CN112969900B - 工具形状测定装置及工具形状测定方法 - Google Patents

工具形状测定装置及工具形状测定方法 Download PDF

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Abstract

一种对设置于机床(2)的主轴(11)上的工具(12)的形状进行测定的工具形状测定装置(1、1a)以及工具形状测定方法，其中，具有照相机(22)、主轴旋转角度传感器(41)和控制装置(20)，所述照相机(22)对工具(12)进行拍摄，所述主轴旋转角度传感器(41)检测主轴(11)的旋转角度，所述控制装置(20)根据主轴旋转角度传感器(41)检测出的主轴(11)的旋转角度，向照相机(22)输出拍摄指令。

Description

工具形状测定装置及工具形状测定方法
技术领域
本发明涉及测定工具长度、工具直径、工具的刃部的形状等工具形状的工具形状测定装置及工具形状测定方法。
背景技术
过去已有在机床中使用的旋转工具的形状测定装置。该工具形状测定装置例如用于铣床的立铣刀的形状测定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-49489号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中，虽然能够测定工具的形状，但是没有关于处于旋转中的工具的记载。处于旋转中的工具，因热位移等而使得加工点发生变化。为了进行热位移修正，希望正确地测定处于旋转中的加工点的位置。另外，如果即使处于以在加工中采用的转速进行的旋转中也能够测定工具的形状，则可以观察缺损或磨损的状态，在工具更换或工具损耗修正中加以利用。在专利文献1中，有必要将工具停止来进行测定，测定会花费时间。另外，如果停止工具，则会变成与加工中的工具的形状不同的测定，不能进行正确的加工点的位置的修正。
本发明是考虑到这些情况而做出的，用于提供即使在旋转中也能够进行工具的形状的测定的工具形状测定装置以及工具形状测定方法。
解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明具有以下特征。在本发明中，能够从角度传感器读取安装有工具并使工具旋转的主轴的旋转角度，对处于指定的角度的工具的形状进行拍摄。
另外，根据本发明的方式的工具形状测定装置，是对设置于机床的主轴上的工具的形状进行测定的工具形状测定装置，具有照相机、主轴旋转角度传感器和控制装置，所述照相机对所述工具进行拍摄，所述主轴旋转角度传感器对所述主轴的旋转角度进行检测，所述控制装置根据所述主轴旋转角度传感器检测出的所述主轴的旋转角度，对所述照相机输出拍摄指令。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定装置中，所述主轴旋转角度传感器还检测所述主轴的转速，所述控制装置根据所述主轴的转速，使对所述照相机输出拍摄指令的时机变化。
另外，根据本发明的方式的工具形状测定装置，具有发光装置，通过由所述控制装置对所述照相机输出拍摄指令，所述发光装置向所述工具发光。
另外，根据本发明的方式的工具形状测定装置，通过由所述控制装置对所述照相机输出拍摄指令，在所述照相机的快门打开着的时间内，所述发光装置发光。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定装置中，使所述工具位于中间，在一侧设置所述照相机，在另一侧设置所述发光装置。通过所述发光装置向所述工具发光，进行所述照相机对所述工具的拍摄，并且，所述发光装置向所述工具发出平行光。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定装置中，当所述主轴旋转时，所述主轴旋转角度传感器输出连续脉冲信号，并且，所述主轴每旋转1圈，所述主轴旋转角度传感器发出1个周期的脉冲信号。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定装置中，作为由所述控制装置进行的拍摄指令的输出，存在有第一输出，通过所述第一输出，获得在所述主轴每旋转了规定角度的状态下的多个图像。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定装置中，作为由所述控制装置进行的拍摄指令的输出，还存在有第二输出，所述工具形状测定装置具有输入所述工具的旋转角度的工具旋转角度输入部，所述控制装置，在进行了所述第一输出之后，为了进行在由所述工具旋转角度输入部输入的旋转角度下的所述工具的拍摄，进行所述第二输出。
另外，根据本发明的方式的工具形状测定方法，是对设置于机床的主轴上的工具的形状进行测定的工具形状测定方法，具有主轴旋转角度检测工序和拍摄工序，在所述主轴旋转角度检测工序，检测所述主轴的旋转角度，在所述拍摄工序，根据在所述主轴旋转角度检测工序中检测出的所述主轴的旋转角度，对所述工具进行拍摄。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定方法中，所述主轴旋转角度检测工序是对所述主轴的转速也进行检测的工序，在所述拍摄工序，根据所述主轴的转速，使进行所述拍摄的时机变化。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定方法中，在所述拍摄工序，当进行所述拍摄时，发光装置向所述工具发光。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定方法中，在所述拍摄工序，在所述照相机的快门打开着的时间内，所述发光装置发光。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定方法中，使所述工具位于中间，在一侧设置用于进行所述拍摄工序中的拍摄的照相机，在另一侧设置所述发光装置，通过所述发光装置向所述工具发光，进行在所述拍摄工序中由所述照相机对所述工具的拍摄，并且，所述发光装置向所述工具发出平行光。
另外，根据本发明的方式的工具形状测定方法，所述主轴旋转角度检测工序是这样的工序：当所述主轴旋转时，输出连续脉冲信号，并且，所述主轴每旋转1圈，输出1个周期的脉冲信号。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定方法中，作为所述拍摄工序，存在有第一工序，所述第一工序是对在所述主轴每旋转了规定角度的状态下的多个图像进行拍摄的工序。
另外，在根据本发明的方式的工具形状测定方法中，作为所述拍摄工序，还存在有第二工序，所述第二工序是在进行了所述第一工序中的拍摄之后，只对成为规定的旋转角度的所述工具的图像进行拍摄的工序。
