WO2022259814A1

WO2022259814A1 - 工作機械

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Publication number: WO2022259814A1
Application number: PCT/JP2022/020138
Authority: WO
Inventors: 晃人重兼; 純一窪田; 博人松下
Original assignee: Dmg森精機株式会社
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2022-05-13
Publication date: 2022-12-15
Also published as: US20230415292A1; JP2022187130A; JP6991382B1; EP4289551A1; CN116963868A

Abstract

工作機械は、ワーク主軸を回転可能に支持する主軸台と、所定の領域に保持される工具を撮像するカメラと、を備える。カメラがワーク主軸の上方の位置で光軸が鉛直方向に対して斜めとなるように主軸台に固定されている。カメラと対向配置される照明部をさらに備えてもよい。その場合、カメラと照明部との間に領域が形成される。カメラが照明部よりも主軸台に近い位置に配置される。

Description

工作機械

　本発明は、工作機械における工具の検査技術に関する。

　工作機械には、回転するワークに対して工具を移動させるターニングセンタ、回転する工具をワークに対して移動させるマシニングセンタ、およびこれらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。工具主軸あるいは刃物台などの工具保持部に工具は固定される。工作機械は、予め用意された加工プログラムにしたがって、工具を交換しつつ、工具保持部を動かしながらワークを加工する。

　このような工作機械では、工具に欠損や折損などの異常があった場合、あるいは工具の摩耗が許容量を超えた場合、その工具（以下「不良工具」ともいう）を使用することはできない。このため、工具の使用に際して刃形状をカメラにより撮像し、その撮像画像に基づいて不良工具であるか否かを検査する技術が提案されている（特許文献１）。

　工具検査は一般に、照明装置により工具を照らしながら撮像した画像に基づいて行われる。カメラと照明装置とが工具に対してちょうど反対側に配置されることで、カメラは、工具の輪郭位置を把握しやすい、コントラストの高い撮像画像を取得できる。すなわち、工具とその背景とのコントラストの差から工具の輪郭を抽出し、工具形状データを生成する。このとき取得された工具形状に基づいて不良工具であるか否かを判定できる。

特開２０１５－１３１３５７号公報

　ところで、工具検査用のカメラや照明装置は、一般に長尺状のアームに支持され、互いの位置関係が調整される。例えば、ワーク主軸を支持する主軸台にアームの基端が固定され、そのアームの先端にカメラが固定される。照明装置は、そのアームの基端側あるいは別のアームに固定される。カメラと照明部との間に検査領域が設けられる。工具検査時には、工具が検査領域に位置するよう工具主軸が移動される。

　しかしながら、主軸台にはワーク主軸を回転させるモータが備えられ、そのモータが熱源となって高温になることがある。この主軸台からの熱伝導によりアームが伸長（膨張）し、カメラと工具との位置関係がずれる可能性がある。また、ワーク主軸の振動等の外乱によりカメラの位置が不安定になることもある。この位置関係のずれが検査精度を低下させる可能性がある。

　本発明のある態様の工作機械は、ワーク主軸を回転可能に支持する主軸台と、所定の領域に保持される工具を撮像するカメラと、を備える。カメラがワーク主軸の上方の位置で光軸が鉛直方向に対して斜めとなるように主軸台に固定されている。

　本発明の別の態様の工作機械は、ワーク主軸を回転可能に支持する主軸台と、所定の領域に保持される工具を撮像するカメラと、カメラと対向配置される照明部と、を備える。カメラと照明部との間に領域が形成される。カメラが照明部よりも主軸台に近い位置に配置される。

　本発明によれば、工具状態を把握するための撮像に関し、熱伝導や振動などによるカメラの位置ずれを抑制できる。

実施形態に係る工作機械の外観を表す斜視図である。工具認識領域における工具、カメラおよび照明装置の位置関係を示す模式図である。工具認識領域の周辺を表す斜視図である。工具検査のための主要構成を表す図である。工具検査のための主要構成を表す図である。工具検査のための主要構成を表す図である。工具検査のための主要構成を表す図である。工作機械および画像処理装置のハードウェア構成図である。画像処理装置の機能ブロック図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
　図１は、実施形態に係る工作機械の外観を表す斜視図である。
　工作機械１００は、工具を適宜交換しながらワークを所望の形状に加工する複合加工機として構成されている。以下の説明では便宜上、工作機械１００を正面からみて上下方向，前後方向，左右方向を、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向とする。

