JPS6288555A - 工具寸法の測定方法 - Google Patents
工具寸法の測定方法Info
- Publication number
- JPS6288555A JPS6288555A JP22645185A JP22645185A JPS6288555A JP S6288555 A JPS6288555 A JP S6288555A JP 22645185 A JP22645185 A JP 22645185A JP 22645185 A JP22645185 A JP 22645185A JP S6288555 A JPS6288555 A JP S6288555A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- measuring
- light beam
- dimensions
- control section
- Prior art date
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- Pending
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）、産業上の利用分野
本発明はマシニングセンタ等の工作機械において、ドリ
ル等の回転工具の工具長、工具径等の工具寸法を測定す
る際に用いるに好適な工具寸法の測定方法に関する。
ル等の回転工具の工具長、工具径等の工具寸法を測定す
る際に用いるに好適な工具寸法の測定方法に関する。
（ｂ）、従来め技術
従来、こうした工具の工具長、工具径等の工具寸法の測
定方法としては、種々の物が有るが、そのいずれもが工
作機械外で、刃先等の工具の基準位置を何らかの物体に
接触させて行っていた。
定方法としては、種々の物が有るが、そのいずれもが工
作機械外で、刃先等の工具の基準位置を何らかの物体に
接触させて行っていた。
（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、こうし
た方法では、工具寸法を測定する度に工具を所定の工具
測定手段にまで運んで測定作業を行う必要が有り、極め
て繁雑であった。
た方法では、工具寸法を測定する度に工具を所定の工具
測定手段にまで運んで測定作業を行う必要が有り、極め
て繁雑であった。
また、工作機械外部で計測した工具長と、実際に工作機
械に装着された時点の工具長は、当該工具を装着した工
作機械毎に微妙に異なり、高精度の加工を行うためには
、再度工作機械に装着した状態で計測を行う必要が生じ
、段取り作業（ζ多くの時間を必要とする欠点が有った
。
械に装着された時点の工具長は、当該工具を装着した工
作機械毎に微妙に異なり、高精度の加工を行うためには
、再度工作機械に装着した状態で計測を行う必要が生じ
、段取り作業（ζ多くの時間を必要とする欠点が有った
。
そこで、工具を工作機械に装着したままの状態で計測す
る方法が考えられたが、工作機械の周囲に、計測装置を
配置すると、当該計測装置が工作機械本来の加工作業の
邪魔になったり、またそうした装置を加工の邪魔になら
ない位置に配置すると、今度は計測に際して、工具を計
測位置にまで移動させるのに多くの時間を要する不都合
が生じる。しかも、工作機械に装着されたままの工具の
刃先には切粉等が付着している可能性が高く、正確に寸
法を測定することはむずかしかった。
る方法が考えられたが、工作機械の周囲に、計測装置を
配置すると、当該計測装置が工作機械本来の加工作業の
邪魔になったり、またそうした装置を加工の邪魔になら
ない位置に配置すると、今度は計測に際して、工具を計
測位置にまで移動させるのに多くの時間を要する不都合
が生じる。しかも、工作機械に装着されたままの工具の
刃先には切粉等が付着している可能性が高く、正確に寸
法を測定することはむずかしかった。
また、回転工具の場合、エンドミル等のように、多数の
刃先を有するものが有り、そうした刃先を正確に、測定
装置に接触させることも高度の熟練を要する作業となり
、結果的に工作機械に装着したままの工具寸法の計測は
、多くの利点を有しながらも、その方法が確立されてい
なかった。
刃先を有するものが有り、そうした刃先を正確に、測定
装置に接触させることも高度の熟練を要する作業となり
、結果的に工作機械に装着したままの工具寸法の計測は
、多くの利点を有しながらも、その方法が確立されてい
なかった。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、工作機械に装着し
たままで回転工具の寸法を測定することの出来る工具寸
法の測定方法を提供することを目的とするものである。
たままで回転工具の寸法を測定することの出来る工具寸
法の測定方法を提供することを目的とするものである。
（ｄ）０問題点を解決するための手段
即ち、本発明は、基準点（ｚｐ）がら工具の軸心方向又
は半径方向等の工具（３）の寸法の計測方向に所定距離
（ＭＨ，Ｍｏ）だけ離れた位置に測定光＃ （１１Ａ）
を張設し、主軸（１２）に装着された状態の工具（３）
を回転させた状態で、該工具（３）が測定光線（１１Ａ
）を遮断するまで、前記工具（３）を前記計測方向に移
動させ、当該測定光！５（１１Ａ）が前記工具（３）に
より遮断された時点における該工具（３）の前記計測方
向の移動量を求め、該移動量及び前記距離から、工具寸
法（ＴＨ，ＴＤ）を求めるようにして構成される。
は半径方向等の工具（３）の寸法の計測方向に所定距離