根据本发明，能够测定处于旋转中的工具的形状，能够更正确地测定包含有加工中的热位移等的工具形状。若利用测定的工具的形状进行工具的加工点的修正，则能够进行精度更高的加工。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的装置结构(根据第一个实施方式的装置)的概略图。
图2是在本发明的实施例(根据第一个实施方式的装置)中测定工具形状时的图。
图3是在利用根据本发明的第一个实施方式的工具形状测定装置测定的工具的例子中的双刃工具的横截面图。
图4是在利用根据本发明的第一个实施方式的工具形状测定装置测定的工具的另一个例子中的三刃工具的横截面图。
图5(a)是表示在本发明的第二个实施方式中使用的机床的主轴箱的概略结构的图，图5(b)是图5(a)中的大致VB向视图，图5(c)是表示由主轴旋转角度传感器获得的连续脉冲信号的图。
图6是表示由根据本发明的第二个实施方式的工具形状测定装置测定的工具(旋转着的工具)的图，是在工具的旋转中心轴的延伸方向上观察工具、照相机、发光装置的图。
图7是说明根据本发明的第二个实施方式的工具形状测定装置中的发光装置、工具和照相机的位置关系的图，是在工具的旋转中心轴的延伸方向上观察工具、照相机、发光装置的图。
图8(a)是利用根据比较例的工具形状测定装置获得的工具的图象，图8(b)是利用根据本发明的第二个实施方式的工具形状测定装置获得的工具的图象。
图9(a)是表示作为工具的例子的球头立铣刀的图，图9(b)是表示作为工具的例子的方端铣刀的图，图9(c)是表示作为工具的例子的圆弧立铣刀的图，图9(d)是表示球头立铣刀中的形状误差的图。
图10(a)、图10(b)是说明根据本发明的第二个实施方式的工具形状测定装置中的拍摄时滞的图。
图11(a)是表示在根据本发明的第二个实施方式中的工具形状测定装置中使用的圆柱状的模拟工具的图，图11(b)是圆柱状的模拟工具的侧面的展开图。
具体实施方式
[第一个实施方式]
下面给出根据本发明的第一个实施方式。图1所示的机床2，在底座18的上面具有工作台16、门型的立柱10，在立柱10的横梁8上，经由床鞍6支承有主轴箱4。主轴箱4支承主轴11。
在此，为了便于说明，将水平的规定的一个方向作为X方向(X轴方向)，将与X方向正交的水平的规定的另一个方向作为Y方向(Y轴方向)，将与X方向和Y方向正交的上下方向作为Z方向(Z轴方向)。
工作台16能够相对于底座18在X轴方向上移动。床鞍6能够沿着横梁8在Y轴方向上移动。主轴箱4能够相对于床鞍6在Z轴方向上移动。通过使这三个轴移动，能够使工具12相对于载置于工作台16上的工件14三维地移动，进行加工。在工作台16的端部，设置有工具形状测定装置1。控制装置20与机床2和工具形状测定装置1连接，能够对机床2和工具形状测定装置1进行控制。
图2是表示由工具形状测定装置1测定工具12的形状的图。利用在先表示的三个轴使工具12移动到图2中所示的位置，测定工具形状。工具形状测定装置1包括照相机22、照明装置24，如图2中所示，工具12在位于照相机22与照明装置24之间的状态下对工具形状进行测定。由于从工具的后方照射来自于照明装置24的光而对图像进行拍摄，因此，工具12的形状作为影子而被拍摄。
照相机22配备有高速快门，即使工具12处于数千转/分的旋转中，也能够进行如静止画面般的拍摄。另外，照相机22也可以安装有变焦镜头，能够由控制装置20进行放大率的控制。主轴11配备有图中未示出的旋转角度传感器，能够由控制装置20进行对转速、旋转角度的定位等的控制。
在工具12以1万转/分以上的转速旋转的情况下，仅利用高速快门难以应付。在这种情况下，使照明装置24具有闪光功能。如果采用数μsec的短发光时间的闪光装置，则即使是旋转中的工具12，也能够进行形状测定。另外，工具12的最大转速可以设定到12万转/分的程度。
图3是所使用的工具12A的例子，表示双刃的立铣刀。表示在安装于机床2上的状态下，从工件14侧观察的横截面。图4是所使用的工具12B的例子，表示三刃的立铣刀。表示在安装于机床2上的状态下，从工件14侧观察的横截面。
下面，在使用图3的工具12A的情况下对工具形状测定方法进行说明。在主轴11上安装工具12A。在对工件14进行加工之前，使工具12A移动到图2中所示的测定位置，测定工具形状。最初，确定工具基准角度。工具基准角度表示照相机22能够从图3的箭头26A所示的方向对工具12A进行拍摄的角度。箭头26A所示的角度使得在从主轴旋转轴的位置到工具12A的外形的与主轴旋转轴正交的方向上的距离成为最大。例如，通过对数据图像的像素数进行计数来进行距离的测定。
如下所述地确定该工具基准角度。在图3中，箭头26A的位置表示进行拍摄的照相机22的方向，手动旋转主轴11，以便成为接近于能够从该位置进行拍摄的工具12A的角度的状态。照相机22拍摄的图象可以由图中未示出的监视器进行确认。在成为接近箭头26A的角度的状态之后，使工具22A向正转方向、反转方向旋转规定角度，这时，每隔一定的角度由照相机22拍摄多个图像。根据该图像，将从主轴11的旋转轴到工具12A的外形的距离最长的位置的主轴11的角度作为工具基准角度。
此外，也可以如下所述地确定工具基准角度。由于工具12A为双刃的，因此，使工具12A从任意位置低速旋转180°以上，每个规定角度拍摄图像。根据拍摄的图像，将从主轴11的旋转轴到工具12A的外形的距离最长的位置的主轴11的角度作为工具基准角度。
由于图4所示的工具12B为三刃的，因此，只要使主轴11旋转120°以上进行拍摄即可。在该情况下，与采用图3说明的情况一样，在图4中所示的箭头26B的位置表示进行拍摄的照相机22的方向。对于非旋转对称的工具，拍摄图像的张数变多，使主轴11旋转1圈，例如每旋转1°进行对工具12的拍摄，从拍摄获得的360张图像中选择必要的图像。
关于所使用的工具12为双刃或三刃这样的信息，可以通过图中未示出的输入装置输入给控制装置20，也可以作为数据库存储在控制装置20内的存储装置中。
在对工件14进行加工之前，测定工具12(12A、12B)的工具长度、工具直径、工具的刃部的形状等工具形状。之后，在求解热位移量、工具磨损量时，对这些值进行比较。
下面，对加工中的工具长度测定进行说明。在由机床2对工件14进行加工的过程中，当达到设定于控制装置20中的指定的时间时，机床2停止加工，使工具12移动至图2中所示的工具长度测定位置。这时，不使主轴11的旋转停止，而是保持加工中的旋转速度不变，使工具12移动，由工具形状测定装置1进行测定。因此，能够测定在受到旋转中的离心力等的影响下的正确的工具形状，若在热位移修正或工具磨损修正中采用测定值，则能够以更接近于加工中的工具12的状态进行修正，能够精度良好地进行加工。
在测定工具12A的双刃的形状的情况下，在主轴11首先达到求出的工具基准角度时，从控制装置20向工具形状测定装置1输出测定指令，对工具形状图像进行拍摄。在工具12A为双刃的情况下，如果在工具基准角度和工具基准角度+180°的位置进行拍摄，则能够拍摄全部刃的形状。在工具12B的情况下，由于是三刃的，因此，如果在工具基准角度、工具基准角度+120°、工具基准角度+240°的位置进行拍摄，则能够拍摄全部刃的形状。
