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JPH0466286B2 - - Google Patents
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JPH0466286B2 - - Google Patents

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JPH0466286B2
JPH0466286B2 JP61244788A JP24478886A JPH0466286B2 JP H0466286 B2 JPH0466286 B2 JP H0466286B2 JP 61244788 A JP61244788 A JP 61244788A JP 24478886 A JP24478886 A JP 24478886A JP H0466286 B2 JPH0466286 B2 JP H0466286B2
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JP
Japan
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tool
line sensor
tip
angle
measurement
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Momotoshi Takahashi
Kazuya Henmi
Hiroshi Chiba
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボールエンドミルやドリル等の回転
形工具の寸法や形状精度等を測定するための装置
および測定方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an apparatus and a measuring method for measuring the dimensions, shape accuracy, etc. of rotary tools such as ball end mills and drills.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば金型の表面を三次元的に機械加工する場
合、その工具としてボールエンドミルが使用され
ている。第8図および第9図に例示されるよう
に、この種の工具1はストレート部2の外周と先
端に刃があり、かつ先端の回転面は半球状をなし
ている。こうした工具1を用いて機械加工を行な
うには、例えばスタイラスによつてモデルを倣い
ながら、モデルと同一形状となるようにワークを
加工したり、あるいはCAD/CAMを利用する場
合のように、モデルを使わずに数値制御によつて
直接ワークを加工する方法も確立されている。
For example, when machining the surface of a mold three-dimensionally, a ball end mill is used as the tool. As illustrated in FIGS. 8 and 9, this type of tool 1 has blades on the outer periphery and tip of the straight portion 2, and the rotating surface of the tip has a hemispherical shape. To perform machining using the tool 1, for example, you can machine the workpiece so that it has the same shape as the model while tracing the model with a stylus, or you can machine the workpiece so that it has the same shape as the model, or when using CAD/CAM. There is also an established method for directly machining workpieces using numerical control without the use of .

加工を高精度で行なうためには、ボールエンド
ミル等の工具の形状精度および寸法精度が重要で
あるのは勿論であるが、スタイラスとモデルとを
用いた倣い加工の場合には、工具の精度よりもむ
しろモデル自体の形状誤差や、倣い感度に起因す
る機械誤差等の方がワークの形状の転写精度に大
きな影響を及ぼしていた。このため倣い加工の場
合には、工具の刃先精度はそれ程問題にされてい
なかつた。
In order to perform high-precision machining, it goes without saying that the shape and dimensional accuracy of tools such as ball end mills are important, but in the case of copy machining using a stylus and model, the precision of the tool is more important than the precision of the tool. Rather, shape errors in the model itself and mechanical errors caused by scanning sensitivity had a greater effect on the transfer accuracy of the workpiece shape. For this reason, in the case of copying machining, the accuracy of the cutting edge of the tool has not been much of an issue.

ところが数値データを用いてワークの三次元的
形状を工具によつて直接加工する場合、上述した
倣い加工に比べて誤差要因が大幅に減少するた
め、加工精度を向上させる上で工具の刃先形状
(特に先端球状部の真円度と半径値)を高精度に
保つことがきわめて重要な要件になつてくる。特
に、摩耗した工具を研磨し直して再使用する場合
には、工具の先端部に適正な形状・寸法が得られ
ているかを把握することは、ワークの仕上り精度
を維持する上できわめて重要である。
However, when the three-dimensional shape of a workpiece is directly machined with a tool using numerical data, the error factors are significantly reduced compared to the copying process mentioned above, so it is important to improve the shape of the tool's cutting edge ( In particular, maintaining high accuracy in the roundness and radius of the spherical tip is an extremely important requirement. Particularly when re-polishing and reusing a worn tool, it is extremely important to know whether the tip of the tool has the proper shape and dimensions in order to maintain the finishing accuracy of the workpiece. be.

通常のボールエンドミル工具1は、第8図およ
び第9図に例示されるように、その先端の球状部
3の頂部にまで刃先リードが及んでいるため、先
端球状部3の半径Rを測定することが著しく困難
なものとなつている。なお、刃先半径は工具が回
転してつくる最外周の刃先回転面の半径である。
As illustrated in FIGS. 8 and 9, in a normal ball end mill tool 1, the cutting edge lead extends to the top of the spherical part 3 at the tip, so the radius R of the spherical part 3 is measured. This has become extremely difficult. Note that the cutting edge radius is the radius of the outermost cutting edge rotating surface created by the rotation of the tool.

現状ではこの半径を測定する手段として、拡
大投影器によつて間接的に測定する方法や、工
具のストレート部の直径を図つて刃先球状部の半
径を推定する方法、工具を回転させながら三次
元測定器を用いて測定する方法、などが知られて
いる。
Currently, there are methods to measure this radius indirectly using a magnifying projector, estimating the radius of the spherical part of the cutting edge by measuring the diameter of the straight part of the tool, and measuring the radius in 3D while rotating the tool. A method of measuring using a measuring device is known.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した各手段のうち、の拡大投影器を用い
る方法は、工具を回転させながら拡大投影器に工
具の影を写し、その輪郭をプロツトしてゲージあ
るいは数値計算等によつて半径を算出する必要が
あるため、測定にかなり時間がかかるばかりでな
く、経験と技術が必要である。
Among the above-mentioned methods, the method using a magnifying projector requires projecting the shadow of the tool on the magnifying projector while rotating the tool, plotting its outline, and calculating the radius using a gauge or numerical calculation. Because of this, measurements not only take a considerable amount of time, but also require experience and skill.

