JP2012213814A - Automatic drill tip processing machine - Google Patents

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drill
tip
grindstone
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main shaft
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JP2011078995A
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Japanese (ja)
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Kazuya Yanagida
一也 柳田
Tadashi Yamamoto
匡 山本
Kenji Hitotsubashi
建史 一橋
Atsushi Nishio
淳 西尾
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KANAE GIKEN KK
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
KANAE GIKEN KK
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent damage caused by a collision between a drill and a grinding wheel in the detection of a relative position between the drill and the grinding wheel.SOLUTION: The automatic drill tip processing machine includes a main shaft 1 arranged freely movably in a predetermined direction and having a chuck holding the drill W being a processed material, the grinding wheel 4 arranged freely movably in the predetermined direction and giving machining for forming honing at the tip of the drill held by the main shaft, and a driving mechanism for moving the main shaft and the grinding wheel in the predetermined direction. The automatic drill tip processing machine further includes a measuring probe 3 arranged integrally with the main shaft and arranged in a positional relationship parallel to a drill mounting axis in the chuck, imaging cameras 20, 21 arranged in the moving range of the main shaft and imaging the drill held in the chuck and the measuring probe, and a control means obtaining the imaging information of the drill and the measuring probe from the imaging cameras and the driving information from the driving mechanism, and sending information for forming the honing at the tip of the drill by the grinding wheel to the driving mechanism based on the information.

Description

本発明は、ドリルの先端を自動的に研削加工してホーニングを形成する自動ドリル先端加工機に関する。   The present invention relates to an automatic drill tip processing machine that forms a honing by automatically grinding a tip of a drill.

このドリルの先端にホーニングを形成する技術として、下記特許文献1には、二段階で行われる切削刃の面取り操作を含んだ技術が開示されている。この技術では、第一段階において、回転する砥石が切削刃の様々な位置に向けて動かされ、接触検出器によって接触点が検出され、その電子モジュールが砥石を制御して停止させ、初期の位置に戻す。また、第二段階においては、砥石が、第一段階の間に記録された接触点を連結して得られる曲線をたどるように制御される。
また、下記特許文献2には、ドリルをホーニングするに際して、切刃を露出させた状態でマージン部を被覆材によって覆った上で、切刃にブラシによってホーニングを施すことにより、すくい面とマージン部とを角度をもって交差させるようにした技術が開示されている。
As a technique for forming a honing at the tip of the drill, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique including a chamfering operation of a cutting blade performed in two stages. In this technique, in the first stage, the rotating grindstone is moved toward various positions on the cutting blade, the contact point is detected by the contact detector, and the electronic module controls and stops the grindstone to the initial position. Return to. In the second stage, the grindstone is controlled to follow a curve obtained by connecting the contact points recorded during the first stage.
Further, in Patent Document 2 below, when honing a drill, the cutting edge is covered with a covering material in a state where the cutting edge is exposed, and then the cutting edge is subjected to honing with a brush so that the rake face and the margin portion are provided. Is disclosed that intersects with an angle.

特表2009−502528号公報Special table 2009-502528 特開2003−300109号公報JP 2003-300109 A

ところで、特許文献1に示される技術では、砥石が切刃に接触することで加工位置を検出しており、砥石がドリルの先端に相当な速度で突き当たるため、接触する砥石によって切刃が損傷する恐れがあった。また、特許文献2に示される技術では、ブラシと切刃との位置関係を検出するための検出手段が示されておらず、正確位置または形状でホーニングを形成することができない、という問題があった。     By the way, in the technique shown by patent document 1, since a grindstone contacts the cutting blade, the processing position is detected, and since a grindstone hits the front-end | tip of a drill with a considerable speed, a cutting blade is damaged with the grindstone which contacts. There was a fear. Further, the technique disclosed in Patent Document 2 does not show a detection means for detecting the positional relationship between the brush and the cutting edge, and there is a problem that honing cannot be formed with an accurate position or shape. It was.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ドリルの先端と該ドリルの先端にホーニングを形成するための加工を行う砥石の位置関係を、撮影カメラ及び計測用プローブを介して検出することで、ドリルの先端と砥石との相対位置検出時に、ドリルの先端と砥石との衝突による損傷を防止することができる自動ドリル先端加工機を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the positional relationship between a tip of a drill and a grindstone that performs processing for forming a honing on the tip of the drill is determined via an imaging camera and a measurement probe. An automatic drill tip processing machine capable of preventing damage due to collision between the tip of the drill and the grindstone when detecting the relative position between the tip of the drill and the grindstone is provided.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本願の請求項1に係る自動ドリル先端加工機では、既定方向に移動自在に設けられかつ被加工材となるドリルが把持されるチャックを有する主軸と、既定方向に移動自在に設けられて前記主軸に把持されたドリルの先端にホーニングを形成するための加工を施す砥石と、これら主軸と砥石とを既定方向に移動させるための駆動機構と、を具備する自動ドリル先端加工機において、前記主軸と一体に移動するように配置された計測用プローブと、前記主軸及び計測用プローブの移動範囲内に配置されて前記チャックに把持されたドリル及び計測用プローブを撮影する撮影カメラと、該撮影カメラからのドリルの先端及び計測用プローブの撮像情報並びに前記駆動機構からの駆動情報を取得し、それらの情報を基に、前記砥石によるドリルの先端にホーニングを形成する情報を前記駆動機構に発する制御手段と、を有し、該制御手段は、前記撮影カメラからの撮像情報に基づいて取得されたドリルの先端の位置を示すドリルの先端の位置情報と、前記撮影カメラで撮影した前記計測用プローブを移動させて前記砥石に接触させることにより取得される前記砥石の位置情報から、前記ドリルの先端と前記砥石との相対位置を示す作業位置情報を計算し、該作業位置情報と前記撮影カメラで取得したドリルの先端の形状情報に基づき、前記砥石によるドリルの先端にホーニングを形成するための情報を前記駆動機構に発することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, in the automatic drill tip processing machine according to claim 1 of the present application, a spindle having a chuck that is provided so as to be movable in a predetermined direction and that holds a drill as a workpiece, and is provided to be movable in a predetermined direction. In an automatic drill tip processing machine comprising: a grindstone that performs processing for forming honing on a tip of a drill held by the main shaft; and a drive mechanism for moving the main shaft and the grindstone in a predetermined direction. A measurement probe arranged so as to move integrally with the spindle, a photography camera for photographing the drill and the measurement probe arranged within the movement range of the spindle and measurement probe and held by the chuck, and the photography The imaging information of the tip of the drill and the measuring probe from the camera and the driving information from the driving mechanism are acquired, and based on those information, the drill by the grindstone is used. Control means for emitting information for forming honing at the tip of the drill to the drive mechanism, and the control means indicates the position of the tip of the drill acquired based on the imaging information from the imaging camera. The relative position between the tip of the drill and the grindstone is indicated from the position information of the tip and the position information of the grindstone acquired by moving the measuring probe photographed by the photographing camera and bringing it into contact with the grindstone. Calculates work position information, and issues information for forming honing to the tip of the drill by the grindstone to the drive mechanism based on the work position information and shape information of the tip of the drill acquired by the photographing camera. And

