CN107532886B - 工具形状测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够以简便的构成检测具有多个刀尖的工具的形状异常的工具形状测定装置。受光部6具有与受光透镜6a的光轴6b垂直的受光面9，并且在受光面9沿不同的方向配置有多个线传感器8，该线传感器8是多个传感器元件单向排列而成的。线传感器8设置在照射光L完全被工具4遮挡的第一区域、与该第一区域邻接且照射光L以一部分被工具4遮挡的状态照到的第二区域、以及与第二区域邻接且照射光L完全不被工具4遮挡地照到的第三区域。运算部21根据伴随工具4的旋转带来的线传感器8的输出状态的变化，在第二区域所包括的传感器元件的个数最少时，基于第二区域的中央位置确定出工具4的轮廓位置。

Description

工具形状测定装置

技术领域

本发明涉及测定工具的刀部形状的工具形状测定装置。

背景技术

在专利文件1中示出有通过拍摄工具等拍摄对象并对得到的图像实施图像处理来检测拍摄图像的形状的拍摄装置。在该拍摄装置中，从投光部向工具照射光，用设置于受光部的区域传感器检测通过透镜的光。区域传感器通过将传感器元件配置成矩形的面状而构成。由此，能够整体地拍摄工具来测定工具的形状。

在专利文献2中记载有兼用区域传感器和线传感器的工具测定装置。工具的形状通过区域传感器来测定。与此相对，线传感器用于检测工具是否进入作为测定区域的区域传感器的视野中的适当位置。若线传感器的检测信号被输出给加工中心，则由加工中心使工具的进入动作停止，工具被保持于测定区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-49489号公报

专利文献2：日本特开2012-86350号公报

发明内容

发明所要解决的问题

使用专利文献1和2的拍摄装置，能够测定具有多个刀部的工具的整体的形状。但是，由于通常在工具处于旋转状态下测定该工具的形状，因此，在多个刀部中的一个刀部缺损的情况下，有时会不能够检测出该缺损。这是因为，旋转状态下的工具即使刀部中的一个刀部缺损，工具的轮廓也不产生变化。

鉴于上述实际情况，期望一种能够以简单的结构来检测具有多个刀部的工具的形状异常的工具形状测定装置。

解决问题的技术方案

本发明所涉及的工具形状测定装置的特征构成在于：在测定在外周具有多个刀部的工具的形状时，具有：投光部，其向上述工具发出照射光，受光部，其隔着上述工具配置于与上述投光部相反的一侧，并经由透镜接受上述照射光，并且，该受光部被设定于上述工具的轮廓通过上述透镜成像的位置，以及运算部，其基于上述受光部的检测信号来运算上述工具的轮廓位置；上述受光部具有与上述透镜的光轴垂直的受光面，并且在该受光面沿不同的方向配置有多个线传感器，上述线传感器是多个传感器元件单向排列而成的，上述线传感器设置在上述照射光完全被上述工具遮挡的第一区域、与该第一区域邻接且上述照射光以一部分被上述工具遮挡的状态照到的第二区域、以及与该第二区域邻接且上述照射光完全不被上述工具遮挡地照到的第三区域，上述运算部根据伴随上述工具的旋转带来的上述线传感器的输出状态的变化，在上述第二区域所包括的上述传感器元件的个数最少时，基于上述第二区域的中央位置确定出上述工具的轮廓位置。

在本构成中，设定有透镜以及线传感器，以使工具的轮廓的拍摄图像在线传感器的位置成像。换句话说，工具的刀部中的、包括旋转轴芯且位于与线传感器平行的平面上的刀部的轮廓在设置线传感器的受光面上成像。此刻，在受光面上刀部的轮廓与线传感器交叉的情况下，照射光照不到构成线传感器的传感器元件中的位于形成刀部的影子的部位的传感器元件(第一区域)。换句话说，位于该第一区域的传感器元件不产生电动势。另一方面，照射光完全不被遮挡地照到传感器元件中的位于不形成刀部的影子的部位的传感器元件(第三区域)。在这里的传感器元件产生的电动势最大。

