(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャックに設けられ切削成形中のチャック爪を撮像するカメラと、
前記チャックの回転位置に応じて前記カメラの撮像タイミングを制御するカメラ制御部と、
を備えた工作機械。
【請求項２】
前記カメラによって撮像された画像を順次更新しながら表示する表示部をさらに備えた請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記カメラ制御部は、前記チャックの回転速度を検出する検出部から取得した前記回転速度に応じて前記カメラの撮像タイミングを制御する請求項１または２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記カメラ制御部は、チャックの速度および角度を検出する検出部からの信号を入力し、前記チャックが特定の回転位置となった時の前記爪を撮影する請求項１、２または３に記載の工作機械。
【請求項５】
前記カメラで撮像するタイミングを決定する前記特定の回転位置を操作するための操作部をさらに備えた請求項４に記載の工作機械。
【請求項６】
前記表示部は、前記爪の形状とともに寸法を表示する請求項２に記載の工作機械。
【請求項７】
前記カメラ制御部は、前記チャック爪を切削成形するための切削工具の先端を撮像するために前記カメラの撮像タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、回転加工中の対象物の撮像タイミングを制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２１９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の技術は、あくまでビデオヘッドの研磨状態を観察するためのものであった。切削中のチャック爪の形状を確認するという課題は認識されておらず、チャック爪の成形時には、主軸を停止させて、チャックを特定の角度まで手で回した上で、爪の形状や寸法を確認し、再度主軸を回転させて、爪の成形を行うようにしていた。これによりチャック爪の加工効率を十分に上げることができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械にあっては、
チャックに設けられ切削成形中のチャック爪を撮像するカメラと、
前記チャックの回転位置に応じて前記カメラの撮像タイミングを制御するカメラ制御部と、
を備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、主軸を停止させることなく、切削中のチャック爪の形状を確認することができ、チャック爪の加工効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る工作機械の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る工作機械の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る工作機械の動作を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る工作機械の表示画面例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る工作機械の表示画面例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る工作機械の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る工作機械の構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る工作機械の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての工作機械１００の構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、工作機械１００は、少なくともカメラ１０１とカメラ制御部１０２とを含む。
【００１１】
チャック１１０は、爪１２０の開閉駆動機構を持ち、チャック１１０後方に延びた円筒形の主軸１４０によって回転制御される。カメラ１０１は、切削成形中のチャック爪としての生爪１２０を撮像する。一方、カメラ制御部１０２は、チャック１１０の回転位置に応じてカメラ１０１の撮像タイミングを制御する。
【００１２】
表示部１３０は、カメラによって撮像された画像を順次更新しながら表示する。さらに、工作機械１００は、チャック１１０の回転速度を検出する検出部１０３を含む。
【００１３】
カメラ制御部１０２は、検出部１０３からの信号を入力し、チャック１１０が特定の回転位置となったタイミングで、生爪１２０を撮影する。
【００１４】
さらに、工作機械１００は、カメラ１０１で撮像するタイミングを決定する特定の回転位置を操作するための操作部１６０をさらに備える。
【００１５】
表示部１３０は、生爪１２０の形状とともに寸法を表示する。また、カメラ制御部１０２は、生爪１２０を切削成形するための切削工具１５０の先端を撮像するためにカメラ１０１の撮像タイミングを制御することもできる。
このように構成した工作機械１００では、生爪の切削成形時に、主軸の回転を止めることなく、切削中の爪の形状やバリやひげの状況を確認することができる。
【００１６】
さらに、カメラ制御部１０２は、撮像タイミングに応じて焦点距離を変える。つまり、どの位置にある生爪１２０を撮像したいか、生爪１２０をどの方向から撮像して表示したいかに応じて、撮像タイミングおよび焦点距離を変更する。
【００１７】
例えば、生爪１２０の切削面２０１を正面から見たい場合には、図２に示すようにいずれかの生爪１２０の切削面２０１がカメラ１０１に対向するタイミング（図２のカメラ位置であれば、いずれかの生爪１２０が最下部にきたタイミング）で撮像する。つまり、生爪１２０の位置に応じて、カメラ制御部１０２がカメラ１０１のシャッターおよびフォーカスを制御する。
【００１８】
例えば、生爪１２０の切削深さを見たい場合には、図３に示すようにいずれかの生爪１２０の側面３０１がカメラ１０１に対向するタイミング（図２のカメラ位置であれば、いずれかの生爪１２０が３時の位置にきたタイミング）で撮像する。
【００１９】
これにより、図４に示すように、表示部１３０に、切削工具１５０が生爪１２０を切削する切削深さを表示できる。また、切削時にでる切粉４０１の出方やその動きを撮像することもできる。例えば、１回転ごとに、所定の微小時間だけ撮像タイミングをずらせば、切粉が徐々に発生して飛んでいく様子をコマ送りにみることも可能である。撮影タイミングを微妙に調整すれば、切粉に対して角度Ａという回転位置、次の切粉に対して角度Ａ＋αという回転位置、さらに次の切粉に対して角度Ａ＋２αという回転位置で、撮影でき、切粉の変化をみることができる。通常は切粉の最終形しか確認できないが、本発明により高価な高速度カメラに匹敵する情報を得ることができる。
