JP2001082932A - Tool outside diameter measuring apparatus and its evaluating method - Google Patents
Tool outside diameter measuring apparatus and its evaluating methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンドミルの大き
さ、刃数等に影響されることなくその外径及び振れ量を
一度に測定し、結果をデジタル的に提供する工具外径評
価方法とそれを実現させるための工具外径測定装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool outer diameter evaluation method for measuring the outer diameter and runout of an end mill at one time without being affected by the size and the number of teeth of the end mill, and providing the result digitally. The present invention relates to a tool outer diameter measuring device for realizing this.
【０００２】[0002]
【従来の技術】数値制御付（以下「ＮＣ」という）切削
加工機は、切削加工に使用する回転切削工具としてのエ
ンドミルの半径を工具オフセットとして予め制御装置に
入力しておかなければならない。ＮＣ切削加工機は、そ
のオフセットの分だけ加工形状の内側（又は外側）を通
ることで工具の外周が加工形状に沿って動き、切削する
仕組みになっている。つまり、このオフセットの精度が
直接切削加工精度に影響することになる。以前は人手に
よりマイクロメータ等でエンドミルの先端を測定してい
たが、最近の技術としてはレーザ測定器による非接触で
の測定が一般的に普及してきている。2. Description of the Related Art In a cutting machine with numerical control (hereinafter referred to as "NC"), the radius of an end mill as a rotary cutting tool used for cutting must be input to a control device in advance as a tool offset. The NC cutting machine has a mechanism in which the outer periphery of the tool moves along the machining shape by passing through the inside (or outside) of the machining shape by the offset, thereby cutting. That is, the accuracy of the offset directly affects the cutting accuracy. Previously, the end of the end mill was measured manually with a micrometer or the like, but as a recent technique, non-contact measurement using a laser measuring instrument has become popular.
【０００３】図３は、レーザ測定器における回転切削工
具外径の従来のレーザ測定方法を示す。図３に示すよう
に従来のレーザ測定方法は、レーザ測定器２のレーザ投
光部３からレーザ受光部４へ照射されたレーザ光線５を
被測定エンドミル１で遮断し、ゆっくりと被測定エンド
ミル１を回転させてその遮光幅［Ｄ］の最大値を測定す
る方法が一般的であり、簡単にエンドミル１の外径（工
具外径）がデジタル的に測定できる特徴がある。その反
面、刃の対方向に刃を持つ偶数刃の工具でなければ測定
することができず、また、刃の振れは別の測定方法で評
価するしかなかった。更には、大径のエンドミルを測定
するには、当該エンドミルの外径以上のレーザ光線幅を
有する大型の測定器を必要とするため、簡単に測定する
ことができなかった。FIG. 3 shows a conventional laser measuring method for the outer diameter of a rotary cutting tool in a laser measuring device. As shown in FIG. 3, in the conventional laser measuring method, the laser beam 5 emitted from the laser projecting unit 3 of the laser measuring device 2 to the laser receiving unit 4 is cut off by the end mill 1 to be measured, and the end mill 1 Is rotated to measure the maximum value of the light-shielding width [D], and the outer diameter of the end mill 1 (tool outer diameter) can be easily digitally measured. On the other hand, the measurement cannot be performed unless the tool is an even-numbered blade having a blade in the opposite direction of the blade, and the runout of the blade has to be evaluated by another measuring method. Furthermore, a large diameter end mill requires a large measuring instrument having a laser beam width equal to or larger than the outer diameter of the end mill, and thus cannot be easily measured.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述したようにＮＣ切
削加工機は、加工に使用する工具の半径を工具オフセッ
トとして加工するためこのオフセットの精度が切削加工
精度に大きく影響する。つまり、工具外径測定の高精度
化が課題となる。従来のレーザ遮光幅測定による工具外
径測定では被測定エンドミルの最外径は簡単に測定でき
る。しかし、工具オフセットは、エンドミルの振れも考
慮した値のことであり、エンドミルを回転させたときの
最大外周円の半径のことである。As described above, in the NC cutting machine, since the radius of the tool used for machining is machined as a tool offset, the accuracy of this offset greatly affects the machining accuracy. That is, it is a problem to improve the accuracy of the tool outer diameter measurement. In the conventional tool outer diameter measurement by laser light shielding width measurement, the outermost diameter of the measured end mill can be easily measured. However, the tool offset is a value that also takes into account the run-out of the end mill, and is the radius of the maximum outer circle when the end mill is rotated.
