(57)【要約】【課題】画像処理での面粗度に基づき切削工具の加工位置を精度良く補正し得る切削工具の加工位置補正装置及びその加工位置補正方法を提供する。【解決手段】画像処理（ステップ１００）のデータに基づいてＣＰＵはノーズ半径を演算し、且つ演算されたノーズ半径及びバイトの送り量を理論面粗度の計算式（送り量／（８×刃先のノーズ））に代入することにより、理論面粗度を演算する（ステップ１０２）。この演算された理論面粗度をＲＡＭに記録し（ステップ１０４）、フィードバックして補償処理を行なう（ステップ１０６）。即ち、画像処理データに基づいてノーズ半径を演算するので、手作業でノーズ半径を計算すること無く、計算ミス及び入力ミスが防止される。従って、ＣＰＵは上述した理論面粗度に基づき切削工具の加工位置を補正し得るので、旋盤に係る補正処理が簡易かつ正確となる。【選択図】図９
2011183494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段は被写体として切削工具を撮像し、この画像データに基づき上記切削工具の面粗度を演算する演算手段と、
上記演算手段の演算結果に基づき上記切削工具の加工位置を補正する制御手段と、
を備える切削工具の加工位置補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の切削工具の加工位置補正装置において、上記面粗度は、理論面粗度（切削工具の送り量／（８×刃先のノーズ半径）），または複数の上記画像データをそれぞれ送り量ずらした合成刃形データとしてこの合成刃形データにおける上記切削工具の突出位置から最大高さ位置までの距離とする合成面粗度とする切削工具の加工位置補正装置。
【請求項３】
被写体として切削工具を撮像し、この画像データに基づき上記切削工具の面粗度を演算し、この演算結果に基づき上記切削工具の加工位置を補正する切削工具の加工位置補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体たとえば切削工具を画像認識しその変形（磨耗などを含む概念）に基づき加工位置を補正する切削工具の加工位置補正装置およびその加工位置補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、加工熱や環境の温度変化によっても計測誤差が生じなく、しかも工具の刃先形状や磨耗量、加工物の寸法などをも計測することができる刃先位置計測装置が開示されている。具体的には、数値制御の基準となる加工基準点に対して位置決めされた計測基準面が基準ピースに形成され、計測基準面と工具の刃先との輪郭がカメラによって捕らえられる。捕らえられた輪郭は電気的な画像情報として画像メモリに記憶され、相対位置演算回路は画像情報に基づいて加工基準点および刃先間の相対距離を演算する。即ち、特許文献１では、熱などによる部位の変位の影響を受けずに相対位置を計測できる。
【０００３】
そして、特許文献１の一実施例において、数値制御装置には加工基準点と工具の刃先との間でそれらの相対距離を計測する刃先位置計測装置が設けられている。この刃先位置計測装置は、加工基準点に対する相対位置が予め決められている計測基準面を持つ基準ピースと、計測基準面および刃先の輪郭を画像として捕らえるカメラと、メインプロセッサとを備える。基準ピースは、主軸のチャックに保持される（段落番号「００１５」および図１参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、工具の刃先部磨耗度の計測のために刃先部撮像画像の多値画像データを用いて刃先部輪郭線を得る刃先部輪郭線抽出方法が開示されている（要約参照）。そして、特許文献２では、上述の刃先部輪郭線抽出方法により計測した刃先部輪郭線を基準にして、工具における刃先部の磨耗状況など、いわゆるチッピング状態とその量などを容易に判定し得る（段落番号「００３４」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２５３９７９号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１または特許文献２では、画像処理技術によって刃先の磨耗状況などを認識し得るが、その磨耗データに基づき切削工具の加工位置を補正する技術は開示されていない。
