特定接觸式感測器113的Y方向的位置。控制裝置45是根據藉影像處理裝置47所特定之接觸式感測器113的Y方向的位置控制Y軸驅動源29Y。
此時，例如，與工具101的攝影同樣地，可在以往未能特定位置的攝影方向(Y方向)特定接觸式感測器113的位置。其結果，提升攝影方向相關的自由度。以致於可提升加工機1的設計的自由度。
(導件的構成的其他例) 圖10是關於引導工作台23、鞍座13或主軸頭17的導件，表示與參閱圖2(b)說明的構成例不同的其他的構成例的圖。此圖是相當於圖2(b)的剖面圖。為說明的方便起見，取工作台23為例。
圖10表示的導件25A是由所謂靜壓引導所構成。具體而言，在工作台23的被引導面與底座21的引導面之間構成有間隙。在該間隙藉泵75等以預定的壓力供應流體。流體可以是氣體(例如空氣)，也可以是液體(例如油)。
如上述由靜壓引導構成導件25A的場合，例如，根據NC程式107由於工作台23朝其移動方向移動時的摩擦阻力小，可高精度進行移動方向的定位。藉由如以上的構成，可實現高的加工精度。其結果，可提高藉攝影所特定的偏移量之修正的有用性。
(驅動機構的其他的例) 上述的圖10也是作為驅動機構的構成表示線性馬達以外的構成例的圖。具體而言，圖10中，圖示有螺桿軸77，及與螺桿軸77螺合的螺帽79。亦即，圖示有螺桿機構(例如滾珠螺桿機構或滑動螺桿機構)。在限制螺桿軸77及螺帽79的一方(圖示的例為螺帽79)的旋轉的狀態，旋轉螺桿軸77及螺帽79的另一方(圖示的例為螺桿軸77)，藉以使兩者軸向相對移動。螺桿軸77及螺帽79的一方(圖示的例為螺桿軸77)被支撐於底座21，螺桿軸77及螺帽79的另一方(圖示的例為螺帽79)被支撐於工作台23。旋轉螺桿軸77(或螺帽79)的驅動力是例如藉旋轉式的電動機(未圖示)生成。
(主軸的軸承的構成例) 圖11是表示主軸19的軸承的構成之一例的剖面圖。
如在本實施形態的說明所述，主軸19的軸承可以是例如滑動軸承、滾動軸承、靜壓軸承或該等的2以上的組合。圖11是例示靜壓軸承。具體而言，在主軸19的外圍面與主軸頭17的內周圍面之間構成有間隙。在該間隙藉著泵75等以預定的壓力供應流體。流體可以是氣體(例如空氣)，也可以是液體(例如油)。
如此在主軸19被靜壓軸承支撐的場合，例如，由於主軸19根據NC程式107在軸周圍旋轉時的摩擦阻力小，因此可高精度控制主軸19的轉數，以致於可實現高的加工精度。其結果，可提升藉攝影所特定的偏移量之修正的有用性。
另外，在以上的實施形態及變形例中，Y方向為第1方向的一例。X方向為第2方向的一例。Z方向為第3方向的一例。Y軸驅動源29Y為第1驅動源的一例。X軸驅動源29X為第2驅動源的一例。Z軸驅動源29Z為第3驅動源的一例。Y軸感測器31Y為第1感測器的一例。X軸感測器31X為第2感測器的一例。Z軸感測器31Z為第3感測器的一例。
本說明相關的技術不限於以上的實施形態及變形例，可以種種的樣態實施。
也如實施形態的說明所述，加工機不限於圖1例示的構成。例如，加工機不限於一般的工作機械，也可以是如超精密非球面加工機的特殊加工機。又，加工機不限於加工機械，例如，也可以是機器人。其他的觀點中，包含移動相關指令之資訊的程式不限於NC程式，也可以是藉教示生成。並且，例如，加工機也可以是半導體製造裝置。
此外，加工機不限於是進行切削、磨削及/或研磨的加工機，例如，也可以是進行放電加工的。加工可以是如實施形態使未旋轉的工件接觸旋轉的工具(例如滾削)，也可以與實施形態不同，使旋轉的工件接觸不旋轉的工具(例如車削)，也可以是使工件及工具皆旋轉(例如磨削及/或研磨)，也可以是使工件及工具皆不旋轉。
加工機具有至少與第1方向(攝影方向)平行的1個軸，以作為使工件及/或工具平行移動的軸。換言之，加工機相關的平行移動也可不具有3個軸。例如，加工機可以僅具有1個軸或2個軸，相反地，也可具有4個以上的軸。並且，加工機也可包括將工件與工具定位在旋轉方向的構成。
根據色清晰度之工具(或接觸式感測器。以下，相同)的攝影方向的位置的特定不限於實施形態例示的方法。例如，也可檢閱表示色清晰度的已說明的指標值與從攝影機到工具為止的距離的相關關係，求出從前者算出後者的運算式或影像圖，根據該運算式或影像圖特定工具的位置。又，例如，也可利用AI(artificial intelligence)技術。例如，藉著輸入表示色清晰度的已說明的指標值或影像本身，輸出從攝影機至工具的距離的教示數據作成以學習模型，利用此學習模型特定工具的位置。
