JP2019018313A - Tip information acquisition device and tip information acquisition method - Google Patents

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Abstract

To provide a technique capable of acquiring tip information of a tool with a simple structure.SOLUTION: A tool holding tool 200 for holding a tool 300 is held to a spindle 100 which can rotate around a rotary shaft C parallel to a z axis, so that a tool holding tool reference phase S matches a spindle reference phase K. The spindle reference phase is configured so that, a direction parallel to an x axis around the rotary shaft is regulated as a rotary reference position on an x-y plane. By using a light emitter 440 and a camera 450 each of which is arranged on each of both sides of a y-axis direction sandwiching the tool, a measurement signal indicating a distance M along the x-axis direction between the tip 301 of the tool and the rotary shaft, is acquired. The measurement signal is acquired while changing a rotary angle θ from a rotary reference position. Then, a rotary angle θmax when the distance M is a maximum distance, and a maximum distance Mmax are distinguished, out of distances M, and a core height indicating a distance L between the tip of the tool and the tool holding tool reference phase, on a plane orthogonal to the rotary shaft is determined.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、切削加工に用いられる工具の刃先情報を取得する技術に関する。   The present invention relates to a technique for acquiring edge information of a tool used for cutting.

切削加工を行う工作機械では、工具(「切削工具」と呼ばれる)の刃先をワーク(「被加工物」と呼ばれる)に当接させることによってワークを切削する。このような工作機械では、工具の刃先位置が加工精度に影響するため、工具の刃先位置に関する刃先情報を取得する必要がある。
工具の刃先情報を取得する刃先情報取得装置として、例えば、特許文献1に開示されているツールプリセッターが知られている。特許文献1に開示されているツールプリセッターは、工具、工具保持具、スピンドル、測定装置を備えている。工具は、工具保持具に保持され、さらに、工具保持具は、スピンドルに保持される。また測定装置は、工具を挟んで両側に配置される発光器と受光器により構成されている。測定装置は、発光器から照射された光が、工具によって遮られて受光器で受光されていない状態、あるいは、発光器から照射された光が、工具によって遮られずに受光器で受光されている状態、すなわち受光器の受光状態を示す測定信号を出力する。そして、測定装置から出力される測定信号に基づいて、工具の刃先情報を取得する。
In a machine tool that performs cutting, a work is cut by bringing a cutting edge of a tool (referred to as a “cutting tool”) into contact with a work (referred to as a “workpiece”). In such a machine tool, since the cutting edge position of the tool affects the machining accuracy, it is necessary to acquire cutting edge information related to the cutting edge position of the tool.
As a cutting edge information acquisition device that acquires cutting edge information of a tool, for example, a tool presetter disclosed in Patent Document 1 is known. The tool presetter disclosed in Patent Document 1 includes a tool, a tool holder, a spindle, and a measuring device. The tool is held by a tool holder, and the tool holder is held by a spindle. Moreover, the measuring apparatus is comprised by the light emitter and light receiver which are arrange | positioned on both sides on both sides of a tool. In the measuring device, the light emitted from the light emitter is blocked by the tool and not received by the light receiver, or the light emitted from the light emitter is received by the light receiver without being blocked by the tool. A measurement signal indicating the light receiving state, that is, the light receiving state of the light receiver is output. Then, the cutting edge information of the tool is acquired based on the measurement signal output from the measuring device.

特開平10−138093号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-138093

工作機械として、工具の刃先に対してワークを移動させながら切削加工を行う工作機械が用いられている。このような工作機械では、工具は工具保持具に保持され、さらに、工具保持具は、スピンドルに保持される。工具保持具には、回転軸回りの工具保持具基準位相が設定される。
このような工作機械では、刃先径、刃先高さ、芯高等を含む刃先情報を取得する必要がある。刃先径は、工具の刃先と回転軸との間の距離(刃先半径)を示す。刃先高さは、工具の刃先と、工具保持具が載置されているスピンドル載置面との間の距離を示す。芯高は、工具の刃先と工具保持具基準位相との間の、回転軸と直交する平面上における距離を示す。
特許文献1に開示されている、発光器と受光器により構成される測定装置を備えるツールプリセッターを用いて、このような刃先径、刃先高さおよび芯高等を含む刃先情報を取得することが考えられる。この場合、発光器と受光器の配置方向を、刃先径と刃先高さを測定する時と、芯高を測定する時とで変更する必要がある。あるいは、発光器と受光器の配置方向が異なる2つの測定装置を用いる必要がある。発光器と受光器の配置方向を変更可能に構成された1つの測定装置を用いる方法あるいは発光器と受講の配置方向が異なる2つの測定装置を用いる方法のいずれも、コストが増加する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、工具の刃先情報を簡単な構成で取得することができる技術を提供することを目的とする。
As a machine tool, a machine tool that performs cutting while moving a workpiece with respect to a cutting edge of a tool is used. In such a machine tool, the tool is held by a tool holder, and the tool holder is further held by a spindle. The tool holder reference phase around the rotation axis is set in the tool holder.
In such a machine tool, it is necessary to acquire cutting edge information including cutting edge diameter, cutting edge height, core height, and the like. The cutting edge diameter indicates the distance (cutting edge radius) between the cutting edge of the tool and the rotation axis. The cutting edge height indicates the distance between the cutting edge of the tool and the spindle placement surface on which the tool holder is placed. The center height indicates the distance between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase on a plane orthogonal to the rotation axis.
Using a tool presetter, which is disclosed in Patent Document 1 and provided with a measuring device composed of a light emitter and a light receiver, it is possible to acquire blade edge information including such blade edge diameter, blade edge height, core height, and the like. Conceivable. In this case, it is necessary to change the arrangement direction of the light emitter and the light receiver between when measuring the blade edge diameter and the blade edge height and when measuring the core height. Alternatively, it is necessary to use two measuring devices having different arrangement directions of the light emitter and the light receiver. Both the method using one measuring device configured to change the arrangement direction of the light emitter and the light receiver or the method using two measuring devices having different arrangement directions of the light emitter and the attendance increase costs.
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a technique capable of acquiring cutting edge information of a tool with a simple configuration.

