WO2012114486A1

WO2012114486A1 - 加工基点検出装置、加工基点検出方法、工作機械、及び回転工具

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Publication number: WO2012114486A1
Application number: PCT/JP2011/054041
Authority: WO
Inventors: 啓太藤井; 弘志北村
Original assignee: 株式会社和井田製作所
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-08-30

Abstract

加工基点検出装置は、撮像装置及び制御装置により、ワークとしての回転工具（１３）を支持する研削盤のＶブロック（１８）にマーキングされた第１マーク（７０）を検出する。続いて、加工基点検出装置は、第１マーク（７０）の位置に基づいて、回転工具（１３）の基端部（１３ａ）にマーキングされた第２マーク（７１）を検出する。そして、加工基点検出装置は、第２マーク（７１）の位置に基づいて、回転工具（１３）を加工する際の基点となる回転工具（１３）の先端位置（Ｋ）を検出する。

Description

加工基点検出装置、加工基点検出方法、工作機械、及び回転工具

　本発明は、ワークを加工する際の基点を検出する加工基点検出装置、加工基点検出方法、これらを利用した工作機械、及び工作機械によって加工される回転工具に関する。

　一般に、ワークを研削加工する工作機械としてＣＮＣ（Computerized Numerical Control）研削盤が知られている（例えば、特許文献１）。ＣＮＣ研削盤は、コンピュータ制御により、ワークを自動的に研削する。ＣＮＣ研削盤では、回転する円板状の砥石を、チャックにより保持したワークに当接させる。ＣＮＣ研削盤の中には、直径が０．１ｍｍ以下のドリルやエンドミルなどの回転工具を研削するものがある。更に、ＣＮＣ研削盤の中には、回転工具の基端をチャックに挿入し、チャックにより保持された回転工具の先端を基点として、所定の研削プログラムを実行するものもある。

特開平７－９３３２号公報

　しかしながら、上述のＣＮＣ研削盤では、非常に高い研削精度が要求される。このため、例えば、回転工具のチャックへの挿入量にばらつきがある場合、回転工具の先端と基点との位置がずれ易いため、要求される研削精度を維持することが困難になる。

　本発明の目的は、ワークを加工する際の基点を精度良く検出することのできる加工基点検出装置、加工基点検出方法、工作機械、及び回転工具を提供することにある。

　上記の課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、工作機械に設けられてワークを支持する支持部材にマーキングされた第１マークを検出し、第１マークの位置に基づいて、ワークにおける加工されない部分にマーキングされた第２マークを検出する検出手段と、第２マークの位置に基づいて、ワークを加工する際の基点を算出する加工基点算出手段とを備える加工基点検出装置が提供される。

　この構成によれば、ワークにおいて加工されない部分には、第２マークがマーキングされている。加工基点算出手段は、第２マークの位置に基づいて、ワークを加工する際の基点を算出する。このようにすることで、ワークを加工する際の基点を精度良く検出できる。

　上記の加工基点検出装置において、検出手段は、第１マーク及び第２マークを撮像する撮像手段と、第１マーク及び第２マークのそれぞれの撮像パターンを基準パターンと照合して、各撮像パターンの基準パターンに対する一致度をそれぞれ算出する一致度算出手段と、各一致度が閾値以上である場合、第１マーク及び第２マークがそれぞれ検出されたと判定する判定手段とを備えることが好ましい。

　この構成によれば、撮像手段により撮像した第１マーク及び第２マークのそれぞれの撮像パターンを基準パターンと照合する、いわゆるパターンマッチングが行われる。こうして第１マーク及び第２マークを検出することで、第１マーク及び第２マークを精度良く、かつ容易に検出できる。

　上記の加工基点検出装置において、ワークは、円柱状の基端部を有する回転工具であり、回転工具の基端部には、第２マークがマーキングされ、第２マークを検出可能に回転工具の基端部を保持した状態で、回転工具をその軸線周りに回動させる保持回動手段を備え、基点は、第２マークの位置に基づいて、回転工具の軸線上に設定されることが好ましい。

　この構成によれば、ワークを加工する際の基点が、第２マークの位置に基づいて回転工具の軸線上に設定される。このため、回転工具を効率良く加工できる。
　上記の加工基点検出装置において、第２マークは、回転工具の軸線に沿って延びる第１線状部と、第１線状部と直交する第２線状部とからなることが好ましい。

　この構成によれば、第２マークの第１線状部及び第２線状部を基準として、回転工具の位置を精度良く、容易に調整できる。
　上記の加工基点検出装置において、第１マーク及び第２マークは同一形状を有することが好ましい。