また、の方法では、ノギスまたはマイクロメ
ータを用いてストレート部2を直接図るため測定
時間は短いが、かなりの経験と技能を必要とする
ばかりか、測定精度が低い。しかもこの方法は先
端球状部3とストレート部2の境が理想的な場合
には半径Rが求められる簡便な方法であるが、測
定誤差が大きいという致命的な欠点がある。ま
た、ストレート部2がテーパ状をなす工具ではこ
の方法は適用できない。
Further, in the method (2), the straight portion 2 is measured directly using a caliper or a micrometer, so the measurement time is short, but not only does it require considerable experience and skill, but the measurement accuracy is low. Moreover, although this method is a simple method in which the radius R can be determined when the boundary between the tip spherical portion 3 and the straight portion 2 is ideal, it has a fatal drawback of large measurement errors. Further, this method cannot be applied to a tool in which the straight portion 2 has a tapered shape.

の三次元測定器を用いた方法では、きわめて
正確に半径値を知ることができるが、測定に長時
間を要するとともに、かなりの労力と技能を必要
としていた。
Although the method using a three-dimensional measuring device can determine the radius value extremely accurately, it takes a long time to measure and requires a considerable amount of labor and skill.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明による回転形工具の測定装置は、モータ
によつて回転される工具回転用ユニツトと、工具
移動手段と、測定ヘツドと、測定ヘツド駆動手段
と、制御・演算部等を備えて構成される。上記工
具回転用ユニツトは、工具をチヤツクするととも
にモータによつてこの工具を軸回りに所定の角度
ずつ正確に回転させることができるようにしたも
のである。また、工具移動手段は、工具回転用ユ
ニツトを工具の軸線方向に往復移動させる機能を
もつ。測定ヘツドは、工具の軸線と直交する方向
に対向配置された投光部および受光部からなるラ
インセンサを備えている。また測定ヘツド駆動手
段は、上記測定ヘツドを、上記ラインセンサによ
る測定エリアの一端側の基準点を回転中心にして
工具の軸線と直交する方向の横軸回りに所定の角
度ずつ正確に回動させることの可能なものであ
る。制御・演算部には例えばマイクロコンピユー
タが利用され、上記工具回転用ユニツトと工具移
動手段および測定ヘツド駆動手段のモータ等の動
きを制御可能でかつ上記ラインセンサからの測定
値を取込むとともにこの測定値を目的に応じて演
算処理する。
The measuring device for a rotary tool according to the present invention includes a tool rotating unit rotated by a motor, a tool moving means, a measuring head, a measuring head driving means, a control/calculating section, etc. . The tool rotation unit chucks a tool and is capable of accurately rotating the tool around an axis by a predetermined angle using a motor. Further, the tool moving means has a function of reciprocating the tool rotation unit in the axial direction of the tool. The measuring head is equipped with a line sensor consisting of a light emitter and a light receiver that are arranged opposite to each other in a direction perpendicular to the axis of the tool. Further, the measuring head driving means accurately rotates the measuring head by a predetermined angle around a horizontal axis in a direction perpendicular to the axis of the tool, with the reference point at one end side of the measurement area by the line sensor as the rotation center. It is possible. For example, a microcomputer is used as the control/calculation section, and is capable of controlling the movements of the tool rotation unit, the tool moving means, the measuring head driving means, etc., and also takes in the measured values from the line sensor and processes the measurements. Process values according to purpose.

工具の先端球状部の半径(刃先回転面がつくる
円の半径)を実測するためには、ラインセンサの
測定エリアの基準点すなわちラインセンサの回動
中心と、工具先端の円の中心が概略合つている必
要がある。従つて本発明の制御・演算部は、本測
定(半径の実測)を開始する前に、予備測定(芯
合わせ)を実施する制御内容をもつている。
In order to actually measure the radius of the spherical part of the tool tip (the radius of the circle formed by the rotating surface of the cutting edge), the reference point of the measurement area of the line sensor, that is, the center of rotation of the line sensor, and the center of the circle at the tool tip must approximately align. need to be on. Therefore, the control/arithmetic unit of the present invention has a control content for performing preliminary measurement (centering) before starting the main measurement (actual measurement of the radius).

