(57)【要約】【課題】加工工具の有無を容易に判別可能な加工装置または検出方法を提供する。【解決手段】  工具を保持可能な保持部と、前記保持部を撮像する撮像部と、前記撮像部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行可能である加工装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を保持可能な保持部と、
前記保持部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、
前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、
前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行可能である加工装置。
【請求項２】
前記制御部は、
取得処理で取得した前記画像を射影変換することにより前記画像を整形する整形処理をさらに実行可能であり、
前記射影変換された前記画像を用いて前記判定処理を行う、請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記画像における前記保持部の像周辺の画素の階調を、所定の階調に変換する変換処理をさらに実行可能であり、
前記変換処理によって得られた前記画像を用いて前記判定処理を行う、請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記画像を二値化する二値化処理をさらに実行可能であり、
前記二値化処理によって得られた前記画像を用いて前記判定処理を行う、請求項１から３のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項５】
工具を保持可能な保持部と、
前記保持部を撮像する撮像部と、
前記撮像部を制御する制御部と、を備えた加工装置において、
前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、
前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、
前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行する工具検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加工装置及び工具検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工材を加工するための加工工具を保持可能なツールマガジンを備えた加工装置が、従来技術として知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開第２０１４−１４５７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来の加工装置では、ツールマガジンに加工工具が保持されているかの判別は、センサを加工工具と物理的に接触させる等の方法により行われるため、作業が煩雑であった。
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、加工工具の有無を容易に判別可能な加工装置または工具検出方法を提供することである。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、工具を保持可能な保持部と、前記保持部を撮像する撮像部と、前記撮像部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行可能である加工装置を提供する。
【０００７】
