JP2010162671A - 切削工具検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラにより撮像した切削工具のチップの画像を常に高精度に処理して切削工具の検査を正確に行うことができる切削工具検査システムを提供する。
【解決手段】 制御装置８０は、切削工具Ｔを検査位置に初期割り出ししたときの基準マークＭに基く基準マーク座標系における初期割出位置及び初期割出先端位置と、再割り出ししたときの再割出位置及び再割出先端位置を演算する。そして、初期割出位置と再割出位置を一致させたときの切削工具の移動量Ｂｍ．ｘと、チップＣの初期割出先端位置と再割出先端位置との差Ｂｔ．ｘを求める。そして、チップの摩耗量Ｂａ．ｘ＝（Ｂｔ．ｘ−Ｂｍ．ｘ）と所定の許容値とを比較し、摩耗量が許容値以内のときは該摩耗量を切削工具の移動位置にフィードバックする。また、摩耗量が許容値を超えているときは切削工具の交換を指令する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、工作機械に備えられた切削工具を撮像して該切削工具の状態、例えば折損や摩耗等を検査する切削工具検査システムに関する。

従来、旋盤、フライス盤、ターニングセンタ等の工作機械に装着された切削工具の状態、例えばチップの折損や摩耗等を検査する場合、工作機械の加工ゾーンに機械式のレバー型変位センサを配置し、切削加工の前後や合間にチップをレバー先端に接触させレバーの変位を測定して検査している。しかし、１回の接触ではチップの一面のみしか検査できないため、多面形状のチップを検査するには少なくとも２回接触させる必要があり検査時間がかかっていた。また、チップをレバー先端に接触させる速度が高速であると衝撃によりチップやレバー先端が破損するおそれがあるため、低速度で接触させなければならず検査時間がかかっていた。また、機械式のレバー型変位センサでは変位測定精度が数十μｍであるため、検査精度の向上に限界があった。

このような問題を解消する切削工具検査システムとして、カメラを用いて切削工具のチップ先端を撮像し、その画像をコンピュータを用いて画像処理してチップの状態を検査するシステムがある。例えば、特許文献１には、切削工具のチップが予め定められた検査位置に来るように切削工具の並進位置及び回転位置を制御し、検査位置にあるチップを所定の方向から撮影し、その画像を解析してチップの欠損の大きさを表わす指標のデータを取得する。そして、その指標データをシステム内部で予め定められた判定基準と比較し、チップの交換の必要性を自動的に判定する切削工具検査システムが開示されている。また、特許文献２には、切削工具を回転あるいは移動させてチップの状態をカメラにより複数撮像し、複数の画像の中から焦点が合った画像を選択的に用いて検査を行う切削工具検査システムが開示されている。

これらの切削工具検査システムによれば、カメラを用いて多面形状のチップ全体を一度に撮像し画像処理して検査することができるので、上記レバー型変位センサを用いて多面形状のチップを数度に亘って低速度で接触させ変位を測定して検査するよりも検査時間を短縮させることができる。また、光学式のカメラでは解像度を高めることにより数ミクロンもしくはそれ以下の高精度で検査することができる。

特開平１０−９６６１６号公報（段落０００７，０００９、図１，２） 特開２００１−２２７３１２号公報（段落００１１、図１）

上述したカメラを用いた切削工具検査システムでは、切削工具のチップの先端位置のみを測定してチップの摩耗量を求めている。そして、摩耗量が許容値以内のときは該摩耗量を切削工具の移動位置にフィードバックして工作物の加工精度を高め、摩耗量が許容値を超えているときは切削工具の交換を指示するようになっている。このように、切削工具のチップの先端位置のみを測定してチップの摩耗量を求めているため、該摩耗量が切削工具の移動量の誤差に隠れてしまう場合がある。そのような場合は摩耗量が許容値を超えていても切削工具の交換が指示されず工作物の加工不良が発生するおそれがある。

また、切削工具のチップの先端を撮像する検査位置は、主軸に取付可能な最大径を有する工作物とカメラとが干渉しないように、該最大径付近に設定されている。よって、検査位置はＸ軸スライド装置を進退移動させるボールねじの熱歪が最大となる位置となるため、検査後の切削工具により工作物の検査位置近傍箇所を切削加工する場合はボールねじの熱歪を補償するように作用するが、工作物の中心軸近傍箇所を切削加工する場合は逆に作用して加工精度を低下させるおそれがある。

本発明は、カメラにより撮像した切削工具の画像を常に高精度に処理して切削工具の検査を正確に行うことができる切削工具検査システムを提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、工作機械に備えられ、工作物を加工する切削工具を撮像して該切削工具の状態を検査する切削工具検査システムにおいて、前記切削工具を検査位置に第１の位置決めをしたとき、前記切削工具の第１位置及び第１先端位置を記憶し、前記切削工具を前記検査位置に第２の位置決めをしたとき、前記切削工具の第２位置及び第２先端位置を記憶し、前記第１先端位置と前記第２先端位置との差と、前記第１位置と前記第２位置との間の変位量とに基いて前記切削工具の摩耗量を求める制御装置を備えたことである。

請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、工作機械に備えられ、工作物を加工する切削工具を撮像して該切削工具の状態を検査する切削工具検査システムにおいて、前記切削工具を検査位置に第１の位置決めをしたとき、前記切削工具の第１位置及び第１先端位置を記憶し、表示された前記第１位置に前記切削工具の第２の位置が一致するように、前記切削工具が前記検査位置に第２の位置決めをされたとき、前記切削工具の第２先端位置を求め、該第２先端位置と前記第１先端位置との差に基いて前記切削工具の摩耗量を求める制御装置を備えたことである。

請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記制御装置は、前記切削工具の輪郭位置を求める基準となる基準位置及び前記切削工具を同一視野で撮像して該画像を処理し、前記基準位置に基く基準位置座標系における前記切削工具の前記第１及び第２位置並びに前記第１及び第２先端位置を記憶手段に記憶することである。

請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、前記基準位置を有する基準位置装置と、前記基準位置及び前記切削工具を前記検査位置で撮像する撮像手段を有する撮像装置とを備え、前記制御装置は、前記基準位置装置及び前記撮像装置並びに前記切削工具を前記検査位置に位置決めすることである。

請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１〜４の何れか一項において、前記制御装置は、前記第１位置と前記第２位置との差である前記切削工具の変位量を求めることである。

請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、工作機械に備えられ、工作物を加工する切削工具を撮像して該切削工具の状態を検査する切削工具検査システムにおいて、前記切削工具の装着部の前記工作物に対する移動方向に任意の距離離間した複数の基準点を有しており、該複数の基準点を検査位置に位置決めして各基準点の位置を測定し、測定した各基準点の位置の差分を各基準点の離間距離で比例配分して前記切削工具の移動に反映させることである。

請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項６において、前記複数の基準点は、前記装着部に設けられた基準点部材に形成されていることである。

請求項１に係る発明によれば、制御装置は、切削工具を検査位置に第１の位置決めをしたとき、切削工具の第１位置及び第１先端位置を記憶し、切削工具を検査位置に第２の位置決めをしたとき、切削工具の第２位置及び第２先端位置を記憶し、第１先端位置と第２先端位置との差と、第１位置と第２位置との間の変位量とに基いて切削工具の摩耗量を求めている。このように、切削工具の先端位置のみならず移動位置も加味して第１先端位置と第２先端位置との差を求めているので、該差が切削工具の移動量の誤差に隠れてしまうことはなく、画像処理精度を常に高レベルな状態に維持して切削工具の検査を正確に行うことができ、該切削工具による切削加工精度を向上させることができる。

