JPH05200654A

JPH05200654A - 自動工具測定装置

Info

Publication number: JPH05200654A
Application number: JP4190043A
Authority: JP
Inventors: Guenter Heilig; ハイリクギュンター; Erich Schwab; シュヴァブエーリヒ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1993-08-10
Also published as: DE4120746A1; ATE153782T1; DE59208532D1; CA2071764A1; EP0520396B1; TW198699B; KR930000933A; EP0520396A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高精度の自動工具測定が可能な装置と測定
方法を提供する。【構成】平面の２方向で移動でき、工具の刃先へ調整可
能な光学系を備えた座標キャリッジと、工具の刃先を座
標平面へ調整できる工具収容部とを有する研削機械また
は工作機械の測定および調整装置の自動工具測定装置で
あって、キャリッジ（３）の光学系が、画像処理コンピ
ューター（９）に接続するカメラ（７）を有し、カメラ
は画像処理コンピューター（９）に記憶される算出され
たプレーナーアレイ（２２）を有し、キャリッジ（３）
は、方向調整のためサーボモータ（１３、１４）を備
え、前記コンピューター（９）は、工具の刃先（２１）
の十字線の座標軸からの距離数値を探知し、距離数値を
補償するインパルスをサーボモータ（１３、１４）に与
えて工具を正確に測定し、コンピューター（９）はデジ
タルコンピューター（６）と接続されて工具の刃先の座
標測定値を示す装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平面の２方向で調整で
き、工具の刃先へ調整可能な光学系を備えた座標キャリ
ッジと工具の刃先を座標平面へ調整できる工具収容部と
を有する研削機械、工作機械またはこの種の機械の、特
に測定及び調整器具における自動工具測定装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】光学器械の測定及び調整器具は処理及び
工作機械の工具として知られており、こうした機械では
垂直或は水平の据え付け台ガイドの上で動き、監視用対
物光学系を備えたキャリッジを調整経路の任意の位置で
精密調整装置に連結したり、外したりできる。

【０００３】こうした測定及び調整器具を作動させる場
合には、工具収容部に固定した工具を、工具を作動させ
る処理機械の工具収容部と一致する収容部にセットす
る。正確に維持する為には、工具先端部の位置を工具・
ホルダーの収容部に関連付けて定める必要がある。調整
器具で確かめた度合い、例えば尺度或は中心外に配置し
た工具の刃先の座標位置は、工作機械の収容部に伝える
ことができる。

【０００４】調整器具のキャリッジに配置した監視用対
物光学系を、収容部にセットした工具の刃先へ調整する
為には、キャリッジを粗調整して速やかに監視用対物光
学系の視野に、ないしは視覚スクリーンに写し出された
十字線のできるだけ近くに下げた後、更に必要なキャリ
ッジ移動がなされる迄精密調整を行うことができる。

【０００５】調整器具で、例えばボーリング・バーの型
をしたボーリング工具の刃先を測定する必要がある場合
には、刃の先端部の工具軸からの半径の距離に対する測
定値Ｘ及び工具の刃先の収容部からの縦の距離に対する
測定値Ｚを確かめる必要がある。

【０００６】その為には工具を調整器具の収容部にセッ
トし、工具の刃先が正確にプロジェクターの十字線に到
達するように、照らされた工具の刃先に関連したプロジ
ェクターの位置を定める。調整器具の座標キャリッジを
プロジェクターを用いて下げると、工具の刃先が先ず不
鮮明にプロジェクターに写し出される。ハンドル車を動
かすとバイトのある収容部が座標平面へ回転し、プロジ
ェクターへ鮮明に調整される。こうしたピント合わせを
した後で精密調整するために装備した座標キャリッジへ
のハンドル車を動かして、工具の刃先が正確にプロジェ
クターの十字線に現れる迄調整する。正確に測定した工
具に対してはデジタル・メーターで測定値Ｘ及びＺを読
み取ることができる。

【０００７】前に説明した測定プロセスは、調整器具の
オペレーターの能力、更に詳しく言えば調整時間と調整
精度に広範囲に関係する。ここで得られる精度は 0.002
mmから0.004mm の間である。

【０００８】確かめた測定値Ｘ及びＺは記憶され、測定
した工具を作動させる場合には、工具を使用する際に処
理機械のコンピューターでコールできる。補足的或は代
用として測定値ＸおよびＺを出力して工具に残すことが
できるので、これらの値を先ず工具を作動させる場合に
は処理機械のオペレーターが入力する。