また本発明は、工具を保持可能な保持部と、前記保持部を撮像する撮像部と、前記撮像部を制御する制御部と、を備えた加工装置において、前記撮像部を用いて前記保持部を撮像する撮像処理と、前記撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、前記画像における前記保持部に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、前記保持部に工具が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行する工具検出方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により本発明は、加工工具の有無を容易に判別可能な加工装置または工具検出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る加工装置を示す外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る加工装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る加工装置の断面図である。
【図４】本実施形態に係る加工装置のブロック図である。
【図５】本実施形態に係る支持部の一部を示す図であり、被加工材を装着した状態を示す。
【図６】本実施形態にツールマガジンを示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る射影変換行列取得処理のフローチャートである。
【図８】本実施形態で用いられる治具を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）には上面図を、(ｃ)及び（ｄ）には側面図を示す。
【図９】射影変換行列取得処理における（ａ）撮像時の治具の配置を示す図と、（ｂ）撮像された治具の画像を示す図である。
【図１０】射影変換行列取得処理において（ａ）撮像された治具の画像を示す図と、（ｂ）射影変換の目標として用いられる領域を示す図である。
【図１１】（ａ）射影変換行列取得処理において射影変換された画像を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）には、射影変換行列の式を示す。
【図１２】本実施形態におけるマスク用画像取得処理のフローチャートである。
【図１３】マスク用画像取得処理における（ａ）撮像時の治具の配置を示す図と、（ｂ）撮像された治具の画像を示す図である。
【図１４】マスク用画像取得処理における（ａ）撮像された治具の画像を示す図、（ｂ）射影変換された画像を示す図、（ｃ）グレースケール化処理された画像を示す図、及び（ｄ）二値化処理された画像を示す図である。
【図１５】本実施形態における交換処理のフローチャートである。
【図１６】本実施形態における交換処理のうち、判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】判定処理における（ａ）撮像時の治具の配置を示す図と、（ｂ）撮像された治具の画像を示す図と、（ｃ）射影変換された画像を示す図である。
【図１８】判定処理において（ａ）射影変換された画像を示す図、（ｂ）グレースケール化処理された画像を示す図、（ｃ）マスク処理された画像を示す図、及び（ｄ）二値化処理された画像を示す図である。
【図１９】（ａ）判定処理において用いられる領域を示す図と、（ｂ）白色画素の割合の定義を示す式である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態＞
図１〜図１９を参照して、本発明の実施形態に係る加工装置１について説明を行う。図１〜図５に示すように本実施形態に係る加工装置１は、筐体１０、加工部２０、移動機構３０、支持部４０、タンク５０、カメラ６０、制御部７０を含む。加工装置１は、被加工材Ｃを３次元に切削加工する装置である。タンク５０は、加工作業に用いるクーラントを貯留する機能を備え、筐体１０に対して着脱可能である。
【００１１】
〔筐体〕
図１に示すように、筐体１０は、略矩形に形成された本体部１１と、本体部１１に対して移動可能なフロントカバー１２と、ボトムカバー１３とを備える。本体部１１の内部では、加工空間１０ａが画成されている。さらに本体部１１は、加工空間１０ａの下方において、タンク５０を収容するタンク部区画１０ｂが画成され、加工空間１０ａと開口１０ｃを介して連通する（図２、図３）。
【００１２】
なお、本実施形態においては、図１から図３に示すように、前後左右及び上下の方向を定める。図３において、本体部１１に対してフロントカバー１２が装着される側を前方とし、その反対の方向を後方とする。また、図１に示すように、筐体１０を前面から見た場合を基準として、左右の方向を定める。支持部４０に対して、加工部２０が配置される方向を上方とし、その反対を下方とする。また、タンク５０など、着脱可能な部材についても、筐体１０に装着された状態を基準にして、方向を定めることとする。
