本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置，尤其涉及一種能夠根據(jù)實際安裝于刀具庫、轉(zhuǎn)塔刀架的刀具形狀來檢查使用于實際加工中的刀具的數(shù)值控制裝置。

背景技術(shù)：

作為確認(rèn)安裝于機床的刀庫、轉(zhuǎn)塔刀架的刀具是否正確的技術(shù)的一例，例如日本特開平07-001270號公報所公開那樣，已知將粘貼的條形碼、IC標(biāo)簽的識別信息、通過刀具預(yù)設(shè)定輸入的數(shù)據(jù)與預(yù)先準(zhǔn)備的刀具管理數(shù)據(jù)進行對照。

并且，作為這種用于進行刀具確認(rèn)的技術(shù)的其它例，例如日本特開昭61-178141號公報所公開那樣，已知一種具備視覺傳感器、數(shù)據(jù)庫、NC數(shù)據(jù)生成裝置的機床的刀具管理系統(tǒng)。在該刀具管理系統(tǒng)中，視覺傳感器獲取機床中自動刀具更換裝置(ATC)所具備的多個刀具的圖像數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫中根據(jù)由視覺傳感器獲取到的各刀具的圖像數(shù)據(jù)，將各刀具的刀具編號、形狀、尺寸作為刀具數(shù)據(jù)而存儲，并且，NC數(shù)據(jù)生成裝置將存儲在該數(shù)據(jù)庫中的刀具數(shù)據(jù)與該NC數(shù)據(jù)生成裝置自身所管理的刀具數(shù)據(jù)進行比較來進行刀具的確認(rèn)作業(yè)。

在上述日本特開昭61-178141號公報所公開的技術(shù)中，與是否為加工所需的刀具無關(guān)地，確認(rèn)安裝于自動刀具更換裝置(ATC)的全部刀具的安裝是否正確，因此這些確認(rèn)作業(yè)需要時間。另外，存在以下問題：為了設(shè)成用于使NC裝置進行刀具更換的指令，需要另行準(zhǔn)備NC數(shù)據(jù)設(shè)成裝置。

并且，在上述技術(shù)中，根據(jù)從NC數(shù)據(jù)設(shè)成裝置輸出的指令，將安裝于自動刀具更換裝置的刀具定位到照相機的位置而取入刀具圖像，但是并非根據(jù)實際使用于加工的加工程序來進行該圖像取入，在刀具加工時并不根據(jù)安裝于主軸等的刀具形狀來確認(rèn)，因此存在無法確認(rèn)刀具從刀具庫安裝到主軸為止發(fā)生的異常和安裝于刀架時的異常。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠根據(jù)實際安裝的刀具形狀來檢查使用于實際加工的刀具的數(shù)值控制裝置。

本發(fā)明的數(shù)值控制裝置為了加工工件而根據(jù)NC程序控制機床，上述機床具備自動刀具更換裝置以及用于拍攝刀具的圖像的拍攝部。上述數(shù)值控制裝置具備：刀具管理數(shù)據(jù)存儲部，其存儲至少將涉及刀具形狀和刀具尺寸的數(shù)據(jù)與刀具編號關(guān)聯(lián)起來形成的刀具管理數(shù)據(jù)；刀具更換指令執(zhí)行部，其僅搜索上述NC程序內(nèi)的刀具更換指令，根據(jù)該搜索到的刀具更換指令控制上述自動刀具更換裝置并執(zhí)行刀具的更換；刀具圖像獲取部，其在每次通過上述刀具更換指令執(zhí)行部更換刀具時，控制上述拍攝部來拍攝安裝在上述機床的刀具安裝位置的狀態(tài)下的刀具，獲取刀具圖像；刀具數(shù)據(jù)計算部，其分析上述刀具圖像并計算出上述刀具的形狀和尺寸；對照部，其將上述刀具數(shù)據(jù)計算部計算出的上述刀具的形狀和尺寸與存儲在上述刀具管理數(shù)據(jù)存儲部中的刀具的形狀和尺寸進行對照，其中，存儲在上述刀具管理數(shù)據(jù)存儲部中的刀具的形狀和尺寸與通過上述刀具更換指令來指令的刀具編號相關(guān)聯(lián)；顯示部，其將上述對照部的對照結(jié)果顯示在畫面中。