（ＭＨ，Ｍｏ）だけ離れた位置に測定光＃ （１１Ａ）
を張設し、主軸（１２）に装着された状態の工具（３）
を回転させた状態で、該工具（３）が測定光線（１１Ａ
）を遮断するまで、前記工具（３）を前記計測方向に移
動させ、当該測定光！５（１１Ａ）が前記工具（３）に
より遮断された時点における該工具（３）の前記計測方
向の移動量を求め、該移動量及び前記距離から、工具寸
法（ＴＨ，ＴＤ）を求めるようにして構成される。
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されろものではない。以下のｒ （ｅｌ
０作用」の欄についても同様である。
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されろものではない。以下のｒ （ｅｌ
０作用」の欄についても同様である。
（ｅ）０作用
上記した構成により、本発明は、工具（３）が測定光線
（１１Ａ）を遮断した時点で、当該工具（３）の計測方
向における移動量を求め、該移動量と基準点からの距離
から工具寸法（ＴＨ，ＴＤ）を求めるように作用する。
（１１Ａ）を遮断した時点で、当該工具（３）の計測方
向における移動量を求め、該移動量と基準点からの距離
から工具寸法（ＴＨ，ＴＤ）を求めるように作用する。
（ｆ）、実施例
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第１図は本発明による工具寸法の測定方法が適用された
光学式１具寸法測定装置の一例を示す制御ブロック図、 第２図は工具の寸法を測定する際の各部の寸法関係を示
す正面図、 第３図は第２図の平面図、 第４図は工具径を測定する際の工具と測定光線との位置
関係を示す図、 第５図は補正魚メモリの内容を示す模式図、第６図は工
具折損を検出する際の検出態様を示す図、 第７図は工具長メモリの内容を示す模式図である。
光学式１具寸法測定装置の一例を示す制御ブロック図、 第２図は工具の寸法を測定する際の各部の寸法関係を示
す正面図、 第３図は第２図の平面図、 第４図は工具径を測定する際の工具と測定光線との位置
関係を示す図、 第５図は補正魚メモリの内容を示す模式図、第６図は工
具折損を検出する際の検出態様を示す図、 第７図は工具長メモリの内容を示す模式図である。
マシニングセンタ３６は、第２図に示すように、図中上
下方向、即ちＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンド
ルヘッド３７を有しており、スピンドルヘッド３７には
主軸１２が回転駆動自在に設けられている。また、主軸
１２にはドリル、リーマ等の回転工具３が着脱自在なる
形に装着されている。
下方向、即ちＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンド
ルヘッド３７を有しており、スピンドルヘッド３７には
主軸１２が回転駆動自在に設けられている。また、主軸
１２にはドリル、リーマ等の回転工具３が着脱自在なる
形に装着されている。
一方、スピンドルヘッド３７の、第２図下方には、光学
式１具寸法測定装置ｌＪｅ構成するレーザ発振器１３が
、ワークを搭載して第３図におけるＸ、Ｙ方向に移動駆
動されるテーブル（図示せず）上に設けられており、レ
ーザ発振器１３の、第２図左方には、シャッタ３９を介
してビームスプリッタ１６．４０、対物レレズ１４、フ
ォトディテクタ２０等が直列に配列されている。また、
ビームスプリッタ４０の、第２図上方には、プリズムミ
ラ９が設けられており、更にプリズムミラ９の図中右方
には、対物レンズ１４を介してフォトディテクタ２１が
設けられている。なお、以上の光学系は、いずれもｘ−
Ｚ平面に平行な平面内に配置されており、前述のテーブ
ルの移動と共に、一体向にＸ−Ｙ平面に平行な面内を移
動することが出来る。
式１具寸法測定装置ｌＪｅ構成するレーザ発振器１３が
、ワークを搭載して第３図におけるＸ、Ｙ方向に移動駆
動されるテーブル（図示せず）上に設けられており、レ
ーザ発振器１３の、第２図左方には、シャッタ３９を介
してビームスプリッタ１６．４０、対物レレズ１４、フ
ォトディテクタ２０等が直列に配列されている。また、
ビームスプリッタ４０の、第２図上方には、プリズムミ
ラ９が設けられており、更にプリズムミラ９の図中右方
には、対物レンズ１４を介してフォトディテクタ２１が
設けられている。なお、以上の光学系は、いずれもｘ−
Ｚ平面に平行な平面内に配置されており、前述のテーブ
ルの移動と共に、一体向にＸ−Ｙ平面に平行な面内を移
動することが出来る。
また、ビームスプリッタ１６の、第３図下方には、プリ
ズムミラ１７、対物レンズ１４及びフォトディテクタ１
９が設けられており、ビームスプリッタ１６、プリズム
ミラ１７、フォトディテクタ１９．２０はＸ−Ｙ平面と
平行な平面内に配置され、前述のテーブルの移動と共に
、一体向にＸ−Ｙ平面に平行な平面内を移動することが
出来る。
ズムミラ１７、対物レンズ１４及びフォトディテクタ１
９が設けられており、ビームスプリッタ１６、プリズム
ミラ１７、フォトディテクタ１９．２０はＸ−Ｙ平面と
平行な平面内に配置され、前述のテーブルの移動と共に
、一体向にＸ−Ｙ平面に平行な平面内を移動することが
出来る。
なおＺＰは、工作機械の制御上の原点となる機械原点を
示すものであり、第２゛図及び第３図に示すスピンドル
ヘッド３７は、機械原点ＺＰに復帰した状態を示す（従
って、スピンドルヘッド３７が移動すると、機械原点Ｚ