并且，在传感器元件中的、第一区域所包括的传感器元件与第三区域所包括的传感器元件之间，存在如下的传感器元件接受了，该传感器元件所接受的照射光的一部分被工具遮挡(第二区域)。例如，在第二区域所包括的传感器元件中可能存在如下的传感器元件，该传感器元件在工具的轮廓在受光面上成像的状态下，一个传感器元件的一半的区域被光照射，剩余的区域形成工具的影子，照射光照不到。在这样的情况下，该传感器元件的电动势是位于第一区域的传感器元件的电动势与位于第三区域的传感器元件的电动势之间的值。

假设在线传感器的延伸方向与工具的轮廓的延伸方向垂直的情况下，与被成像的工具的轮廓重叠的传感器元件的个数最小。另一方面，线传感器的延伸方向与工具的轮廓的延伸方向越接***行，与被成像的工具的轮廓重叠的传感器元件的个数越多。换句话说，只能够接受一部分的光的传感器元件的个数增多，上述第二区域的范围扩大。像这样，线传感器和工具的轮廓越以接近垂直的角度相交，被分类到第二区域的传感器元件的个数越少，越容易确定出工具的轮廓的位置。工具的轮廓的位置例如为第二区域所包括的传感器元件的中央的位置。

另外，将在受光部成像的测定对象的位置设定于当从受光部观察时位于该测定对象到受光部的距离等于工具的旋转轴芯到受光部的距离的部位。由于测定对象的位置是工具的轮廓，因此在工具旋转时，当工具的特定的刀部到达其到受光部的距离等于旋转轴芯到受光部的距离的位置时，即到达距旋转轴芯最远的位置时，刀部的轮廓在受光部成像。在该状态下测定刀部的轮廓。

与此相对，若在工具的旋转相位处于该测定位置的前后的任意一个的状态下，则刀部在受光面的成像处于焦点偏离的状态。在这样的所谓散焦状态下，通过透镜的光不完全收敛而扩散，结果被分类到上述第二区域的传感器元件的个数增多。

像这样，若是本构成，在刀部的轮廓位于其到受光部的距离等于旋转轴芯到受光面的距离时，刀部的焦点对得最准。此时，被分类到第二区域的传感器元件中的位于中央的传感器元件的位置是工具的轮廓的位置。

另外，在本构成的工具形状测定装置中，由于以向不同的方向延伸的状态设置多个线传感器，因此，即使是像例如立铣刀那样具有与旋转轴芯呈直角方向的切削面和与旋转轴芯平行的切削面的工具，也能够使用任意一个线传感器来测定规定的部位的轮廓。

本发明所涉及的工具形状测定装置的其它的特征构成在于，即，上述线传感器具有：第一线传感器，其与上述工具的旋转轴芯平行设置；以及第二线传感器，其以该第一线传感器的两端部中的、靠近上述工具的基端部侧的端部的位置作为中央，与上述第一线传感器成直角设置。

线传感器所检测的光的浓淡的变化在与刀部的轮廓成直角的方向上最大。为了测定顶端在径向以及轴芯方向上具有一定外形的工具，将线传感器沿2个方向配置最佳。在该情况下，若如本构成那样，将线传感器配置成直角方向，则即使在一个线传感器位于工具的轮廓的切线方向的情况下，由于另一个线传感器位于与该一个线传感器成直角的方向上，因此，能够利用两个方向中的任意一个方向的线传感器测定轮廓的区域也为最大。

尤其是工具的侧部轮廓经常与旋转轴芯平行，但在本实施方式的情况下，第二线传感器配置为与旋转轴芯成直角。另外，能够使另一个第一线传感器与工具的端面以接近直角的较大的角度交叉。因而，若是本构成，则能够更加准确地测定工具的轮廓。

本发明所涉及的工具形状测定装置的其它的特征构成在于，即，上述工具形状测定装置具有识别上述工具的旋转相位的相位检测部，将基于在加工前后的不同的时间测定上述多个刀部中的每一个刀部的轮廓位置而得到的结果所运算出的双方的上述轮廓位置之差作为偏差幅度，并在该偏差幅度超过预先设定的阈值时，确定为上述刀部的形状异常。

