CN109976258B - 链接信息生成装置、链接信息生成方法以及记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供链接信息生成装置、链接信息生成方法以及记录链接信息生成程序的计算机可读介质。该链接信息生成装置(1)具备：加工信息取得部(111)，其取得进行工件的加工的机床的加工程序的加工信息；机械信息取得部(112)，其取得与机床的运转状况相关的机械信息；工件图像取得部(13)，其取得工件的图像信息；光学特征设定部(14)，其根据工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域；以及链接信息生成部(15)，其生成链接信息，该链接信息将具有光学特征的图像区域与图像区域所对应的工件区域的加工信息以及/或机械信息关联起来。

Description

链接信息生成装置、链接信息生成方法以及记录介质

技术领域

本发明涉及链接信息生成装置、链接信息生成方法以及链接信息生成程序，该链接信息生成装置生成链接信息，该链接信息将基于机床或包括工业用机器人的工业机械(以下也称为“机械”)的加工过程中的、加工程序所涉及的加工信息以及/或机械信息与工件图像的光学特征关联起来。

背景技术

以往，在由机床进行的生产过程中，机床根据加工形状、使用刀具或表示加工条件等的加工内容的加工指令来执行加工，由此生产各种产品。另外，在数据库中记录加工指令、由机床进行的加工履历等的加工信息以及机械信息，用于事后的验证。

另一方面，工件图像提供关于加工面状态的丰富的信息。例如，公差指令或加工速度指令等的加工程序、所使用的刀具的种类或刀具的劣化程度等的机械状态例如作为诸如像多面体图案那样的表面质量或划痕的光学特征而被反映给图像。

然而，即使在工件图像中发现具有存在表面质量、划痕等问题的光学特征的区域，也难以访问加工该区域时的程序块、当时的机械信息。相反，也难以掌握加工工件W时的机械信息、加工程序被作为光学特征反映到工件图像的哪个区域中。

针对该点，例如在专利文献1中提出以下技术，即在加工过程中，加工用机器人编程装置使用视觉传感器拍摄工件，并比较拍摄到的工件图像中包含的加工线与根据三维模型而预先生成的加工线，计算两者的差异作为变化量，并根据计算出的变化量将修正命令添加至加工程序。

然而，专利文献1中记载的技术不是以下技术，即捕捉工件图像中包含的图像区域的光学特征，来访问加工该图像区域时的程序块和当时的加工信息以及/或机械信息。

即使在工件图像中发现具有存在表面质量和划痕等问题的光学特征的区域，也仍然难以访问加工该区域时的程序块和当时的加工信息以及/或机械信息，相反地，还仍然难以掌握加工工件W时的机械信息、加工程序被作为光学特征反映到工件图像的哪个区域中。

专利文献1：日本特开2000-39909号公报

发明内容

本发明的目的在于提供链接信息生成装置、链接信息生成方法以及链接信息生成程序，链接信息生成装置生成链接信息，该链接信息能够容易地掌握以下对应关系：诸如从工件图像中的具有光学特征的图像区域，访问加工与该图形区域对应的工件区域时的加工程序块、当时的加工信息以及/或机械信息；相反地，加工工件W时的机械信息、加工程序被作为光学特征反映到工件图像的哪个区域中。

(1)本发明的链接信息生成装置(例如后述的“链接信息生成装置1”)具备：信息取得部(例如后述的“信息取得部11”)，其具有加工信息取得部(例如后述的“加工信息取得部111”)和机械信息取得部(例如后述的“机械信息取得部112”)中的至少一个，上述加工信息取得部取得机床中的上述加工程序的执行位置(例如相当于后述的“执行位置”)以及加工位置(例如后述的“加工位置”)所涉及的信息，并且取得上述加工程序的上述执行位置的加工信息(例如后述的“加工信息”)，上述机床根据加工程序使刀具和工件(例如相当于后述的“工件W”)相对移动来进行工件的加工，上述机械信息取得部取得机械信息(例如后述的“机械信息”)，该机械信息与上述机床在上述加工程序的上述执行位置中的运转状况相关；工件图像取得部(例如后述的“工件图像取得部13”)，其取得上述工件的图像信息；光学特征设定部(例如后述的“光学特征设定部14”)，其根据由上述工件图像取得部取得的上述工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域；以及链接信息生成部(例如后述的“链接信息生成部15”)，其生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域和上述图像区域所对应的工件区域所涉及的上述加工信息以及上述机械信息中的至少一个关联起来。

(2)在(1)记载的链接信息生成装置(例如后述的“链接信息生成装置1”)中，上述加工信息可以包括执行位置信息、时刻信息、指令坐标值、加工条件、参数信息、刀具信息、位置反馈信息或速度反馈信息，上述执行位置信息包括加工程序编号以及加工程序内的程序块编号，上述指令坐标值表示上述加工程序的程序块，上述参数信息包括与涉及加减速控制的时间常数、公差相关的信息。

(3)在(1)或(2)记载的链接信息生成装置(例如后述的“链接信息生成装置1”)中，上述机械信息可以包括时刻信息、传感器数据信息或伺服信息。

(4)在(1)～(3)中任意一项记载的链接信息生成装置(例如后述的“链接信息生成装置1”)中，上述光学特征设定部(例如后述的“光学特征设定部14”)可以根据所指定的区域划分信息来划分上述工件的图像信息，并对被划分的区域设定光学特征量。