　この構成によれば、同じ装置、同じアルゴリズム、同じ精度で、第１マーク及び第２マークを検出できる。
　上記の加工基点検出装置において、第１マーク及び第２マークは、レーザーマーキングによって形成されていることが好ましい。

　この構成によれば、消えにくい第１マーク及び第２マークを精度良く形成できる。
　上記課題を解決するため、本発明の第二の態様によれば、上記の加工基点検出装置と、加工基点検出装置によって検出した基点に基づいてワークを加工する加工手段とを備える工作機械が提供される。

　この構成によれば、加工基点検出装置によって検出した基点に基づいてワークを加工することで、ワークを精度良く、効率良く加工できる。
　上記課題を解決するため、本発明の第三の態様によれば、工作機械によって加工され、円柱状の基端部を有する回転工具が提供される。回転工具の基端部には、工作機械の検出手段により検出可能なマークがマーキングされ、回転工具の基端部は、工作機械の保持回動手段により保持され、検出手段によりマークを検出可能に回転工具の基端部を保持した状態で、回転工具はその軸線周りに回動可能であり、マークは、回転工具の軸線に沿って延びる第１線状部と、第１線状部と直交する第２線状部とからなる。

　この構成によれば、回転工具を工作機械によって加工する際に、マークの第１線状部及び第２線状部を基準として、回転工具の位置を精度良く、容易に調節できる。
　上記課題を解決するため、本発明の第四の態様によれば、工作機械に設けられてワークを支持する支持部材にマーキングされた第１マークを検出し、第１マークの位置に基づいて、ワークにおける加工されない部分にマーキングされた第２マークを検出する検出ステップと、第２マークの位置に基づいて、ワークを加工する際の基点を算出する加工基点算出ステップとを備える加工基点検出方法が提供される。

　この構成によれば、本発明の第一の態様に係る発明と同様の作用効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る研削盤を示す斜視図。研削盤のＶブロック付近を拡大して示す斜視図。撮像装置の構成を示す模式断面図。研削盤の電気的構成を示すブロック図。加工基点検出処理ルーチンを示すフローチャート。加工基点検出処理ルーチンを示すフローチャート。ＣＣＤカメラと第１及び第２マークとの位置関係を示す模式平面図。ＣＣＤカメラと第１及び第２マークとの位置関係を示す模式平面図。ＣＣＤカメラの画像に第１又は第２マークが映ったときの状態を示す模式図。ＣＣＤカメラの画像の中心に第１マークが映ったときの状態を示す模式図。第１マークと第２マークとの位置関係を示す模式平面図。（ａ）は第２マークを検出するときの状態を示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のときのＣＣＤカメラの画像を示す模式図。（ａ）は第２マークを検出するときの状態を示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のときのＣＣＤカメラの画像を示す模式図。（ａ）は第２マークを検出するときの状態を示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のときのＣＣＤカメラの画像を示す模式図。（ａ）は第２マークを検出するときの状態を示す模式平面図、（ｂ）は（ａ）のときのＣＣＤカメラの画像を示す模式図。ＣＣＤカメラの画像の中心に第２マークが映ったときの状態を示す模式図。第２マークと回転工具の先端位置（基点）との位置関係を示す模式平面図。

　以下、本発明の工作機械を研削盤に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」は、特に説明がない限り、図１に示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」と一致する。

　図１及び図２に示すように、工作機械としての研削盤１１は、機台１２を備えている。機台１２上の前部には、ワークとしての回転工具１３を保持するための保持ユニット１４が配置されている。機台１２上の後部には、加工手段としての加工ユニット１５が、保持ユニット１４と隣り合うように配置されている。加工ユニット１５は、保持ユニット１４により支持された回転工具１３を研削加工する。

　回転工具１３として、例えば、ドリルやエンドミルなどがある。回転工具１３の基端部１３ａは、円柱状に形成されている。回転工具１３の先端部１３ｂは、刃部であって、前加工により形成される。研削盤１１では、回転工具１３の先端部１３ｂが研削されて、刃部の仕上げ加工が行われる。即ち、回転工具１３の基端部１３ａが加工されない部分であり、回転工具１３の先端部１３ｂが加工される部分である。

