JP4777703B2 - Method for obtaining a profile of a section of a rotating body - Google Patents
Method for obtaining a profile of a section of a rotating body Download PDFInfo
- Publication number
- JP4777703B2 JP4777703B2 JP2005183847A JP2005183847A JP4777703B2 JP 4777703 B2 JP4777703 B2 JP 4777703B2 JP 2005183847 A JP2005183847 A JP 2005183847A JP 2005183847 A JP2005183847 A JP 2005183847A JP 4777703 B2 JP4777703 B2 JP 4777703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- rotating body
- laser beam
- blocked
- profile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 103
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 93
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
本発明は回転体の非接触形状測定方法に関し、より詳細には、レーザ光によって回転体の輪郭をなぞるように回転体のプロファイルをトレースする、回転体の断面のプロフィールを得るための方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring a non-contact shape of a rotating body, and more particularly to a method for obtaining a profile of a cross section of a rotating body by tracing the profile of the rotating body so as to trace the outline of the rotating body with a laser beam.
特許文献１には、被測定物の測定域にスキャニングポイントを設け、隣接する測定点の測定値を比較して、大きい測定値のみをメモリに順次残して測定値とすることにより最大の測定値をその測定域の測定値として決定する技術が開示されている。この技術においては、１回の測定ではなく複数のスキャニング測定のため測定手順の中に測定開始点を予め定めた範囲内に被測定物を自動的に移動させる。
In
上述のような従来技術においては、レーザ光によって被測定物の表面の寸法を求めるために、被測定物を一定の距離（スキャニングピッチ）だけ移動させながら、レーザ光が透過した状態から遮断される状態、或いは、遮断される状態から透過する状態、に変化した位置を、被測定物の輪郭と認識している。
しかしながら、特に工作機械の切削刃などの被測定物の形状測定においては、μｍ単位の正確さが必要とされるため、上記方法によれば、被測定物の輪郭全体を数μｍずつのスキャニングピッチで測定しなければならず、非常に長い測定時間が必要となる。
一方、測定時間を短くするために、スキャニングピッチを大きくすれば、被測定物に存在する微細な突起部を見逃してしまう。
また、上記方法によって被測定物の輪郭全体を数μmずつのスキャニングピッチで測定した結果得られた被測定物の輪郭の突起が、被測定物自体の突起なのか、或いは、切り屑等が付着したもので、洗浄によって除去できるものなのか、については何ら判断できない。
In the prior art as described above, in order to obtain the dimension of the surface of the object to be measured by the laser light, the object to be measured is moved from the state where the laser light is transmitted while being moved by a certain distance (scanning pitch). A position that has changed from a blocked state to a transparent state is recognized as the contour of the object to be measured.
However, in measuring the shape of an object to be measured, such as a cutting blade of a machine tool, since accuracy of the unit of μm is required, according to the above method, the entire contour of the object to be measured is scanned by several μm. The measurement must be performed at a very long time.
On the other hand, if the scanning pitch is increased in order to shorten the measurement time, the fine protrusions present on the object to be measured are missed.
Also, if the projection of the contour of the measured object obtained as a result of measuring the entire contour of the measured object with a scanning pitch of several μm by the above method is a projection of the measured object itself, or chips or the like adhere It cannot be judged whether it can be removed by washing.
前記課題を解決するために、本発明では、回転体の回転軸であるＺ軸に直交するＹ軸方向のレーザ光線を照射し、レーザ光線の照射方向を、Ｙ軸に平行であり且つレーザ光線が、回転体によって遮断される状態から遮断されない状態に、及び、遮断されない状態から遮断される状態に、回転体との関係で、Ｚ、Ｙ軸の双方に直交するＸ軸方向に、相対的に平行移動させ、遮断される状態と、遮断されない状態の境界状態の、レーザ光線の、Ｘ軸における基準点からのＸ軸方向における変位値を得る工程を、レーザ光線の照射方向を、Ｚ軸方向に所定値だけずらしながら反復することによって、回転体の断面のプロフィールを得るための方法において、（１）Ｚ軸とＸ軸の交点たる、Ｘ軸上の基準点の位置を設定するステップと、（２）回転体にレーザ光を照射するステップと、（３）ステップ（２）において、回転体によってレーザ光が遮断された場合には、所定距離だけレーザ光線を、Ｘ軸方向に、回転体の外側に向かって平行移動するステップと、（４）レーザ光が遮断されなくなるまで、ステップ（３）を反復するステップと、（５）Ｘ軸上の基準点の位置と、レーザ光が遮断されなくなった時点の、Ｘ軸上の非遮断位置の差を計算し、これを回転体の半径値とするステップと、（６）ステップ（２）において、回転体によってレーザ光が遮断されない場合には、所定距離だけレーザ光線を、Ｘ軸方向に、回転体の内側に向かって平行移動するステップと、（７）レーザ光が遮断されるまで、ステップ（６）を反復するステップと、（８）Ｘ軸上の基準点の位置と、レーザ光が遮断された時点の、Ｘ軸上の遮断位置の差を計算し、これを回転体の半径値とするステップと、（９）Ｙ軸方向のレーザ光の照射位置を、Ｚ軸方向に所定の変位量だけ変位させて、上記ステップ（２）乃至（５）、又は、ステップ（６）乃至（８）を反復し、（１０）回転体の断面のプロフィールの最大径部分のＺ軸上の位置及び位置における回転体の半径を判断するステップと、（１１）回転体の断面のプロフィールの最大径部分のＺ軸上の位置の近傍において、ステップ（９）の所定の変位量を、より細かい変化量に変えて、ステップ（１）乃至ステップ（１０）を実行することによって、回転体の断面のプロフィールの最大径部分の詳細なプロフィールを得るステップ、を含む方法（発明１）を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a laser beam in the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis, which is the rotation axis of the rotating body, is irradiated, and the irradiation direction of the laser beam is parallel to the Y-axis and the laser beam. In the X-axis direction perpendicular to both the Z and Y axes in relation to the rotating body from the state blocked by the rotating body to the state not blocked and from the state not blocked by the rotating body. To obtain a displacement value of the laser beam in the X-axis direction from the reference point on the X-axis in the boundary state between the blocked state and the non-blocked state, the irradiation direction of the laser beam as the Z-axis (1) setting a position of a reference point on the X-axis, which is an intersection of the Z-axis and the X-axis, in a method for obtaining a profile of a cross-section of the rotating body by repeating while shifting the direction by a predetermined value; (2) Rotating body In the step of irradiating the laser beam and (3) in step (2), when the laser beam is blocked by the rotating body, the laser beam is parallel to the outside of the rotating body in the X-axis direction by a predetermined distance. A step of moving, (4) a step of repeating step (3) until the laser beam is not cut off, (5) a position of the reference point on the X axis, and the X point at which the laser beam is no longer cut off A step of calculating a difference between the non-blocking positions on the axis and setting this as a radius value of the rotating body; and (6) in step (2), when the laser beam is not blocked by the rotating body, the laser beam is emitted by a predetermined distance. To the inside of the rotating body in the X-axis direction, (7) repeating step (6) until the laser beam is interrupted, and (8) a reference point on the X-axis The position of the laser light The step of calculating the difference between the cutoff positions on the X-axis at the time of the cutoff and setting this as the radius value of the rotating body, and (9) the irradiation position of the laser beam in the Y-axis direction with a predetermined value in the Z-axis direction Displace by the amount of displacement, repeat steps (2) to (5) or steps (6) to (8) above. And (11) in the vicinity of the position on the Z axis of the maximum diameter portion of the profile of the cross section of the rotating body, the predetermined displacement amount in step (9) is changed more finely. A method (invention 1) is provided that includes obtaining a detailed profile of the maximum diameter portion of the profile of the cross section of the rotating body by performing steps (1) to (10) instead of the quantity.