(5)在(1)～(4)中任意一项记载的链接信息生成装置(例如后述的“链接信息生成装置1”)中，上述工件图像取得部(例如后述的“工件图像取得部13”)可以在预先指定的加工工序结束时取得上述工件的图像信息，上述链接信息生成部(例如后述的“链接信息生成部15”)将由上述光学特征设定部根据上述工件的图像信息而设定的具有光学特征的图像区域与在上述图像区域所对应的工件区域所涉及的上述加工工序以及比上述加工工序靠前的加工工序中包括的上述加工信息以及上述机械信息中的至少一个关联起来。

(6)在(1)～(4)中任意一项记载的链接信息生成装置(例如后述的“链接信息生成装置1”)中，上述工件图像取得部(例如后述的“工件图像取得部13”)可以在预先指定的加工工序结束时取得上述工件的图像信息，上述链接信息生成部(例如后述的“链接信息生成部15”)将由上述光学特征设定部根据上述工件的图像信息而设定的具有光学特征的图像区域与只在上述图像区域所对应的工件区域所涉及的上述加工工序中包括的加工信息以及上述机械信息中的至少一个关联起来。

(7)本发明的链接信息生成方法由1台或2台以上的计算机来执行，该链接信息生成方法包括以下步骤：信息取得步骤，具有加工信息取得步骤和机械信息取得步骤中的至少一个，上述加工信息取得步骤取得机床中的上述加工程序的执行位置(例如相当于后述的“执行位置”)以及加工位置(例如后述的“加工位置”)所涉及的信息，并且取得上述加工程序的上述执行位置中的加工信息(例如后述的“加工信息”)，上述机床根据加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工，上述机械信息取得步骤取得机械信息(例如后述的“机械信息”)，该机械信息与上述机床在上述加工程序的上述执行位置中的运转状况相关；工件图像取得步骤，取得上述工件的图像信息；光学特征设定步骤，根据在上述工件图像取得步骤中取得的上述工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域；以及链接信息生成步骤，生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域和上述图像区域所对应的工件区域所涉及的上述加工信息以及上述机械信息中的至少一个关联起来。

(8)本发明的链接信息生成程序用于使1台或2台以上的计算机执行以下步骤：信息取得部步骤，具有加工信息取得步骤和机械信息取得步骤中的至少一个，上述加工信息取得步骤取得机床中的上述加工程序的执行位置(例如相当于后述的“执行位置”)以及加工位置(例如后述的“加工位置”)所涉及的信息，并且取得上述加工程序的上述执行位置中的加工信息(例如后述的“加工信息”)，上述机床根据加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工，上述机械信息取得步骤取得机械信息(例如后述的“机械信息”)，该机械信息与上述机床在上述加工程序的上述执行位置中的运转状况相关；工件图像取得步骤，取得上述工件的图像信息；光学特征设定步骤(包括基于图像处理程序的设定、由人指定进行的设定、基于机械学习的设定)，根据在上述工件图像取得步骤中取得的上述工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域；以及链接信息生成步骤，生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域和上述图像区域所对应的工件区域所涉及的上述加工信息以及上述机械信息中的至少一个关联起来。

根据本发明，能够生成链接信息，该链接信息能够容易地掌握以下对应关系：诸如从工件图像中的具有光学特征的图像区域，访问加工与该图形区域对应的工件区域时的加工程序块、当时的加工信息以及/或机械信息；相反地，加工工件W时的机械信息、加工程序被作为光学特征反映到工件图像的哪个区域中。

附图说明

图1是表示第一实施方式的链接信息生成装置1的整体系统结构的示意图。

图2表示图像坐标系与机械坐标系之间的关系。

图3表示工件图像的例子。

图4表示将工件图像划分为多个程序块图像区域，按照每个程序块图像区域计算光学特征量的例子。

图5表示链接信息生成的概要。

图6是将具有光学特征的图像区域所对应的加工程序的加工信息以及/或机械信息与该图像区域关联并突出显示的图。

图7表示在各个图像区域中以避免多个刀具路径重叠的方式划分了工件图像时的情况。

图8是表示链接信息生成装置1的动作的流程图。

图9是表示第二实施方式的链接信息生成装置1A的整体系统结构的示意图。

图10是表示第三实施方式的链接信息生成装置1B的整体系统结构的示意图。

附图标记的说明

100：控制装置、1、1A、1B：链接信息生成装置、2：机床、10、10A、10B：控制部、11：信息取得部、111：加工信息取得部、112：机械信息取得部、13：工件图像取得部、14：光学特征设定部、15：链接信息生成部、16：链接信息对照部、20、20A、20B：存储部、21：加工信息存储部、22：机械信息存储部、23：图像存储部、24：链接信息存储部、30：显示部、50：照相机、W：工件。

具体实施方式

<第一实施方式>

以下，说明本发明的实施方式的一个例子。

图1是表示第一实施方式的链接信息生成装置1的整体系统结构的示意图。

第一实施方式的链接信息生成装置1被组装到控制装置100中，该控制装置100对构成机床2的伺服电动机以及线性电动机等的驱动部进行控制。

链接信息生成装置1在根据加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工的机床中，取得该加工程序的执行位置(例如加工程序的程序编号、加工工序编号以及程序块编号)以及加工位置(例如机械坐标系中的刀具路径的坐标值)，还取得该执行位置中的加工执行信息以及/或与该执行位置中的机床的运转状况相关的机械信息，并存储到存储部20中。然后，链接信息生成装置1是以下的信息处理装置(计算机)，即在预先设定的加工工序结束时，通过设置在预定位置上的照相机50(图像传感器)来拍摄(取得)工件的图像信息，根据工件的图像信息计算或设定具有光学特征的程序块图像区域，并生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域与该程序块图像区域所对应的工件区域所涉及的加工程序的执行位置、该执行位置中的加工执行信息以及该执行位置中的机械信息关联起来。此外，加工执行信息以及/或机械信息可以与时刻信息一同取得。