如本构成那样，通过对各刀部比较在不同的时间的偏差幅度，例如能够比较在进行规定的加工前后的刀部的状态。此时，由于对各刀部进行形状测定，因此能够在早期发现刀部的形状异常。

本发明所涉及的工具形状测定装置的其它的特征构成在于，即，针对上述多个刀部中的每一个刀部，将在沿上述刀部的延伸方向上的两处测定出的双方的上述轮廓位置之差作为偏差幅度，并在该偏差幅度超过预先设定的阈值时，确定为上述刀部的形状异常。

如本构成那样，通过比较工具中的多个位置的偏差幅度，例如能够比较工具的远离顶端部的未使用的部位的形状与工具顶端部的已经被用于加工的部位的形状的比较。因而，不必改变时间地进行测定，从而能够简单地检测工具的形状异常。

关于本发明所涉及的工具形状测定装置的其它的特征构成，为了利用上述运算部运算上述工具的轮廓位置而具有输入上述工具的刀数的输入部，上述运算部，根据预先设定的上述工具的测定旋转速度和上述刀数来运算各刀部的测定周期，利用上述线传感器测定上述轮廓位置的移动，在上述轮廓位置向沿上述线传感器的长度方向的向一个方向移动并在接下来逆向反转的时刻，以该反转位置作为确定轮廓位置，以将特定相位作为测定开始和测定结束的切换相位的方式设定测定时机，该特定相位是，使上述测定周期以在得到该确定轮廓位置的状态下的上述工具的旋转相位为基准，错开半个周期而得到的相位，至少测定一次各上述刀部的确定轮廓位置，基于各刀部的确定轮廓位置中的、距上述工具的旋转轴芯最远的最大轮廓位置与距上述旋转轴芯最近的最小轮廓位置之差来测定工具的偏差。

若如本构成这样，使用线传感器来测定刀部的轮廓位置，则无需像以往的测定装置那样使用二维的像素数据来进行图像处理，能够将运算负荷抑制得极低。另外，由于运算负荷较少，因此，刀部的轮廓位置的运算迅速，能够提高工具的旋转速度而缩短测定处理时间。并且，关于轮廓位置的测定，能够针对具有规定的刀数的刀部，在任意的旋转量下都能够进行测定，能够容易提高测定精度。

附图说明

图1是加工中心所具有的工具形状测定装置的概要图。

图2是表示T字形的线传感器的图。

图3是将被测定物重叠在线传感器上而成的图。

图4是表示线传感器的输出状态的概要图。

图5是进行各刀的偏差判定的流程图。

图6是比较使用前后的各刀的偏差判定值的曲线图。

图7是表示测定刀部的轴向的偏差的例子的图。

图8是表示在刀部设置多个测定处的例子的图。

图9是测定各刀的多处来进行偏差判定的流程图。

图10是表示在扭歪的刀部设置测定处的例子的图。

图11是旋转轴芯(Z轴)方向上的基准位置的说明图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

〔整体结构〕

工具形状测定装置100用于例如在外周具有多个刀部的穿孔用钻头、磨铣加工用的切削工具等精密加工用的工具的形状测定。如图1所示，工具形状测定装置100由拍摄部1和控制器2构成。拍摄部1设置于安装有工具4的运算机数字控制(CNC：ComputerizedNumerical Control)式的工作机械3。

拍摄部1具有向工具4发出照射光L的投光部5、隔着工具4配置于与投光部5相反的一侧的受光部6、以及使从投光部5照射的光向工具4侧会聚的投光透镜5a。投光部5由发光二极管(LED，Light Emitting Diode)等构成。在隔着工具4与投光透镜5a相反的一侧设置有拍摄工具4的轮廓的受光透镜6a。由受光透镜6a会聚的光被反射镜7折弯，并在具有线传感器8的受光部6成像。线传感器8通过单向地排列多个传感器元件81而形成。另外，反射镜7能够在受光透镜6a的光轴相对于线传感器8偏移的情况下调节光轴。