すなわち本発明の制御・演算部は、予備測定に
おいて、ラインセンサの上記基準点を工具先端の
内側に位置させた状態で、この基準点を中心にラ
インセンサを回動させて少なくとも3種類の角度
にラインセンサをセツテイングするとともに各角
度において工具回転用ユニツトによつて工具を1
回転させ、各角度での測定エリアの遮光位置に基
いて工具先端の刃先回転面がつくる円の概略中心
位置を算出したのち、この円の中心が上記基準点
に位置するように工具移動手段によつて工具を軸
線方向に動かす。そしてその後に行われる本測定
において、ラインセンサを上記基準点を中心に回
動させて複数の角度にセツテイングするとともに
各角度において工具回転用ユニツトによつて工具
を1回転させ、各角度ごとに上記ラインセンサに
よつて検出される測定エリアの遮光位置に基いて
工具先端の刃先回転面がつくる円の半径を算出す
る制御内容をもつている。
That is, in the preliminary measurement, the control/calculation unit of the present invention rotates the line sensor around this reference point with the reference point of the line sensor located inside the tool tip, and measures at least three different angles. At the same time, the tool is rotated by the tool rotation unit at each angle.
After rotating the tool and calculating the approximate center position of the circle created by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool based on the light shielding position of the measurement area at each angle, the tool moving means is rotated so that the center of this circle is located at the reference point. Then move the tool in the axial direction. In the subsequent main measurement, the line sensor is rotated around the reference point and set at multiple angles, and the tool is rotated once by the tool rotation unit at each angle, and the tool is rotated once at each angle. It has control content that calculates the radius of the circle created by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool based on the shaded position of the measurement area detected by the line sensor.

〔作用〕[Effect]

予備測定(芯合わせ工程)において、上記ライ
ンセンサの測定エリアの基準点を上記工具先端の
内側に位置させた状態で、上記ラインセンサが少
なくとも3種類の角度にセツテイングされるよう
に測定ヘツド駆動手段によつて上記基準点を中心
とする横軸回りに上記測定ヘツドを回動させ、各
角度において工具回転用ユニツトによつて工具を
1回転させて各角度での測定エリアの遮光位置に
基いて工具先端の刃先回転面がつくる円の概略中
心位置を算出したのち、この円の中心が上記基準
点に位置するように工具移動手段によつて工具を
軸線方向に動かす。
In the preliminary measurement (centering process), the measurement head driving means is configured to set the line sensor at at least three different angles with the reference point of the measurement area of the line sensor located inside the tip of the tool. The measuring head is rotated around the horizontal axis with the reference point as the center, and the tool is rotated once at each angle by the tool rotation unit, and the measurement head is rotated once based on the shaded position of the measurement area at each angle. After calculating the approximate center position of a circle formed by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool, the tool is moved in the axial direction by the tool moving means so that the center of the circle is located at the reference point.

その後に行われる本測定において、上記ライン
センサを上記基準点を中心に上記横軸回りに回動
させて複数の角度にセツテイングするとともに、
各角度において工具回転用ユニツトによつて工具
を1回転させ、各角度ごとに上記ラインセンサに
よつて検出される測定エリアの遮光位置に基いて
工具先端の刃先回転面がつくる円の半径を算出す
る。
In the subsequent main measurement, the line sensor is rotated around the horizontal axis around the reference point and set at multiple angles,
The tool is rotated once by the tool rotation unit at each angle, and the radius of the circle created by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool is calculated based on the shaded position of the measurement area detected by the line sensor for each angle. do.

〔実施例〕〔Example〕

まず、測定装置について説明する。 First, the measuring device will be explained.

第1図に示されるように測定装置10は、工具
回転用ユニツト11と、工具移動手段12と、測
定ヘツド13と、測定ヘツド駆動手段14と、制
御・演算部15等を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the measuring device 10 includes a tool rotation unit 11, a tool moving means 12, a measuring head 13, a measuring head driving means 14, a control/calculating section 15, etc. There is.

工具回転用ユニツト11は、工具1をつかむチ
ヤツク(図示せず)を備えるとともに、モータ1
8によつてこの工具1を軸回りに所定の角度ずつ
正確に回転させることができるようになつてい
る。従つてこのモータ18は、回転位置を制御で
きるように例えばパルスモータ等が使われる。1
9は駆動側回転体であり、この駆動側回転体19
の回転力は伝動体20によつて従動側回転体21
に伝達される。
The tool rotation unit 11 includes a chuck (not shown) for gripping the tool 1 and a motor 1.
8 allows the tool 1 to be accurately rotated by a predetermined angle around the axis. Therefore, as the motor 18, for example, a pulse motor is used so that the rotational position can be controlled. 1
9 is a driving side rotating body, and this driving side rotating body 19
The rotational force is transmitted to the driven rotating body 21 by the transmission body 20.
is transmitted to.

また工具移動手段12は、工具回転用ユニツト
11を工具1の軸線方向に往復移動させるもので
ある。すなわちこの工具移動手段12は、案内レ
ール22によつて上述した工具回転用ユニツト1
1を移動自在に支持しており、パルスモータ24
に取付けられたリードスクリユー25を回転させ
ることによつて、案内レール22に沿つて工具回
転用ユニツト11を工具1と一緒に所望の位置に
移動させることができるようになつている。これ
ら工具移動手段12と工具回転用ユニツト11に
は、工具1の位置を電気的に検出して制御・演算
部15にフイードバツクさせるための位置センサ
(図示せず)が設けられている。
The tool moving means 12 is for reciprocating the tool rotation unit 11 in the axial direction of the tool 1. That is, this tool moving means 12 is connected to the tool rotating unit 1 by means of the guide rail 22.
1 is movably supported, and a pulse motor 24
By rotating a lead screw 25 attached to the tool 1, the tool rotation unit 11 can be moved along the guide rail 22 to a desired position together with the tool 1. The tool moving means 12 and the tool rotation unit 11 are provided with a position sensor (not shown) for electrically detecting the position of the tool 1 and providing feedback to the control/calculation section 15.