請求項２に係る発明によれば、制御装置は、切削工具を検査位置に第１の位置決めをしたとき、切削工具の第１位置及び第１先端位置を記憶し、表示された第１位置に切削工具の第２の位置が一致するように、切削工具が検査位置に第２の位置決めをされたとき、切削工具の第２先端位置を求め、該第２先端位置と第１先端位置との差に基いて切削工具の摩耗量を求めている。このように、切削工具の第１位置と第２位置とを一致させて第１先端位置と第２先端位置との差を求めているので、該差が切削工具の移動量の誤差に隠れてしまうことはなく、画像処理精度を常に高レベルな状態に維持して切削工具の検査を正確に行うことができ、該切削工具による切削加工精度を向上させることができる。

請求項３に係る発明によれば、制御装置は、切削工具の輪郭位置を求める基準となる基準位置及び切削工具を同一視野で撮像して該画像を処理し、基準位置に基く基準位置座標系における切削工具の第１及び第２位置並びに第１及び第２先端位置を記憶手段に記憶する。これにより、記憶した第１及び第２位置並びに第１及び第２先端位置をそのまま用いることができ、切削工具の検査を迅速に行うことができる。

請求項４に係る発明によれば、制御装置は、基準位置を有する基準位置装置と、基準位置及び切削工具を検査位置で撮像する撮像手段を有する撮像装置と、切削工具とを検査位置に位置決めするので、撮像装置による基準位置装置と切削工具の同一視野での撮像を簡易に行うことができる。

請求項５に係る発明によれば、制御装置は、第１位置と第２位置との差である切削工具の変位量を求めているので、工作機械の熱歪等も含めた切削工具の検査を行うことができる。

請求項６に係る発明によれば、切削工具の装着部の工作物に対する移動方向に任意の距離離間した複数の基準点を有しており、該複数の基準点を検査位置に位置決めして各基準点の位置を測定し、測定した各基準点の位置の差分を各基準点の離間距離で比例配分して前記切削工具の移動に反映させている。これにより、検査位置を例えば大径用切削工具の加工径付近に設定、即ち装着部を移動させるボールねじの熱歪が最大となる位置に設定しても、検査後の大径用切削工具により工作物の検査位置近傍箇所を切削加工する場合、及び検査後の例えば小径用切削工具により工作物の中心軸近傍箇所を切削加工する場合はもとより、検査位置近傍箇所から工作物の中心軸近傍箇所の間を切削加工する場合も、ボールねじの熱歪を補償するように作用するので工作物の加工精度を高めることができる。
請求項７に係る発明によれば、装着部に設けられた基準点部材に複数の基準点を形成しているので、着脱自在な基準点部材を構成することができ、基準点の形成精度を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る切削工具検査システムを備えたタレット旋盤を示す正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は切削工具検査システムの周辺を示す正面図及び側面図である。 切削工具検査システムの正面図である。 切削工具検査システムの基準マークロッドを示す斜視図である。 切削工具検査システムのカメラロッドを示す斜視図である。 基準マークロッドの基準マークが形成されたゲージを示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は切削工具の検査のためのチップのエッジを求める説明図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は切削工具のチップの割出先端位置の座標値を求める説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はチップの初期割出位置及び再割出位置を一致させる説明図である。 タレット装置に装着されている第１及び第２の切削工具のチップ原点と基準マークと工作物原点と切削位置との位置関係を示す図である。 タレット装置のボールねじに熱歪等が生じていた場合の切削工具のチップの先端位置のずれを示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）はタレット装置のＸ軸方向のボールねじの熱歪を補償する際に使用する基準工具ゲージの側面図及び平面図である。 基準工具ゲージが取り付けられた切削工具検査システムの周辺を示す正面図である。 タレット装置のＺ軸方向及びＸ軸方向のボールねじの熱歪を補償する際に使用する基準工具ゲージの平面図である。 切削工具の検査においてカメラ等に切削粉や切削液が付着しているおそれがある場合の対応動作を示すフローチャートである。 切削工具の検査においてチップ及びカメラ等に切削粉や切削液が付着しているおそれがある場合の対応動作を示すフローチャートである。 切削工具の検査においてカメラ等に切削粉や切削液が付着しているおそれがある場合の別の対応動作を示すフローチャートである。 図１５に示すフローチャートにおいて切削工具のチップの先端部分を撮像した画像を示す図である。 基準マークロッドの基準マークが形成されたゲージの別形態を示す図である。 基準マーク用ブラシ及びカメラ用ブラシと、水噴射ノズルの別形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、タレット旋盤１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レット装置２０とが対向配置されている。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、図略の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のタレット装置２０側の先端部には、工作物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上に固設されている。

タレット装置２０には、タレット刃物台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。タレット刃物台２１上には、複数の切削工具Ｔが円周上等角度間隔に装着されている。このような構成のタレット装置２０は、Ｘ軸スライド２２に装着されている。Ｘ軸スライド２２は、Ｚ軸スライド２３上にＸ軸方向と平行な方向に移動可能に装架され、図略のＸ軸サーボモータにより図略のボールねじ機構を介して移動されるようになっている。Ｚ軸スライド２３は、ベッド２４上にＺ軸方向と平行な方向に移動可能に装架され、図略のＺ軸サーボモータにより図略のボールねじ機構を介して移動されるようになっている。さらに、タレット刃物台２１の工具装着部近傍には、気体、例えばエアーを切削工具Ｔの例えばチップＣ（図９参照。ハイス製のバイト等のチップを有さない切削工具のときは刃先部分）に向けて噴射し、チップの表面に付着している切削粉や切削液等を吹き飛ばして清掃するエアー噴射ノズル２５が設けられている。

タレット旋盤１内には、主軸台１０とタレット装置２０を覆うカバー２が設けられ、カバー２内には、主軸台１０側とタレット装置２０側と仕切る隔壁２ｃが設けられている。固定配置された主軸台１０に対してタレット装置２０が移動し、タレット刃物台２１上の切削工具Ｔによってチャック１２に把持された工作物Ｗの外周及び端面等を切削加工するが、このとき発生して飛散する切削粉や切削液等が主軸台１０等に付着しないように上記隔壁２ｃが設けられている。即ち、この隔壁２ｃで仕切られた主軸台１０側が隔離ゾーン３となっており、タレット装置２０側が加工ゾーン４となっている。なお、主軸１１は隔壁２ｃに設けられた穴から加工ゾーン４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。

更に、タレット旋盤１内には、切削工具Ｔの例えばチップを撮像して該チップの状態を検査する切削工具検査システム３０が設けられている。この切削工具検査システム３０は、チップの輪郭位置を求める基準となる基準マーク（基準位置）を有する基準マークロッド（基準位置装置）４０と、この基準マーク及びチップを撮像するカメラを有するカメラロッド（撮像装置）５０とを備えている。切削工具検査システム３０は、Ｚ軸方向と平行方向に移動可能なように主軸台１０に取り付けられている。なお、切削工具検査システム３０は、工作物を取り付ける部材であれば主軸台１０の他にベッド１３に取り付けるようにしても良い。

この切削工具検査システム３０について更に詳述すると、図３に示すように、基準マークロッド４０が下側に、カメラロッド５０が上側に位置すると共に、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０の長手方向がＺ軸方向と平行に、かつ基準マーク部４０ａ及びカメラ部５０ａが右方向を向くように配置されている。そして、基準マークロッド４０とカメラロッド５０の各左端部側の対向側面間が連結部材３２により連結されている。基準マークロッド４０は主軸台１０上にＺ軸方向に移動可能に装架され、左端部が駆動装置３３に連結されている。

駆動装置３３は、油圧シリンダもしくは空圧シリンダ等を備え、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０は、駆動装置３３によりＺ軸方向と平行方向に移動可能となっている。切削加工時は隔壁２ｃに設けられた出入口２ａ，２ｂのシャッタ３１ａ，３１ｂが閉じて、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０は隔離ゾーン３内の退避位置に位置しており、検査時はシャッタ３１ａ，３１ｂが開いて、基準マーク部４０ａ及びカメラ部５０ａが出入口２ａ，２ｂから加工ゾーン４側に突き出て検査位置に位置するようになっている。このシャッタ３１ａ，３１ｂにより切削加工時に発生して飛散する切削粉や切削液等の出入口２ａ，２ｂから隔離ゾーン３内への侵入を防止することができる。