【００１３】
フロントカバー１２を上方に移動することによって、加工空間１０ａは、筐体１０の外部に開放される。また、ボトムカバー１３を前方に引き出すことによって、タンク部区画１０ｂは、筐体１０の外部に開放される。
【００１４】
〔加工部〕
図２から図４に示すように、加工部２０は、モータ部２１と、スピンドル２２と、連結部２３と、被加工材Ｃを切削するための先端工具であるミリングバー２４と、クーラントノズル２５とを備える。モータ部２１の出力軸（不図示）は、スピンドル２２と連結しており、スピンドル２２を回転駆動することができる。
【００１５】
スピンドル２２は、略円柱形状の部材であり、加工空間１０ａに露出される。スピンドル２２の下端部は、切削加工用のミリングバー２４を着脱可能に保持する。なお、以下において、スピンドル２２の延出方向をＺ軸方向と定義する。また、Ｚ軸に直交する方向を図５などに図示するように、Ｙ軸方向およびＸ軸方向とする。
【００１６】
クーラントノズル２５は、スピンドル２２の近傍に配置される。クーラントノズル２５は、タンク５０からクーラントの供給を受け、被加工材Ｃの加工部位及び切削加工用ミリングバー２４に向けてクーラントを射出する機能を備える。加工作業時において、加工部２０は、スピンドル２２を回転駆動しながら被加工材Ｃに接触させて加工する。同時に加工部２０は、クーラントノズル２５からクーラントを射出させて加工部位を冷却する。
【００１７】
連結部２３は、モータ部２１と移動機構３０とを連結する部材である。詳細には、連結部２３の前端部は、モータ部２１に固定される。また、連結部２３の後部は、移動機構３０によって支持される。
【００１８】
〔移動機構〕
図２及び図３に示すように、移動機構３０は、加工空間１０ａより上方に配置される。移動機構３０は、Ｚ軸方向に延出する一対のシャフト３１Ａ、３１Ｂと、シャフト３１Ａ、３１Ｂの上下両端部を支持するベース部３２と、左右方向に延出する１対のシャフト３３Ａ、３３Ｂとを備える。シャフト３１Ａ、３１Ｂは、連結部２３をＺ軸方向に移動可能に支持する。連結部２３は、不図示のモータによってＺ軸方向に駆動される。また、シャフト３３Ａ、３３Ｂは、ベース部３２を、左右方向に移動可能に支持する。ベース部３２は、不図示のモータによって、左右方向に駆動される。上記構成により、移動機構３０は、加工部２０を支持するとともに、加工部２０をＺ軸方向及び左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能とする。加工作業時において、移動機構３０は、加工部２０をＺ軸方向及び左右方向に移動させる。
【００１９】
〔支持部〕
支持部４０は、図２、図５および図６に示すように、駆動部４１と、駆動部４１を支持する１対のシャフト４３Ａ、４３Ｂと、駆動部４１に支持される取付部４４と、ツールマガジン４５とを備える。
【００２０】
駆動部４１は、加工空間１０ａより右方に配置される。駆動部４１は、左右方向に延びる出力軸を備え、取付部４４を出力軸回りに回転駆動することが可能である。取付部４４は、加工空間１０ａ内部に配置される。取付部４４の左端部は、被加工材Ｃを着脱可能である（図５）。
【００２１】
シャフト４３Ａ、４３Ｂは、筐体１０に両端部を固定され、Ｚ軸方向と直交するＸ軸方向（図２）に延出する。シャフト４３Ａ、４３Ｂは、駆動部４１を、Ｘ軸方向に移動可能に支持する。このようにして駆動部４１及び取付部４４は、Ｘ軸方向に移動可能である。
【００２２】
ツールマガジン４５は、略直方体形状に形成され、ミリングバー２４を保持する機能を備える部材である。ツールマガジン４５は、取付部４４の右方かつ前方に配置される。ツールマガジン４５には、矩形状の上面４５Ａ、及び、６つの保持部４５１が設けられる。上面４５Ａは、Ｘ軸およびＹ軸に対して並行であり、Ｚ軸に対して直交する。
【００２３】
保持部４５１のそれぞれは、上面４５ＡからＺ軸方向に空けられた円形の孔部を形成する。また、保持部４５１は、ミリングバー２４の外周部を支持可能な周面４５ａを有する。ミリングバー２４は、保持部４５１に挿通され、周面４５ａに接触することで、保持部４５１によって保持される。
【００２４】
〔カメラ〕
