(57)【要約】  工具（Ｔ）とワーク（Ｗ）とを相対的に移動させて、回転する工具でワークを加工する工作機械（１００）の主軸（１１０）に保持した工具を撮像する工具撮像方法において、工作機械の主軸先端部に撮像すべき工具を装着し、ワークを加工する加工室（１２２）内の撮像位置に工具を保持した主軸を移動させ、複数の工具を保管する工具収納室（１２４）内に配置された撮像装置（１５０）によって加工室内の撮像位置に保持している工具を撮像するようにした。
2018220776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具とワークとを相対的に移動させて、回転する工具でワークを加工する工作機械において、
ワークを加工する加工室と、
工具を保管する工具収納室と、
前記加工室の中で工具を保持し、加工室側撮像位置に移動可能に構成された主軸と、
前記加工室と前記工具収納室とを隔離する隔壁と、
前記隔壁に設けられた開口部を開閉するシャッターと、
前記工具収納室に設けられ、前記加工室側撮像位置およびシャッターの方向に向けた撮像装置と、
を備えることを特徴とした工作機械。
【請求項２】
工具を保持した前記主軸を前記加工室側撮像位置に位置決めすると共に、少なくとも１つの所定の回転角度位置に停止させた状態で前記撮像装置により前記工具を撮像するようにした請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
工具を保持した前記主軸を前記加工室側撮像位置に位置決めすると共に、所定の回転速度で回転させた状態で前記撮像装置により前記工具を撮像するようにした請求項１に記載の工作機械。
【請求項４】
前記撮像装置の光軸の延長線上において、前記加工室側撮像位置に関して前記撮像装置の反対側に配置された反射面と、前記加工室内に配置され前記反射面に向けて光を照射する第１の照明装置とを更に具備する請求項１に記載の工作機械。
【請求項５】
前記工具収納室内に配置され複数の工具を収納する工具マガジンと、
前記加工室内において前記工作機械と前記工具マガジンとの間に配置され前記工作機械と該工具マガジンとの間で工具を交換する工具交換装置と、
前記工具収納室内において、前記工具交換装置と前記工具マガジンとの間で工具を搬送するシフタと、
を更に具備し、前記シフタによって工具を工具収納室側撮像位置に保持し、前記撮像装置によって該工具を撮像する請求項１に記載の工作機械。
【請求項６】
前記シャッターの前記工具収納室側の側面に設けられた反射面と、前記工具収納室内に配置され前記シャッターの反射面に光を照射する第２の照明配置とを更に具備し、前記シャッターの反射面は、該シャッターが閉じているとき、前記撮像装置の光軸上に配置される請求項５に記載の工作機械。
【請求項７】
工具とワークとを相対的に移動させて、回転する工具でワークを加工する工作機械の主軸に保持した工具を撮像する工具撮像方法において、
工作機械の主軸先端部に撮像すべき工具を装着し、
ワークを加工する加工室内の撮像位置に前記工具を保持した主軸を移動させ、
複数の工具を保管する工具収納室内に配置された撮像装置によって前記加工室内の撮像位置に保持している工具を撮像すること、
を含むことを特徴とした工具撮像方法。
【請求項８】
前記撮像装置によって前記工具を撮像する前に、工具を保持した前記主軸を前記加工室側撮像位置に位置決めし、前記主軸を少なくとも１つの所定の回転角度位置に停止することを更に含む請求項７に記載の工具撮像方法。
【請求項９】
前記撮像装置によって前記工具を撮像する前に、工具を保持した前記主軸を前記加工室側撮像位置に位置決めし、所定の回転速度で前記主軸を回転させることを更に含む請求項７に記載の工具撮像方法。
【請求項１０】