更に、発明１に記載の方法であって、ステップ（９）における、Ｚ軸上の所定の変化量が２０μｍであり、ステップ（１１）における、Ｚ軸上の位置の近傍における測定範囲が２０μｍであり、更に、最大径部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ未満である場合には、最大径部分が、回転体自体の形状であると判断し、最大径部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ以上である場合には、最大径部分が、回転体自体の形状で無く、外来的な付着物であると判断する、ステップを含む、回転体の断面のプロフィールを得るための方法（発明２）を提供する。 Furthermore, in the method according to the first aspect, the predetermined change amount on the Z axis in step (9) is 20 μm, and the measurement range in the vicinity of the position on the Z axis in step (11) is 20 μm. There, further, the maximum diameter portion of the detailed profile, the normal direction of the rotating body, when it is less than 5μm, the maximum diameter portion is determined to be the shape of the rotating body itself, the maximum diameter portion of the detail A rotating body including a step of determining that the maximum diameter portion is not a shape of the rotating body itself but an extraneous matter when the profile is 5 μm or more in the normal direction of the rotating body A method (invention 2) for obtaining a cross-sectional profile is provided.
また、回転体の回転軸であるＺ軸に直交するＹ軸方向のレーザ光線を照射し、レーザ光線の照射方向を、Ｙ軸に平行であり且つレーザ光線が、回転体によって遮断される状態から遮断されない状態に、及び、遮断されない状態から遮断される状態に、回転体との関係で、Ｚ軸方向に、相対的に平行移動させ、遮断される状態と、遮断されない状態の境界状態の、レーザ光線の、Ｚ軸における基準点からのＺ軸方向における変位値を得る工程を、レーザ光線の照射方向を、Ｘ軸方向に所定値だけずらしながら反復することによって、回転体の断面のプロフィールを得るための方法において、（１）Ｚ軸とＸ軸の交点たる、Ｘ軸上の基準点の位置を設定するステップと、（２）回転体にレーザ光を照射するステップと、（３）ステップ（２）において、回転体によってレーザ光が遮断された場合には、所定距離だけレーザ光線を、Ｚ軸方向に、回転体の外側に向かって平行移動するステップと、（４）レーザ光が遮断されなくなるまで、ステップ（３）を反復するステップと、（５）Ｚ軸上の基準点の位置と、レーザ光が遮断されなくなった時点の、Ｚ軸上の非遮断位置の差を計算し、これを回転体の長さとするステップと、（６）ステップ（２）において、回転体によってレーザ光が遮断されない場合には、所定距離だけレーザ光線を、Ｚ軸方向に、回転体の内側に向かって平行移動するステップと、（７）レーザ光が遮断されるまで、ステップ（６）を反復するステップと、（８）Ｚ軸上の基準点の位置と、レーザ光が遮断された時点の、Ｚ軸上の遮断位置の差を計算し、これを回転体の長さとするステップと、（９）Ｙ軸方向のレーザ光の照射位置を、Ｘ軸方向に所定の変位量だけ変位させて、上記ステップ（２）乃至（５）、又は、ステップ（６）乃至（８）を反復し、（１０）回転体の断面のプロフィールの最大長部分のＸ軸上の位置及び位置における回転体の最大長を判断するステップと、（１１）回転体の断面のプロフィールの最大長部分のＸ軸上の位置の近傍において、ステップ（９）の所定の変位量を、より細かい変化量に変えて、ステップ（１）乃至ステップ（１０）を実行することによって、回転体の断面のプロフィールの最大長部分の詳細なプロフィールを得るステップ、を含む方法（発明３）を提供する。 Further, the laser beam in the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis, which is the rotation axis of the rotating body, is irradiated, and the irradiation direction of the laser beam is parallel to the Y-axis and the laser beam is blocked by the rotating body. In the state of not being cut off and in the state of being cut off from the state of being cut off, in relation to the rotating body, relatively translated in the Z-axis direction, and the boundary state between the state of being cut off and the state of being not cut off, By repeating the step of obtaining the displacement value of the laser beam in the Z-axis direction from the reference point on the Z-axis while shifting the irradiation direction of the laser beam by a predetermined value in the X-axis direction, the profile of the cross section of the rotating body is obtained. In the method for obtaining, (1) a step of setting a position of a reference point on the X axis, which is an intersection of the Z axis and the X axis, (2) a step of irradiating the rotating body with a laser beam, and (3) a step (2) When the laser beam is blocked by the rotating body, a step of translating the laser beam by a predetermined distance in the Z-axis direction toward the outside of the rotating body, and (4) until the laser beam is not blocked. , Repeat step (3), and (5) calculate the difference between the position of the reference point on the Z-axis and the non-blocking position on the Z-axis when the laser beam is no longer blocked, and rotate it (6) In step (2), when the laser beam is not blocked by the rotating body, the laser beam is translated in the Z-axis direction in the Z-axis direction toward the inside of the rotating body. (7) repeating step (6) until the laser beam is interrupted; (8) the position of the reference point on the Z axis and the Z axis at the time when the laser beam is interrupted; Calculate the difference in the blocking position of (9) The laser beam irradiation position in the Y-axis direction is displaced by a predetermined displacement amount in the X-axis direction, and the above steps (2) to (5) or step (6) ) To (8), (10) determining the position on the X axis of the maximum length portion of the cross section profile of the rotating body and the maximum length of the rotating body at the position, and (11) the cross section of the rotating body. In the vicinity of the position on the X-axis of the maximum length portion of the profile, the predetermined displacement amount in step (9) is changed to a finer change amount, and the steps (1) to (10) are executed to perform rotation. Obtaining a detailed profile of the maximum length portion of the cross-sectional profile of the body (invention 3).
更に、発明３に記載の方法であって、ステップ（９）における、Ｘ軸上の所定の変化量が２０μｍであり、ステップ（１１）における、Ｘ軸上の位置の近傍における測定範囲が２０μｍであり、更に、最大長部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ未満である場合には、最大長部分が、回転体自体の形状であると判断し、最大長部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ以上である場合には、最大長部分が、回転体自体の形状で無く、外来的な付着物であると判断する、ステップを含む、回転体の断面のプロフィールを得るための方法（発明４）を提供する。 Furthermore, in the method according to the third aspect, the predetermined change amount on the X axis in step (9) is 20 μm, and the measurement range in the vicinity of the position on the X axis in step (11) is 20 μm. There, further, detailed profiles of the maximum length portion in the normal direction of the rotating body, when it is less than 5μm, the maximum length portion is determined to be the shape of the rotating body itself, the maximum length of the details Including a step of determining that the maximum length portion is not the shape of the rotating body itself but an extraneous matter when the profile is 5 μm or more in the normal direction of the rotating body A method (invention 4) for obtaining a cross-sectional profile is provided.
回転体の断面プロフィールが、簡易かつ正確に取得できる。 The cross-sectional profile of the rotating body can be acquired easily and accurately.
図１は、本発明の１実施例の機械的静的状態図である。
本図において、非接触式測定装置（101）上には、レーザ光発光部（1013ａ）とレーザ光受光部（1013ｂ）が設置され、両者の間には、レーザ光（1011）が照射されている。
回転体把持部（103）には、回転体（105）が把持されている。本発明の１実施例では、以下に詳細に説明するように、回転体把持部（103）が、図示のＸ軸、Ｚ軸方向に移動され、回転体（105）が、レーザ光（1011）を遮断した際の回転体（105）のＸ、Ｚ座標を逐次記憶することによって、回転体（105）の断面のプロフィールを得る。
FIG. 1 is a mechanical static state diagram of one embodiment of the present invention.
In this figure, a laser beam emitting unit (1013a) and a laser beam receiving unit (1013b) are installed on the non-contact type measuring device (101), and a laser beam (1011) is irradiated between them. Yes.
The rotating body (105) is held by the rotating body gripping part (103). In one embodiment of the present invention, as will be described in detail below, the rotating body gripping portion (103) is moved in the X-axis and Z-axis directions shown in the figure, and the rotating body (105) is moved to the laser beam (1011). The cross-sectional profile of the rotating body (105) is obtained by sequentially storing the X and Z coordinates of the rotating body (105) at the time of blocking.