本発明によれば、駆動機構で主軸を移動させることにより、まず、該主軸にチャックされたドリルを撮影カメラまで移動させて撮影カメラによってドリルの先端を撮像する。このときの、ドリルの先端の位置情報並びにドリルの先端の形状情報を制御手段にて取得する。続いて、駆動機構で主軸を移動させることにより、該主軸に一体に設置された計測用プローブを撮影カメラまで移動させて撮影カメラによって計測用プローブの先端を撮像する。このときの計測用プローブの位置情報を制御手段にて取得する。続いて、計測用プローブを砥石まで移動させて、計測用プローブを介して砥石の位置情報を制御手段にて取得する。
そして、制御手段では、取得したドリルの先端の位置情報及び砥石の位置情報から、ドリルの先端と砥石との相対位置を示す作業位置情報を計算により取得する。次いで、この作業位置情報と撮影カメラで取得したドリルの先端の形状情報に基づき、駆動機構に駆動信号を発して、砥石によってドリルの先端にホーニングを形成するための加工を行う。
According to the present invention, by moving the main shaft by the drive mechanism, first, the drill chucked by the main shaft is moved to the photographing camera, and the tip of the drill is imaged by the photographing camera. At this time, the position information of the tip of the drill and the shape information of the tip of the drill are acquired by the control means. Subsequently, by moving the main shaft by the drive mechanism, the measuring probe integrally installed on the main shaft is moved to the photographing camera, and the tip of the measuring probe is imaged by the photographing camera. The position information of the measurement probe at this time is acquired by the control means. Subsequently, the measuring probe is moved to the grindstone, and the position information of the grindstone is acquired by the control means via the measuring probe.
Then, the control means obtains work position information indicating a relative position between the tip of the drill and the grindstone by calculation from the obtained position information of the tip of the drill and the position information of the grindstone. Next, based on this work position information and the shape information of the tip of the drill acquired by the photographing camera, a drive signal is issued to the drive mechanism, and processing for forming honing at the tip of the drill is performed by a grindstone.

すなわち、本発明の自動ドリル先端加工機では、ドリルの先端の位置情報及びドリルにホーニングを形成するための砥石の位置情報を、撮影カメラ並びに計測用プローブを介して間接的に検出することができ、その検出時に、従来で発生していたドリルと砥石との衝突による損傷を防止することができる。
また、制御手段において、撮影カメラによりドリルの先端の位置情報と、撮影カメラ及び計測用プローブにより砥石の位置情報を取得しているので、それら双方の正確な位置情報を得ることができ、ドリルに対して高精度でホーニングを加工することができる。
That is, in the automatic drill tip processing machine of the present invention, the position information of the tip of the drill and the position information of the grindstone for forming honing on the drill can be indirectly detected via the photographing camera and the measurement probe. At the time of the detection, it is possible to prevent damage caused by the collision between the drill and the grindstone, which has conventionally occurred.
Further, in the control means, the position information of the tip of the drill is obtained by the photographing camera and the position information of the grindstone is obtained by the photographing camera and the measurement probe, so that accurate position information of both of them can be obtained. On the other hand, honing can be processed with high accuracy.