　保持ユニット１４は、機台１２上に固定された台座部１６と、台座部１６上に支持された回動テーブル部１７とを備えている。回動テーブル部１７は、台座部１６上において、上下方向に延びる軸線を中心として回動可能である。回動テーブル部１７上には、支持部材としてのＶブロック１８を有する支持装置１９が設けられている。支持装置１９は、回動テーブル部１７上において、回動テーブル部１７の軸線に対し左側に配置されている。Ｖブロック１８の上端部には、研削加工される回転工具１３が支持される。

　回動テーブル部１７の左端部には、保持回動手段としてのチャッキング装置２０が設けられている。チャッキング装置２０は、回動テーブル部１７に一体形成されている。チャッキング装置２０は、回転工具１３の基端部１３ａを保持した状態で、回転工具１３をその軸線周りに回動させる。チャッキング装置２０は、フローティングチャック装置である。このため、チャッキング装置２０は、回転工具１３をチャッキングした際の回転工具１３の径方向のずれを吸収する。

　Ｖブロック１８の上端面には、Ｖ字状をなす溝が設けられている。溝は、対向する１対の斜面を有している。これらの斜面によって、回転工具１３の基端部１３ａが支持される。また、Ｖブロック１８の前方には、サポート機構２１が設けられている。サポート機構２１は、回転工具１３の基端部１３ａを上方から押さえつけて、Ｖブロック１８内に支持する。

　サポート機構２１は、ブロック状の昇降部材２１ａと、サポートアーム２１ｂとを備えている。昇降部材２１ａは、昇降装置（図示略）によって駆動される。サポートアーム２１ｂは、昇降部材２１ａの上端から後方へ延びている。サポートアーム２１ｂは、Ｖブロック１８の上方において、Ｖブロック１８の溝を前後方向に横切るように延びている。Ｖブロック１８の溝に回転工具１３の基端部１３ａが支持されている状態で、昇降部材２１ａを降下させる。これにより、サポートアーム２１ｂは、回転工具１３の基端部１３ａを上方から押さえ付ける。このとき、サポートアーム２１ｂは、回転工具１３の回動を妨げない程度の力で回転工具１３を押さえ付ける。

　図１に示すように、加工ユニット１５は、機台１２上にて前後方向に移動可能である。加工ユニット１５は、平板状の第１移動部材２２を備えている。第１移動部材２２の両端部は、下方に向けて直角に屈曲されている。第１移動部材２２の内側には、テレスコカバー２３が設けられている。テレスコカバー２３は、第１移動部材２２の移動に伴って前後方向に伸縮する。第１移動部材２２上には、略直方体状のガイド部材２４が固定されている。ガイド部材２４上には、第２移動部材２５が設けられている。第２移動部材２５は、ガイド部材２４の長手方向に沿って移動可能である。

　第２移動部材２５の前面には、第３移動部材２６が設けられている。第３移動部材２６は、上下方向に沿って移動可能である。第３移動部材２６の右面には第１研削ユニット２７が設けられ、第３移動部材２６の左面には第２研削ユニット２８が設けられている。第１及び第２研削ユニット２７，２８は対をなすと共に、上下方向に沿って交互に移動可能である。

　第１研削ユニット２７の下端には砥石２９が設けられ、第２研削ユニット２８の下端には砥石３０が設けられている。砥石２９，３０はいずれも円環状に形成され、かつ前後方向に延びる軸線を中心に回転する。各砥石２９，３０の粗さは互いに異なる。このため、回転工具１３の研削条件や研削状態などに応じて、砥石２９，３０がそれぞれ使い分けられる。回動テーブル部１７の上には、各砥石２９，３０のドレッシングやツルーイングなどを行うドレス装置３１が設けられている。

　図１及び図３に示すように、第３移動部材２６の前面には、撮像手段としての撮像装置３２が設けられている。撮像装置３２は、Ｖブロック１８及びＶブロック１８に支持された回転工具１３を上方から撮像する。撮像装置３２は、上下方向に延びる箱状のカバー３３を備えている。カバー３３の下壁は、保護ガラス３４によって構成されている。

　カバー３３内には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）カメラ３５と、照明装置３６と、ＣＣＤカメラ３５の光軸上に配置されたハーフミラー３７及びレンズ３８が収容されている。撮像装置３２は、ピントを自動的に合わせるＡＦ（auto focus）機能を有する。照明装置３６は、ＣＣＤカメラ３５の前斜め下方に配置されると共に、被写体に光を照射する。ＣＣＤカメラ３５には、モノクロームで８０万画素のカメラが採用されている。