第1発明は、互いに直交する第1軸、第2軸および第3軸により規定される3次元直交座標系における、工具の刃先情報を取得する刃先情報取得装置に関する。本発明の刃先情報取得装置は、好適には、ツールプリセッターとして構成される。互いに直交する第1軸、第2軸および第3軸により規定される3次元直交座標系は、典型的には、互いに直交するx軸、y軸およびz軸により規定される3次元直交座標系が対応する。この場合、第1軸、第2軸および第3軸と、x軸、y軸およびz軸との対応関係は、適宜設定可能である。
本発明は、工具を保持可能な工具保持具、工具保持具を保持可能であるとともに、第3軸に平行な回転軸を中心に回転可能なスピンドル、工具の刃先の位置を示す測定信号を出力する測定装置、スピンドルを回転させる駆動装置、スピンドルの回転角度を示す回転角度信号を出力する回転角度検出装置および刃先情報を判別(取得)する処理装置を備えている。
工具保持具には、回転軸回りの工具保持具基準位相が設定される。また、スピンドルには、回転軸回りのスピンドル基準位相が設定される。工具保持具は、工具保持具基準位相がスピンドル基準位相と一致するようにスピンドルに保持される。工具保持具基準位相がスピンドル基準位相と一致するように、工具保持具をスピンドルに保持する保持機構としては、公知の種々の保持機構を用いることができる。
スピンドル基準位相は、第1軸および第2軸に沿って延在する平面、すなわち、第3軸と直交する平面上において、回転軸回りの所定方向が回転基準位置として規定される。好適には、第1軸および第2軸に沿って延在する平面上において、回転軸から、第1軸に沿った一方側に、第1軸に平行に延在する方向が、スピンドル基準位相の、回転軸回りの回転基準位置として規定される。スピンドル基準位相の、回転軸回りの回転基準位置を規定することにより、スピンドルが回転軸を中心に回転した場合におけるスピンドル基準位相の回転位置を、回転基準位置からの回転角度として判別することができる。なお、工具保持具基準位相とスピンドル基準位相が一致するように工具保持具がスピンドルに保持されるため、スピンドル基準位相の、回転軸回りの回転基準位置は、工具保持具基準位相の、回転軸回りの回転基準位置でもある。
本発明では、少なくとも芯高を含む刃先情報を取得する。芯高は、工具の刃先と工具保持具基準位相との間の、回転軸と直交する平面上における距離を示す。
測定装置は、発光器とカメラによって構成される。発光器は、工具に対して、所定方向(スピンドル基準位相の回転基準位置を規定する方向)と交差する第1方向に沿って一方側に、第1方向に沿って他方側に光を照射するように配置される。カメラは、工具に対して、第1方向に沿って他方側に、第1方向と交差する第2方向に沿って受光面が延在するように配置される。測定装置は、工具の刃先と回転軸との間の、第1方向に沿った距離Mを示す信号を測定信号として出力する。
所定方向、第1方向および第2方向は、適宜設定可能である。好適には、所定方向として、第1軸と平行な方向が設定され、第1方向として、第1軸と直交する第2軸と平行な方向が設定され、第2方向として、第2軸と直交する方向が設定される。この場合、発光器とカメラは、第1軸と直交する第2軸に平行な方向に配置される。また、カメラの受光面は、第2軸と直交する第1軸および第3軸に沿って延在する。また、測定装置は、工具の刃先と回転軸との間の、第1軸に沿った距離を測定する。
回転角度検出装置は、スピンドル基準位相の、回転軸回りの、回転基準位置からの回転角度θを示す信号を回転角度信号として出力する。好適には、回転基準位置からの、周方向に沿った一方方向側の回転角度θを直接的に示す回転角度信号を出力する回転角度検出装置が用いられる。勿論、回転基準位置からの回転角度θを間接的に示す回転角度信号を出力する回転角度検出装置を用いることもできる。
処理装置は、回転角度検出装置から出力される回転角度信号および測定装置から出力される測定信号に基づいて、異なる回転角度θに対する距離Mのうちの最大距離Mmaxを判別するとともに、距離Mが最大距離Mmaxとなった時の回転角度θmaxを判別する。そして、最大距離Mmaxと回転角度θmaxに基づいて、工具の刃先と工具保持具基準位相との間の、回転軸と直交する平面上における距離Lを示す芯高を算出(判別)する。距離Lの算出方法(判別方法)としては、回転軸を中心とする周方向に沿った、工具の刃先と工具保持具基準位相との配置関係に応じて距離Lが正または負となる算出方法を用いるのが好ましい。この場合、距離Lの正負によって、工具の刃先が、工具保持具基準位相に対して、周方向に沿っていずれの方向に離れているかを判別することができる。距離Lは、例えば、[L=Mmax×sin(−θmax)]あるいは[L=Mmax×sin(θmax)]により算出することができる。
なお、通常、工具が工具保持具に保持されている状態では、回転軸に直交する平面上において、工具の刃先は、工具保持具基準位相の近傍(工具保持具基準位相と一致する場合を含む)に配置される。このため、所定の回転角度範囲内において、例えば、スピンドル基準位相(工具保持具基準位相)が回転基準位置に一致している状態から所定の回転角度範囲において、距離Mを測定することもできる。この場合、距離Mのうちの最大値あるいは距離Mの極大値を最大距離Mmaxとして判別する。本発明の「距離Mのうちの最大距離Mmaxを判別する」構成は、「所定の角度範囲内において測定した距離Mの極大値を判別する」態様を包含する。
本発明では、スピンドル基準位相(工具保持具基準位相)の回転基準位置を規定する所定方向と交差する方向に沿って配置される発光器とカメラにより構成される測定装置を用いることによって、芯高を含む刃先情報を簡単な構成で取得することができる。
第1発明の他の形態では、処理装置は、最大距離Mmaxに基づいて、刃先径を判別する。刃先径は、工具の刃先と回転軸との間の距離(刃先半径)Rを示す。
本形態では、芯高と刃先径を含む刃先情報を簡単な構成で取得することができる。
第1発明の他の形態では、工具保持具は、スピンドルのスピンドル端面に載置される。また、測定装置は、工具の刃先と回転軸との間の、所定方向に沿った距離Mおよび工具の刃先とスピンドル端面との間の、第3軸に沿った距離Hを示す信号を測定信号として出力する。そして、処理装置は、測定装置から出力される測定信号に基づいて、刃先高さを判別する。刃先高さは、工具の刃先とスピンドル端面との間の、回転軸に沿った距離Hを示す。
本形態では、芯高と刃先高さあるいは芯高、刃先径と刃先高さを含む刃先情報を簡単な構成で取得することができる。
第2発明は、互いに直交する第1軸、第2軸および第3軸により規定される3次元直交座標系における、工具の刃先情報を取得する刃先情報取得方法に関する。本発明の刃先情報取得方法は、好適には、ツールプリセッターを用いて実行される。
本発明は、第1〜第4ステップを有している。
第1ステップでは、工具を保持している工具保持具を、第3軸と平行な回転軸を中心に回転可能なスピンドルに保持する(装着する)。この時、工具具保持具の、回転軸回りの工具保持具基準位相が、スピンドルの、回転軸回りのスピンドル基準位相と一致するように、工具保持具がスピンドルに保持される。
スピンドル基準位相は、第1軸および第2軸に沿って延在する平面上における、回転軸回りの所定方向が回転基準位置として規定される。好適には、第1軸および第2軸に沿って延在する平面上において、回転軸から、第1軸に沿った一方側に、第1軸に平行に延在する方向が、スピンドル基準位相の、回転軸回りの回転基準位置として規定される。
スピンドル基準位相が回転基準位置と一致するように、スピンドルの回転位置が設定されると、工具保持具基準位相も回転基準位置と一致する。
第2ステップでは、スピンドルを、回転軸回りに、回転基準位置から回転角度θ回転させる。そして、この状態で、工具に対して、所定方向(スピンドルの、回転軸回りの回転基準位置を規定する方向)と交差する第1の方向に沿って一方側に配置され、第1方向に沿って他方側に光を照射する発光器と、工具に対して、第1方向に沿って他方側に、第1方向と交差する第2方向に沿って受光面が延在するように配置されるカメラとを用いて、工具の刃先と回転軸との間の、所定方向に沿った距離Mを示す測定信号を得る。カメラから出力される、受光素子の受光状態を示す出力信号は、測定装置から出力される測定信号に対応する。
所定方向、第1方向および第2方向は、適宜設定可能である。好適には、所定方向として、第1軸と平行な方向が設定され、第1方向として、第1軸と直交する第2軸と平行な方向が設定され、第2方向として、第2軸と直交する方向が設定される。この場合、発光器とカメラは、第1軸と直交する第2軸に平行な方向に配置される。また、カメラの受光面は、第2軸と直交する第1軸および第3軸に沿って延在する。また、測定装置は、工具の刃先と回転軸との間の、第1軸に沿った距離を測定する。
第3ステップでは、0度を含む複数の異なる回転角度θに対して第2ステップの処理を実行する。すなわち、0度を含む複数の異なる回転角度θにおいて距離Mを測定する。
第4ステップでは、距離Mのうちの最大距離Mmaxを判別するとともに、距離Mが最大距離Mmaxとなった時の回転角度θmaxを判別する。そして、最大距離Mmaxと回転角度θmaxに基づいて、工具の刃先と工具保持具基準位相との間の、回転軸と直交する平面上における距離Lを示す芯高を算出(判別)する。距離Lの算出方法(判別方法)としては、回転軸を中心とする周方向に沿った、工具の刃先と工具保持具基準位相との配置関係に応じて距離Lが正または負となる算出方法を用いるのが好ましい。距離Lは、例えば、[L=Mmax×sin(−θmax)]あるいは[L=Mmax×sin(θmax)]により算出することができる。
本発明では、スピンドル基準位相(工具保持具基準位相)の回転基準位置を規定する所定方向と交差する方向に沿って配置される発光器とカメラにより構成される測定装置を用いることによって、芯高を含む刃先情報を簡単な構成で取得することができる。
第2発明の他の形態では、第4ステップにおいて、最大距離Mmaxに基づいて、刃先径を判別する。刃先径は、工具の刃先と回転軸との間の距離(刃先半径)Rを示す。
本形態では、芯高と刃先径を含む刃先情報を簡単な構成で取得することができる。
第2発明の他の形態では、第1ステップにおいて、スピンドルのスピンドル端面に工具保持具が載置されるように、工具保持具をスピンドルに保持する(装着する)。また、第2ステップにおいて、工具の刃先と回転軸との間の、所定方向に沿った距離Mおよび工具の刃先とスピンドル端面との間の、第3軸に沿った距離Hを示す測定信号を得る。そして、第4ステップにおいて、測定信号に基づいて、刃先高さを判別する。刃先高さは、工具の刃先とスピンドル端面との間の、回転軸に沿った距離を示す。
本形態では、芯高と刃先高さあるいは芯高、刃先径と刃先高さを含む刃先情報を簡単な構成で取得することができる。
The first invention relates to a cutting edge information acquisition device that acquires cutting edge information of a tool in a three-dimensional orthogonal coordinate system defined by a first axis, a second axis, and a third axis that are orthogonal to each other. The cutting edge information acquisition apparatus of the present invention is preferably configured as a tool presetter. The three-dimensional orthogonal coordinate system defined by the first axis, the second axis, and the third axis orthogonal to each other is typically a three-dimensional orthogonal coordinate system defined by the x-axis, y-axis, and z-axis that are orthogonal to each other. Corresponds. In this case, the correspondence relationship between the first axis, the second axis, and the third axis, and the x axis, the y axis, and the z axis can be set as appropriate.
The present invention provides a tool holder capable of holding a tool, a spindle capable of holding a tool holder, a spindle rotatable around a rotation axis parallel to the third axis, and a measurement signal indicating the position of the cutting edge of the tool. A measuring device for rotating the spindle, a driving device for rotating the spindle, a rotation angle detecting device for outputting a rotation angle signal indicating the rotation angle of the spindle, and a processing device for discriminating (acquiring) blade edge information.
The tool holder reference phase around the rotation axis is set in the tool holder. A spindle reference phase around the rotation axis is set for the spindle. The tool holder is held on the spindle such that the tool holder reference phase matches the spindle reference phase. Various known holding mechanisms can be used as the holding mechanism for holding the tool holder on the spindle so that the tool holder reference phase matches the spindle reference phase.
In the spindle reference phase, a predetermined direction around the rotation axis is defined as a rotation reference position on a plane extending along the first axis and the second axis, that is, on a plane orthogonal to the third axis. Preferably, on a plane extending along the first axis and the second axis, a direction extending in parallel to the first axis from the rotation axis to one side along the first axis is a spindle reference phase. Is defined as the rotation reference position around the rotation axis. By defining the rotation reference position of the spindle reference phase around the rotation axis, the rotation position of the spindle reference phase when the spindle rotates around the rotation axis can be determined as the rotation angle from the rotation reference position. . Since the tool holder is held on the spindle so that the tool holder reference phase and the spindle reference phase match, the rotation reference position of the spindle reference phase around the rotation axis is the rotation axis of the tool holder reference phase. It is also the rotation reference position around.
In the present invention, cutting edge information including at least the core height is acquired. The center height indicates the distance between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase on a plane orthogonal to the rotation axis.
The measuring device is composed of a light emitter and a camera. The light emitter irradiates the tool with light on one side along a first direction intersecting a predetermined direction (a direction defining a rotation reference position of a spindle reference phase) and on the other side along the first direction. Are arranged as follows. The camera is arranged on the other side of the tool along the first direction so that the light receiving surface extends along the second direction intersecting the first direction. The measuring device outputs a signal indicating a distance M along the first direction between the cutting edge of the tool and the rotating shaft as a measurement signal.
The predetermined direction, the first direction, and the second direction can be set as appropriate. Preferably, a direction parallel to the first axis is set as the predetermined direction, a direction parallel to the second axis orthogonal to the first axis is set as the first direction, and the second axis is set as the second direction. An orthogonal direction is set. In this case, the light emitter and the camera are arranged in a direction parallel to the second axis orthogonal to the first axis. The light receiving surface of the camera extends along a first axis and a third axis that are orthogonal to the second axis. The measuring device measures a distance along the first axis between the cutting edge of the tool and the rotation axis.
The rotation angle detection device outputs a signal indicating the rotation angle θ from the rotation reference position around the rotation axis of the spindle reference phase as a rotation angle signal. Preferably, a rotation angle detection device that outputs a rotation angle signal that directly indicates the rotation angle θ on one side along the circumferential direction from the rotation reference position is used. Of course, a rotation angle detection device that outputs a rotation angle signal that indirectly indicates the rotation angle θ from the rotation reference position can also be used.