また、本願の請求項2に係る自動ドリル先端加工機では、前記撮影カメラは、前記ドリルの先端及び前記計測用プローブを正面から撮像する正面撮影カメラと、前記ドリルの先端を側面から撮像する側面撮影カメラとを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ドリルの先端及び計測用プローブを正面から撮像する正面撮影カメラと、ドリルの先端を側面から撮像する側面撮影カメラとを備えるので、ドリルの先端の正確な位置情報並びにドリルの先端の形状情報を正確に取得することができる。
In the automatic drill tip processing machine according to claim 2 of the present application, the photographing camera includes a front photographing camera that images the tip of the drill and the measurement probe from the front, and a side surface that images the tip of the drill from the side. And a photographing camera.
According to the present invention, since the front photographing camera that images the tip of the drill and the measurement probe from the front and the side photographing camera that images the tip of the drill from the side, accurate position information of the drill tip and the drill The shape information of the tip can be acquired accurately.

また、本願の請求項3に係る自動ドリル先端加工機では、撮影カメラの周辺に、ドリルの先端位置及び計測用プローブの先端位置を検出するタッチセンサを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ドリルの先端及び計測用プローブの位置情報を取得するのに、タッチセンサでそれらの位置を取得する。
The automatic drill tip processing machine according to claim 3 of the present application is characterized in that a touch sensor that detects the tip position of the drill and the tip position of the measurement probe is provided around the photographing camera.
According to the present invention, in order to acquire the position information of the tip of the drill and the probe for measurement, their positions are acquired by the touch sensor.

また、本願の請求項4に係る自動ドリル先端加工機では、前記主軸は、前記ドリル取り付け軸線に平行なx軸方向並びに水平面内で前記x軸方向に直交するy軸方向に移動し、前記砥石は前記x軸方向、y軸方向にそれぞれ直交するz軸方向に沿って移動することを特徴とする。
本発明によれば、主軸がx−y平面内を移動し、砥石がz軸に沿って移動するように設定したので、これら設定方向に基づき、主軸上のドリルと、該ドリルを加工する砥石との位置関係を定めることができ、簡単な操作によってドリルの先端にホーニングを形成することができる。
In the automatic drill tip processing machine according to claim 4 of the present application, the main shaft moves in the x-axis direction parallel to the drill mounting axis and in the y-axis direction orthogonal to the x-axis direction in a horizontal plane, and the grindstone Moves along the z-axis direction orthogonal to the x-axis direction and the y-axis direction, respectively.
According to the present invention, since the main shaft is set to move in the xy plane and the grindstone is moved along the z-axis, the drill on the main shaft and the grindstone for machining the drill are based on these setting directions. The honing can be formed at the tip of the drill by a simple operation.

本発明の自動ドリル先端加工機では、ドリル及び該ドリルにホーニングを形成するための砥石の位置関係を、撮影カメラ及び計測用プローブを介して間接的に検出することができ、その検出時に、従来で発生していたドリルと砥石との衝突による損傷を防止することができる。   In the automatic drill tip processing machine of the present invention, the positional relationship between the drill and the grindstone for forming the honing on the drill can be indirectly detected via the imaging camera and the measurement probe. It is possible to prevent damage caused by the collision between the drill and the grindstone that has occurred in the above.

また、制御手段において、撮影カメラによりドリルの先端の位置情報と、撮影カメラ及び計測用プローブにより砥石の位置情報を得ているので、それら双方の正確な位置情報を得ることができ、ドリルに対し高精度でホーニングを加工することができる。また、計測用プローブにより砥石の位置情報を得ているので、砥石の磨耗状況も逐一把握できるため、この点においても、ドリルに対し高精度でホーニングを加工することができる。   Further, in the control means, the position information of the tip of the drill is obtained by the photographing camera, and the position information of the grindstone is obtained by the photographing camera and the measuring probe, so that it is possible to obtain accurate position information of both of them. Honing can be processed with high accuracy. Further, since the position information of the grindstone is obtained by the measuring probe, the wear status of the grindstone can be grasped one by one, and in this respect also, the honing can be machined with high accuracy for the drill.

本発明が適用される自動ドリル先端加工機の概略構成を示す平面図である。It is a top view showing a schematic structure of an automatic drill tip processing machine to which the present invention is applied. 図1の自動ドリル先端加工機を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the automatic drill tip processing machine of FIG. カメラキャリブレーションを行うためのフローチャートである。It is a flowchart for performing camera calibration. 砥石位置測定を行うためのフローチャートである。It is a flowchart for performing a grindstone position measurement. 図3のフローチャートで実行される動作1を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 1 performed with the flowchart of FIG. 図3のフローチャートで実行される動作2を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 2 performed with the flowchart of FIG. 図3のフローチャートで実行される動作3を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 3 performed with the flowchart of FIG. 図3のフローチャートで実行される動作4を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 4 performed with the flowchart of FIG. 図4のフローチャートで実行される動作1を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 1 performed with the flowchart of FIG. 図4のフローチャートで実行される動作2を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 2 performed with the flowchart of FIG. 図4のフローチャートで実行される動作3を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement 3 performed with the flowchart of FIG. 図3及び図4のフローチャートを実行した場合のデータの流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of data at the time of performing the flowchart of FIG.3 and FIG.4.