　ハーフミラー３７は、照明装置３６から照射される光を反射する。ハーフミラー３７は、照明装置３６の光軸とＣＣＤカメラ３５の光軸とを一致させる。このように、撮像装置３２では、同軸照明方式が採用されている。第３移動部材２６の下面には、アクチュエータ３９が設けられている。アクチュエータ３９は、撮像装置３２よりも後方に位置している。アクチュエータ３９は、エアシリンダ３９ａと、エアシリンダ３９ａによって前後方向に伸縮されるロッド３９ｂとを備えている。

　第３移動部材２６の下面には、２つのリンク４１が設けられている。両リンク４１は、アクチュエータ３９と撮像装置３２との間に位置している。リンク４１は、左右方向に延びる軸を介して、シャッタ４０の前後方向の中央部を支持する。シャッタ４０は、カバー３３の保護ガラス３４の下面を覆う前端部を有し、かつ矩形板状に形成されている。シャッタ４０の後端部は、ロッド３９ｂにより、左右方向に延びる軸を介して支持されている。エアシリンダ３９ａによりロッド３９ｂが伸縮することで、シャッタ４０の前端部がカバー３３の保護ガラス３４全体を覆う閉塞位置とシャッタ４０の前端部が撮像装置３２よりも後側へ退避する開放位置との間をシャッタ４０が移動する。

　図７に示すように、Ｖブロック１８の上面には、第１マーク７０がレーザーによりマーキングされている。第１マーク７０は、第１線状部７０ａと、第１線状部７０ａと直交する第２線状部７０ｂとからなる。第１線状部７０ａは、Ｖブロック１８に支持された回転工具１３の軸線Ｌに沿って直線状に延びている。第１マーク７０は、同じ長さの２つの線分を直交させた十字状に形成されている。

　回転工具１３の基端部１３ａには、第１マーク７０と同一形状の第２マーク７１が、レーザーによりマーキングされている。第２マーク７１も、第１線状部７０ａと、第１線状部７０ａ直交する第２線状部７０ｂとからなる。回転工具１３の基端部１３ａの周面は曲面であるため、厳密に言えば、第２線状部７０ｂは曲線になる。しかしながら、第２線状部７０ｂの長さ（約０．２ｍｍ）は、回転工具１３の基端部１３ａの半径（約３～６ｍｍ）に比べてかなり短いため、第２線状部７０ｂを直線として近似することができる。

　次に、研削盤１１の電気的構成について説明する。
　図４に示すように、研削盤１１は、研削盤１１全体の稼働状態を統括制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０には、バスを介して、ＣＣＤカメラ３５、アクチュエータ３９、及び不揮発性メモリ５１が電気的に接続されている。制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５及びアクチュエータ３９の駆動を制御する。制御装置５０には、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５２を介して、モニタ５３及び操作パネル５４が電気的に接続されている。また、制御装置５０には、モータドライバ５５を介して、各モータ５６～６４がそれぞれ電気的に接続されている。

　図１及び図４に示すように、第１移動モータ５６は第１移動部材２２を駆動する。第２移動モータ５７は第２移動部材２５を駆動する。第３移動モータ５８は第３移動部材２６する。第１昇降モータ５９は第１研削ユニット２７を駆動する。第２昇降モータ６０は第２研削ユニット２８を駆動する。また、第１砥石モータ６１は砥石２９を回転駆動する。第２砥石モータ６２は砥石３０を回転駆動する。回動モータ６３はチャッキング装置２０を駆動する。テーブルモータ６４は回動テーブル部１７を駆動する。モータドライバ５５は、制御装置５０からの制御信号に基づいて、各モータ５６～６４の駆動をそれぞれ制御する。

　制御装置５０は、ＣＰＵ７５、ＲＡＭ７６、ＲＯＭ７７、及び画像生成回路（図示略）を備えている。ＲＯＭ７７には、回転工具１３の研削加工のための加工プログラムや、図５及び図６に示すプログラムを行う加工基点検出プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ７６には、ＣＰＵ７５の作業領域と、画像データ等を記憶する記憶領域とが形成される。画像データは、ＣＣＤカメラ３５が撮像した撮像信号に基づき、画像生成回路（図示略）により生成される。

　操作パネル５４は、研削盤１１の運転を開始又は停止、或いは各種の設定を行うときに、ユーザによって操作される。操作パネル５４がユーザにより操作された場合、その操作内容に応じて、信号が制御装置５０へと送信される。モニタ５３は、操作パネル５４から送信された信号の返答として、制御装置５０から送信された画像データに基づく画像を表示する。