<机床>

机床2例如是3轴加工机，包括主轴电动机500以及进给轴电动机600。主轴电动机500使球头铣刀等的刀具旋转。进给轴电动机600由X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的3个电动机组成。X轴方向以及Y轴方向的电动机经由滚珠丝杠等使载有用于加工工件的基板的工作台分别向X轴方向以及Y轴方向直线移动。Z轴方向的电动机使刀具或工作台向Z轴方向直线移动。

另外，3轴加工机的结构不限定于上述结构，例如可以固定刀具，使工作台向X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向直线移动，或者固定工作台，使刀具向X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向直线移动。3轴加工机的结构对本领域技术人员来说是熟知的，所以省略详细的说明以及图示。

链接信息生成装置1(控制装置)的控制对象的机械不限定于机床。例如也可以是工业用机器人等的工业机械。

<控制装置100>

如上所述，链接信息生成装置1被组装到控制装置100中。稍后描述关于链接信息生成装置1的结构要素，这里简单说明用于数值控制机床2的结构要素。

例如，控制部10具备指令分析部301、插值部302以及加减速控制部303。

指令分析部301从加工程序中顺序地读出包含X轴、Y轴以及Z轴的移动指令的程序块并进行分析，根据分析结果生成指令各轴的移动的移动指令数据，并将所生成的移动指令数据输出给插值部302。

插值部302根据从指令分析部301输出的移动指令数据所指令的移动指令，生成以插值周期对指令路径上的点进行了插值计算的插值数据。

加减速控制部303根据从插值部302输出的插值数据来进行加减速处理并计算每个插值周期的各轴的速度，并将基于计算结果的数据输出给伺服控制部400的主轴电动机伺服控制部401和X轴、Y轴以及Z轴的3个进给轴电动机伺服控制部402。

主轴电动机伺服控制部401根据来自加减速控制部303的输出来控制主轴电动机500。X轴、Y轴以及Z轴的3个进给轴电动机伺服控制部402根据来自加减速控制部303的输出来控制X轴、Y轴以及Z轴的3个进给轴电动机600。

主轴电动机伺服控制部401和3个进给轴电动机伺服控制部402分别包括位置控制部、速度控制部、电动机驱动放大器以及操作盘等，上述位置控制部用于构成位置、速度反馈环，上述电动机驱动放大器根据转矩指令值来驱动主轴电动机或进给轴电动机，上述操作盘用于接收用户的操作。

主轴电动机伺服控制部401使用来自与主轴电动机500连接的解码器等的位置检测器的位置反馈信号和从控制部10输出的位置指令来计算间隙补偿值，并进行位置指令的校正。3个进给轴电动机伺服控制部402使用来自与3个进给轴电动机600分别连接的解码器等的位置检测器的位置反馈信号和从控制部10输出的位置指令来计算间隙补偿值，并进行位置指令的校正。

另外，用于对机床2进行数值控制的结构对于本领域技术人员来说是熟知的，所以省略详细的说明以及图示。

<链接信息生成装置1>

接着，说明被组装到控制装置100中的链接信息生成装置1。

如图1所示，链接信息生成装置1具备控制部10、存储部20、显示部30以及照相机50。

控制部10是控制链接信息生成装置1的整体的部分，从存储部20适当读出并执行各种程序(总称为“链接信息生成程序”)，从而实现本实施方式中的各种功能。控制部10可以是CPU。控制部10具备信息取得部11、工件图像取得部13、光学特征设定部14、链接信息生成部15以及链接信息对照部16。另外，信息取得部11具备加工信息取得部111和机械信息取得部112。后面详细描述这些功能。

如上所述，存储部20除了存储程序等之外，还具备加工信息存储部21、机械信息存储部22、图像存储部23以及链接信息存储部24。

加工信息存储部21存储后述的加工信息。

机械信息存储部22存储后述的机械信息。

图像存储部23存储后述的工件图像以及具有光学特征的程序块图像区域。

链接信息存储部24存储后述的链接信息。

显示部30例如由LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等的显示装置构成，并显示链接信息生成装置1的各种处理结果、工件图像以及链接信息等。

照相机50被设置在预定的位置。照相机50根据来自链接信息生成装置1的要求来拍摄工件W，并将该图像信息发送给链接信息生成装置1。

接着，说明控制部10所具备的链接信息生成装置1的功能部。另外，在以下的说明中，信息取得部11(加工信息取得部111以及机械信息取得部112)取得时刻信息，但是如上所述时刻信息的取得是任意的。

[信息取得部11]

信息取得部11取得根据加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工的机床中的上述加工程序的执行位置(例如加工程序的程序编号、加工工序编号以及程序块编号等)以及加工位置(例如机械坐标系中的刀具路径的坐标值等)所涉及的信息，并且具有加工信息取得部111以及机械信息取得部112中的至少一个。

[加工信息取得部111]

加工信息取得部111以预定的采样周期与时刻信息一起取得成为运行基本信息的加工信息，并存储在存储部20(加工信息存储部21)中，上述运行基本信息与针对各个工件所涉及的机床2的加工程序相关。

加工信息包括针对各个工件所涉及的机床的加工程序中的执行位置信息(例如加工程序编号(程序ID)、加工工序编号以及加工程序内的程序块编号(顺序编号))以及加工执行信息。