測定ヘツド13は、ラインセンサ27を備えて
いる。このラインセンサ27は、工具1の軸線と
直交する方向に対向配置された投光部28と受光
部29とを備えて構成される。第3図に示される
ように、ラインセンサ27は、測定エリア30に
おける遮光部30a(図中にハツチングを施した
領域)の長さrを検知することにより、測定した
箇所の端面の位置を知るようになつている。この
測定ヘツド13は、工具1の軸線と直交する方向
の横軸31によつて、回転自在に固定側フレーム
32に支持されている。この横軸31の中心o′−
o′(第2図参照)は、測定エリア30の基準点の
一例としての一端30bの位置を合致しており、
しかも測定エリア30の一端30bの高さと工具
1の軸o−oの高さとが互いに正確に一致するよ
うに、フレーム32の高さまたは工具回転用ユニ
ツト11の相対的な高さが設計されている。
The measuring head 13 is equipped with a line sensor 27. This line sensor 27 is configured to include a light projecting section 28 and a light receiving section 29 that are arranged to face each other in a direction orthogonal to the axis of the tool 1. As shown in FIG. 3, the line sensor 27 detects the length r of the light shielding part 30a (the hatched area in the figure) in the measurement area 30, thereby knowing the position of the end face of the measured location. It's becoming like that. The measuring head 13 is rotatably supported by a fixed frame 32 by a horizontal shaft 31 extending perpendicularly to the axis of the tool 1. The center o'- of this horizontal axis 31
o' (see FIG. 2) corresponds to the position of one end 30b as an example of the reference point of the measurement area 30,
Moreover, the height of the frame 32 or the relative height of the tool rotation unit 11 is designed so that the height of one end 30b of the measurement area 30 and the height of the axis o-o of the tool 1 exactly match each other. There is.

測定ヘツド駆動手段14はモータ35を備えて
いる。このモータ35は、測定ヘツド13を、上
述した測定エリアの一端30bを中心にして、工
具1の軸線と直交する方向の横軸31回りに所定
の角度ずつ回動させるものであり、回転位置を制
御できるように例えばパルスモータが採用されて
いる。この測定ヘツド駆動手段14には、測定ヘ
ツド13の位置を検出して制御・演算部15にフ
イードバツクさせるためにセンサ(図示せず)が
設けられている。
The measuring head drive means 14 are equipped with a motor 35. This motor 35 rotates the measurement head 13 by a predetermined angle around the horizontal axis 31 in a direction perpendicular to the axis of the tool 1, centering on one end 30b of the measurement area mentioned above. For example, a pulse motor is used for control. The measuring head driving means 14 is provided with a sensor (not shown) for detecting the position of the measuring head 13 and providing feedback to the control/calculating section 15.

制御・演算部15は例えばマイクロコンピユー
タを利用したものであり、各種データを入力する
ためのキーボード部37や、デイスプレイ部38
を備えている。この制御・演算部15は、上述し
た工具回転用ユニツト11のモータ18と工具移
動手段12のモータ24および測定ヘツド駆動手
段14のモータ35の動きを制御可能で、かつラ
インセンサ27からの測定値を取込むとともに、
予めプログラミングされている処理手順により、
これらの測定値を演算処理可能としてある。
The control/calculation unit 15 uses a microcomputer, for example, and includes a keyboard unit 37 for inputting various data and a display unit 38.
It is equipped with This control/calculation section 15 is capable of controlling the movements of the motor 18 of the tool rotation unit 11, the motor 24 of the tool moving means 12, and the motor 35 of the measuring head driving means 14, and also receives measured values from the line sensor 27. In addition to incorporating
Through pre-programmed processing procedures,
These measured values can be processed by calculation.

次に、上記構成の測定装置10を用いて工具1
の先端形状等を測定する方法につき説明する。
Next, the tool 1 is measured using the measuring device 10 configured as described above.
We will explain how to measure the shape of the tip, etc.

まず、測定すべき工具1を工具回転用ユニツト
11のチヤツクによつて動かないように正確に保
持させる。これは手作業で行なう。次に、工具移
動手段12のモータ24を駆動して工具1を工具
回転用ユニツト11と一緒に前進させ、第3図に
示されるように、ラインセンサの測定エリア30
の回転中心となる一端30bを工具1の先端の頂
部から数mm位内側の所に停止させる。
First, the tool 1 to be measured is accurately held by the chuck of the tool rotation unit 11 so as not to move. This is done manually. Next, the motor 24 of the tool moving means 12 is driven to move the tool 1 forward together with the tool rotation unit 11, and as shown in FIG.
One end 30b, which is the center of rotation of the tool 1, is stopped at a position several mm inside from the top of the tip of the tool 1.