　ＣＣＤカメラ３５は、被写体を撮像した撮像信号を制御装置５０に送信する。送信された撮像信号に基づいて、制御装置５０の画像生成回路（図示略）が画像データを生成する。制御装置５０は、生成された画像データをＲＡＭ７６に記憶した後、モニタ５３に送信する。モニタ５３は、制御装置５０から送信された画像データに基づく画像を表示する。

　不揮発性メモリ５１には、予めＣＣＤカメラ３５によって最適条件で撮像された第１マーク７０及び第２マーク７１のそれぞれの撮像パターンが基準パターンとして記憶されている。前記各撮像パターンは、ＣＣＤカメラ３５の画像（視野）の中心と、第１マーク７０及び第２マーク７１の各中心とを一致させた状態でそれぞれ撮像したものである。また、不揮発性メモリ５１には、閾値Ｎが予め設定されて記憶されている。閾値Ｎは、前記各撮像パターンの基準パターンに対する一致度に基づいて第１マーク７０及び第２マーク７１が検出されたか否かを判定するための基準値である。更に、不揮発性メモリ５１には、予め設定された距離Ａ、距離Ｂ、及び距離Ｃの値が記憶されている。検出手段及び加工基点検出装置はいずれも、撮像装置３２と制御装置５０とによって構成されている。

　次に、制御装置５０が加工基点検出プログラムに基づき実行する加工基点検出処理ルーチンについて、図５及び図６に示すフローチャート、図７～図１７に示す模式図を参照して説明する。

　加工基点検出処理ルーチンは、Ｖブロック１８に支持された回転工具１３の基端部１３ａをチャッキング装置２０がチャッキングし、その状態でサポートアーム２１ｂが回転工具１３の基端部１３ａを上方から押さえ付けたタイミングで実行される。制御装置５０は、まず、ＣＣＤカメラ３５を撮像させながらＣＣＤカメラ３５を第１マーク７０のあるべき位置の真上に移動させるように、モータドライバ５５を制御して各モータ５６～５８，６４を駆動する（ステップＳ１１）。すなわち、図７及び図８に示すように、ＣＣＤカメラ３５を、回転工具１３より離れた位置から第１マーク７０の直上となる位置に移動させる。

　続いて、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５の画像を順次基準パターンと照合して、一致度を算出する（ステップＳ１２）。すなわち、制御装置５０は、図９に示すように、ＣＣＤカメラ３５の画像全体において、基準パターンを含むサーチウィンドウＳを所定の画素ずつずらしながら、一致度を算出する。

　続いて、制御装置５０は、ステップＳ１２で算出した一致度の中に不揮発性メモリ５１に記憶された閾値Ｎ以上のものがあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５の視野を指定量ずらすために、各モータ５６，５７を駆動させ、ＣＣＤカメラ３５を移動させる（ステップＳ１４）。その後、制御装置５０は、その処理をステップＳ１２に移行させる。

　一方、ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、第１マーク７０が検出されたものとして判定し、ＣＣＤカメラ３５の画像において基準パターンとの一致度が閾値Ｎ以上であった位置を第１マーク７０の位置としてＲＡＭ７６に記憶する（ステップＳ１５）。

　続いて、制御装置５０は、ステップＳ１５で検出した第１マーク７０がＣＣＤカメラ３５の画像の中心に位置するか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心に第１マーク７０を移動させるように、モータドライバ５５を制御して各モータ５６，５７を駆動する（ステップＳ１７）。

　すなわち、図９及び図１０に示すように、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心から外れた位置にある第１マーク７０をＣＣＤカメラ３５の画像の中心に向けて移動させるべく、ＣＣＤカメラ３５を移動させる。その後、制御装置５０は、その処理をステップＳ１６に移行させる。

　一方、ステップＳ１６の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５の第１マーク７０の撮像パターンと基準パターンとを照合して、一致度を算出する（ステップＳ１８）。続いて、制御装置５０は、ステップＳ１８で算出した第１マーク７０の撮像パターンの基準パターンに対する一致度が閾値Ｎ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。

　ステップＳ１９の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、モニタ５３にエラー表示をする（ステップＳ２０）。その後、制御装置５０は、加工基点検出処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１９の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、座標系における第１マーク７０の座標を算出する（ステップＳ２１）。この座標系は、左右方向に延びる数直線及び前後方向に延びる数直線をそれぞれ座標軸としている。