【０００５】つまり、工具の先端の振れ量も同時に測定
する必要があるが、従来の遮光幅測定では振れ量は正確
に測定することができず、別の測定方法に変更して再測
定するために非効率的である。また、対向刃のあるエン
ドミル（偶数刃数）しか測定することができないうえ、
対向刃との位相角が１８０°になっていないと外径の最
大値を測定できない。通常、市販の工具の割出し精度に
は多少のバラツキがあるので外径測定精度の信頼性は低
い。更に、被測定エンドミル径が大きい場合、それより
更に大きなレーザ光線の有効幅を持つレーザ測定器が必
要となり、測定装置も大型化してしまい高価な設備とな
ってしまう。In other words, it is necessary to measure the run-out amount of the tool tip at the same time. However, the run-out amount cannot be measured accurately by the conventional light-shielding width measurement. Inefficient. In addition, it can measure only end mills with opposing blades (even number of blades).
The maximum value of the outer diameter cannot be measured unless the phase angle with the opposing blade is 180 °. Usually, there is some variation in the indexing accuracy of commercially available tools, and thus the reliability of the outer diameter measurement accuracy is low. Further, when the diameter of the end mill to be measured is large, a laser measuring device having a larger effective width of the laser beam is required, and the measuring device is also increased in size and becomes expensive equipment.
【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、各種の外径及び刃数の回転切削工具の外径及び振れ
量を簡単、且つ高精度に測定することが可能な工具外径
測定装置及びその評価方法を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has been made in consideration of the above circumstances, and has an object to provide a simple and highly accurate outer diameter and runout of a rotary cutting tool having various outer diameters and the number of teeth. An object of the present invention is to provide a diameter measuring device and an evaluation method thereof.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係わる工具外径測定装置は、Ｎ
Ｃ切削加工機の工具オフセット評価において回転切削工
具の外径及び振れ量を測定するためのレーザ外径測定器
及びその移動ユニット、ワークスピンドル、それらを設
置するための台座、レーザ制御コントローラ、記録用プ
リンタから構成される工具外径測定装置において、前記
レーザ外径測定器に半導体可視光レーザを使用し、レー
ザ透過部の一方の側端部をナイフエッヂ状の治具にて遮
光し、これを基準として被測定回転切削工具の遮光部と
の間隙を測定し、前記レーザ制御コントローラにより前
記被測定回転切削工具の外径に換算して表示することを
特徴とする。In order to achieve the above object, a tool outer diameter measuring apparatus according to claim 1 of the present invention is provided with:
Laser outer diameter measuring device for measuring the outer diameter and runout of a rotary cutting tool in tool offset evaluation of a C-cutting machine and its moving unit, work spindle, pedestal for installing them, laser controller, recording In a tool outer diameter measuring device constituted by a printer, a semiconductor visible light laser is used for the laser outer diameter measuring device, and one side end of a laser transmitting portion is shielded from light by a knife-edge-shaped jig. As a reference, a gap between the rotary cutting tool to be measured and a light-shielding portion is measured, and the laser control controller converts the gap into an outer diameter of the rotary cutting tool to be displayed.
【０００８】請求項２に係わる工具外径測定装置は、請
求項１に係わる工具外径測定装置において、レーザ制御
コントローラの表示板に表示された工具半径及び振れ量
は、任意に手動スイッチを操作することによりプリンタ
から測定結果を用紙に印刷する機能を備えたことを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, in the tool outer diameter measuring apparatus according to the first aspect, the tool radius and the runout displayed on the display panel of the laser controller are arbitrarily operated by manually operating a switch. A function of printing the measurement results from a printer on paper.
【０００９】請求項３に係わる工具外径測定装置は、請
求項１に係わる工具外径測定装置において、レーザ外径
測定器を支持するレーザーヘッドは手動で左右に移動さ
せる構造とされ、クランプボルトにて移動部を固定した
状態で軸端末に設置された微動ノブにより微動が可能と
され、移動軸に設けられたデジタルスケールにより移動
量がカウンタに表示されることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a tool outer diameter measuring apparatus according to the first aspect, wherein the laser head supporting the laser outer diameter measuring device is manually moved right and left, and a clamp bolt is provided. With the moving unit fixed, fine movement can be performed by a fine movement knob installed on the axis terminal, and the movement amount is displayed on a counter by a digital scale provided on the movement axis.