【０００９】磨き直したり、新たに設置した工具の刃先
を工具自体で調整できる場合には、測定を調整プロセス
と組み合わせることができる。この場合工具の刃先を設
定した座標値に調整することが問題となる。この為には
オペレーターがプロジェクターで見分けられる測定値の
目標値との相違を、工具収容部に関連する工具の刃先を
調整する適切な処置により、例えば締め付け捩子をゆる
めたり、工具をずらしたり叩いたり、或は締め付け捩子
を締めたりしてなくす。

【００１０】他方では、最近いわゆる画像処理のある調
整器具が知られているが、こうした器具では測定ができ
るだけであって、調整は不可能である。この調整器具に
はプロジェクターの代わりにカメラとモニターがあり、
そこに工具の刃先を描き出す。接続線を通してカメラと
モニターに、更にデジタル・メーター用のアウトレット
がある画像処理コンピューターが接続している。

【００１１】測定過程では、調整器具の、カメラを支え
る座標キャリッジを先ず概ね工具の刃先に、その刃先が
モニターに現れる迄調整する。ハンドル車を用いて工具
のある収容部を工具の回転軸の周囲で、工具の刃先がモ
ニターに鮮明に写し出される迄調整する。カメラが描く
画像のおかげで△Ｘ及び△Ｚ値、即ちＸ及びＺ方向にあ
る工具の刃先の、カメラに集積したプレーナーアレイの
中にある座標０点からの距離を算出でき、このプレーナ
ーアレイはカメラが撮影した画像に重なり合い、座標系
として画像処理コンピューターに使用される。工具収容
部並びに工具軸に関連する位置は、算出した△Ｘ及び△
Ｚ値分だけ修正し、デジタル・メーターで出力される最
終的な測定結果を提供する。

【００１２】この測定プロセスを用いれば、オペレータ
ーに関係なく測定できる。測定精度は最早オペレーター
ではなく、測定システム自体に関係する。この画像処理
システムでは、非常に高い原価と、約0.01mmから0.02mm
迄ではあるが、より大きな△Ｘ及び△Ｚ値では更にこれ
を下回る比較的低い測定精度が欠点となる。高いコスト
は、カメラには高精度のＣＣＤ［電荷結合素子］プレー
ナーアレイを備え付けてあり、カメラ・光学系には高い
必要条件が求められる為に引き起る費用が原因である。
更にシステムは前記の測定精度でＸ及びＺ方向への距離
数値を算出できる、より大きな計算能力のある高価なコ
ンピューターを必要としている。

【００１３】この周知の調整器具にはよく２台のカメラ
が備え付けてある。双方のカメラは自動的に作動する必
要があるので、このことから更に機械装置によるコスト
が生じる、更にこうした調整器具にはサーボモータ駆動
が備え付けてあり、オペレーターを手動操作の負担から
解放している。しかしこの自動装置は測定精度ではな
く、操作の快適度を高めるにすぎない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】これに反して本発明
は、冒頭で示した種類の装置を改善して、高精度の自動
工具測定を可能にし、この為に必要な、到達し得る高い
測定精度とスピードに応じた器具のコストを比較的低く
押さえるため、工具の速やかな自動調整を可能とする装
置を提供することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】こうした課題を解決する
ため、本発明による工具を自動測定する装置は次の点を
特徴とする。 −キャリッジは工具の刃先へ調整でき、画像処理コンピ
ューターに接続した画像カメラを支えている、 −カメラには算出した十字線のあるプレーナーアレイが
あり、配置された座標系として画像処理コンピューター
に記憶される、 −キャリッジには画像処理コンピューターにより制御さ
れるサーボモータが、双方の座標方向でキャリッジを調
整する為に備えてある、 −画像処理コンピューターには作業プログラムがあり、
これにより常に工具の刃先の十字線座標軸からの距離数
値を突き止め、新しい工具の位置でＸ及びＺ方向での差
が０で、これにより工具が正確に測定される迄、距離数
値を適切に修正するインパルスをサーボサーボモータへ
放つ、 −画像処理コンピューターは接続線を通してデジタル・
メーターと結び付いており、このデジタル・メーターは
工具収容部に関連する、工具の刃先の座標測定値（Ｘ、
Ｚ）を示している。