カメラ６０は、図６に示すように加工空間１０ａの上部、かつ、ツールマガジン４５の上方に配置される。カメラ６０は、加工空間１０ａを撮像し、画像に変換する機能を備える。カメラ６０は、図４に示すように、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０によって制御される。カメラ６０の撮影範囲は、ツールマガジン４５の上部を撮像できるように設定されている。カメラ６０は、本発明における撮像部の一例である。
【００２５】
〔制御部〕
加工装置１の全体の動作は、制御部７０によって制御されている。図４に示すように、制御部７０は、加工部２０、移動機構３０、および支持部４０と通信可能に接続され、それらを制御する。制御部７０の構成は特に限定されないが、本実施形態においては、プログラムを記憶するＲＯＭと、プログラムを実行するＣＰＵと、ＣＰＵによる処理において作業領域を提供するＲＡＭと、不揮発性メモリであって各種データを記憶するＮＶＲＡＭとを主に備える。
【００２６】
制御部７０は、カメラ６０を制御し、ツールマガジン４５などの画像を取得する機能を備える。また、制御部７０は、取得した画像を解析し、保持部４５１にミリングバー２４が保持されているか判定する処理（判定処理）を実行することができる。
【００２７】
制御部７０には、判定処理のために用いられる、射影変換行列Ｍ及びマスク用画像が記憶されている。射影変換行列Ｍ及びマスク用画像は、以下に詳述する射影変換行列取得処理とマスク用画像取得処理により、例えば出荷前や、カメラ６０の配置を変更したときなど、加工装置１が被加工材Ｃの加工作業を行う前に適宜取得される。
【００２８】
〔射影変換行列取得処理〕
射影変換行列Ｍを取得する処理について、図７から図１１を用いて説明する。この処理においては、治具８１が、ツールマガジン４５の上面４５Ａに載置した状態で使用される。治具８１は、板部８１１と６つの突起部８１２とを備える（図８（ｃ））。板部８１１は、矩形の板材であり、表面には市松模様８１ａが描かれている。市松模様８１ａは、図８（ａ）に示す通り、格子柄を有し、さらにこの格子柄によって分割された部分は、交互に白黒に塗り分けられている。この市松模様８１ａは、ツールマガジン４５の上面４５Ａの形状に略一致した、領域８１ｂを規定する。領域８１ｂは、矩形状に形成され、４つの頂点８１ｃ、８１ｄ、８１ｅ、８１ｆを有する。なお、領域８１ｂ及び頂点８１ｃ〜８１ｆは、治具８１に直接描かれたものではないが、理解を容易にするため、各図において点線や円などを用いて示している。突起部８１２は、治具８１を上面４５Ａに設置する際の位置決めを行うための部材である。突起部８１２は、それぞれ略円柱形状の部材であり、その端部は板部８１１に固定される。突起部８１２のそれぞれの外径は、保持部４５１の内径と略等しい。また、突起部８１２は、保持部４５１の配置位置と一致するように配置されている。そのため、突起部８１２は、それぞれ保持部４５１に挿通可能である。
【００２９】
制御部７０は、図７のフローに示す処理に基づいて、射影変換行列取得処理を行う。まずステップＳ１において、制御部７０は、ツールマガジン４５の上面４５Ａに載置された治具８１の撮像を行う。撮像の際、６つの突起部８１２は、保持部４５１に挿入される。このようにして、上面４５Ａと領域８１ｂとがＺ軸方向視においてずれなく重なるように、治具８１は載置される（図９（ａ））。ステップＳ３において、制御部７０は、この撮像によって得られた画像Ｇ１を取得する。
【００３０】
ステップＳ３で得られる画像Ｇ１を図９（ｂ）に示す。画像Ｇ１は、画像座標系ＧＣを持つ平面内に表示される画像である。画像座標系ＧＣは、図９（ｂ）に示すように、互いに直交するＸ１軸、Ｙ１軸によって規定される。画像Ｇ１には、市松模様８１ａ、領域８１ｂ、及び頂点８１ｃ〜８１ｆに相当する像が表示されている。以下では、これらの像をそれぞれ、模様８１Ｇａ、領域８１Ｇｂ、及び頂点８１Ｇｃ〜８１Ｇｆと称する。
【００３１】
画像Ｇ１は、上記の通りカメラ６０を用いて取得された画像である。そのため、模様８１Ｇａ及び領域８１Ｇｂは、Ｘ１軸またはＹ１軸に対して必ずしも平行に配置されない。また、領域８１Ｇｂの形状は通常、矩形ではなく、歪んだ形状となっている。
【００３２】