加工执行信息可以包括例如加工路径信息、参数信息、刀具信息以及反馈信息等，上述加工路径信息包括该加工程序的程序块所表示的指令坐标值以及刀具路径等，上述参数信息与加工条件、涉及加减速控制的时间常数以及公差等相关，其中上述加工条件包含与在加工面上的进给速度、在加工面上的主轴转速、切削液的使用等相关的信息，上述刀具信息包括通过刀具更换指令所指定的刀具编号(刀具ID)以及刀具使用时间等，上述反馈信息包括位置反馈信息以及速度反馈信息等。另外，加工信息取得部111可以取得指示切削油的加入/停止加入等辅助动作的M代码，还可以取得定位时的就位检查等待状态等的控制装置的内部处理状态。另外，加工执行信息没有限定于上述的信息。

加工信息能够通过包括各个工件所涉及的加工程序编号、加工工序编号以及加工程序内的程序块编号的执行位置信息来进行分类(小组化)。另外，在针对多个工件通过相同加工程序按顺序来加工处理各个工件时，使用该加工处理的开始时刻，由此能够识别各个工件的加工信息。例如，当加工程序的程序块编号的个数为N个时，加工信息能够以索引n(1≤n≤N)以及/或与该程序块编号对应的加工程序块的开始时刻t_k进行分类(小组化)，被分类(小组化)后的加工信息的集合例如能够表示为加工信息(n、t_k)。另外，加工信息可以通过各个工件所涉及的加工工序编号以及程序块编号来进行分类。

[机械信息取得部112]

机械信息取得部112以预定的采样周期将成为与机床2相关的运转附带信息的机械信息与时刻信息一起存储在存储部20(机械信息存储部22)中。

机械信息能够包括表示加工期间中的机床2的状态的信息。作为加工期间中的信息例如能够包括各种传感器数据信息、伺服信息。

作为各种传感器信息的例子，例如列举有气温信息、主轴电动机或进给轴电动机的温度信息、冷却液温度信息、加速度传感器数据、振动传感器数据、AE(AcousticEmission：声发射)传感器数据以及声音传感器数据等。

另外，作为伺服信息，例如列举有与主轴电动机电流值、各个进给轴电动机电流值、主轴电动机负荷、各个进给轴电动机负荷、主轴超驰(spindle override)、进给轴速度超驰(speed override)等伺服电动机相关的信息。

另外，机械信息取得部112能够取得表示以下内容的信息，即加工执行前机床2的机械结构、要使用的刀具到目前为止使用过的使用时间(累计)以及/或要使用的刀具的磨损状态、照相机设置信息、加工日期时间等加工处理前的机床2的状态。

此外，关于刀具状态的取得，例如，优选的是按照每个刀具ID来运用管理记录了使用时间的累计以及/或刀具直径的变化信息等的刀具管理表(未图示)，上述刀具ID识别安装在机床2上的各个刀具。

由此，机械信息取得部112能够在所取得的刀具信息中结合加工执行前的刀具的状态信息。

此外，取得机械信息的采样周期可以与加工信息的采样周期不同，但是优选的是从相同或同步的时钟取得时刻信息。由此，各个机械信息能够与一个加工程序中的各个加工信息对应。例如，可以根据上述的加工信息的索引对机械信息进行分类(小组化)。由此，能够关联地分析预定加工时的机械信息。

此外，由于机械信息由刀具的使用状态、主轴电动机、进给轴电动机的温度信息等、分别不同的信息构成，因此可以将机械信息进一步细化，并作为细化后的信息进行保存，

更具体地说，可以细化为刀具信息、温度信息等。

此外，设为取得包括通过刀具更换指令而指定的刀具编号(刀具ID)以及刀具使用时间等的刀具信息作为加工信息，但是也可以设为取得上述刀具信息作为机械信息中包括的刀具信息。

[工件图像取得部13]

工件图像取得部13在图像取得触发产生时(例如预先指定的加工工序结束时)通过照相机50取得工件W的图像信息，并存储在存储部20(图像存储部23)中。

更具体地说，在加工工序结束后且在接下来的加工工序开始前，例如使作为图像取得触发的工件拍摄指令作为G代码插入加工程序中，由此工件图像取得部13能够响应该工件拍摄指令来通过照相机50取得工件W的图像信息。此时，优选的是，工件图像取得部13将所取得的图像信息与成为触发该图像信息取得的加工工序编号以及时刻信息关联起来。

作为这种加工工序，例如列举有粗加工(roughing)、粗加工(coarse machining)、精加工、开槽粗加工、开槽精加工、螺纹切削等作为一例，但是不限于此。用户能够根据工件W的加工工序中的加工处理内容以及该加工工序中的工件的加工程度来任意进行设定。

[图像坐标与机械坐标的对应关系]

这里，说明通过工件图像取得部13取得的工件图像的图像坐标与机床2的机械坐标之间的对应关系。图2表示图像坐标系与机械坐标系之间的关系。

能够通过照相机50的图像坐标(像素坐标值)来识别构成由照相机50拍摄出的工件图像的像素。然后，工件图像的各个像素与工件表明上的各点对应，并能够通过机床2的机械坐标来识别工件表面上的各点的位置。