Ｐとスピンドルヘッド３７の位置関係は、第２図及び第
３図に示す状態とは異なるものとなる。）。
示すものであり、第２゛図及び第３図に示すスピンドル
ヘッド３７は、機械原点ＺＰに復帰した状態を示す（従
って、スピンドルヘッド３７が移動すると、機械原点Ｚ
Ｐとスピンドルヘッド３７の位置関係は、第２図及び第
３図に示す状態とは異なるものとなる。）。
ところで、フォトディテクタ１９．２０．２１には、第
１図に示すように、刃先検出回路２２が接続している。
１図に示すように、刃先検出回路２２が接続している。
刃先検出回路２２には工具長演算制御部２３が接続して
おり、工具長演算制御部２３゛にはモータ駆動回路２５
．２６、カウンタ２７．２９、パラメータメモリ３０、
補正量メモリ３１、工具長メモリ３２が接続している。
おり、工具長演算制御部２３゛にはモータ駆動回路２５
．２６、カウンタ２７．２９、パラメータメモリ３０、
補正量メモリ３１、工具長メモリ３２が接続している。
モータ駆動回路２５．２６には、Ｙ軸駆動モータ３３及
びＺ軸駆動モータ３５がそれぞれ接続しており、 。
びＺ軸駆動モータ３５がそれぞれ接続しており、 。
Ｙ軸駆動モータ３３及びＺ軸駆動モータ３５の出力軸に
は該出力軸の回転角度を検出′するためのトランスデユ
ーサ３３ａ、３５ａがそれぞれ接続している。なお、各
トランスデユーサ３３ａ、３５ａには前述のカウンタ２
７．２９がそれぞれ接続している。なお、図示しないテ
ーブルを、Ｘ軸方向に駆動するために、Ｘ軸駆動モータ
が有るが、Ｘ軸駆動モータは、本発明に直接関係が無い
のでここではその部分の図示及び説明を省略する。
は該出力軸の回転角度を検出′するためのトランスデユ
ーサ３３ａ、３５ａがそれぞれ接続している。なお、各
トランスデユーサ３３ａ、３５ａには前述のカウンタ２
７．２９がそれぞれ接続している。なお、図示しないテ
ーブルを、Ｘ軸方向に駆動するために、Ｘ軸駆動モータ
が有るが、Ｘ軸駆動モータは、本発明に直接関係が無い
のでここではその部分の図示及び説明を省略する。
マレニングセンタ３６及び光学式１具寸法測定装置１は
以上のような構成を有するので、スピンドルヘッド３７
の主軸１２に装着された工具３の工具寸法を測定する場
合には、計測したい工具３を主軸１２に装着し、その状
態で主軸１２を工具３と共に高速で回転させる。次にシ
ャッタ３９を開いて、レーザ発振器１３からレーザ光線
等の測定光線１１を射出する。射出された測定光線１１
は、第２図及び第３図に示すように、ビームスプリッタ
１６で、測定光線１１Ａ、１１．に分割され、測定光５
１１Ａはビームスプリッタ４０を介して一部は対物レン
ズ１４からフォトディテクタ２Ｏに入射し、残りはプリ
ズムミラ９で反射されて測定光線１１ となって、対物
レンズ１４から７オトデイテクタ２１に入る。この測定
光線１１．１１ は、第２図に示すようにｘ−２面に平
行な平面上に張設される。また、測定光ｓ１１．は、第
３図に示すように、プリズムミラ１７を介して測定光ｓ
１１ と平行に張設され、対物レンズ１４を経てフォト
ディテクタ１９に入射する。なお、この測定光線１１Ａ
、 １１．は、第３図に示すようにＸ −Ｙ面に平行、
な平面上に張設される。
以上のような構成を有するので、スピンドルヘッド３７
の主軸１２に装着された工具３の工具寸法を測定する場
合には、計測したい工具３を主軸１２に装着し、その状
態で主軸１２を工具３と共に高速で回転させる。次にシ
ャッタ３９を開いて、レーザ発振器１３からレーザ光線
等の測定光線１１を射出する。射出された測定光線１１
は、第２図及び第３図に示すように、ビームスプリッタ
１６で、測定光線１１Ａ、１１．に分割され、測定光５
１１Ａはビームスプリッタ４０を介して一部は対物レン
ズ１４からフォトディテクタ２Ｏに入射し、残りはプリ
ズムミラ９で反射されて測定光線１１ となって、対物
レンズ１４から７オトデイテクタ２１に入る。この測定
光線１１．１１ は、第２図に示すようにｘ−２面に平
行な平面上に張設される。また、測定光ｓ１１．は、第
３図に示すように、プリズムミラ１７を介して測定光ｓ
１１ と平行に張設され、対物レンズ１４を経てフォト
ディテクタ１９に入射する。なお、この測定光線１１Ａ
、 １１．は、第３図に示すようにＸ −Ｙ面に平行、
な平面上に張設される。
こうして、測定光線１１がｘ−Ｚ及びＸ−Ｙ平面に平行
な面にそれぞれ張設されたところで、工具寸法演算制御
部２３はモータ駆動回路２５を介して、Ｙ軸駆動モータ
３３を駆動し、機械原点ＺＰに復帰状態にあるスピンド
ルヘッド３７を工具３と共に、第３図矢印Ａ方向に距離
Ｍだけ相対的に移動駆動させ（実際は、Ｙ軸駆動モータ
３３により移動駆動されるのは、レーザ発振晋１３等を
搭載した図示しないテーブルである）、工具３の中心Ｏ
Ｌを測定光ＩＪ１１１Ａ、１１゜の真上に位置決めする
。スピンドルヘッド３７、従って、工具３のＹ軸方向の
移動量は、Ｙ軸駆動モータ３３に装着されたトランスデ
ィユーサ３３ｍから出力される移動パルスＴＰＩをカウ
ンタ２７が積算し、その積算値ＴＬＩから工具寸法演算
制御部２３が演算して求めることが出来、その結果に基
づいて工具寸法演算制御部２３は更にＹ軸駆動モータ３
３を駆動制御するので、工具３の位置決め動作は正確に
行われる。
な面にそれぞれ張設されたところで、工具寸法演算制御
部２３はモータ駆動回路２５を介して、Ｙ軸駆動モータ
３３を駆動し、機械原点ＺＰに復帰状態にあるスピンド
ルヘッド３７を工具３と共に、第３図矢印Ａ方向に距離