根據攝影所計測的工具之位置的控制不限於根據偏移量修正控制的概念所理解。例如，增長光源與攝影機的距離，或在適當的位置配置反射鏡，藉此可攝影加工中(也包括接觸於工件的狀態)的工具構成攝影部。並且，可以與藉感測器(實施形態為Y軸感測器31Y等)獲得的位置同樣地利用藉攝影所計測的位置。
保持工件的構件(實施形態為工作台23)在絕對座標係移動的樣態中，攝影機(攝影部)也可以是不固定在保持工件的構件，而是相對於絕對座標系固定。例如，實施形態中，攝影機也可配置在基座7、底座21及支柱9的其中任一方。此時，例如，相對於設置有攝影機的構件特定工具的偏移量，根據該偏移量進行修正。但是，針對工具(工作台)的偏移量不加以考慮。又，攝影機也可固定在與工具一起移動的構件。但是，此時，偏移量所包括的變形量進一步地限定。
與上述關連，攝影機與工具在第1方向也可不相對移動。例如，實施形態中，可藉著固定於底座21的攝影部33，在X方向進行工具101攝影。此時，已如說明，可以從色清晰度與工具的位置的相關關係利用特定工具的位置的方法。並且，在第2方向及第3方向，攝影機與工具也可不相對移動。
本發明的相關技術是可以1台攝影機計測彼此正交的3方向的位置。但是，1台攝影機也可使用於僅1方向或2方向的位置的計測，也可以設置2台以上的攝影機。
1:加工機 37:攝影機 29Y:Y軸驅動源(第1驅動源) 45:控制裝置 47:影像處理裝置 101:工具 103:工件
[圖1]表示實施形態相關之加工機的構成的模式性透視圖。 [圖2(a)]表示直線移動圖1的加工機的工作台之構成的一例的透視圖，[圖2(b)]為圖2(a)的II-II線的剖面圖。 [圖3]表示圖1的加工機之攝影部的構成的模式圖。 [圖4]表示圖1的加工機之控制系的構成的方塊圖。 [圖5]是針對圖4之方塊圖的部分詳細表示的圖。 [圖6]表示藉圖1的加工機具有的攝影機攝影之影像的例的模式圖。 [圖7(a)及圖7(b)]表示圖6之區域VII的例的放大圖。 [圖8]表示圖1的加工機的控制單元執行之處理的順序的一例的流程圖。 [圖9(a)及圖9(b)]是在第1及第2的安裝樣態表示接觸式感測器的透視圖。 [圖10]表示與導件相關參閱圖2(b)說明之構成例不同的構成例的圖。 [圖11]表示圖1的加工機的主軸之軸承的構成的一例的剖面圖。
1:加工機
3:機械本體
5:控制單元
7:基座
9:支柱
11:橫樑
13:鞍座
15:Y軸座
17:主軸頭
19:主軸
21:X軸座
23:工作台
33:攝影部
101:工具
103:工件

Claims (10)

  1. 一種加工機，具有：第1驅動源，在第1方向使工件與工具相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述工具取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內的上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置；控制裝置，根據藉上述影像處理裝置所特定的上述工具的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源；第2驅動源，使上述工件與上述工具在與上述第1方向正交的第2方向相對移動；及第3驅動源，使上述工件與上述工具在與上述第1方向及上述第2方向雙方正交的第3方向相對移動，上述影像處理裝置是根據藉上述攝影機取得之影像內的上述工具的位置特定上述工具的上述第2方向及上述第3方向的位置，上述控制裝置是根據藉上述影像處理裝置特定之上述工具的上述第2方向的位置控制上述第2驅動源，並根據藉上述影像處理裝置特定之上述工具的上述第3方向的位置控制上述第3驅動源，並進一步具有檢測上述工件與上述工具之上述第1方向的相對位置的第1感測器，上述控制裝置是根據上述第1感測器的檢測值進行上述第1驅動源的反饋控制，上述攝影機是配置在伴隨著上述工件與上述工具之上 述第1方向的相對移動在上述工具與上述第1方向相對移動的位置，取得與上述工具之上述第1方向的相對位置彼此不同的複數個影像，上述影像處理裝置是根據上述複數個影像，及取得上述複數個影像時藉上述第1感測器檢測的上述工件與上述工具之上述第1方向的相對位置，特定上述工具的色清晰度成為最高的上述工件與上述工具之上述第1方向的第1相對位置，特定其特定的上述第1相對位置，及預先取得之上述攝影機的焦點與上述工具對焦時的上述工件與上述工具之上述第1方向的相對位置的第1偏移量，上述控制裝置是根據上述第1偏移量，修正根據上述第1感測器之檢測值的上述第1驅動源的反饋控制。