线传感器8的位置被设定成，工具4的表面形状中的如下部位的图像被受光透镜6a聚焦，该部位位于其到线传感器8的距离等于工具4的旋转轴芯Z到该线传感器8的距离的位置。受光透镜6a的焦深例如大约是0.1mm。用受光透镜6a将工具4的刀尖4b的像放大投影于受光部6。由此，例如能够在与光轴垂直的方向上以大约1μm左右的精度辨别工具4的轮廓位置。

当线传感器8接受光照时，根据光的明暗产生电动势。基于该电动势生成检测信号，检测信号被送给设置于控制器2的运算部21。运算部21确定工具4的轮廓位置。表示测定出的轮廓位置的值显示于设置在拍摄部1的侧面位置的显示部10。

如图2所示，在受光部6设置有与受光透镜6a的光轴垂直的受光面9。在受光面9，以相互垂直的姿势配置有两个线传感器8。例如，假定测定工具4的顶端部4a的轮廓的情况。若假设线传感器8仅为单方向的一个，则会出现线传感器8的姿势沿着工具4的顶端部4a的任意一个部位的切线方向。在这样的位置，在构成线传感器8的多个传感器元件81(参照图4)中难以显现受光量的差，不能够准确地检测顶端部4a的轮廓位置。因此，在受光部6中，以将线传感器8的方向设定为相对于工具4的表面具有接近垂直的交叉角的状态的方式，在不同的两个方向上设置有多个线传感器8a、8b。

在本实施方式中，线传感器8具有与工具4的旋转轴芯Z平行设置的第一线传感器8a、和与第一线传感器8a成直角而设置的第二线传感器8b。第二线传感器8b接近第一线传感器8a的两端部中的靠近工具4的基端部的一侧的端部而设置。

如图2所示，第一、第二线传感器8a、8b配置在受光面9上设置的T字形的凹槽9a。通过这样，能够遮挡在拍摄部1的内部漫反射的光入射至第一、第二线传感器8a、8b，能够提高第一、第二线传感器8a、8b的检测精度。另外，由于工具4的轮廓图像被放大投影于第一、第二线传感器8a、8b，因此，第一、第二线传感器8a、8b具有较高的分辨率。因此，作为第一、第二线传感器8a、8b的安装面的受光面9由金属抛光面等形成为精确的平面。

在图3示出工具4的拍摄图像与第一线传感器8a和第二线传感器8b重叠的样子。在图3中，工具4的顶端部4a位于第一线传感器8a的中间。在第一线传感器8a的中间示出的黑圆点是预先设定的虚拟的基准位置。在测定时，测定工具4的顶端部4a从该基准位置通过的距离。另一方面，第二线传感器8b与工具4沿着垂直于旋转轴芯Z的方向交叉。在该状态下，第一线传感器8a能够测定一处轮廓位置，第二线传感器8b能够测定两处的轮廓位置。

在图4示出第二线传感器8b的接受光的样子。按照图4的(a)～(c)的顺序示出工具4按顺时针方向旋转，各刀尖4b的轮廓成像于第二线传感器8b的样子。图4的中央的(b)是刀尖4b的像通过受光透镜6a合焦在第二线传感器8b上的状态。受光透镜6a的焦深例如大约是0.1mm，在刀尖4b位于距该位置前后0.1mm以内的位置的情况下焦点对准。

在图4的(a)中，从受光透镜6a至刀尖4b的距离较远，刀尖4b的位置相对于受光透镜6a的光轴6b向图中左侧偏离。在该情况下，焦点在第二线传感器8b的近前并且在光轴6b的右侧，处于所谓散焦状态。相反，在图4的(c)中，从受光透镜6a至刀尖4b的距离较近。刀尖4b的位置在光轴6b的左侧。在该情况下，焦点在第二线传感器8b的内侧并且在光轴6b的右侧，还是散焦状态。

例如，在图4的(a)的情况下，在第二线传感器8b形成照射光L完全被工具4遮挡的第一区域A、与第一区域A邻接且照射光L的一部分被工具4遮挡的第二区域B、以及与第二区域B邻接且照射光L完全不被工具4遮挡的第三区域C。工具4的轮廓位置的检测由位于焦点附近的传感器元件81来进行。