　工作機械１００は、工具を用いてワークを加工する加工装置１２４と、交換対象となる複数の工具を格納する工具格納部１３０を備える。加工装置１２４は、加工領域２００内に配置されるワークを加工する。ワークはワーク主軸１０４に固定され、工具主軸１１６に取り付けられる工具１０２により切削される。工具主軸１１６は「工具保持部」として機能する。ワーク主軸１０４は駆動機構により回転駆動される。

　工具格納部１３０と加工領域２００との間に工具認識領域２１０が設けられる。工具認識領域２１０は、工具検査に用いられるカメラ１０６および照明装置１０８が設置される領域である。照明装置１０８は「照明部」として機能する。工具１０２が工具認識領域２１０内に挿入されたとき、上方の照明装置１０８は工具１０２を照明し、下方のカメラ１０６は工具１０２を撮像する。このときの撮像画像に基づいて後述の工具登録および工具検査が実行される。工具認識領域２１０の構成については図２に関連して更に詳述する。

　工作機械１００は、外部を遮断するカバー２０２を備える。カバー２０２は、ドア２０４を備える。ユーザは、ドア２０４を開口して、ワークの取り付けおよびワークの取り出しを行う。操作盤２０６は、作業者から工作機械１００に対する各種操作を受け付ける。

　操作盤２０６は、画像処理装置１１０と接続される。作業者は、画像処理装置１１０により工作機械１００の作業状況を遠隔監視できる。本実施形態においては、工作機械１００の本体と画像処理装置１１０は有線ケーブルを介して接続される。画像処理装置１１０は、工作機械１００の内部、例えば操作盤２０６の内部装置として形成されてもよい。

　操作盤２０６は工作機械１００の一部として形成されてもよいし、工作機械１００から着脱可能かつ運搬可能に構成されてもよい。

　工具格納部１３０は、複数の工具１０２を格納する。工具格納部１３０に格納される複数の工具１０２から工具交換部（後述）により工具１０２を取得し、これを工具主軸１１６に装着する。

　図２は、工具認識領域２１０における工具１０２、カメラ１０６および照明装置１０８の位置関係を示す模式図である。
　工具１０２は、ワークの加工に利用される刃部１１２と、工具主軸１１６のホルダ１１８に固定されるシャンク部１１４を含む。工具主軸１１６は、主軸頭１１７により軸線周りに回転可能に支持されている。主軸頭１１７には、工具主軸１１６を回転駆動するためのスピンドルモータが設けられている。工作機械１００には、主軸頭１１７を３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）に移動させるための移動機構（図示略）が設けられている。この移動機構は、主軸頭１１７を移動させるためのねじ送り機構およびこれを駆動するサーボモータを含む。工具１０２は、主軸頭１１７と一体に３軸方向に移動し、工具主軸１１６と一体に回転する。

　カメラ１０６は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）などのイメージセンサ（撮像素子）を備える。カメラ１０６は、工具主軸１１６に取り付けられた工具１０２を下方から撮像する。カメラ１０６は画像処理装置１１０と接続され、撮像画像は画像処理装置１１０に送信される。工具１０２を回転させることにより、複数方向から工具１０２を撮像できる。また、工具１０２を水平方向（ＹＺ方向）に動かすことにより、工具１０２の複数箇所を撮像できる。

　カメラ１０６と対向するように照明装置１０８が配置される。照明装置１０８は工具１０２を上方から照明する。照明装置１０８による透過照明により、カメラ１０６は、工具１０２の輪郭位置を把握しやすい、コントラストの高い撮像画像を取得できる。

　ユーザは、工具１０２を新規登録するときには（以下、「工具登録」とよぶ）、操作盤２０６において工具登録モードに設定し、工具主軸１１６に新規の工具１０２を取り付ける。次に、任意の工具ＩＤを入力する。工具主軸１１６は工具１０２を移動・回転させ、固定されたカメラ１０６は工具１０２を様々な位置および方向から自動的に撮像する。カメラ１０６により得られた多数の撮像画像から、工具形状が認識され、工具ＩＤと工具形状が対応づけて登録される。このような制御方法により、工具１０２ごとに、工具形状を自動的に工具ＩＤに対応づけて登録できる。工具形状は、二次元データあるいは三次元データとして形成される。

　また、加工作業前あるいは加工作業後の工具１０２について検査を実行するときにも、工具主軸１１６は工具１０２を工具認識領域２１０に進入させる。新規登録時と同様、工具主軸１１６は工具１０２を移動・回転させ、カメラ１０６は工具１０２を様々な位置および方向から自動的に撮像する。カメラ１０６により得られた多数の撮像画像から、工具形状が認識される。以下、工具１０２について実行される検査を「工具検査」とよぶ。