本発明は、画像処理での面粗度に基づき切削工具の加工位置を精度良く補正し得る切削工具の加工位置補正装置およびその加工位置補正方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る切削工具の加工位置補正装置（切削機械をも含む概念）は、被写体を撮像する撮像手段と、上記撮像手段は被写体として切削工具を撮像し、この画像データに基づき上記切削工具の面粗度を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果に基づき上記切削工具の加工位置を補正する制御手段と、を備える。
【０００８】
上述した面粗度は、例えば理論面粗度（切削工具の送り量／（８×刃先のノーズ半径）），または複数の上記画像データをそれぞれ送り量ずらした合成刃形データとしてこの合成刃形データにおける上記切削工具の突出位置から最大高さ位置（谷底位置と同義）までの距離とする合成面粗度などとする。
【０００９】
また、本発明に係る切削工具の加工位置補正方法は、被写体として切削工具を撮像し、この画像データに基づき上記切削工具の面粗度を演算し、この演算結果に基づき上記切削工具の加工位置を補正する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る切削工具の加工位置補正装置およびその加工位置補正方法では、演算手段が画像データに基づいて面粗度を演算すると共に、この演算結果に基づき上記切削工具の加工位置を補正する。即ち、補正手段は、被加工物であるワークの加工精度を高めるために、例えば理論面粗度または合成面粗度などを考慮して切削工具の加工位置を補正する。
【００１１】
本発明に係る切削工具の加工位置補正装置およびその加工位置補正方法によれば、面粗度に基づき切削工具の加工位置を補正し得るので、補正処理が簡易かつ正確となる。例えば、合成面粗度の場合、理論面粗度では演算できない時または磨耗などによりワークに対する加工位置が変位しても、その加工位置の変位を精度良く補正できるので、ワークの加工精度が向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施例１の単軸タイプのターレット旋盤を示す正面図である。
【図２】図１に示すターレット旋盤の主要部を示す側面図である。
【図３】図２に示す撮像装置に関する図であり、（Ａ）はその撮像装置の端面図、（Ｂ）はそのシャッターの平面図である。
【図４】図３（Ａ）に示す撮像装置が隔壁に配置されている状態を示す端面図である。
【図５】図３に示すカメラでバイトまたは基準ゲージとインバー体とをカメラ視野に収めて撮像する時の位置関係を説明する図である。
【図６】図１に示すターレット旋盤のブロック図である。
【図７】図５に示すチップのノーズ半径を求める際の説明図である。
【図８】理論面粗度を求める際の説明図である。
【図９】図１に示すターレット旋盤に係るバイト画像処理モードに関するフローチャート図である。
【図１０】合成面粗度を求める際の説明図である。
【図１１】合成面粗度を求める際の説明図である。
【図１２】合成面粗度を求める際の説明図である。
【図１３】合成面粗度を求める際の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、具体化した実施例１および実施例２を説明する。
【実施例１】
【００１４】
以下、図１乃至図９に基づいて、本発明の一実施形態である切削工具の加工位置補正装置およびその加工位置補正方法について説明する。なお、実施例１の上記加工位置補正装置を備える切削機械であるＮＣ旋盤は、単軸タイプのターレット旋盤（以下、単に旋盤という）Ｓとして説明する。
【００１５】
（旋盤Ｓの概略構成）