　続いて、制御装置５０は、ステップＳ２１で算出した第１マーク７０の座標を基点に、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心を回転工具１３の軸線Ｌと対応する位置であって第２マーク７１があるべき位置の直上に移動させるように、モータドライバ５５を制御して各モータ５６～５８の駆動する（ステップＳ２２）。すなわち、ＣＣＤカメラ３５を移動させることで、図１１に示すように、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心を、回転工具１３の軸線Ｌ上の第２マーク７１があるべき位置に合わせる。この場合、ＣＣＤカメラ３５は、第１マーク７０から右側へ距離Ａだけ移動し、更に前側へ距離Ｂだけ移動する。

　続いて、制御装置５０は、回転工具１３を回転させながら、ＣＣＤカメラ３５の画像を順次基準パターンとパターンマッチングして、一致度を算出する（ステップＳ２３）。すなわち、制御装置５０は、図９に示すように、ＣＣＤカメラ３５の画像全体において、基準パターンを含むサーチウィンドウＳを所定の画素ずつずらしながら一致度を算出する。制御装置５０は、第１マーク７０及び第２マーク７１の画像のそれぞれの撮像パターンを予め設定した基準パターンとそれぞれ照合して、第１マーク７０及び第２マーク７１の基準パターンに対する一致度をそれぞれ算出するための一致度算出手段である。

　図１２（ａ）は、回転工具１３の側面に第２マーク７１が位置している場合を示す。この場合、図１２（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ３５の画像には何も映らないため、制御装置５０は、第２マーク７１をサーチできない。そして、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転工具１３の回転に伴って第２マーク７１が回転工具１３の上面に近づくにつれて、第２マーク７１がＣＣＤカメラ３５の画像に徐々に映るようになる。そして、回転工具１３が更に回転すると、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２マーク７１が、サーチウィンドウＳによってサーチ可能な程度まで、ＣＣＤカメラ３５の画像に映るようになる。このとき、制御装置５０は、パターンマッチングを開始する。

　続いて、制御装置５０は、ステップＳ２３で算出した一致度の中に不揮発性メモリ５１に記憶された閾値Ｎ以上のものがあるか否かを判定する（ステップＳ２４）。制御装置５０は、判定手段であり、一致度算出手段によって算出した第１マーク７０及び第２マークの各撮像パターンの基準パターンに対する一致度が予め設定した閾値Ｎ以上である場合に、第１マーク７０及び第２マーク７１がそれぞれ検出されたものと判定する。また、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ２２、ステップＳ２３、及びステップＳ２４が検出ステップに相当する。

　ステップＳ２４の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、回動モータ６３に設けられたロータリーエンコーダ（図示略）からの信号に基づいて、回転工具１３が１回転したか否かを判定する（ステップＳ２５）。

　ステップＳ２５の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、その処理をステップＳ２３に移行させる。一方、ステップＳ２５の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５を左右方向に所定の距離だけ移動させるように、モータドライバ５５を制御して第２移動モータ５７を駆動する（ステップＳ２６）。この場合、ＣＣＤカメラ３５が第２マーク７１に対して左右方向にずれているため、第２マーク７１全体がＣＣＤカメラ３５の画像に映るように、ＣＣＤカメラ３５を移動させる。その後、制御装置５０は、その処理をステップＳ２３に移行させる。

　一方、ステップＳ２４の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、第２マーク７１が検出されたものとして判定し、ＣＣＤカメラ３５の画像において基準パターンとの一致度が閾値Ｎ以上であった位置を第２マーク７１の位置としてＲＡＭ７６に記憶する（ステップＳ２７）。続いて、図１５（ａ）に示すように、制御装置５０は、第２マーク７１の中心が回転工具１３の軸線Ｌと上下方向に対応する位置で、回転工具１３の回転を停止させる（ステップＳ２８）。

　続いて、制御装置５０は、第２マーク７１がＣＣＤカメラ３５の画像の中心にあるか否かを判定する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心に第２マーク７１を移動させるように、モータドライバ５５を制御して第２移動モータ５７を駆動する（ステップＳ３０）。

　すなわち、例えば、図１５（ｂ）は、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心から右側へ距離Ｍだけずれて第２マーク７１が位置する場合を示す。この場合、図１６に示すように、第２マーク７１をＣＣＤカメラ３５の画像の中心に向けて移動させるように、ＣＣＤカメラ３５を左側へ距離Ｍだけ移動させる。その後、制御装置５０は、その処理をステップＳ２９に移行させる。

　一方、ステップＳ２９の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、ＣＣＤカメラ３５の第２マーク７１の撮像パターンと基準パターンとをマッチングして、一致度を算出する（ステップＳ３１）。続いて、制御装置５０は、ステップＳ３１で算出した第２マーク７１の撮像パターンの基準パターンに対する一致度が閾値Ｎ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。