【００１０】請求項４に係わる工具外径測定装置は、請
求項１に係わる工具外径測定装置において、ワークスピ
ンドルは空気静圧軸受を備え、ワーク軸の振れを最小限
に抑えることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tool outer diameter measuring apparatus according to the first aspect, wherein the work spindle is provided with an aerostatic bearing and a run-out of the work shaft is minimized. I do.
【００１１】請求項５に係わる工具外径評価方法は、回
転切削工具の外径及び振れ量を測定するためのレーザ外
径測定器及びその移動ユニット、ワークスピンドルそれ
らを設置するための台座、レーザ制御コントローラ、記
録用プリンタから構成される工具外径測定装置により、
ＮＣ切削加工機の工具オフセットを評価する工具外径評
価方法において、前記ワークスピンドルにより被測定回
転切削工具を回転させてその最大半径及び振れ量を測定
し、前記レーザ制御コントローラにより前記測定された
データを事前に設定しておいた基準ゲージのデータと比
較演算し、前記被測定回転切削工具の回転刃の最大半径
及び振れを同時に表示することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating a tool outer diameter, comprising: a laser outer diameter measuring device for measuring the outer diameter and runout of a rotary cutting tool; With a tool outer diameter measuring device composed of a controller and a recording printer,
In a tool outer diameter evaluation method for evaluating a tool offset of an NC cutting machine, a rotary cutting tool to be measured is rotated by the work spindle to measure a maximum radius and a run-out amount, and the measured data is measured by the laser control controller. Is compared with previously set reference gauge data, and the maximum radius and runout of the rotary blade of the rotary cutting tool to be measured are simultaneously displayed.
【００１２】請求項６に係わる工具外径評価方法は、請
求項５に係わる工具外径評価方法において、被測定回転
切削工具の先端での外径測定値とレーザーヘッドを任意
の位置まで移動させた所での外径測定値の差から前記被
測定回転切削工具のテーパ量を評価することを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, in the method for evaluating the outer diameter of the tool, the measured value of the outer diameter at the tip of the rotary cutting tool to be measured and the laser head are moved to an arbitrary position. The tapered amount of the rotary cutting tool to be measured is evaluated from the difference between the measured outer diameters at different locations.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】（１）工具外径測定装置 図１は、本発明に係わる工具外径測定装置としてのレー
ザ外径測定装置の構成図、図２は、図１に示すレーザ外
径測定装置の側面図である。台座としてのテーブル１５
上にワークスピンドル１１が設置されており、その回転
軸に平行にヘッド移動軸１３があり、その上にレーザヘ
ッド９が載置された構成になっている。レーザヘッド９
が取り付けられたヘッド移動軸１３は手動により矢印の
ように左右に移動させることが可能であり、移動軸クラ
ンプボルト２４で固定可能とされている。また、ヘッド
移動軸１３がテーブル１５に固定された状態で移動軸微
動ノブ１４を回すことでレーザヘッド９を微動させるこ
とが可能である。ヘッド移動軸１３には移動軸デジタル
スケール２５が付設されており、移動量は、デジタルカ
ウンタ１９の移動軸移動量表示部２３に表示される。ま
た、レーザ外径測定器８は、レーザヘッド９に取り付け
られている。レーザ外径測定器８は、レーザ投光部３か
ら半導体可視光レーザ光線５を出射し、レーザ受光部４
により受光する。(1) Tool Outer Diameter Measuring Apparatus FIG. 1 is a configuration diagram of a laser outer diameter measuring apparatus as a tool outer diameter measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of the laser outer diameter measuring apparatus shown in FIG. FIG. Table 15 as a pedestal
A work spindle 11 is provided on the upper side, a head moving shaft 13 is provided in parallel with the rotation axis, and a laser head 9 is mounted thereon. Laser head 9
Can be manually moved left and right as indicated by an arrow, and can be fixed by a moving shaft clamp bolt 24. Further, it is possible to finely move the laser head 9 by turning the movement axis fine adjustment knob 14 with the head movement axis 13 fixed to the table 15. A moving axis digital scale 25 is attached to the head moving axis 13, and the moving amount is displayed on the moving axis moving amount display section 23 of the digital counter 19. Further, the laser outer diameter measuring device 8 is attached to a laser head 9. The laser outer diameter measuring device 8 emits the semiconductor visible light laser beam 5 from the laser light projecting unit 3 and the laser light receiving unit 4
To receive light.