Ｍだけ相対的に移動駆動させ（実際は、Ｙ軸駆動モータ
３３により移動駆動されるのは、レーザ発振晋１３等を
搭載した図示しないテーブルである）、工具３の中心Ｏ
Ｌを測定光ＩＪ１１１Ａ、１１゜の真上に位置決めする
。スピンドルヘッド３７、従って、工具３のＹ軸方向の
移動量は、Ｙ軸駆動モータ３３に装着されたトランスデ
ィユーサ３３ｍから出力される移動パルスＴＰＩをカウ
ンタ２７が積算し、その積算値ＴＬＩから工具寸法演算
制御部２３が演算して求めることが出来、その結果に基
づいて工具寸法演算制御部２３は更にＹ軸駆動モータ３
３を駆動制御するので、工具３の位置決め動作は正確に
行われる。
こうして、工具３の中心ＣＬが測定光＄９１１１Ａ１１
１゜の真上に位置決めされたところで、モータ駆動回路
２６を介してＺ軸駆動モータ３５を駆動し、スピンドル
ヘッド３７を工具３と共に、矢印Ｂ方向（工具３の軸心
方向）に早送りで移動駆動させる。工具３がＢ方向に移
動駆動され、回転状態にある工具３の先端が測定光線１
１゜を横切ると、それまでフォトディテクタ２１に入射
していた測定光ｌ１１１１ｃは遮断されるので、フォト
ディテクタ２１からの出力信号Ｓ３は変化する。すると
、刃先検出回路２２が当該信号Ｓ３の変化を捕捉して、
刃先検出信号Ｓ４を工具寸法演算制御部２３に出力する
。これを受けて工具寸法、演算制御部２３は、モータ駆
動回路２６を介してＺ軸駆動モータ３５の回転を減速さ
せ、工具３が切削送りでＢ方向に送られるように制御す
る。
１゜の真上に位置決めされたところで、モータ駆動回路
２６を介してＺ軸駆動モータ３５を駆動し、スピンドル
ヘッド３７を工具３と共に、矢印Ｂ方向（工具３の軸心
方向）に早送りで移動駆動させる。工具３がＢ方向に移
動駆動され、回転状態にある工具３の先端が測定光線１
１゜を横切ると、それまでフォトディテクタ２１に入射
していた測定光ｌ１１１１ｃは遮断されるので、フォト
ディテクタ２１からの出力信号Ｓ３は変化する。すると
、刃先検出回路２２が当該信号Ｓ３の変化を捕捉して、
刃先検出信号Ｓ４を工具寸法演算制御部２３に出力する
。これを受けて工具寸法、演算制御部２３は、モータ駆
動回路２６を介してＺ軸駆動モータ３５の回転を減速さ
せ、工具３が切削送りでＢ方向に送られるように制御す
る。
切削送りで工具３がＹ軸方向であるＢ方向に送られる内
に、工具３の刃先３ａが測定光、％１１１Ａを横切る。
に、工具３の刃先３ａが測定光、％１１１Ａを横切る。
すると、それまで測定光１ｓ１１Ａを受光していたフォ
トディテクタ２０は、測定光線１１が遮断されたために
、測定光線１１Ａの検出が出来なくなり、フォトディテ
クタ２０からの出力信号Ｓ１は変化する。すると、刃先
検出回路２２は工具寸法演算制御部２３に刃先検出信号
Ｓ２を出力し、工具寸法演算制御部２３は、その時点で
のカウンタ２９の積算値ＴＬ３を読み出す。
トディテクタ２０は、測定光線１１が遮断されたために
、測定光線１１Ａの検出が出来なくなり、フォトディテ
クタ２０からの出力信号Ｓ１は変化する。すると、刃先
検出回路２２は工具寸法演算制御部２３に刃先検出信号
Ｓ２を出力し、工具寸法演算制御部２３は、その時点で
のカウンタ２９の積算値ＴＬ３を読み出す。
カウンタ２９は、Ｚ軸駆動モータ３５の回転に同期して
トランスディユーサ３５ａから出力される移動パルスＴ
Ｐ２をその回転方向も考慮した形で積算しており、従っ
て、カウンタ２９の積算値ＴＬ３を読み出すことにより
、スピンドルヘッド３７のＢ方向、即ちＹ軸方向の移動
量ＺＨは直ちに演算される。こうして、移動量２．４が
演算されると、工具寸法演算制御部２３はパラメータメ
モリ３０から機械原点ＺＰから測定光線１１Ａまでの距
ＪＩＩＭＨを読み出して、（１）式から工具３の工具長
ＴＨを求める。
トランスディユーサ３５ａから出力される移動パルスＴ
Ｐ２をその回転方向も考慮した形で積算しており、従っ
て、カウンタ２９の積算値ＴＬ３を読み出すことにより
、スピンドルヘッド３７のＢ方向、即ちＹ軸方向の移動
量ＺＨは直ちに演算される。こうして、移動量２．４が
演算されると、工具寸法演算制御部２３はパラメータメ
モリ３０から機械原点ＺＰから測定光線１１Ａまでの距
ＪＩＩＭＨを読み出して、（１）式から工具３の工具長
ＴＨを求める。
ＴＩ（＝ＭＨ−Ｚ、
−・・・・（ｌｌ（１）式で求められた工具長Ｔ
Ｈは、工具寸法メモリ３２の、被測定工具３に対応する
アドレス位置に、第７図に示すように格納される。工具
寸法メモリ３２には、第７図に示すように、マシニング
センタの工具マガジン（図示せず）に収納された各工具
についての、工具長ＴＨ，工具径ＴＤが、工具名ＮＡＭ
、呼び径ＣＡＬ、当該工具が収納された工具マガジンの
ポケット番号ＰＮＯと共に格納されており、工具寸法演
算制御部ｚ３によって演算された工具長ＴＨ，工具径Ｔ
Ｄは、被測定工具３に対応するアドレス位置に、格納さ
れる。なお、工具長ＴＩ（の測定に際しては、工１Ｉｋ
３は高速回転状態にあるので、工具３に付着した切粉等
は吹き飛ばされて、清浄な状態となり、正確な工具長Ｔ
Ｈを測定することが出来る。また、複数の刃先３ａが工
具３の中心ＣＬの周囲に、第２図下方に突出した形で設
けられているエンドミル等の工具３であっても、工具３
が回転することにより、工具長ＴＨの測定は、測定光線
１１Ａに対する投影（即ち、回転形状）により行われる
ので、正確にその刃先３ａを捕捉することが出来、中心
ＣＬが最も第２図下方に突出した形状でなくとも、工具
長ＴＨの測定を円滑に行うことが出来る。