【００１６】工具をオペレーターに関係なく正確に測定
できる、本発明に従った測定装置は、詳しく前で説明し
た周知の測定装置とは異なる利点がある。周知の測定装
置では、画像処理システムを用いて双方の座標方向にあ
る工具の刃先の、コンピューターが入力した十字線から
の距離を算出して示すが、この算出結果は余り正確では
ない。0.01mmから0.02mm迄の間にしか到達できないから
である。これに反して本発明による装置では、画像処理
システムを用いて先ずＸ及びＺ軸にある工具の刃先の多
少差はあっても近似の距離数値を算出し、これに基づい
てＸないしＺ軸にある器具の座標キャリッジを適切に調
整する。常時自動的に改めて行われる測定と調整に基づ
き、距離を次第に完全になくしていく。即ち画像カメラ
の十字線の軸を工具の刃先と一致させるのである。

【００１７】これにより到達できるかなりの高精度は、
コンピューターがカメラ・光学系とサーボモータと結び
付いて行う測定及び調整段階中に、測定した距離数値が
次第に減ってゆき、そこでカメラの品質とコンピュータ
ーの容量によって使用可能な分解能が、次第に小さくな
る相違値を自由にできることが原因となっている。この
測定法のおかげで測定精度を＋／−0.001mm 迄の範囲に
高めることができ、これには技術水準と比べるとかなり
低めの必要条件が器具の感度及びコンピューターのコス
トに求められるので、このことがより大きなコスト削減
に好効果をもたらす。更に本発明に従った装置の部分と
測定過程は工具の調整にも有利に使用できる。

【００１８】更に装置には、コンピューターが作業プロ
グラム過程の開始時に必要とあらば（工具画像が不鮮明
な場合）、工具の刃先が座標平面に現れる迄インパルス
をサーボモータへ放つように、画像処理コンピューター
が制御する調整サーボモータを工具収容部に備えること
が提案される。目的通り特に座標キャリッジに配置した
モニターを画像処理コンピューターに接続でき、そこに
は算出した十字線のプレーナーアレイを含む、カメラが
提供した画像が写し出される。更にモニターにはＬＥＤ
［発光ダイオード］ランプを備えることができ、これら
のランプは工具の刃先を鮮明に調整し、Ｘ軸及びＺ軸方
向で０平衡しコンピューターの作業プログラムが終わる
と発光する。更に音を発する信号発信機を、軸の中でな
いしは軸の周囲で測定過程が終わったことを伝える為に
備えることができるので、オペレーターは調整作業を行
う際には、調整作業を完全自動の作業過程を用いないで
行う場合には、０調整に到達した知らせを受ける。

【００１９】画像処理コンピューターには更に、座標キ
ャリッジを粗調整し、工具収容部を回すサーボモータ
を、工具の刃先を鮮明に調整する為に接続することがで
きる。座標キャリッジはサーボモータには左右されず、
例えば調整スピンドルにあるハンドル車を用いて手動で
も調整できる。作業プログラムを開始させる為に、工具
の刃先を鮮明に調整することから始める場合には、自動
切り替えを備えることができる。設計フォームでは、開
示ボタンで解除する自動装置は工具の刃先の鮮明な調整
が終わると切れてしまうので、次の作業プログラムを開
始させる為には自動切り替えをもう一度操作する必要が
あるか、或はこれに代わる自動キーを更に備えるように
指示が出ている。こうして押しボタン操作を分けること
は工具を調整する場合には機能的になり、ここでは鮮明
な調整が工具の刃先を調整される毎に改めて行われる。

【００２０】更に画像処理コンピューターには安全措置
を施すことができ、これは工具の刃先が工具収容部を組
み込んだ調整装置を用いて鮮明に写し出されると、先ず
自動工具測定の作業プログラムのスイッチを入れる。本
発明に従った装置は測定及び調整器具の特定の構造フォ
ームとは結び付いてはおらず、任意の調整器具全てに取
り付けることができる。更にこの装置は一連の構造とし
て工作或は腐食機械に、セットした工具を自動的に測定
する為に取り付けることができる。