基準マークロッド４０は、図３に示すように角部はＲ面取り等を施してなるべく突起が無い丸みのある直方体状に形成されている。これにより、隔離ゾーン３と加工ゾーン４との間の出入をスムーズに行うことができる。特に加工ゾーン４から隔離ゾーン３へ戻るときに引っ掛かりを無くすことにより、切削粉や切削液等の隔離ゾーン３内への侵入を防止することができる。基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａの上側面には、基準マークがインクにより印刷もしくはエッチング等により刻印された透明ガラス製のゲージ４１が埋設されている。

このゲージ４１の下面側には発光体４２が配置され、ゲージ４１の上面には透明ガラス製の防護体４３が配置されている。発光体４２は、発熱によるゲージ４１の熱歪を小さくするために撮像時のみ点灯するようになっている。なお、発光体４２の配線は基準マークロッド４０内を通されている。防護体４３は、防護体４３の表面が基準マークロッド４０の表面と面一となるように、かつ傷付き等により光透過性が低下したときに簡易に交換可能なように、嵌め込み等により基準マークロッド４０に取り付けられている。そして、防護体４３と基準マークロッド４０の境界は、シール部材によりシールされて基準マークロッド４０内は水密に保たれている。

更に、図４に示すように、基準マークロッド４０の防護体４３両側には、気体、例えばエアーを防護体４３の表面に向けて噴射し、防護体４３の表面に付着している切削粉や切削液等を吹き飛ばして清掃するエアー噴射ノズル４４が設けられている。エアー噴射ノズル４４は、板状に形成されて基準マークロッド４０の防護体４３両側にネジ止めされており、防護体４３の押さえも兼ねている。防護体４３両側に配置されたエアー噴射ノズル４４の対向面には、エアー噴射ノズル４４の内部に形成されたエアー流通路４４ｂに連通するエアー噴出口４４ａが横並びに３つ穿孔されている。エアー流通路４４ｂは、主軸台１０側に配置された図略のエアーポンプから基準マークロッド４０の内部を通る図略のエアー配管と接続されている。

なお、下側に配置されたエアー噴射ノズル４４のエアー噴出口４４ａの形成面は３０度の傾斜面に形成されているが、これは基準マークロッド４０が垂直方向に対し６０度後方に傾斜して配置されているため、エアー噴出口４４ａの形成面から切削粉や切削液等を落下させ易くするためである。即ち、エアー噴出口４４ａの形成面を垂直面に形成すると、該形成面に切削粉や切削液等が溜まるおそれがあるためである。なお、下側に配置されたエアー噴出口４４ａの形成面にさらに当該形成面に対し垂直方向にエアーを噴射するエアー噴出口を形成し、もしくはエアー噴出口４４ａを当該形成面に対し垂直方向にもエアーを噴射するように形成することにより、検査時に上方に位置する切削工具のチップにもエアーを噴射して、チップの表面に付着している切削粉や切削液等を吹き飛ばして清掃することができる。

カメラロッド５０も、図３に示すように角部はＲ面取り等を施してなるべく突起が無い丸みのある直方体状に形成されている。これにより、隔離ゾーン３と加工ゾーン４との間の出入をスムーズに行うことができる。特に加工ゾーン４から隔離ゾーン３へ戻るときに引っ掛かりを無くすことにより、切削粉や切削液等の隔離ゾーン３内への侵入を防止することができる。カメラロッド５０のカメラ部５０ａの下側面には、透明ガラス製の防護体５１が埋設されている。カメラ部５０ａの内部であって防護体５１の上方には、反射ミラー５２がＸ軸方向に対し左回りに４５度傾斜して配置され、カメラ部５０ａの内部であって反射ミラー５２の左方には、集光用のレンズ５３を備えたＣＣＤ等のカメラ５４が配置されている。防護体５１は、防護体５１の表面がカメラロッド５０の表面と面一となるように、かつ傷付き等により光透過性が低下したときに簡易に交換可能なように、嵌め込み等によりカメラロッド５０に取り付けられている。そして、防護体５１とカメラロッド５０の境界は、シール部材によりシールされてカメラロッド５０内は水密に保たれている。

更に、図５に示すように、カメラロッド５０の防護体５１両側には、気体、例えばエアーを防護体５１の表面に向けて噴射し、防護体５１の表面に付着している切削粉や切削液等を吹き飛ばして清掃するエアー噴射ノズル５５が設けられている。エアー噴射ノズル５５は、板状に形成されてカメラロッド５０の防護体５１両側にネジ止めされており、防護体５１の押さえも兼ねている。防護体５１両側に配置されたエアー噴射ノズル５５の対向面には、エアー噴射ノズル５５の内部に形成されたエアー流通路５５ｂに連通するエアー噴出口５５ａが横並びに３つ穿孔されている。エアー流通路５５ｂは、主軸台１０側に配置された前述のエアーポンプからカメラロッド５０の内部を通る図略のエアー配管と接続されている。なお、エアー噴射ノズル４４，５５は、何れか一方のみ設けるようにしても良い。

図３に示すように、隔壁２ｃの出入口２ａ，２ｂ近傍であって隔離ゾーン３側の壁面には、特に基準マークロッド４０の防護体４３の表面及びカメラロッド５０の防護体５１の表面を清浄する基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２と、各ブラシ６１，６２による清浄時に流体、例えば水又はエアーを含む水を噴き付ける水噴射ノズル６３が固定配置されている。水噴射ノズル６３は、棒状に形成されて内部に形成された水流通路６３ｃと連通する水噴出口６３ａ，６３ｂが両端に穿孔されている。水流通路６３ｃは、主軸台１０側に配置された図略のポンプから延びる配管と接続されている。基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２は、毛先が基準マークロッド４０の上側面及びカメラロッド５０の下側面と摺接するように水噴射ノズル６３の水噴出口６３ａ，６３ｂ近傍に取り付けられているため、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０が隔離ゾーン３と加工ゾーン４との間を移動する度に、防護体４３の表面及び防護体５１の表面を自動的に清浄することができる。なお、基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２は、何れか一方のみ設けるようにしても良い。
上述した主軸台１０、タレット装置２０及び切削工具検査システム３０等は、図１に示すタレット旋盤１の右上部に設置されている演算手段８１や記憶手段８２等を備えた制御装置８０により制御される。

ここで、切削工具のチップを画像処理により検査する場合、切削工具のチップは様々な角度からカメラの視野に侵入してくるため、例えば視野の中心に基準マークを形成したときは該基準マークがチップにより隠されて画像処理不可となったり、チップの画像を十分に取り込むことができないことがある。このため、基準マークの画像とチップの画像を別々に取り込む必要があり、検査が長時間掛かっていた。

本実施形態の基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａに備えられたゲージ４１は、図６に示すように、透明ガラスにより四角形状に形成されており、外周内側に沿って２８個の基準マークＭがインクにより印刷もしくはエッチング等により刻印されている。そして、基準マークＭの内側に形成される図示一点鎖線で囲まれた四角形状のエリアが、切削工具のチップを全体的に検査するときに用いる総合測定エリアＡＡであり、更にその内側に形成される図示二点鎖線で囲まれた四角形状のエリアが、切削工具のチップの先端を検査するときに用いる刃先測定エリアＡＣである。このようなゲージ４１に形成された複数の基準マークＭがカメラ５４の視野に取り込まれるため、切削工具のチップが様々な角度からカメラ５４の視野に侵入しても基準マークＭの画像とチップの画像を一括で取り込んで以下で説明する第１の方法又は第２の方法により画像処理することができる。