　作業者は、工具登録時の工具形状データと工具検査時の工具形状データを比較することにより、工具１０２の摩耗度、欠損の有無を判定する。例えば、カタログに示される仕様としての工具長が１７０．０００ミリメートルであっても、工具登録時における工具長の計測値は１７０．００８ミリメートルかもしれない。この場合には、登録時の工具長である１７０．００８ミリメートルを基準として工具１０２の摩耗度を判断する。

　本実施形態におけるカメラ１０６は約５００万画素（２４４８×２０４８）の解像度を有する。撮像範囲は１７ミリメートル×１４ミリメートル程度である。より具体的には、撮像範囲は１６．８ミリメートル×１４．０ミリメートルであってもよい。また、カメラ１０６は１秒間に最大２０枚の撮像画像を取得可能である。

　工具主軸１１６側から見て、工具認識領域２１０の奥（Ｚ軸負方向側）に工具格納部１３０が存在する（図１参照）。工具交換に際しては、工具主軸１１６は工具認識領域２１０内に深く進入し、工具格納部１３０において工具交換を受ける。一方、工具登録および工具検査のときには、工具主軸１１６は工具認識領域２１０に比較的浅く進入する。

　次に、工具検査のための構造について詳細に説明する。
　図３は、工具認識領域２１０の周辺を表す斜視図である。
　加工装置１２４と工具格納部１３０との隔壁として内部カバー１６０が設けられている。内部カバー１６０には、ワーク主軸１０４を露出させるための開口１６２が形成されている。また、内部カバー１６０の所定位置に開口１６４が形成され、開口１６４を開閉可能なシャッター１６６が設けられている。加工領域２００側からみてシャッター１６６の奥方、かつワーク主軸１０４の上方に工具認識領域２１０（空間）が形成される。上述のように、工具認識領域２１０には、カメラ１０６および照明装置１０８が配置される。加工領域２００は、工具認識領域２１０を介して工具格納部１３０（図１）とつながる。

　シャッター１６６は、加工領域２００に対して工具認識領域２１０を開閉する可動式の仕切板である。シャッター１６６は、図示略のサーボモータを含む駆動機構により開閉駆動される。ワークの加工時においては、工具認識領域２１０はシャッター１６６により閉鎖される。加工中の加工領域２００においては、ワークと工具１０２との摩擦熱を除去するための冷却液であるクーラントが噴射される。また、加工領域２００内ではワークの切り屑も飛散する。このため、シャッター１６６により工具認識領域２１０を閉鎖することで、クーラント等が工具認識領域２１０内に入り込むのを防止する。

　測定コマンド等により工具検査を指示されたとき、工作機械１００はワークの加工を中止する。このとき、工作機械１００は、クーラントの噴射も中止させる。次に、工具認識領域２１０の手前の所定位置（以下、「待機位置」とよぶ）に工具１０２を移動させ、待機位置にて工具１０２を高速回転させる。工具１０２を高速回転させることにより、工具１０２に付着しているクーラントおよび切り屑（以下、まとめて「付着物」とよぶ）を振り落とす。以下、待機位置において付着物を除去するために工具１０２を高速回転させることを「清掃回転」とよぶ。

　清掃回転後にシャッター１６６が開口し、工具を工具認識領域２１０に進入させる。工具認識領域２１０に挿入された工具１０２をカメラ１０６で撮像することにより、工具検査が実行される。

　上述したように、加工領域２００は工具認識領域２１０を経由して工具格納部１３０につながっている。したがって、工具交換を行うときには、工具１０２を工具認識領域２１０の奥深くに差し込む。工具検査だけでなく、工具交換のときにも工具１０２は工具認識領域２１０を通過するので、通過前にも同様にして清掃回転を実行してもよい。

　図４～図７は、工具検査のための主要構成を表す図である。図４および図５は、内部カバー１６０を取り除いた状態で加工領域２００側から工具認識領域２１０をみた状態（ワーク主軸１０４の軸線方向にみた状態）を示す。図６および図７は、図４のＡ方向矢視図である（ワーク主軸１０４の軸線と直角方向にみた状態を示す）。図中の二点鎖線は、工具検査に際して工具認識領域２１０に工具１０２を保持した状態を模式的に示す。