【００１５】ワークスピンドル１１に切削加工具として
の被測定エンドミル１を取り付けた状態の工具ホルダ１
０を差し込み、回転ノブ（ホルダクランプ）１２を回し
て固定する。固定された工具ホルダ１０及び被測定エン
ドミル１は、ワークスピンドル１１が後述する空気静圧
スピンドルであるため軽く回転できるうえに、その芯振
れ精度は１μｍ以下である。カウンタ１９の上にレーザ
制御コントローラ１８が設けられており、測定値表示部
２１に測定値（半径）を、測定値表示部２２に測定値
（振れ量）を同時に表示する。測定結果は、記録用プリ
ンタ２０にて印刷されて記録される構成になっている。A tool holder 1 in a state where a measured end mill 1 as a cutting tool is mounted on a work spindle 11.
0, and turn the rotary knob (holder clamp) 12 to fix it. The fixed tool holder 10 and the end mill 1 to be measured can rotate lightly because the work spindle 11 is an aerostatic spindle to be described later, and has a run-out accuracy of 1 μm or less. The laser control controller 18 is provided on the counter 19, and simultaneously displays the measured value (radius) on the measured value display unit 21 and the measured value (vibration amount) on the measured value display unit 22. The measurement result is printed and recorded by the recording printer 20.
【００１６】（２）測定方法 図１において、レーザヘッド９を移動させ。レーザ外径
測定器８の可視光レーザ光線５を被測定エンドミル１の
先端に合わせ、回転ノブ１２をゆっくり回すと被測定エ
ンドミル１の半径の最大値が測定値表示部２１に表示さ
れ、そのときの最大振れが測定値表示部２２に表示され
るようになっている。(2) Measuring method In FIG. 1, the laser head 9 is moved. When the visible light laser beam 5 of the laser outer diameter measuring device 8 is aligned with the end of the end mill 1 to be measured and the rotary knob 12 is slowly turned, the maximum value of the radius of the end mill 1 to be measured is displayed on the measured value display section 21. Is displayed on the measured value display section 22.
【００１７】図４は、図１に示すレーザ外径測定装置に
よる工具外径測定方法の概要を示す説明図である。レー
ザ投光部３からレーザ受光部４に照射された可視光レー
ザ光線５は、一方をナイフエッジ６により遮光され、も
う一方を被測定エンドミル１で遮光される。その間の遮
光されなかった幅「Ｓ」をレーザ外径測定器８により測
定している。被測定エンドミル１をゆっくりと回転さ
せ、遮光されなかった幅「Ｓ」の値が最小となるところ
が被測定エンドミル１の最大半径であり、このときのワ
ーク軸の中心からの距離が当該被測定エンドミル１の最
大半径となる。これには、そのときの振れ量も含んでお
り、振れ量を別に測定し直す必要はない。FIG. 4 is an explanatory view showing an outline of a tool outer diameter measuring method by the laser outer diameter measuring device shown in FIG. One of the visible light laser beams 5 emitted from the laser projector 3 to the laser receiver 4 is shielded by the knife edge 6 and the other is shielded by the end mill 1 to be measured. The width “S” that is not shielded during that time is measured by the laser outer diameter measuring device 8. The end mill 1 to be measured is slowly rotated, and the position where the value of the width “S” that is not shaded is minimum is the maximum radius of the end mill 1 to be measured, and the distance from the center of the work axis at this time is the end mill to be measured. The maximum radius is 1. This includes the shake amount at that time, and it is not necessary to separately measure the shake amount.
【００１８】また、この方法では、被測定エンドミル１
の対抗方向に刃は必要なく、奇数刃数でも良く、更に、
半径を測定しているため大径のエンドミルの測定にも対
応することができる特徴を有している。更に、本発明の
測定方法では、測定精度がワーク軸の芯振れ精度に大き
く影響されることを考慮してワ−クスピンドル１１に空
気静圧スピンドルを採用し、芯振れを最小限に抑え、測
定値の高信頼性を実現さていることも大きな特徴であ
る。In this method, the measured end mill 1
There is no need for blades in the opposite direction, and an odd number of blades may be used.