The processing device determines the maximum distance Mmax among the distances M for different rotation angles θ based on the rotation angle signal output from the rotation angle detection device and the measurement signal output from the measurement device, and the distance M is the maximum. The rotation angle θmax when the distance Mmax is reached is determined. Based on the maximum distance Mmax and the rotation angle θmax, the center height indicating the distance L between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase on the plane orthogonal to the rotation axis is calculated (discriminated). As a calculation method (discrimination method) of the distance L, a calculation method in which the distance L is positive or negative according to the arrangement relationship between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase along the circumferential direction around the rotation axis. Is preferably used. In this case, it is possible to determine in which direction the cutting edge of the tool is separated along the circumferential direction with respect to the tool holder reference phase based on whether the distance L is positive or negative. The distance L can be calculated by, for example, [L = Mmax × sin (−θmax)] or [L = Mmax × sin (θmax)].
Normally, in a state where the tool is held by the tool holder, the cutting edge of the tool is in the vicinity of the tool holder reference phase (including the case where it matches the tool holder reference phase) on a plane orthogonal to the rotation axis. ). For this reason, within a predetermined rotation angle range, for example, the distance M can be measured in a predetermined rotation angle range from a state in which the spindle reference phase (tool holder reference phase) coincides with the rotation reference position. In this case, the maximum value of the distance M or the maximum value of the distance M is determined as the maximum distance Mmax. The configuration of “determining the maximum distance Mmax of the distances M” of the present invention includes an aspect of “determining the maximum value of the distances M measured within a predetermined angle range”.
In the present invention, by using a measuring device including a light emitter and a camera arranged along a direction intersecting a predetermined direction that defines a rotation reference position of a spindle reference phase (tool holder reference phase), a center height is obtained. Blade edge information including can be acquired with a simple configuration.
In another form of the first aspect of the invention, the processing device determines the cutting edge diameter based on the maximum distance Mmax. The cutting edge diameter indicates a distance (cutting edge radius) R between the cutting edge of the tool and the rotation axis.
In this embodiment, cutting edge information including a core height and a cutting edge diameter can be acquired with a simple configuration.
In another aspect of the first invention, the tool holder is placed on the spindle end surface of the spindle. In addition, the measuring apparatus measures a signal indicating a distance M along a predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotation axis and a distance H along the third axis between the cutting edge of the tool and the spindle end surface. Output as. And a processing apparatus discriminate | determines the blade edge | tip height based on the measurement signal output from a measuring apparatus. The cutting edge height indicates the distance H along the rotation axis between the cutting edge of the tool and the spindle end face.
In this embodiment, the cutting edge information including the core height and the cutting edge height or the core height, the cutting edge diameter and the cutting edge height can be acquired with a simple configuration.
The second invention relates to a cutting edge information acquisition method for acquiring cutting edge information of a tool in a three-dimensional orthogonal coordinate system defined by a first axis, a second axis, and a third axis orthogonal to each other. The cutting edge information acquisition method of the present invention is preferably executed using a tool presetter.
The present invention has first to fourth steps.
In the first step, the tool holder holding the tool is held (attached) to a spindle that can rotate around a rotation axis parallel to the third axis. At this time, the tool holder is held on the spindle such that the tool holder reference phase around the rotation axis of the tool holder matches the spindle reference phase around the rotation axis of the spindle.
In the spindle reference phase, a predetermined direction around the rotation axis on a plane extending along the first axis and the second axis is defined as the rotation reference position. Preferably, on a plane extending along the first axis and the second axis, a direction extending in parallel to the first axis from the rotation axis to one side along the first axis is a spindle reference phase. Is defined as the rotation reference position around the rotation axis.
When the rotation position of the spindle is set so that the spindle reference phase matches the rotation reference position, the tool holder reference phase also matches the rotation reference position.
In the second step, the spindle is rotated by the rotation angle θ around the rotation axis from the rotation reference position. In this state, the tool is disposed on one side with respect to the tool along a first direction that intersects a predetermined direction (a direction that defines the rotation reference position of the spindle around the rotation axis) and extends along the first direction. With respect to the light emitter that emits light to the other side and the tool, the light receiving surface extends along the second direction that intersects the first direction on the other side along the first direction. Using a camera, a measurement signal indicating a distance M along a predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotation axis is obtained. The output signal indicating the light receiving state of the light receiving element output from the camera corresponds to the measurement signal output from the measuring device.
The predetermined direction, the first direction, and the second direction can be set as appropriate. Preferably, a direction parallel to the first axis is set as the predetermined direction, a direction parallel to the second axis orthogonal to the first axis is set as the first direction, and the second axis is set as the second direction. An orthogonal direction is set. In this case, the light emitter and the camera are arranged in a direction parallel to the second axis orthogonal to the first axis. The light receiving surface of the camera extends along a first axis and a third axis that are orthogonal to the second axis. The measuring device measures a distance along the first axis between the cutting edge of the tool and the rotation axis.
In the third step, the process of the second step is executed for a plurality of different rotation angles θ including 0 degrees. That is, the distance M is measured at a plurality of different rotation angles θ including 0 degrees.
In the fourth step, the maximum distance Mmax of the distance M is determined, and the rotation angle θmax when the distance M becomes the maximum distance Mmax is determined. Based on the maximum distance Mmax and the rotation angle θmax, the center height indicating the distance L between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase on the plane orthogonal to the rotation axis is calculated (discriminated). As a calculation method (discrimination method) of the distance L, a calculation method in which the distance L is positive or negative according to the arrangement relationship between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase along the circumferential direction around the rotation axis. Is preferably used. The distance L can be calculated by, for example, [L = Mmax × sin (−θmax)] or [L = Mmax × sin (θmax)].
In the present invention, by using a measuring device including a light emitter and a camera arranged along a direction intersecting a predetermined direction that defines a rotation reference position of a spindle reference phase (tool holder reference phase), a center height is obtained. Blade edge information including can be acquired with a simple configuration.
In another form of the second invention, in the fourth step, the cutting edge diameter is determined based on the maximum distance Mmax. The cutting edge diameter indicates a distance (cutting edge radius) R between the cutting edge of the tool and the rotation axis.
In this embodiment, cutting edge information including a core height and a cutting edge diameter can be acquired with a simple configuration.
In another form of the second invention, in the first step, the tool holder is held (attached) to the spindle so that the tool holder is placed on the spindle end surface of the spindle. In the second step, measurement signals indicating a distance M along a predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotation axis and a distance H along the third axis between the cutting edge of the tool and the spindle end surface obtain. In the fourth step, the height of the cutting edge is determined based on the measurement signal. The cutting edge height indicates the distance along the rotation axis between the cutting edge of the tool and the spindle end face.
In this embodiment, the cutting edge information including the core height and the cutting edge height or the core height, the cutting edge diameter and the cutting edge height can be acquired with a simple configuration.