図１に示すように、旋盤Ｓ内には、軸線がＺ軸方向（水平方向）と平行になるように固定された主軸台１０と、Ｚ軸方向に平行な方向及びＺ軸方向と直交し垂直方向に対し６０度後方に傾斜したＸ軸方向に平行な方向に移動可能なターレット装置２０とが対向するように配置されている。主軸台１０には、主軸１１がＺ軸方向と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。主軸１１は、図示しない主軸駆動モータによって回転駆動されるようになっている。主軸１１のターレット装置２０側の先端部には、被加工物であるワークＷを把持するチャック１２が取り付けられている。このような構成の主軸台１０及び主軸駆動モータは、ベッド１３上に配置されている。
【００１６】
ターレット装置２０には、取付台であるターレット刃物台（以下、単に刃物台という）２１がＺ軸方向と平行な軸線の回りに回転割出し可能に設けられている。刃物台２１上には、複数の切削工具２５，２６（図５参照）が円周上等角度間隔に取り付けられている。また、刃物台２１の所定位置（切削工具の装着位置の一つ）には、図示しないターレットゲージ（具体的な構成は、特願２００９−３８１８５号の明細書を参照）が配置されている。このような構成のターレット装置２０は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向へスライド可能に配置されている。なお、ターレット装置２０は、図６に示すＮＣテーブル５０のＮＣモータ５２によってボールねじ機構（図示省略）を介して移動する。即ち、ターレット装置２０は、固定配置された主軸台１０に対して移動する。一方、刃物台２１は、図６に示すターレットモータ５４によって回転駆動する。
【００１７】
図１に示すように、旋盤Ｓ内には、主軸台１０とターレット装置２０を覆うカバー１４が設けられ、カバー１４内には、主軸台１０側とターレット装置２０側と仕切る隔壁１５が設けられている。この隔壁１５は、刃物台２１上の図５に示す切削工具２５，２６によってチャック１２に把持されたワークＷの外周または端面などを切削加工する際に、飛散する切削粉や切削液などが主軸台１０などに付着しないようにするために設けられている。即ち、この隔壁１５で仕切られた主軸台１０側が隔離ゾーンＳ１となっており、ターレット装置２０側が加工ゾーンＳ２となっている。
【００１８】
主軸１１は隔壁１５に設けられた孔から加工ゾーンＳ２側に突き出され、その主軸１１の先端にチャック１２が取り付けられている。図２及び図５に示すように、チャック１２の外周から若干突出するように配置される基準ゲージ１８は、後述する撮像装置２７の位置誤差を測定するものであり、内径加工バイト２５と外径加工バイト２６の両方に共通して使用する。この基準ゲージ１８は、切粉などによる磨耗を防止するため、熱処理済みの鋼で成形される。なお、基準ゲージ１８はチャック１２の外周面からの突出量が小さいので、チャック１２が回転する際の基準ゲージ１８の回転範囲が少ない。また、基準ゲージ１８をチャック１２に固定しているので、撮像する際の位置合わせが容易となる。
【００１９】
（撮像装置２７に関する構成）
図１及び図２に示すように、旋盤Ｓ内には、撮像装置２７が隔離ゾーンＳ１と加工ゾーンＳ２との間をスライド可能に配置されている（図４参照）。この撮像装置２７は、被写体となる切削工具（以下、バイトともいう）２５，２６の例えば図５に示すチップ２５Ａ，２６Ａ（バイト等のチップでない切削工具のときは刃先）などを撮像する。即ち、撮像装置２７は、チップ２５Ａ，２６Ａなどを撮像する際には加工ゾーンＳ２側へスライドし、撮像が終了すると隔離ゾーンＳ１側へスライドする。なお、撮像装置２７で撮像した画像データは、図６に示すＣＰＵ６０へ出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ６０は、チップ２５Ａ，２６Ａの変位などを照合・演算し、それらの結果に基づいて切削工具の加工位置を補正したり、加工処理を制御する。
【００２０】
図３（Ａ）に示すように、撮像装置２７の筐体２７Ａは撮像スペース（レンズ室ともいう）２８Ａ及び防塵スペース（シャッタ室ともいう）２８Ｂに区画されている。具体的には、角筒状の筐体２７Ａのレンズ室２８Ａには、例えば５００万画素のカメラ（撮像素子であるＣＣＤ３０Ａを含む）３０と，撮像レンズ体２９と，フルミラー３１Ａと，ハーフミラー３１Ｂとが収納されている。