Since the radius is measured, it has the feature that it can be used for measurement of large diameter end mills. Further, in the measuring method of the present invention, an air static pressure spindle is adopted as the work spindle 11 in consideration of the fact that the measurement accuracy is greatly affected by the center runout accuracy of the work axis, and the center runout is minimized. Another major feature is that high reliability of measured values is realized.
【００１９】基準設定方法 図５は、本発明の基準ゲージ測定と外径測定の説明図で
ある。図５（ａ）は、図１のＡ矢視と同じ方向から見た
図である。図５（ａ）に示す基準ゲージ７は、通常、φ
５０ｍｍのテストゲージを使用する。ワークスピンドル
１１に基準ゲージ７を装着し、可視光レーザ光線５のレ
ーザ透過幅〔Ｓ１〕を測定する。この測定値Ｓ１よりワ
ーク軸の中心位置〔α〕を次式で求める。Reference Setting Method FIG. 5 is an explanatory diagram of the reference gauge measurement and the outer diameter measurement of the present invention. FIG. 5A is a diagram viewed from the same direction as the arrow A in FIG. The reference gauge 7 shown in FIG.
Use a 50 mm test gauge. The reference gauge 7 is mounted on the work spindle 11, and the laser transmission width [S1] of the visible laser beam 5 is measured. From the measured value S1, the center position [α] of the work axis is obtained by the following equation.
【００２０】 α＝（ゲージ７の半径）＋〔Ｓ１〕 ・・・（１） この〔α〕の値をオフセット値としてレーザ制御コント
ローラ１８のオフセット・パラメータに入力しておくこ
とで測定値をワーク中心からの値に換算可能となる。Α = (radius of gauge 7) + [S1] (1) By inputting the value of [α] as an offset value into an offset parameter of the laser control controller 18, the measured value can be used for the work. It can be converted to a value from the center.
【００２１】エンドミル外径の測定方法 図５（ｂ）のようにワークスピンドル１１に被測定エン
ドミル１を工具ホルダに付けて取り付ける。被測定エン
ドミル１をゆっくり回転させてレーザ投光幅〔Ｓ２〕の
最小値をレーザ制御コントローラ１８が自動的に測定す
る。そして、オフセット値〔α〕から値〔Ｓ２〕を引い
た値を表示するようにレーザ制御コントローラ１８の設
定をしておくことで、表示部２１には最大工具半径が表
示される。併せて、各刃毎のレーザ投光幅〔Ｓ２〕の値
の差の最大値の半分を表示部２２に表示するようにレー
ザ制御コントローラ１８の設定をしておくことで、表示
部２２には振れ量が表示される。これらの各設定は、初
期設定時に一度、設定しておけば次に変更するまで変化
することはない。Method for Measuring End Mill Outer Diameter The end mill 1 to be measured is attached to the work spindle 11 by attaching it to a tool holder as shown in FIG. The end mill 1 to be measured is slowly rotated, and the laser controller 18 automatically measures the minimum value of the laser projection width [S2]. By setting the laser controller 18 to display a value obtained by subtracting the value [S2] from the offset value [α], the maximum tool radius is displayed on the display unit 21. At the same time, by setting the laser controller 18 so that half of the maximum value of the difference in the laser projection width [S2] of each blade is displayed on the display unit 22, the display unit 22 The shake amount is displayed. If these settings are set once at the time of initial setting, they do not change until the next change.
【００２２】テーパ測定方法 図６は、図１に示すレーザ外径測定装置による被測定エ
ンドミルのテーパ角の測定方法を簡単に表した図であ
る。エンドミルにはテーパ角度がついているものや、ス
トレートのものでも微量の逆テーパが付いているものが
ある。切削加工ではこのテーパ角度の精度も管理するこ
とが必要であり、測定の対象となる。FIG. 6 is a diagram simply showing a method of measuring the taper angle of the measured end mill by the laser outer diameter measuring device shown in FIG. Some end mills have a taper angle, and some have a slight reverse taper even if they are straight. In the cutting process, it is necessary to control the accuracy of the taper angle, which is an object to be measured.