−・・・・（ｌｌ（１）式で求められた工具長Ｔ
Ｈは、工具寸法メモリ３２の、被測定工具３に対応する
アドレス位置に、第７図に示すように格納される。工具
寸法メモリ３２には、第７図に示すように、マシニング
センタの工具マガジン（図示せず）に収納された各工具
についての、工具長ＴＨ，工具径ＴＤが、工具名ＮＡＭ
、呼び径ＣＡＬ、当該工具が収納された工具マガジンの
ポケット番号ＰＮＯと共に格納されており、工具寸法演
算制御部ｚ３によって演算された工具長ＴＨ，工具径Ｔ
Ｄは、被測定工具３に対応するアドレス位置に、格納さ
れる。なお、工具長ＴＩ（の測定に際しては、工１Ｉｋ
３は高速回転状態にあるので、工具３に付着した切粉等
は吹き飛ばされて、清浄な状態となり、正確な工具長Ｔ
Ｈを測定することが出来る。また、複数の刃先３ａが工
具３の中心ＣＬの周囲に、第２図下方に突出した形で設
けられているエンドミル等の工具３であっても、工具３
が回転することにより、工具長ＴＨの測定は、測定光線
１１Ａに対する投影（即ち、回転形状）により行われる
ので、正確にその刃先３ａを捕捉することが出来、中心
ＣＬが最も第２図下方に突出した形状でなくとも、工具
長ＴＨの測定を円滑に行うことが出来る。
次に、工具長ＴＨの計測が行われた工具３について、工
具径ＴＤも測定する場合には、当該工具長ＴＨが測定さ
れた工具３を主軸１２に装着しく工具長ＴＨＪ＆！測定
し、引き続き工具径ＴＤを測定する場合はそのままの状
態で）、機械原点ＺＰから工具３を２軸、即ちＢ方向に
、（２）式に示す距離Ｚ だけ移動させる。
具径ＴＤも測定する場合には、当該工具長ＴＨが測定さ
れた工具３を主軸１２に装着しく工具長ＴＨＪ＆！測定
し、引き続き工具径ＴＤを測定する場合はそのままの状
態で）、機械原点ＺＰから工具３を２軸、即ちＢ方向に
、（２）式に示す距離Ｚ だけ移動させる。
Ｚｏ＝７へ−ＴＨ＋Ｈｏ、＋ａ
・・・・・・（２）ＨｏＦ：切刃位置補整量 α：定数 切刃位置補整量Ｈ８Ｆは補正量メモリ゛３１から、趨Ｍ
Ｈ１定数αはパラメータメモリ３０から、更に工具長Ｔ
Ｈは工具長メモリ３２から読み出して、工具寸法演算制
御部２３が（２）式に基づいて演算し、Ｚ軸駆動モータ
３５を駆動する。補正量メモリ３１には、第５図に示す
ように、各工具３についての、切刃位置補整量Ｈ０Ｆが
工具名ＮＡＭ、ポケット番号ＰＮＯ等と共に格納されて
お秒、測定すべき工具が特定されれば、直ちに対応する
切刃位置補整量Ｈ０Ｆを読み出すことが出来る。この切
刃位置補整量Ｈは、工具３の工具径を測定すべき位置を
指示するものであり、工具３を（２）式に示す距離Ｚ
だけＢ方向に機械原点ＺＰから移動駆動させると、工具
径ＴＤを測定する測定光線１１Ａ、１１８と工具３との
位置関係は、第４図に示すように、工具３の刃先３ａか
ら距＠ｚ□＝Ｈｏ、＋ａの位置に測定光１ｌ１１１１Ａ
１１１．１が位置することとなる。
・・・・・・（２）ＨｏＦ：切刃位置補整量 α：定数 切刃位置補整量Ｈ８Ｆは補正量メモリ゛３１から、趨Ｍ
Ｈ１定数αはパラメータメモリ３０から、更に工具長Ｔ
Ｈは工具長メモリ３２から読み出して、工具寸法演算制
御部２３が（２）式に基づいて演算し、Ｚ軸駆動モータ
３５を駆動する。補正量メモリ３１には、第５図に示す
ように、各工具３についての、切刃位置補整量Ｈ０Ｆが
工具名ＮＡＭ、ポケット番号ＰＮＯ等と共に格納されて
お秒、測定すべき工具が特定されれば、直ちに対応する
切刃位置補整量Ｈ０Ｆを読み出すことが出来る。この切
刃位置補整量Ｈは、工具３の工具径を測定すべき位置を
指示するものであり、工具３を（２）式に示す距離Ｚ
だけＢ方向に機械原点ＺＰから移動駆動させると、工具
径ＴＤを測定する測定光線１１Ａ、１１８と工具３との
位置関係は、第４図に示すように、工具３の刃先３ａか
ら距＠ｚ□＝Ｈｏ、＋ａの位置に測定光１ｌ１１１１Ａ
１１１．１が位置することとなる。
この状態で、工具寸法演算制御部２３は、Ｙ軸駆動モー
タ３３を駆動して、工具３をＡ方向（工具３０半径方向
）、即ちＹ軸方向に早送りで移動駆動させる。工具３が
Ａ方向に移動駆動され、回転状態にある工具３が測定光
ｓ１１ を横切ると、それまでフォトディテクタ１９に
入射していた測定光線１１ は遮断されるので、フォト
ディテクタ１９からの出力信号Ｓ５は変化誓る。すると
、刃先検出回路２２が当該信号Ｓ５の変化を捕捉して、
刃先検出信号Ｓ６を工具寸法演算制御部２３に出力する
。これを受けて工具寸法演算制御部２３は、モータ駆動
回路２５を介してＹ軸駆動モータ３３の回転を減速させ
て、工具３が切削送りで入方向に送られるように制御す
る。
タ３３を駆動して、工具３をＡ方向（工具３０半径方向
）、即ちＹ軸方向に早送りで移動駆動させる。工具３が
Ａ方向に移動駆動され、回転状態にある工具３が測定光
ｓ１１ を横切ると、それまでフォトディテクタ１９に
入射していた測定光線１１ は遮断されるので、フォト
ディテクタ１９からの出力信号Ｓ５は変化誓る。すると
、刃先検出回路２２が当該信号Ｓ５の変化を捕捉して、
刃先検出信号Ｓ６を工具寸法演算制御部２３に出力する
。これを受けて工具寸法演算制御部２３は、モータ駆動
回路２５を介してＹ軸駆動モータ３３の回転を減速させ
て、工具３が切削送りで入方向に送られるように制御す
る。
切削送りで工具３がＹ軸方向である入方向に送られる内
に、工具３の側面が測定光ｆｉｌｌＡを横切る。すると
、それまで測定光線１１ を受光していた７オトデイテ
クタ２０は、測定光線１１Ａが遮断されたために、測定
光！１１１Ａの検出が出来なくなり、フォトディテクタ