【００２０】
さらに、切削面の仕上げが終わり、逃げ４０２を作る際にも、容易に画像で逃げ４０２の深さを確認することができる。従来のように、回して止めて確認してを繰り返す必要が無く、非常に効率的に生爪１２０の加工を行なうことができる。
【００２１】
カメラ１０１にズーム機能を持たせ、カメラ制御部１０２が、カメラ１０１から切削工具１５０までの距離を判定して、ズーム倍率およびフォーカスを制御してもよい。そしてカメラ制御部１０２が、カメラ１０１から見て、切削工具１５０の先端が生爪１２０の陰にならないタイミングでシャッターを切ることにより、切削工具１５０の先端を撮像することができる。図５のように、拡大表示５０１を行なえば、切削工具１５０の先端５１１がどの程度丸くなり、いつが交換時期なのか、視認により確認することができる。
【００２２】
なお、表示部１３０には他にも様々な情報を表示することができる。例えば、生爪１２０で把持する対象としてのワークを生爪に重ねて画面に表示して、残りの切削量を可視化してもよいし、概算残り時間や最適な工具送り速度などを表示してもよい。
【００２３】
本実施形態では３つ爪の例を示したが本発明はこれに限定されるものではなく、４つ爪やその他の構成にも適用可能である。
【００２４】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る工作機械６００について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る工作機械６００の構成を説明するための図である。
【００２５】
本実施形態に係る工作機械６００は、上記第１実施形態と比べると、カメラ６０１が矢印６１１、６１２に示すように出退式および首振り式になっており、カメラ制御部６０２がカメラ６０１の位置および傾きを制御できる点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００２６】
カメラ制御部６０２は、撮影が必要な作業時にカメラ６０１を突出させ、撮影が必要ではない作業時には、チャック１１０の取り付け面内にカメラ６０１を収容する。これにより、ワークの切削時など、カメラ６０１が不要な作業時にカメラ６０１を汚すことがなくなる。また、カメラ制御部６０２は、カメラ６０１の位置および向きを変更できるため、切削面の状態や深さや工具先端などを、様々な角度から把握することができる。特に、工具先端や逃げの撮影のように、微小な領域を撮影する場合には、カメラ位置や向きを変えて、ズーム中心を所望の点に移動させることで、より鮮明な画像が取得できる。
【００２７】
さらに、カメラ６０１を加工中のワークの撮影に利用してもよく、その場合、生爪１２０を撮影する場合よりも、カメラ６０１を突出させて、ワークの切削位置にカメラ６０１を向けることもできる。
【００２８】
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る工作機械７００について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る工作機械７００の構成を説明するための図である。
【００２９】
本実施形態に係る工作機械７００は、上記第２実施形態と比べると、カメラ７０１が矢印７１３方向にスライド可能になっており、カメラ制御部７０２がカメラ７０１の左右位置をさらに制御できる点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３０】
カメラ制御部７０２は、撮影が必要な作業時にカメラ７０１を突出させ、撮影が必要ではない作業時には、チャック１１０の取り付け面内にカメラ７０１を収容する。これにより、ワークの切削時など、カメラ７０１が不要な作業時にカメラ７０１を汚すことがなくなる。また、カメラ制御部７０２は、カメラ７０１の位置および向きを変更できるため、切削面の状態や深さや工具先端などを、様々な角度から把握することができる。特に、工具先端や逃げの撮影のように、微小な領域を撮影する場合には、カメラ位置や向きを変えて、ズーム中心を所望の点に移動させることで、より鮮明な画像が取得できる。さらに、カメラ７０１を左右方向（作業員から見て奥手前方向）にスライド可能にしたので生爪１２０の切削深さを、生爪１２０の円周方向の側面から（矢印７０３の方向から）確認することができる。これにより、欠けやヒビなどの有無をより正確かつ迅速に発見できる。
【００３１】
さらに、カメラ７０１を加工中のワークの撮影に利用してもよく、その場合、ワークの切削個所に応じた位置に、カメラ７０１を移動させて、より精度の高い画像を得ることができる。
【００３２】
［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る工作機械８００について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る工作機械８００の構成を説明するための図である。
【００３３】
本実施形態に係る工作機械８００は、上記第２実施形態と比べると、カメラ８０１がチャック１１０の上方ではなく側方に設けられ、矢印８１３方向にスライド可能になっており、カメラ制御部８０２がカメラ８０１の上下位置をさらに制御できる点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３４】
カメラ制御部８０２は、撮影が必要な作業時にカメラ８０１を突出させ、撮影が必要ではない作業時には、チャック１１０の取り付け面内にカメラ８０１を収容する。これにより、ワークの切削時など、カメラ８０１が不要な作業時にカメラ８０１を汚すことを防止できる。また、カメラ制御部８０２は、カメラ８０１の位置および向きを変更できるため、切削面の状態や深さなどを、様々な角度から把握することができる。特に、工具先端や逃げの撮影のように、微小な領域を撮影する場合には、カメラ位置や向きを変えて、ズーム中心を所望の点に移動させることで、より鮮明な画像が取得できる。さらに、カメラ８０１を上下方向にスライド可能にしたので生爪１２０の切削深さを、両側の側面から確認することができる。これにより、欠けやヒビなどの有無をより正確かつ迅速に発見できる。また、側方にカメラ８０１を設けたため、作業者の視点と近いフレーミングで撮像することができ、よりユーザフレンドリーな表示を行なうことが可能となる。
【００３５】
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【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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