本発明の実施形態について図1〜図12を参照して説明する。
図1は、本発明の制御システムが適用される自動ドリル先端加工機の概略構成図(平面図)であって、同図において符号1は主軸を示している。
この主軸1は、既定方向(本例ではx−y軸方向:ドリル取り付け軸線1Aに平行なx軸方向、水平面内でx軸方向に直交するy軸方向)に移動自在に設けられかつ被加工材となるドリルW(本例ではテストバー)が把持されるチャック2を有している。また、この主軸1の基部には、前記チャック2内にあるドリル取り付け軸線1Aと平行に延在するように配置される計測用プローブ3が一体に設けられている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram (plan view) of an automatic drill tip processing machine to which the control system of the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main shaft.
The main shaft 1 is provided so as to be movable in a predetermined direction (in this example, the xy-axis direction: the x-axis direction parallel to the drill attachment axis 1A, the y-axis direction orthogonal to the x-axis direction in the horizontal plane) and to be processed. A chuck 2 for holding a drill W (a test bar in this example) as a material is provided. In addition, a measuring probe 3 disposed so as to extend in parallel with the drill attachment axis 1 </ b> A in the chuck 2 is integrally provided at the base of the main shaft 1.

また、前記主軸1の移動範囲内には、既定方向(本例ではx軸方向−y軸方向と直交するz軸方向(図面では図示略))に移動自在に設けられて、主軸1に把持されたドリルWにホーニングを形成するための加工を行う砥石4が設けられている。なお、これら主軸1と砥石4とを既定方向への移動は、図2に示す駆動機構10より行われる。
駆動機構10は、図2に示すように主軸1をX軸方向に移動させるためのX軸モータ11及びモータドライバ11A、主軸1をY軸方向に移動させるためのY軸モータ12及びモータドライバ12A、砥石4をX−Y軸と直交するZ軸方向に移動するためのZ軸モータ13及びモータドライバ13A、軸線1Aを中心として主軸1を回転させる主軸モータ14及びモータドライバ14Aによって構成される(後述する)。
Further, within the movement range of the main shaft 1, the main shaft 1 is movably provided in a predetermined direction (in this example, the x-axis direction−the z-axis direction orthogonal to the y-axis direction (not shown in the drawing)) and is held by the main shaft 1. A grindstone 4 that performs processing for forming honing on the drill W is provided. The main shaft 1 and the grindstone 4 are moved in a predetermined direction by a drive mechanism 10 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the drive mechanism 10 includes an X-axis motor 11 and a motor driver 11A for moving the main shaft 1 in the X-axis direction, and a Y-axis motor 12 and a motor driver 12A for moving the main shaft 1 in the Y-axis direction. A Z-axis motor 13 and a motor driver 13A for moving the grindstone 4 in the Z-axis direction orthogonal to the XY axis, and a spindle motor 14 and a motor driver 14A for rotating the spindle 1 around the axis 1A ( Will be described later).

前記主軸1の移動範囲内には、前記チャック2に把持されたドリルW及び計測用プローブ3を撮影する2台の撮影カメラ20・21及びタッチセンサ22が設けられている。
撮影カメラ20は、チャック2に把持されたドリルWの先端及び計測用プローブ3を正面から撮影する正面撮影カメラであり、撮影カメラ21は、チャック2に把持されたドリルWの先端を側面から撮影する側面撮影カメラである。
タッチセンサ22は、前記撮影カメラ20・21付近に配置されて前記チャック2に把持されたドリルW及び前記計測用プローブ3に接触されることでON信号を出力する機能を果たす。
Within the movement range of the spindle 1, two photographing cameras 20 and 21 and a touch sensor 22 for photographing the drill W and the measurement probe 3 held by the chuck 2 are provided.
The photographing camera 20 is a front photographing camera that photographs the front end of the drill W held by the chuck 2 and the measurement probe 3 from the front, and the photographing camera 21 photographs the front end of the drill W held by the chuck 2 from the side. This is a side-view camera.
The touch sensor 22 is disposed in the vicinity of the photographing cameras 20 and 21 and functions to output an ON signal by being in contact with the drill W gripped by the chuck 2 and the measurement probe 3.

次に、図2を参照して、撮影カメラ20、21からの撮像情報に基づいて取得されたドリルWの先端の位置を示すドリルの先端の位置情報と、撮影カメラ20,21で撮影した計測用プローブを移動させて砥石4に接触させることにより取得される砥石4の位置情報からドリルWの先端と砥石4との位置関係を取得するとともに、撮影カメラ20、21から取得される撮像情報に基づきドリルWの形状情報を取得する制御手段PCについて説明する。
制御手段PCは、図2に示すように、予め設定されたプログラムに従ってX〜Z軸モータ11〜13及び主軸モータ14を駆動するモーションコントローラPC1と、撮影カメラ20・21から撮像情報を取り込む撮像データ処理手段PC2とから構成されている。また、この制御手段PCでは、前述したモータ11〜14とともに、撮影カメラ20・21での撮像時に照射される照明装置アクチュエータ16・17及び磁石回転モータを含む外部装置18を駆動するためのインターフェイスも含まれている。
Next, referring to FIG. 2, the position information of the tip of the drill indicating the position of the tip of the drill W acquired based on the imaging information from the photographing cameras 20 and 21, and the measurement photographed by the photographing cameras 20 and 21. The positional relationship between the tip of the drill W and the grindstone 4 is obtained from the positional information of the grindstone 4 obtained by moving the probe for contact with the grindstone 4, and the imaging information obtained from the photographing cameras 20, 21 is acquired. The control means PC that acquires the shape information of the drill W will be described.
As shown in FIG. 2, the control means PC is a motion controller PC1 that drives the X to Z axis motors 11 to 13 and the spindle motor 14 in accordance with a preset program, and imaging data that captures imaging information from the imaging cameras 20 and 21. It comprises processing means PC2. In addition to the motors 11 to 14 described above, the control means PC also has an interface for driving the external device 18 including the illumination device actuators 16 and 17 and the magnet rotation motor that are irradiated when the photographing cameras 20 and 21 capture images. include.