【００２１】本発明は工具を調整器具で前に説明した装
置を使用して調整する方法にも及んでおり、ここでは方
法は次の事柄から成り立っている。座標キャリッジを、
工具の刃先に対してデジタル・メーターが示した目標位
置へ調整する。この後工具の刃先をモニターに写し出
し、ＸないしＺ方向にある十字線の軸からの距離が０値
に近付くように、手動調整する。そして最後の自動測定
過程を実行する為に自動切り替えを操作し、次に工具の
刃先を手動調整し、必要があればこの段階を繰り返し
て、ＸまたはＺ軸に対してＬＥＤランプに０調整ないし
は調整過程実行が点灯する迄調整を行う。

【００２２】本発明に従った装置及びプロセスの他の特
徴と利点は、設計例の次の説明並びに発明にとって重要
な特徴を示している図から明らかとなる。特に申請の個
々の特徴は単独で或は他の任意の組み合わせで、本発明
の他の設計フォームを形作っている。次の図がその大要
を示している。

【００２３】本発明に従った装置と結び付いて備え付け
た調整器具には図１によると、幌でカバヴァーしたガイ
ドのある器具台１があり、このガイドではは下部座標キ
ャリッジ２を水平方向に調整できる。この座標キャリッ
ジは自らの側でガイドを、図面に対して垂直に延びる方
向に調整できる上部座標キャリッジ３の為に支えてい
る。座標キャリッジ３の上部から出ているアーム４には
テレビ画像カメラ７をセットしてあるが、上部座標キャ
リッジの上には画面もしくはモニター８が配置してあ
り、これも他の任意の位置に置くことができる。カメラ
の下方の距離で上部座標キャリッジ３には光源５が配置
してあるので、カメラ７との間で、これから測定する工
具２０の刃先２１が収容できる。

【００２４】図１の面に対して垂直にあり、カメラが鮮
明調整され、工具の刃先を測定できる座標面は、収容部
ケーシング１５の水平軸Ｂを通って延びている。この収
容部ケーシングは例えばボーリング・バー、スチール・
ホルダー及び円筒軸或は急斜面錐のある工具用の、ここ
では示していない他の収容部と共に、器具台１に据え付
けた回転机１６に配置してある。カメラ７とモニター８
は標準調整器具にあるプロジェクターの代わりをする。
カメラとモニターは接続線のインターフェイス１１ない
しは１２を通して画像処理コンピューター９と結び付い
ており、この画像処理コンピューターはアウトレットと
接続線１０を通してデジタル・メーター６に接続してい
る。

【００２５】本発明に従った調整器具には座標キャリッ
ジを調整する調整サーボモータ１３及び１４、並びにそ
の上に配置したカメラ７がある。更に収容部ケーシング
１５に据え付けた収容部１９を動かし、その中に取り付
けまたはセットしたボーリング・工具２０を回転軸Ｂの
周囲で調整するサーボモータ１７を備えることができ
る。こうしたサーボモータを用いて、オペレーターは測
定に心配する必要なく自動工具測定を行う。説明したサ
ーボモータに、ここでは示していないハンドル車を更に
備えることができ、必要とあらば手動で測定及び調整の
進行に介入できる。

【００２６】図２ではモニタ−に写し出されたカメラ７
のプレーナーアレイ２２が示されている。プレーナーア
レイは約５mm×５mm大で、カメラに統合されている。記
入した十字線は画像処理コンピューター９の画像メモリ
ーの中で算出し、モニター８に写し出された工具の刃先
に重なり合う。

【００２７】図３には、工具測定が開始する際に先ず不
鮮明に写し出される工具の刃先２１のあるモニター８を
示してある。モニターには３つのＬＥＤランプの２つの
グループ２４、２６が配置してあり、その中で中央にあ
る表示が共に回転軸Ｂに対する精密測定を含めた調整或
は測定過程が終わると発光する。これらの或は他の表示
には音を発する信号を伴う場合がある。グループ２４、
２６の一方の側にある発光ダイオードは夫々、Ｘ軸ない
しＺ軸に関連した調整が終わったことを伝え（差異＝
０）、他方の側にある発光ダイオードは、コンピュータ
ーが軸Ｂの周囲での調整を確認したことを伝える。