ステップＳ５において、制御部７０は、射影変換行列Ｍを設定する。射影変換行列Ｍは、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、８個のパラメータｈ１１〜ｈ３２を持った３次の正方行列として表され、座標（ｘ１、ｙ１）を座標（Ｘ１、Ｙ１）に変換する。射影変換行列Ｍは、領域８１Ｇｂを、予め設定された領域８１Ｈｂ（図１０（ｂ９）と同じ大きさ及び形状に射影変換できるように設定される。ここで、領域８１Ｈｂは、画像座標系ＧＣによってその座標を設定された平面領域であり、上面４５Ａと相似形状を備えている。領域８１Ｈｂは、頂点８１Ｈｃ〜８１Ｈｆを有している。射影変換行列Ｍは、頂点８１Ｇｃ〜８１Ｇｆが、それぞれ頂点８１Ｈｃ〜８１Ｈｆに射影変換されるように、設定される。
【００３３】
具体的には、まず制御部７０は、画像Ｇ１における頂点８１Ｇｃ〜８１Ｇｆの各座標を取得する。これらの４点の座標と、対応する頂点８１Ｈｃ〜８１Ｈｆの各座標とを図１１（ｂ）の式へ順次代入することにより、８元連立方程式が得られる。このようにして、８個のパラメータｈ１１〜ｈ３２、すなわち射影変換行列Ｍが求められる。制御部７０は、求められたパラメータｈ１１〜ｈ３２、及び射影変換行列Ｍを保存する（Ｓ７）。
【００３４】
ステップＳ９において、制御部７０は、射影変換行列Ｍを用いて、画像Ｇ１の射影変換を実行する。図１１（ａ）には、射影変換後の画像Ｇ１を、画像Ｊ１として示している。画像Ｊ１は、市松模様８１Ｊａ、領域８１Ｊｂ、及び頂点８１Ｊｃ〜８１Ｊｆを備える。これらはそれぞれ、市松模様８１ａ、領域８１ｂ、及び頂点８１ｃ〜８１ｆに相当する像である。
【００３５】
ステップＳ１１において制御部７０は、射影変換によって得られた画像Ｊ１の歪みの大きさを検討する。具体的には、制御部７０は、市松模様８１Ｊａにおける格子柄の各交点Ｐ１１〜Ｐ２６の座標と、それらの交点の目標座標とを比較し、誤差を計算する。なお、目標座標とは、画像Ｇ１が正確に、歪みなく射影変換された場合に得られる各交点座標の理想値である。誤差は、例えば、各交点Ｐ１１〜Ｐ２６の座標と、対応する目標座標との距離を計算することによって得られる。各交点において、Ｘ１座標同士の差分とＹ１座標同士の差分とを個別に計算しても良い。
【００３６】
最大の誤差が予め定められた閾値未満であった場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部７０は処理を終了する。最大誤差が閾値以上であった場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部７０は、処理をステップＳ１に戻し、射影変換行列Ｍの計算を再度行う。
【００３７】
〔マスク用画像取得処理〕
マスク用画像を取得する処理について、図１２から図１４を用いて説明する。この処理において、図１３（ａ）に示すように、治具８２がツールマガジン４５の上面４５Ａに載置された状態で使用される。治具８２は、板部８２１と、６つの突起部８２２とを備える（図８（ｄ））。板部８２１は、図８（ｂ）のように矩形の板材部材であり、上面４５Ａ、すなわち領域８１ｂと略等しい外形を有する。また、板部８２１には、６つの白色の円形模様８２ａが描かれている。円形模様８２ａの直径は、いずれも、保持部４５１の直径と略一致する。また、６つの円形模様８２ａは、６つの保持部４５１と同一の位置となるように配置される。板部８２１のうち、円形模様８２ａ以外の部分は白色ではなく、濃色に塗られている。突起部８２２は、治具８２を上面４５Ａに設置する際の位置決めを行うための部材である。突起部８２２は、それぞれ略円柱形状の部材であり、その端部は板部８２１に固定される。突起部８２２のそれぞれの外径は、保持部４５１の内径と略等しい。また、突起部８２２は、円形模様８２ａ及び保持部４５１の配置位置と一致するように配置されている。そのため、突起部８２２は、それぞれ保持部４５１に挿通可能である。
【００３８】
処理は、図１２に示すフローにしたがって行われる。ステップＳ２１において、制御部７０は、ツールマガジン４５の上面４５Ａに載置された治具８２の撮像を行い、さらにステップＳ２３において、この撮像によって得られた画像Ｇ２を取得する。治具８２が上面４５Ａに載置された状態では、突起部８２２はすべて保持部４５１に挿入された状態となっている。このとき、板部８２１と上面４５Ａとが、Ｚ軸方向視においてずれなく重なっている。また、円形模様８２ａも、Ｚ軸方向視において、保持部４５１に対してずれなく重なった状態となっている。図１３（ｂ）及び図１４（ａ）に示すように、画像Ｇ２には、板部８２１及び円形模様８２ａに相当する像である、板部８２１Ｇ及び円形模様８２Ｇａが表示される。