次に、図3及び図4を参照して、カメラキャリブレーションを行うためのフローチャート及び砥石4の位置測定を行うためのフローチャートについて、これに関連する図5〜図11の動作図を参照しながら説明する。
なお、これらフローチャートを実行するためのプログラムは、図2の制御手段PCに記憶されている。
Next, referring to FIGS. 3 and 4, a flowchart for performing camera calibration and a flowchart for measuring the position of the grindstone 4 will be described with reference to the operation diagrams of FIGS. 5 to 11 related thereto. explain.
Note that a program for executing these flowcharts is stored in the control means PC of FIG.

〔カメラキャリブレーションのためのフローチャート(図3参照)〕
[ステップ1]
まず、図5に示すようにドリルWの代わりとなるテストバーを主軸1のチャック2に把持させる。これは人手により行っても、あるいは予め記憶されたプログラミングに基づいて自動的に行ってもよい。なお、最初はテストバーであるが、2回目以降は実際のドリルを把持させる。ここでは、以下テストバーを含めて以下ドリルと呼ぶ。
[Flowchart for camera calibration (see Fig. 3)]
[Step 1]
First, as shown in FIG. 5, a test bar instead of the drill W is gripped by the chuck 2 of the main shaft 1. This may be done manually or automatically based on pre-stored programming. The test bar is initially used, but the actual drill is held after the second time. Here, the following drill including the test bar is called.

[ステップ2]
駆動機構10のX軸モータ11及びY軸モータ12を駆動して、主軸1を移動させることにより、まず、図6に示すように、該主軸1にチャックされたドリルWをタッチセンサ22に接触させ、このときの位置情報を制御手段PCにて取得する。その後、この位置情報に基づき、前記駆動機構10を介して図7に示すように主軸1にチャックされたドリルWを、側面撮影カメラ21の正面まで移動させる。
[Step 2]
By driving the X-axis motor 11 and the Y-axis motor 12 of the drive mechanism 10 to move the main shaft 1, first, as shown in FIG. 6, the drill W chucked on the main shaft 1 contacts the touch sensor 22. The position information at this time is acquired by the control means PC. After that, based on this position information, the drill W chucked by the spindle 1 is moved to the front of the side photographing camera 21 through the drive mechanism 10 as shown in FIG.

[ステップ3〜4]
照明装置アクチュエータ16を調整して照明位置と明るさを調整した後(ステップ3)、図7に示すように主軸1にチャックされたドリルWの側面を、側面撮影カメラ21で撮影する(ステップ4)。
[Steps 3-4]
After adjusting the illumination device actuator 16 to adjust the illumination position and brightness (step 3), as shown in FIG. 7, the side surface of the drill W chucked by the main shaft 1 is photographed by the side surface photographing camera 21 (step 4). ).

[ステップ5〜6]
ステップ4の撮影が成功したか否かを判断し(ステップ5)、YESの場合に次のステップ6に進み、NOの場合には本フローを終了して再度、やり直す。そして、ステップ6では、ステップ4で撮影したドリル側面撮像データ(G1)を、制御手段PCにて取り込む。
[Steps 5-6]
It is determined whether or not the shooting in step 4 is successful (step 5). If YES, the process proceeds to the next step 6. If NO, the flow is terminated and the process is started again. In step 6, the drill side image data (G1) imaged in step 4 is captured by the control means PC.

[ステップ7]
X軸モータ11及びY軸モータ12を駆動して、主軸1を移動させることにより、まず、図8に示すように主軸1にチャックされたドリルWを、正面撮影カメラ20の正面まで移動させる。
[Step 7]
By driving the X-axis motor 11 and the Y-axis motor 12 to move the main shaft 1, first, the drill W chucked by the main shaft 1 is moved to the front of the front photographing camera 20 as shown in FIG. 8.

[ステップ8〜9]
照明装置アクチュエータ15を調整して照明位置と明るさを調整した後(ステップ8)、図8に示すように主軸1にチャックされたドリルWの正面を、正面撮影カメラ20で撮影する(ステップ9)。
[Steps 8-9]
After adjusting the illumination device actuator 15 to adjust the illumination position and brightness (step 8), as shown in FIG. 8, the front side of the drill W chucked by the spindle 1 is photographed by the front photographing camera 20 (step 9). ).