次に測定ヘツド13を、少なくとも3種類の角
度、例えば第3図に示されるようにθ1,θ2,θ3
θ4の角度に順次セツトして先端球状部3の測定を
行なう。すなわち、測定エリアの一端30bを中
心にしてラインセンサ27を上述した角度に順次
セツトするごとに、工具1を1回転させる。そし
て工具1を1回転させるごとに、ラインセンサ2
7によつて透過測定を行ない、遮光部30aの長
さrの最大値を抽出して制御・演算部15に取込
む。こうしてθ1,θ2,θ3,θ4ごとの測定値r1,r2
r3,r4を得る。そして(r1〜r4,θ1〜θ4)をxy座
標値(x1〜x4,y1〜y4)に変換するとともに、円
の最小自乗法によつて(x1〜x4、y1〜y4)からこ
れら4点を通る円の中心位置(x0,y0)を求め
る。ここで、x=0、y=0の点がラインセンサ
27の回転中心30bであるから、工具1をその
軸方向(x方向)にx0だけ移動させることによ
り、第4図に示されるように測定エリア30の一
端30bを工具1の先端球状部の半径中心位置C
に一致させる。すなわち心合わせが行なわれる。
以上の一連の工程が、予備測定(心合わせ)であ
る。なお、ラインセンサ27の回転中心となる測
定エリアの一端30bの高さと、工具の軸o−o
の高さは一致させてあるから、上記y0は設計的に
は0である。しかしながら工具回転用ユニツト1
1がy方向(図示上下方向)にも移動できるよう
な構造にしておけば、より正確な心合わせが可能
である。
The measuring head 13 is then moved at at least three different angles, for example θ 1 , θ 2 , θ 3 , as shown in FIG.
The spherical tip portion 3 is measured by sequentially setting the angle to θ 4 . That is, the tool 1 is rotated once each time the line sensor 27 is successively set at the above-mentioned angles with one end 30b of the measurement area as the center. Then, every time the tool 1 rotates once, the line sensor 2
7 performs transmission measurement, extracts the maximum value of the length r of the light shielding part 30a, and inputs it into the control/calculation part 15. In this way , the measured values r 1 , r 2 ,
Obtain r 3 and r 4 . Then, (r 1 ~ r 4 , θ 1 ~ θ 4 ) is converted into xy coordinate values (x 1 ~ x 4 , y 1 ~ y 4 ), and (x 1 ~ x 4 , y 1 to y 4 ), the center position (x 0 , y 0 ) of a circle passing through these four points is determined. Here, since the point x=0, y=0 is the rotation center 30b of the line sensor 27, by moving the tool 1 by x0 in its axial direction (x direction), as shown in FIG. One end 30b of the measurement area 30 is located at the radial center position C of the spherical tip of the tool 1.
match. In other words, alignment is performed.
The above series of steps is preliminary measurement (alignment). Note that the height of one end 30b of the measurement area, which is the center of rotation of the line sensor 27, and the tool axis o-o
Since the heights of are made to match, the above y 0 is 0 in terms of design. However, the tool rotation unit 1
If the structure is such that 1 can also move in the y direction (in the vertical direction in the figure), more accurate centering can be achieved.

次いで本測定に入る。その一例につき説明する
と、上記ラインセンサ27を第4図に実線で示さ
れるように下側のθ=−90゜の位置に停止させる。
そしてモータ18を作動させることにより、工具
1をその軸回りに1回転させながら、その回転途
中でラインセンサ27によつて遮光部の測定を行
なう。この測定は、工具1を1回転させる間に例
えば200箇所で行ない、そのうちの最大値を抽出
して、制御・演算部15に入力する。次に、測定
エリアの一端30bを中心にして、任意角度ずつ
回転させて+90゜まで合計180゜の範囲にわたつて
複数回測定する。例えば、横軸31回りに15゜回
転させ、θ1=−75゜の所で上記同様の測定を行な
う。同様に、θ2=−60゜,θ3=−45゜と、角度を15゜
ずつ増加させて+90゜まで合計180゜の範囲にわた
つて測定を繰返し、その値を制御・演算部15に
入力する。入力されたデータは、予め制御・演算
部15にプログラミングされている処理手順に従
つて、極座標値(r0〜ro,θ0〜θo)から直交座標
値(x0〜xo,y0〜yo)に変換される。次に、円の
最小自乗法によつて(x0〜xo,y0〜yo)のデータ
から半径値Rと中心位置(X,Y)を算出する。
また、θ0〜θoにおける各点の曲率半径のばらつき
を、次式 Zi=R−√(i−)2+(i−)2 で求める。こうして得られた各種の演算結果をデ
イスプレイ部38に表示するとともに、必要に応
じてプリントアウトすることにより、工具1の先
端形状の精度や寸法精度等を把握でき、これらが
規定値を満足しているか否かを容易に判断するこ
とができる。以上の一連の処理の流れを第5図に
示す。
Next, the main measurement begins. To explain one example, the line sensor 27 is stopped at a lower position of θ=-90°, as shown by the solid line in FIG.
Then, by operating the motor 18, the tool 1 is rotated once around its axis, and the line sensor 27 measures the light-shielding portion during the rotation. This measurement is performed at, for example, 200 locations during one rotation of the tool 1, and the maximum value is extracted and input to the control/calculation section 15. Next, the measurement area is rotated by an arbitrary angle around one end 30b of the measurement area and measured multiple times over a total range of 180° up to +90°. For example, the sensor is rotated 15 degrees around the horizontal axis 31 and the same measurement as above is performed at θ 1 =-75 degrees. Similarly, the measurement is repeated over a total range of 180° by increasing the angle by 15° such as θ 2 = −60° and θ 3 = −45° until +90°, and the values are sent to the control/calculation unit 15. input. The input data is converted from polar coordinate values (r 0 to r o , θ 0 to θ o ) to orthogonal coordinate values (x 0 to x o , y 0 to y o ). Next, the radius value R and the center position (X, Y) are calculated from the data of ( x0 to xo , y0 to yo ) by the least square method of circles.
Further, the variation in the radius of curvature of each point between θ 0 and θ o is determined using the following formula Z i =R−√( i −) 2 +( i −) 2 . By displaying the various calculation results obtained in this way on the display unit 38 and printing them out as necessary, it is possible to grasp the accuracy, dimensional accuracy, etc. of the tip shape of the tool 1, and to confirm that these satisfy the specified values. You can easily determine whether or not there are any. The flow of the above series of processes is shown in FIG.