本発明の刃先情報取得装置および刃先情報取得方法では、工具の刃先情報を簡単な構成で取得することができる。   With the cutting edge information acquisition apparatus and the cutting edge information acquisition method of the present invention, the cutting edge information of a tool can be acquired with a simple configuration.

工具を保持する工具保持具がスピンドルに保持されている状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the tool holder holding a tool is hold | maintained at the spindle. 図1の矢印IIで示されている方向(y軸に平行な方向)から見た図であり、刃先高さを説明する図である。It is the figure seen from the direction (direction parallel to a y-axis) shown by the arrow II of FIG. 1, and is a figure explaining the blade-tip height. 図1の矢印IIIで示されている方向(z軸に平行な方向)から見た図であり、刃先径および芯高を説明する図である。It is the figure seen from the direction (direction parallel to az axis) shown by arrow III of Drawing 1, and is a figure explaining a blade edge diameter and core height. 本発明の刃先情報取得装置の概略構成を説明する図である。It is a figure explaining schematic structure of the blade edge information acquisition device of the present invention. 本発明における刃先情報を取得する動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which acquires the blade edge | tip information in this invention. 本発明における刃先情報を取得する動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which acquires the blade edge | tip information in this invention. 本発明における刃先情報を取得する動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which acquires the blade edge | tip information in this invention. 本発明における刃先情報を取得する動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which acquires the blade edge | tip information in this invention. 本発明の刃先情報取得装置の一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one embodiment of the blade edge information acquisition device of the present invention. スピンドル基準位相(工具保持具基準位相)の、回転回りの、回転基準位置からの回転角度θ(度)と、刃先と回転軸との間の、x軸に平行な方向に沿った距離M(mm)との関係を示すグラフである。The rotation angle θ (degrees) from the rotation reference position around the rotation of the spindle reference phase (tool holder reference phase) and the distance M (in the direction parallel to the x axis between the blade edge and the rotation axis) mm). 複数の工具を保持する工具保持具を示す図である。It is a figure which shows the tool holder which hold | maintains a some tool.