上述拍攝部被固定在上述機床的刀具更換位置周邊的能夠拍攝上述刀具的位置，上述刀具圖像獲取部控制上述拍攝部來拍攝上述刀具的圖像。

上述拍攝部被安裝在機器人上，上述刀具圖像獲取部通過控制上述機器人將上述拍攝部移動至上述機床的刀具更換位置周邊的能夠拍攝上述刀具的位置，控制上述拍攝部來拍攝上述刀具的圖像。

根據(jù)本發(fā)明，通過使用于實際加工的NC程序來進行刀具更換，檢查實際選擇的刀具的形狀尺寸，由此能夠根據(jù)實際安裝的刀具形狀來可靠地檢查實際使用的刀具。

附圖說明

根據(jù)參照附圖的以下實施例的說明，使本發(fā)明的上述以及其他目的和特征變得更加明確

圖1是本發(fā)明的一實施方式的數(shù)值控制裝置以及通過該數(shù)值控制裝置控制的機床的概要框圖。

圖2是表示圖1的數(shù)值控制裝置所具備的加工模擬功能的畫面顯示例的 圖。

圖3是本發(fā)明的一實施方式的數(shù)值控制裝置以及通過該數(shù)值控制裝置控制的機床的功能框圖。

圖4是表示圖3的數(shù)值控制裝置執(zhí)行的、基于刀具圖像的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)的計算處理的例子的圖。

圖5是將由圖3的數(shù)值控制裝置計算出的刀具的形狀和尺寸與存儲在數(shù)值控制裝置內(nèi)的刀具管理數(shù)據(jù)的形狀和尺寸進行對照，并將該對照結(jié)果顯示在顯示裝置的畫面上的顯示例。

圖6是表示在圖3的數(shù)值控制裝置上執(zhí)行的處理流程的流程圖。

具體實施方式

在本發(fā)明中，數(shù)值控制裝置控制機床，該機床具備固定于刀具更換位置周邊的照相機或通過機器人移動至刀具更換位置周邊的照相機，該數(shù)值控制裝置具備僅搜索NC程序內(nèi)的刀具更換指令并執(zhí)行的單元、在每次執(zhí)行刀具更換指令時控制上述照相機以便拍攝刀具的圖像的單元以及分析所拍攝的圖像并計算出刀具的形狀和尺寸的單元。并且，將計算出的刀具的形狀和尺寸與存儲在數(shù)值控制裝置內(nèi)的刀具管理數(shù)據(jù)的形狀和尺寸進行對照，將該對照結(jié)果顯示在顯示裝置的畫面中并通知給操作員。

圖1是本發(fā)明的一實施方式的數(shù)值控制裝置以及通過該數(shù)值控制裝置控制的機床的概要框圖。

數(shù)值控制裝置1具備MPU10、存儲器11、存儲裝置12、顯示裝置13，另外，機床2具備主軸20、刀具21、自動刀具更換裝置22、刀具庫23、照相機24以及機器人25。

MPU10將存儲在存儲裝置12中的系統(tǒng)程序、加工模擬執(zhí)行程序讀出到存儲器11上并執(zhí)行，根據(jù)該執(zhí)行結(jié)果來控制數(shù)值控制裝置1的各部而提供各種功能。

在圖1的數(shù)值控制裝置1中，在通過執(zhí)行加工模擬執(zhí)行程序而提供的加工模擬功能(通過圖形顯示對通過執(zhí)行NC程序而產(chǎn)生的加工狀況進行模擬的功能)的一部分中組入檢查刀具的安裝狀態(tài)的功能。

圖2是加工模擬功能的畫面的顯示例。

如圖2所示，在加工模擬功能的畫面上顯示NC程序(包含刀具更換指令)、刀具數(shù)據(jù)(刀具編號、刀具形狀、刀具長度、刀具直徑)、加工模擬涉及的信息(加工形狀、機床的狀態(tài)信息等)以及加工模擬的操作按鈕。通過選擇圖2示出的“刀具檢查”按鈕來執(zhí)行數(shù)值控制裝置1所具備的刀具檢查功能。

當(dāng)執(zhí)行本發(fā)明的刀具檢查功能時，依次讀出存儲在存儲裝置12中的NC程序的行，在讀出的行為刀具更換指令的情況下，對機床2所具備的自動刀具更換裝置22進行控制并控制成將所指定的刀具21安裝在主軸20上，控制機器人25、照相機24等來拍攝并獲取刀具21的刀具圖像。

然后，分析通過照相機24獲取到的刀具圖像并計算出刀具21的刀具形狀和尺寸，將該計算出的刀具形狀和尺寸與記錄在存儲于存儲裝置12中的刀具管理數(shù)據(jù)內(nèi)的刀具形狀和尺寸進行對照，將該對照結(jié)果顯示在顯示裝置13中。直到讀出NC程序的最后的行為止重復(fù)執(zhí)行這些處理。