【００２８】図１の自動装置切り替えボタンを操作する
と、工具の刃先を測定し、調整する際のプログラムが自
動的に進行し始める。測定過程では、画像処理コンピュ
ーター９が先ず不鮮明に写し出された工具２０の刃先２
１を確認する。この画像処理コンピューターは精密調整
する為にインパルスをサーボモータ１７に送り、サーボ
モータはツール収容部１８をコンピューター９が図４で
示した工具の刃先の精密調整を認める迄回転する。この
精密調整は、画面で図３によるグループ２４、２６の夫
々のＬＥＤランプにより伝えられる。

【００２９】続いて画像処理コンピューター９は自らの
プログラムに沿って、工具の刃先２１は△Ｘおよび△Ｚ
の総和分だけ算出した十字線から離れていることを確認
する。従ってコンピューターはサーボモータ１３及び１
４にインパルスを出し、このインパルスにより調整器具
の座標キャリッジを、十字線と写し出された工具の刃先
の間の距離がなくなるか、もしくは△Ｘ及び△Ｚ値が０
になる迄制御する。

【００３０】工具が正確に調整されると、画像処理コン
ピューター９は接続線１０を通してデジタル・メーター
６に終了通告を出し、この終了通告から正確な結果を読
み取ったり、出力できる。測定精度はこのプロセスでは
＋／−0.001mm の範囲となる。正確な測定結果に到達す
ると同時にモニター８にＬＥＤランプ２４、２６により
示され、音を発する信号が伴う場合もある。こうした状
態はモニターで図６による描写に示してあり、ここでは
ランプグループ２４の中央にあるＬＥＤがＸ軸に対し
て、ランプグループ２６の中央にあるＬＥＤがＺ軸に対
して発光する。

【００３１】ある程度本発明に従った装置でオペレータ
ーに左右されずに行う新式の工具測定では、画像処理シ
ステムを用いて近似の△Ｘ及び△Ｚ値を把握し算出した
後で、調整器具の座標キャリッジをＸないしはＺ軸に適
切に調整し、ここでは常に新たな測定及び調整が、差異
＝０になる迄行われる。冒頭で説明した周知の測定器具
で１度行った△Ｘ及び△Ｚ値の算出と比べてかなり高い
精度に到達する。それは測定及び調整プロセスの途中で
次第に小さくなる差異により、装置の中にある分解能が
次第に小さくなる相違値にとって自由にでき、調整が益
々正確になるので、比較的かなり低めの必要条件が器具
の感度とコンピューターのコストに求められるからであ
る。さらに接続線１０を通して画像処理コンピューター
９からデジテル・メーター６に終了通告だけが行われ、
△Ｘ或は△Ｚ値は伝わらない。

【００３２】オペレーターを使わないで自動的に進行す
る測定過程は、測定及び調整器具に例えばフライス盤で
削ったり工具の刃先を鍛えるような工具が回転しない場
合には使用しない。それはこうした工具は研削したり納
入した後でサイズを設定するので、測定だけができ、調
整は不可能である。

【００３３】これに反して回転する工具、特に調整した
刃先を用いるボーリング・バー、ドリル或はフライス盤
による上部切断の場合は調整過程を行う。調整過程では
調整器具の座標キャリッジは手動或はサーボモータによ
り、デジテル・メーター６でＸ及びＺ軸に対して設定し
た調整値が現れる迄動かす。その際カメラ７の十字線は
工具の刃先２１の為の目標位置にある。

【００３４】工具の刃先２１は調整できる。工具の刃先
が図３のようにモニターに不鮮明に現れるまで手動で自
動装置ボタン３０を操作すると、工具の刃先の精密調整
が図５による測定過程の場合のように行うことができ
る。続いて工具の刃先は△Ｘ値或は△値が０になる迄手
動調整する。視覚的な補助手段として、この時点でグル
ープ２４或は２６の配置されＬＥＤランプが発光する。
△Ｘは正確に調整した半径の値（刃先の、例えばボーリ
ング・バーのような軸Ｂからの距離）に相当し、△Ｚ＝
０は正確に調整した縦の度合い（刃先の工具容部からの
距離）に相当する。

【００３５】工具或はその刃先の種類によっては、半径
（軸Ｂからの距離）と長さを正確な目標値に調整する必
要があるが、半径或は長さの一方だけを正確に調整しな
ければならない場合もある。半径或は直径が正確な調整
値に到達すると、ＬＥＤランプによりモニターに示さ
れ、この際音を発する信号を、相応したここでは示して
いない器具が出す場合もある。相違値＝０になると、直
に調整過程は終了する。