第１の方法は、先ず、２８個の基準マークＭをグループ分けする。例えば、ゲージ４１の左辺に沿って形成されている７個の基準マークＭとゲージ４１の下辺に沿って形成されている８個（角の１個は重複しているため除外）の基準マークＭを第１グループとする。ゲージ４１の左辺に沿って形成されている７個の基準マークＭとゲージ４１の上辺に沿って形成されている８個（角の１個は重複しているため除外）の基準マークＭを第２グループとする。ゲージ４１の右辺に沿って形成されている７個の基準マークＭとゲージ４１の上辺に沿って形成されている８個（角の１個は重複しているため除外）の基準マークＭを第３グループとする。ゲージ４１の右辺に沿って形成されている７個の基準マークＭとゲージ４１の下辺に沿って形成されている８個（角の１個は重複しているため除外）の基準マークＭを第４グループとする。そして、２８個全部の基準マークＭの重心Ｇを求めると共に、各グループの基準マークＭの重心Ｇ１〜Ｇ４を求め、重心Ｇと重心Ｇ１〜Ｇ４との差のベクトルＶ１〜Ｖ４を求めてコンピュータのメモリに格納しておく。

次に、切削工具のチップの検査においてチップがカメラ５４の視野に侵入して、例えば第３グループの基準マークＭを認識することができないときは、第１グループの基準マークＭが認識可能であるため、そのときの第１グループの基準マークＭの重心ｇ１を求める。そして、第１グループの基準マークＭに対応する差のベクトルＶ１をコンピュータのメモリから読み出し、先に求めた第１グループの基準マークＭの重心ｇ１と読み出した第１グループの基準マークＭに対応する差のベクトルＶ１とから全部の基準マークＭの重心ｇを求める。そして、この重心ｇを用いてチップの輪郭位置（エッジ及びノーズＲ）を求めてチップの折損や摩耗等を検査する。

第２の方法は、先ず、２８個の基準マークＭの夫々（Ｍ１〜Ｍ２８とする）から２８個全部の基準マークＭの重心Ｇまでの補正ベクトルｖ１〜ｖ２８を求めてコンピュータのメモリに格納しておく。次に、切削工具のチップの検査においてチップがカメラ５４の視野に侵入して、例えば基準マークＭ１〜Ｍ８を認識することができないときは、認識可能な残りの基準マークＭ９〜Ｍ２８に対応する補正ベクトルｖ９〜ｖ２８により各重心ｇ９〜ｇ２８を求めてそれらの平均値を求める。そして、求めた平均値を全部の基準マークＭの重心ｇ０とし、この重心ｇ０を用いてチップの輪郭位置（エッジ及びノーズＲ）を求めてチップの折損や摩耗等を検査する。

以上の各方法によれば、基準マークＭと切削工具のチップの関係は変化しないので、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａが所定の検査位置に停止した際にその停止位置にズレが生じても、そのときの基準マークＭの重心ｇ又はｇ０の絶対位置から求まる切削工具のチップの輪郭位置にズレは生じない。よって、切削加工前の切削工具のチップの輪郭位置と切削加工後の切削工具のチップの輪郭位置とを比較することにより、チップの折損や摩耗等を高精度に検査することができる。

ここで、発明が解決しようとする課題で述べたように、従来は切削工具のチップの先端位置のみを測定してチップの摩耗量を求めているため、該摩耗量が切削工具の移動量の誤差に隠れてしまう場合がある。そこで、本実施の形態ではチップの摩耗量を求める際に切削工具の移動位置も測定してかかる問題を解消しており、以下に図を参照して説明する。

制御装置８０は、先ず、使用前の切削工具Ｔを検査位置に初期割り出し（第１の位置決め）したとき、基準マークＭ及び切削工具ＴのチップＣをカメラ５４により同一視野で撮像して該画像を処理し、基準マークＭに基く基準マーク座標系における切削工具Ｔの初期割出位置（第１位置）を求めるためのチップＣのパターンマッチング用テンプレートを作成する。具体的には、図７（Ａ）に示すように、切削工具ＴのチップＣを刃先測定エリアＡＣ内に位置決めし、総合測定エリアＡＡの刃先測定エリアＡＣを除いた部分にてシークラインＬａを自動生成し、チップＣのエッジを求めてチップＣの初期割出位置とする。または、図７（Ｂ）に示すように、切削工具ＴのチップＣを刃先測定エリアＡＣ内に位置決めし、総合測定エリアＡＡ全体の部分にてシークラインＬａを自動生成し、チップＣのエッジを求めてチップＣの初期割出位置とする。このシークラインＬａは、基準マーク座標系が形成する２次元仮想画面内に撮像されたチップＣのエッジと直角方向に延在され、輝度の変化率が極大値（暗から明に変化する点）となる点を中心とする所定長さの複数の線分で、チップＣのエッジの位置、即ちチップＣの初期割出位置を求めるものである。

さらに、図８（Ａ）に示すように、刃先測定エリアＡＣ内において下方に向かう複数のシークラインＬｂを所定間隔で設定し、輝度の変化率の極大値（暗から明に変化する点）が最下点（エッジＥｂ）となるシークラインＬｂｍを求めてＸ方向切削線とする。同様に、図８（Ｂ）に示すように、刃先測定エリアＡＣ内において左方に向かう複数のシークラインＬｃを所定間隔で設定し、輝度の変化率の極大値（暗から明に変化する点）が最左点（エッジＥｃ）となるシークラインＬｃｍを求めてＺ方向切削線とする。そして、図８（Ｃ）に示すように、Ｘ方向切削線Ｌｂｍと、このＸ方向切削線Ｌｂｍに平行であってＺ方向切削線ＬｃｍのエッジＥｃを通る線Ｌｂｐとの距離Ｒｚを求める。同様に、Ｚ方向切削線Ｌｃｍと、このＺ方向切削線Ｌｃｍに平行であってＸ方向切削線ＬｂｍのエッジＥｂを通る線Ｌｃｐとの距離Ｒｘを求め、線Ｌｂｐと線Ｌｃｐとの交点を基準マーク座標系におけるチップＣの初期割出先端位置（Ｚ０，Ｘ０）（第１先端位置）とする。距離Ｒｚと距離Ｒｘのうち、大きい方をチップＣの先端のノーズＲとここではみなす。

次に、使用後の切削工具Ｔを検査位置に再割り出し（第２の位置決め）したとき、基準マークＭに基く基準マーク座標系における切削工具ＴのチップＣの再割出位置（第２位置）及びチップＣの再割出先端位置（Ｚ１，Ｘ１）（第２先端位置）を上述した方法により求める。そして、図９（Ａ）に示すチップＣの初期割出位置に図９（Ｂ）に示すチップＣの再割出位置を画像処理で一致させたときの切削工具Ｔの移動量Ｂｍ．ｘと、チップＣの初期割出先端位置のＸ座標値Ｘ０と再割出先端位置のＸ座標値Ｘ１との差Ｂｔ．ｘを求める。このときのチップＣの摩耗量Ｂａ．ｘは、Ｂｔ．ｘ−Ｂｍ．ｘで表される。この移動量Ｂｍ．ｘが初期割出位置と再割出位置との間の変位量である。図では便宜上、Ｘ軸方向のみを示しているが、Ｚ軸方向も同様である。

そして、チップＣの摩耗量Ｂａ．ｘと所定の許容値とを比較し、摩耗量Ｂａ．ｘが許容値以内のときは差Ｂｔ．ｘを切削工具Ｔの移動位置にフィードバックすることにより、工作物の加工精度を高めることができる。また、摩耗量Ｂａ．ｘが許容値を超えているときはチップＣの折損等の異常と判断する。そして、切削工具Ｔの交換を指示するメッセージを表示したり警告ランプや警告ブザーをオンすることにより、加工不良の発生を未然に防止することができる。