このハーフミラー３１Ｂは、撮像レンズ体２９及びフルミラー３１Ａの間に配置されており、入射する被写体光を一部反射し一部投下するミラーである。
【００２１】
上述したフルミラー３１Ａとハーフミラー３１Ｂは、それぞれの撮像光学系のカメラ視野が同一サイズとなるように配設している。即ち、それぞれの被写体を交互に撮像できるように、フルミラー３１Ａ及びハーフミラー３１Ｂは配設されている。例えばフルミラー３１Ａで図３（Ａ）の２点鎖線に示す被写体（チップ）２３Ａを撮像する際にはハーフミラー３１Ｂの光路を遮断し、ハーフミラー３１Ｂで被写体（チップ）２４Ａを撮像する際にはフルミラー３１Ａの光路を遮断するように構成している。
【００２２】
従って、カメラ３０の撮像レンズ体２９と２つの被写体（例えばバイト２３，２４など）との間の光路を一対のミラー３１Ａ及び３１Ｂでそれぞれ直角に屈曲させ、１つの視野領域（撮像領域と同義）の範囲で被写体を撮像する。そして、図３に示すように、１つの視野領域で例えばバイト２３のチップ２３Ａを先ず撮像し、且つ上記撮像後に１つの視野領域でバイト２４のチップ２４Ａを引続き撮像する。なお、視野領域は、５００万画素のカメラを用いた場合において、短辺は１７ｍｍ（２０００画素）、長辺は２１．５ｍｍ（２５００画素）となっている。
【００２３】
レンズ室２８Ａ及びシャッター室２８Ｂの間には、焦点合わせレンズ３３がフルミラー３１Ａに対応する光路上に、透明の防護ガラス３４がハーフミラー３１Ｂに対応する光路上にそれぞれ配置されている。ここで、焦点合わせレンズ３３は、２系列の焦点距離ＬＡ（例えば１００ｍｍ）を合わせるものである。なお、撮像スペースは、常時所定気圧たとえば＋０．０５ＭＰａに保持されている。
【００２４】
また、レンズ室２８Ａ及びシャッター室２８Ｂの間には孔２７Ｂが形成されており、この孔２７Ｂからシャッター室２８Ｂへ圧縮空気（以下、エアーともいう）が送られる。即ち、常時シャッター室２８Ｂは、レンズ室２８Ａよりも低い加圧状態たとえば＋０．１１ＭＰａに加圧されている。従って、シャッター室２８Ｂが加圧されているので、クーラント液または切粉などが、シャッター室２８Ｂへ流入するのを防止する。なお、レンズ室２８Ａには図示しないエアー接続口が配置されており、このエアー接続口およびコンプレッサ（図示省略）の間はコンプレッサで生成されるエアーを供給するエアー通路となっている。そして、エアーをレンズ室２８Ａへ常に加圧し続ける。
【００２５】
シャッター室２８Ｂの焦点合わせレンズ３３及び防護ガラス３４に対向する部位には、開口２７Ｃ及び２７Ｄがそれぞれ形成されている。切換手段であるシャッター３８及び３９は、筐体２７Ａとその支持片２７Ｅ間にスライド可能に配置されており、開口２７Ｃまたは２７Ｄを開閉する。即ち、上述した光路を遮断するシャッター３８または３９は、上述したエアー通路のエアーを用いて、スライドするように構成されている。また、支持片２７Ｅには、開口２７Ｆ及び２７Ｇが、開口２７Ｃ及び２７Ｄに対向するように形成されている。
【００２６】
図３（Ｂ）に示すように、シャッター３８はその平面形状が帯状となっており、シャッター３９はその平面形状が略Ｌ字状となっている。そして、シャッター３８及び３９は、開口２７Ｇ及び２７Ｆに対向するように移動し、開口２７Ｃ及び２７Ｄを開閉する。即ち、シャッター３８及び３９は、それぞれの光路を開放し、図３に示す被写体となる切削工具２４のチップ２４Ａ（図面では２点鎖線で示す）をカメラ３０で撮像する。
【００２７】
シャッター３８及び３９は、クーラント液または切粉などがシャッター室２８Ｂへ流入するのを防止するために、閉止している。また、シャッター３８及び３９は、常には閉止しており、且つ同時に光路を開放しない。図１及び図２に示すように、撮像装置２７の各ミラー３１Ａ及び３１Ｂ（図３参照）に対向する光路上の位置には、照明用の光源４３及び４４がそれぞれ配置されている。これらの光源４３及び４４は、例えば発光ＬＥＤなどで構成されている。
【００２８】
（撮像装置２７のスライド機構に関する概略構成）