前記撮像装置の光軸の延長線上において、前記加工室側撮像位置に関して前記撮像装置の反対側に配置された反射面に、前記加工室内に配置された第１の照明装置によって前記反射面に向けて光を照射することを更に含む請求項７に記載の工具撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機上で工具を撮像可能にした工作機械および工具の撮像データに基づいて工具の欠損の有無を判定する工具欠損判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、工作機械に取り付けられ、工具を撮像して工具の形状を測定する工具形状測定装置が開示されている。該工具形状測定装置は、所定の撮像位置に配置された工具を撮像する撮像装置と、撮像装置から撮像位置に配置された工具に向かう方向で、工具に対して撮像装置の反対側に配置された反射体と、反射体の反射面に向けて光を照射する光源と、撮像装置で撮像した工具の画像から工具の形状を算出する制御装置とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２９１０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主軸に保持させた工具とワークとを相対的に移動させてワークを加工する工作機械で用いるエンドミル、ドリル、リーマ、ボーリングバー、タッピング工具のような回転工具は、切れ刃を有した１または複数の刃部を備えている。特許文献１の工具形状測定装置では、工具の二値画像に基づいて工具の形状を測定するので、撮像時の工具の回転角度位置（工具位相）によっては、撮像データ内で刃部を認識することができないことがある。【０００５】
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、所定の工具位相において工具を機上で撮像可能にした工作機械および工具撮像方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、工具とワークとを相対的に移動させて、回転する工具でワークを加工する工作機械において、ワークを加工する加工室と、工具を保管する工具収納室と、前記加工室の中で工具を保持し、加工室側撮像位置に移動可能に構成された主軸と、前記加工室と前記工具収納室とを隔離する隔壁と、前記隔壁に設けられた開口部を開閉するシャッターと、前記工具収納室に設けられ、前記加工室側撮像位置およびシャッターの方向に向けた撮像装置とを備えた工作機械が提供される。【０００７】
更に、本発明によれば、工具とワークとを相対的に移動させて、回転する工具でワークを加工する工作機械の主軸に保持した工具を撮像する工具撮像方法において、工作機械の主軸先端部に撮像すべき工具を装着し、ワークを加工する加工室内の撮像位置に前記工具を保持した主軸を移動させ、複数の工具を保管する工具収納室内に配置された撮像装置によって前記加工室内の撮像位置に保持している工具を撮像することを含む工具撮像方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、主軸に装着した状態で工具を撮像するようにしたので、任意の工具位相で工具を撮像可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１つの実施形態による工作機械の略示正面図である。
【図２】図１の工作機械の制御装置のブロック図である。
【図３】加工前の工具を撮像する本発明の１つの実施形態による工具撮像方法を示したフローチャートである。
【図４】加工前の工具を撮像する本発明の別の実施形態による工具撮像方法を示したフローチャートである。
【図５】加工後の工具を撮像する本発明の１つの実施形態による工具撮像方法を示したフローチャートである。
【図６】撮像された工具の撮像データに基づき工具の欠損の有無を判定する方法を示したフローチャートである。
【図７】撮像する工具の一例を示す側面図である。
【図８】図７の工具の正面図である。
【図９】図７において矢印XIVの方向に撮像したときに得られる工具の画像を示した略図である。
【図１０】図７において矢印Xの方向に撮像したときに得られる工具の画像を示した略図である。
【図１１】図７の工具に生じ得る欠損を説明するための略図である。
【図１２】ボーリングバーを示した略示斜視図である。
【図１３】図１２において円Ａで示す部分を拡大して示すボーリングバーの切刃部分の拡大図である。
【図１４】図１２において円Ａで示す部分の画像を示した略図である。
【図１５】図１４とは異なる工具位相で撮像した図１２において円Ａで示す部分の画像を示した略図である。
【図１６】正しい工具位相で主軸に装着された図１２のボーリングバーを撮像する方法を示したフローチャートである。
【図１７】加工前に図１２のボーリングバーを撮像し、ボーリングバーが正しい位相で主軸に装着されているか否かを判別する方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