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、本発明の刃先情報取得装置及び刃先情報取得方法により取得する工具の刃先情報について、図1〜図3を参照して説明する。なお、図1は、互いに直交するx軸、y軸およびz軸により規定される3次元直交座標系(以下、「x−y−z座標系」という)において、工具300を保持している工具保持具200がスピンドル100に保持されている状態を示している。図2は、図1の矢印IIで示されている方向(y軸に平行な方向)から見た図であり、図3は、図1の矢印IIIで示されている方向(z軸に平行な方向)から見た図である。
3次元直交座標系のx軸、y軸およびz軸が、それぞれ本発明の「第1軸」、「第2軸」および「第3軸」に対応する。なお、本発明の「第1軸」、「第2軸」および「第3軸」と、x軸、y軸およびz軸との対応関係は、適宜設定可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the cutting edge information of the tool acquired by the cutting edge information acquisition apparatus and cutting edge information acquisition method of this invention is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 1 shows a tool holding a tool 300 in a three-dimensional orthogonal coordinate system (hereinafter referred to as “xyz coordinate system”) defined by an x axis, a y axis, and a z axis orthogonal to each other. A state in which the holder 200 is held by the spindle 100 is shown. 2 is a view seen from the direction indicated by the arrow II in FIG. 1 (direction parallel to the y-axis), and FIG. 3 is the direction indicated by the arrow III in FIG. 1 (parallel to the z-axis). FIG.
The x-axis, y-axis, and z-axis of the three-dimensional orthogonal coordinate system correspond to the “first axis”, “second axis”, and “third axis” of the present invention, respectively. The correspondence relationship between the “first axis”, “second axis”, and “third axis” of the present invention and the x-axis, y-axis, and z-axis can be set as appropriate.