拍摄可以是转1圈对刃进行拍摄，也可以是转多圈对刃进行拍摄，即使在多个刃的工具的情况下，通过对刃的形状一个一个地进行拍摄，也能够进行对全部刃的管理。
在工具基准角度与主轴11的角度一致之后，当控制装置20输出拍摄指令时，在主轴11正在高速旋转的情况下，存在着实际的拍摄时机滞后的情况。为了防止这种情况，控制装置也可以比工具基准角度与主轴11的角度传感器一致略微提前地输出拍摄指令。事先通过实验测定在达到何种位置的角度后输出指令就可以了。可以通过以多种转速进行实验，求出该角度并制表，根据转速，从该表求出恰当的角度。
在以1万转/分以上的转速使工具12旋转的情况下，采用带有闪烁功能(闪光功能)的照明装置24，如下面所述地使主轴11的旋转传感器的值与工具12的拍摄角度的值相对应。使工具12旋转，在处于某个旋转传感器的值时，从控制装置20向工具形状测定装置1输出拍摄指令，拍摄图像。
接着，拍摄从先前的图像旋转了规定的角度的工具12的图像。所谓规定的角度例如为5°。在该情况下，照相机22的快门速度跟不上，在工具12旋转1圈中拍摄偏差5°的图像是不合理的。因此，例如，拍摄从先前的图像起旋转10圈又旋转了5°的角度的图像。
照明装置24能够以μsec为单位，设定相对于指令将进行发光的时机延迟的时间。因此，能够正确地拍摄旋转10圈又偏差了5°的图像。对工具12的规定的旋转角度获取这样的图像，根据这些图像，使主轴11的旋转传感器的值与工具12的拍摄角度的值相对应。
若使主轴11的旋转传感器的值与工具12的拍摄角度的值相对应，则能够恰当地设定照明装置24发光时的延迟时间，若从控制装置20以恰当的时机向工具形状测定装置1输出拍摄指令，则能够拍摄出希望的工具12的旋转角度的图像。在测定工具12A这样的双刃工具的刃的形状的情况下，在最初拍摄一个刃之后，例如，在旋转了10圈和180°时，测定两个刃的形状。
在对工件进行加工之前测量的值与在加工中测量的值偏差了规定的值之后，根据该值来确定修正值，并作为修正值设定到控制装置20中。另外，在从主轴11的旋转轴到工具12的外形的距离因刃的原因而显著地变动并旋转之后，可以判断为工具12的旋转振动大，在控制装置20的监视器中显示出警告。另外，在没有由刃引起的显著的变动，但是，在虽然只有一个刃却距离变小的情况下，判断为刃破损，也可以产生警告。
以上，当如上所述利用本发明的工具形状测定装置1测定工具形状时，由于能够在加工中的转速下使主轴11旋转并进行测定，因此，能够测定与加工中同样的状态下的工具12的形状。另外，由于能够与主轴11的旋转角度传感器的值同步地进行拍摄，因此，能够只拍摄工具12的必要的旋转角度状态下的图像，可以减少记录装置的容量。
[第二个实施方式]
在本发明的第二个实施方式中使用的机床2(参照图1)与在本发明的第一个实施方式中使用的机床2相同，构成为配备有主轴箱4、控制装置20等。控制装置20构成为配备有图中未示出的CPU和存储器。
根据本发明的第二个实施方式的工具形状测定装置1a也与根据本发明的第一个实施方式的工具形状测定装置1大致相同地构成，大致相同地工作、使用。
作为根据本发明的实施方式的工具形状测定装置1、1a的测定对象的工具12，例如，是在通过切削加工来形成模具的型芯、内腔的表面时使用的工具。上述切削加工是为了对模具的型芯、内腔的表面例如进行最终的精加工而进行的加工，通过上述切削加工，模具的型芯、内腔的表面形成为镜面。作为工具12，例如，可以列举立铣刀。立铣刀12的外径例如为1mm的程度，立铣刀12进行切削加工时的转速为6万转/分的程度。
这里，参照图5(a)更详细地对机床2的主轴箱4进行说明。
主轴箱4为内置马达式的，构成为配备有框体31和主轴(心轴)11。主轴11形成为圆柱状，利用空气轴承能够自由旋转地支承于框体31。附图标记C1表示主轴11的旋转中心轴。
在主轴11的长度方向(旋转中心轴C1的延伸方向；Z方向)的一个端部(图5(a)的下端部)，设置有工具保持部33。通过设置工具保持部33，能够相对于主轴11自由拆装工具12。在主轴11的长度方向上的另一个端部(图5(a)的上端部)，成一体地设置马达35的转子37。在转子37的外侧，设置马达35的定子39。定子39从转子37稍稍离开地成一体设置于框体31。
接着，对于根据本发明的第二个实施方式的工具形状测定装置1a详细进行说明。
工具形状测定装置1a与根据本发明的第一个实施方式的工具形状测定装置1同样地形成，是测定设置于机床2的主轴11上的工具12的形状的装置，如图7所示，配备有照相机22、主轴旋转角度传感器(主轴旋转角度检测传感器)41和控制装置20(参照图1)。
照相机22是对旋转着的工具12进行拍摄以获得工具12的图像(静止图像)的装置。照相机22例如为数字照相机，利用全局快门拍摄工具12。对工具12进行拍摄时的照相机22的快门速度(图7中所示的照相机22的成像元件75的曝光时间)为使得旋转着的工具12的图像成为大致静止图像的程度的短的时间。
主轴旋转角度传感器41是检测主轴11(设置于主轴11的工具12)的旋转角度的传感器。另外，主轴旋转角度传感器41构成为在主轴11旋转时输出连续脉冲信号(参照图5(c)、图10)，并且，主轴11每转1圈发出1个周期的脉冲信号。另外，通过主轴11以恒定的速度旋转，连续脉冲信号的周期成为恒定的值。
参照图5(a)、(b)，对主轴旋转角度传感器41进一步详细进行说明。主轴旋转角度传感器41例如构成为配备有反射式的光电传感器43和标记45。
光电传感器43成一体地设置于框体31。标记45例如跨越半周地成一体设置于主轴11(参照图5(b)的带虚线的部分)。并且，当主轴11旋转时，光电传感器43反复处于检测出标记45的状态和没有检测出标记45的状态，光电传感器43发出图5(c)所示的连续脉冲信号。
如已经理解的那样，主轴旋转角度传感器41对主轴11的旋转角度的分辨率极大，为180°。
控制装置20根据主轴旋转角度传感器41检测出的主轴11的旋转角度，向照相机22输出拍摄指令。例如，当主轴旋转角度传感器41检测出标记45时，输出拍摄指令。
另外，工具12相对于主轴11以规定的旋转角度设置。例如，在旋转中心轴C1的延伸方向(Z方向)上观察，标记45的端部(主轴11的旋转方向上的前侧的端部)的角度(相位)与工具12的切削刃的前端47(参照图3、图4、图6)的角度(相位)相互一致。
双刃的工具12的一个切削刃的前端47形成为线状，位于一个平面上，双刃的工具12的另一个切削刃的前端47也位于上述一个平面上。另外，形成为线状的工具12的切削刃的前端47没有必要严格地位于一个平面上，也可以大致位于一个平面上。例如，在Z方向上观察，工具12的一个切削刃的前端47只要位于中心角为1°～5°的程度的扇形的内侧即可。另外，若以上述扇形的两条线段(半径)相交的部位作为扇形的中心角形成点，则扇形的中心角形成点与工具12的旋转中心轴C1相互一致。