【００２３】まず、被測定エンドミル１の先端位置
（ａ）において前述と同様に被測定エンドミル１の半径
を測定し、次に、レーザヘッド９を距離〔Ｘ〕（Ｘ：任
意の量＝有効刃長が最適）だけ移動させた（ｂ）位置で
再度測定をする。この位置（ａ）と位置（ｂ）との値の
差がテーパ量であり、次式で角度に計算することができ
る（角度計算は外部で行う）。First, the radius of the end mill 1 to be measured is measured at the tip position (a) of the end mill 1 to be measured in the same manner as described above, and then the laser head 9 is moved to a distance [X] (X: arbitrary amount = effective blade). The measurement is performed again at the position (b) moved by the optimum length. The difference between the value of the position (a) and the value of the position (b) is the taper amount, and the angle can be calculated by the following equation (the angle calculation is performed externally).
【００２４】 テーパ角度（片側）θ θ＝Tan-1｛((ｂ)の測定値−(ａ)の測定値)／Ｘ｝ ・・・（２） （３）測定精度保証 外径測定の精度を向上させるには被測定エンドミル１の
最先端を測定することが望ましいが、可視光レーザ光線
５が工具から外れてしまう可能性があるため可視光レー
ザ光線５を被測定エンドミル１の最先端に当て、そこか
ら移動軸ヘッド１３の微動ノブ１４を使用して0.5ｍｍ
程度内側を測定することで安定した結果が得られる。Taper angle (one side) θ θ = Tan -1 {(measured value of (b) −measured value of (a)) / X} (2) (3) Guaranteed measurement accuracy Accuracy of outer diameter measurement It is desirable to measure the front end of the end mill 1 to be measured in order to improve the measurement. However, since the visible light laser beam 5 may come off from the tool, the visible light laser beam 5 is set at the front end of the end mill 1 to be measured. And then use the fine adjustment knob 14 of the moving axis head 13 to
By measuring the degree inside, a stable result can be obtained.
【００２５】本発明の測定精度を更に安定化させるため
にワークスピンドル１１に空気静圧軸受を採用してい
る。図７は、本発明で採用した空気静圧スピンドルの構
造図である。図７において、空気静圧軸受吸気口１６か
ら通気性多孔層２９を通して隙間（エアーギャッシュ）
に供給されたクリーンエア（濾過された空気）の圧力に
よって回転軸２６が非接触状態に支持されて高精度の回
転軸になる。間隙２９に供給された空気は、空気静圧軸
受排気口１７から大気中に排出される。また、被測定エ
ンドミル１は、外部で予め切削加工用工具ホルダに正規
に装着した後、ワークスピンドルのホルダ嵌合テーパ部
２８を介してホルダクランプユニット２７に取り付け
る。このことでエンドミルのホルダへの付け直し時の振
れ精度の劣化を除外している。図８に、レーザ外径測定
装置による従来の測定方法と本発明の測定方法との精度
の比較結果の一例を示す。In order to further stabilize the measurement accuracy of the present invention, an aerostatic bearing is employed for the work spindle 11. FIG. 7 is a structural diagram of the aerostatic spindle employed in the present invention. In FIG. 7, a gap (air gash) is passed through the air permeable porous layer 29 from the air static pressure bearing inlet 16.
The rotary shaft 26 is supported in a non-contact state by the pressure of the clean air (filtered air) supplied to the rotary shaft, so that the rotary shaft becomes a high-precision rotary shaft. The air supplied to the gap 29 is discharged into the atmosphere from the air static pressure bearing exhaust port 17. Further, the end mill 1 to be measured is externally attached to a cutting tool holder in advance, and then attached to the holder clamp unit 27 via the holder fitting tapered portion 28 of the work spindle. This excludes the deterioration of the run-out accuracy when attaching the end mill to the holder. FIG. 8 shows an example of a comparison result of the accuracy between the conventional measuring method using the laser outer diameter measuring device and the measuring method according to the present invention.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の工具外径
測定装置及びその評価方法によれば、ワークスピンドル
に事前に工具ホルダに装着された被測定回転切削工具を
取り付け、レーザ光線を当ててゆっくりと回転させるだ
けで、簡単に高精度に工具外径を測定することができ
る。As described above, according to the tool outer diameter measuring apparatus and the evaluation method of the present invention, a rotary cutting tool to be measured previously mounted on a tool holder is attached to a work spindle and a laser beam is applied. The tool outer diameter can be easily measured with high accuracy simply by rotating slowly.