根据图4可知，在图4的(b)中，由于焦点在第二线传感器8b的表面位置对准，因此，传感器元件81属于第一区域A或第三区域C的元件。这里，被分类到第二区域B的传感器元件81的个数为零或为极少的个数。

另一方面，在图4的(a)和图4的(c)的情况下，刀尖4b的拍摄焦点不在第二线传感器8b的表面位置对准，处于所谓散焦状态。因此，几个传感器元件81处于光量减少的受光状态，被分类到第二区域B的传感器元件81的个数增加。

在图4的各情况下，运算部21将被分类到第二区域B的传感器元件81的中央位置、或第一区域A与第三区域C的边界位置确定为在该瞬间的工具4的轮廓位置。

轮廓位置伴随工具4的旋转沿与受光透镜6a的光轴6b垂直的方向移动。根据图4可知，在刀尖4b的拍摄图像的焦点对准的状态(图4的(b))下，轮廓位置为沿第二线传感器8b的长度方向与旋转轴芯Z最靠近的位置。在刀尖4b位于其以外的位置的情况下，拍摄图像的焦点不对准，运算出的轮廓位置远离旋转轴芯Z。因而，在本实施方式中，运算部21将轮廓位置最靠近工具4的旋转轴芯Z的位置确定为确定轮廓位置。

〔各刀尖的形状测定〕

刀尖4b的检查能够在适当的时机进行。例如，若在将工具4用于精加工前进行刀尖4b的检查，则能够进行更加精密的加工。另外，对规定的加工工件，也可以每加工了预先设定的个数的加工工件进行刀尖4b的检查，还可以每隔一段加工时间进行刀尖4b的检查。并且，还可以每隔一段加工线长进行刀尖4b的检查。

在具有多个刀尖4b的工具4中，例如如图7所示那样，有时会发生特定的刀尖4b缺损。尤其是，若工具4的直径较小，则通过目视观察不能够确认刀尖4b的磨损、缺损。在本实施方式的工具形状测定装置100中，按照以下的步骤确定出各刀尖4b的形状异常。例如，将基于在加工前后的不同的时间测定多个刀部(刀尖4b)中的每一个刀部(刀尖4b)的轮廓位置而得到的结果所运算出的双方的轮廓位置之差作为偏差幅度，在该偏差幅度超过预先设定的阈值时，确定为刀部的形状异常。

如图1所示，在工作机械3中具有识别工具4的旋转相位的相位检测部31。相位检测部31利用机械主轴所具有的伺服编码器、安装于工具4的反射贴纸或切槽等标记来识别工具4的旋转相位。在测定工具4的形状时，用上述标记等设定对工具4开始测定的基点。然后，一边用相位检测部31掌握工具4的旋转相位，一边对各刀尖4b测定形状。应予说明，在控制器2或者工作机械3中具有输入工具4的刀数的输入部。

以下，在图5的流程图中示出测定方式的详细内容。针对多个刀尖4b，基于决定的基点对刀尖4b按顺序赋予识别编号(例如1、2、……n)，并使工具4连续地旋转，以一定周期进行刀尖4b的形状测定。

在步骤#1中运算测定周期。作为一个例子，假定测定对象的工具4以100转/分钟旋转且刀尖4b为4个的情况。在该情况下，转一圈的周期为0.6秒，一个刀尖4b的测定周期为0.15秒。

接下来，在步骤#2中，决定工具4的旋转相位的基点。在步骤#3中获取轮廓位置的最大值，运算刀尖4b的测定时机。针对该测定时机使测定周期提前1/2(步骤#4)。即，由线传感器8b测定轮廓位置的移动，在轮廓位置沿线传感器8b的长度方向的向一个方向移动并在接下来逆向反转的时刻，以该反转位置作为确定轮廓位置，以将特定相位作为开始和测定结束的切换相位的方式设定测定时机，该特定相位是，使上述测定周期以在得到该确定轮廓位置的状态下的工具4的旋转相位为基准，错开半个周期而得到的相位。由此，测定周期的测定区域包括刀尖4b的与受光透镜6a的焦点对准的最大外周位置及其前后的区域。然后，一边使计时器工作(步骤#5)，一边开始进行编号1的刀尖4b的测定。