若进一步说明，则在旋转中心轴C1的延伸方向(Z方向)上观察，旋转中心轴C1、标记45的端部和工具12的切削刃的前端47位于一条直线上。另外，虽然工具12的切削刃的前端47为多个(两个或三个)，但是，只要多个切削刃的前端47之中的一个前端47、旋转中心轴C1和标记45的端部位于一条直线上即可。
另外，也可以不将标记45设置在主轴11上，而设置在工具12的除切削刃以外的部位，光电传感器43对设置于工具12的标记45进行检测。由此，当进行将工具12向主轴11上的设置时，没有必要在意工具12的设置角度，工具12向主轴11上的设置变得容易。
进而，也可以不设置标记，利用光电传感器43或接近传感器等传感器检测工具的切削刃的前端47，由此，检测设置于主轴11的工具12的旋转角度。在这种情况下，若立铣刀12形成为双刃，则主轴11每转1圈，发出两个周期的脉冲信号，若立铣刀12形成为三刃，则主轴11每转1圈，发出三个周期的脉冲信号。
若进一步对控制装置20进行说明，则控制装置20根据主轴旋转角度传感器41检测出的主轴11、工具12的旋转角度的值，向照相机22发送应当对旋转着的工具12进行拍摄的意思的指令(拍摄指令；拍摄指令信号)。收到拍摄指令的照相机22立即进行对旋转着的工具12的拍摄，获得工具12的静止图像。并且，获得旋转着的工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止图像。将能够获得该最大外形的静止图像的主轴11或工具12的旋转角度作为最大旋转角度。最大旋转角度相当于在第一个实施方式中所述的工具基准角度。
这里，对于旋转着的工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止图像，以球头立铣刀为例更详细地进行说明。
首先，对于球头立铣刀进行说明。球头立铣刀12，如图9(a)所示，在外周设置有切削刃(虚线所示的部位)。另外，在图9中，由于简化地绘出立铣刀12的形状，因此，省略了对切削刃、槽的表示。
球头立铣刀12如图9(a)所示，构成为配备有圆柱状的基端部49和半球状的前端部51。基端部49的外径和前端部51的直径相互一致，在基端部49的中心轴C1的延伸方向(Z方向)上的一个端部(下端)，形成为前端部51贴合的形状。若将半球状的前端部51的圆形的端面(与圆柱状的基端部49的圆形的平面贴合的圆形的平面)的中心作为前端部51的中心C2，则中心C2位于球头立铣刀12的中心轴C1上。
球头立铣刀12的切削刃形成于前端部51的外周和基端部49的端部(前端部51侧的端部)。球头立铣刀12的基端部49的另一个端部与工具保持部33卡合而被工具保持部33保持。
并且，通过主轴11的由工具保持部33保持的球头立铣刀12与主轴11一起旋转(以中心轴C1为旋转中心进行自转)，利用切削刃对被加工物(工件)14进行切削加工。
接着，对于利用球头立铣刀12对被加工物14进行切削加工时的加工点进行说明。当利用球头立铣刀12的切削刃对被加工物14进行切削加工时，球头立铣刀12的切削刃的前端47与被加工物14的接触点成为加工点。
若进一步说明，则当利用球头立铣刀12以规定的切入量对被加工物14进行切削加工时，球头立铣刀12相对于被加工物14在X方向、Y方向、Z方向上移动。当进行加工时，例如，球头立铣刀12在其移动方向上的最后端，与被加工物14接触的点(在加工后决定被加工物14的外形形状的部位)成为加工点。加工点形成于球头立铣刀12的切削刃的前端47的一部分中。
接着，对于旋转着的球头立铣刀12的切削刃的前端47处的球头立铣刀12的最大外形的静止图像进行说明。
由于旋转，球头立铣刀12的切削刃的位置随着时间的推移而变化。例如，在双刃的球头立铣刀12的情况下，球头立铣刀12每转1圈，两个切削刃之中的一个切削刃转1圈。另外，当在旋转中心轴C1的延伸方向上观察双刃的球头立铣刀12时，一对切削刃相对于旋转中心轴C1点对称地形成(参照图3、图6、图7)。
当在Z方向或Y方向上观察旋转着的球头立铣刀12的一个切削刃时，切削刃的前端47与旋转中心轴C1之间的距离(例如，X方向上的距离)与球头立铣刀12的旋转角度相应地变化。图6(a)的附图标记La、图6(b)的附图标记Lb、图6(c)的附图标记Lc、图6(d)的附图标记Ld所示为上述X方向上的距离。另外，如图6中箭头所示，工具12绕逆时针旋转，随着时间的推移，依次重复图6(a)所示的状态、图6(b)所示的状态、图6(c)所示的状态、图6(d)所示的状态、图6(a)所示的状态……。
并且，当达到某一时刻(图6(b)、图6(d)所示的时刻)时，球头立铣刀12的一个切削刃的前端47与旋转中心轴C1之间的距离的值达到最大值Lb、Ld。达到该最大值Lb、Ld时的球头立铣刀12的静止图像成为旋转着的球头立铣刀12的一个切削刃的前端47处的球头立铣刀12的最大外形的静止图像。
另外，在两个切削刃之中的另一个切削刃的情况下，也与所述一个切削刃一样，当达到某一时刻时，球头立铣刀12的另一个切削刃的前端47与旋转中心轴C1之间的距离的值达到最大值。达到该最大值时的球头立铣刀12的静止图像成为旋转着的球头立铣刀12的另一个切削刃的前端处的球头立铣刀12的最大外形的静止图像。
由这些最大外形的静止图像获得的球头立铣刀12的切削刃的外形(外周；线状的边缘)表示球头立铣刀12的切削刃的前端47。
另外，实际上，如图9(d)所示，虽然程度极小、但一个切削刃的前端47(47A)与另一个切削刃的前端47(47B)相对于旋转中心轴C1不对称的情况很多。对于这种情况下的切削刃的前端47处的球头立铣刀12的最大外形的静止图像，采用在一对切削刃的前端47之中与旋转中心轴C1之间的距离的值大的一方的该静止图像。
另外，图9(d)的双点划线是将一个切削刃的前端47A相对于旋转中心轴C1对称地配置的线。在图9(d)中，另一个切削刃的前端47B全部位于一个切削刃的前端47A的内侧，但是，另一个切削刃的前端47B的一部分也可以位于一个切削刃的前端47A的外侧。在这种情况下，由一个切削刃的前端47A的一部分和另一个切削刃的前端47B的一部分形成切削刃的前端47处的球头立铣刀12的最大外形的静止图像。
另外，在对配备有两个切削刃的球头立铣刀12进行拍摄的情况下，球头立铣刀12每转半圈(旋转180°)，由照相机22进行拍摄，获得球头立铣刀12的最大外形的静止图像。在对配备有三个切削刃的球头立铣刀12进行拍摄的情况下，球头立铣刀12每转1/3圈(旋转120°)，由照相机22进行拍摄，获得球头立铣刀12的最大外形的静止图像。进而，在对配备有n个切削刃的球头立铣刀12进行拍摄的情况下，球头立铣刀12每转1/n圈(360°/n)，由照相机22进行拍摄，获得球头立铣刀12的最大外形的静止图像。