上述の例では、使用後の切削工具Ｔを検査位置に再割り出ししたとき、基準マークＭ及びチップＣをカメラ５４により同一視野で撮像してチップＣの再割出位置を求め、チップＣの初期割出位置とチップＣの再割出位置を画像処理で一致させているが、使用後の切削工具Ｔを検査位置に仮再割り出しし、基準マークＭ及び切削工具ＴのチップＣをカメラ５４により同一視野で撮像しながら、使用後のチップＣがチップＣの初期割出位置を示すチップＣのパターンマッチング用テンプレートと一致するように切削工具Ｔを検査位置に再割り出しした後に、基準マークＭ及びチップＣを同一視野で撮像して制御装置８０に取り込み、このときの基準マーク座標系におけるチップＣの再割出先端位置（Ｚ１，Ｘ１）を求め、チップＣの初期割出先端位置のＸ座標値Ｘ０と再割出先端位置のＸ座標値Ｘ１との差Ｂｔ．ｘを求める。この場合は、チップＣの摩耗量Ｂａ．ｘは、差Ｂｔ．ｘで表される。

本実施の形態によれば、このように切削工具Ｔの移動量の誤差に関係なくチップＣの摩耗量Ｂａ．ｘを測定できるだけでなく、逆にチップＣの摩耗量Ｂａ．ｘに関係なく切削工具Ｔの移動量の誤差を補正できるため、例えばタレット装置２０のボールねじの熱歪等の補正に利用することができ、以下に図を参照して説明する。
図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、タレット装置２０には同一の工作物Ｗを加工するための第１の切削工具Ｔ１及びこの第１の切削工具Ｔ１とは長さとオフセット量が異なる第２の切削工具Ｔ２が装着されているものとする。ここで、工作物Ｗの軸方向の長さの基準は、工作物Ｗの端面が当接されるチャック１２の当金の端面Ｗｆとし、工作物Ｗの径方向の大きさの基準は、工作物Ｗを把持するチャック１２が取り付けられた主軸１１の中心軸ＷＣとし、端面Ｗｆと中心軸ＷＣとの交点を工作物原点（Ｗｚｏ，Ｗｘｏ）とする。そして、検査位置に位置している基準マークロッド４０の基準マークＭに基く基準マーク座標系の原点の機械座標系における座標値であるマーク中心（ＭＣｚ，ＭＣｘ）から工作物原点（Ｗｚｏ，Ｗｘｏ）までのオフセット量をＦ（ベクトル）とする。

制御装置８０は、Ｘ軸およびＺ軸サーボモータを駆動し、Ｘ軸スライド２２およびＺ軸スライド２３を移動させ、先ず、第１の切削工具Ｔ１のチップＣ１の先端を、タレット装置２０が機械原点（Ｚｏ，Ｘｏ）に位置しているときのチップ原点（Ｃ１ｚｏ，Ｃ１ｘｏ）からマーク中心（ＭＣｚ，ＭＣｘ）に向かって移動量Ｐ１（ベクトル）移動させる。ここで、タレット装置２０のボールねじに熱歪等が生じていた場合、例えば図１１に示すように、チップＣ１の先端はマーク中心（ＭＣｚ，ＭＣｘ）から（Ｒｚ，Ｒｘ）だけずれて位置することになる。チップＣ１を移動させた後に、基準マークＭ及びチップＣ１の先端部をカメラ５４により同一視野で撮像して画像処理し、基準マーク座標系におけるチップＣ１の先端位置の座標値であるずれ量をＲ１（ベクトル）を演算する。そして、チップＣ１の先端をチップ原点（Ｃ１ｚｏ，Ｃ１ｘｏ）からマーク中心（ＭＣｚ，ＭＣｘ）まで正確に移動させる移動量をＱ１（ベクトル）とすると、Ｑ１はＰ１からＲ１を減算したものとなる。

次に、工作物Ｗを第１の切削工具Ｔ１により所定位置まで切削加工したときの工作物Ｗの長さＷｚと半径Ｗｘを測定し、工作物原点（Ｗｚｏ，Ｗｘｏ）から該切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）までをＵ（ベクトル）とし、チップ原点（Ｃ１ｚｏ，Ｃ１ｘｏ）から該切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）までの移動量をＶ１（ベクトル）とすると、Ｖ１はＱ１とＦとＵを加算したものとなる。移動量Ｖ１は、チップＣ１の先端をチップ原点（Ｃ１ｚｏ，Ｃ１ｘｏ）から切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）まで移動させるために、タレット装置２０が移動された移動量として検出できる。以上から全ての切削工具について同一（ただし、切削反力は無視）のオフセット量Ｆを決定することができる。

このため、第１の切削工具Ｔ１から第２の切削工具Ｔ２に変更して切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）から切削加工を開始するときは、第２の切削工具Ｔ２のチップＣ２の先端を、タレット装置２０が機械原点（Ｚｏ，Ｘｏ）に位置しているときのチップ原点（Ｃ２ｚｏ，Ｃ２ｘｏ）からマーク中心（ＭＣｚ，ＭＣｘ）に向かって移動量Ｐ２（ベクトル）移動させる。チップＣ２を移動させた後に、基準マークＭ及びチップＣ２の先端部をカメラ５４により同一視野で撮像し、チップＣ２の先端のずれ量をＲ２（ベクトル）を演算する。チップＣ２の先端をチップ原点（Ｃ１ｚｏ，Ｃ１ｘｏ）からマーク中心（ＭＣｚ，ＭＣｘ）まで正確に移動させる移動量をＱ２（ベクトル）とすると、Ｑ２はＰ２からＲ２を減算したものとなる。そして、チップ原点（Ｃ１ｚｏ，Ｃ１ｘｏ）から上記切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）までの移動量をＶ２（ベクトル）とすると、Ｖ２はＱ２とＦとＵを加算したものとなる。この場合、Ｕは工作物原点（Ｗｚｏ，Ｗｘｏ）から該切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）までの移動量（ベクトル）である。これにより、第１の切削工具Ｔ１から第２の切削工具Ｔ２に変更し、第２の切削工具Ｔ２を切削位置（Ｗｚ，Ｗｘ）まで移動させるとき、誤差補正した移動量Ｖ２（ベクトル）を上述のように第２の切削工具Ｔ２のずれ量Ｒ２を求めるだけで容易、迅速に演算し加工を直に開始することができる。

また、発明が解決しようとする課題で述べたように、従来は検査位置をボールねじの熱歪が最大となる位置に設定していたため、検査後の切削工具により工作物の検査位置近傍箇所を切削加工する場合はボールねじの熱歪を補償するように作用するが、工作物の中心軸近傍箇所を切削加工する場合は逆に作用して加工精度を低下させるおそれがある。そこで、本実施の形態ではタレット装置２０のタレット刃物台２１に以下に詳述する基準工具ゲージ（基準点部材）を設けてかかる問題を解消しており、以下に図を参照して説明する。

図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この基準工具ゲージ９０は、帯状であって両端が一方向（図では左方向）に直角に折れ曲がった形状の鋼板でなり、Ｘ軸方向のボールねじの熱歪を補償する際に使用される。一方（図では下方）の折れ曲がり部９１の外側の辺の角部（基準点）９１ａと、他方（図では上方）の折れ曲がり部９２の内側の辺の角部（基準点）９２ａとの間は、大径用切削工具と小径用切削工具の加工径の差に応じて設定された所定距離ＬＸだけＸ軸方向に離間するように形成されている。この第１の基準点９１ａと第２の基準点９２ａとの距離ＬＸは、予め測定されて制御装置８０の記憶手段８２に格納されている。

この基準工具ゲージ９０は、図１３に示すように、タレット装置２０のタレット刃物台（装着部）２１の１つの工具取付ポジションにおいて、第１の基準点９１ａが刃物台外周側（切削加工するときの切削工具ＴのチップＣの先端位置と略同一の位置）に位置し、第２の基準点９２ａが刃物台中心側に位置し、かつ第１の基準点９１ａと第２の基準点９２ａとを通る直線がＸ軸方向を向くように取り付けられる。この例においては、第１の基準点９１ａと第２の基準点９２ａとの距離ＬＸは、工作物Ｗの中心軸ＷＣと基準マークロッド４０の中心線ＢＣ（検査位置）との距離ｌｘと略同一に設定されている。ただし、必ずしも距離ＬＸを距離ｌｘと略同一に設定する必要はなく、任意の距離であって良い。