若线传感器8所包括的传感器元件81最少，且刀尖4b的轮廓位置被确定，则在步骤#6中更新刀尖4b的轮廓位置的最大值，即更新确定轮廓位置的值。在步骤#7中，若编号1的刀尖4b的测定结束，则在步骤#8中存储刀尖4b的编号值和确定轮廓位置的值。在步骤#9中，使N值增加1，以后，对编号2～4的刀尖4b进行同样的测定(步骤#5～10)。

在步骤#10中，当对于4个刀尖4b进行的规定次数的测定结束时，在步骤#11中，与使用前的测定数据比较，运算各刀尖4b的偏差幅度。

刀尖4b的轮廓例如在工具4的径向上以工具4的旋转轴芯Z的位置为基准而反复增减。因此，能够在径向的一端侧测定刀尖4b的轮廓，由此测定作为从各刀尖4b的轴心至刀尖4b的轮廓的距离的“偏差”。

在图6示出对6mmφ的立铣刀测定径向的一端侧的刀尖4b的偏差的结果。图6中，虚线为加工前的测定结果，实线为加工后的测定结果。

根据加工前的测定结果，2号的刀尖4b的测定值最大，为1.020mm。与此相对，最小的测定值为4号的刀尖4b，为0.960mm。因而，根据2号的刀尖4b的测定值与4号的刀尖4b的测定值之差可知，加工前的“偏差”为0.060mm。

另一方面，根据加工后的测定结果，最大的测定值为1号的刀尖4b，为0.980mm；最小的测定值为4号的刀尖4b，为0.950mm。因而，加工后的“偏差”为0.030mm，稳定在加工前的一半。

但是，若关注2号的刀尖4b，则加工前的测定值为1.020mm，但加工后为0.969mm，减少了0.051mm。关于1号、3号、4号的刀尖4b，加工后与加工前相比，测定均短了0.010mm。根据该结果，在本实施方式中，关于1号、3号、4号，判断为由于加工磨损导致测定值变小。另一方面，关于2号的刀尖4b，测定值的减小方式急剧，判断为不是磨损而是刀尖4b的缺损。顺便说一下，对于是否缺损，能够根据工具4的尺寸设定一定程度的阈值。在6mmφ的立铣刀的情况下，作为作为缺损的阈值，例如能够设定0.020mm。应予说明，在存在缺损的情况下，也有时刀尖4b的轮廓不收敛在线传感器8的检测范围内，不出现应被定期检测到的峰值。这样的阈值例如能够根据加工个数或加工线长等测定的间隔来适当地设定。

在图6示出测定工具4的径向(X轴方向)一端位置的例子。但是，在本实施方式中，由于具有沿工具4的轴芯方向(Z轴向)的第一线传感器8a，因此，除能够测定刀尖4b的径向的一端位置的偏差幅度外，也能够测定刀尖4b的轴向的顶端部4a的偏差幅度。这样，如图7所示，能够确定出刀尖4b在轴芯方向(Z轴向)上的缺损。

〔第二实施方式〕

关于工具4的测定部位，也可以针对多个刀尖4b中的每一个刀尖沿着刀尖4b的延伸方向设置两处。在图8示出沿着刀尖4b的旋转轴芯Z的方向设置两处测定部位41、42的例子。例如，第一测定部位41设置于远离被用于加工的部位而不产生由加工引起的磨损的健全位置，第二测定部位42设置于被用于加工的顶端部4a的附近。

将测定出的双方的轮廓位置的差作为偏差幅度，在该偏差幅度超过预先设定的阈值时，确定为刀尖4b的形状异常。

在图9示出该情况的测定方式的流程图。在该情况的测定中，除在图5中示出的测定外，还在工具4的其它的位置测定刀的轮廓位置。例如，在最初的测定中，对工具4的刀中的位于远离顶端部4a的位置的未使用部分进行测定。该第一测定部位41的测定在图9中为步骤#1～步骤#11。尤其是步骤#11，在图5中进行了刀尖4b的偏差运算，但这里，对各刀尖4b在第一测定部位41的轮廓位置，存储各自的最大值。