主轴旋转角度传感器41构成为还检测主轴11的转速(旋转角速度)。如上所述，主轴旋转角度传感器41构成为利用以恒定的转速旋转的主轴11发出例如矩形波状的连续脉冲信号。控制装置20接收主轴旋转角度传感器41发出的连续脉冲信号，测定每规定时间被开、关的连续脉冲信号的时间间隔(连续脉冲信号的周期)，由此，检测主轴11的转速。
另外，也可以构成为代替控制装置20，而由主轴旋转角度传感器41测定被开、关的连续脉冲信号的时间间隔，由此，主轴旋转角度传感器41检测主轴11的转速。
控制装置20根据主轴11的转速(旋转角速度)使向照相机22输出拍摄指令的时机变化。
输出控制装置20对照相机22的拍摄指令的时机的变化(调整)，是为了获得旋转着的工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止图像而进行的。即，是为了获得达到最大旋转角度的工具12的静止图像而进行的。
若进一步说明，则从控制装置20向照相机22输出拍摄指令之后到照相机22实际进行拍摄为止，虽然只是略微的程度，但是会产生延迟(拍摄时滞；延迟时间)。例如，当工具12达到了能够获得工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止图像的旋转角度时，即使从控制装置20向照相机22输出拍摄指令，到照相机22实际对工具12进行拍摄为止，也会需要一点儿时间。在这一点儿时间中，工具12会略微旋转，会变得不能获得工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止画面。
参照图6进行说明。图6是在Z方向上观察双刃的工具12的图。在图6中所示的情况中，工具12在箭头所示的方向上1分钟转6万圈。如上所述，时间从图6(a)向图6(d)推移。
图6(a)所示的状态1表示延迟为“0μsec”的情况，图6(b)所示的状态2表示延迟为“250μsec”的情况，图6(c)所示的状态3表示延迟为“500μsec”的情况，图6(d)所示的状态4表示延迟为“750μsec”的情况。
例如，在延迟为“250μsec”的情况下，若在状态1时输出拍摄指令，则达到状态2的旋转角度的工具12被拍摄。
另外，图6的“照明”表示后面所述的发光装置61。另外，如上所述，通过在图6(b)、(d)的状态2、状态4下进行拍摄，能够获得工具12的最大外形的静止图像。
若存在拍摄时滞，则会变得不能获得工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止画面。
这里，利用预先求出的拍摄时滞(控制装置20的存储器中存储的拍摄时滞的时间)，进行向照相机22输出拍摄指令的时机的调整。例如，在从能够获得工具12的切削刃的前端47处的工具12的最大外形的静止图像的旋转角度到来的时刻回溯拍摄时滞的时间的量的时刻，向照相机22输出拍摄指令。
这里，参照图10对向照相机22输出拍摄指令的时机的调整详细进行说明。
图10的横轴表示时间t的推移，纵轴表示主轴旋转角度传感器41发出的连续脉冲信号的开、关状态。
在图10(a)中，例如，在时刻t1，主轴11或工具12达到最大旋转角度。重复进行下述操作：在时刻t1，主轴旋转角度传感器41开始发出“开”信号，在时刻t2，停止“开”信号，在时刻t3，主轴旋转角度传感器41开始发出“开”信号，在时刻t4，停止“开”信号。
在图10(a)中由附图标记TF所示的是表示连续脉冲信号中的1个周期的时间。在图10(a)中由附图标记TD所示的是拍摄时滞的时间。若在时刻t1控制装置20向照相机22输出拍摄指令，则照相机22对工具12进行拍摄的时刻会变成附图标记TD所示的时刻。在这种情况下，不能获得工具12的最大外形的静止图像。
这里，若在比时刻t1回溯时间TD的时刻td1，控制装置20向照相机22输出拍摄指令，则照相机22对工具12进行拍摄的时刻为时刻t1，能够获得工具12的最大外形的静止图像。
另外，若在比时刻t1推移了时间(TF-TD)的时刻td2，控制装置20向照相机22输出拍摄指令，则照相机22对工具12进行拍摄的时刻为时刻t3，由此，也能够获得工具12的最大外形的静止图像。
虽然在图10(a)中，拍摄时滞的时间TD变得比表示连续脉冲信号中的1个周期的时间TF短，但是，也存在时间TD比时间TF长的情况。
对于这种情况，参照图10(b)进行说明。另外，在图10(b)中，成为“TF＜TD＜2×TF”，但是，即使上述的“2”变成“3”以上的自然数，也可以同样地考虑。
在图10(b)中，在比时刻t1推移了时间(2×TF-TD)的时刻td2，控制装置20向照相机22输出拍摄指令。由此，照相机22对工具12进行拍摄的时刻成为时刻t5，由此，也能够获得工具12的最大外形的静止图像。
另外，在图10(b)中所示的情况下，也可以在比时刻t1回溯时间TD的时刻(在图10(b)中没有示出)，控制装置20向照相机22输出拍摄指令。在这种情况下，照相机22对工具12进行拍摄的时刻成为时刻t3。
另外，在图10(a)或图10(b)中，也可以将“TF-TD”或“2×TF-TD”改成“n×TF-TD”。其中，“n”是任意的自然数。
接着，举例说明拍摄时滞的时间TD的求解方法。
在主轴的工具保持部33中设置带有1个标记(图中未示出)的模拟工具(图中未示出)，使模拟工具以恒定的转速旋转。并且，当由主轴旋转角度传感器41检测出模拟工具的旋转角度变成了规定的旋转角度(应当拍摄的旋转角度)时，控制装置20向照相机22输出拍摄指令，获得照相机22对模拟工具拍摄的模拟工具的静止图像。
通过对该静止图像中显示的上述标记(图中未示出)的位置偏移量进行检测，求出拍摄时滞的时间TD。
例如，在模拟工具以6万转/分旋转的状态下，主轴旋转角度传感器41对模拟工具的标记的旋转角度成为“0°”进行检测，控制装置20向照相机22输出拍摄指令，通过照相机22对模拟工具进行拍摄，获得模拟工具的静止图像。若在所获得的静止图像上显示的标记的旋转角度成为“45°”，则拍摄时滞的时间TD成为125μsec，若旋转角度成为“90°”，则拍摄时滞的时间TD成为250μsec。
在工具形状测定装置1a中，例如，测定主轴11以恒定转速na进行旋转时的时滞时间TDa，由上述时滞时间TDa通过计算求出主轴11以另外的恒定转速nb旋转时的时滞时间TDb。即，为“时滞时间TDb＝时滞时间TDa×恒定转速nb/恒定转速na”。
另外，在工具形状测定装置1a中，测定主轴11以多个恒定转速na1、na2、na3…旋转时的各自的时滞时间TDa1、TDa2、TDa3…，如下所述地求出主轴11以另外的恒定转速nb旋转时的时滞时间TDb。其中，na1＜na2＜na3，TDa1＞TDa2＞TDa3。
当恒定转速nb与恒定转速na1、na2、na3…中的任意转速一致时，采用该一致的转速下的时滞时间作为时滞时间TDb。
另外，当恒定转速nb与多个恒定转速na1、na2、na3…中的任意转速都不一致时，从恒定转速nb的两个相邻的转速求出时滞时间TDb。例如，“TDb＝TDa1+((nb-na1)/(na2-na1))×(TDa2-TDa1)”。