図１及び図４に示すように、撮像装置２７は、隔壁１５の所定箇所に配置されており、図示しないスライド機構（例えばエアー通路のエアーで作動するシリンダ等）が連結されている。そのため、上述したように撮像装置２７は、隔離ゾーンＳ１と加工ゾーンＳ２との間をスライドし、切削加工直前には加工ゾーンＳ２から隔離ゾーンＳ１へ後退する。撮像装置２７を後退させる理由は、切削加工のターレット装置２０に搭載するバイト等との干渉を防止すると共に、撮像装置２７が切削作業中における作業者の視覚障害を回避し作業性を向上させるためである。
【００２９】
また、図４に示すように、撮像装置２７と隔壁１５との間には、合成樹脂製（例えばウレタンゴム製）のシールカバー４０が配置されている。即ち、撮像装置２７は、シールカバー４０に嵌め込まれる状態で保持されている。このシールカバー４０には、スライド時の撮像装置２７が加工ゾーン内の切粉を挟んだりするのを防止すると共に、クーラント液が隔離ゾーンＳ１内へ滲み込むのを防止するものである。更に、撮像装置２７の回りを囲うような導口４０Ａが開口されている。そして、エアーは図示しないエアー通路から導口４０Ａへ送出し（図４の矢印参照）、撮像装置２７とシールカバー４０との隙間からエアーが吹き出るようになっている（図４の太線矢印参照）。
【００３０】
（チャックに関する概略構成）
図５に示すように、チャック１２の外周側には、基準体であるインバー体４７が、上述した基準ゲージ１８に対向するように配置されている。即ち、インバー体４７の先端４７Ａと基準ゲージ１８とバイト２６のチップ２６Ａとが、撮像装置２７の視野領域に収めて撮像（一望視と同義）できるように、インバー体４７及び基準ゲージ１８並びにバイト２６が配置される。なお、バイト２６は、チップ検出時に撮像装置２７の一望視Ａエリア（図中では「Ａ枠」という）または一望視Ｂエリア（図中では「Ｂ枠」という）内の所定位置に移動するように予め設定されている。
【００３１】
インバー体４７は、旋盤Ｓ（図１参照）を構成する熱処理済み鋼と比較して熱膨張率が小さい材料（例えば不変鋼であるインバー又は熱膨張率が鉄の２倍であるアルミニウム等）を用いて、例えば角柱状に形成している。そして、インバー体４７は、その一端を図示しない締結部材（ボルトなど）で固定している。そのため、飛び出し防止用のストッパ（図示省略）は、インバー体４７の自由端４７Ａ側にインバー体４７と若干離間した状態で配置されている。なお、振動防止用のカウンタウエイト７２は、インバー体４７の配置場所の反対側に配置している。
【００３２】
（旋盤Ｓの制御系に関する構成）
旋盤Ｓ（図１参照）は、図６に示すように、ＣＰＵ６０と、不揮発性メモリであるＲＯＭ６２，ＲＡＭ６４と、ＮＣテーブル５０に配置されるモータドライバ５１，ＮＣモータ５２と、ターレット装置２０に配置されるモータドライバ５３，ターレットモータ５４と、操作部５６と、表示部５７と、ブザー５８と、を備える。演算手段および制御手段であるＣＰＵ６０は、旋盤Ｓの全体的な動作を司り、たとえば操作部５６に配置される操作キーが操作された場合に、その操作に基づく処理を行う。また、ＣＰＵ６０には位置検出手段および撮像手段の一部を構成する一対のカメラ３０がそれぞれ接続されており、カメラ３０で撮像された画像データがＣＰＵ６０へそれぞれ入力される。
【００３３】
ＲＯＭ６２は旋盤Ｓに各種の処理を制御するプログラムを記録し、そのプログラムによって旋盤Ｓが制御される。記録手段であるＲＡＭ６４は各種データの読み書き用の記録域たとえば画像データ領域６５を有し、この画像データ領域６５に画像データ等が記録される。モータ５２または５４は、ＣＰＵ６０の駆動信号に基づき、モータドライバ５１または５３を介して回転する。表示手段である表示部５７は、カメラ３０で撮像される画像データなどを表示する。警告手段であるブザーは、警告音を出力する。
【００３４】
（本実施例の作用）
先ず、チップ検出時において、図５に示すように、基準ゲージ１８及びインバー体４７並びにバイト２６のチップ２６Ａを、撮像装置２７のカメラ３０（図３Ａ参照）の一望視Ａエリアに収めて撮像する場合は、基準ゲージ１８とバイト２６の刃先２６Ａの上面の高さを同一高さとして行なう。また、チップ検出時には、図４に示すように、撮像装置２７を隔離ゾーンＳ１から加工ゾーンＳ２へスライドさせると共に、図１に示す光源４３を発光させる。