本発明を適用する工作機械の一例を示す図２を参照すると、工作機械１００は、横形マシニングセンタを構成しており、工場の床面に固定された基台としてのベッド１０２、ベッド１０２の前方部分（図１では手前側）の上面で前後方向またはＺ軸方向（図１では紙面に垂直な方向）に延設された一対のＺ軸ガイドレール１０２ｂに沿って往復動可能に設けられたテーブル１１２、ベッド１０２の後方部分（図１では奥側）の上面で左右方向またはＸ軸方向（図１では左右方向）に延設された一対のＸ軸ガイドレール１０２ａに沿って往復動可能に設けられたコラム１０４、該コラム１０４の前面で上下方向またはＹ軸方向に延設されたＹ軸ガイドレール１０４ａに沿って往復動可能に設けられ、主軸１１０を水平な中心軸を中心として回転可能に支持する主軸頭１０８を搭載したＹ軸スライダ１０６具備している。
【００１１】
更に、工作機械１００は、コラム１０４をＸ軸方向に駆動するＸ軸送り装置（図示せず）、Ｙ軸スライダ１０６をＹ軸方向に駆動するＹ軸送り装置（図示せず）、およびテーブル１１２をＺ軸方向に駆動するＺ軸送り装置（図示せず）を具備している。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の送り装置は制御装置１０によって制御される。
【００１２】
更に、工作機械１００が構成する横形マシニングセンタは、工作機械１００における加工に必要な複数の工具を収納する工具マガジン２００と、制御装置１０からの指令に基づき、工具マガジン２００に収納された工具の１つと、工作機械１００の主軸１１０の先端に装着された工具Ｔとを交換する工具交換装置３００を備える。工作機械１００、工具マガジン２００および工具交換装置３００はカバー１２０によって包囲されている。本発明において、工具Ｔはエンドミル、ドリル、リーマ、ボーリングバー、タッピング工具のような回転工具である。
【００１３】
カバー１２０は、その内部を加工室１２２と工具収納室１２４とに分割する隔壁１２６を具備している。工作機械１００は、ワークを加工する加工室１２２内に配置され、工具マガジン２００および工具交換装置３００は工具収納室１２４内に配置される。隔壁１２６には、加工室１２２と工具収納室１２４との間で工具を移動するための開口部１２８が形成されており、隔壁１２６には、開口部１２８を開閉するためのシャッター１３０が配置されている。また、カバー１２０は、オペレーターが加工室１２２内にアクセスするためのアクセスドア１３２を具備している。
【００１４】
加工室１２２内には、トラフまたはオイルパン１３８を形成する１つの側面が、白色に塗装された反射面１３６となっている。また、加工室１２２内には、反射面１３６に向けて光を照射する光源としての第１の照明装置１５２が配設されている。本実施の形態の第１の照明装置１５２は、制御装置１０によって制御されるＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明である。第１の照明装置１５２から反射面１３６に照射された光は、反射面１３６において散乱または乱反射され、その一部がカメラ１５０に向かう。このように、本実施の形態では、直接的に工具Ｔを照らす直接照明方式ではなく、反射面１３６において拡散反射光にて工具Ｔを照明する間接照明方式にて撮像するようになっている。これにより、カメラ１５０によって撮像される工具Ｔの画像データは白黒の二値画像データとなる。第１の照明装置１５２は、反射面１３６にて反射される拡散反射光により、工具の背景よりも工具が暗くなる画像が撮像されるように配置されている。
【００１５】
工具マガジン２００は円板状に形成されたベース部材２０２を具備している。ベース部材２０２は、半径方向外方に開口し周方向に等角度間隔で配設された複数の凹部からなる受容部２０４を有しており、該受容部２０４の各々に工具ホルダに装着された工具Ｔが保持される。工具マガジン２００は、水平に保持された回転軸２０８によって不図示のフレーム等の支持構造に鉛直面内で回転するように支持されている。回転軸２０８は、工具マガジン２００を回転駆動するサーボモータ２０６の出力軸に結合されている。サーボモータ２０６は制御装置１０によって制御される。
【００１６】