[ステップ10〜11]
ステップ8の撮影が成功したか否かを判断し(ステップ10)、YESの場合に次のステップ11に進み、NOの場合に本フローを終了して再度、やり直す。そして、ステップ11では、ステップ8で撮影したドリル正面撮像データ(G2)を、制御手段PCにて取り込み、本フローチャートを終了する。図3のフローチャートが終了した場合には次の図4のフローチャートに進む。
以上の手順において、具体的には、ドリルWの位置を強制的にずらせて3点で撮影し、その画像の3点の位置と実際の移動位置及び実際の方向を対応付けることで、ワールド座標とピクセル座標をマッピングする。これにより、ドリルWの先端の座標マッピングデータが得られる。
[Steps 10-11]
It is determined whether or not the shooting in step 8 has been successful (step 10). If YES, the process proceeds to the next step 11. If NO, this flow is terminated and the process is started again. In step 11, the drill front imaging data (G2) imaged in step 8 is captured by the control means PC, and this flowchart is terminated. When the flowchart of FIG. 3 ends, the process proceeds to the next flowchart of FIG.
In the above procedure, specifically, the position of the drill W is forcibly shifted and photographed at three points, and the position of the three points in the image are associated with the actual movement position and the actual direction, so that the world coordinates Map pixel coordinates. Thereby, coordinate mapping data of the tip of the drill W is obtained.

〔砥石位置測定のためのフローチャート(図4参照)〕
[ステップ20]
駆動機構10のX軸モータ11及びY軸モータ12を駆動して、主軸1を移動させることにより、図9に示すように該主軸1に一体に設置された計測用プローブ3をタッチセンサ22に接触させ、このときの位置情報を制御手段PCにて取得する。そして、制御手段PCでは、タッチセンサ22のON信号に基づき取得された計測用プローブ3の位置情報を基に、図10に示すように主軸1に支持された計測用プローブ3を、正面撮影カメラ20の正面まで移動させる。
[Flowchart for grinding wheel position measurement (see FIG. 4)]
[Step 20]
By driving the X-axis motor 11 and the Y-axis motor 12 of the drive mechanism 10 and moving the main shaft 1, the measurement probe 3 installed integrally with the main shaft 1 is applied to the touch sensor 22 as shown in FIG. 9. The position information at this time is acquired by the control means PC. Then, in the control means PC, based on the position information of the measurement probe 3 acquired based on the ON signal of the touch sensor 22, the measurement probe 3 supported by the main shaft 1 as shown in FIG. Move to the front of 20.

[ステップ21〜22]
照明装置アクチュエータ15を調整して照明位置と明るさを調整した後(ステップ21)、図10に示すように主軸1に支持された計測用プローブ3を、正面撮影カメラ20で撮影する(ステップ22)。
[Steps 21-22]
After adjusting the illumination device actuator 15 to adjust the illumination position and brightness (step 21), the measurement probe 3 supported by the spindle 1 is photographed by the front-facing camera 20 as shown in FIG. 10 (step 22). ).

[ステップ23〜24]
ステップ22の撮影が成功したか否かを判断し(ステップ23)、YESの場合に次のステップ24に進み、NOの場合に本フローを終了して再度、やり直す。そして、ステップ24では、ステップ22で撮影した計測用プローブ撮像データ(G3)を、制御手段PCにて取り込む。
[Steps 23-24]
It is determined whether or not the photographing in step 22 has been successful (step 23). If YES, the process proceeds to the next step 24. If NO, the present flow is terminated and the process is started again. In step 24, the measurement probe imaging data (G3) imaged in step 22 is captured by the control means PC.

[ステップ25〜28]
駆動機構10のX軸モータ11及びY軸モータ12を駆動して、主軸1を移動させることにより(ステップ25)、図11に示すように該主軸1に一体に設置された計測用プローブ3を砥石4に接触させ、該砥石4の底面位置(ステップ26)及びエッジの位置(ステップ27)を測定し、これらの測定結果と前記ステップ24で取得した計測用プローブ撮像データ(G3)から検出される計測用プローブ3の位置データから、砥石4の底面位置及びエッジ位置を含む、砥石4の原点位置となる砥石位置データを演算して取得する(ステップ28)。
つまり、計測用プローブのカメラキャリブレーションで取得したカメラ原点と、砥石原点との対応付けを行う。
[ステップ29〜30]
ステップ28での演算が成功したか否かを判断し(ステップ29)、YESの場合に次のステップ30に進み、NOの場合に本フローを終了して再度、やり直す。
[Steps 25-28]
By driving the X-axis motor 11 and the Y-axis motor 12 of the drive mechanism 10 and moving the main shaft 1 (step 25), the measuring probe 3 installed integrally with the main shaft 1 is moved as shown in FIG. The surface is brought into contact with the grindstone 4, the bottom surface position (step 26) and the edge position (step 27) of the grindstone 4 are measured, and detected from these measurement results and the measurement probe imaging data (G 3) acquired in step 24. From the position data of the measuring probe 3, the grindstone position data that is the origin position of the grindstone 4 including the bottom surface position and the edge position of the grindstone 4 is calculated and acquired (step 28).
That is, the camera origin acquired by the camera calibration of the measurement probe is associated with the grindstone origin.
[Steps 29-30]
It is determined whether or not the calculation in step 28 is successful (step 29). If YES, the process proceeds to the next step 30. If NO, the present flow is terminated and the process is started again.