図２は、本発明の１実施例の電気的静的構成図である。
本図において、非接触式測定装置（201）に、回転体把持部（203）が下降されると、非接触式測定装置（201）内のレーザ光（2011）が遮られて、その時点での工具の座標が、工具の外表面であることが把握できる。
工具把持部（203）は、Ｘ軸駆動モータ（205）、Ｙ軸駆動モータ（207）、スピンドル駆動モータ（209）によって、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に駆動されるともに、その回転軸周りに回転が与えられる。
Ｘ軸駆動モータ（205）、Ｙ軸駆動モータ（207）、スピンドル駆動モータ（209）は、駆動制御コントローラ（211）によって制御され（制御ラインはそれぞれ、Ｃ205、Ｃ207、Ｃ209）、駆動制御コントローラ（211）は更に、データ処理用コンピュータ（213）によって制御される。
Ｘ軸駆動モータ（205）、Ｙ軸駆動モータ（207）、スピンドル駆動モータ（209）の作動状態（その座標位置を含む）はそれぞれ、監視ラインｔ205、ｔ207、ｔ209を介して駆動制御コントローラ（211）に送られ、これらの情報は更に、データ処理用コンピュータ（213）に送られる。これによって、工具把持部（203）のＸ、Ｙ、Ｚ軸上の位置等の情報が、データ処理用コンピュータ（213）によって一元的に把握される。
また、非接触式測定装置（201）のレーザ光（2011）が遮断されたか否かの情報は、電位計（219）の出力データとして、測定信号発生装置（221）に送られ、さらに、駆動制御コントローラ（211）を介して、データ処理用コンピュータ（213）に送られ、この情報も、データ処理用コンピュータ（213）によって一元管理される。
このようにして、工具把持部（203）のＸＹＺ軸上の位置、及び、どの座標位置でレーザ光（2011）が遮断されたかを、データ処理用コンピュータ（213）によって把握することによって、以下に説明するアルゴリズムを用いて、工具のプロフィールの測定が可能となる。
FIG. 2 is an electrical static configuration diagram of one embodiment of the present invention.
In this figure, when the rotating body gripping part (203) is lowered to the non-contact type measuring device (201), the laser beam (2011) in the non-contact type measuring device (201) is blocked, and at that time It can be understood that the coordinate of the tool is the outer surface of the tool.
The tool gripping portion (203) is driven in the X, Y, and Z axis directions by the X axis drive motor (205), the Y axis drive motor (207), and the spindle drive motor (209), and around its rotation axis. A rotation is given.
The X-axis drive motor (205), the Y-axis drive motor (207), and the spindle drive motor (209) are controlled by a drive control controller (211) (control lines are C205, C207, and C209, respectively), and the drive control controller ( 211) is further controlled by a data processing computer (213).
The operation states (including coordinate positions) of the X-axis drive motor (205), the Y-axis drive motor (207), and the spindle drive motor (209) are respectively connected to the drive controller (211) via the monitoring lines t205, t207, and t209. The information is further sent to the data processing computer (213). As a result, information such as the position on the X, Y, and Z axes of the tool gripping portion (203) is grasped in a unified manner by the data processing computer (213).
Information on whether or not the laser beam (2011) of the non-contact type measuring device (201) is interrupted is sent to the measurement signal generator (221) as output data of the electrometer (219), and further driven The data is sent to the data processing computer (213) via the controller (211), and this information is also centrally managed by the data processing computer (213).
In this way, the data processing computer (213) grasps the position of the tool gripping part (203) on the XYZ axes and at which coordinate position the laser beam (2011) is blocked. Using the algorithm described, the tool profile can be measured.
次に、本発明の一実施例の回転体の断面のプロフィールを得る方法の詳細を説明する。
図３は、本発明の一実施例の回転体（工具）の回転軸に平行な断面のプロフィールを得るための方法で用いる座標軸表現、及び、測定用レーザ光と回転体との相対的な変化状態を示す概略図である。
図３からわかるように、本実施例で測定対象となる円筒状の工具（301）の軸方向下方をＺ軸方向、測定用のレーザ光（303）の照射方向をＹ軸、Ｙ軸とＺ軸の双方に直交する軸をＸ軸とする。
また、工具（301）の回転軸に平行な断面（長さ方向）のプロフィールを得るために、工具（301）に対する、相対的なレーザ光（303）の照射位置及び方向を、303ａ、303ｂ、303ｃ、303ｄ、303ｅ、・・・のように変化させる。そして、工具（301）のＺ軸方向の表面に接した際の測定点（305）（測定点は、305ａ、305ｂ、305ｃ、305ｄ、305ｅ、・・・のように移動）の座標値（特にＸ座標値）を得る。これによって、各測定点（305ａ、305ｂ、305ｃ、305ｄ、305ｅ、・・・）における、工具（301）の、回転軸（Ｚ軸）からの距離（工具の半径に相当）が得られる。
Next, details of a method for obtaining a cross-sectional profile of a rotating body according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a coordinate axis representation used in the method for obtaining a cross-sectional profile parallel to the rotation axis of the rotating body (tool) according to an embodiment of the present invention, and the relative change between the measurement laser beam and the rotating body. It is the schematic which shows a state.
As can be seen from FIG. 3, the axially lower side of the cylindrical tool (301) to be measured in this embodiment is the Z-axis direction, the irradiation direction of the measurement laser beam (303) is the Y-axis, the Y-axis and the Z-axis. An axis that is orthogonal to both axes is taken as the X axis.
In order to obtain a profile of a cross section (length direction) parallel to the rotation axis of the tool (301), the irradiation position and direction of the laser beam (303) relative to the tool (301) are set to 303a, 303b, 303c, 303d, 303e,... And the coordinate value of the measurement point (305) (measurement point moves like 305a, 305b, 305c, 305d, 305e,...) When contacting the surface in the Z-axis direction of the tool (301) (especially X coordinate value) is obtained. Thereby, the distance (corresponding to the radius of the tool) of the tool (301) from the rotation axis (Z axis) at each measurement point (305a, 305b, 305c, 305d, 305e,...) Is obtained.
より正確には、図４（ａ）に示すように、工具（301）の表面を、測定経路（403）に沿って、レーザ光（303：４図（ａ）において、図面に垂直に、図面上から図面下に貫通）の、相対的照射方向が移動されてゆく。そして、レーザ光が通過する状態（例えば403ａ）から、工具（301）によって遮断される状態（例えば403ｂ）に移る過程で、丁度工具（301）に接する状態（例えば303）における、座標値を用いて回転軸（Ｚ軸）からの距離（工具の半径に相当）が得られる。 More precisely, as shown in FIG. 4 (a), the surface of the tool (301) is moved along the measurement path (403) along the laser beam (303: 4 in FIG. The relative irradiation direction (from the top to the bottom of the drawing) is moved. Then, in the process of shifting from a state in which laser light passes (for example, 403a) to a state in which the laser beam is blocked by the tool (301) (for example, 403b), the coordinate values in the state in which the tool (301) is in contact (for example, 303) are used. Thus, a distance (corresponding to the radius of the tool) from the rotation axis (Z axis) is obtained.
このようにして得られた、長さ方向のプロフィール（図４（ｂ）参照）において、工具の精度上問題となり得る、突起部（407）のＸ,Ｙ,Ｚ座標を取得する。
次に、本発明の一実施例では、この突起部（407）周辺で、精密な測定を行う。特に切削工具などの用途によっては、数μｍの「突起」によって、加工品が仕様を外れてしまうことがあり、その存否及び突起の大きさが非常に重要だからである。
本発明の一実施例では、上記突起部（407）のＺ座標の前後の狭い範囲を設定し、図４（ａ）の測定経路（403）のピッチ（403ｐ）を、上記測定（粗測定と呼ぶ）に比べて、非常に狭めた密測定を行う。その測定工程自体は、測定ピッチ（403ｐ）が非常に小さい以外は、上記粗測定と同様である。
このようにして、粗測定後に引き続き密測定を行うことによって、突起部（407）の存否及び正確な大きさが把握できる。この点、上述の特許文献１のような従来技術によれば、被測定物の輪郭全体を始めから密測定しなければならず、非常に長い測定時間が必要となる一方、測定時間を短くするために、スキャニングピッチを大きくすれば、被測定物に存在する微細な突起部を見逃してしまう。本発明の一実施例は、測定時間を短縮しつつ、問題となる突起部（407）周辺について、集中的な密測定を行うことによって、微細な突起部の形状が正確に測定できる点に大きな特徴がある。
次に、上記粗測定と密測定の工程を、工具移動概念図（図５）及びフローチャート（図６）を用いて、より詳細に説明する。
In the profile in the length direction (see FIG. 4B) obtained in this way, the X, Y, and Z coordinates of the protrusion (407), which may cause a problem in tool accuracy, are acquired.
Next, in one embodiment of the present invention, precise measurement is performed around the protrusion (407). In particular, depending on the application of a cutting tool or the like, a workpiece may be out of specification due to a “projection” of several μm, and the presence or absence and the size of the projection are very important.