スピンドル100は、z軸と平行な回転軸Cを中心に回転可能に構成されている。また、スピンドル100は、工具保持具200のシャンク部210が挿入される工具保持具挿入空間を形成するスピンドル内周面(図示省略)と、スピンドル端面101を有している。工具保持具200は、スピンドル端面101に載置される。   The spindle 100 is configured to be rotatable around a rotation axis C parallel to the z axis. The spindle 100 has a spindle inner peripheral surface (not shown) that forms a tool holder insertion space into which the shank portion 210 of the tool holder 200 is inserted, and a spindle end face 101. The tool holder 200 is placed on the spindle end surface 101.

工具保持具200は、シャンク部210、フランジ部220、工具保持部230を有している。工具保持具200の工具保持具外周面240は、第1〜第5の工具保持具外周面部分241〜245を有している。第1の工具保持具外周面部分241は、シャンク部210に対応する部分に形成され、シャンク部外周面を構成する。第2〜第4の工具保持具外周面部分242〜244は、フランジ部220に対応する部分に形成され、それぞれフランジ部220の第1フランジ部端面、フランジ部外周面および第2フランジ部端面を構成する。第5の工具保持具外周面部分245は、工具保持部230に対応する部分に形成され、工具保持部外周面を構成する。また、工具保持具200は、回転軸Cに沿って、シャンク部210と反対側に工具保持具端面250を有している。
工具保持具200には、工具300が保持される。工具300は、好適には、工具保持具200に着脱自在に保持される。工具300は、刃先301を有している。図1では、工具300の刃先301は、工具保持具外周面(第5の工具保持具外周面部分)245および工具保持具端面250から飛び出ている。工具300の刃先301がワークの加工部に当接することによって、ワークが切削加工される。
The tool holder 200 has a shank part 210, a flange part 220, and a tool holding part 230. The tool holder outer peripheral surface 240 of the tool holder 200 has first to fifth tool holder outer peripheral surface portions 241 to 245. The 1st tool holder outer peripheral surface part 241 is formed in the part corresponding to the shank part 210, and comprises a shank part outer peripheral surface. The second to fourth tool holder outer peripheral surface portions 242 to 244 are formed in portions corresponding to the flange portion 220, and the first flange portion end surface, the flange portion outer peripheral surface, and the second flange portion end surface of the flange portion 220 are respectively formed. Configure. The fifth tool holder outer peripheral surface portion 245 is formed in a portion corresponding to the tool holding portion 230 and constitutes the tool holding portion outer peripheral surface. Further, the tool holder 200 has a tool holder end face 250 along the rotation axis C on the opposite side to the shank portion 210.
A tool 300 is held on the tool holder 200. The tool 300 is preferably detachably held on the tool holder 200. The tool 300 has a cutting edge 301. In FIG. 1, the cutting edge 301 of the tool 300 protrudes from the tool holder outer peripheral surface (fifth tool holder outer peripheral surface portion) 245 and the tool holder end surface 250. When the cutting edge 301 of the tool 300 comes into contact with the workpiece processing portion, the workpiece is cut.