２０からの出力信号Ｓ１は変化する。すると、刃先検出
回路２２は工具寸法演算制御部２３に刃先検出信号Ｓ２
を出力し、工具寸法演算制御部２３は、その時点でのカ
ウンタ２７の積算値ＴＬＩを読み出す。
に、工具３の側面が測定光ｆｉｌｌＡを横切る。すると
、それまで測定光線１１ を受光していた７オトデイテ
クタ２０は、測定光線１１Ａが遮断されたために、測定
光！１１１Ａの検出が出来なくなり、フォトディテクタ
２０からの出力信号Ｓ１は変化する。すると、刃先検出
回路２２は工具寸法演算制御部２３に刃先検出信号Ｓ２
を出力し、工具寸法演算制御部２３は、その時点でのカ
ウンタ２７の積算値ＴＬＩを読み出す。
積算値ＴＬＩから、工具３の機械原点ＺＰからのＹ軸方
向の移動量Ｙが演算されるので、工具寸法演算制御部２
３は（３）式から当該工具３の工具径ＴＤを演算して、
工具寸法メモリ３２中の所定のアドレス位置に、第７図
に示すように、格納する′。
向の移動量Ｙが演算されるので、工具寸法演算制御部２
３は（３）式から当該工具３の工具径ＴＤを演算して、
工具寸法メモリ３２中の所定のアドレス位置に、第７図
に示すように、格納する′。
ＴＤ＝２ （Ｍｏ−Ｙ ）
−・・・・（３）なお、こうして工具径ＴＤが測定さ
れるのは、工具３の第２図紙面と直角方向から見た投影
形状がストレートの工具、即ちドリル、ストレートリー
マ、ストレートエンドミル、サイドカッタ等のみであり
、フライスカッタのようにテーパ状に形成された工具に
ついては、測定が出来ない（また、その必要性もあまり
無い。）。
−・・・・（３）なお、こうして工具径ＴＤが測定さ
れるのは、工具３の第２図紙面と直角方向から見た投影
形状がストレートの工具、即ちドリル、ストレートリー
マ、ストレートエンドミル、サイドカッタ等のみであり
、フライスカッタのようにテーパ状に形成された工具に
ついては、測定が出来ない（また、その必要性もあまり
無い。）。
次に、工具長ＴＨが計測された工具３について、加工中
の折損等による寸法の異常変動を検出する場合について
説明する。この場合も、工具３を高速で回転させた状態
で、Ｙ軸駆動モータ３３及びＺ軸駆動モータ３５を駆動
して工具３を、機械原点ＺＰからＡ方向に距離Ｍ。ｆ！
け移動させ、次いで、Ｂ方向に、距＠Ｚ、＝ＭＨ−ＴＨ
＋βだけ移動させる。すると、工具３は、第６図に示す
ように、工具３の刃先３ａからシフト量β（パラメータ
メモリ３０に格納されている）Ｎけ、図中上方に測定光
線１１Ａが位置するように、位置決めされるので、その
位置で、測定光線１１Ａが遮断されフォトディテクタ２
０の信号Ｓ１が変化すれば工具３の折損は生じてなく、
測定光線１１Ａが遮断されず、フォトディテクタ２０の
信号Ｓ１が変化しなければ工具３に折損が生じているも
のと判断する。
の折損等による寸法の異常変動を検出する場合について
説明する。この場合も、工具３を高速で回転させた状態
で、Ｙ軸駆動モータ３３及びＺ軸駆動モータ３５を駆動
して工具３を、機械原点ＺＰからＡ方向に距離Ｍ。ｆ！
け移動させ、次いで、Ｂ方向に、距＠Ｚ、＝ＭＨ−ＴＨ
＋βだけ移動させる。すると、工具３は、第６図に示す
ように、工具３の刃先３ａからシフト量β（パラメータ
メモリ３０に格納されている）Ｎけ、図中上方に測定光
線１１Ａが位置するように、位置決めされるので、その
位置で、測定光線１１Ａが遮断されフォトディテクタ２
０の信号Ｓ１が変化すれば工具３の折損は生じてなく、
測定光線１１Ａが遮断されず、フォトディテクタ２０の
信号Ｓ１が変化しなければ工具３に折損が生じているも
のと判断する。
なお、上述の実施例は、測定光＄１１Ａ、１１゜をｘ−
Ｚ平面に平行な面内に、測定光ｌ１ｌ１１１Ａ１１１
をＸ−Ｙ平面に平行な面内に張設した場合について述べ
たが、測定光線１１の張設態様は、第２図及び第３図に
おける距離ＺＨＳＹｏに相当する距離の測定が可能な限
り任意である。また、その場合に、工具寸法演算制御部
２３が演算すべき駆動モータの移動量についても、Ｙ軸
駆動モータ３３、Ｚ軸駆動モータ３５の組み合わせに限
らず、場合によっては、図示しないＸ軸部・動モータに
ついての移動量を演算するように構成される場合も当然
考えられる。
Ｚ平面に平行な面内に、測定光ｌ１ｌ１１１Ａ１１１
をＸ−Ｙ平面に平行な面内に張設した場合について述べ
たが、測定光線１１の張設態様は、第２図及び第３図に
おける距離ＺＨＳＹｏに相当する距離の測定が可能な限
り任意である。また、その場合に、工具寸法演算制御部
２３が演算すべき駆動モータの移動量についても、Ｙ軸
駆動モータ３３、Ｚ軸駆動モータ３５の組み合わせに限
らず、場合によっては、図示しないＸ軸部・動モータに
ついての移動量を演算するように構成される場合も当然
考えられる。
（ｇ）０発明の効果
以上、説明したように、本発明によれば、機械原点ＺＰ
等の基準点から工具の軸心方向又は半径方向等の工具３
の寸法の計測方向に所定圧＃１１Ｍ、４Ｍ０だ１す離れ
た位置に測定光５１１Ａを張設し、主軸１２に装着され
た状態の工具３を回転させた状態で、該工具３が測定光
線１１Ａを遮断するまで、前記工具３を前記基準点から
前記計測方向に移動させ、当該測定光線１１Ａが前記工
具３により遮断された時点における該工具３の前記計測
方向の移動量ＺＨ，Ｙｏを求め、該移動量ＺＨ，Ｙｏ及
び前記距離Ｍ、Ｍから、工具長ＴＨ又は工具径ＴＤ等の
工具寸法を求めるようにして構成したので、マシニング
センタ３６等において、工具３を主軸１２に装着したま