制御装置８０は、タレット装置２０をＺ，Ｘ軸方向に移動させて基準工具ゲージ９０の第１の基準点９１ａを検査位置に割り出し、基準マーク座標系における第１の基準点９１ａの位置を測定する。続いて、タレット装置２０をＸ軸方向に移動させて基準工具ゲージ９０の第２の基準点９２ａを検査位置に割り出し、基準マーク座標系における第２の基準点９２ａの位置を測定する。そして、測定した第１の基準点９１ａの位置と第２の基準点９２ａの位置との差分を求め、記憶手段８２に格納されている第１の基準点９１ａと第２の基準点９２ａとの距離ＬＸで比例配分し、検査位置から工作物Ｗの中心軸ＷＣまでのＸ軸方向の切削工具の移動に反映させる。これにより、検査位置を大径用切削工具の加工径付近に設定、即ちタレット装置２０をＸ軸方向に移動させるボールねじの熱歪が最大となる位置に設定しても、検査位置近傍箇所から工作物Ｗの中心軸ＷＣ近傍箇所の間を切削加工する場合にボールねじの熱歪を補償するように作用するので、工作物Ｗの加工精度を高めることができる。

図１４に示す基準工具ゲージ９３は、逆Ｌ字状の鋼板でなり、Ｘ軸方向のみならずＺ軸方向のボールねじの熱歪も補償する際に使用される。即ち、図１２に示す基準工具ゲージ９０と同様のＸ軸方向の第１の基準点９１ａ及び第２の基準点９２ａがＬ字の一辺に形成されていると共に、Ｚ軸方向の第１の基準点９４ａ及び第２の基準点９５ａがＬ字の他辺に形成されている。Ｚ軸方向の第１の基準点９４ａと第２の基準点９５ａとの間は、工作物Ｗの軸方向の長さに応じて設定された所定距離ＬＺだけＺ軸方向に離間するように形成されている。この場合も図１２に示す基準工具ゲージ９０と同様の方法により、検査位置を工作物Ｗの自由端側の端面付近に設定、即ちタレット装置２０をＺ軸方向に移動させるボールねじの熱歪が最大となる位置に設定しても、工作物Ｗの自由端側の端面近傍箇所からチャック１２側の端面近傍箇所の間を切削加工する場合にボールねじの熱歪を補償するように作用するので、工作物Ｗの加工精度を高めることができる。

なお、上述した基準工具ゲージ９０，９３は、第１の基準点９１ａ，９４ａ及び第２の基準点９２ａ，９５ａの２箇所を測定する構成であるが、第１の基準点９１ａ，９４ａと第２の基準点９２ａ，９５ａとの間を櫛歯状に形成し、各櫛歯を基準点として測定する構成としても良い。また、櫛歯の代わりにゲージに複数の穴を並列に穿孔し、各穴を基準点として測定する構成としても良い。また、基準工具ゲージ９０，９３は鋼板を用いたが、ガラス板を用いても良い。

また、従来は切削粉や切削液がカメラやチップに付着した場合は切削加工後に撮像したチップの画像処理において誤って判断される場合があり、工作物の加工精度を低下させるおそれがある。このような場合は、カメラやチップから切削粉や切削液を取り除いた後にチップの画像を再度取り込む必要があるが時間的ロスが発生する。さらに、切削粉や切削液がチップに付着した場合は単にそれらが付着しているだけであるか、チップに異常が発生したのであるかが判別できない場合がある。そこで、本発明ではエアー噴射ノズル４４，５５と、基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２を利用してかかる問題を解消しており、以下に図を参照して説明する。

使用前の切削工具Ｔがタレット刃物台２１に装着されたとき、制御装置８０は、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａ並びに使用前の切削工具Ｔを検査位置に初期割り出しし、基準マークＭ及び切削工具ＴのチップＣをカメラ５４により同一視野で撮像した画像を記憶手段８２に記憶している。さらに、制御装置８０は、防護体５１，４３の表面に切削粉や切削液等が付着していない状態において、切削工具ＴのチップＣを離脱したときの該総合測定エリアＡＡをカメラ５４により撮像した画像（以下、総合測定エリアＡＡの初期画像という）を記憶手段８２に記憶している。なお、総合測定エリアＡＡの初期画像は、防護体５１，４３の表面に切削粉や切削液等が付着していない状態であれば何時の段階で撮像されたかは問わない。使用前の切削工具Ｔによる加工量が設定値に到達したとき、図１５または図１６に示す第１実施例または第２実施例のフローチャートが実行される。

図１５のフローチャートでは、制御装置８０は、ステップ１において、隔壁２ｃの出入口２ａ，２ｂのシャッタ３１ａ，３１ｂを開き、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａを出入口２ａ，２ｂから加工ゾーン４側に突き出させて検査位置に再割り出しする。同時に、タレット刃物台２１に装着されている切削工具ＴのチップＣが基準マークロッド４０のゲージ４１の上方の検査位置に再割り出しされるようにタレット装置２０を移動させる。このときの基準マーク部４０ａ（ゲージ４１）からチップの検査位置までの距離は、基準マーク部４０ａ（ゲージ４１）からカメラ部５０ａ（カメラ５４）までの距離よりも極めて小さくなるように設定されているため、カメラ部５０ａ（カメラ５４）が水平方向（Ｚ軸方向）に変位しても該変位は検査において無視することができる。

ステップ２，３において、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０のエアー噴射ノズル４４，５５からエアーを防護体５１，４３の表面に向けて所定時間噴射して防護体４３，５１の表面を清掃する。このときエアー噴射ノズル４４，５５の何れか一方のみからエアーを噴射するようにしても良い。ステップ３，４において、エアーが所定時間噴射されたと判断されたらエアーの噴射を停止する。そして、ステップ５において、基準マーク部４０ａの発光体４２を発光させてカメラ部５０ａのカメラ５４により切削工具ＴのチップＣを撮像し、当該画像を第１処理画像（再割出時の切削工具の再取込画像）として取り込んで記憶手段８２に記憶する。つまり、基準マーク部４０ａの発光体４２で発光した光は、ゲージ４１と防護体４３を透過してカメラ部５０ａに照射され、カメラ部５０ａの防護体５１を透過した光は、反射ミラー５２で９０度反射されレンズ５３で集光されてカメラ５４に達するので、ゲージ４１に記された基準マークＭと共に切削工具のチップを同一視野で撮像することができる。なお、反射ミラー５２からの画像は左右が反転しているが、ソフトウエア処理により元の状態に戻すようにする。

ステップ６において、切削工具ＴのチップＣがゲージ４１の総合測定エリアＡＡから離脱するまでタレット装置２０を移動させ、ステップ７において、切削工具ＴのチップＣが離脱した状態の総合測定エリアＡＡをカメラ５４により撮像した画像を第２処理画像（測定エリアの再取込画像）とし、第２処理画像が記憶手段８２に記憶された総合測定エリアＡＡの初期画像と比較して一致するか否かを判定する。そして、第２処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と一致するときは、後述するステップ１３に進む。

ステップ７において第２処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と一致しないときはステップ８において基準マークロッド４０及びカメラロッド５０のエアー噴射ノズル４４，５５からエアーを防護体５１，４３の表面に向けて噴射して防護体４３，５１の表面を清掃する。このときエアー噴射ノズル４４，５５の何れか一方のみからエアーを噴射するようにしても良い。それと共に、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａを出入口２ａ，２ｂから隔離ゾーン３側に引き込んで退避位置に位置決めする。このとき、毛先が基準マークロッド４０の上側面及びカメラロッド５０の下側面と摺接するように取り付けられている基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２により、防護体４３の表面及び防護体５１の表面は自動的に清浄される。なお、基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２の何れか一方のみにより自動清浄するようにしても良い。