因此，在设置照相机50时，通过照相机50拍摄在机械坐标中具有已知坐标值的多个示教点，并生成示教点图像，使用各个示教点的机械坐标值和该示教点的图像坐标中的图像坐标值，来根据公知的校准算法预先计算机床2的机械坐标系与照相机50的图像坐标系之间的对应关系(“坐标转换函数”)。由此，能够计算与由加工信息取得部111取得的加工程序的程序块所表示的坐标值(机械坐标值)相对应的工件图像上的图像坐标值，或者计算与工件W上的刀具路径(机械坐标值)相对应的工件图像上的刀具路径的图像坐标值。

光学特征设定部14根据通过工件图像取得部13获取到的由照相机50拍摄出的工件图像来计算或设定具有光学特征的程序块图像区域，并存储到存储部20(图像存储部23)中。

光学特征设定部14能够构成为通过图像处理算法自动地计算具有光学特征的程序块图像区域。另外，光学特征设定部14能够构成为将由操作员提取出的程序块图像区域设定为具有光学特征的程序块图像区域。另外，光学特征设定部14还能够构成为使具有光学特征的图像区域作为训练数据来进行机械学习，由此生成计算具有光学特征的图像区域(例如基于神经网络)的学习模型。

此外，作为用于执行外观检查的图像处理算法，各种算法是公知的(例如参照日本特开2014-55916号公报的[0035]段)、日本特开2011-232303号公报等)，省略详细的说明以及图示

这里，对以下光学特征设定部14进行示例，即将工件图像划分为多个程序块图像区域，按照划分后的每个程序块图像区域来计算光学特征量，根据计算出的光学特征量例如判定是否良好(好或不好，good or bad)，由此来判定与该程序块图像区域相对应的工件表面的加工结果是否良好。

图3表示工件图像的例子，该工件图像计算出以划痕A、不适当的进给速度为原因的面加工粗糙度B以及以不适当的公差为原因的面加工粗糙度C来作为工件图像上的光学特征量。另外，图4表示将工件图像划分为多个程序块图像区域，并设定具有光学特征的程序块图像区域(光学特征量)的一个例子。

如图4所示，光学特征设定部14可以根据用于将工件图像划分为多个程序块图像区域的区域划分信息(例如工件图像的纵横划分数量的指定)，划分为固定间隔的矩形程序块。优选的是，能够根据工件W的形状来指定区域划分信息。此外，区域划分信息可以包括划分后的区域的形状及其大小。划分后的区域的形状可以不限定为矩形。

光学特征设定部14将识别编号赋予根据区域划分信息划分工件图像而得的多个程序块图像区域。这里，如果将程序块图像区域的数量设为M(＞1)，则各个程序块图像区域能够识别为{程序块图像区域(m)}(1≤m≤M)。

由此，光学特征设定部14能够对各个程序块图像区域(m)计算光学特征量(m)并进行设定。这能够表示为{光学特征量(m)}(1≤m≤M)。此外，{程序块图像区域(m)}(1≤m≤M)能够表示为各个程序块图像区域(m)中包含的像素的图像坐标值的集合即{程序块图像坐标值集合(m)}(1≤m≤M)。

光学特征设定部14不限于在计算光学特征量时被预先划分为多个程序块图像区域。例如在使用SIFT等算法的情况下，在求出特征点时分几个阶段来缩放图像，计算最清楚地表现特征点的比例，因此从特征点的周围计算特征量时的区域也配合比例而变动(参照US Patent(美国专利)6711293等)

另外，光学特征设定部14也可以在不同的定时执行对工件图像的多个图像区域的划分处理和光学特征量的计算处理。

具体地说，可以在加工结束后，对所取得的每个工件图像来执行光学特征量的计算或设定。例如在区域划分信息基于指定工件图像的纵横的划分数量的情况下，对工件图像的多个图像区域的划分处理基本上是图像坐标的划分，而不会依赖于工件图像的光学特征。此时，例如可以在加工处理前执行图像坐标的划分处理。

[链接信息生成部15]

链接信息生成部15能够通过上述的坐标变换函数来确定与由光学特征设定部14计算或设定出的{程序块图像区域(m)}(1≤m≤M)相对应的、工件表面上的工件区域。这里，为了方便，能够将与各个程序块图像区域(m)(1≤m≤M)相对应的工件表面上的工件区域作为工件区域(m)表示为{工件区域(m)}(1≤m≤M)。

链接信息生成部15将各个工件区域(m)与进行过加工的加工程序中的执行位置信息相关联。由此，具有光学特征的程序块图像区域(m)与加工信息以及/或机械信息相关联。即，链接信息生成部15将具有光学特征的程序块图像区域(m)、与程序块图像区域(m)相对应的工件区域(m)与加工了工件区域(m)的加工程序相关的加工信息以及/或机械信息相关联。

图5表示生成链接信息的概要，该链接信息将工件区域(m)与关于加工程序的加工信息以及/或机械信息关联起来。

如图5所示，在所指定的加工工序结束时将通过照相机50拍摄到的工件图像划分为多个程序块图像区域，例如使用索引来识别程序块图像区域。加工程序中的执行位置即程序块编号与程序块图像区域相关联。

如果参照图5的例子，则根据指令直线插值的G代码(G01)，程序块编号N02与程序块图像区域(1)相关联，程序块编号N03与程序块图像区域(2)、(3)、(4)相关联，程序块编号N04与程序块图像区域(5)、(6)、(7)相关联。

同样地，如果参照图5的例子，则根据指令刀具更换的M代码(M06)，关联程序块图像区域(1)～(6)作为使用过刀具T2的工件区域，并关联程序块图像区域(7)、(8)等作为使用过刀具T5的工件区域。