工具交換装置３００は、工具マガジン２００と工作機械１００との間に配設され、交換アーム３０２と、シフタ３１０とを具備している。交換アーム３０２の両端には工具を把持するグリッパ３０２ａ、３０２ｂが設けられている。交換アーム３０２は、アクチュエータ３０４の出力軸３０６に結合されている。アクチュエータ３０４は、例えばＺ軸方向に進退する直線動作と、主軸１１０のＺ軸に対して垂直な鉛直平面（Ｘ−Ｙ平面）内で９０°または１８０°回転する回転動作が可能な油圧アクチュエータである。該アクチュエータ３０４は、制御装置１０によって制御される。
【００１７】
シフタ３１０は、工具マガジン２００と交換アーム３０２との間で水平方向に往復動可能に設けられている。シフタ３１０は、工具マガジン２００の待機位置３１２にある工具Ｔを工具マガジン２００から受け取り、該工具Ｔを工具授受位置３１４へ移送する。また、シフタ３１０は、反対に、工具授受位置３１４において交換アーム３０２から工具を受け取り、該工具を待機位置３１２に配置されている工具マガジン２００の受容部２０４に装着する。工具交換装置３００は、工具授受位置３１４にある新工具Ｔと、工具交換位置（図示せず）に位置決めされた主軸１１０に装着されている旧工具Ｔとを交換する。
【００１８】
シフタ３１０の工具授受位置３１４は、交換アーム３０２と概ね同一のＸ−Ｙ平面内で交換アーム３０２の回転中心であるアクチュエータ３０４の出力軸３０６と概ね同じ高さ位置にあり、交換アーム３０２が出力軸３０６を中心として図１に示す位置から９０°旋回することによって、シフタ３１０が保持する工具Ｔが、交換アーム３０２の一方のグリッパ３０２ｂまたは３０２ａと係合可能な位置である。
【００１９】
主軸１１０の工具交換位置は、交換アーム３０２と概ね同一のＸ−Ｙ平面内で交換アーム３０２の回転中心であるアクチュエータ３０４の出力軸３０６と概ね同じ高さ位置にあり、交換アーム３０２が出力軸３０６を中心として図１に示す位置から９０°旋回することによって、主軸１１０の先端に装着されている工具Ｔが、交換アーム３０２の一方のグリッパ３０２ａまたは３０２ｂと係合可能な位置である。こうして、交換アーム３０２は、一回の旋回動作で、工具授受位置３１４でシフタ３１０が保持する工具Ｔと、工具交換位置で主軸１１０の先端に装着されている工具Ｔとに同時に係合する。
【００２０】
工具収納室１２４内には、工具撮像手段としてのカメラ１５０が配設されている。カメラ１５０は、後述するように、図１において二点鎖線で示す工具撮像位置にある工具Ｔの陰影を撮像する。また、シャッター１３０に向けて光を照射する第２の照明装置１４２を工具収納室１２４内に配設して、工具授受位置３１４にある工具Ｔをカメラ１５０によって撮像するようにしてもよい。この場合、第２の照明装置１４２は制御装置１０によって制御される。また、工具撮像位置と、工具授受位置とはカメラ１５０の光軸上に配置される。更に、カメラ１５０によって撮像される工具Ｔの画像データは白黒の二値画像データとなる。
【００２１】
以下、図２を参照して、制御装置１０を説明する。
制御装置１０は、指令部１２、機械動作処理部１４、欠損判定部１６および画像記憶部１８を主要な構成要素として具備している。指令部１２、機械動作処理部１４、欠損判定部１６および画像記憶部１８は、CPU（中央演算素子）、RAM（ランダムアクセスメモリ）やROM（リードオンリーメモリ）のようなメモリ装置、HDD（ハードディスクドライブ）やSSD（ソリッドステートドライブ）のような記憶デバイス、出入力ポート、および、これらを相互接続する双方向バスを含むコンピュータおよび関連するソフトウェアから構成することができ、特に、一般的なＮＣ装置の一部としてソフトウェア的に構成することができる。
【００２２】
機械動作処理部１４は、入力部２０から入力される加工プログラム等の命令に従い少なくとも主軸１１０を回転駆動する主軸モータ２４、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の送り装置の駆動モータ２６、工具交換装置３００の交換アーム３０２のアクチュエータ３０４および撮像式工具測定装置３０、特にカメラ１５０および第１と第２の照明装置１５２、１４２を制御する。工具マガジン２００のサーボモータ２０６を機械動作処理部１４によって制御するようにしてもよい。入力部２０は、工作機械１００の操作盤（図示せず）に設けられているタッチパネルや制御装置１０とＬＡＮのような通信回路（図示せず）を介して接続されたＣＡＭ装置（図示せず）によって形成することができる。また、機械動作処理部１４は、工具毎に回転速度、割出角度、工具の刃数工具の種類等のデータを当該工具の工具番号に関連付けて記憶している。
