特許ウォッチ

公開番号2025064428
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174192
出願日2023-10-06
発明の名称計測装置、加工機、プログラム及び被切削物の製造方法
出願人芝浦機械株式会社
代理人個人
主分類B23Q 17/24 20060101AFI20250410BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】工具の回転位置を計測できる計測装置を提供する。
【解決手段】計測装置4は、カメラ37と、計測処理部61と、を有している。カメラ37は、主軸7に保持されている工具101を撮像して画像IG1を取得する。計測処理部61は、画像IG1に基づいて工具101の回転位置を特定する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
主軸に保持されている工具を撮像して画像を取得するカメラと、
前記画像に基づいて前記工具の回転位置を特定する処理部と、
を有している計測装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記処理部は、前記画像における、前記工具と前記工具に隣接する周囲領域とのコントラストに基づいて前記工具の回転位置を特定する
請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記画像内において、前記工具の回転中心を含む領域を中心領域と称し、前記回転中心から離れた領域を非中心領域と称するとき、
前記処理部は、前記中心領域及び前記非中心領域のうち前記非中心領域のみと、前記周囲領域のうちの前記非中心領域に隣接する領域とのコントラストに基づいて前記工具の回転位置を特定する
請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記カメラは、前記工具が回転位置を変化させている状態で複数の第１画像を順次取得し、
前記処理部は、前記複数の第１画像に基づいて前記コントラストがピークになるときの前記工具の回転位置である第１回転位置を特定する
請求項２に記載の計測装置。
【請求項５】
前記カメラは、前記工具と前記カメラとの距離が変化している状態で複数の第２画像を順次取得し、
前記処理部は、前記複数の第２画像に基づいて前記コントラストがピークになるときの前記工具と前記カメラとの距離である第１距離を特定し、
前記複数の第１画像は、前記工具と前記カメラとの距離が前記処理部によって特定された第１距離である状態で前記工具が回転されて取得される
請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
前記画像内において、前記工具の回転中心を含む領域を中心領域と称し、前記回転中心から離れた領域を非中心領域と称するとき、
前記処理部は、前記中心領域及び前記非中心領域のうち前記中心領域のみと、前記周囲領域のうち前記中心領域に隣接する領域との前記コントラストに基づいて、前記第１距離を特定する
請求項５に記載の計測装置。
【請求項７】
前記複数の第１画像は、前記工具が１回転未満の第１範囲内で回転位置を変化させている状態で取得され、
前記処理部は、前記第１回転位置を特定した後、前記第１回転位置にある前記工具の画像に基づいて、当該画像内の前記工具の形状が所定のモデルに合致するか否か判定し、合致しない場合に、前記工具が前記第１範囲とは異なる範囲内で回転位置を変化させている状態で前記カメラによって取得された前記複数の画像に基づいて、前記コントラストがピークになるときの前記工具の回転位置を前記第１回転位置として特定し直す
請求項４に記載の計測装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記第１回転位置を特定した後、前記第１回転位置に基づいて所定の第２回転位置に位置決めされた前記工具の画像と、前記第１回転位置に基づいて前記第２回転位置とは１８０°異なる第３回転位置に位置決めされた前記工具の画像とを比較して、前記主軸に直交する方向における前記工具の位置ずれを特定する
請求項４に記載の計測装置。
【請求項９】
請求項１に記載の計測装置と、
前記主軸を含む機械部と、
前記処理部を含むとともに前記機械部を制御するコントローラと、
を有している加工機。
【請求項１０】
コンピュータを、主軸に保持されている工具を撮像した画像に基づいて前記工具の回転位置を特定する処理部として機能させる
プログラム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、工具の回転位置等を計測する計測装置、当該計測装置を含む加工機、前記計測装置に利用可能なプログラム、並びに、これらを利用した被切削物の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
工具を回転させてワークを切削する加工機（例えば工作機械）が知られている。また、このような加工機において、相対的に高速で回転される工具の回転数を制御するのではなく、相対的に低速で回転される工具の回転位置を制御する技術も知られている。例えば、特許文献１の技術では、工具のワークに対する平行移動に同期して工具の回転位置が制御され、これにより、工具の切れ刃が所望の軌跡に沿って移動する。その結果、上記の軌跡に応じた形状でワークが切削される。
【０００３】
また、加工機に取り付けられている工具を撮像した画像に基づく計測を行う技術が知られている。例えば、特許文献２及び３は、画像に基づいて工具の形状を計測する技術を開示している。特許文献３は、工具の回転がピントに及ぼす影響を説明している。ただし、特許文献３では、ピントが合っているか否かの情報は計測に利用されていない。特許文献４は、画像内の工具の鮮明度に基づいて撮像方向における工具の位置を計測する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－８７４２２号公報
国際公開第２０２０／０９０８４４号明細書
特開２０１８－１８５３１９号公報
特開２０２２－５３６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように工具の回転位置を制御する場合においては、加工機の制御装置には、例えば、工具を加工機の主軸に取り付けた後、工具の回転位置と、加工機の制御装置が用いる機械座標系における主軸の回転位置（別の観点では主軸の回転位置を検出するセンサの検出値）との対応関係を示す情報が入力されてよい。対応関係を示す情報は、予め想定されている対応関係からのずれ量を含む広い概念と捉えられてよい。そして、制御装置が上記情報に基づいて主軸の回転位置を制御することによって、工具の回転位置を所望の回転位置にしたり、及び／又は工具の回転位置の制御の精度を向上させたりすることができる。
【０００６】
従って、工具の回転位置を計測できる計測装置、加工機、プログラム及び被切削物の製造方法が待たれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る計測装置は、主軸に保持されている工具を撮像して画像を取得するカメラと、前記画像に基づいて前記工具の回転位置を特定する処理部と、を有している。
【０００８】
本開示の一態様に係る加工機は、上記計測装置と、前記主軸を含む機械部と、前記処理部を含むとともに前記機械部を制御するコントローラと、を有している。
【０００９】
本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、主軸に保持されている工具を撮像した画像に基づいて前記工具の回転位置を特定する処理部として機能させる。
【００１０】
本開示の一態様に係る被切削物の製造方法は、上記加工機を用いてワークを切削して被切削物を製造する方法であって、前記工具を所定の回転位置に位置決めした状態で前記工具と前記ワークとを相対移動させて前記ワークを前記工具によって切削するシェーパステップを有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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