まの状態で、工作機械毎に生じる微妙な装着誤差も含ん
だ形での正確な工具寸法の測定が可能となる。また、測
定媒体が光なので、測定光４＄１１Ａを加工の邪魔にな
ることなく、測定に都合の良い工作機械上の任意の位置
に張設することが出来るので、計測に要する時間を短か
くすることが出来る。更に、計測時には、工具３は回転
状態にあるので、工具３に付着した切粉等は吹き飛ばさ
れてしまい、正確に刃先３ａを捕捉する、 ことが出来
るばかりか、測定光＄９１１１により捕捉される工具３
の刃先３ａは、回転状態にある工具３の投影なので、エ
ンドミル等の多数の刃先３ａを有する工具３でも、正確
にその刃先３ａを捕丸ることが出来る。
等の基準点から工具の軸心方向又は半径方向等の工具３
の寸法の計測方向に所定圧＃１１Ｍ、４Ｍ０だ１す離れ
た位置に測定光５１１Ａを張設し、主軸１２に装着され
た状態の工具３を回転させた状態で、該工具３が測定光
線１１Ａを遮断するまで、前記工具３を前記基準点から
前記計測方向に移動させ、当該測定光線１１Ａが前記工
具３により遮断された時点における該工具３の前記計測
方向の移動量ＺＨ，Ｙｏを求め、該移動量ＺＨ，Ｙｏ及
び前記距離Ｍ、Ｍから、工具長ＴＨ又は工具径ＴＤ等の
工具寸法を求めるようにして構成したので、マシニング
センタ３６等において、工具３を主軸１２に装着したま
まの状態で、工作機械毎に生じる微妙な装着誤差も含ん
だ形での正確な工具寸法の測定が可能となる。また、測
定媒体が光なので、測定光４＄１１Ａを加工の邪魔にな
ることなく、測定に都合の良い工作機械上の任意の位置
に張設することが出来るので、計測に要する時間を短か
くすることが出来る。更に、計測時には、工具３は回転
状態にあるので、工具３に付着した切粉等は吹き飛ばさ
れてしまい、正確に刃先３ａを捕捉する、 ことが出来
るばかりか、測定光＄９１１１により捕捉される工具３
の刃先３ａは、回転状態にある工具３の投影なので、エ
ンドミル等の多数の刃先３ａを有する工具３でも、正確
にその刃先３ａを捕丸ることが出来る。
第１図は本発明による工具寸法の測定方法が適用された
光学式１具寸法測定装置の一例を示す制御ブロック図、 第２図は工具の寸法を測定する際の各部の寸法関係を示
す正面図、 第３図は第２図の平面図、 第４図は工具径を測定する際の工具と測定光綿の位置関
係を示す図、 第５図は補正量メモリの内容を示す模式図、第６図は工
具折損を検出する際の検出態様を示す図、 第７図は工具長メモリの内容を示す模式図である。 ３・・・・・・工具 ３ａ・・・・・・刃先 １１ ・・・・・・測定光線 １２・・・・・・主軸 ３６・・・・・・工作ｆｆ１４１ （マシニングセンタ
）ｚｐ・・・由基準点（機械原点） ＺＨ，Ｙｏ・・・・・・移動量 ＴＨ・・・・・−工具寸法（工具長） ＴＤ・・・・・・工具寸法（工具径） Ｍｏ、ＭＨ・・・・・・距離 出願人 株式会社 山部鉄工所 代理人 弁理士 相１）伸ニ 第 ２ 図 ＝Ｉシマシ二シγ゛ｔシクー３
６第３図 第４図・ ＡＭ
光学式１具寸法測定装置の一例を示す制御ブロック図、 第２図は工具の寸法を測定する際の各部の寸法関係を示
す正面図、 第３図は第２図の平面図、 第４図は工具径を測定する際の工具と測定光綿の位置関
係を示す図、 第５図は補正量メモリの内容を示す模式図、第６図は工
具折損を検出する際の検出態様を示す図、 第７図は工具長メモリの内容を示す模式図である。 ３・・・・・・工具 ３ａ・・・・・・刃先 １１ ・・・・・・測定光線 １２・・・・・・主軸 ３６・・・・・・工作ｆｆ１４１ （マシニングセンタ
）ｚｐ・・・由基準点（機械原点） ＺＨ，Ｙｏ・・・・・・移動量 ＴＨ・・・・・−工具寸法（工具長） ＴＤ・・・・・・工具寸法（工具径） Ｍｏ、ＭＨ・・・・・・距離 出願人 株式会社 山部鉄工所 代理人 弁理士 相１）伸ニ 第 ２ 図 ＝Ｉシマシ二シγ゛ｔシクー３
６第３図 第４図・ ＡＭ
Claims (3)
- （１）、回転自在に設けられた主軸を有し、該主軸に工
具を着脱自在に装着することが出来る工作機械において
、 基準点から工具の寸法の計測方向に所定距離だけ離れた
位置に測定光線を張設し、 主軸に装着された状態の工具を回転させた状態で、該工
具が測定光線を遮断するまで、前記工具を前記基準点か
ら前記計測方向に移動させ、 当該測定光線が前記工具により遮断された時点における
該工具の前記計測方向の移動量を求め、 該移動量及び前記距離から、工具寸法を求めるようにし
て構成した工具寸法の測定方法。 - （２）、計測方向が工具の軸心方向であり、求める工具
寸法が工具長である特許請求の範囲第１項記載の工具寸
法の測定方法。 - （３）、計測方向が工具の半径方向であり、求める工具
寸法が工具径である特許請求の範囲第１項記載の工具寸