如此，生成链接信息，该链接信息能够掌握以下对应关系：诸如从工件图像中的具有光学特征的程序块图像区域，访问加工与该程序块图像区域对应的工件区域时的加工程序的程序块编号、当时的加工信息以及/或机械信息；相反地，加工工件W时的机械信息、加工程序的程序块作为光学特征反映到工件图像的哪个区域中。

如上所述，链接信息生成部15能够将由工件图像取得部13取得的、在预先设定的加工工序结束时工件W的工件图像的具有光学特征的程序块图像区域与在该加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息关联起来。

更具体地说，链接信息生成部15生成链接信息，并存储在存储部20(链接信息存储部24)中，该链接信息与加工程序的加工信息(n)中的指令坐标值或对应于刀具路径的一个以上的程序块图像区域(m)(1≤m≤M)相关联，该加工程序是在该加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中执行的。

同样地，链接信息生成部15能够根据相应的加工信息(n)中包括的指令坐标值或刀具路径来生成链接信息，该链接信息将一个以上的程序块图像区域(m)与在该加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中生成的机械信息(n)关联。这里，根据加工信息的索引对机械信息进行分类(小组化)。

另外，链接信息生成部15例如通过指定特定的加工工序的加工工序编号或特定的加工工序的开始时刻，能够生成链接信息，该链接信息将只在该特定的加工工序中的加工信息(n)以及机械信息(n)与一个以上的程序块图像区域(m)关联。

另外，链接信息生成部15可以根据加工信息(n)中的指令坐标值或刀具路径，在不同的定时执行以下处理：将加工信息(n)以及机械信息(n)与一个以上的程序块图像区域(m)关联的处理；将由光学特征设定部14计算出的光学特征量与加工信息(n)以及机械信息(n)关联的处理。

具体地说，例如可以在预定的加工工序结束后执行以下处理，即根据加工信息(n)中的指令坐标值或刀具路径来将加工信息(n)以及机械信息(n)与一个以上的程序块图像区域(m)关联。另外，例如也可以在所有的加工结束后，在由光学特征设定部14进行的光学特征量的计算处理后执行以下处理，即将由光学特征设定部14计算出的光学特征量与加工信息(n)以及机械信息(n)关联。

在这种情况下，例如在加工程序中，在加工工序结束后且在下一个加工工序开始前，例如通过预先插入作为链接信息生成触发的链接信息生成指令作为G代码，链接信息生成部15能够响应该链接信息生成指令来进行将加工信息(n)以及机械信息(n)与一个以上的程序块图像区域(m)关联的处理。

[链接信息对照部16]

在通过工件图像取得部13取得的由照相机50拍摄到的工件图像中，链接信息对照部16通过光学特征设定部14，根据链接信息，在显示部30中显示与具有不好的(bad)光学特征的程序块图像区域相对应的加工信息(n)以及机械信息(n)。

此时，在预定的加工工序后拍摄了工件图像时，链接信息对照部16根据由用户输入的指示，能够在显示部30中只显示在该加工工序中所取得的加工信息(n)以及机械信息(n)。

相反，链接信息对照部16在根据由用户输入的指示，在显示部30中显示在该加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中生成的加工信息(n)以及机械信息(n)时，当多个加工信息(n)以及/或机械信息(n)对应于相同的程序块图像区域时，可以优先在显示部30的顶部显示最新的加工工序的加工信息。另外，链接信息对照部16可以使显示的优先顺序反转、也就是使对应于旧的加工工序的加工信息等成为顶部。

图6例如是在显示部30中显示在该加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中生成的加工信息(n)以及机械信息(n)时，当多个加工信息(n)以及/或机械信息(n)与相同的程序块图像区域对应时，将与具有光学特征的图像区域对应的加工程序的加工信息(未图示)以及/或机械信息(未图示)与该图像区域对应并突出显示的图。

由此，能够与相同的程序块图像区域关联地在视觉上理解进行过加工的加工信息以及/或机械信息，并提高针对加工路径和加工方法的可追溯性。

另外，图7表示在程序块图像区域中以避免多个刀具路径重叠的方式划分了工件图像时的情况。这种情况下，由于能够在程序块图像区域中避免刀具路径重叠，因此可以得到以下效果，即程序块图像区域与刀具路径1对1地对应，且链接信息变得简单。此外，为了在程序块图像区域中避免刀具路径重叠，需要满足以下的条件：

路径间距离＝工件大小/图像像素数

以上，说明了链接信息生成装置1的结构。接着说明链接信息生成装置1的动作。图8是表示链接信息生成装置1的动作的流程图。

<动作流程>

链接信息生成装置1通过执行图8所示的步骤S1～S9，生成链接信息，该链接信息将工件W的图像信息的具有光学特征的图像区域与该图像区域所对应的工件区域的加工信息以及/或机械信息关联起来。

此外，以下的处理流程表示在加工结束后执行工件图像的光学特征量的计算处理以及链接信息的生成时的动作，但是如上所述，也可以将光学特征设定部14的处理以及链接信息生成部15的处理分别分为2个来在不同的定时执行。

如果参照图8，则在步骤S1中，链接信息生成装置1(机械信息取得部112)取得表示以下内容的信息，即加工执行前机床2的机械结构、要使用的刀具在目前为止使用过的使用时间(累计)以及/或要使用的刀具的磨损状态、照相机设置信息、加工日期时间等加工处理前的机床2的状态。