  2. 如請求項1記載的加工機，其中，進一步具有：第2感測器，檢測上述工件與上述工具之上述第2方向的相對位置，及第3感測器，檢測上述工件與上述工具之上述第3方向的相對位置，上述控制裝置是根據上述第2感測器的檢測值進行上述第2驅動源的反饋控制，並根據上述第3感測器的檢測值進行上述第3驅動源的反饋控制，上述影像處理裝置是根據第1時期取得的影像內之上 述工具的上述第2方向的位置，及隨後的第2時期取得的影像內之上述工具的上述第2方向的位置，特定上述第1時期之上述工具的上述第2方向的位置，及上述第2時期之上述工具的上述第2方向的位置的第2偏移量，並根據上述第3時期取得的影像內之上述工具的上述第3方向的位置，及隨後的第4時期取得的影像內之上述工具的上述第3方向的位置，特定上述第3時期的上述工具的上述第3方向的位置，及上述第4時期之上述工具的上述第3方向的位置的第3偏移量，上述控制裝置是根據上述第2偏移量，修正根據上述第2感測器的檢測值之上述第2驅動源的反饋控制，並可根據上述第3偏移量，修正根據上述第3感測器的檢測值之上述第3驅動源的反饋控制。
  3. 如請求項1或請求項2記載的加工機，其中，上述影像處理裝置是針對影像內的複數個像素分別算出與相鄰之像素的清晰度的差，算出上述複數個像素之上述差的絕對值越大而變得越大的指標值，使用此指標值，作為色清晰度越高其值變得越大的指標值，特定上述工具之上述第1方向的位置。
  4. 一種加工機，具有：第1驅動源，在第1方向使工件與工具相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述工具取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內的上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置；及 控制裝置，根據藉上述影像處理裝置所特定的上述工具的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源，上述影像處理裝置是針對影像內的複數個像素分別算出與相鄰之像素的清晰度的差，算出上述複數個像素之上述差的絕對值越大而變得越大的指標值，使用此指標值，作為色清晰度越高其值變得越大的指標值，特定上述工具之上述第1方向的位置，上述影像處理裝置是在影像內的所有像素加算相鄰的像素彼此之清晰度的差的平方的值算出上述指標值。
  5. 一種加工機，具有：第1驅動源，在第1方向使工件與工具相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述工具取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內的上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置；控制裝置，根據藉上述影像處理裝置所特定的上述工具的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源，上述影像處理裝置是從影像內的複數個像素特定清晰度的最大值與最小值，算出以上述最大值與上述最小值的和除以上述最大值與上述最小值的差的指標值，並使用此指標值作為色清晰度越高其值越大的指標值，特定上述工具之上述第1方向的位置。
  6. 一種加工機，具有：第1驅動源，在第1方向使工件與工具相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述工具取得影像； 影像處理裝置，根據上述影像內的上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置；控制裝置，根據藉上述影像處理裝置所特定的上述工具的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源，上述影像處理裝置是從影像內的複數個像素特定清晰度的代表值，針對上述複數個像素分別算出與上述代表值的差，算出上述複數個像素之上述差的絕對值越大其值越大的指標值，使用此指標值作為色清晰度越高其值越大的指標值，特定上述工具之第1方向的位置。