在接下来的步骤#12中，使工具4的位置移动。要移动到的位置如图8所示那样，是设置于工具4的顶端部4a的第二测定部位42。接下来，确认各刀尖4b在第二测定部位42的相位与在之前测定的各刀尖4b在第一测定部位41的相位的相对位置关系。例如，在如图8所示的例子那样，在各刀尖4b沿工具4的旋转轴芯Z的方向平行的情况下，各刀尖4b在第一测定部位41和第二测定部位42的旋转相位相等。因而，在该情况下，对于在步骤#13中的对刀尖4b在第一测定部位41以及第二测定部位42的相位确认，只要确认为相同的相位即可，也无需使步骤#14中的测定周期错开。

若能够掌握刀尖4b在第二测定部位42的相位，则在步骤#15～步骤#21中，与第一测定部位41的测定同样地测定各刀尖4b的轮廓位置，存储各刀尖4b在第二测定部位42的轮廓位置的最大值。

然后，在步骤#22中，求出在第一测定部位41的测定结果与在第二测定部位42的测定结果之差，运算各刀尖4b的轮廓位置在加工前后如何变化。例如，若为6mmφ的立铣刀，则如上述那样，以0.020mm作为阈值，若在阈值以内，则判断为通常的磨损，若超过阈值则判断为缺损。

通过像这样比较工具4中的多个测定部位的偏差幅度，例如能够比较在远离加工部的健全位置的形状与被用于刀尖4b的加工的部位，不必改变时间地进行测定，从而能够简单地检测工具4的形状异常。

应予说明，在刀尖4b在旋转方向上扭转的情况下，如图10所示，即使是共用的刀尖4b，第一测定部位41的相位与第二测定部位42的相位也为不同的相位。因此，在图9的步骤#13中确认第一测定部位41与第二测定部位42在旋转方向上的相位差，运算第一测定部位41和第二测定部位42的测定值之差。

〔其他的实施方式〕

在工具4的旋转轴芯Z的方向上测定工具4的形状的情况下，也可以如图11所示那样，将工具4中的刀柄直径开始变细的中间部43、工具4的基端部44设定为基准位置。如本实施方式那样，将工具4的中间部43或基端部44的不与加工对象接触的部分设定为用于加工前后的比较的基准位置，由此测定值的精度稳定。

工业实用性

本发明能够广泛利用于各种工具的形状测定。

附图标记的说明：

1 拍摄部

2 控制器

4 工具

4b 刀尖

5 投光部

6 受光部

6a 受光透镜

8 线传感器

8a 第一线传感器

8b 第二线传感器

9 受光面

21 运算部

31 相位检测部

100 工具形状测定装置

A～C 第一～第三区域

L 照射光

Claims (7)

1.一种工具形状测定装置，其为在外周具有多个刀部的工具的形状测定装置，

上述工具形状测定装置具有：

投光部，其向上述工具发出照射光，

受光部，其隔着上述工具配置于与上述投光部相反的一侧，并经由透镜接受上述照射光，并且，该受光部被设定于上述工具的轮廓通过上述透镜成像的位置，以及

运算部，其基于上述受光部的检测信号来运算上述工具的轮廓位置；

上述受光部具有与上述透镜的光轴垂直的受光面，并且在该受光面沿不同的方向配置有多个线传感器，上述线传感器是多个传感器元件单向排列而成的，其特征在于，

上述线传感器设置在上述照射光完全被上述工具遮挡的第一区域、与该第一区域邻接且上述照射光以一部分被上述工具遮挡的状态照到的第二区域、以及与该第二区域邻接且上述照射光完全不被上述工具遮挡地照到的第三区域，

上述线传感器的输出状态伴随上述工具的旋转而变化，上述刀部的像通过上述透镜合焦在上述线传感器上，由此，在上述第二区域所包括的上述传感器元件的个数最少时，上述运算部基于上述第二区域的中央位置确定出上述工具的轮廓位置。