法の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22645185A JPS6288555A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 工具寸法の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22645185A JPS6288555A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 工具寸法の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288555A true JPS6288555A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16845301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22645185A Pending JPS6288555A (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 工具寸法の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288555A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411752A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-17 | Yoshinari Okita | Machining size control device |
| JPH0572356U (ja) * | 1992-03-12 | 1993-10-05 | 株式会社テクニスコ | 光センサーによるセットアップ機構 |
| EP2476995A1 (en) | 2011-01-12 | 2012-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for measuring displacement, method of making die for molding optical element, and optical element |
| JP2015047651A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社ディスコ | バイト切削装置 |
| CN105798704A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-07-27 | 大连理工大学 | 一种机床平面轮廓误差单目测量方法 |
| CN107971831A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-05-01 | 大连理工大学 | 数控机床高动态大范围任意轮廓误差单目六维测量方法 |
| JP2018532600A (ja) * | 2015-09-09 | 2018-11-08 | ザウアー ゲーエムベーハーＳＡＵＥＲ ＧｍｂＨ | 工作ツールの振動振幅を求めるための方法及び装置 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22645185A patent/JPS6288555A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6411752A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-17 | Yoshinari Okita | Machining size control device |
| JPH0572356U (ja) * | 1992-03-12 | 1993-10-05 | 株式会社テクニスコ | 光センサーによるセットアップ機構 |
| EP2476995A1 (en) | 2011-01-12 | 2012-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for measuring displacement, method of making die for molding optical element, and optical element |
| JP2012159498A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-23 | Canon Inc | 変位測定装置、変位測定方法、光学用部材成形用金型の製造方法及び光学用部材 |
| US8559019B2 (en) | 2011-01-12 | 2013-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for measuring displacement, method of making die for molding optical element, and optical element |
| JP2015047651A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社ディスコ | バイト切削装置 |
| JP2018532600A (ja) * | 2015-09-09 | 2018-11-08 | ザウアー ゲーエムベーハーＳＡＵＥＲ ＧｍｂＨ | 工作ツールの振動振幅を求めるための方法及び装置 |
| CN105798704A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-07-27 | 大连理工大学 | 一种机床平面轮廓误差单目测量方法 |
| CN107971831A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-05-01 | 大连理工大学 | 数控机床高动态大范围任意轮廓误差单目六维测量方法 |
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