【００３５】
そして、図５に示すバイト２６のチップ２６Ａを検出する場合、撮像位置（図４の破線で示す状態）の撮像装置２７は、図３に示すように、シャッター３８をスライドさせハーフミラー３１Ｂ側の光路を開放する。シャッター３９側の光路を遮断しているので、ハーフミラー３１Ｂは一望視Ａエリアの被写体光をカメラ３０へ反射させる。
【００３６】
カメラ３０は、図５に示すように一望視Ａエリア内に位置する被写体であるインバー体４７の自由端４７Ａと基準ゲージ１８とバイト２６のチップ２６Ａを撮像する。なお、本実施形態において、カメラ３０の一望視Ａエリアにはチップ２６Ａのみを位置させた上で、撮像するようにしても良い。
【００３７】
（切削工具における面粗度を取得する手順）
図７に基づき、先ず切削工具２６における面粗度を取得する手順すなわちチップ２６のノーズ半径Ｒについて、説明する。ここで、ノーズ半径Ｒは、チップ２６Ａの輪郭曲線部分（すくい面の曲線部分と同義）の半径であり、Ｘ方向切削線またはＺ方向切削線（単に切削線ともいう）の接点を求めることによって得られる（例えば特願２００８−２７４０４９の明細書など参照）。
【００３８】
次に、周知の理論面粗度θ１（図８参照）は、バイト２６の送り量ｆ／（８×刃先のノーズ半径Ｒ）で得られる。この送り量ｆは、図８に示すように、バイト２６をワークＷに対して送る距離である。例えば、送り量ｆが０．２（ｍｍ／rev）で、ノーズ半径Ｒが０．４（ｍｍ）の場合、理論面粗度は１２．５（μｍ）となる。
【００３９】
（バイト画像処理モード）
以下、バイト画像処理モードについて、図９のフローチャートで説明する。ＣＰＵ６０（図６参照）は、ステップ１００において、カメラ３０（図３Ａ参照）が図５に示す一望視Ａエリア内に位置する被写体であるチップ２６Ａを撮像して画像処理を行う。なお、この撮像は、上述したように、チップ２６Ａのほか、基準ゲージ１８及び基準ゲージ１８に近接するインバー体４７の自由端４７Ａを含めても良い。
【００４０】
ステップ１０２において、ＣＰＵ６０は、上記画像処理データに基づき、理論面粗度を演算する。具体的には、先ずノーズ半径Ｒ（図７参照）を画像処理データに基づいて演算する。この演算は、上述した演算方法の他に、例えばすくい面の曲線部分における中心を求めるアルゴリズムにより、行うようにしても良い。次に、ＣＰＵ６０は、予め入力されているバイト２６の送り量ｆ及び上記演算されるノーズ半径Ｒを、理論面粗度の計算式（送り量ｆ／（８×刃先のノーズＲ））に代入し演算する。なお、送り量ｆは、作業者が演算時毎に操作部５６（図６参照）で入力するようにしても良い。
【００４１】
ステップ１０４において、ＣＰＵ６０は理論面粗度をＲＡＭ６４（図６参照）に記録させる。ステップ１０６において、ＣＰＵ６０は、フィードバックして補償処理を行なう。即ち、本実施形態においては、旋盤運転中の非切削時に、理論面粗度を演算してバイト２６の加工位置を補正するようにしたので、旋盤運転中にチップ２６Ａが変位しても、その加工位置の変位を精度良く補正することができ、ワークＷの加工精度を向上させることができる。
【００４２】
ここで、新品のバイト２６であっても、一般的にノーズ半径Ｒの外形には誤差があるので、画像処理データに基づいてノーズ半径ＲをＣＰＵ６０が演算する必要がある。特に、バイト２６の切削線位置をワークＷ（図８参照）の切削位置とする場合には、面粗度を考慮するバイト２６の加工位置補正データが重要となる。
【００４３】
図９に示すルーチンは、キャリブレーションサイクル時たとえば加工処理毎すなわち切削時に毎回行う例である。本実施形態においては、強制的に所定間隔（所定ワーク数の切削後又は所定時間）をもって図９に示すルーチンを行うようにしても良い。ここで、キャリブレーションサイクルは、切削の精度を所定水準に維持する補償値を得るため、図１に示す旋盤Ｓの稼動時に切削毎に或いは強制的に所定間隔（所定ワーク数の切削後又は所定時間）を設けて検査を行うことである。即ち、キャリブレーションサイクルは、旋盤Ｓの運転が開始した後に行う検査である。