工具保持具200には、回転軸C回りの工具保持具基準位相Sが設定されている。工具保持具基準位相Sは、好適には、回転軸Cと直交する平面(図3参照)上において、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301の近傍を通る(刃先301を通る場合を含む)ように設定される。
また、スピンドル100には、回転軸C回りのスピンドル基準位相Kが設定されている。
そして、工具保持具200は、工具保持具基準位相Sがスピンドル基準位相Kと一致するように、スピンドル100に保持(装着)される。工具保持具基準位相Sがスピンドル基準位相Kと一致するように、工具保持具200をスピンドル100に保持する保持機構としては、公知の種々の構成の保持機構を用いることができる。
スピンドル基準位相Kは、z軸に直交するx−y平面上における、回転軸C回りの所定方向が回転基準位置として規定される。本実施形態では、回転軸Cから、x軸に平行に、x軸に沿って一方側に延在する方向が、スピンドル基準位相Kの回転基準位置として規定されている。図3では、x−y−z座標系のx−y平面上において、回転軸C回りの角度α0の線が、回転基準位置として規定されている。なお、本実施形態では、工具保持具基準位相Sがスピンドル基準位相Kと一致するように、工具保持具200がスピンドル100に保持されるため、スピンドル基準位相Kの、回転軸C回りの回転基準位置は、工具保持具基準位相Sの、回転軸C回りの回転基準位置でもある。すなわち、本発明の、「スピンドル基準位相は、第1軸および第2軸に沿って延在する平面上における、回転軸回りの所定方向が回転基準位置として規定される」という構成は、「工具保持具基準位相は、第1軸および第2軸に沿って延在する平面上における、回転軸回りの所定方向が回転基準位置として規定される」という構成と等価である。
In the tool holder 200, a tool holder reference phase S around the rotation axis C is set. The tool holder reference phase S preferably passes in the vicinity of the blade edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200 (through the blade edge 301) on a plane orthogonal to the rotation axis C (see FIG. 3). (Including cases).
A spindle reference phase K around the rotation axis C is set for the spindle 100.
The tool holder 200 is held (mounted) on the spindle 100 so that the tool holder reference phase S matches the spindle reference phase K. As the holding mechanism for holding the tool holder 200 on the spindle 100 such that the tool holder reference phase S matches the spindle reference phase K, holding mechanisms having various known configurations can be used.
In the spindle reference phase K, a predetermined direction around the rotation axis C on the xy plane orthogonal to the z axis is defined as the rotation reference position. In the present embodiment, a direction extending from the rotation axis C to one side along the x axis in parallel with the x axis is defined as the rotation reference position of the spindle reference phase K. In FIG. 3, a line having an angle α0 around the rotation axis C is defined as the rotation reference position on the xy plane of the xyz coordinate system. In this embodiment, since the tool holder 200 is held by the spindle 100 so that the tool holder reference phase S matches the spindle reference phase K, the rotation reference around the rotation axis C of the spindle reference phase K is achieved. The position is also the rotation reference position around the rotation axis C of the tool holder reference phase S. That is, according to the present invention, the "spindle reference phase is defined as a rotation reference position in a predetermined direction around the rotation axis on a plane extending along the first axis and the second axis" The holder reference phase is equivalent to a configuration in which a predetermined direction around the rotation axis on the plane extending along the first axis and the second axis is defined as the rotation reference position.

本実施形態では、スピンドル基準位相Kの回転基準位置からの回転角度θを容易に判別することができるようにするために、スピンドル基準位相Kの、回転軸C回りの角度αを検出する角度検出装置として、スピンドル基準位相Kが回転基準位置と一致する時の角度α0が0度を示し、スピンドル100が、周方向に沿って一方方向(例えば、図3に矢印で示されている反時計方向)に回転するにともなって増加する回転検出信号を出力する角度検出装置が用いられる。この場合、角度検出装置から出力される角度検出信号で示される角度αが、スピンドル基準位相K(工具保持具基準位相S)の、回転基準位置からの回転角度θを示す。   In the present embodiment, the angle detection for detecting the angle α around the rotation axis C of the spindle reference phase K so that the rotation angle θ of the spindle reference phase K from the rotation reference position can be easily discriminated. As an apparatus, the angle α0 when the spindle reference phase K coincides with the rotation reference position indicates 0 degree, and the spindle 100 moves in one direction along the circumferential direction (for example, counterclockwise as indicated by an arrow in FIG. ) Is used to output a rotation detection signal that increases with rotation. In this case, the angle α indicated by the angle detection signal output from the angle detection device indicates the rotation angle θ of the spindle reference phase K (tool holder reference phase S) from the rotation reference position.

図2において、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301と、工具保持具200が載置されているスピンドル端面101との間の、z軸(回転軸C)に沿った距離Hが、「刃先高さ」を示している。
また、図3において、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301と回転軸Cとの間の距離Rが、「刃先径(刃先半径)」を示している。
また、図3において、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301と工具保持具基準位相Sとの間の、x−y平面上における距離Lが、「芯高」を示している。
In FIG. 2, a distance H along the z-axis (rotation axis C) between the cutting edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200 and the spindle end surface 101 on which the tool holder 200 is placed. Indicates “the height of the cutting edge”.
In FIG. 3, the distance R between the cutting edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200 and the rotation axis C indicates the “cutting edge diameter (cutting edge radius)”.
In FIG. 3, the distance L on the xy plane between the cutting edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200 and the tool holder reference phase S indicates the “core height”. .