【００３９】
制御部７０は、ステップＳ２５において、画像Ｇ２の射影変換を行い、画像Ｊ２を得る。射影変換では、ステップＳ７で保存された射影変換行列Ｍが用いられる。この射影変換の結果、画像Ｊ２において、板部８２１及び円形模様８２ａの像は、板部８２１Ｊ及び円形模様８２Ｊａとして表わされる（図１４（ｂ））。その結果、画像座標系ＧＣによって表される板部８２１Ｊの外形及び位置は、領域８１Ｈｂの形状および位置と略一致する。
【００４０】
さらに制御部７０は、画像Ｊ２に対して、グレースケール化処理を行って画像Ｋ１に変換する（Ｓ２７、図１４（ｃ））。この処理により、画像Ｊ２はモノクロ画像に変換される。なお、画像の階調は２５６階調や５１２階調など、条件に適した階調に設定される。
【００４１】
制御部７０は、さらに画像Ｋ１に二値化処理を行うことにより画像Ｋ２に変換する（Ｓ２９、図１４（ｄ））。この処理の結果、画像Ｋ２は白黒の二値画像となっている。二値化する際には、円形模様８２ａの内側を示す像とその周辺の像との画素値が異なるように、閾値が設定される。
【００４２】
図１４（ｄ）は、画像Ｋ２を示しており、円形模様８２ａに相当する像である円形模様８２Ｋａが表示されている。二値化処理の結果、円形模様８２Ｋａの画素は白色に、また、円形模様８２Ｋａの周囲の画素は、全て黒色となるように表示される。その後、制御部７０は、ステップＳ３１において画像Ｋ２の保存を行う。なお、以下では、画像Ｋ２に表示される、黒色部分の像を黒色部８２Ｋとする。
【００４３】
〔交換処理〕
加工装置１によって被加工材Ｃの加工作業を行う際、例えば被加工材Ｃの材質や加工形状など、条件に応じて最適なミリングバー２４を用いる必要がある。そのため、加工作業前に、スピンドル２２の下端部に保持されるミリングバー２４を、ツールマガジン４５に保持される別のミリングバー２４と交換する処理が行われる場合が有る。この交換処理について図１５から図１９を用いて、以下に説明する。
【００４４】
交換処理は、図１５に示すフローにしたがって行われる。ユーザから交換処理を行開始する指示を受けると（Ｓ４１）、制御部７０は、判定処理を行うことによって、ツールマガジン４５のどこにミリングバー２４が保持されているかを判定する（Ｓ４３）。適当なミリングバー２４が保持されている場合、制御部７０は、交換可能であると判断し（Ｓ４５：ＹＥＳ）、スピンドル２２の下端部に保持されているミリングバー２４を、ツールマガジン４５に保持されている他のミリングバー２４と交換する作業を行い（Ｓ４７）、処理を完了する。
【００４５】
一方、ツールマガジン４５にミリングバー２４が１つも保持されていない場合や、適当なミリングバー２４が保持されていない場合、制御部７０は、交換不可能と判断し（Ｓ４５：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。
【００４６】
〔判定処理の詳細〕
図１６は、判定処理（Ｓ４３）の詳細なフローを示すものである。判定処理において、制御部７０は、図１７（ａ）のようにミリングバー２４を保持しているツールマガジン４５の上面４５Ａを、カメラ６０を用いて撮像し（Ｓ５１）、画像Ｌ１を取得する（Ｓ５３）。図１７（ｂ）には、撮像によって得られた画像Ｌ１を示す。上面４５Ａ、ミリングバー２４を保持した保持部４５１、及びミリングバー２４を保持していない保持部４５１が撮像された結果、画像Ｌ１には、これらに相当する像が表示されている。換言すれば、画像Ｌ１には、上面４５Ａ、ミリングバー２４、及び保持部４５１に相当する像が表示されている。これらの像を、以下では上面４５ＬＡ、ミリングバー２４Ｌ、及び保持部４５１Ｌとする。
【００４７】
ステップＳ５５において、制御部７０は、画像Ｌ１を、射影変換行列Ｍを用いて射影変換する。図１７（ｃ）には、射影変換した画像Ｌ１を画像Ｎ１として示す。画像Ｎ１には、上面４５ＮＡ、ミリングバー２４Ｎ、および保持部４５１Ｎが表示されている。これらは、それぞれ上面４５Ａ、ミリングバー２４、および保持部４５１に相当する像である。上面４５ＮＡの外形及び位置は、射影変換の結果、領域８１Ｈｂの形状および位置と略一致する。すなわち射影変換により、画像の歪みが補正、整形され、画像内における各部材の像の把握が容易となっている。なお、射影変換処理は、本発明の整形処理に相当する。