另外，若时滞时间TD的值大，并且主轴11每1分钟转6万转，则也存在着在时滞时间TD内，主轴11旋转360°以上的情况。在这种情况下，如果最初使主轴11以低转速旋转，求解时滞时间TD，之后逐渐提高主轴11的转速，求解时滞时间TD，则能够对在时滞时间TD内主轴11会旋转360°以上的情况进行检测。
另外，也可以采用图11所示的工具作为模拟工具。图11所示的模拟工具，在圆柱状的模拟工具本体65的侧面设有多个标记67(67A、67B、67C、67D…)。各个标记67在圆柱状的模拟工具本体65的圆周方向(图11(b)的左右方向)上隔开一定间隔地配置。另外，各个标记67(67A、67B、67C、67D…)在圆柱状的模拟工具本体65的高度方向(图11(b)的上下方向)上隔开一定间隔地配置，并且，随着从图11(b)的左方趋向右方，距Z方向下端的距离逐渐变大。
另外，虽然在上述说明中，主轴11每转1圈，主轴旋转角度传感器41发出1个周期的脉冲信号，但是，也可以代替设置主轴旋转角度传感器41，或者，在主轴旋转角度41的基础上，设置旋转编码器(图中未示出)，检测主轴11的旋转角度。旋转编码器的分辨率与主轴旋转角度传感器41的分辨率相比充分地小，例如，为1°的程度或0.1°～5°的程度，或者为在此以下的分辨率。若采用这样的旋转编码器，则通过设置恰当的旋转编码器的值，在达到该值时输出拍摄指令，能够拍摄恰当的工具的图像。
另外，在上述说明中，作为时滞的要因，列举了从控制装置20向照相机22输出拍摄指令到照相机22进行拍摄为止的时间，但是，也可以在从控制装置20向照相机22输出拍摄指令到照相机22进行拍摄为止的时滞上附加因主轴旋转角度传感器41的缘故而产生的时滞、因控制装置20的缘故而产生的时滞。
这里，也可以列举第一输出和第二输出作为由控制装置20进行的拍摄指令的输出。
第一输出是为了获得主轴11每旋转规定的角度(例如1°)的状态下的多个图像(工具12的多个静止图像)而进行的输出。工具12的多个静止图像是与主轴11旋转1圈相应的图像。
通过进行这样的第一输出，进行第1次拍摄(第一组的拍摄)，例如，由照相机22拍摄获得工具12的1周的360张图像。即，若将达到某一规定的旋转角度的主轴11的旋转角度作为基准角度(°)，通过从基准角度旋转了1°时的工具12的图像、从基准角度旋转了2°时的工具12的图像、从基准角度旋转了3°时的工具12的图像…这样的方式，获得工具12的1周的360张图像。
另外，上述1°的角度是工具12的拍摄图像(由照相机22的拍摄获得的图像)相对于实际形状的误差落在允许范围内的角度。
另外，由于主轴11极快地旋转，因此，不是在工具12旋转1圈的期间进行360次的拍摄，而是在工具12旋转多圈的期间进行360次的拍摄。
对此举例进行说明。当为主轴的基准角度(0°)时，第1张图像为主轴11从基准角度旋转了360°×m1+1°的状态的图像。第2张图像为主轴11从基准角度旋转了360°×m2+2°的状态的图像。以下，第p张图像为主轴11从基准角度旋转了360°×mp+p°的状态的图像。其中，m1、m2…mp…、p为自然数，m1＜m2＜…mp…。
另外，在上述说明中，通过使m1＜m2＜…mp…，在1°的拍摄之后，进行2°的拍摄。即，在上面的说明中，从距工具12的基准角度的旋转角度小的状态起依次进行拍摄。但是，也不必一定要这样做。也可以按照与距工具12的基准角度的旋转角度的大小无关的拍摄顺序进行拍摄。例如，也可以在350°的拍摄之后，进行10°的拍摄，在10°的拍摄之后，进行121°的拍摄。
另外，也可以对从输出了第一次的拍摄信号时起旋转了360°×m0+1°的状态下的工具12进行拍摄，获得第一张工具12的图像，在第一张的图像拍摄结束后，对从输出了第二次的拍摄信号时起旋转了360°×m0+2°的状态下的工具12进行拍摄，获得第二张工具12的图像，…在第p-1张的图像拍摄结束后，对从输出了第p次的拍摄信号时起旋转了360°×m0+p°的状态下的工具12进行拍摄，获得第p张工具12的图像，…在第359张的图像拍摄结束后，对从输出了第360次的拍摄信号时起旋转了360°×m0+360°的状态下的工具12进行拍摄，获得第360张工具12的图像。对于拍摄与拍摄之间的时间，工具形状测定装置1a需要取直到达到工具12的拍摄结束、能够进行下一次拍摄的准备的状态为止的充分的时间。其中，m0为自然数。
另外，在工具形状测定装置1a中，设有输入工具12的旋转角度的工具旋转角度输入部(图中未示出)。工具旋转角度输入部例如设置在控制装置20处。
并且，在通过第一输出获得的图像之中，将成为想要拍摄的旋转角度的工具12的旋转角度从工具旋转角度输入部输入给控制装置20。
若进一步说明，则由操作者观察第一次拍摄的图像，选择拍摄所需的工具12的角度(由第一次拍摄获得的多个图像之中的必要图像)。并且，在想要只以所选择的角度进行拍摄的情况下，从工具旋转角度输入部输入想要拍摄的工具12的旋转角度。例如，在对达到1°和2°的旋转角度的工具进行拍摄的情况下，利用工具旋转角度输入部输入1°和2°。
控制装置20在进行了第一输出之后，为了进行由工具旋转角度输入部输入的旋转角度下的工具12的拍摄，而进行第二输出。
通过进行这样的拍摄指令的第二输出，能够进行第二次的拍摄(第二组的拍摄)，只获得达到想要拍摄的旋转角度的工具12的图像。
由于控制装置20在进行了第一输出之后，为了进行由工具旋转角度输入部输入的旋转角度下的工具12的拍摄，而进行第二输出，因此，节省了保存图像数据的存储器。
另外，在工具形状测定装置1a中，设有与照相机22的拍摄同步地发光的发光装置(照明装置；例如闪光装置)61。并且，通过由控制装置20对照相机22输出拍摄指令，闪光装置61向工具12发光。另外，作为闪光装置61的发光体(发光源)，例如采用LED。
闪光装置61的发光是为了获得更鲜明的工具12的静止图像，另外，为了以更短的时间对工具12进行拍摄而进行的。闪光装置61发光的时间比照相机22的快门打开的时间短，在照相机22的快门打开的时间内，闪光装置61发光。
即，通过由控制装置20对照相机22输出拍摄指令，在照相机22的快门打开着的时间内(照相机22的快门全开的时间内)，闪光装置61发光。
换言之，当由控制装置20对照相机22输出了拍摄指令时，照相机22立即开始打开快门的动作。在比照相机22开始打开快门的动作的时刻略微过了一点儿时间的时刻，并且，在照相机22开始关闭快门的动作之前，闪光装置61进行发光。
若进一步说明，则虽然可以通过由主轴旋转角度传感器41的测定引起的触发而对照相机22的快门和闪光装置61给予指示(拍摄指令)，但是，也存在着闪光装置61会在照相机22的快门没有打开的期间中发光的情况。为了避免这种情况，使闪光装置61的发光时机延迟(引入迟滞)。并且，在快门充分打开了的时刻，使闪光装置61发光。