【００２３】
撮像式工具測定装置３０、特にカメラ１５０が撮像した工具Ｔの画像データは、カメラ１５０から制御装置１０の画像記憶部１８に出力され、撮像時の主軸１１０の回転角度位置である主軸位相データと関連付けられて画像記憶部１８に格納される。欠損判定部１６は、格納した画像データを主軸位相データとともに画像記憶部１８から受け取り、撮像した工具Ｔの欠損の有無を判定する。判定結果は表示部２２に表示される。表示部２２は、工作機械１００の操作盤（図示せず）に設けられているディスプレイまたはタッチパネルによって形成することができる。
【００２４】
以下、図３〜図６のフローチャートを参照して、本実施形態の作用を説明する。
図３は、工具Ｔを主軸１１０の先端に装着した後、加工前に該工具Ｔを撮像する方法を示したフローチャートである。
【００２５】
先ず、加工プログラム中に記載されている工具交換指令を指令部１２が読取り解釈して、機械動作処理部１４に該工具交換指令を出力すると、機械動作処理部１４が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り装置の駆動モータ２６を制御して、主軸１１０を工具交換位置に配置する。次いで、シャッター１３０が開き（ステップＳ１０）、交換アーム３０２が回転して、主軸１１０の先端に装着されている旧工具Ｔと、シフタ３１０によって工具授受位置３１４に配置されている新工具Ｔとが交換される。
【００２６】
新工具Ｔは、主軸１１０内に配設されている、コレット（図示せず）、ドローバー（図示せず）、該皿ばね（図示せず）等より成るクランプ装置によって、主軸１１０の先端にクランプされる（ステップＳ１２）。工具Ｔが主軸１１０の先端に装着されると、交換アーム３０２は、図１で示すように、主軸１１０の移動を妨げない概ね鉛直方向に配向された退避位置に配置される。次いで、機械動作処理部１４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り装置の駆動モータ２６を制御して、主軸１１０（工具Ｔ）を図１において二点鎖線で示す工具撮像位置に配置する（ステップＳ１４）。
【００２７】
次いで、機械動作処理部１４は、主軸モータ２４を制御して、主軸１１０を所定の角度位置に停止させる。これにより、主軸１１０の先端に装着されている工具Ｔは、所定の工具位相に位置決めされる（ステップＳ１６）。次いで、機械動作処理部１４は、第１の照明装置１４２を起動して反射面１３６を照明し、カメラ１５０により撮像位置に配置された主軸１１０の先端に装着されている工具Ｔを撮像する。得られた撮像データは、そのときの主軸１１０の回転角度位置（主軸位相）データと共に画像記憶部１８に格納される（ステップＳ１８）。
【００２８】
次に、図７〜図１０を参照して、工具の形状と、カメラ１５０によって得られる画像について説明する。
主軸１１０の先端に装着される回転工具Ｔの一例として、図７、８に示す工具４００は、工具ホルダの工具装着穴（図示せず）に挿入される円筒状のシャンク４０２と、シャンク４０２の先端に設けられた円筒状のカッターボディ４０４と、カッターボディ４０４の外周面に形成され先端に切れ刃４０８を有した複数の刃部４０６とを具備している。複数の刃部４０６は、図８に示すように、工具４００の先端側から見たときに、カッターボディ４０４の直径上に配置され、かつ、図４に示すように、工具４００の側面側から見たときに上下対称に、カッターボディ４０４の該周面上において、工具４００の中心軸線Ｏtに平行な直線上に配置されている。
【００２９】
こうした工具４００をカメラ１５０で図８の矢印ＸＩＶの方向から撮像すると、図９に示すように、刃部４０６のプロファイルが分かる画像が得られるが、矢印Ｘの方向から撮像すると、図１０に示すように、刃部４０６が二値画像中に埋没してしまい、得られた撮像データからは工具４００の状態が分からない。本発明では、主軸１１０を回転することによって、その先端に装着されている工具Ｔの刃部を明瞭に映した二値画像を得るようにしている。検査対象となる工具が、カッターボディ４０４の直径上に配置された刃部４０６を有した図７、８の工具４００のような場合には、図８において、矢印ＩＸで示す方向から撮像するだけでよいが、刃部４０６に対して９０°の位置に更に刃部を有しているような場合や、カッターボディ４０４の外周面に沿って周方向に更に多数の刃部を有する場合には、複数の回転位置（工具位相）で撮像しなければならない。