使用圖3示出的本實施方式的數(shù)值控制裝置1和機床2的功能框圖，更詳細(xì)地說明上述數(shù)值控制裝置的動作。

數(shù)值控制裝置1具備刀具更換指令執(zhí)行單元100、刀具圖像獲取單元110、刀具數(shù)據(jù)計算單元120、對照單元130以及顯示單元140。此外，數(shù)值控制裝置1所具備的這些功能單元是MPU10執(zhí)行加工模擬程序、系統(tǒng)程序等而提供的功能單元。

另外，機床2具備自動刀具更換裝置22和拍攝單元200。

刀具更換指令執(zhí)行單元100依次讀出存儲在存儲裝置12中的NC程序并判斷該讀出的指令是否為刀具更換指令，在讀出的指令為刀具更換指令的情況下，控制自動刀具更換裝置22以便將安裝于機床2的主軸20上的刀具更換為通過上述指令而指令的刀具。然后，當(dāng)自動刀具更換裝置22進行的刀具更換完成時，對刀具圖像獲取單元110指令獲取刀具的圖像。

刀具圖像獲取單元110接收來自刀具更換指令執(zhí)行單元100的指令，控制機床2的拍攝單元200以便拍攝安裝在主軸20上的刀具的刀具圖像，獲取該拍攝到的刀具圖像，將該獲取到的圖像輸出到刀具數(shù)據(jù)計算單元120。機床2的拍攝單元200既可以由固定于刀具更換位置周邊的照相機24(圖1)單體構(gòu)成，此外，也可以構(gòu)成為將照相機24安裝于機器人25上并控制該機器人25 而使照相機24移動至刀具更換位置周邊。

刀具數(shù)據(jù)計算單元120根據(jù)從刀具圖像獲取單元110接收到的刀具圖像，計算出刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)。

圖4是說明基于刀具數(shù)據(jù)計算單元120執(zhí)行的刀具圖像的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)的計算處理的圖。

首先，刀具圖像獲取單元110從照相機拍攝圖像取入刀具圖像(步驟SA01)。然后，刀具數(shù)據(jù)計算單元120對刀具圖像獲取單元110取入的刀具圖像實施基于色域的二值化等公知的圖像處理，生成刀具的輪廓形狀(步驟SA02)。

接著，刀具數(shù)據(jù)計算單元120參照設(shè)置于存儲裝置12上的刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210，使用公知的圖像匹配方法等，確定在步驟SA02中生成的與刀具的輪廓形狀接近的形狀的刀具種類。在刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210中，針對成為管理對象的各刀具將刀具形狀、刀具尺寸、刀具種類等各種數(shù)據(jù)與刀具編號關(guān)聯(lián)起來(作為刀具管理數(shù)據(jù))進行存儲。

在步驟SA02中生成的與刀具的輪廓形狀接近的形狀的刀具種類的確定中，將該刀具的輪廓形狀與存儲在刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210中的各刀具管理數(shù)據(jù)的刀具形狀涉及的數(shù)據(jù)進行模式比較，提取與具有最接近該刀具的輪廓形狀的刀具形狀關(guān)聯(lián)起來的刀具管理數(shù)據(jù)的刀具種類(步驟SA03)。

并且，刀具數(shù)據(jù)計算單元120根據(jù)在步驟SA02中生成的刀具的輪廓形狀，計算出基于在步驟SA03中確定的刀具種類的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)(刀具直徑d、刀具長度l、前端角度等)(步驟SA04)。關(guān)于該計算方法，利用以往技術(shù)(日本特開2006-284531號公報、日本特開平08-243883號公報、日本特開平04-315556號公報)即可，例如，對刀具直徑方向或刀具長度方向的像素數(shù)乘以預(yù)先計算出的系數(shù)(倍率)來計算出刀具直徑或刀具長度。

然后，刀具數(shù)據(jù)計算單元120將計算出的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)輸出到對照單元130。