In one embodiment of the present invention, a narrow range before and after the Z coordinate of the protrusion (407) is set, and the pitch (403p) of the measurement path (403) in FIG. Compared to the above), a very narrow density measurement is performed. The measurement process itself is the same as the rough measurement except that the measurement pitch (403p) is very small.
In this way, by performing the dense measurement after the rough measurement, the presence / absence and the accurate size of the protrusion (407) can be grasped. In this regard, according to the conventional technique such as
Next, the rough measurement and fine measurement steps will be described in more detail with reference to a tool movement conceptual diagram (FIG. 5) and a flowchart (FIG. 6).
図５は、上記の本発明の一実施例における、工具の移動工程の概略図である。
５図（ａ）において、工具（301）は、（１）→（２）→（３）のように、Ｚ軸方向に移動され、（３）の状態で、レーザ光（303）が、工具（301）の先端に接する。本発明の一実施例では、この状態における工具の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ座標）を把握する。
次に、５図（ｂ）において、工具（301）は、（３）→（４）のように移動する。この移動は、Ｚ軸方向にＺｐ１、Ｘ軸方向にＸR＋Ｘｍだけの移動である。
５図（ｃ）において、工具（301）は、Ｘ軸のマイナス方向に移動し、レーザ光（303）を遮断した時点でのＸ軸方向の変位（ｒ１）が把握される。この状態での工具（303）の半径＝ＸR＋Ｘｍ−ｒ１、として求められる。
次に、５図（ｃ）から５図（ｄ）に至る過程で、工具（303）がＸ軸プラス方向に移動することによって、レーザ光（303）を遮断する。この過程で同時に、工具（301）は、Ｚ軸方向にＺｐ１だけ移動される。先程測定された工具の半径を、Ｚ軸方向にずれた場所で測定するための準備のためである。
図５（ｅ）では、工具（301）は、（６）→（７）のように移動する。この移動はＸ軸方向の移動であり、ｒ２だけ移動したときに、レーザ光（303）が遮断状態から、通過状態に変化した。この位置での、工具（301）の半径＝ＸR−Ｘｍ＋ｒ２、として求められる。
図５（ｅ）から図５（ｆ）の過程で、工具（301）は、Ｚ方向にＺｐ１だけ移動させられると同時に、Ｘ軸方向にＸｍだけ移動させられ、レーザ光（303）は、完全な通過状態となる。
図５（ｇ）では、工具（301）は、（８）→（９）のように移動する。この移動はＸ軸マイナス方向の移動であり、ｒ３だけ移動したときに、レーザ光（303）が通過状態から、遮断状態に変化した。この位置での、工具（301）の半径＝ＸR＋Ｘｍ−ｒ３、として求められる。
このような工程を続けることによって、図４（ｂ）の測定経路（403）が実現され、図４（ｂ）のようなプロフィールが得られる。粗測定と密測定の違いは、Ｚｐ１の大きさであり、その工程自体は同様である。
FIG. 5 is a schematic view of a tool moving process in the embodiment of the present invention.
In FIG. 5 (a), the tool (301) is moved in the Z-axis direction as (1) → (2) → (3), and in the state of (3), the laser beam (303) Touch the tip of (301). In one embodiment of the present invention, the position (X, Y, Z coordinates) of the tool in this state is grasped.
Next, in FIG. 5B, the tool (301) moves as (3) → (4). This movement is a movement of Zp1 in the Z-axis direction and X R + Xm in the X-axis direction.
In FIG. 5 (c), the tool (301) moves in the negative direction of the X-axis, and the displacement (r1) in the X-axis direction when the laser beam (303) is cut off is grasped. Radius = X R + Xm-r1 of the tool (303) in this state, obtained as.
Next, in the process from FIG. 5 (c) to FIG. 5 (d), the tool (303) moves in the positive direction of the X axis to cut off the laser beam (303). At the same time, the tool (301) is moved by Zp1 in the Z-axis direction. This is for the preparation for measuring the radius of the tool measured just before at a location shifted in the Z-axis direction.
In FIG.5 (e), a tool (301) moves like (6)-> (7). This movement is a movement in the X-axis direction, and the laser beam (303) changed from the cut-off state to the passing state when moved by r2. At this position, the radius = X R -Xm + r2 of the tool (301), obtained as.
In the process from FIG. 5E to FIG. 5F, the tool (301) is moved by Zp1 in the Z direction and at the same time by Xm in the X-axis direction. Pass through.
In FIG. 5G, the tool (301) moves as (8) → (9). This movement is a movement in the negative direction of the X-axis, and the laser beam (303) changed from the passing state to the blocking state when moving by r3. At this position, the radius = X R + Xm-r3 tool (301), obtained as.
By continuing such a process, the measurement path (403) of FIG. 4B is realized, and a profile as shown in FIG. 4B is obtained. The difference between coarse measurement and dense measurement is the size of Zp1, and the process itself is the same.
図６（ａ）〜（ｄ）は、図５の工程を更に詳細に説明するフローチャートである。
大略、Ｓ601からＳ635までが粗測定、Ｓ637から673までが密測定、の工程を表わす。
Ｓ601で、本工程が開始する。その後、Ｓ603に進む。
Ｓ603では、ＺL（測定範囲）、ＸR（工具径情報）、Ｘｍ（測定移動量）、を定義し、ｄＺ（Ｚ軸移動量）、ＲMAX（測定径最大値）、ＺMAX（最大値測定位置）、を初期化する。Ｓ605に進む。
Ｓ605で、Ｘ＝Ｘ0として、工具（301）の基準点を測定開始位置に移動させる（図５の（１））。その後、Ｓ607に進む。
Ｓ607で、工具（301）の基準点をＺ軸マイナス方向に移動させ、工具先端位置Ｚ0を測定する（図５の（２）→（３））。その後、Ｓ609に進む。
Ｓ609で、ｄＺ＝ｄＺ＋Ｚｐ１（粗測定Ｚ軸増加量）とする。その後、Ｓ611に進む。
Ｓ611で、ｄＺ＜ＺL（測定範囲）か否かを判断する。ここでｄＺ＜ＺLであれば、Ｓ613に進み、ｄＺ＝＞ＺLであれば、Ｓ637（密測定）に進む。
Ｓ613で、Ｘ＝ＸR＋Ｘｍに移動させると共に、Ｚ＝Ｚ0＋ｄＺに移動させる（図５の（３）→（４））。その後、Ｓ615に進む。
Ｓ615で、工具（301）の基準点をＸ軸のマイナス方向に移動させ、ｒ1だけ移動させたときに、遮光されれば、当該測定ポイントでの工具半径Ｒ＝ＸR＋Ｘｍ−ｒ１とする（図５の（４）→（５））。その後、Ｓ617に進む。
Ｓ617で、Ｒ、ｄＺを測定データとして記録する。その後、Ｓ619に進む。
Ｓ619で、Ｒ＞ＲMAXか否かの判断が為される。Ｒ＞ＲMAXであれば、Ｓ621に進み、Ｒ＜＝ＲMAXであれば、Ｓ623に進む。
Ｓ621では、ＲMAX＝Ｒ、ＺMAX＝ｄＺに入れ替える。最大値が記録される度に、当該最大値をＭＡＸ値として記憶し、以後の測定値と比較して、測定範囲内の最大値を求めるためである。その後、Ｓ623に進む。
Ｓ623では、ｄＺ＝ｄＺ＋Ｚｐ１とする。その後、Ｓ625に進む。
Ｓ625では、ｄＺ＜ＺLか否かが判断される。ｄＺ＜ＺであればＳ627に進み、ｄＺ＝＞ＺLであれば、Ｓ637（密測定）に進む。
Ｓ627では、工具（301）の基準点をＸ＝ＸＲ−Ｘｍに移動させると共に、Ｚ＝Ｚ０＋ｄＺに移動させる（図５の（５）→（６））。その後、Ｓ629に進む。
Ｓ629では、工具（301）の基準点をＸ軸プラス方向に移動させ、通光するポイントの座標を測定する。ｒ2だけ移動させたときに、通光されれば、当該測定ポイントでの工具半径Ｒ＝ＸR−Ｘｍ＋ｒ2とする（図５の（６）→（７））。その後、Ｓ631に進む。
Ｓ631では、Ｒ、ｄＺを測定データとして記録する。その後、Ｓ633に進む。
次にＳ633では、Ｒ＞ＲMAXか否かが判断される。Ｒ＞ＲMAXであれば、Ｓ635に進み、Ｒ＜＝ＲMAXであれば、Ｓ609に戻り、測定を反復する。
Ｓ635では、ＲMAX＝Ｒ、ＺMAX＝ｄＺの入れ替えを行い、その後、再びＳ609に戻って測定を反復する。
FIGS. 6A to 6D are flowcharts for explaining the process of FIG. 5 in more detail.