【００２７】更に、測定装置の各部分の個別精度を管理
することで、簡単で、且つ迅速に工具外径評価の高精度
安定化を実現することができる。Further, by managing the individual accuracy of each part of the measuring device, it is possible to realize simple and quick high-precision stabilization of the tool outer diameter evaluation.
【図１】本発明に係わる工具外径測定装置としてのレー
ザ外径測定装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser outer diameter measuring device as a tool outer diameter measuring device according to the present invention.
【図２】図１に示すレーザ外径測定装置の側面図であ
る。FIG. 2 is a side view of the laser outer diameter measuring device shown in FIG.
【図３】レーザ測定器における回転切削工具外径の従来
のレーザ測定方法を示す。FIG. 3 shows a conventional laser measuring method of the outer diameter of a rotary cutting tool in a laser measuring device.
【図４】図１に示すレーザ外径測定装置による工具外径
測定方法の概要を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a tool outer diameter measuring method by the laser outer diameter measuring device shown in FIG. 1;
【図５】本発明の基準ゲージ測定と外径測定の説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram of a reference gauge measurement and an outer diameter measurement of the present invention.
【図６】図１に示すレーザ外径測定装置による被測定エ
ンドミルのテーパ角の測定方法を簡単に表した図であ
る。6 is a diagram simply showing a method of measuring a taper angle of an end mill to be measured by the laser outer diameter measuring device shown in FIG.
【図７】本発明で採用した空気静圧スピンドルの構造図
である。FIG. 7 is a structural diagram of an aerostatic spindle employed in the present invention.
【図８】レーザ外径測定装置による従来の測定方法と本
発明の測定方法との精度の比較結果の一例を示す図であ
る。FIG. 8 is a diagram showing an example of a comparison result of accuracy between a conventional measuring method using a laser outer diameter measuring device and a measuring method according to the present invention.
１ 被測定エンドミル（被測定回転切削工具） ２ レーザ測定器 ３ レーザ投光部 ４ レーザ受光部 ５ レーザ光線（可視光線） ６ ナイフエッヂ治具 ７ 基準ゲージ ８ レーザ外径測定器 ９ レーザヘッド １０ 工具ホルダ １１ ワークスピンドル（空気静圧軸受） １２ 回転ノブ（ホルダークランプ） １３ ヘッド移動軸 １４ 移動軸微動ノブ １５ テーブル（台座） １６ 空気静圧軸受吸気口 １７ 空気静圧軸受排気口 １８ レーザ制御コントローラ １９ デジタルカウンタ ２０ プリンタ ２１ 測定値（半径）表示部 ２２ 測定値（振れ）表示部 ２３ 移動軸移動量表示部 ２４ 移動軸クランプボルト ２５ 移動軸デジタルスケール ２６ 回転軸 ２７ ホルダークランプユニット ２８ ホルダ嵌合テーパ部 ２９ 通気性多孔層 ３０ スキマ（エアーギャッシュ） REFERENCE SIGNS LIST 1 end mill to be measured (rotary cutting tool to be measured) 2 laser measuring device 3 laser emitting unit 4 laser receiving unit 5 laser beam (visible light) 6 knife edge jig 7 reference gauge 8 laser outer diameter measuring device 9 laser head 10 tool Holder 11 Work spindle (air static pressure bearing) 12 Rotary knob (holder clamp) 13 Head moving axis 14 Moving axis fine adjustment knob 15 Table (pedestal) 16 Air static pressure bearing inlet 17 Air static pressure bearing outlet 18 Laser controller 19 Digital counter 20 Printer 21 Measured value (radius) display section 22 Measured value (runout) display section 23 Moving axis moving amount display section 24 Moving axis clamp bolt 25 Moving axis digital scale 26 Rotating axis 27 Holder clamp unit 28 Holder fitting taper section 29 breathable porous layer 30 gap (air gap) Interview)
Claims (6)
評価において回転切削工具の外径及び振れ量を測定する
ためのレーザ外径測定器及びその移動ユニット、ワーク
スピンドル、それらを設置するための台座、レーザ制御
コントローラ、記録用プリンタから構成される工具外径
測定装置において、前記レーザ外径測定器に半導体可視
光レーザを使用し、レーザ透過部の一方の側端部をナイ
フエッヂ状の治具にて遮光し、これを基準として被測定
回転切削工具の遮光部との間隙を測定し、前記レーザ制
御コントローラにより前記被測定回転切削工具の外径に
換算して表示することを特徴とする工具外径測定装置。1. A laser outer diameter measuring device for measuring the outer diameter and runout of a rotary cutting tool in a tool offset evaluation of a cutting machine with numerical control, a moving unit thereof, a work spindle, and a pedestal for installing the same. In a tool outer diameter measuring device comprising a laser control controller and a recording printer, a semiconductor visible light laser is used for the laser outer diameter measuring device, and one side end of a laser transmitting portion is a knife-edge-shaped jig. A tool characterized in that a gap between the light-shielding portion of the rotary cutting tool to be measured is measured based on the light-shielding portion, and the laser control controller converts the gap into an outer diameter of the rotary cutting tool to be displayed. Outer diameter measuring device.