由此，在照相机22的快门没有打开的期间中，发光装置61不发光。另外，在照相机22的快门关闭的状态下，或者，在正在关闭的中途的状态下，闪光装置61不发光。
在使用闪光装置61(通过闪光装置61的瞬间发光)获得工具12的静止图像的情况下，如上所述，照相机以慢的快门速度对工具12进行拍摄。另外，在采用LED作为闪光装置61的发光体的情况下，由于LED的亮度非常高，因此没有必要将拍摄环境设置得那么暗。
另外，在设有闪光装置61的情况下，如图7所示，使旋转着的工具12位于中间，在一侧设置照相机22，在另一侧设置闪光装置61。并且，通过闪光装置61向工具12和照相机22发光，进行照相机22对工具12的拍摄。这时，闪光装置61向工具12发出平行光79。
由此，在照相机22对工具12进行拍摄时，闪光装置61作为背景光源起作用，由照相机22对工具12的廓影进行拍摄。
若进一步说明，则闪光装置61发出的平行光79的行进方向例如为X方向，与工具12的旋转中心轴C1正交，照相机22的镜头69的光轴71也沿着X方向延伸。
另外，如图7所示，也可以设置用于对闪光装置61、照相机22相对于工具12的对准进行调整的对准调整装置73。图7中所示的对准调整装置73能够对于闪光装置61围绕在Z方向上延伸的规定的轴的旋转角度、以及闪光装置61围绕在Y方向上延伸的规定的轴的旋转角度进行调整，对闪光装置61进行旋转定位。另外，在照相机22中也设有同样的对准调整装置。
通过设置对准调整装置73，易于将闪光装置61发出的平行光79的行进方向与照相机22的镜头69的光轴71调整成相互平行。另外，易于使闪光装置61发出的平行光79的行进方向与照相机22的成像元件75的平面正交。
接着，对于使用闪光装置61的工具形状测定装置1a的动作进行说明。
在初始状态下，工具12以一定的旋转速度旋转，预先求出时滞时间TD。另外，如图7所示，工具12位于闪光装置61与照相机22之间，还进行闪光装置61和照相机22相对于工具12的对准调整。
在上述初始状态下，当控制装置20采用时滞时间TD向照相机22输出拍摄指令时，照相机22的快门打开，闪光装置61发光，照相机22的快门关闭。并且，获得工具12的最大外形的静止图像。
根据所获得的工具12的最大外形的静止图像，求出工具12的实际的形状。并且，例如，在设置于控制装置20的显示画面(图中未示出)上，使工具12的理想形状(目标形状)与工具12的最大外形的静止图像(实际对工件14进行加工的工具12的形状)重叠地进行显示。
在机床2中，在控制装置20的控制下，与工具12的实际的形状相应地进行工具12的位置修正，并且，进行对工件14的加工。加工有时需要花费数十小时。在这样的加工中，由工具形状测定装置1、1a时时对工具12的形状进行测定，用于工具12的修正，或者，进行是否需要更换工具12的检测。
另外，由NC(Numerical Control：数控)装置(控制装置20)设定加工时的主轴11的转速。在使主轴11旋转并达到进行加工的转速之后，由工具形状测定装置1、1a测定工具12的形状(加工前)。测定(工具12的拍摄)的触发是主轴的旋转传感器(编码器)的规定值、或者主轴旋转角度传感器41。若与触发同步地在相同的时刻使闪光装置61发光，则在处于以该转速旋转中的情况下，能够始终对相同角度的工具12的图像进行拍摄。只要从主轴11上卸下工具12，使旋转停止，另外，在恢复到原来的转速的情况下，也能够以相同的时机对相同角度的工具12的图像进行拍摄。
采用工具形状测定装置1a，由于根据主轴旋转角度传感器41检测出的主轴11的旋转角度，由照相机22对工具12进行拍摄，因此，能够极大地缩短工具12的拍摄所花的时间。即，由于能够通过1次拍摄获得达到上述最大旋转角度的工具12的静止图像，因此，没有必要对工具12多次进行拍摄并对通过这些拍摄获得的静止图像进行相互比较。
另外，若减慢照相机22的快门速度(例如，将快门打开比工具12转1圈的时间长的时间)对工具12进行拍摄，则如图8(a)所示，引起拍摄对象模糊，在工具12的外周侧，工具12的影像变差，工具12的轮廓77会变得模糊，不能正确地获得工具12的形状。
与此相对，如果采用工具形状测定装置1a，则如图8(b)所示，消除了拍摄对象模糊，工具12的轮廓77变得清楚。并且，能够获得工具12的正确的形状。
另外，采用工具形状测定装置1a，由于使控制装置20向照相机22输出拍摄指令的时机根据主轴11的转速而变化，因此，即使在主轴11的转速变化了的情况下，也能够获得工具12的最大外形的静止图像。
另外，采用工具形状测定装置1a，由于通过由控制装置20向照相机22输出拍摄指令，闪光装置61向工具12发光，因此，能够以与通过照相机22的快门的开闭进行拍摄的情况相比更短的时间对工具12进行拍摄，能够廉价且容易地获得旋转着的工具12的鲜明的图像。即，与提高照相机22的快门速度(缩短打开快门的时间)相比，可以廉价且容易地缩短闪光装置61的发光时间。
另外，若不使用闪光装置61，则在照相机22的快门的控制中不能进行追踪，即使能进行追踪，也会是非常昂贵的照相机。然而，通过使用抬起时间快而能够短时间发光的闪光装置61，即使使用比能够采用高速快门的照相机廉价的照相机，也能够获得旋转着的工具12的鲜明的图像。
另外，采用工具形状测定装置1a，由于通过使旋转着的工具12位于中间，在一侧设置照相机22，在另一侧设置闪光装置61，闪光装置61向工具12和照相机22发出平行光79，进行照相机22对工具12的拍摄，因此，能够与实际的工具12的外形没有差异地对工具12的廓影进行拍摄。
通过获得工具12的廓影作为静止图像，工具12的外周(边缘；轮廓)77变得鲜明，能够容易地获得工具12的正确的外形。
另外，采用工具形状测定装置1a，由于主轴旋转角度传感器41在主轴11旋转时输出连续脉冲信号，并且，主轴11每转1圈，发出1个周期的脉冲信号，因此，能够利用简单的结构容易地检测高速旋转的主轴11的旋转速度。
在此，作为工具12列举了立铣刀，作为立铣刀，除了图9(a)所示的球头立铣刀之外，还可以列举图9(b)所示的方端铣刀或图9(c)所示的圆弧立铣刀。
另外，在上述说明中，利用主轴旋转角度传感器41或旋转编码器，检测主轴11或工具12的旋转角度或旋转速度，但是，也可以从函数生成器等其它设备发出与主轴旋转角度传感器41或旋转编码器同样的信号，进行照相机22的拍摄。
另外，也可以将拍摄获得的全部图像合成，获得工具12的最大外形的静止图像。并且，也可以基于工具12的最大外形来进行工具修正。
另外，也可以将上面记载的内容作为工具形状测定方法的发明来掌握。
即，作为对设置于机床的主轴(心轴)上的工具(例如，立铣刀)的形状进行测定的工具形状测定方法，即，作为包括检测所述主轴的旋转角度的主轴旋转角度检测工序、以及根据在所述主轴旋转角度检测工序中检测出的所述主轴的旋转角度由照相机对所述工具进行拍摄的拍摄工序的工具形状测定方法来掌握。
在这种情况下，主轴旋转角度检测工序也可以是还对所述主轴的转速(旋转角速度)进行检测的工序，在所述拍摄工序，根据所述主轴的转速使进行所述拍摄的时机变化。