【００３６】工具の刃先のＸ値或はＺ値だけに目標値が
あり、この目標値は工具で手動調整するともたらされる
場合には、他方の軸に関連する不確定な距離の度合いを
工具を自動測定して突き止められる。この為には新たに
自動装置ボタン３０を操作して、装置でこの他方の軸に
関連する自動測定過程を開始させるので、測定過程が終
わると工具の刃先は、図６のように正確に調整されてモ
ニターに示される。こうしてオペレーターは自動的で且
つ速やかにデジタル・メーターに現れるＸ及びＺ軸を得
て、これらの値の内予め定めた目標値に沿った一方の値
に、刃先を手動調整すると到達する。

【００３７】調整過程で自動工具測定を駆使すればオペ
レーターが調整する前に、或は工作用バイトを既にある
程度調整した際に、刃先が周知の目標値から一方或は他
方の方向に離れている距離を知ろうとする場合に、その
目的が適えられる。この途中の自動測定に従って、座標
キャリッジないしはカメラは設定した、デジタル・メー
ター６に現れる目標値に再び動いた後に、刃先は突き止
めた相違値分だけ調整される。

【００３８】前記した画像処理をもつ既知の調整装置に
おけるように、カメラを支持する座標キャリッジは、一
般に工具の刃先がモニター上に焦点を結んで映し出され
るまで手動で調整され、この種の画像処理に使用される
画像処理コンピューターは所望の測定精度をもつＸとＺ
方向の距離を計算できるために高価な作動容量を必要と
する。しかし、許容される測定精度の前提条件は、カメ
ラの光学系の顕著なパフォマンスであって、それによ
り、画像処理コンピューターを使用できるとき、工具の
刃先の画像は光学的収差または他の光学的欠点によって
不良化または低下されない。さらに測定精度が、不完全
な照明によって低下し、工具の刃先の不鮮明な画像をも
たらす。このまたはその他の影響からくる不正確で不完
全な画像は、それから由来する広いグレー色調の過程と
形を決定する画像処理コンピューターの複雑化と技術的
リリースによってのみ補償される。モニター上の工具の
刃先画像とそれに関連した座標との間の距離が大きけれ
ば大きいほど、計算される距離は、カメラ光学系の不完
全によっておよび／またはグレー色調の工具の刃先画像
の調査中の距離のエラーによって損なわれる危険は大き
くなる。

【００３９】本発明によれば、これらの問題は、画像処
理コンピューターとそれにより制御されるサーボモータ
による自動的に連続して行われるステップにより除去さ
れる。その結果例えば２ないし３ステップのシーケンス
により、それぞれの座標または十字線のゼロ点が、ゼロ
距離に等しくなるまで工具の刃先の方へ動かされる。こ
れは連続測定がカメラの光学系のいかなる可能な収差を
も取り除き、十字線のゼロ点が光学系の無収差の中心領
域にあるように、また工具の刃先のグレー色調の形を決
める次のステップがさらに正確にかつあいまいさがなく
なるようにされることを意味する。前記の「プレーナー
アレイ」とは、発光ダイオードの平面配列を意味し、コ
ンピューターのイメージメモリが配列の電子的等価物を
含むかまたは示し、同時に明確なメモリアドレスは座標
系の十字線として決定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の測定および調整の際の概観
図

【図２】カメラに集積されたプレーナーアレイの１例を
示す平面図

【図３】ＬＥＤランプと不鮮明な工具の刃先のモニター
画像を示す正面図

【図４】鮮明なモニタ−画像と正確に調整されたモニタ
ー像を示す正面図

【図５】自動測定行程の開始前の状態における本発明装
置に属する構成グループの概観図

【図６】自動測定行程開始後の図５に類似の装置の概観
図

【符号の説明】

１器具台２下部座標キャリッジ３下部座標キャリッジ４アーム５光源６デジタルコンピューター７カメラ８モニター９画像処理コンピューター１０〜１２接続線１３〜１４サーボモータ１５収容部ケーシング１６回転机１７サーボモータ１９収容部２０ボーリング・工具２１工具の刃先