された工具半径及び振れ量は、手動スイッチを操作する
ことによりプリンタから測定結果を用紙に印刷する機能
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の工具外径測
定装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a function of printing a measurement result on a sheet of paper from a printer by operating a manual switch with respect to a tool radius and a runout displayed on a display plate of the laser controller. A tool outer diameter measuring device according to item 1.
ッドは手動で左右に移動させる構造とされ、クランプボ
ルトにて移動部を固定した状態で軸端末に設置された微
動ノブにより微動が可能とされ、移動軸に設けられたデ
ジタルスケールにより移動量がカウンタに表示されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の工具外径測定装置。3. A laser head for supporting a laser outer diameter measuring device is configured to be manually moved left and right, and can be finely moved by a fine movement knob installed on a shaft end in a state where a moving part is fixed by a clamp bolt. 2. The tool outer diameter measuring device according to claim 1, wherein the moving amount is displayed on a counter by a digital scale provided on the moving shaft.
え、ワーク軸の振れを最小限に抑えることを特徴とする
請求項１に記載の工具外径測定装置。4. The tool outer diameter measuring device according to claim 1, wherein the work spindle is provided with an aerostatic bearing to minimize the run-out of the work shaft.
るためのレーザ外径測定器及びその移動ユニット、ワー
クスピンドルそれらを設置するための台座、レーザ制御
コントローラ、記録用プリンタから構成される工具外径
測定装置により、数値制御付切削加工機の工具オフセッ
トを評価する工具外径評価方法において、 前記ワークスピンドルにより被測定回転切削工具を回転
させてその最大半径及び振れ量を測定し、前記レーザ制
御コントローラにより前記測定されたデータを事前に設
定しておいた基準ゲージのデータと比較演算し、前記被
測定回転切削工具の回転刃の最大半径及び振れを同時に
表示することを特徴とする工具外径評価方法。5. A laser outer diameter measuring device for measuring the outer diameter and runout of a rotary cutting tool, a moving unit thereof, a work spindle, a pedestal for installing them, a laser controller, and a recording printer. By a tool outer diameter measuring device, in a tool outer diameter evaluation method for evaluating the tool offset of the cutting machine with numerical control, by rotating the measured rotary cutting tool by the work spindle, measuring the maximum radius and runout, A tool characterized in that the measured data is compared with data of a previously set reference gauge by a laser control controller, and the maximum radius and runout of the rotary blade of the rotary cutting tool to be measured are simultaneously displayed. Outer diameter evaluation method.
値とレーザーヘッドを任意の位置まで移動させた所での
外径測定値の差から前記被測定回転切削工具のテーパ量
を評価することを特徴とする請求項５に記載の工具外径
評価方法。6. A taper amount of the rotary cutting tool to be measured is evaluated from a difference between an outer diameter measurement value at a tip of the rotary cutting tool to be measured and an outer diameter measurement value at a position where the laser head is moved to an arbitrary position. The tool outer diameter evaluation method according to claim 5, wherein
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25867399A JP2001082932A (en) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Tool outside diameter measuring apparatus and its evaluating method |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP25867399A Withdrawn JP2001082932A (en) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Tool outside diameter measuring apparatus and its evaluating method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001082932A (en) |
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1999
- 1999-09-13 JP JP25867399A patent/JP2001082932A/en not_active Withdrawn
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