そして、ステップ９において、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａを出入口２ａ，２ｂから加工ゾーン４側に突き出させて検査位置に再々割り出しし、ステップ１０において、自動清浄後の総合測定エリアＡＡをカメラ５４により撮像した画像を第３処理画像（自動清浄後の測定エリアの再々取込画像）とし、第３処理画像が記憶手段８２に記憶された総合測定エリアＡＡの初期画像と比較して一致するか否かを判定する。そして、両画像が一致しないときは、エアー噴射及び自動清浄では総合測定エリアＡＡから切削粉等を除去することが不可能と判断する。そして、ステップ１１において、防護体４３，５１の表面を手動により清浄するように指示するメッセージを表示したり警告ランプや警告ブザーをオンし、ステップ１０に戻って手動清浄した後の総合測定エリアＡＡをカメラ５４により撮像した画像を第４処理画像とし、第４処理画像が記憶手段８２に記憶された総合測定エリアＡＡの初期画像と比較して一致するか否かを再度判定する。

ステップ１０において、両画像が実質的に一致するときは、ステップ１２において、切削工具ＴのチップＣを検査位置に再々割り出ししてカメラ５４により撮像し、当該画像を第５処理画像（再々割出時の切削工具の再々取込画像）として取り込んで記憶手段８２に記憶する。そして、ステップ１３において、前述のように記憶手段８２に格納した第１処理画像もしくは第５処理画像を処理してチップＣの先端の摩耗量を演算する。そして、ステップ１４において、切削工具ＴのチップＣが切削開始位置に位置決めされるようにタレット装置２０を移動させると共に、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａを出入口２ａ，２ｂから隔離ゾーン３側に引き込んで退避位置に位置決めして全ての処理を終了する。

このように、切削工具ＴのチップＣを検査位置に再割出しした後、気体を防護体５１，４３の表面に噴き付け、再割出時の切削工具ＴのチップＣをカメラ５４で撮像して第１処理画像を取り込んでから、切削工具ＴのチップＣを総合測定エリアＡＡから離脱して第２処理画像を再取り込みしている。そして、第２処理画像が記憶手段８２に記憶された総合測定エリアＡＡの初期画像と実質的に一致するか否かを判定することにより、防護体４３の表面及び防護体５１の表面に切削粉や切削液が付着していないことを確認してから画像処理を行っているので、チップＣの先端の摩耗量を付着した切削粉や切削液の影響を受けずに正確に求めることができる。また、気体を防護体５１，４３の表面に噴き付けて直に再割出時の検査位置における切削工具ＴのチップＣの画像を取り込んでいるため、第２処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と実質的に一致するときは切削工具ＴのチップＣの画像を再度取り込む必要が無く、直に正常な画像処理を行うことができるので、切削工具ＴのチップＣの検査時間を大幅に短縮させることができると共に、工作物Ｗの切削加工を高精度に行うことができる。

第２処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と実質的に一致しないときは、気体を防護体５１，４３の表面に再度噴き付け、さらに出入口２ａ，２ｂに配置されている基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２により防護体５１，４３の表面を自動清浄しているので、最初の気体の噴き付けでは防護体５１，４３の表面から除去し損ねた切削粉や切削液を除去することができる。そして、第３処理画像を取り込んで該画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と実質的に一致するか否かを判定することにより、防護体４３の表面及び防護体５１の表面に切削粉や切削液が付着していないことを確認してから画像処理を行っているので、チップＣの先端の摩耗量を付着した切削粉や切削液の影響を受けずに正確に求めることができる。さらに、エアーを噴き付けたり自動清浄しても第３処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と実質的に一致しないときは、防護体４３，５１の表面に付着した切削粉や切削液をエアー噴射及び自動清浄では取り除くことが不可能と判断して防護体４３，５１の表面を手動により清浄するように指示しているので切削粉や切削液を確実に除去することができ、チップＣの先端の摩耗量を付着した切削粉や切削液の影響を受けずに正確に求めることができる。

図１６に示すフローチャートでは、制御装置８０は、ステップ２１において、タレット装置２０のエアー噴射ノズル２５からエアーを切削工具ＴのチップＣの表面に向けて所定時間噴射してチップＣの表面を清掃する。ステップ２２，２３において、エアーが所定時間噴射されたと判断されたらエアーの噴射を停止する。そして、ステップ２４において、隔壁２ｃの出入口２ａ，２ｂのシャッタ３１ａ，３１ｂを開き、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａを出入口２ａ，２ｂから加工ゾーン４側に突き出させて検査位置に再割り出しする。同時に、タレット刃物台２１に装着されている切削工具ＴのチップＣが基準マークロッド４０のゲージ４１の上方の検査位置に再割り出しされるようにタレット装置２０を移動させる。そして、以降のステップ５〜１４の動作は図１５で説明した第１実施例と同一であるため説明は省略する。この例では、エアーを切削工具ＴのチップＣの表面に噴き付けて切削粉や切削液を除去した後、再割出時の検査位置における切削工具Ｔの画像を取り込んでいるため、切削工具Ｔに付着した切削粉、切削液がゲージ４１上に落下することが防止できる。

上述したステップ６の動作、即ち切削工具ＴのチップＣがゲージ４１の総合測定エリアＡＡから離脱するまでタレット装置２０を移動させる動作を実行しなくても同様の処理が可能であり、以下図を参照して説明する。制御装置８０は、使用前の切削工具Ｔがタレット刃物台２１に装着されたとき、基準マークロッド４０の基準マーク部４０ａ及びカメラロッド５０のカメラ部５０ａ並びに使用前の切削工具Ｔを検査位置に初期割り出しし、基準マークＭ及び切削工具ＴのチップＣをカメラ５４により同一視野で撮像した図１８（Ａ）に示す総合測定エリアＡＡの初期画像を記憶手段８２に記憶している。切削工具Ｔによる加工量が設定値に到達したとき、図１７に示す第３実施例のフローチャートが実行される。

図１７のフローチャートでは、ステップ１〜９（ステップ６を除く）の動作は図１５で説明した第１実施例と同一であるため説明は省略する。ただし、ステップ７における再割出時の切削工具Ｔをカメラ５４により撮像し、当該画像を第１処理画像（測定エリアの再取込画像）として取り込んだ画像が、記憶手段８２に記憶された総合測定エリアＡＡの初期画像と比較して一致するか否かの判定は以下のように処理する。例えば図１８（Ａ）に示す総合測定エリアＡＡの初期画像が、図１８（Ｂ）に示す第１処理画像のようになって一致しないとき、即ち画像の引算処理によって線状の像ｈ１が得られた場合は切削粉がゲージ４１やカメラ５４に付着していると判定し、また図１８（Ｃ）に示す第１処理画像のようになって一致しないとき、即ち画像の引算処理によって点状の像ｈ２が得られた場合は切削液がゲージ４１やカメラ５４に付着していると判定する。

ステップ９において、基準マーク部４０ａ及びカメラ部５０ａを検査位置に再々割り出したら、ステップ３１において、切削工具ＴのチップＣをカメラ５４により撮像し、当該画像を第２処理画像（測定エリアの再々取込画像）として取り込んで記憶手段８２に記憶する。ステップ３２において、第２処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と一致するか否かを判定する。そして、両画像が一致しないときは、切削工具ＴのチップＣの折損等の異常と判断し、ステップ３３において、切削工具Ｔの交換を指示するメッセージを表示したり警告ランプや警告ブザーをオンする。そして、ステップ３１に戻って工具交換後に再々割出しした切削工具Ｔをカメラ５４により撮像し、当該画像を第３処理画像として取り込んで記憶手段８２に記憶する。ステップ３２において、第３処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と一致するか否かを判定する。そして、第２処理画像または第３処理画像が、総合測定エリアＡＡの初期画像と一致するときはステップ１３へ進む。以降のステップ１３及び１４の動作は図１５で説明した第１実施例と同一であるため説明は省略する。