In general, steps S601 to S635 represent rough measurement, and steps S637 to 673 represent dense measurement.
In S601, this process starts. Thereafter, the process proceeds to S603.
In S603, Z L (measurement range), X R (tool diameter information), and Xm (measurement movement amount) are defined, and dZ (Z axis movement amount), R MAX (measurement diameter maximum value), Z MAX (maximum value). Value measurement position). Proceed to S605.
In S605, as X = X 0, moving the reference point of the tool (301) to the measurement starting position (of FIG. 5 (1)). Thereafter, the process proceeds to S607.
In S607, a reference point of the tool (301) is moved in the Z-axis negative direction, to measure the tool tip position Z 0 (in FIG. 5 (2) → (3)). Thereafter, the process proceeds to S609.
In S609, dZ = dZ + Zp1 (rough measurement Z-axis increase) is set. Then, it progresses to S611.
In S611, it is determined whether dZ <Z L (measurement range). <If Z L, the process proceeds to S613, dZ => where dZ if Z L, the process proceeds to S637 (fine measurement).
In S613, it is moved to X = X R + Xm and moved to Z = Z 0 + dZ ((3) → (4) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S615.
In S615, if the reference point of the tool (301) is moved in the negative direction of the X axis and is moved by r1, if it is shielded from light, the tool radius at the measurement point R = X R + Xm−r1 ( (4) → (5) in FIG. Thereafter, the process proceeds to S617.
In S617, R and dZ are recorded as measurement data. Thereafter, the process proceeds to S619.
In S619, it is determined whether R> R MAX . If R> R MAX, the process proceeds to S621, if the R <= R MAX, the process proceeds to S623.
In S621, R MAX = R and Z MAX = dZ. This is because each time the maximum value is recorded, the maximum value is stored as a MAX value, and compared with the subsequent measurement values, the maximum value within the measurement range is obtained. Thereafter, the process proceeds to S623.
In S623, dZ = dZ + Zp1. Thereafter, the process proceeds to S625.
In S625, whether dZ <Z L is determined. dZ <If the Z proceeds to the S627, dZ => If Z L, the process proceeds to S637 (dense measurement).
In S627, the reference point of the tool (301) is moved to X = XR−Xm and is moved to Z = Z0 + dZ ((5) → (6) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S629.
In S629, the reference point of the tool (301) is moved in the plus direction of the X axis, and the coordinates of the light passing point are measured. If light is transmitted when moved by r2, the tool radius R = X R -Xm + r2 at the measurement point is set ((6) → (7) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S631.
In S631, R and dZ are recorded as measurement data. Thereafter, the process proceeds to S633.
Next, in S633, it is determined whether or not R> R MAX . If R> R MAX, the process proceeds to S635, if R <= R MAX, returns to S609, to repeat the measurement.
In S635, R MAX = R and Z MAX = dZ are exchanged, and then the process returns to S609 again to repeat the measurement.
Ｓ637からは、密測定である。このステップでは、Ｚ＝Ｚ0＋ＺMAX−ＺW／２、Ｘ＝ＸR＋Ｘｍに移動させ、ｄＺ＝０にリセットする。ＺWは、密測定実施幅であり、「突起部」（図４（ｂ）の407）の周辺をどの程度広く密測定するか、についてのパラメータであり、測定対象の工具の種類等によって変更することが可能である。その後、Ｓ639に進む。
次にＳ639では、工具（301）の基準点を、Ｘ軸マイナス方向に移動させ、遮光するポイントの座標を測定する。ｒ3だけ移動させたときに、遮光されれば、当該測定ポイントでの工具半径Ｒ＝ＸR＋Ｘｍ−ｒ3とする（図５の（４）→（５）に類似）。その後、Ｓ641に進む。
Ｓ641では、ＲMAX＝Ｒ、ＲMIN＝Ｒと初期化する。その後、Ｓ643に進む。
Ｓ643では、Ｓ643では、ｄＺ＝ｄＺ＋Ｚｐ2とする。ここで、Ｚｐ2は、密測定Ｚ軸増加両であり、通常、Ｚｐ２＜＜Ｚｐ１である。その後、Ｓ645に進む。
Ｓ645では、ｄＺ＜ＺWか否かの判断が為される。ｄＺ＜ＺWであれば、Ｓ647に進み、ｄＺ＝＞ＺWであれば、Ｓ680に進む。
Ｓ647では、ｄＺ＝ｄＺ＋Ｚｐ２、Ｘ＝ＸR−Ｘｍに移動させる（図５の（５）→（６）に類似）。その後、Ｓ649に進む。
Ｓ649では、工具（301）の基準点を、Ｘ軸プラス方向に移動させ、通光するポイントの座標を測定する。ｒ4だけ移動させたときに、通光されれば、当該測定ポイントでの工具半径Ｒ＝ＸR−Ｘｍ＋ｒ4とする（図５の（６）→（７）に類似）。その後、Ｓ651に進む。
Ｓ651では、Ｒ＞ＲMAXか否かの判断が為される。Ｒ＞ＲMAXであれば、Ｓ653に進み、Ｒ＜＝ＲMAXであれば、Ｓ655に進む。
Ｓ653では、ＲMAX＝Ｒに入れ替える。その後、Ｓ655に進む。
Ｓ655では、Ｒ＜ＲMINか否かの判断が為される。Ｒ＜ＲMINであれば、Ｓ657に進み、Ｒ＝＞ＲMINであれば、Ｓ659に進む。
Ｓ657では、ＲMIN＝Ｒに入れ替えられる。その後、Ｓ659に進む。
Ｓ659では、ｄＺ＝ｄＺ＋Ｚｐ２とされる。その後、Ｓ661に進む。
Ｓ661では、ｄＺ＜ＺWか否かの判断が為される。ｄＺ＜ＺWであれば、Ｓ663に進み、ｄＺ＝＞ＺWであれば、Ｓ680に進む。
Ｓ663では、ｄＺ＝ｄＺ＋Ｚｐ２、Ｘ＝ＸR＋Ｘｍに移動させられる。その後、Ｓ665に進む。
Ｓ665では、工具（301）の基準点を、Ｘ軸マイナス方向に移動させ、遮光するポイントの座標を測定する。ｒ5だけ移動させたときに、遮光されれば、当該測定ポイントでの工具半径Ｒ＝ＸR＋Ｘｍ−ｒ5とする（図５の（４）→（５）に類似）。その後、Ｓ667に進む。
Ｓ667では、Ｒ＞ＲMAXか否かの判断がなされ、Ｒ＞ＲMAXであればＳ669に進み、Ｒ＞ＲMAXであれば、Ｓ671に進む。
Ｓ669では、ＲMAX＝Ｒに入れ替えられる。その後、Ｓ671に進む。
Ｓ671では、Ｒ＜ＲMINか否かの判断が為される。Ｒ＜ＲMINであれば、Ｓ673に進み、Ｒ＝＞ＲMINであればＳ643に戻り、測定を反復する。
Ｓ673では、ＲMIN＝Ｒに入れ替えられる。Ｓ643に戻り、測定を反復する。
Ｓ680では、ｄＲ＝ＲMAXに設定される。その後、Ｓ682に進む。
Ｓ682では、ｄＲ＜ＲBか否かの判断が為される。ここで、ＲBは、エラー判定閾値である。もし、ｄＲ＝＞ＲBであれば、工具（301）に形成された突起としては異常な値と判断し、エラー表示（Ｓ690）し、径測定を終了する（Ｓ692）。
もし、ｄＲ＜ＲBであれば、Ｓ684に進む。
Ｓ684では、ＲMAXを測定値として出力し、径測定を終了する（Ｓ686）。
From S637, it is a dense measurement. In this step, Z = Z 0 + Z MAX −Z W / 2, X = X R + Xm, and reset to dZ = 0. Z W is the width of the dense measurement, and is a parameter for how much dense measurement is performed around the “protrusion” (407 in FIG. 4B), and changes depending on the type of tool to be measured. Is possible. Thereafter, the process proceeds to S639.