【００４８】
さらに制御部７０は、画像Ｎ１に対してグレースケール化処理を行い、画像Ｐ１に変換する（Ｓ５７）。この処理により、画像Ｎ１はモノクロ画像に変換される。なお、画像の階調は２５６階調や５１２階調など、適した階調に設定される。画像Ｐ１には、図１８（ｂ）に示すように、上面４５ＰＡ、ミリングバー２４Ｐおよび保持部４５１Ｐが表示されている。これらはそれぞれ、上面４５Ａ、ミリングバー２４、および保持部４５１に相当する像である。
【００４９】
さらに制御部７０は、画像Ｋ２を用いて、画像Ｐ１に対するマスク化処理を行う（Ｓ５９）。マスク化処理においては、画像Ｋ２の黒色部８２Ｋが、画像Ｐ１に被せられる。その結果、保持部４５１Ｐとミリングバー２４Ｐ以外の像の画素は、全て黒色に変換される。図１８（ｃ）には、マスク化処理後の画像Ｐ１を、画像Ｑ１として示している。画像Ｑ１には、上面４５ＱＡ、ミリングバー２４Ｑおよび保持部４５１Ｑが表示されている。これらはそれぞれ、上面４５Ａ、ミリングバー２４、および保持部４５１に相当する像である。なお、マスク化処理は、本発明における変換処理に相当する。
【００５０】
ステップＳ６１において、画像Ｑ１は二値化される。二値化処理では、ミリングバー２４Ｑの画素階調値と、それ以外の像の画素階調値とを区別できるように閾値が設定される。例えば、閾値より階調値の低いミリングバー２４Ｑの画素は白色に変換され、閾値より階調値の高いミリングバー２４Ｐ以外の画素は黒色に変換される。その結果、ミリングバー２４を保持していない保持部４５１に相当する像の画素は黒色に変換される。一方、ミリングバー２４Ｐの画素は白色に変換される。換言すれば、ミリングバー２４を保持する保持部４５１に対応する像の画素は、白色に変換される。
【００５１】
このようにして、保持部４５１に対応する像の画素、すなわち保持部４５１が存在すべき部分の画素は、ミリングバー２４の保持の有無に応じて、白色および黒色のいずれかに変換される。
【００５２】
図１８（ｄ）には、二値化処理後の画像Ｑ１を、画像Ｒ１として示す。ミリングバー２４を保持する保持部４５１に対応する像（保持部４５１Ｒとする）は、白色で表示されている。また、ミリングバー２４を保持していない保持部４５１、及び上面４５Ａに相当する像（上面４５ＲＡとする）は、全て黒色で表示されている。すなわち、保持部４５１に相当する像は、ミリングバー２４を保持していない場合、その画素が黒色に変換される。一方、ミリングバー２４を保持している場合、保持部４５１に対応する像は、その画素が白色に変換される。
【００５３】
次に制御部７０は、画像Ｒ１を用いてミリングバー２４の有無の判定を行う。まず制御部７０は、画像Ｒ１において、６つの保持部４５１の位置にそれぞれ対応するように、６つの領域Ｒ１１を設定し、そのうちの１つを選定する（Ｓ６２）。換言すれば、領域Ｒ１１のそれぞれには、白色または黒色に変換された、保持部４５１に対応する像が１つずつ含まれる（図１９（ａ））。
【００５４】
制御部７０は、各領域Ｒ１１において、全体の画素数のうち、白い画素が占める割合Ｒｗを計算する（Ｓ６３）。制御部７０は、ステップＳ６５において、割合Ｒｗが予め定められた設定値を超えるかどうか判断する。割合Ｒｗは、図１９（ｂ）の式に示すように、領域Ｒ１１における全画素数に対する、白色画素数の割合である。
【００５５】
割合Ｒｗが設定値を超える場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、ミリングバー２４が保持されていると判断する（Ｓ６６）。また、割合Ｒｗが設定値以下の場合（Ｓ６５：ＮＯ）、ミリングバー２４は保持されていないと判断する（Ｓ６７）。
【００５６】
ミリングバー２４の径が保持部４５１の径より小さく、隙間が生じている場合や、ノイズが画像Ｒ１内に表示される場合であっても、割合Ｒｗを用いることによって、ミリングバー２４の保持状態は正確に把握される。
【００５７】
制御部７０は、ステップＳ６９において、全ての領域Ｒ１１についてミリングバー２４の有無が判断されたかどうか判定する。判断が完了していない領域Ｒ１１がある場合（ステップＳ６９：ＮＯ）、制御部７０は、処理をステップＳ６２に戻し、ツール有無の判断がなされていない領域を新たに選定する。