  7. 一種加工機，具有：第1驅動源，在第1方向使工件與工具相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述工具取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內的上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置；控制裝置，根據藉上述影像處理裝置所特定的上述工具的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源；及第1感測器，檢測上述工件與上述工具之上述第1方向的相對位置，上述控制裝置是根據上述第1感測器的檢測值進行上述第1驅動源的反饋控制，上述攝影機是配置在伴隨著上述工件與上述工具之上述第1方向的相對移動在上述工具與上述第1方向相對移動的位置，取得與上述工具之上述第1方向的相對位置彼此不同的複數個影像， 上述影像處理裝置是根據上述複數個影像，及取得上述複數個影像時藉上述第1感測器檢測的上述工件與上述工具之上述第1方向的相對位置，特定上述工具的色清晰度成為最高的上述工件與上述工具之上述第1方向的第1相對位置，特定其特定的上述第1相對位置，及預先取得之上述攝影機的焦點與上述工具對焦時的上述工件與上述工具之上述第1方向的相對位置的第1偏移量，上述控制裝置是根據上述第1偏移量，修正根據上述第1感測器之檢測值的上述第1驅動源的反饋控制，並進一步具有接觸式感測器，該接觸式感測器是配置在與配置上述工具的位置具有一定的位置關係的位置，藉由配置在上述具有一定的位置關係的位置，進行與上述第1驅動源的上述工件之上述第1方向的相對移動，伴隨此相對移動進行與上述攝影機之上述第1方向的相對移動，並藉上述第1感測器檢測與上述工件之上述第1方向的相對移動，上述攝影機是在上述第1方向攝影上述接觸式感測器，取得該攝影機與上述接觸式感測器之上述第1方向的相對位置彼此不同的複數個第2影像，上述影像處理裝置是根據上述複數個第2影像，及取得上述複數個第2影像時藉上述第1感測器所檢測之上述工件與上述接觸式感測器的上述第1方向的相對位置，特定上述接觸式感測器的色清晰度最高的上述工件與上述接觸 式感測器之上述第1方向的第2相對位置，並特定其特定之上述第2相對位置，及預先取得之上述攝影機的焦點與上述接觸式感測器對焦時之上述工件與上述接觸式感測器之上述第1方向的相對位置的第4偏移量，上述控制裝置是根據藉上述接觸式感測器檢測出上述接觸式感測器抵接於上述工件時之上述第1感測器的檢測值，特定上述工件與上述工具的相對位置，及上述第1感測器之檢測值的對應關係，根據上述第4偏移量，修正上述對應關係的資訊，並根據修正後的上述對應關係的資訊，及上述第1感測器的檢測值，進行上述第1驅動源的反饋控制。
  8. 一種加工機，具有：第1驅動源，使工件與工具在第1方向相對移動；接觸式感測器，該接觸式感測器是配置在與配置上述工具的位置具有一定的位置關係的位置，藉配置在具有上述一定的位置關係的位置，進行與上述第1驅動源的上述工件之上述第1方向的相對移動；攝影機，在上述第1方向攝影上述接觸式感測器取得影像；影像處理裝置，根據上述影像內之上述接觸式感測器的色清晰度特定上述接觸式感測器的上述第1方向的位置；及控制裝置，根據上述影像處理裝置所特定之上述接觸 式感測器的上述第1方向的位置控制上述第1驅動源，上述影像處理裝置是針對影像內的複數個像素分別算出與相鄰之像素的清晰度的差，算出上述複數個像素之上述差的絕對值越大而變得越大的指標值，使用此指標值，作為色清晰度越高其值變得越大的指標值，特定上述接觸式感測器之上述第1方向的位置，上述影像處理裝置是在影像內的所有像素加算相鄰的像素彼此之清晰度的差的平方的值算出上述指標值。
  9. 一種計測裝置，係計測與工具在第1方向相對移動的工具的位置，具有：攝影機，取得在上述第1方向進行上述工具攝影的影像，及影像處理裝置，根據上述影像內之上述工具的色清晰度特定上述工具的上述第1方向的位置，上述影像處理裝置是針對影像內的複數個像素分別算出與相鄰之像素的清晰度的差，算出上述複數個像素之上述差的絕對值越大而變得越大的指標值，使用此指標值，作為色清晰度越高其值變得越大的指標值，特定上述工具之上述第1方向的位置，上述影像處理裝置是在影像內的所有像素加算相鄰的像素彼此之清晰度的差的平方的值算出上述指標值。
  10. 一種被加工物的製造方法，具有使用請求項1~8中任一項記載的加工機，使上述工件與上述工具接觸將上述工件加工成被加工物的步驟。
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