　ステップＳ３２の判定結果がＮＯである場合、制御装置５０は、その処理をステップＳ２０に移行させた後、加工基点検出処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３２の判定結果がＹＥＳである場合、制御装置５０は、座標系における第２マーク７１の座標を算出する（ステップＳ３３）。この座標系は、左右方向に延びる数直線及び前後方向に延びる数直線をそれぞれ座標系としている。

　続いて、制御装置５０は、図１７に示すように、ステップＳ３３で算出した第２マーク７１の座標（位置）を基点に、回転工具１３の先端部１３ｂの先端位置Ｋを算出する。先端位置Ｋは、回転工具１３の先端部１３ｂを研削加工する際の基点となる位置である。この場合、第２マーク７１は、その中心から右側へ距離Ｃだけ離れた位置を先端位置Ｋとすべく、回転工具１３にマーキングされている。先端位置Ｋは、回転工具１３の軸線Ｌ上に設定されている。制御装置５０は、第２マーク７１の位置に基づいて、回転工具１３の先端部１３ｂを研削加工する際の基点を算出する加工基点算出手段である。また、ステップＳ３４が加工基点算出ステップに相当する。

　その後、制御装置５０は、加工基点検出処理ルーチンを終了する。そして、制御装置５０は、回転工具１３の研削加工を行うための加工プログラムを実行する。これにより、回転工具１３の先端部１３ｂが先端位置Ｋを基点として研削加工される。この場合、ＣＣＤカメラ３５と各砥石２９，３０との位置関係が予め決められているため、制御装置５０は、各砥石２９，３０と回転工具１３との前後方向の距離を把握する。したがって、回転工具１３の先端部１３ｂを精度良く研削加工することができる。

　以上、詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
　（１）研削盤１１は、撮像装置３２及び制御装置５０により、回転工具１３を支持するＶブロック１８にマーキングされた第１マーク７０を検出する。続いて、研削盤１１は、第１マーク７０の位置に基づいて、回転工具１３の基端部１３ａにマーキングされた第２マーク７１を検出する。そして、研削盤１１は、第２マーク７１の位置に基づいて、回転工具１３を研削加工する際の基点となる回転工具１３の先端位置Ｋを算出する。このような手順により、回転工具１３の先端位置Ｋを精度良く検出できる。

　（２）研削盤１１は、撮像装置３２及び制御装置５０により、第１マーク７０及び第２マーク７１をパターンマッチングによって検出する。このため、第１マーク７０及び第２マーク７１を精度良く、且つ容易に検出できる。

　（３）研削盤１１は、第２マーク７１の位置に基づいて、回転工具１３を研削加工する際の基点を、回転工具１３の軸線Ｌ上における回転工具１３の先端位置Ｋに設定する。このため、回転工具１３を効率良く研削加工できる。

　（４）第２マーク７１は、第１線状部７０ａと、第１線状部７０ａと直交する第２線状部７０ｂとからなる。このため、ＣＣＤカメラ３５の画像の中心を第２マーク７１の中心に合わせることで、第１線状部７０ａ及び第２線状部７０ｂを基準として、回転工具１３の左右方向、前後方向、及び回転方向の位置を精度良く、かつ容易に調節できる。

　（５）第１マーク７０及び第２マーク７１は同一形状であるため、同じ装置、同じアルゴリズム、同じ精度で、第１マーク７０及び第２マーク７１を検出できる。
　（６）第１マーク７０及び第２マーク７１は、レーザーによりマーキングされている。このため、消えにくい第１及び第２マーク７０，７１を精度良く、且つ容易に形成できる。

　（７）研削盤１１は、撮像装置３２及び制御装置５０により検出した回転工具１３の先端位置Ｋを基点として、回転工具１３の先端部１３ｂを研削加工する。このため、回転工具１３の先端部１３ｂを精度良く、且つ効率良く研削加工できる。

　（８）また、回転工具１３の基端部１３ａには、第１線状部７０ａと第１線状部７０ａと直交する第２線状部７０ｂとからなる第２マーク７１がマーキングされている。このため、回転工具１３を研削盤１１によって研削加工する際に、第１線状部７０ａ及び第２線状部７０ｂを基準として、回転工具１３の位置を精度良く且つ容易に調整できる。

　上記の実施形態は、次のように変更してもよい。
　・第１マーク７０及び第２マーク７１のうちの少なくとも一方を、印刷や刻印によって形成してもよい。

　・第１マーク７０及び第２マーク７１は、必ずしも同一形状にする必要はなく、異なる形状であってもよい。
　・第１マーク７０及び第２マーク７１の形状は、十字状以外の形状、例えば、円形、楕円形、多角形であってもよい。