上記測定装置10と測定方法によれば、工具1
の先端球状部3の半径を非接触で直接測定できる
ため、接触圧や弾性変形等の影響が皆無であり、
正確に測定できる。そして半径等を直接測定する
方式であるから、誤差が生じにくい。また、非接
触であるため摩耗箇所等がなく、装置自体はほぼ
メンテナンスフリーである。そして測定を短時間
(数分位)で終了できるとともに、作業者の熟練
度や技能に左右されることなく、工具の良否を自
動的に判定できるとともに、不良位置の明示も可
能である。
According to the measuring device 10 and the measuring method described above, the tool 1
Since the radius of the tip spherical part 3 can be directly measured without contact, there is no influence of contact pressure or elastic deformation, etc.
Can be measured accurately. Since the method directly measures the radius, etc., errors are less likely to occur. Furthermore, since it is non-contact, there are no wear points, and the device itself is almost maintenance-free. The measurement can be completed in a short time (several minutes), and the quality of the tool can be automatically determined without being affected by the operator's level of skill or skill, and the location of the defect can also be clearly indicated.

更に上記装置10によれば、測定された工具の
各部の測定値をそのまま工作機械制御用のコンピ
ユータに登録し、加工時に必要なデータをオンラ
インで利用できる。
Furthermore, according to the above-mentioned device 10, the measured values of each part of the tool can be registered as they are in a machine tool control computer, and the data required during machining can be used online.

なお上記実施例では、回転形工具の一例として
半球状先端部をもつボールエンドミル工具1を測
定する場合について説明したが、本発明は半球状
以外の先端部をもつエンドミルにも適用できる。
In the above embodiment, a case has been described in which a ball end mill tool 1 having a hemispherical tip is measured as an example of a rotary tool, but the present invention can also be applied to an end mill having a tip other than hemispherical.

例えば第6図および第7図に示される回転形の
工具1′において、工具の長さLおよび直径Dの
測定を、上述した測定装置10を用いて行なうこ
とができる。この場合、第6図に示されるように
ラインセンサの測定エリア30が水平となるよう
に測定ヘツド13を回転させたのち、工具回転用
ユニツト11を前進させる。装置に固有の全長
L1とユニツト長さL2は予め正確に測定しておく。
そして工具1′の先端面がラインセンサ27によ
つて関知された瞬間の位置を、モータ24への駆
動パルスをもとに、移動距離L3を割り出す。工
具1′の長さLは、L1−(L2+L3)で得られる。
For example, in the rotary tool 1' shown in FIGS. 6 and 7, the length L and diameter D of the tool can be measured using the measuring device 10 described above. In this case, after rotating the measuring head 13 so that the measuring area 30 of the line sensor becomes horizontal as shown in FIG. 6, the tool rotating unit 11 is moved forward. Overall length specific to the device
Accurately measure L1 and unit length L2 in advance.
Then, the moving distance L 3 is determined based on the position of the tip end surface of the tool 1' at the moment when it is sensed by the line sensor 27 and the drive pulse to the motor 24. The length L of the tool 1' is obtained by L1 - ( L2 + L3 ).