在步骤S2中，链接信息生成装置1开始加工处理。

在步骤S3中，链接信息生成装置1(加工信息取得部111)以预定的采样周期取得时刻信息和成为与针对机床2的加工程序相关的运行基本信息的加工信息，并存储到存储部20中。同样地，链接信息生成装置1(机械信息取得部112)以预定的采样周期将时刻信息和成为与机床2相关的运转附带信息的机械信息存储在存储部20中。

在步骤S4中，链接信息生成装置1判断有无图像取得触发的产生。在产生图像取得触发时，转到步骤S5。在没有产生图像取得触发时，转到步骤S3。

在步骤S5中，链接信息生成装置1(工件图像取得部13)通过照相机50取得工件W的图像信息。

在步骤S6中，链接信息生成装置1判断所有的加工处理是否结束。当所有的加工处理结束时，转到步骤S7。当没有结束时，转到步骤S3。

在步骤S7中，链接信息生成装置1(光学特征设定部14)响应链接信息生成触发，进行在加工处理中取得的工件图像的光学特征量的计算处理。

在步骤S8中，链接信息生成装置1(链接信息生成部15)将在加工处理中取得的工件图像的光学特征量与在该工件图像所对应的加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息关联起来。

在步骤S9中，如果所取得的所有工件图像与在该工件图像所对应的加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息之间的关联结束，则结束链接信息生成处理。

以上，说明了在加工处理结束后执行工件图像的光学特征量的计算处理以及链接信息的生成时的动作流程，但是可以在每一次加工工序结束时，将该加工工序结束后的工件的图像坐标与在该加工工序以及/或比该加工工序靠前的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息关联起来。这种情况下，可以在加工处理结束时计算在该加工工序结束时所拍摄的工件图像的光学特征量以及光学特征量与在该加工工序以及/或比该加工工序靠前的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息之间的关联。

<第一实施方式达到的效果>

在第一实施方式的链接信息生成装置1中，能够生成链接信息，该链接信息能够容易地掌握以下对应关系：诸如从工件图像中的具有光学特征的图像区域，访问加工与该图像区域对应的工件区域时的加工程序的程序块、当时的加工信息以及/或机械信息；相反地，加工工件W时的机械信息、加工程序被作为光学特征反映到工件图像的哪个区域中。

根据本实施方式，链接信息生成装置1在预先设定的加工工序结束时，取得工件W的图像信息，并能够将根据工件图像设定出的具有光学特征的图像区域与该图像区域所对应的工件区域所涉及的加工工序以及比该加工工序靠前的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息关联起来。

因此，例如设为能够将某个工件的圆形加工等的程序块统一，在与该部分对应的图像区域上，可视地地理解与圆形加工相关的程序块的组，并且提高针对加工路径、加工方法的可追溯性。

根据本实施方式，链接信息生成装置1能够在预先设定的加工工序结束时取得工件W的图像信息，并将根据工件图像设定出的具有光学特征的图像区域与只在该图像区域所对应的工件区域所涉及的加工工序中包括的加工信息以及/或机械信息关联起来。

因此，通过按照诸如粗加工、精加工的每个加工工序来拍摄工件图像，能够从上次拍摄到这次拍摄为止，仅仅使加工了工件的加工程序的加工信息以及/或机械信息对应，当发现表面质量问题时，该原因的确定变得容易。

<第二实施方式>

图9是表示第二实施方式的链接信息生成装置1A的系统结构的示意图。如图9所示，链接信息生成装置1A的功能部分为控制装置100和计算机5A。控制装置100和计算机5A经由连接接口直接连接，或者经由网络连接，能够相互进行通信。网络例如是在工厂内构筑的LAN(Local Area Network：局域网)、因特网、公共电话网或者这些的组合。关于网络的具体通信方式、是有线连接还是无线连接，没有特别限定，

在第二实施方式中，控制装置100的控制部10具备信息取得部11(加工信息取得部111、机械信息取得部112)，控制装置100的存储部20具备加工信息存储部21和机械信息存储部22。

计算机5A包括显示部30、照相机50、控制部10A以及存储部20A。控制部10A具备工件图像取得部13、光学特征设定部14、链接信息生成部15以及链接信息对照部16。存储部20A具备图像存储部23和链接信息存储部24。

<第三实施方式>

图10是表示第三实施方式的链接信息生成装置1B的系统结构的示意图。如图10所示，链接信息生成装置1B的功能部被分为控制装置100和计算机5B。控制装置100和计算机5B经由连接接口直接连接，或者经由网络连接，能够相互进行通信。网络例如是在工厂内构筑的LAN(Local Area Network：局域网)、因特网、公共电话网或者这些的组合。关于网络中的具体通信方式、是有线连接还是无线连接等，没有特别限定，

在第三实施方式中，控制装置100的控制部10具备信息取得部11(加工信息取得部111、机械信息取得部112)和链接信息生成部15，控制装置100的存储部20中具备加工信息存储部21、机械信息存储部22以及链接信息存储部24。

计算机5B包括显示部30、照相机50、控制部10B以及存储部20B。控制部10B具备工件图像取得部13、光学特征设定部14以及链接信息对照部16。存储部20B具备图像存储部23。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述的实施方式。另外，本实施方式中记载的效果只是列举了由本发明产生的最优的效果，而本发明的效果不限于本实施方式所记载的内容。

<变形例1>

在第二实施方式以及第三实施方式中示例出了使链接信息生成装置分散的结构，但是不限于此。能够根据需要适当地使链接信息生成装置的功能部以及存储部所包括的结构要素分散。

<变形例2>

以本实施方式的链接信息生成装置1为链接信息生成的对象的机械不限于包括切削加工机、激光加工机以及放电加工机等的机床。本实施方式也能够适用于包括工业用机器人的工业机械。