【００５８】
全ての領域Ｒ１１についてミリングバー２４の有無が判断された場合（Ｓ６９：ＹＥＳ）、制御部７０は判定処理を終了する。その後、制御部７０は、上述のように処理をステップＳ４５（図１５）へ進め、ミリングバー２４の交換作業などを行う。
【００５９】
このように、ミリングバー２４の保持されている箇所が画像処理のみによって把握されるため、判定処理は迅速かつ正確に実行される。また、判定処理によってどこにミリングバー２４が保持されているか把握されているため、ステップＳ４５以降の交換作業も、迅速かつ正確に実行される。
【００６０】
＜効果＞
上記実施形態において加工装置１は、工具を保持するツールマガジン４５と、ツールマガジン４５を撮像するカメラ６０と、カメラ６０を制御する制御部７０と、を備え、制御部７０は、カメラ６０を用いて保持部４５１を撮像する撮像処理と、撮像処理によって得られた画像を取得する取得処理と、画像内で保持部４５１に対応する像の少なくとも一部の画素を参照し、保持部４５１にミリングバー２４が保持されているか否かを判定する判定処理と、を実行可能である。
【００６１】
上記構成では、ミリングバー２４の有無に応じて、保持部４５１に対応する像が異なって表示される。そのため制御部７０は、保持部４５１における、ミリングバー２４の保持状態の判別をすることが可能となる。ミリングバー２４に直接接触する必要がなく、またユーザの目視作業なども必要ないため、保持状態の判断は、正確、容易、または迅速に行われる。
【００６２】
制御部７０は、取得処理で取得した画像を射影変換することにより画像を整形する射影変換処理をさらに実行可能であり、射影変換された画像を用いて判定処理を行うことができる。
【００６３】
上記構成では、画像の歪みが補正され、画像におけるツールマガジン４５や、保持部４５１、ミリングバー２４などの像の位置、形状の把握が容易となる。そのため、ミリングバー２４の保持状態の判別が、正確に行われる。
【００６４】
制御部７０は、保持部４５１の像周辺の画素の階調を、所定の階調に変換する変換処理をさらに実行可能であり、変換処理によって得られた像を用いて判定処理を行う。
【００６５】
上記構成では、保持部４５１の画素と、その周辺の画素とを明確に区別して表示することができる。保持部４５１の位置、形状の把握が容易となり、ミリングバー２４の保持状態の判別が、正確に実行可能となる。
【００６６】
制御部７０は、画像を二値化する二値化処理をさらに実行可能であり、二値化処理によって得られた画像を用いて前記判定処理を行う。
【００６７】
上記構成では、ミリングバー２４の保持状態によって、保持部４５１に対応する画素が異なって表示される。保持部４５１によるミリングバー２４の保持状態の把握が容易となり、ミリングバー２４の保持状態の判別が、正確に実行可能となる。
【００６８】
＜変形例＞
上記実施形態において、射影変換処理、二値化処理、マスク処理の一部または全部を省略することも可能である。この場合、制御部７０が、保持部４５１に対応する像の画素の少なくとも一部を抽出し、画素の階調を調べることによって保持部４５１におけるミリングバー２４の有無を判断できる。
【００６９】
ステップＳ９、Ｓ１１における誤差の計算は、必ずしも最大値を計算する方法に限定されない。例えば、各交点での誤差の総和を計算し、閾値と比較することによってステップＳ１１の判断が行われても良い。
【００７０】
ステップＳ６３において、領域Ｒ１１の全体の画素を調査する代わりに、領域Ｒ１１中心部分における、複数または１つの画素を抽出しても良い。この場合制御部７０は、領域Ｒ１１中心部分の画素が白色か黒色か調べ、判断対象の領域Ｒ１１において、保持部４５１がミリングバー２４を保持しているか否かを判定することができる。
【００７１】
上記実施形態は、発明の例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１    加工装置
１０  筐体
１１  本体部
２０  加工部
３０  移動機構
４０  支持部
５０  タンク
６０  カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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