そして、図3のカメラキャリブレーションのためのフローチャートで取得した、主軸1内におけるチャック2に把持されたドリルWの先端の位置情報(座標マッピングデータ)Aと、図4の砥石位置測定のためのフローチャートで取得した、砥石4の基本的な位置データにプローブキャリブレーションでの補正をくわえた砥石4の位置情報(砥石位置補正データ)Bとに基づき、チャック2に把持されたドリルWの先端と砥石4の相対位置情報である作業位置データ(情報)Cを計算し、この相対位置情報と前記撮影カメラ20,21で取得したドリルWの先端の形状情報に基づいて駆動機構10に所定の指令信号を発し、これにより、砥石4によってドリルWの先端にホーニングを形成するための加工を行わせる。
このように、共通の撮影カメラ20・21により、主軸1のチャック2に把持されたドリルW及び計測用プローブ4を撮影したので、該撮像データ(G1〜G3)に基づき、ドリルWの先端に対する砥石4の相対位置を正確に算出することができ、加えて、共通の前記撮影カメラ20、21によってドリルWの先端の形状を把握するので、前記砥石4によるドリルWへのホーニング加工を高い精度で行うことが可能となる。
Then, the position information (coordinate mapping data) A of the tip of the drill W gripped by the chuck 2 in the spindle 1 and the grindstone position measurement of FIG. 4 obtained in the flowchart for camera calibration of FIG. Based on the position information (grinding wheel position correction data) B of the grindstone 4 obtained by adding the correction in the probe calibration to the basic position data of the grindstone 4 acquired in the flowchart, the tip of the drill W gripped by the chuck 2 and Work position data (information) C which is relative position information of the grindstone 4 is calculated, and a predetermined command is given to the drive mechanism 10 based on this relative position information and the shape information of the tip of the drill W acquired by the photographing cameras 20 and 21. A signal is emitted, thereby causing the grindstone 4 to perform processing for forming a honing at the tip of the drill W.
As described above, the image of the drill W and the measurement probe 4 held by the chuck 2 of the main shaft 1 is photographed by the common photographing cameras 20 and 21. Therefore, based on the imaging data (G1 to G3), the tip of the drill W is measured. The relative position of the grindstone 4 can be accurately calculated, and in addition, the shape of the tip of the drill W is grasped by the common photographing cameras 20 and 21, so that the honing process to the drill W by the grindstone 4 is highly accurate. Can be performed.

以上の説明を総括したブロック図を図12に示す。そして、このような自動ドリル先端加工機では、駆動機構10で主軸1を移動させることにより、まず、該主軸1にチャックされたドリルWをタッチセンサ22に接触させ、このときの位置情報を基に、ドリルWを撮影カメラ20に対向する位置まで移動させる。このような動きは、計測用プローブ3についても同様である。   A block diagram summarizing the above description is shown in FIG. In such an automatic drill tip processing machine, the spindle 1 is moved by the drive mechanism 10 so that the drill W chucked by the spindle 1 is first brought into contact with the touch sensor 22, and the position information at this time is based on the position information. Next, the drill W is moved to a position facing the photographing camera 20. Such a movement is the same for the measurement probe 3.

また、本発明の自動ドリル先端加工機では、ドリルW及び該ドリルWにホーニングを形成するための砥石4の相対的な位置関係を、撮影カメラ20,21及び計測用プローブ3を介して間接的に検出することができるから、これらドリルWと砥石4との相対位置検出時に、従来で発生していたドリルWと砥石4との衝突による損傷を防止することができる。   Further, in the automatic drill tip processing machine of the present invention, the relative positional relationship between the drill W and the grindstone 4 for forming honing on the drill W is indirectly determined via the imaging cameras 20 and 21 and the measurement probe 3. Therefore, when the relative position between the drill W and the grindstone 4 is detected, damage caused by the collision between the drill W and the grindstone 4 that has occurred in the past can be prevented.

また、本発明の自動ドリル先端加工機では、撮影カメラとして、ドリルの先端及び計測用プローブを正面から撮像する正面撮影カメラ20と、ドリルの先端を側面から撮像する側面撮影カメラ21とを備えているので、ドリルの先端の正確な位置情報並びにドリルの先端の形状情報を正確かつ簡便に取得することができる。   Further, the automatic drill tip processing machine of the present invention includes a front-view camera 20 that images the tip of the drill and the measurement probe from the front and a side-view camera 21 that images the tip of the drill from the side. Therefore, accurate position information of the tip of the drill and shape information of the tip of the drill can be acquired accurately and simply.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、駆動機構10によって、主軸1をx−y軸平面内で移動可能とし、砥石4をx−y平面と直交するz軸に沿って移動可能としたが、このような移動方向は適宜設定可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, in the above embodiment, the driving mechanism 10 enables the main shaft 1 to move in the xy plane and the grindstone 4 to move along the z axis perpendicular to the xy plane. The moving direction can be set as appropriate.

本発明は、砥石によって被加工物を研削加工するための自動ドリル先端加工機に関する。本発明の自動ドリル先端加工機によれば、ドリル及び該ドリルにホーニングを形成するための砥石の位置関係を、撮影カメラ及び計測用プローブを介して間接的に検出することができ、その検出時に、従来で発生していたドリルと砥石との衝突による損傷を防止することができる。   The present invention relates to an automatic drill tip processing machine for grinding a workpiece with a grindstone. According to the automatic drill tip processing machine of the present invention, the positional relationship between the drill and the grindstone for forming honing on the drill can be indirectly detected via the imaging camera and the measurement probe. Thus, it is possible to prevent damage caused by the collision between the drill and the grindstone, which has been generated conventionally.