【００３０】
そこで、図３に示すフローチャートでは、ステップＳ２０において、全ての刃について撮像を実施したか否かを判定し、全ての刃について撮像を行っている場合（ステップＳ２０でＹｅｓの場合）には、シャッター１３０を閉じて（ステップＳ２２）、加工が開始される（ステップＳ２４）。ステップＳ２０で、未だ全ての刃について撮像が完了していない場合（ステップＳ２０でＮＯの場合）には、ステップＳ１６へ戻り、新たな工具位相位置に主軸１１０を停止して、ステップＳ１８に関連して上述した撮像工程を繰り返す。ステップＳ１０からステップＳ２０の撮像は、加工前に実施されるので、通常、主軸１１０の先端に装着されている工具Ｔには欠損がない。このように、加工前に工具Ｔを撮像することによって、欠損のない工具Ｔの画像データを得ることができる。
【００３１】
図４は、図３の変形例を示すフローチャートである。図３のフローチャートでは、撮像は１または複数の所定の回転角度位置で主軸１１０を停止して、つまり、１または複数の工具位相で撮像するようになっているが、図４のフローチャートでは、主軸１１０を回転させながら、工具Ｔを撮像するようになっている。撮像時に主軸１１０を回転させる場合、主軸１１０の原点信号を利用して、予め工具ごとに記憶しておいた回転速度で回転させる。図４において、ステップＳ３０〜ステップＳ３４は、図３のステップＳ１０〜ステップＳ１４と同一である。
【００３２】
ステップＳ３４で工具Ｔを撮像位置に移動させたのち、ステップＳ３６で、主軸１１０を主軸原点位置から一周分、所定の回転速度で回転させる。次いで、機械動作処理部１４は、第１の照明装置１４２を点灯して反射面１３６を照明した後、カメラ１５０により回転する工具Ｔを連続撮像し、工具Ｔの画像データが、カメラ１５０から画像記憶部１８に出力され、撮像時の主軸１１０の回転角度位置または主軸位相データと関連付けられて画像記憶部１８に格納される（ステップＳ３８）。
【００３３】
次いで、ステップＳ４０において、入力部２０を通じて指令部１２に入力された回数（指定回転回数）分だけ主軸１１０が回転したか否かが判定される。指定回転回数だけ回転した場合（ステップＳ４０でＹｅｓの場合）には、カメラ１５０による撮像を終了して（ステップＳ４２）、主軸１１０の回転を停止する（ステップＳ４４）。次いで、シャッター１３０を閉じて（ステップＳ４６）、加工が開始される（ステップＳ４８）。ステップＳ４０で、指定回転回数分だけ主軸１１０が回転していない場合（ステップＳ４０でＮＯの場合）には、ステップＳ３８へ戻り、撮像が継続される。本例でも、ステップＳ３０からステップＳ４８の撮像は、加工前に実施されるので、欠損のない工具Ｔの画像データを得ることができる。
【００３４】
図３、４のフローチャートは、加工前に主軸１１０の先端に装着されている工具Ｔを撮像する方法を示しているが、加工後に主軸１１０の先端に装着されている状態で工具Ｔを撮像することもできる。
【００３５】
図４を参照すると、ワークＷを加工した後、機械動作処理部１４は、先ず、主軸１１０の回転を停止し（ステップＳ５０）、次いで、シャッター１３０が開かれ（ステップＳ５２）、工具Ｔを撮像位置に移動させる（ステップＳ５４）。ステップＳ５０〜ステップＳ５４は同時進行で実行することができる。
【００３６】
次いで、ステップＳ５６で、主軸１１０を主軸原点位置から一周分、所定の回転速度で回転させる。次いで、機械動作処理部１４は、第１の照明装置１４２を点灯して反射面１３６を照明した後、カメラ１５０により回転する工具Ｔを連続撮像し、工具Ｔの画像データが、カメラ１５０から画像記憶部１８に出力され、撮像時の主軸１１０の回転角度位置または主軸位相データと関連付けられて画像記憶部１８に格納される（ステップＳ５８）。
【００３７】
次いで、ステップＳ６０において、入力部２０を通じて指令部１２に入力された回数（指定回転回数）分だけ主軸１１０が回転したか否かが判定される。指定回転回数だけ回転した場合（ステップＳ６０でＹｅｓの場合）には、カメラ１５０による撮像を終了して（ステップＳ６２）、主軸１１０の回転を停止する（ステップＳ６４）。ステップＳ６０で、指定回転回数分だけ主軸１１０が回転していない場合（ステップＳ６０でＮＯの場合）には、ステップＳ５８へ戻り、撮像が継続される。本例では、ステップＳ５０からステップＳ５８の撮像は、加工後に実施されるので、工具Ｔは加工中に欠損を生じている可能性がある。