對照單元130從刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210讀出當(dāng)前選擇的刀具編號(刀具更換指令執(zhí)行單元100通過從NC程序讀出的刀具更換指令來指令的刀具編號)的刀具形狀(刀具種類)和尺寸，將讀出的刀具形狀和尺寸與從刀具數(shù)據(jù)計算單 元120接收的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)進行對照，將對照結(jié)果輸出到顯示單元140。在對照處理中，例如在雙方的刀具形狀一致且刀具尺寸之間的誤差為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值以下(例如，誤差為5％以下等)的情況下，判斷為所更換的刀具與所管理的刀具一致，在雙方的刀具形狀不一致的情況下或刀具尺寸之間的誤差為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值以上的情況下，判斷為所更換的刀具與所管理的刀具不一致。

顯示單元140以作業(yè)人員能夠掌握的方式在顯示裝置13中顯示從對照單元130接收的對照結(jié)果。圖5是對照結(jié)果的顯示例。

在圖5示出的示例中，關(guān)于刀具編號0012的刀具，對于根據(jù)安裝于主軸20上的刀具的刀具圖像計算出的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)，存儲在刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210中的刀具編號0012的刀具管理數(shù)據(jù)與刀具形狀一致，并且，各刀具尺寸的誤差在預(yù)定值的范圍內(nèi)，因此對照結(jié)果顯示為“OK”。另一方面，關(guān)于刀具編號0016的刀具，對于根據(jù)安裝于主軸20上的刀具的刀具圖像計算出的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)，雖然存儲在刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210中的刀具編號0016的刀具管理數(shù)據(jù)與刀具形狀一致，但是各刀具尺寸的誤差在預(yù)定值以上，因此對照結(jié)果顯示為“NG”。

圖6是在本實施方式的數(shù)值控制裝置1上執(zhí)行的處理的流程圖。

·[步驟SB01]當(dāng)啟動加工模擬功能時，開始數(shù)值控制裝置1內(nèi)的“加工模擬執(zhí)行程序”，顯示圖2示出的畫面。在此，為了執(zhí)行數(shù)值控制裝置1所具備的刀具檢查功能，按下畫面上(圖2)的“刀具檢查”按鈕。

·[步驟SB02]從存儲裝置12將“NC程序”的未讀數(shù)據(jù)部的1行讀出到數(shù)值控制裝置1內(nèi)的存儲器11。

·[步驟SB03]判斷NC程序是否結(jié)束。在NC程序尚未結(jié)束的情況下，進入到步驟SB04，在NC程序結(jié)束的情況下，結(jié)束本功能。

·[步驟SB04]判斷在步驟SB02中讀入的行是否為刀具更換指令(例如，圖2的NC程序的T12M06)。是刀具更換指令的情況下，進入到步驟SB05，不是的情況下返回到步驟SB02。

·[步驟SB05]執(zhí)行刀具更換指令。在將照相機24安裝于機器人25的情況下，向機器人25發(fā)出指令的同時使照相機24向刀具更換位置移動。

·[步驟SB06]將刀具21的圖像從照相機24取入到數(shù)值控制裝置1內(nèi)的存儲器11。

·[步驟SB07]處理刀具圖像并生成輪廓形狀。

·[步驟SB08]將在步驟SB07中生成的刀具圖像的輪廓形狀與登記在刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210內(nèi)的各刀具管理數(shù)據(jù)的刀具形狀的模式進行比較，搜索最近的形狀并判斷“刀具種類”。

·[步驟SB09]計算出基于判斷出的“刀具種類”的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)(刀具直徑、刀具長度、前端角度等)。

·[步驟SB10]從保存在刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210中的刀具管理數(shù)據(jù)中，將當(dāng)前選擇的刀具編號的刀具形狀數(shù)據(jù)(刀具種類)和刀具尺寸數(shù)據(jù)讀入到數(shù)值控制裝置1內(nèi)的存儲器11。

·[步驟SB11]將在步驟SB08和步驟SB09中根據(jù)刀具圖像計算出的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)與在步驟SB10中從刀具管理數(shù)據(jù)存儲部210讀出的刀具形狀數(shù)據(jù)和刀具尺寸數(shù)據(jù)進行對照。

·[步驟SB12]在顯示裝置13上顯示步驟SB11中的對照結(jié)果，返回到步驟SB02。

這樣，在本實施方式的數(shù)值控制裝置1中，依次執(zhí)行實際使用于加工的加工程序所記載的刀具更換指令來獲取安裝于主軸20上的狀態(tài)的刀具21的刀具圖像，與刀具管理數(shù)據(jù)進行對照，因此可以僅對需要的刀具無浪費地進行刀具的檢查，另外，能夠以實際安裝的刀具形狀可靠地進行檢查。

以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明并不僅限于上述實施方式的示例，通過進行適當(dāng)?shù)淖兏?，能夠以各種方式來實施。