JP2001082932A - 工具外径測定装置及びその評価方法 - Google Patents
工具外径測定装置及びその評価方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種の外径及び刃数の回転切削工具の外径を
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。 【解決手段】 数値制御付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８及びその移動ユニット１３、
ワークスピンドル１１それらを設置するための台座１
５、レーザ制御コントローラ１８、記録用プリンタ２０
から構成される工具外径測定装置において、レーザ外径
測定器８に半導体可視光レーザ５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６にて遮光
し、これを基準として被測定回転切削工具１の遮光部と
の間隙Ｓ２を測定し、レーザ制御コントローラ１８によ
り被測定回転切削工具１の外径に換算して表示する。
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。 【解決手段】 数値制御付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８及びその移動ユニット１３、
ワークスピンドル１１それらを設置するための台座１
５、レーザ制御コントローラ１８、記録用プリンタ２０
から構成される工具外径測定装置において、レーザ外径
測定器８に半導体可視光レーザ５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６にて遮光
し、これを基準として被測定回転切削工具１の遮光部と
の間隙Ｓ２を測定し、レーザ制御コントローラ１８によ
り被測定回転切削工具１の外径に換算して表示する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
を参照して詳細に説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
（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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ザ外径測定装置の構成図である。
【図２】図１に示すレーザ外径測定装置の側面図であ
る。
る。
【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。
のレーザ測定方法を示す。
【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。
測定方法の概要を示す説明図である。
【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。
ある。
【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。
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。
【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。
である。
【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。
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。
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）
Claims (6)
- 【請求項１】 数値制御付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工具外径測定装置。 - 【請求項２】 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、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。 - 【請求項３】 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
とを特徴とする請求項１に記載の工具外径測定装置。 - 【請求項４】 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
請求項１に記載の工具外径測定装置。 - 【請求項５】 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、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。 - 【請求項６】 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請求項５に記載の工具外径
評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25867399A JP2001082932A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 工具外径測定装置及びその評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25867399A JP2001082932A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 工具外径測定装置及びその評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082932A true JP2001082932A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17323523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25867399A Withdrawn JP2001082932A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 工具外径測定装置及びその評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001082932A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102331236A (zh) * | 2011-08-27 | 2012-01-25 | 浙江大学 | 大直径回转体的直径在线测量装置 |
| CN103212848A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | 医用支架的一体化加工方法 |
| CN103212839A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | 医用支架管径公差自动补偿加工方法 |
| CN103212830A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | 监控医用支架管径变化的设备 |
| CN103212840A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | 医用支架加工方法 |
| CN104406533A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-11 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种校准激光测径仪的方法 |
| CN113218354A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-06 | 沈阳航空航天大学 | 一种立铣刀刃口半径高效测量定位方法 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25867399A patent/JP2001082932A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103212848B (zh) * | 2012-01-19 | 2017-02-15 | 昆山思拓机器有限公司 | 医用支架的一体化加工方法 |
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