このような処理によっても、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、再割出時の切削工具Ｔを総合測定エリアＡＡから離脱させる必要が無いので、切削工具Ｔの検査時間を大幅に短縮させることができる。また、エアーを噴き付けたり自動清浄しても第２処理画像が総合測定エリアＡＡの初期画像と実質的に一致しないときは、ゲージ４１やカメラ５４には切削粉や切削液が付着しておらず、切削工具ＴのチップＣの折損の異常と判断して工具交換を指示することができるため、加工不良の発生を未然に防止することができる。

なお、上述した実施の形態では、ゲージ４１には複数の基準マークＭを形成したが、例えば図１９に示すように、３重の同心円状の基準マークｍをゲージ４１の中心に形成しても良い。このように基準マークｍを可能な限り大きく形成しているので、チップにより隠されて画像処理不可となる事態を低減することができる。更に、同心円間の隙間を形成しているので、カメラの視界の妨げとなることを低減することができる。また、基準マークＭの画像とチップＣの画像を一括で取り込んでいるが、基準マークＭ又は基準マークｍの画像とチップＣの画像を別々に取り込んでも良い。
また、上述した実施の形態では、切削工具検査システム３０をＸ軸方向が垂直方向に対し６０度後方に傾斜した構成の旋盤に適用する場合を説明したが、Ｘ軸方向が垂直方向を向いた構成の旋盤であっても同様に適用することができる。また、旋盤以外の例えばフライス盤にも適用することができる。この場合、切削工具検査システム３０は、工作物を取り付けるワークスライドやジグ本体に垂直方向に移動可能なように取り付ける。そして、隔壁を水平に設け、隔壁の下方を隔離ゾーン、隔壁の上方を加工ゾーンとし、この隔壁に対し出入可能なように構成する。

また、上述した実施の形態では、カメラロッド５０に備えるレンズ５３として一般的なレンズを用いたが、テレセントリックレンズを用いても良い。このテレセントリックレンズによれば、基準マーク部４０ａ（ゲージ４１）からカメラ部５０ａ（カメラ５４）までの距離（Ｘ軸方向）の影響を無くすことができると共に、カメラ部５０ａ（カメラ５４）の水平変位（Ｚ軸方向）の影響を無くすことができる。

また、上述した実施の形態では、基準マークロッド４０の防護体４３の表面及びカメラロッド５０の防護体５１の表面を清浄するブラシを備えたが、ゴムによりスクレーパ状に形成したものを備えるようにしても良い。また、基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２は、基準マークロッド４０の防護体４３側の側面及びカメラロッド５０の防護体５１側の側面を清浄するように配置したが、基準マークロッド４０の全側面及びカメラロッド５０の全側面を清浄可能なように例えば４箇所に配置しても良い。

また、基準マーク用ブラシ６１及びカメラ用ブラシ６２と、水噴射ノズル６３を隔壁２ｃに固定配置するように構成したが、図２０に示すような構成としても良い。即ち、基準マーク用水噴射ノズル７１は、右端部に基準マーク用ブラシ７２を備え、左端部は主軸台１０に回転自在に取り付けられ、略中央部に基準マークロッド４０側に付勢するバネ７３が取り付けられた構成とする。カメラ用水噴射ノズル７４は、右端部にカメラ用ブラシ７５を備え、左端部は主軸台１０に回転自在に取り付けられ、略中央部にカメラロッド５０側に付勢するバネ７６が取り付けられた構成とする。このような構成によっても、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０が隔離ゾーン３と加工ゾーン４との間を移動する度に、防護体４３の表面及び防護体５１の表面を自動的に清浄することができる。

また、上述した実施の形態では、基準マークロッド４０及びカメラロッド５０をＸ軸方向に並設したが、更に１組の基準マークロッド４０及びカメラロッド５０をＸ軸方向に並設することにより、切削工具のチップを３次元で検査することが可能となる。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交するＹ軸方向にも移動可能なタレット装置を備えた旋盤のときは、切削工具のチップの一方向を検査した後、タレット装置２０を９０度回転させた後又は同時にＹ軸方向に移動させることにより、先の一方向から９０度回転させた方向の切削工具のチップを検査することにより３次元で検査することが可能となる。なお、フライス盤の場合は工具の回転が可能であるため３次元で検査することができる。

１…本体、２…隔壁、３…隔離ゾーン、４…加工ゾーン、１０…主軸台、２０…タレット装置、２５…エアー噴射ノズル、３０…切削工具検査システム、３１ａ，３１ｂ…シャッタ、３３…駆動装置、４０…基準マークロッド、４０ａ…基準マーク部、４１…ゲージ、４２…発光体、４３…防護体、４４…エアー噴射ノズル、５０…カメラロッド、５０ａ…カメラ部、５１…防護体、５２…反射ミラー、５３…レンズ、５４…カメラ、５５…エアー噴射ノズル、６１，７２…基準マーク用ブラシ、６２，７５…カメラ用ブラシ、６３…水噴射ノズル、７１…基準マーク用水噴射ノズル、７４…カメラ用水噴射ノズル、８０…制御装置、８１…演算手段、８２…記憶手段、Ｍ，ｍ…基準マーク、Ｃ…チップ。

Claims (7)

1. 工作機械に備えられ、工作物を加工する切削工具を撮像して該切削工具の状態を検査する切削工具検査システムにおいて、
   前記切削工具を検査位置に第１の位置決めをしたとき、前記切削工具の第１位置及び第１先端位置を記憶し、前記切削工具を前記検査位置に第２の位置決めをしたとき、前記切削工具の第２位置及び第２先端位置を記憶し、前記第１先端位置と前記第２先端位置との差と、前記第１位置と前記第２位置との間の変位量とに基いて前記切削工具の摩耗量を求める制御装置を備えたことを特徴とする切削工具検査システム。
2. 工作機械に備えられ、工作物を加工する切削工具を撮像して該切削工具の状態を検査する切削工具検査システムにおいて、
   前記切削工具を検査位置に第１の位置決めをしたとき、前記切削工具の第１位置及び第１先端位置を記憶し、表示された前記第１位置に前記切削工具の第２の位置が一致するように、前記切削工具が前記検査位置に第２の位置決めをされたとき、前記切削工具の第２先端位置を求め、該第２先端位置と前記第１先端位置との差に基いて前記切削工具の摩耗量を求める制御装置を備えたことを特徴とする切削工具検査システム。
3. 請求項１又は２において、
   前記制御装置は、前記切削工具の輪郭位置を求める基準となる基準位置及び前記切削工具を同一視野で撮像して該画像を処理し、前記基準位置に基く基準位置座標系における前記切削工具の前記第１及び第２位置並びに前記第１及び第２先端位置を記憶手段に記憶することを特徴とする切削工具検査システム。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記基準位置を有する基準位置装置と、
   前記基準位置及び前記切削工具を前記検査位置で撮像する撮像手段を有する撮像装置とを備え、
   前記制御装置は、前記基準位置装置及び前記撮像装置並びに前記切削工具を前記検査位置に位置決めすることを特徴とする切削工具検査システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項において、
   前記制御装置は、前記第１位置と前記第２位置との差である前記切削工具の変位量を求めることを特徴とする切削工具検査システム。
6. 工作機械に備えられ、工作物を加工する切削工具を撮像して該切削工具の状態を検査する切削工具検査システムにおいて、
   前記切削工具の装着部の前記工作物に対する移動方向に任意の距離離間した複数の基準点を有しており、該複数の基準点を検査位置に位置決めして各基準点の位置を測定し、測定した各基準点の位置の差分を各基準点の離間距離で比例配分して前記切削工具の移動に反映させることを特徴とする切削工具検査システム。
7. 請求項６において、
   前記複数の基準点は、前記装着部に設けられた基準点部材に形成されていることを特徴とする切削工具検査システム。

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