　・回転工具１３以外の工作物などを、ワークとして用いてもよい。
　・第１マーク７０及び第２マーク７１は、光センサを用いて検出してもよい。
　・回転工具１３を研削加工する際の基点は、必ずしも回転工具１３の先端位置Ｋである必要はなく、回転工具１３の先端部１３ｂにおける先端位置Ｋ以外の任意の位置であってもよい。さらにこの場合、回転工具１３を研削加工する際の基点は、必ずしも回転工具１３の軸線Ｌ上である必要はない。

　・撮像装置３２を各砥石２９，３０と共に移動させていたが、撮像装置３２と各砥石２９，３０とを個別に移動させてもよい。
　・ステップＳ１３の閾値とステップＳ２４の閾値とは、必ずしも同じ値でなくてもよい。

　・ステップＳ１６～Ｓ１９及びステップＳ２９～Ｓ３２のうち少なくとも一方を省略してもよい。
　・研削盤１１以外の工作機械に本発明を適用してもよい。

　・撮像装置３２は、ＡＦ機能を有していなくてもよい。
　・各モータ５６～６４を、エアシリンダや油圧シリンダなどのアクチュエータに適宜変更してもよい。

Claims

工作機械に設けられてワークを支持する支持部材にマーキングされた第１マークを検出し、前記第１マークの位置に基づいて、前記ワークにおける加工されない部分にマーキングされた第２マークを検出する検出手段と、
　前記第２マークの位置に基づいて、前記ワークを加工する際の基点を算出する加工基点算出手段と
　を備えることを特徴とする加工基点検出装置。
請求項１記載の加工基点検出装置において、
　前記検出手段は、
　前記第１マーク及び前記第２マークを撮像する撮像手段と、
　前記第１マーク及び前記第２マークのそれぞれの撮像パターンを基準パターンと照合して、前記各撮像パターンの前記基準パターンに対する一致度をそれぞれ算出する一致度算出手段と、
　前記各一致度が閾値以上である場合、前記第１マーク及び前記第２マークがそれぞれ検出されたと判定する判定手段と
　を備えることを特徴とする。
請求項１又は２記載の加工基点検出装置において、
　前記ワークは、円柱状の基端部を有する回転工具であり、
　前記回転工具の基端部には、前記第２マークがマーキングされ、
　前記第２マークを検出可能に前記回転工具の基端部を保持した状態で、前記回転工具をその軸線周りに回動させる保持回動手段を備え、
　前記基点は、前記第２マークの位置に基づいて、前記回転工具の軸線上に設定されることを特徴とする加工基点検出装置。
請求項３記載の加工基点検出装置において、
　前記第２マークは、前記回転工具の軸線に沿って延びる第１線状部と、前記第１線状部と直交する第２線状部とからなることを特徴とする加工基点検出装置。
請求項１～４のうちいずれか一項に記載の加工基点検出装置において、
　前記第１マーク及び前記第２マークは同一形状を有することを特徴とする加工基点検出装置。
請求項１～５のうちいずれか一項に記載の加工基点検出装置において、
　前記第１マーク及び前記第２マークは、レーザーマーキングによって形成されていることを特徴とする加工基点検出装置。
請求項１～６のうちいずれか一項に記載の加工基点検出装置と、
　前記加工基点検出装置によって検出した前記基点に基づいて前記ワークを加工する加工手段と
　を備えることを特徴とする工作機械。
工作機械によって加工され、円柱状の基端部を有する回転工具であって、
　前記回転工具の基端部には、前記工作機械の検出手段により検出可能なマークがマーキングされ、
　前記回転工具の基端部は、前記工作機械の保持回動手段により保持され、
　前記検出手段により前記マークを検出可能に前記回転工具の基端部を保持した状態で、前記回転工具はその軸線周りに回動可能であり、
　前記マークは、前記軸線に沿って延びる第１線状部と、前記第１線状部と直交する第２線状部とからなることを特徴とする回転工具。
工作機械に設けられてワークを支持する支持部材にマーキングされた第１マークを検出し、前記第１マークの位置に基づいて、前記ワークにおける加工されない部分にマーキングされた第２マークを検出する検出ステップと、
　前記第２マークの位置に基づいて、前記ワークを加工する際の基点を算出する加工基点算出ステップと
　を備えることを特徴とする加工基点検出方法。