In step S639, the reference point of the tool (301) is moved in the minus direction of the X axis, and the coordinates of the light shielding point are measured. If the light is shielded when moved by r3, the tool radius at the measurement point is set to R = X R + Xm−r3 (similar to (4) → (5) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S641.
In S641, initialization is performed such that R MAX = R and R MIN = R. Thereafter, the process proceeds to S643.
In S643, dZ = dZ + Zp2 is set in S643. Here, Zp2 is both the dense measurement Z-axis increase and is normally Zp2 << Zp1. Thereafter, the process proceeds to S645.
In S645, dZ <Z W whether a determination is made. <If the Z W, the process proceeds to S647, dZ => dZ if Z W, the process proceeds to S680.
In S647, the movement is made to dZ = dZ + Zp2 and X = X R −Xm (similar to (5) → (6) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S649.
In S649, the reference point of the tool (301) is moved in the plus direction of the X axis, and the coordinates of the light passing point are measured. If light is transmitted when moved by r4, the tool radius at the measurement point is set to R = X R -Xm + r4 (similar to (6) → (7) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S651.
In S651, it is determined whether or not R> R MAX . If R> R MAX, the process proceeds to S653, if the R <= R MAX, the process proceeds to S655.
In S653, R MAX = R is replaced. Thereafter, the process proceeds to S655.
In S655, it is determined whether or not R <R MIN . If R <R MIN , the process proceeds to S657, and if R => R MIN , the process proceeds to S659.
In S657, R MIN = R is replaced. Thereafter, the process proceeds to S659.
In S659, dZ = dZ + Zp2. Thereafter, the process proceeds to S661.
In S661, dZ <Z W whether a determination is made. <If the Z W, the process proceeds to S663, dZ => dZ if Z W, the process proceeds to S680.
In S663, it is moved to dZ = dZ + Zp2, X = X R + Xm. Thereafter, the process proceeds to S665.
In S665, the reference point of the tool (301) is moved in the minus direction of the X axis, and the coordinates of the light shielding point are measured. If the light is shielded when moved by r5, the tool radius at the measurement point is set to R = X R + Xm−r5 (similar to (4) → (5) in FIG. 5). Thereafter, the process proceeds to S667.
In S667, R> R MAX for determining whether or not made, the process proceeds to S669 if R> R MAX, if R> R MAX, the process proceeds to S671.
In S669, R MAX = R is replaced. Thereafter, the process proceeds to S671.
In S671, it is determined whether or not R <R MIN . If R <R MIN , the process proceeds to S673. If R => R MIN , the process returns to S643 to repeat the measurement.
In S673, R MIN = R is replaced. Returning to S643, the measurement is repeated.
In S680, dR = R MAX is set. Thereafter, the process proceeds to S682.
In S682, dR <R B whether a determination is made. Wherein, R B is an error determination threshold value. If, if dR => R B, as projection formed on the tool (301) determines that the abnormal value, then error display (S690), and ends the diameter measurement (S692).
If, if dR <R B, the process proceeds to S684.
In S684, R MAX is output as a measured value, and the diameter measurement is terminated (S686).
以上、工具（301）の軸に平行な、長さ方向のプロフィールの測定を例にとって説明してきたが、参考として、工具（301）の軸に直交する、幅方向（先端部）のプロフィールの測定のための、工具の移動工程の概略図を、図７、８に、図７、８の工程を更に詳細に説明するフローチャートを図９（ａ）〜（ｄ）に示す。なお、これらの図面の内容は、図３，４、６に非常に類似するので、説明は省略する。 The measurement of the profile in the length direction parallel to the axis of the tool (301) has been described above as an example. For reference, the measurement of the profile in the width direction (tip portion) perpendicular to the axis of the tool (301) is used as a reference. FIGS. 7 and 8 are schematic views of a tool moving process for the purpose, and FIGS. 9A to 9D are flowcharts for explaining the processes of FIGS. 7 and 8 in more detail. Note that the contents of these drawings are very similar to those of FIGS.
図１０は、上述のようにして求められた、回転体の断面プロフィールにおける、最大突起が、被測定物自体の突起なのか、或いは、切り屑等が付着したもので、洗浄によって除去できるものなのか、を判断するために用いられる実験結果を示す。
本図において、縦軸はΔＲ（図６におけるＲMAX−ＲMIN）（μｍ）を示す。これが、回転体の突起部の、密測定範囲２０μｍにおけるＸ軸方向の突起の大きさである。
次に、本図において、横軸は密測定範囲（μｍ）を示す。これは、図６（ｃ）のフローチャートのＺｗに相当し、粗測定（図６（ａ）（ｂ）における、ステップＳ６０１〜Ｓ６３５）で発見された最大突起部（このＺ軸座標上の位置＝ＺMAX）の突起量（ΔＲ）について、密測定（図６（ｃ）（ｄ）における、ステップＳ６３７〜Ｓ６９２）において、採用する測定範囲を意味する。
本実施例では、この密測定実施幅Ｚｗは、粗測定における測定ピッチ（Ｚp1）に等しいため、この密測定実施幅Ｚｗをなるべく大きくするほうが、粗測定における測定ピッチ（Ｚp1）が大きくなり、粗測定の測定時間の短縮に有効である。
一方、この密測定実施幅Ｚｗをなるべく小さくした方が、密測定における突起形状の「近傍」の範囲を広くとることが可能となる。
本願発明者は、この矛盾する条件を最も良好に解決する、密測定範囲として、２０μｍが最も適切であることを、多数の工具を用いた実験から発見した。本図の○、△、□、●、の４つのプロットは、これら多数の工具の中から、凹凸が最大のもの、最小のもの、一般的なもの２つ、をその代表例として示したものである。
また、本実施例の回転体たる工具による切削加工の要求精度は５μｍであるため、上記ΔＲが５μｍ未満であれば、回転体自体の形状が測定された、と判断し、ΔＲが５μｍ以上であれば、切屑等の外来的な付着物である、と判断する。
このような判断を加えることによって、被測定物の輪郭全体を数μｍずつのスキャニングピッチで測定した結果得られた被測定物の輪郭の突起が、被測定物自体の突起なのか、或いは、切り屑等が付着したもので、洗浄によって除去できるものなのかが判断可能となる。
FIG. 10 shows that the maximum protrusion in the cross-sectional profile of the rotating body obtained as described above is the protrusion of the object to be measured itself, or has chips attached thereto and can be removed by washing. The experimental result used in order to judge whether or not is shown.
In this figure, the vertical axis represents ΔR (R MAX −R MIN in FIG. 6) (μm). This is the size of the protrusion of the rotating body in the X-axis direction in the dense measurement range of 20 μm.
Next, in this figure, the horizontal axis indicates the dense measurement range (μm). This corresponds to Zw in the flowchart of FIG. 6C, and the maximum protrusion (position on this Z-axis coordinate = discovered in steps S601 to S635 in FIGS. 6A and 6B) = With respect to the protrusion amount (ΔR) of Z MAX , it means a measurement range that is employed in dense measurement (steps S637 to S692 in FIGS. 6C and 6D).
In this embodiment, the dense measurement execution width Zw is equal to the measurement pitch (Zp1) in the coarse measurement. Therefore, increasing the dense measurement execution width Zw as much as possible increases the measurement pitch (Zp1) in the coarse measurement. This is effective for shortening the measurement time.
On the other hand, when the dense measurement execution width Zw is made as small as possible, it becomes possible to widen the “near” range of the protrusion shape in the dense measurement.
The inventor of the present application has found from experiments using a large number of tools that 20 μm is the most suitable as a dense measurement range that best solves the contradictory conditions. The four plots of ○, △, □, and ● in this figure show the representative examples of the largest, smallest, and general two of these many tools. It is.
In addition, since the required accuracy of cutting with the tool as the rotating body of this example is 5 μm, if the above ΔR is less than 5 μm, it is determined that the shape of the rotating body itself has been measured, and ΔR is 5 μm or more. If there is, it is determined that it is an extraneous matter such as chips.
By making such a judgment, whether the protrusion of the outline of the object to be measured obtained by measuring the entire outline of the object to be measured with a scanning pitch of several μm is a protrusion of the object to be measured or is cut. It is possible to determine whether the dust or the like is attached and can be removed by cleaning.