<变形例3>

在本发明的实施方式中，在将照相机50预先设置在预定位置的基础上进行校准，虽然设定了照相机图像坐标系与机床的机械坐标系之间的对应关系，但是不限于此。

例如，可以将照相机50例如安装在机器人的机械手部，使机械手移动，由此使照相机50移动到任意的位置，并且拍摄最优的工件图像。更具体地说，预先计算机械坐标系与机器人坐标系之间的对应关系以及机器人坐标系与照相机的图像坐标系之间的对应关系，由此在通过机器人使照相机50移动时，能够计算图像坐标系与机械坐标系之间的对应关系。

基于链接信息生成装置1的链接信息生成方法能够通过软件来实现。当通过软件实现时，构成该软件的1个或2个以上的程序被安装到1个或2个以上的计算机中。另外，这些程序可以被记录在可移动介质中并发布给用户，也可以通过经由网络下载到用户的计算机中来进行发布。

Claims (7)

1.一种链接信息生成装置，其特征在于，

该链接信息生成装置具备：

信息取得部，其具有加工信息取得部和机械信息取得部中的至少任意一个，上述加工信息取得部取得与机床中的加工程序的执行位置以及加工位置有关的信息，并且取得上述加工程序的执行位置的加工信息，上述机床根据上述加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工，上述机械信息取得部取得与上述机床在上述加工程序的上述执行位置的运转状况相关的机械信息；

工件图像取得部，其取得上述工件的图像信息；

光学特征设定部，其根据由上述工件图像取得部取得的上述工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域，根据所指定的区域划分信息来划分上述工件的图像信息，对划分后的划分区域设定光学特征量；以及

链接信息生成部，其生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域与和上述图像区域所对应的工件区域有关的上述加工信息以及上述机械信息中的至少任意一个关联起来。

2.根据权利要求1所述的链接信息生成装置，其特征在于，

上述加工信息包含执行位置信息以及加工执行信息，

上述执行位置信息包含加工程序编号以及加工程序内的程序块编号，

上述加工执行信息包含以下的至少一个：

包含上述加工程序的程序块所表示的指令坐标值的加工路径信息、

与加工条件、涉及加减速控制的时间常数以及公差相关的参数信息、

刀具信息、

包含位置反馈信息以及速度反馈信息的反馈信息、以及

控制装置的内部处理状况。

3.根据权利要求1或2所述的链接信息生成装置，其特征在于，

上述机械信息包含传感器数据信息以及伺服信息中的至少一个。

4.根据权利要求1或2所述的链接信息生成装置，其特征在于，

上述工件图像取得部在预先指定的加工工序结束时取得上述工件的图像信息，

上述链接信息生成部将由上述光学特征设定部根据上述工件的图像信息而设定的具有光学特征的图像区域与和上述图像区域所对应的工件区域有关的上述加工工序以及上述加工工序以前的加工工序中包含的上述加工信息以及上述机械信息中的至少任意一个关联起来。

5.根据权利要求1或2所述的链接信息生成装置，其特征在于，

上述工件图像取得部在预先指定的加工工序结束时取得上述工件的图像信息，

上述链接信息生成部将由上述光学特征设定部根据上述工件的图像信息而设定的具有光学特征的图像区域与只在与上述图像区域所对应的工件区域有关的上述加工工序中包含的加工信息以及上述机械信息中的至少任意一个关联起来。

6.一种链接信息生成方法，其由1台或2台以上的计算机来执行，其特征在于，

该链接信息生成方法包含以下步骤：

信息取得步骤，具有加工信息取得步骤和机械信息取得步骤中的至少任意一个，上述加工信息取得步骤取得与机床中的加工程序的执行位置以及加工位置有关的信息，并且取得上述加工程序的上述执行位置的加工信息，上述机床根据上述加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工，上述机械信息取得步骤取得与上述机床在上述加工程序的上述执行位置的运转状况相关的机械信息；

工件图像取得步骤，取得上述工件的图像信息；

光学特征设定步骤，根据在上述工件图像取得步骤中取得的上述工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域，根据所指定的区域划分信息来划分上述工件的图像信息，对划分后的划分区域设定光学特征量；以及

链接信息生成步骤，生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域与和上述图像区域所对应的工件区域有关的上述加工信息以及上述机械信息中的至少任意一个关联起来。

7.一种计算机可读介质，记录了链接信息生成程序，其特征在于，

该链接信息生成程序用于使1台或2台以上的计算机执行以下步骤：

信息取得步骤，具有加工信息取得步骤和机械信息取得步骤中的至少任意一个，上述加工信息取得步骤取得与机床中的加工程序的执行位置以及加工位置有关的信息，并且取得上述加工程序的上述执行位置的加工信息，上述机床根据上述加工程序使刀具和工件相对移动来进行工件的加工，上述机械信息取得步骤取得与上述机床在上述加工程序的上述执行位置的运转状况相关的机械信息；

工件图像取得步骤，取得上述工件的图像信息；

光学特征设定步骤，根据在上述工件图像取得步骤中取得的上述工件的图像信息来设定具有光学特征的图像区域，根据所指定的区域划分信息来划分上述工件的图像信息，对划分后的划分区域设定光学特征量；以及

链接信息生成步骤，生成链接信息，该链接信息将具有上述光学特征的图像区域与和上述图像区域所对应的工件区域有关的上述加工信息以及上述机械信息中的至少任意一个关联起来。

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