また直径Dの測定を行なうには、第7図に実線
で示されるようにラインセンサ27の回転中心と
なる一端30bを工具1の先端面よりも例えば5
〜10mm程度内側に停止させる。そして工具1′を
1回転させながらラインセンサ27によつて測定
し、半径a1を求める。原理的にはa1を2倍すれば
直径Dが得られるが、更に測定精度を上げるため
に、ラインセンサ27を測定エリアの一端30a
を中心に180゜回転させ、上側の半径測定値a2を求
める。そしてa1+a2により、直径Dを正確に求め
ることができる。
Furthermore, in order to measure the diameter D, one end 30b, which is the center of rotation of the line sensor 27, must be positioned, for example, by 55 mm, which is the center of rotation of the line sensor 27, as shown by the solid line in FIG.
Stop about ~10mm inside. Then, the radius a1 is determined by measuring with the line sensor 27 while rotating the tool 1 ' once. In principle, the diameter D can be obtained by doubling a 1 , but in order to further improve measurement accuracy, the line sensor 27 is placed at one end 30a of the measurement area.
Rotate 180° around , and find the upper radius measurement value a 2 . Then, the diameter D can be determined accurately from a 1 +a 2 .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、以下のような効果を奏するこ
とができる。
According to the present invention, the following effects can be achieved.

(a) 非接触測定のため、接触圧や弾性変形等の影
響が皆無であり、正確に測定できる。また、半
径等を直接測定する方式であるから、誤差が生
じにくい。
(a) Because it is a non-contact measurement, there is no influence of contact pressure or elastic deformation, allowing for accurate measurement. Furthermore, since the method directly measures the radius, etc., errors are less likely to occur.

(b) 非接触測定であるため摩耗箇所等がなく、装
置自体はほぼメンテナンスフリーである。
(b) Since it is a non-contact measurement, there are no wear points, and the device itself is almost maintenance-free.

(c) 作業者の熟練度や技能に左右されることな
く、短時間に高精度で測定が行なえる。
(c) Measurements can be made in a short time and with high precision, regardless of the skill level or skill of the worker.

(d) コンピユータによる完全自動測定化が可能で
あり、作業者は主に工具の取付けと取外しを行
なうだけでよいので、測定に要する作業が簡単
である。そして工具の良否を自動的に判定でき
るとともに、不良位置の明示も可能である。
(d) Fully automatic measurement using a computer is possible, and the work required for measurement is simple because the operator only needs to attach and detach tools. In addition, it is possible to automatically determine whether the tool is good or bad, and also to clearly indicate the location of the defect.