　図４に示すように、ワーク主軸１０４が主軸台１７０に回転可能に支持され、その主軸台１７０にカメラ１０６が固定されている。一方、主軸台１７０の上方に設けられたアーム１７２に照明装置１０８が固定されている。より詳細には、ワーク主軸１０４の回転軸の軸線（つまりワーク主軸１０４の軸線）と交わる鉛直線Ｌ１からオフセットした位置において、カメラ１０６が主軸台１７０に固定されている。

　一方、アーム１７２は、基端部（下端部）が工具格納部１３０の筐体に固定され、主軸台１７０の上方に向けて延出している。照明装置１０８は、アーム１７２の先端部（上端部）に固定され、鉛直線Ｌ１上に位置する。カメラ１０６は、その受光面が斜め上方に向けて配置され、その光軸Ｌ２は、鉛直線Ｌ１に対して所定角度（傾斜角θ）にて傾斜している。照明装置１０８は、光軸Ｌ２上に位置するようその発光面が斜め下方に向けて配置されている。工具認識領域２１０におけるカメラ１０６と照明装置１０８との間に所定の領域、つまり検査領域２１２が形成される。工具検査の際には、工具１０２における撮像対象部（検査のために撮像される部分）が検査領域２１２に配置される。

　上述した清掃回転を行っても工具１０２の表面に付着したクーラントや洗浄液等の液体の全てを除去できるわけではない。僅かに残ったクーラント等が滴っても下方のカメラ１０６（特に受光面）を汚染しないよう傾斜角θが設定され、カメラ１０６が工具１０２の直下からオフセットされている。本実施形態では、傾斜角θを２０度に設定しているが、１５度以上９０度以下の範囲で適宜設定できる。傾斜角θを１５度以上４５度以下としてもよい。ただし、本実施形態では図示のようにカメラ１０６を主軸台１７０に直付けすること、工作機械１００内のスペースを有効活用することなどを考慮すると、傾斜角θを２０度前後とするのが好ましい。

　より詳細には、図５にも示すように、照明装置１０８の横には照明装置１０８の発光面を覆うためのカバー３０６が設置される。図示を省略するが、カメラ１０６の横にもカメラ１０６の受光面を覆うためのカバーを設置してもよい。鉛直線Ｌ１に沿って見た場合（または、鉛直線Ｌ１の上方から見た場合）、照明装置１０８とカバー３０６とが、カメラ１０６と重ならない位置関係を有する程度に光軸Ｌ２が傾けられる（図中の鉛直線Ｌ１と平行な二点鎖線参照）。

　それにより、カメラ１０６が工具１０２の直下からオフセットされる。その結果、工具認識領域２１０に挿入された工具１０２からクーラント等が垂れたとしても、カメラ１０６やそのカバーに付着することを抑制し、カメラ１０６の汚染を抑制できる。

　また、光軸Ｌ２を傾斜させることで、照明装置１０８を固定しているアーム１７２から離れた位置に工具１０２を移動させることになるため、工具径が大きい工具１０２を撮像することも可能となる。

　図示のように、ワーク主軸１０４の軸線Ｌ３からワーク主軸１０４の端部までの距離（つまりワーク主軸１０４の半径）をＤ１とすると、ワーク主軸１０４の軸線Ｌ３に沿って見た場合に、その軸線Ｌ３から距離Ｄ１の２倍である距離Ｄ２（ワーク主軸１０４の直径に対応）の範囲内に、カメラ１０６の全部または一部が含まれるように配置されている。

　図６にも示すように、工具１０２は、カメラ１０６と照明装置１０８の中間に挿入される。カメラ１０６の側部には下方から工具１０２を照らすための副照明装置３０８も設置される。カメラ１０６および照明装置１０８の各カバーは、Ｚ軸方向に延びる回転軸を中心に回転駆動され、受光面や発光面を開放又は閉鎖するが、その詳細な説明については省略する。

　工具検査は、工具１０２を照明装置１０８により上方から照射した状態で、カメラ１０６により工具１０２を撮像する。工具交換のときには、工具１０２は工具検査時に比べて工具認識領域２１０に深く進入する。

　本実施形態では、カメラ１０６そのものにリング照明が設けられている。図７にも示すように、ワーク主軸１０４の軸線Ｌ３と直角方向（図５のＡ方向）に見た場合に、カメラ１０６の光軸Ｌ２は、ワーク主軸１０４と重なる。一方、図５に示したように、ワーク主軸１０４の軸線Ｌ３の方向に見た場合には、カメラ１０６の光軸Ｌ２は、ワーク主軸１０４と重ならない。