2.根据权利要求1所述的工具形状测定装置，其特征在于，

上述线传感器具有：

第一线传感器，其与上述工具的旋转轴芯平行设置，以及

第二线传感器，其以该第一线传感器的两端部中的、靠近上述工具的基端部一侧的端部的位置作为中央，与上述第一线传感器成直角设置。

3.根据权利要求1或者2所述的工具形状测定装置，其特征在于，

上述工具形状测定装置具有识别上述工具的旋转相位的相位检测部，

将基于在加工前后的不同的时间测定上述多个刀部中的每一个刀部的轮廓位置而得到的结果所运算出的双方的轮廓位置之差作为偏差幅度，

在该偏差幅度超过预先设定的阈值时，确定为上述刀部的形状异常。

4.根据权利要求1或者2所述的工具形状测定装置，其特征在于，

针对上述多个刀部中的每一个刀部，将在沿上述刀部的延伸方向上的两处测定出的双方的上述轮廓位置之差作为偏差幅度，

在该偏差幅度超过预先设定的阈值时，确定为上述刀部的形状异常。

5.根据权利要求1或者2所述的工具形状测定装置，其特征在于，

上述工具形状测定装置具有为了利用上述运算部运算上述工具的轮廓位置而输入上述工具的刀数的输入部，

上述运算部，

根据预先设定的上述工具的测定旋转速度和上述刀数来运算各刀部的测定周期，

利用上述线传感器测定上述轮廓位置的移动，在上述轮廓位置沿上述线传感器的长度方向向一个方向移动并在接下来逆向反转的时刻，以该反转位置作为确定轮廓位置，

以将特定相位作为测定开始和测定结束的切换相位的方式设定测定时机，该特定相位是，使上述测定周期以在得到该确定轮廓位置的状态下的上述工具的旋转相位为基准，错开半个周期而得到的相位，

至少测定一次各上述刀部的确定轮廓位置，

基于各刀部的确定轮廓位置中的、距上述工具的旋转轴芯最远的最大轮廓位置与距上述旋转轴芯最近的最小轮廓位置之差来测定上述工具的偏差。

6.根据权利要求3所述的工具形状测定装置，其特征在于，

上述工具形状测定装置具有为了利用上述运算部运算上述工具的轮廓位置而输入上述工具的刀数的输入部，

上述运算部，

根据预先设定的上述工具的测定旋转速度和上述刀数来运算各刀部的测定周期，

利用上述线传感器测定上述轮廓位置的移动，在上述轮廓位置沿上述线传感器的长度方向向一个方向移动并在接下来逆向反转的时刻，以该反转位置作为确定轮廓位置，

以将特定相位作为测定开始和测定结束的切换相位的方式设定测定时机，该特定相位是，使上述测定周期以在得到该确定轮廓位置的状态下的上述工具的旋转相位为基准，错开半个周期而得到的相位，

至少测定一次各上述刀部的确定轮廓位置，

基于各刀部的确定轮廓位置中的、距上述工具的旋转轴芯最远的最大轮廓位置与距上述旋转轴芯最近的最小轮廓位置之差来测定上述工具的偏差。

7.根据权利要求4所述的工具形状测定装置，其特征在于，

上述工具形状测定装置具有为了利用上述运算部运算上述工具的轮廓位置而输入上述工具的刀数的输入部，

上述运算部，

根据预先设定的上述工具的测定旋转速度和上述刀数来运算各刀部的测定周期，

利用上述线传感器测定上述轮廓位置的移动，在上述轮廓位置沿上述线传感器的长度方向向一个方向移动并在接下来逆向反转的时刻，以该反转位置作为确定轮廓位置，

以将特定相位作为测定开始和测定结束的切换相位的方式设定测定时机，该特定相位是，使上述测定周期以在得到该确定轮廓位置的状态下的上述工具的旋转相位为基准，错开半个周期而得到的相位，

至少测定一次各上述刀部的确定轮廓位置，

基于各刀部的确定轮廓位置中的、距上述工具的旋转轴芯最远的最大轮廓位置与距上述旋转轴芯最近的最小轮廓位置之差来测定上述工具的偏差。

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