1 主軸
1A 軸線
2 チャック
3 計測用プローブ
4 砥石
10 駆動機構
20 撮影カメラ
21 撮影カメラ
22 タッチセンサ
A ドリルの先端の位置情報
B 砥石位置データ(情報)
C 作業位置データ(情報)
W ドリル
PC 制御手段


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft 1A Axis 2 Chuck 3 Measuring probe 4 Grinding stone 10 Drive mechanism 20 Imaging camera 21 Imaging camera 22 Touch sensor A Drill tip position information B Grinding wheel position data (information)
C Work position data (information)
W drill PC control means


Claims (4)

既定方向に移動自在に設けられかつ被加工材となるドリルが把持されるチャックを有する主軸と、既定方向に移動自在に設けられて前記主軸に把持されたドリルの先端にホーニングを形成するための加工を施す砥石と、これら主軸と砥石とを既定方向に移動させるための駆動機構と、を具備する自動ドリル先端加工機において、
前記主軸と一体に移動するように配置された計測用プローブと、
前記主軸及び計測用プローブの移動範囲内に配置されて前記チャックに把持されたドリル及び計測用プローブを撮影する撮影カメラと、
該撮影カメラからのドリルの先端及び計測用プローブの撮像情報並びに前記駆動機構からの駆動情報を取得し、それらの情報を基に、前記砥石によるドリルの先端にホーニングを形成する情報を前記駆動機構に発する制御手段と、を有し、
該制御手段は、撮影カメラからの撮像情報に基づいて取得されたドリルの先端の位置を示すドリルの先端の位置情報と、前記撮影カメラで撮影した前記計測用プローブを移動させて前記砥石に接触させることにより取得される前記砥石の位置情報から、前記ドリルの先端と前記砥石との相対位置を示す作業位置情報を計算し、該作業位置情報と前記撮影カメラで取得したドリルの先端の形状情報に基づき、前記砥石によるドリルの先端にホーニングを形成するための情報を前記駆動機構に発することを特徴とする自動ドリル先端加工機。
A main shaft having a chuck that is movably provided in a predetermined direction and that holds a drill as a workpiece, and a honing is formed at the tip of the drill that is movably provided in a predetermined direction and is held by the main shaft. In an automatic drill tip processing machine comprising a grindstone for processing, and a drive mechanism for moving the spindle and the grindstone in a predetermined direction,
A measuring probe arranged to move integrally with the main shaft;
An imaging camera that images the drill and the measurement probe that are arranged within the movement range of the spindle and the measurement probe and are gripped by the chuck;
The imaging information of the tip of the drill and the measuring probe from the imaging camera and the driving information from the driving mechanism are acquired, and information for forming honing at the tip of the drill by the grindstone is obtained based on the information. Control means for emitting to
The control means moves the measurement probe imaged by the imaging camera and contacts the grindstone by moving the position information of the drill tip indicating the position of the drill tip acquired based on the imaging information from the imaging camera. The work position information indicating the relative position between the tip of the drill and the grindstone is calculated from the position information of the grindstone acquired by the operation, and the work position information and the shape information of the tip of the drill acquired by the photographing camera are calculated. Based on the above, the automatic drill tip processing machine emits information for forming honing at the tip of the drill by the grindstone to the drive mechanism.
前記撮影カメラは、前記ドリルの先端及び前記計測用プローブを正面から撮像する正面撮影カメラと、前記ドリルの先端を側面から撮像する側面撮影カメラとを備えることを特徴とする請求項1に記載の自動ドリル先端加工機。   The said imaging | photography camera is provided with the front imaging | photography camera which images the front-end | tip of the said drill and the said probe for a measurement from the front, and the side photographic camera which images the front-end | tip of the said drill from the side. Automatic drill tip processing machine. 前記撮影カメラの周辺には、前記ドリルの先端位置及び前記計測用プローブの先端位置を検出するタッチセンサを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の自動ドリル先端加工機。   The automatic drill tip processing machine according to claim 1, further comprising a touch sensor that detects a tip position of the drill and a tip position of the measurement probe around the photographing camera. 前記主軸は、前記ドリル取り付け軸線に平行なx軸方向並びに水平面内で前記x軸方向に直交するy軸方向に移動し、前記砥石は前記x軸方向、y軸方向にそれぞれ直交するz軸方向に沿って移動することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動ドリル先端加工機。   The main shaft moves in the x-axis direction parallel to the drill attachment axis and in the y-axis direction orthogonal to the x-axis direction in a horizontal plane, and the grindstone is z-axis direction orthogonal to the x-axis direction and y-axis direction, respectively. The automatic drill tip processing machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the automatic drill tip processing machine moves along the axis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101790865B1 (en) * 2016-02-02 2017-11-21 주식회사 지엔테크 Honing automatic device and method for cutting edge of drill bit
CN110340750A (en) * 2019-07-04 2019-10-18 阳杰 A kind of milling cutter grinding method
CN114918455A (en) * 2022-06-21 2022-08-19 国营芜湖机械厂 Automatic hole making equipment and method for surface of large aviation component

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