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者エーリヒシュヴァブドイツ連邦共和国、デー−6551 ブース、イムシェーンブリック４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面の２方向で移動でき、工具の刃先へ調
整可能な光学系を備えた座標キャリッジと、工具の刃先
を座標平面へ調整できる工具収容部とを有する研削機
械、工作機械またはこの種の機械、とくに測定および調
整装置の自動工具測定装置において、 −キャリッジ（３）の光学系が、画像処理コンピュータ
ー（９）に接続するカメラ（７）を包含し、 −カメラは、座標系として画像処理コンピューター
（９）に記憶される算出した十字線のあるプレーナーア
レイ（２２）を有し、 −キャリッジ（３）は、両方向調整のため、画像処理コ
ンピューター（９）によって調整されるサーボモータ
（１３、１４）を備え、 −前記コンピューター（９）は、工具の刃先（２１）の
十字線の座標軸からの距離数値を探知し、距離数値を補
償するインパルスを、新たな工具位置でＸ−とＺ−方向
の差がゼロになるまで、サーボモータ（１３、１４）に
与え、工具（２０）を正確に測定し、 −コンピューター（９）は、接続線（１０）を経てデジ
タルコンピューター（６）と接続され、工具収容部に関
する工具の刃先の座標測定値（Ｘ，Ｚ）を示すことを特
徴とする自動工具測定装置。
【請求項２】工具収容部（１８）は、画像処理コンピュ
ーター（９）によって、調整されるサーボモータ（１
７）を備え、必要ならば（工具画像の不鮮明な場合）作
業プログラムの始めにコンピューターにより導入される
インパルスが、工具の鮮明な画像が調整面に現れるまで
保持されることを特徴とする請求項１に記載の自動工具
測定装置。
【請求項３】とくに座標キャリッジ（３）上に置かれた
モニタ−（８）が、画像処理コンピューター（９）に接
続され、その上にカメラ（７）から得られる画像が算出
した十字線のあるプレーナーアレイに写し出されること
を特徴とする請求項１または２の自動工具測定装置。
【請求項４】モニタ−（８）上に、工具の刃先の精密調
整とＸ軸方向とＺ軸方向のゼロ平衡のため画像処理コン
ピューター（９）のプログラム終了後に発光するＬＥＤ
−ランプ（２４、２６）を設けることを特徴とする請求
項１または３のいずれかの項に記載の自動工具測定装
置。
【請求項５】光学的ＬＥＤ−ランプに加えて、測定行程
の終了表示をするため各軸に音響効果の信号を設けるこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の
自動工具測定装置。
【請求項６】画像処理コンピューター（９）に、Ｘ−軸
およびＺ−軸方向の座標キャリッジの粗調整のため付加
的にサーボモータおよび工具の刃先の精密調整のため回
転軸（Ｂ）まわりの工具受容部回転のためにサーボモー
タが接続されていることを特徴とする請求項１から５の
いずれかの項に記載の自動工具測定装置。
【請求項７】座標キャリッジがサーボモータと関係なく
手動で調整できることを特徴とする請求項１から６のい
ずれかの項に記載の自動工具測定装置。
【請求項８】画像処理コンピューター（９）に自動工具
測定装置の作業プログラムが始めに入力され次いで、工
具の刃先が工具受容部に関係する調整装置により精密に
形成される安全手段が設けられることを特徴とする請求
項１から７のいずれかの項に記載の自動工具測定装置。
【請求項９】作業プログラム開始のため、工具の刃先精
密調整をはじめる自動スイッチ（２８）が設けられてい
ることを特徴とする請求項１から７のいずれかの項に記
載の自動工具測定装置。
【請求項１０】本装置が存在する調整具にとりつけられ
ることを特徴とする請求項１から８のいずれかの項に記
載の自動工具測定装置。
【請求項１１】本装置が工作機械または侵食機械に構成
グル−プとして、設置できるものであることを特徴とす
る請求項１から１０のいずれかの項に記載の自動工具測
定装置。
【請求項１２】座標キャリッジをデジタルコンピュータ
ーにより示される工具の刃先の目標値に調整し、ついで
工具の刃先をモニタ−上に鮮明に映し出し、Ｘ−または
Ｚ−方向の十字線の軸からの距離をゼロ値に近づけるよ
うに手動調整し、自動測定を実施するための自動スイッ
チの作動と手動によって、工具の刃先の後の状態が、Ｌ
ＥＤ−ランプのＸ−またはＺ−軸にゼロ平衡で発光する
まで繰り返すことを特徴とする請求項１から８のいずれ
かの項に記載の自動工具測定方法。