【００４４】
本実施形態においては、画像処理データに基づいてノーズ半径Ｒが演算されると共に、演算されたノーズ半径Ｒ及びバイト２６の送り量ｆを計算式（送り量ｆ／（８×刃先のノーズＲ））に代入することによって理論面粗度θ１（図８参照）が演算される。即ち、本実施形態によれば、画像処理データに基づいてノーズ半径Ｒを演算するので、手作業でノーズ半径Ｒを計算すること無く、計算ミス及び入力ミスが防止される。
【００４５】
即ち、本実施形態によれば、ＣＰＵ６０は上述した理論面粗度に基づきバイト２６の加工位置を補正し得るので、旋盤Ｓに係る補正処理が簡易かつ正確となる。なお、熱変位などについては、特願２００９−３８１８５号または特願２００９−１９８６０４号の明細書に記載するバイト画像処理モードを行うようにする。
【実施例２】
【００４６】
図１０乃至図１３を用いて、面粗度に係る演算方法の実施例２を説明する。この面粗度は、実施例１の理論面粗度θ１（図８参照）とは異なり、図１０に示すようにノーズ半径Ｒが磨耗などで十分でない場合にも適用し得るいわゆる合成面粗度θ２である。なお、上述した実施例１の図１乃至図６に示す旋盤Ｓ及び関連する箇所と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、主として異なる面粗度に係る演算方法について説明する。
【００４７】
ここで、ノーズ半径Ｒが十分でなく図７の破線で示す外形接線の部分で切削する場合（この際の面粗度を合成面粗度θ２といい、図１０に示す場合）、理論面粗度の計算式は適用できない。故に、合成面粗度は、理論面粗度を含む概念ともいえる。また、ワークＷの仕上がり寸法は、一般に表面粗さの最大突出部分の寸法であるので、切削工具（バイト２６等）の切削線で加工される突出位置Ｂ＋合成面粗度θ２で演算し得る。なお、突出位置Ｂと谷底位置はワークＷとバイト２６では逆になるので、本実施形態ではバイト２６の立場より切削線の位置を突出位置Ｂとする。
【００４８】
以下、図１１乃至図１３に基づき、合成面粗度に係る演算方法について説明する。図９に示すステップ１００において、ＣＰＵ６０（図６参照）はカメラ３０（図３Ａ参照）でチップ２６Ａを撮像して画像処理を行う。ステップ１０２において、ＣＰＵ６０は、上記画像処理データに基づき、合成面粗度を演算する。具体的には、ＣＰＵ６０がチップ２６Ａの輪郭をパターンマッチングし、切削線の位置を演算する（例えば特願２００８−２７４０４９の明細書など参照）。
【００４９】
次に、面粗度の幅を演算する。図１１に示すように、面粗度の高さ即ちチップ２６Ａの突出位置Ｂの高さは、例えば３０μｍに設定する。面粗度の高さは本来ならばバイト２６（図１０参照）の大きさ分必要となるが、実際は面粗度の数倍以上あれば良い。また、面粗度の高さを大きくすれば、処理データ量も多くなるので、ＣＰＵ６０による演算時間が長くなる。
【００５０】
そして、ＣＰＵ６０は、図１１に示す突出位置Ｂから面粗度の高さを有する範囲の幅（面粗度の幅と同義）を演算する。具体的には、図１１に示す突出位置Ｂから面粗度の高さ分水平方向へスキャンし、各画素における最大暗部の幅を求めて面粗度の幅とする。なお、図１１中の各シークラインＣＬの間隔は、１ピクセルに設定する。
【００５１】
引続き、ＣＰＵ６０は、切削線に垂直なシークライン群の各エッジを求める。具体的には、図１２に示す突出位置Ｂ（切削線の位置すなわちチップ２６Ａが図示しないワークに接する位置）から水平方向へ所定の面粗度の範囲に亘ってエッジ位置を設定する。このエッジ位置設定は、シークラインＣＬを等ピッチ（例えば１０μｍ）に設定し、各シークラインＣＬ間における画素の明暗に基づき、シークラインＣＬ毎のエッジ位置（図１２の黒点を参照）をそれぞれ設定する。
【００５２】
なお、シークラインＣＬのピッチは、切削送りピッチ（図８に示すチップ２６Ａの送り量ｆと同義）の約数となるようにしても良い。例えば、切削送りピッチが１００μｍであれば、各ピッチ１０μｍは約数である。また、シークラインＣＬの位相は、チップ２６Ａの突出位置Ｂに合わせるようにする。
【００５３】