なお、この密測定で取り入れている思想は「微分」的なものである。山に例えると、遠くから見ると山の標高（絶対値）的には工具の方が大きいかもしれないが、20μｍという近距離から見ると斜度（増加量ΔＲ）は付着物の方が必ず大きくなる事から、このような判定方法となる。
工具形状は緩やかな山で、切粉などの付着物は急な山という事になる。
急かどうかを判断する基準が「５μｍ」という閾値であり、どんな工具でも緩やかに見える範囲を求める為の実験が図１０の実験であり、そこから求められた範囲が「２０μｍ」という数値になるのである。
The idea adopted in this dense measurement is “differential”. Compared to a mountain, the tool may be larger in terms of the altitude (absolute value) of the mountain when viewed from a distance, but when viewed from a short distance of 20 μm, the slope (increase ΔR) is always better for the deposit. Since it becomes large, it becomes such a determination method.
The tool shape is a gradual mountain, and the deposits such as chips are a steep mountain.
The criterion for judging whether or not it is abrupt is a threshold value of “5 μm”, and an experiment for obtaining a range in which any tool can be seen gently is the experiment of FIG. 10, and the obtained range is a value of “20 μm”. It is.
本発明は、工具等の回転体の断面プロフィールを求める用途に広く利用可能である。特に、μｍレベルの正確なプロフィールの測定が必要な、金型加工用の切削刃の形状測定に有用である。 The present invention can be widely used in applications for obtaining a cross-sectional profile of a rotating body such as a tool. In particular, it is useful for measuring the shape of a cutting blade for die machining that requires measurement of an accurate profile at the μm level.
101 非接触式測定装置
1011 レーザ光
1013ａ レーザ光発光部
1013ｂ レーザ光受光部
103 回転体把持部
105 回転体
201 非接触式測定装置
203 回転体把持部
2011 レーザ光
301 円筒状の工具
303 測定用のレーザ光
305 工具（301）のＺ軸方向の表面に接した際の測定点
403 測定経路
101 Non-contact measuring device
1011 Laser light
1013a Laser beam emitter
1013b Laser beam detector
103 Rotating body gripping part
105 Rotating body
201 Non-contact measuring device
203 Rotating body gripping part
2011 Laser light
301 Cylindrical tool
303 Laser light for measurement
305 Measurement points when contacting the surface of the tool (301) in the Z-axis direction
403 Measurement path
Claims (4)
(１)Ｚ軸とＸ軸の交点たる、Ｘ軸上の基準点の位置を設定するステップと、
(２)回転体にレーザ光を照射するステップと、
(３)ステップ(２)において、回転体によってレーザ光が遮断された場合には、所定距離だけレーザ光線を、Ｘ軸方向に、回転体の外側に向かって平行移動するステップと、
(４)レーザ光が遮断されなくなるまで、前記ステップ(３）を反復するステップと、
(５)Ｘ軸上の前記基準点の位置と、レーザ光が遮断されなくなった時点の、Ｘ軸上の当該非遮断位置の差を計算し、これを回転体の半径値とするステップと、
(６)ステップ(２)において、回転体によってレーザ光が遮断されない場合には、所定距離だけレーザ光線を、前記Ｘ軸方向に、回転体の内側に向かって平行移動するステップと、
(７)レーザ光が遮断されるまで、前記ステップ(６）を反復するステップと、
(８)Ｘ軸上の前記基準点の位置と、レーザ光が遮断された時点の、Ｘ軸上の当該遮断位置の差を計算し、これを回転体の半径値とするステップと、
(９)Ｙ軸方向のレーザ光の照射位置を、Ｚ軸方向に所定の変位量だけ変位させて、上記ステップ(２)乃至(５)、又は、ステップ(６)乃至(８)を反復し、
(１０)回転体の断面のプロフィールの最大径部分のＺ軸上の位置及び当該位置における回転体の半径を判断するステップと、
(１１)前記回転体の断面のプロフィールの最大径部分のＺ軸上の位置の近傍において、ステップ(９)の所定の変位量を、より細かい変化量に変えて、前記ステップ(１)乃至ステップ(１０)を実行することによって、前記回転体の断面のプロフィールの最大径部分の詳細なプロフィールを得るステップ、
を含む方法。 A laser beam in the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis that is the rotation axis of the rotating body is irradiated, the irradiation direction of the laser beam is parallel to the Y-axis, and the laser beam is blocked by the rotating body. From the state to the non-blocked state, and from the non-blocked state to the blocked state, in relation to the rotating body, relative translation is performed in the X-axis direction perpendicular to both the Z-axis and the Y-axis to be blocked. The step of obtaining the displacement value of the laser beam in the X-axis direction from the reference point on the X-axis in the boundary state between the non-blocked state and the non-blocked state is shifted by a predetermined value in the Z-axis direction. In a method for obtaining a cross-sectional profile of a rotating body by repeating while
(1) a step of setting a position of a reference point on the X axis, which is an intersection of the Z axis and the X axis;
(2) irradiating the rotating body with laser light;
(3) In step (2), when the laser beam is blocked by the rotating body, a step of translating the laser beam by a predetermined distance in the X-axis direction toward the outside of the rotating body;
(4) repeating the step (3) until the laser beam is not blocked;
(5) calculating a difference between the position of the reference point on the X-axis and the non-blocking position on the X-axis when the laser beam is no longer blocked, and setting this as the radius value of the rotating body;
(6) In step (2), when the laser beam is not blocked by the rotating body, a step of translating the laser beam by a predetermined distance in the X-axis direction toward the inside of the rotating body;
(7) repeating the step (6) until the laser beam is interrupted;
(8) calculating a difference between the position of the reference point on the X axis and the blocking position on the X axis when the laser beam is blocked, and setting this as the radius value of the rotating body;
(9) The irradiation position of the laser beam in the Y-axis direction is displaced by a predetermined displacement amount in the Z-axis direction, and the above steps (2) to (5) or steps (6) to (8) are repeated. ,
(10) determining the position on the Z-axis of the maximum diameter portion of the profile of the cross section of the rotating body and the radius of the rotating body at the position;
(11) In the vicinity of the position on the Z-axis of the maximum diameter portion of the profile of the cross section of the rotating body, the predetermined displacement amount in step (9) is changed to a finer variation amount, and the steps (1) to steps are performed. Obtaining a detailed profile of the largest diameter portion of the profile of the cross section of the rotating body by performing (10);
Including methods.
ステップ（９）における、Ｚ軸上の所定の変化量が２０μｍであり、
ステップ（１１）における、Ｚ軸上の位置の近傍における測定範囲が２０μｍであり、更に、
前記最大径部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ未満である場合には、前記最大径部分が、前記回転体自体の形状であると判断し、
前記最大径部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ以上である場合には、前記最大径部分が、前記回転体自体の形状で無く、外来的な付着物であると判断する、
ステップを含む、
回転体の断面のプロフィールを得るための方法。 The method of claim 1, comprising:
In step (9), the predetermined change amount on the Z-axis is 20 μm,
In step (11), the measurement range in the vicinity of the position on the Z-axis is 20 μm, and
Wherein the maximum diameter portion of the detailed profile, the normal direction of the rotating body, when it is less than 5μm, the maximum diameter portion is determined to be in the shape of the rotating body itself,
When the detailed profile of the maximum diameter portion is 5 μm or more in the normal direction of the rotating body, it is determined that the maximum diameter portion is not the shape of the rotating body itself, but is an extraneous matter. To
Including steps,
A method for obtaining a cross-sectional profile of a rotating body.