另外，也可以当在所述拍摄工序进行所述拍摄时，发光装置向所述工具发光。
另外，也可以在所述拍摄工序，在所述照相机的快门打开着的时间内，所述发光装置发光。
另外，也可以使所述旋转着的工具位于中间，在一侧设置进行所述拍摄工序中的拍摄的照相机，在另一侧设置所述发光装置，通过所述发光装置向所述工具(以及照相机)发光，进行所述拍摄工序中的所述照相机对所述工具的拍摄，并且，所述发光装置也可以向所述工具发出平行光。
另外，所述主轴旋转角度检测工序也可以是这样的工序：当所述主轴(以一定速度)旋转时，输出连续脉冲信号，并且，所述主轴每转1圈，输出1个周期的脉冲信号。
另外，作为所述拍摄工序，也可以设置第一工序和第二工序，在所述第一工序，对所述主轴每旋转规定角度的状态下的多个图像进行拍摄，在进行了所述第一工序中的拍摄之后，在所述第二工序，只对达到规定的旋转角度的所述工具的图像进行拍摄。
日本特愿2018-203386号(申请日：2018年10月30日)的全部内容在此被引用。
以上，说明了本发明的几个实施方式，但是，这些实施方式是作为例子提出的，并不用于限定发明的范围。这些新型的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨中，并且，包含在与权利要求书所记载的发明等价的范围内。
附图标记说明
1、1a工具形状测定装置
2机床
11主轴(心轴)
12工具(立铣刀)
20控制装置
22照相机
41主轴旋转角度传感器
61发光装置(闪光装置)

Claims (14)

1.一种对设置于机床的主轴上的工具的形状进行测定的工具形状测定装置，其特征在于，具有照相机、主轴旋转角度传感器和控制装置，
所述照相机对所述工具进行拍摄，
所述主轴旋转角度传感器对所述主轴的旋转角度进行检测，
所述控制装置根据所述主轴旋转角度传感器检测出的所述主轴的旋转角度，对所述照相机输出拍摄指令，
当所述主轴旋转时，所述主轴旋转角度传感器输出连续脉冲信号，并且，所述主轴每转1圈，所述主轴旋转角度传感器发出1个周期的脉冲信号，
所述主轴旋转角度传感器还检测所述主轴的转速，
所述控制装置根据所述主轴的转速，使对所述照相机输出拍摄指令的时机变化，
将从所述控制装置向所述照相机输出拍摄指令之后到所述照相机实际进行拍摄为止的时间作为拍摄时滞，
将所述工具的如下所述的旋转角度作为最大旋转角度：即，在所述旋转角度，通过所述照相机的拍摄能够获得旋转着的所述工具的切削刃的前端处的所述工具的最大外形的静止图像，
所述控制装置输出所述拍摄指令的时机是从旋转着的所述工具的旋转角度成为最大旋转角度的时刻起经过了如下所述的时间的时刻，所述时间是将所述1个周期的脉冲信号的时间的整数倍的时间减去预先求出的所述拍摄时滞的时间而得到的时间。
2.如权利要求1所述的工具形状测定装置，其特征在于，
具有发光装置，
通过由所述控制装置对所述照相机输出拍摄指令，所述发光装置向所述工具发光。
3.如权利要求2所述的工具形状测定装置，其特征在于，
通过由所述控制装置对所述照相机输出拍摄指令，在所述照相机的快门打开着的时间内，所述发光装置发光。
4.如权利要求2所述的工具形状测定装置，其特征在于，使所述工具位于中间，在一侧设置所述照相机，在另一侧设置所述发光装置，通过所述发光装置向所述工具发光，进行所述照相机对所述工具的拍摄，
所述发光装置向所述工具发出平行光。
5.如权利要求3所述的工具形状测定装置，其特征在于，使所述工具位于中间，在一侧设置所述照相机，在另一侧设置所述发光装置，通过所述发光装置向所述工具发光，进行所述照相机对所述工具的拍摄，
所述发光装置向所述工具发出平行光。
6.如权利要求1～5中任一项所述的工具形状测定装置，其特征在于，
作为由所述控制装置进行的拍摄指令的输出，存在有第一输出，
通过所述第一输出，获得在所述主轴每旋转了规定角度的状态下的多个图像。
7.如权利要求6所述的工具形状测定装置，其特征在于，
作为由所述控制装置进行的拍摄指令的输出，还存在有第二输出，
所述工具形状测定装置具有输入所述工具的旋转角度的工具旋转角度输入部，
所述控制装置，在进行了所述第一输出之后，为了进行在由所述工具旋转角度输入部输入的旋转角度下的所述工具的拍摄，进行所述第二输出。
8.一种对设置于机床的主轴上的工具的形状进行测定的工具形状测定方法，其特征在于，具有主轴旋转角度检测工序和拍摄工序，
在所述主轴旋转角度检测工序，检测所述主轴的旋转角度，
在所述拍摄工序，根据在所述主轴旋转角度检测工序中检测出的所述主轴的旋转角度，对所述工具进行拍摄，
所述主轴旋转角度检测工序是这样的工序：当所述主轴旋转时，输出连续脉冲信号，并且，所述主轴每转1圈，输出1个周期的脉冲信号，
所述主轴旋转角度检测工序是对所述主轴的转速也进行检测的工序，
在所述拍摄工序，根据所述主轴的转速，使进行所述拍摄的时机变化，
将从在所述拍摄工序中向照相机输出拍摄指令之后到所述照相机实际进行拍摄为止的时间作为拍摄时滞，
将所述工具的如下所述的旋转角度作为最大旋转角度：即，在所述旋转角度，通过所述照相机的拍摄能够获得旋转着的所述工具的切削刃的前端处的所述工具的最大外形的静止图像，
所述拍摄工序中输出所述拍摄指令的时机是从旋转着的所述工具的旋转角度成为最大旋转角度的时刻起经过了如下所述的时间的时刻，所述时间是将所述1个周期的脉冲信号的时间的整数倍的时间减去预先求出的所述拍摄时滞的时间而得到的时间。
9.如权利要求8所述的工具形状测定方法，其特征在于，
在所述拍摄工序，当进行所述拍摄时，发光装置向所述工具发光。
10.如权利要求9所述的工具形状测定方法，其特征在于，
在所述拍摄工序，在所述照相机的快门打开着的时间内，所述发光装置发光。
11.如权利要求9所述的工具形状测定方法，其特征在于，
使所述工具位于中间，在一侧设置用于进行所述拍摄工序中的拍摄的照相机，在另一侧设置所述发光装置，通过所述发光装置向所述工具发光，进行在所述拍摄工序中由所述照相机对所述工具的拍摄，并且，所述发光装置向所述工具发出平行光。
12.如权利要求10所述的工具形状测定方法，其特征在于，
使所述工具位于中间，在一侧设置用于进行所述拍摄工序中的拍摄的照相机，在另一侧设置所述发光装置，通过所述发光装置向所述工具发光，进行在所述拍摄工序中由所述照相机对所述工具的拍摄，并且，所述发光装置向所述工具发出平行光。
13.如权利要求8～12中任一项所述的工具形状测定方法，其特征在于，
作为所述拍摄工序，存在有第一工序，
所述第一工序是对在所述主轴每旋转了规定角度的状态下的多个图像进行拍摄的工序。
14.如权利要求13所述的工具形状测定方法，其特征在于，
作为所述拍摄工序，还存在有第二工序，
所述第二工序是在进行了所述第一工序中的拍摄之后，只对成为规定的旋转角度的所述工具的图像进行拍摄的工序。
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