【００３８】
次に、図１１を参照すると、図７、８に示した工具４００において生じ得る欠損が示されている。図１１に示す工具４００の欠損は、目詰まり４１０および刃部４０６に生じた欠け、或いは摩耗した部分４１２、４１４、４１６である。こうした欠損は、得られた二値画像に参照番号４１８、４２０で示すような部分を関心領域として規定し、その面積を欠損がない場合の同様の関心領域の面積と比較し、両者の差異が所定の閾値よりも超える場合に欠損がありと判定することができる。或いは、工具４００の半径方向の寸法を工具４００の長手方向に測定点を移動させながら計測して、欠損のない場合と比較するようにしてもよい。欠損判定部１６は、関心領域を設定するためのパラメータや、欠損がない場合の関心領域の面積や半径のようなデータを格納することができる。
【００３９】
図５のフローチャートによる撮像が終了した後、得られた撮像データに基づいて、欠損判定部１６において、使用後の工具Ｔの欠損の有無を判定することができる。
図６を参照すると、ステップＳ６４で主軸１１０を停止した後、工具交換が行われ（ステップＳ６６）、使用済工具が工具マガジン２００に収納されると共に、シャッター１３０が閉じられる（ステップＳ６６）。次いで、予め記憶された欠損のない工具の撮像データと、加工で用いた工具の同位相の撮像データとが比較される（ステップＳ７０）。欠損のない工具の撮像データは、図３、４で説明した使用前の工具の撮像データを用いることができる。次いで、関心領域における面積や半径を比較することによって、撮像データの分析が実行される（ステップＳ７２）。
【００４０】
次いで、ステップＳ７４において、全ての工具位相について撮像データの分析を実施したか否かを判定し、未だ全ての工具位相についての撮像データの分析が完了していない場合（ステップＳ７４でＮＯの場合）には、ステップＳ７０へ戻り、新たな工具位相位置でステップ７０、Ｓ７２の工程を繰り返す。全ての位相について撮像データの分析が完了すると（ステップＳ７４でＹｅｓの場合）、ステップＳ７６で欠損の有無が判定される。撮像データの分析結果から欠損があると判定されると（ステップＳ７６でＹｅｓの場合）、当該工具につき所定の処理が行われる（ステップＳ７８）。例えば、図１１に示す目詰まり４１０が生じていると判定された場合には、該工具の清掃が行われる。或いは、刃部の欠けた或いは摩耗した部分４１２、４１４、４１６が生じていると判定される場合には、該工具は工具マガジン２００から取り出され、新たな工具と交換される。ステップＳ７６で欠損がないと判定されると、該工具は工具マガジン２００内に保持され、使用が継続される（ステップＳ８０）。
【００４１】
既述の実施形態では、工具の使用前と使用後の撮像データを比較することによって、工具に欠損が生じているか否かが判定されたが、本発明はこれに限定されず、工具が正しい位相で主軸１１０に装着されているか否かを判定するためにも用いることができる。例えば、図１２、１３に示すような１枚刃のボーリングバー５００で円筒の内面加工を行う場合、刃の位相（工具の回転角度）をチェックすることは、工具とワークとの干渉防止の観点から重要である。
【００４２】
図１２、１３において、ボーリングバー５００は１つの切れ刃５０２を有しており、該切れ刃５０２をワークＷのボア（図示せず）内に導入して、円筒内面を加工するようになっている。加工後、切れ刃５０２とワークＷの内面との干渉を防止するために、ボーリングバー５００を半径方向に切れ刃５０２とは反対側に僅かに移動させてから軸方向に移動させて、ボーリングバー５００をワークＷのボアから引き出す。その際、切れ刃５０２とは反対方向に確実に移動させなければ、かえって切れ刃５０２とワークＷとが干渉してしまうことになる。
【００４３】
そこで、先ず、図１２、１３に示すような、１枚刃のボーリングバーを正しい位相で主軸１１０に装着した状態で事前に撮像し、その撮像データと実際の加工の直前に主軸１１０に装着したボーリングバーの撮像データとを比較することによって、該ボーリングバーが正しい位相で主軸１１０に装着されているか否かを判定することが可能となる。
【００４４】