(１)Ｚ軸とＸ軸の交点たる、Ｘ軸上の基準点の位置を設定するステップと、
(２)回転体にレーザ光を照射するステップと、
(３)ステップ(２)において、回転体によってレーザ光が遮断された場合には、所定距離だけレーザ光線を、Ｚ軸方向に、回転体の外側に向かって平行移動するステップと、
(４)レーザ光が遮断されなくなるまで、前記ステップ(３）を反復するステップと、
(５)Ｚ軸上の前記基準点の位置と、レーザ光が遮断されなくなった時点の、Ｚ軸上の当該非遮断位置の差を計算し、これを回転体の長さとするステップと、
(６)ステップ(２)において、回転体によってレーザ光が遮断されない場合には、所定距離だけレーザ光線を、前記Ｚ軸方向に、回転体の内側に向かって平行移動するステップと、
(７)レーザ光が遮断されるまで、前記ステップ(６）を反復するステップと、
(８)Ｚ軸上の前記基準点の位置と、レーザ光が遮断された時点の、Ｚ軸上の当該遮断位置の差を計算し、これを回転体の長さとするステップと、
(９)Ｙ軸方向のレーザ光の照射位置を、Ｘ軸方向に所定の変位量だけ変位させて、上記ステップ(２)乃至(５)、又は、ステップ(６)乃至(８)を反復し、
(１０)回転体の断面のプロフィールの最大長部分のＸ軸上の位置及び当該位置における回転体の最大長を判断するステップと、
(１１)前記回転体の断面のプロフィールの最大長部分のＸ軸上の位置の近傍において、ステップ(９)の所定の変位量を、より細かい変化量に変えて、前記ステップ(１)乃至ステップ(１０)を実行することによって、前記回転体の断面のプロフィールの最大長部分の詳細なプロフィールを得るステップ、
を含む方法。 A laser beam in the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis that is the rotation axis of the rotating body is irradiated, the irradiation direction of the laser beam is parallel to the Y-axis, and the laser beam is blocked by the rotating body. The boundary between the state that is not blocked and the state that is not blocked by the relative translation in the Z-axis direction in relation to the rotating body from the state to the state that is not blocked and from the state that is not blocked By repeating the process of obtaining the displacement value of the laser beam in the Z-axis direction from the reference point on the Z-axis in a state while shifting the irradiation direction of the laser beam by a predetermined value in the X-axis direction, In a method for obtaining a profile of a cross section,
(1) a step of setting a position of a reference point on the X axis, which is an intersection of the Z axis and the X axis;
(2) irradiating the rotating body with laser light;
(3) In step (2), when the laser beam is blocked by the rotating body, a step of translating the laser beam by a predetermined distance in the Z-axis direction toward the outside of the rotating body;
(4) repeating the step (3) until the laser beam is not blocked;
(5) calculating a difference between the position of the reference point on the Z-axis and the non-blocking position on the Z-axis when the laser beam is no longer blocked, and setting this as the length of the rotating body;
(6) In step (2), when the laser beam is not blocked by the rotating body, a step of translating the laser beam by a predetermined distance in the Z-axis direction toward the inside of the rotating body;
(7) repeating the step (6) until the laser beam is interrupted;
(8) calculating a difference between the position of the reference point on the Z axis and the blocking position on the Z axis when the laser beam is blocked, and setting this as the length of the rotating body;
(9) The irradiation position of the laser beam in the Y-axis direction is displaced by a predetermined displacement amount in the X-axis direction, and the above steps (2) to (5) or steps (6) to (8) are repeated. ,
(10) determining the position of the maximum length portion of the cross-sectional profile of the rotating body on the X axis and the maximum length of the rotating body at the position;
(11) In the vicinity of the position on the X-axis of the maximum length portion of the cross-sectional profile of the rotating body, the predetermined displacement amount in step (9) is changed to a finer variation amount, and the steps (1) to steps are performed. Obtaining a detailed profile of the maximum length portion of the cross-sectional profile of the rotating body by performing (10);
Including methods.
ステップ（９）における、Ｘ軸上の所定の変化量が２０μｍであり、
ステップ（１１）における、Ｘ軸上の位置の近傍における測定範囲が２０μｍであり、更に、
前記最大長部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ未満である場合には、前記最大長部分が、前記回転体自体の形状であると判断し、
前記最大長部分の詳細なプロフィールが、回転体の法線方向に、５μｍ以上である場合には、前記最大長部分が、前記回転体自体の形状で無く、外来的な付着物であると判断する、
ステップを含む、
回転体の断面のプロフィールを得るための方法。 The method of claim 3, comprising:
In step (9), the predetermined change amount on the X-axis is 20 μm,
In step (11), the measurement range in the vicinity of the position on the X-axis is 20 μm, and
Detailed profile of the maximum length portion in the normal direction of the rotating body, when it is less than 5μm, the maximum length portion is determined to be in the shape of the rotating body itself,
When the detailed profile of the maximum length portion is 5 μm or more in the normal direction of the rotating body, it is determined that the maximum length portion is not a shape of the rotating body itself but an extraneous matter. To
Including steps,
A method for obtaining a cross-sectional profile of a rotating body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005183847A JP4777703B2 (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Method for obtaining a profile of a section of a rotating body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005183847A JP4777703B2 (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Method for obtaining a profile of a section of a rotating body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007003346A JP2007003346A (en) | 2007-01-11 |
| JP4777703B2 true JP4777703B2 (en) | 2011-09-21 |
Family
ID=37689129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005183847A Expired - Fee Related JP4777703B2 (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Method for obtaining a profile of a section of a rotating body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4777703B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017005488A1 (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | Blum-Novotest Gmbh | Apparatus and method for measuring and controlling a rotary drivable tool in a machine tool |
| CN117760335B (en) * | 2023-12-29 | 2024-06-07 | 莱州长和粉末冶金有限公司 | Device and method for detecting contour degree of curved surface of rotor of electronic pump |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63233403A (en) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Numerical controller |
| JP3267340B2 (en) * | 1992-09-28 | 2002-03-18 | 牧野フライス精機株式会社 | Tool measuring device |
| JP3476163B2 (en) * | 1995-03-31 | 2003-12-10 | シチズン時計株式会社 | Tool shape recognition method |
| JP3488067B2 (en) * | 1997-12-04 | 2004-01-19 | オークマ株式会社 | How to determine dimensions of DUT |
| JP4089057B2 (en) * | 1998-12-08 | 2008-05-21 | 東洋紡績株式会社 | Film edge thickness measuring apparatus and film edge thickness measuring method |
| JP4160700B2 (en) * | 1999-09-14 | 2008-10-01 | 日立ビアメカニクス株式会社 | Tool diameter confirmation method and tool diameter confirmation device |
| JP4210789B2 (en) * | 2003-09-30 | 2009-01-21 | 大日本印刷株式会社 | Bobbin inspection apparatus and inspection method using the same |
-
2005
- 2005-06-23 JP JP2005183847A patent/JP4777703B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007003346A (en) | 2007-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7374271B2 (en) | Measurement of toothed articles using multiple sensors | |
| JP7581456B2 (en) | NON-CONTACT TOOL SETTING APPARATUS AND METHOD | |
| US7886453B2 (en) | Method for measuring a workpiece using a machine tool | |
| JP4459264B2 (en) | Three-dimensional shape measurement method | |
| CN101842188A (en) | Method and apparatus for detecting position and change of rotating part | |
| JP2019000977A (en) | Device and method for measuring and controlling a rotary drive tool in a machine tool | |
| EP0503037A1 (en) | Capacitance probes. | |
| JP2022133529A (en) | Blade breakage detection device and blade breakage detection method | |
| JP4777703B2 (en) | Method for obtaining a profile of a section of a rotating body | |
| CN106225718B (en) | Contour detecting gauge head, detector and detection method | |
| JP2004098213A (en) | Tool position measuring method, NC machining method, and NC machine tool | |
| JP4891629B2 (en) | Surface texture measuring machine, shape analysis program and recording medium | |
| JP7553052B2 (en) | Cutting circumferential surface measuring device and cutting workpiece measuring method | |
| JP7563486B2 (en) | Probe evaluation method and SPM | |
| JP4686125B2 (en) | Width measuring method and surface texture measuring machine | |
| EP4685433A1 (en) | A method of non-contact tool measurement | |
| JP7400645B2 (en) | How to obtain the probe tip diameter and SPM | |
| JP7282362B2 (en) | Automatic geometry measuring device and machine tool equipped with the same | |
| JP7747949B2 (en) | Calibration standards and calibration methods for shape measuring instruments | |
| JP2004340828A (en) | Surface evaluation device | |
| CA3034633C (en) | Measurement of toothed articles utilizing multiple sensors | |
| JPH10286745A5 (en) | ||
| KR19980017628U (en) | Tap Hole Measuring Gauge for 3D Measuring Device | |
| JPH11281304A (en) | Hole measurement method with three-dimensional measuring instrument | |
| Qiu et al. | An Improved Measuring Device for Autonomous Form Measurement of Free Form Surfaces on Machining Centers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080623 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101115 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110105 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110128 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110221 |
|
| LAPF | Cancellation because of no payment of deferring patent or registration fees | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140324 |