　図８は、工作機械１００および画像処理装置１１０のハードウェア構成図である。
　工作機械１００は、操作制御装置１２０、表示装置１２１、加工制御装置１２２、加工装置１２４、工具交換部１２６および工具格納部１３０を含む。数値制御装置として機能する加工制御装置１２２は、加工プログラムにしたがって加工装置１２４に制御信号を送信する。加工装置１２４は、加工制御装置１２２からの指示にしたがって工具主軸１１６を動かしてワークを加工する。

　操作制御装置１２０は、操作盤２０６を含み、加工制御装置１２２を制御する。表示装置１２１は、操作盤２０６に設けられた表示部として機能し、各種画像を画面表示させる。工具格納部１３０は工具を格納する。工具交換部１２６は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応し、加工領域２００の外側（つまり内部カバー１６０に対して工具格納部１３０側）に設けられている（図１，図３参照）。工具交換部１２６は、加工制御装置１２２からの交換指示にしたがって、工具格納部１３０から工具を取り出し、工具主軸１１６にある工具と取り出した工具を交換する。

　画像処理装置１１０は、主として、工具形状認識等の画像処理を行う。上述したように、画像処理装置１１０は操作制御装置１２０の一部として構成されてもよい。画像処理装置１１０は、一般的なラップトップＰＣ（Personal Computer）あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。

　図９は、画像処理装置１１０の機能ブロック図である。
　画像処理装置１１０の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

　なお、操作制御装置１２０および加工制御装置１２２も、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアやプログラムを画像処理装置１１０とは別個のオペレーティングシステム上で実現される形態でもよい。

　画像処理装置１１０は、データ処理部１４２、通信部４００およびデータ格納部１４４を含む。通信部４００は、操作制御装置１２０との通信を担当する。データ処理部１４２は、操作制御装置１２０から受信したデータや、データ格納部１４４に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１４２は、通信部４００およびデータ格納部１４４のインタフェースとしても機能する。データ格納部１４４は、各種プログラムと設定データを格納する。

　通信部４００は、操作制御装置１２０からデータを受信する受信部４０４と、操作制御装置１２０にデータおよびコマンドを送信する送信部４０６を含む。

　データ処理部１４２は、工具形状検出部１５０および撮像画像取得部１５２を含む。
　撮像画像取得部１５２は、カメラ１０６を制御して工具１０２を撮像させる。加工制御装置１２２は工具１０２を工具認識領域２１０に移動させ、撮像画像取得部１５２は工具１０２を撮像する。撮像画像取得部１５２から加工制御装置１２２に工具主軸１１６（つまり工具１０２）の移動方向を指示することもできる。工具形状検出部１５０は、工具１０２の撮像画像に基づいて工具形状データを生成することで工具検査および工具登録を実行する。画像処理装置１１０は、工具検査において画像処理した結果を操作制御装置１２０に送信し、表示装置１２１に表示させる。

　以上、実施形態に基づいて工作機械１００について説明した。
　本実施形態では、ワーク主軸１０４（詳細にはワーク主軸１０４を回転駆動するモータ）が熱源となり、主軸台１７０が比較的高温になるところ、カメラ１０６が長尺のアームを介することなく主軸台１７０に固定される。すなわち、カメラ１０６と主軸台１７０との間に大きく熱変形する部材が介在しないため、主軸台１７０が高温になってもカメラ１０６が設定位置からずれることを抑制できる。また、ワーク主軸１０４の振動等の外乱によりカメラ１０６が大きく変位することもない。一方、照明装置１０８はアーム１７２に支持されるが、照明機能を有すれば足り、工具１０２に対してカメラ１０６ほどの位置精度を要しないため、実質的な問題は生じない。

　なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

　上記実施形態では述べなかったが、工具主軸の軸線とカメラの光軸との位置ずれを補正するために、カメラのキャリブレーション（カメラ校正）を行ってもよい。具体的には、所定パターンが印刷されたキャリブレーションプレートを使用できる。このキャリブレーションプレートとカメラの相対的な位置関係を求めることによって、工具主軸の軸線とカメラの光軸との位置ずれを補正する。

　具体的には、工具認識領域内の任意の位置にキャリブレーションプレートを設定しておく。ただし、キャリブレーションプレートの位置と向きは特定されているものとする。そして、カメラで、このキャリブレーションプレートを撮像する。その結果得られる撮像画像に映りこんでいるキャリブレーションプレートの所定パターンを抽出し、抽出された所定パターンを画像解析する。このとき、所定パターンの形状の変形具合などに基づいて、カメラのアングル、つまりカメラ光軸の方向を特定する。このときの工具主軸の位置がわかっているので、工具主軸とカメラとの相対的な位置関係を割り出すことができる。そして、実際にカメラを測定に用いるときに、そのときの工具主軸との位置に基づいて、カメラの位置や光軸の方向を特定して、その時々のカメラの姿勢を考慮した上での測定値の補正が可能になる。