ここで、ＭＳパターンマッチングの技法は、被写体の位置認識に適用しているが、これ以外に正規化相関によるパターンマッチング等を用いるようにしても良い。例えば、他のエッジ認識手段として、エッジ検出用のキャリパスライン（シークラインＣＬを変形したもの）などを適用しても良い。
【００５４】
最後に、ＣＰＵ６０は、複数の刃先形状を重ね合わせ、合成面粗度を演算する。本例では、図１３に示すように、刃先形状を複数たとえば４つ切削送りピッチｆ分ずらせて重ね合わせる（図１３中のＬＬ，Ｌ，Ｒ，ＲＲ参照）。具体的には、刃先の突出位置Ｂ（図１３参照）を、シークラインＣＬの位相の基準として、図１３のように水平方向へ順次ずらして重ね合わせる。なお、シークラインＣＬのピッチは切削送りピッチｆの約数であるので、各シークラインＣＬはずれること無く重ね合う。また、重ね合わせる数は、少なくとも切削送りピッチ分の２つ必要であるが、例えば６つなど任意に変更し得る。
【００５５】
そして、図１３に示すように、合成面粗度θ２を演算する合成した刃先形状（以下、「合成刃形データ」ともいう）は、刃先形状Ｌの突出位置Ｂから刃先形状Ｒの突出位置Ｂまでの間における、各シークラインＣＬの中で最もエッジ位置が低い（図１３参照）ものを結んだ曲線（「折れ線」ともいえる）形状である。合成面粗度θ２は、各々の合成刃形におけるエッジ位置の内、突出位置Ｂから最大高さ位置（谷底位置と同義）Ｍまでの距離である（図１３参照）。なお、図１３に示す例において、刃先形状ＬＬおよび刃先形状ＲＲは、合成刃形に影響を与えていないので、刃先形状Ｌおよび刃先形状Ｒの２つでもＣＰＵ６０は合成面粗度θ２を演算し得る。
【００５６】
本実施形態において、ＣＰＵ６０は予めエッジ位置が設定されるシークラインＣＬのデータのみを重ね合わせて、合成面粗度θ２を演算する。即ち、本実施形態によれば、仮想画面上に設定するシークラインＣＬを仮想的に比較するので、ＣＰＵ６０は精度良く合成面粗度θ２を演算し得る。
【００５７】
なお、他の合成面粗度の演算方法として、複数の刃先画像を切削送りピッチ分ずらし、各画素を重ね合わせて輝度の低い（「暗い」と同義）ものを優先させ、複数の画像データから１つの画像データを合成した合成刃形データに基づくようにしても良い。この演算方法によれば、画素の大きさに依存するので、シークラインを用いる場合より、処理精度に幅が生じやすい。
【００５８】
ステップ１０４において、ＣＰＵ６０は合成面粗度をＲＡＭ６４（図６参照）に記録させる。ステップ１０６において、ＣＰＵ６０は、フィードバックして補償処理を行なう。即ち、本実施形態においては、旋盤運転中の非切削時に、合成面粗度を演算してバイト２６の加工位置を補正するようにしたので、旋盤運転中にチップ２６Ａのノーズ半径Ｒ（図７参照）で理論面粗度が演算できない場合または磨耗などによりワークＷ（図１参照）に対する加工位置が変位しても、その加工位置の変位を精度良く補正することができ、ワークＷの加工精度を向上させることができる。その他の作用効果は、実施例１と同様である。
【００５９】
なお、本発明は実施例１で説明した短軸旋盤に限定されず、例えば２軸正面旋盤またはフライス盤など種々の切削工具の加工位置補正装置（切削工具とワークを相対的に移動させて加工する機械）に適用できる。また、本発明では、実施例１および実施例２を組合せても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１２…チャック、２５…内径加工用のバイト（切削工具）、２５Ａ…チップ（被写体）、２６…外径加工用のバイト（切削工具）、２６Ａ…チップ（被写体）、２７…撮像装置（撮像手段）、６０…ＣＰＵ（演算手段および制御手段）、６４…ＲＡＭ（記録手段）、Ｓ…旋盤（切削工具の加工位置補正装置）、Ｗ…ワーク（被加工物）、Ｒ…ノーズ半径、Ｂ…切削工具の突出位置、Ｍ…最大高さ位置（谷底位置）、θ１…理論面粗度、θ２…合成面粗度
【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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