(e) 工具の各部の測定値をそのまま工作機械制御
用のコンピユータに登録し、加工時に必要なデ
ータをオンラインで利用できる。
(e) The measured values of each part of the tool can be registered directly into the machine tool control computer, and the data necessary for machining can be used online.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明装置の一実施例を示す斜視図、
第2図は第1図に示された装置の一部の拡大図、
第3図は第1図中のラインセンサの予備測定時の
動きを示す側面図、第4図はラインセンサの本測
定時の動きを示す側面図、第5図は本発明方法の
一実施例の工程を示すフローチヤート、第6図は
本発明装置を用いて工具の長さを計る場合を説明
する略側面図、第7図は本発明装置を用いて工具
の直径を計る場合を説明する略側面図、第8図は
工具の先端部を示す側面図、第9図は工具の先端
部の正面図である。 1,1′…工具、3…先端球状部、10…測定
装置、11…工具回転用ユニツト、12…工具移
動手段、13…測定ヘツド、14…測定ヘツド駆
動手段、15…制御・演算部、27…ラインセン
サ、28…投光部、29…受光部、30…測定エ
リア、30b…測定エリアの一端、31…横軸。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the device of the present invention;
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the apparatus shown in FIG.
Fig. 3 is a side view showing the movement of the line sensor in Fig. 1 during preliminary measurement, Fig. 4 is a side view showing the movement of the line sensor during main measurement, and Fig. 5 is an embodiment of the method of the present invention. FIG. 6 is a schematic side view illustrating the case of measuring the length of a tool using the device of the present invention, and FIG. 7 illustrates the case of measuring the diameter of a tool using the device of the present invention. FIG. 8 is a side view showing the tip of the tool, and FIG. 9 is a front view of the tip of the tool. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1'...Tool, 3...Top spherical part, 10...Measuring device, 11...Tool rotation unit, 12...Tool moving means, 13...Measuring head, 14...Measuring head driving means, 15...Control/calculation section, 27...Line sensor, 28...Light emitter, 29...Light receiver, 30...Measurement area, 30b...One end of the measurement area, 31...Horizontal axis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転形工具をチヤツクするとともにこの工具
を軸回りに所定の角度ずつ回転させることの可能
な工具回転用ユニツトと、この工具回転用ユニツ
トを工具の軸線方向に往復移動させる工具移動手
段と、上記工具の軸線と直交する方向に対向配置
された投光部および受光部からなるラインセンサ
を備えた測定ヘツドと、この測定ヘツドを上記ラ
インセンサによる測定エリアの一端側の基準点を
中心にして工具の軸線と直交する方向の横軸回り
に所定の角度ずつ回動させることの可能な測定ヘ
ツド駆動手段と、上記工具回転用ユニツトと工具
移動手段および測定ヘツド駆動手段を制御可能で
かつ上記ラインセンサからの測定値を取込むとと
もにこの測定値を演算処理可能な制御・演算部と
を具備し、 上記制御・演算部は、予備測定において、上記
ラインセンサの上記基準点を工具先端の内側に位
置させた状態で、上記基準点を中心にラインセン
サを回動させて少なくとも3種類の角度にライン
センサをセツテイングするとともに各角度におい
て工具回転用ユニツトによつて工具を1回転さ
せ、各角度での測定エリアの遮光位置に基いて工
具先端の刃先回転面がつくる円の概略中心位置を
算出したのち、この円の中心が上記基準点に位置
するように上記工具移動手段によつて工具を軸線
方向に動かし、その後に行われる本測定におい
て、ラインセンサを上記基準点を中心に回動させ
て複数の角度にセツテイングするとともに各角度
において工具回転用ユニツトによつて工具を1回
転させ、各角度ごとに上記ラインセンサによつて
検出される測定エリアの遮光位置に基いて工具先
端の刃先回転面がつくる円の半径を算出する制御
内容をもつことを特徴とする回転形工具の測定装
置。 2 工具の軸線と直交する方向に対向配置された
投光部および受光部からなるラインセンサを備え
た測定ヘツドを用いて工具先端の球状部の半径を
測定する方法であつて、 最初に行われる予備測定において、上記ライン
センサの測定エリアの一端側の基準点を上記工具
先端の内側に位置させた状態で、上記ラインセン
サが少なくとも3種類の角度にセツテイングされ
るように測定ヘツド駆動手段によつて上記基準点
を中心に工具の軸線と直交する方向の横軸回りに
上記測定ヘツドを回動させ、各角度において工具
回転用ユニツトによつて工具を1回転させて各角
度での測定エリアの遮光位置に基いて工具先端の
刃先回転面がつくる円の概略中心位置を算出した
のち、この円の中心が上記基準点に位置するよう
に工具移動手段によつて工具を軸線方向に動か
し、 その後に行われる本測定において、上記ライン
センサを上記基準点を中心に上記横軸回りに回動
させて複数の角度にセツテイングするとともに各
角度において工具回転用ユニツトによつて工具を
1回転させ、各角度ごとに上記ラインセンサによ
つて検出される測定エリアの遮光位置に基いて工
具先端の刃先回転面がつくる円の半径を算出する
ことを特徴とする回転形工具の測定方法。
[Claims] 1. A tool rotation unit capable of chucking a rotary tool and rotating the tool by a predetermined angle around an axis, and reciprocating the tool rotation unit in the axial direction of the tool. A measuring head equipped with a tool moving means, a line sensor consisting of a light emitting part and a light receiving part arranged opposite to each other in a direction perpendicular to the axis of the tool, and this measuring head being used as a reference at one end of the measurement area by the line sensor. A measuring head driving means that can be rotated by a predetermined angle around a horizontal axis in a direction perpendicular to the tool axis around a point, and controlling the tool rotation unit, tool moving means, and measuring head driving means. and a control/calculation unit capable of taking measured values from the line sensor and processing the measured values; With the line sensor positioned inside the tip of the tool, rotate the line sensor around the above reference point to set the line sensor at at least three different angles, and rotate the tool once at each angle using the tool rotation unit. After calculating the approximate center position of the circle formed by the cutting edge rotation surface of the tool tip based on the light shielding position of the measurement area at each angle, the tool moving means is moved so that the center of this circle is located at the reference point. Therefore, the tool is moved in the axial direction, and in the subsequent main measurement, the line sensor is rotated around the reference point and set at multiple angles, and at each angle, the tool is rotated by the tool rotation unit. A rotary tool, characterized in that the rotary tool has a control function of calculating the radius of a circle formed by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool based on the shaded position of the measurement area detected by the line sensor for each angle. measuring device. 2. A method of measuring the radius of a spherical part at the tip of a tool using a measuring head equipped with a line sensor consisting of a light emitting part and a light receiving part arranged facing each other in a direction perpendicular to the axis of the tool, which is carried out first. In the preliminary measurement, with the reference point at one end of the measurement area of the line sensor positioned inside the tip of the tool, the measurement head drive means is used to set the line sensor at at least three different angles. Then, the measuring head is rotated about the horizontal axis in the direction orthogonal to the tool axis around the reference point, and the tool is rotated once at each angle by the tool rotation unit to measure the measurement area at each angle. After calculating the approximate center position of the circle formed by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool based on the light shielding position, move the tool in the axial direction using the tool moving means so that the center of this circle is located at the above reference point, and then In this measurement, the line sensor is rotated around the horizontal axis around the reference point and set at multiple angles, and the tool is rotated once by the tool rotation unit at each angle. A method for measuring a rotary tool, characterized in that the radius of a circle formed by the rotating surface of the cutting edge at the tip of the tool is calculated based on the light shielding position of the measurement area detected by the line sensor for each angle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6303889B2 (en) * 2014-07-18 2018-04-04 コニカミノルタ株式会社 Processing tool measuring apparatus and measuring method
CN107255453B (en) * 2017-05-10 2019-11-08 西安交通大学 A device and method for measuring the eccentric shaft diameter of an industrial robot joint reducer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5039161A (en) * 1973-08-09 1975-04-11
JPS5211953A (en) * 1975-07-18 1977-01-29 Toyota Motor Corp Optical system measuring device

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