図１６を参照すると、先ず、シャッター１３０が開き（ステップＳ９０）、工具交換装置３００によって工具交換動作を行い、撮像すべきボーリングバーが主軸１１０の先端部に装着、クランプされる（ステップＳ９２）。このとき、工作機械１００のオペレータが目視にてボーリングバーが正しい工具位相で主軸１１０の先端に装着されていることを確認するようにしてもよい。このとき、図１４に示すように、カメラ１５０で撮像した画像に切れ刃５０２に対応した突起部５０４が明瞭に表れるような工具位相を選択することが好ましい。ボーリングバーが主軸１１０の先端に装着された後、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り装置によって、主軸１１０（ボーリングバー）が工具撮像位置に配置される（ステップＳ９４）。
【００４５】
次いで、主軸モータ２４を制御して、主軸１１０（ボーリングバー）を所定の工具位相に位置決めし（ステップＳ９６）、第１の照明装置１４２によって反射面１３６を照明し、カメラ１５０により撮像位置に配置されたボーリングバーを撮像し、得られた撮像データが該ボーリングバーの工具番号と共に画像記憶部１８に格納される（ステップＳ９８）。最後にシャッター１３０が閉じられ（ステップＳ１００）事前撮像が完了する。
【００４６】
次に、図１７を参照して、加工時に正しい工具位相でボーリングバーが主軸１１０の先端に装着されているか否かを判定する方法を説明する。
先ず、シャッター１３０が開き（ステップＳ１０２）、工具交換装置３００によって工具交換動作を行い、使用するボーリングバーが主軸１１０の先端部に装着、クランプされる（ステップＳ１０４）。ボーリングバーが主軸１１０の先端に装着された後、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各送り装置によって、主軸１１０（ボーリングバー）が工具撮像位置に配置される（ステップＳ１０６）。
【００４７】
次いで、主軸モータ２４を制御して、主軸１１０（ボーリングバー）を所定の工具位相に位置決めされる（ステップＳ１０８）。次いで、第１の照明装置１４２によって反射面１３６を照明し、カメラ１５０により得られた撮像データが、ステップＳ９０〜ステップＳ１００で得られた撮像データと比較され（ステップＳ１１０）、シャッター１３０が閉じられる（ステップＳ１１２）。シャッター１３０が閉じられると、或いは、シャッター１３０の閉鎖と同時に、ボーリングバーが正しい工具位相で主軸１１０に装着されているか否かが判定される（ステップＳ１１４）。ボーリングバーが正しい工具位相で主軸１１０に装着されている場合には、事前に撮像された画像と同一の画像、例えば図１４に示すような画像が得られる。ステップＳ１１４でＹｅｓの場合には、主軸１１０に装着されているボーリングバーで加工が開始される。ボーリングバーが正しい工具位相で主軸１１０に装着されていない場合には、事前に撮像された画像とは異なる画像、例えば図１５に示すように突起５０６がない画像が得られる。ステップＳ１１４でＮｏの場合には、主軸１１０に装着されているボーリングバーを例えば手動操作で取り外して、正しい位相で装着し直す等の処理が行われる（ステップＳ１１６）。
【符号の説明】
【００４８】
１０    制御装置
１２    指令部
１４    機械動作処理部
１６    欠損判定部
１８    画像記憶部
３０    撮像式工具測定装置
１００    工作機械
１０８    主軸頭
１１０    主軸
１１２    テーブル
１２０    カバー
１２２    加工室
１２４    工具収納室
１２６    隔壁
１２８    開口部
１３０    シャッター
１３６    反射面
１３８    トラフ
１４２    第２の照明装置
１５０    カメラ
１５２    第１の照明装置
２００    工具マガジン
３００    工具交換装置
３０２    交換アーム
３０２ａ    グリッパ
３０２ｂ    グリッパ
３１０    シフタ
３１２    待機位置
３１４    工具授受位置
４００    工具
５００    ボーリングバー
【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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【国際調査報告】
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