　上記実施形態では、カメラ１０６を主軸台１７０に近接するように固定する構成を例示した。変形例においては、カメラと主軸台との間に所定の取付部材を介在させてもよい。ただし、カメラが照明装置よりも主軸台に近い位置に配置されるようにする。カメラは、工具よりも下方に配置されるようにする。

　上記実施形態では、アーム１７２の基端部が工具格納部１３０の筐体に固定される例を示したが、工具格納部１３０を構成する支柱その他の内部構造体に固定されてもよい。

　上記実施形態では、アーム１７２の基端部を工具格納部１３０に固定する例を示したが、主軸台１７０に固定してもよい。その場合、アーム１７２の熱変形により照明装置１０８が設定位置からずれる可能性があるが、上述のとおり、照明装置１０８はカメラ１０６ほどの位置精度を要しないため、実質的な問題は生じ難い。カメラ１０６をアーム１７２の基端部（つまり主軸台１７０の近傍）に固定してもよい。

　上記実施形態では、光軸Ｌ２が鉛直線Ｌ１に対して傾斜するようにカメラ１０６を設置した例を示した。すなわち、カメラ１０６を工具１０２の直下からオフセットした位置に配置した。変形例においては、光軸Ｌ２が鉛直線Ｌ１と平行となるようにカメラ１０６を設置してもよい。すなわち、クーラントの滴下による汚染対策を講じたうえでカメラ１０６を工具１０２の直下に配置し、照明装置１０８を工具１０２の上方に配置してもよい。

　上記実施形態でも述べたように、カメラ１０６は、ワーク主軸１０４の上方の位置で光軸Ｌ２が鉛直方向に対して斜めとなるように主軸台１７０に固定されている。一方、照明装置１０８（照明部）が、カメラ１０６の上方の位置でカメラ１０６と対向して配置される。その結果、カメラ１０６と照明装置１０８とを結ぶ直線（つまり直線状の検査領域２１２）が鉛直方向に対して斜めになる。

　上述のように、ワーク主軸１０４の軸線Ｌ３と直角かつ水平方向に見た場合には、カメラ１０６の光軸Ｌ２は、ワーク主軸１０４と重なる（図７参照）。一方、ワーク主軸１０４の軸線Ｌ３の方向に見た場合には、カメラ１０６の光軸Ｌ２は、ワーク主軸１０４と重ならない（図５参照）。カメラ１０６は、平面視において（つまり鉛直線Ｌ１の方向にみて）主軸台１７０と重なる位置にある。

　工具主軸１１６（工具保持部）は、工具１０２を保持した状態でワーク主軸１０４の軸線方向に移動可能である。カメラ１０６は、工具主軸１１６に保持されている工具１０２が検査領域２１２と交わる位置にあるときに撮像する。このような構成により、工具主軸１１６をワーク主軸１０４の軸線方向に移動することで、工具１０２の撮像位置を調整できる。そして、ワーク主軸１０４の上方の空間を有効に利用して工具１０２の撮像を行うことができる。

Claims

　ワーク主軸を回転可能に支持する主軸台と、
　所定の領域に保持される工具を撮像するカメラと、
　を備え、
　前記カメラが前記ワーク主軸の上方の位置で光軸が鉛直方向に対して斜めとなるように前記主軸台に固定されている、工作機械。
　前記カメラの上方において前記カメラと対向配置される照明部をさらに備え、
　前記カメラと前記照明部との間に前記領域が形成される、請求項１に記載の工作機械。
　前記照明部が固定されるアームをさらに備え、
　前記アームが、前記主軸台と離間した工具格納部の筐体又は内部構造体に固定されている、請求項２に記載の工作機械。
　ワーク主軸を回転可能に支持する主軸台と、
　所定の領域に保持される工具を撮像するカメラと、
　前記カメラと対向配置される照明部と、
　を備え、
　前記カメラと前記照明部との間に前記領域が形成され、
　前記カメラが前記照明部よりも前記主軸台に近い位置に配置される、工作機械。
　前記カメラの受光面が上方に向けられている、請求項１～４のいずれかに記載の工作機械。