次に、本発明の刃先情報取得装置および刃先情報取得方法における刃先情報(刃先径、刃先高さ、芯高)を取得する動作の概要を、図4〜図8を参照して説明する。なお、図4は、本発明の刃先情報取得装置の概略構成を示す図であり、図5〜図8は、図4の矢印Vで示されている方向(z軸と平行な方向)から見た図であり、刃先情報取得動作を説明する図である。   Next, the outline | summary of the operation | movement which acquires the blade edge information (blade edge diameter, blade edge height, core height) in the blade edge information acquisition apparatus and blade edge information acquisition method of this invention is demonstrated with reference to FIGS. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the blade edge information acquiring apparatus of the present invention, and FIGS. 5 to 8 are viewed from a direction indicated by an arrow V in FIG. 4 (a direction parallel to the z axis). It is a figure explaining the blade edge information acquisition operation.

本実施形態の刃先情報取得装置を構成する、工具300の刃先301の位置を示す測定信号を出力する測定装置430は、発光器440とカメラ450を有している。発光器440としては、レーザー発光器やLED発光器等が用いられる。カメラ450は、CCDやCMOS等の受光素子が配置されている受光面451を有している。
発光器440およびカメラ450は、工具300に対して、スピンドル基準位相Kの、回転軸C回りの回転基準位置を規定する所定方向と交差する第1方向に沿って両側に配置される。また、カメラ450は、受光面451が、第1方向と交差する第2方向に沿って延在するように配置される。
本実施形態では、スピンドル基準位相Kの回転基準位置を規定する所定方向として、回転軸Cから、x軸に平行に、x軸に沿って一方側に延在する方向(図3において、角度α0の方向)が設定されている。また、所定方向と交差する第1方向として、x軸と直交するy軸に平行な方向が設定されている。また、第1方向と交差する第2方向として、y軸と直交するx軸およびz軸に沿って延在する方向が設定されている。すなわち、測定装置430を構成する発光器340とカメラ350は、工具300に対して、x軸と直交するy軸に平行な方向に沿って両側に配置されている。また、カメラ450は、受光面451が、y軸と直交するx軸およびz軸に沿って延在するように配置されている。
The measuring device 430 that outputs the measurement signal indicating the position of the cutting edge 301 of the tool 300 that constitutes the cutting edge information acquisition apparatus of the present embodiment includes a light emitter 440 and a camera 450. As the light emitter 440, a laser light emitter, an LED light emitter, or the like is used. The camera 450 has a light receiving surface 451 on which a light receiving element such as a CCD or CMOS is disposed.
The light emitter 440 and the camera 450 are arranged on both sides of the tool 300 along a first direction that intersects a predetermined direction that defines a rotation reference position around the rotation axis C of the spindle reference phase K. The camera 450 is arranged such that the light receiving surface 451 extends along a second direction that intersects the first direction.
In the present embodiment, the predetermined direction that defines the rotation reference position of the spindle reference phase K is a direction extending from the rotation axis C in parallel to the x axis and to one side along the x axis (in FIG. 3, an angle α0). Direction) is set. In addition, a direction parallel to the y-axis orthogonal to the x-axis is set as the first direction that intersects the predetermined direction. In addition, a direction extending along the x-axis and the z-axis orthogonal to the y-axis is set as the second direction that intersects the first direction. In other words, the light emitter 340 and the camera 350 constituting the measuring device 430 are arranged on both sides of the tool 300 along a direction parallel to the y axis perpendicular to the x axis. The camera 450 is arranged such that the light receiving surface 451 extends along the x axis and the z axis perpendicular to the y axis.

発光器440およびカメラ450は、x軸およびz軸に沿って移動可能に構成されている。これにより、カメラ450として、受光面451の面積が小さい、すなわち、受光素子の数が少ない安価なカメラを用いることができる。
カメラ450は、各受光素子の受光状態、すなわち、発光器440から照射された光が、工具300によって遮られて受光素子で受光されていない状態、あるいは、発光器440から照射された光が、工具300によって遮られずに受光素子で受光されている状態を示す出力信号を出力する。カメラ450から出力される出力信号に基づいて、工具300の刃先301の、カメラ450の受光面451上の位置を判別することができる。本実施形態では、受光面451は、y軸と直交するx軸およびz軸に沿って延在しているから、受光面451上における、工具300の刃先301のx軸位置(x軸座標)およびz軸位置(z軸座標)を判別することができる。
そして、カメラ450の受光面451上における、刃先301のx軸位置およびz軸位置と、x−y−z座標系における、カメラ450の受光面451の、回転軸Cに対するx軸位置およびスピンドル端面101に対するz軸位置に基づいて、x−y−z座標系における、刃先301の、回転軸Cに対するx軸位置およびz軸位置を判別することができる。
例えば、図5において、x−y−z座標系における、カメラ450の受光面451の、回転軸Cに対するx軸位置x1と、カメラ450の受光面451上における、刃先301のx軸位置A1に基づいて、x−y−z座標系における、刃先301の、回転軸Cに対するx軸位置M(=x1+A1)を判別することができる。x−y−z座標系における、刃先301の、スピンドル端面101に対するz軸位置に関しても同様に判別することができる。
すなわち、測定装置430は、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301のx軸位置およびz軸位置を示す測定信号を出力する。そして、カメラ450から出力される測定信号に基づいて、工具300の刃先301の、回転軸Cに対するx軸位置およびスピンドル端面101に対するz軸位置を判別することができる。
なお、工具300の刃先301の、回転軸Cに対するx軸位置は、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mを示す。また、工具300の刃先301の、スピンドル端面101に対するz軸位置は、工具300の刃先301とスピンドル端面101との間の、z軸(回転軸C)に沿った距離Hを示す。
The light emitter 440 and the camera 450 are configured to be movable along the x axis and the z axis. Accordingly, an inexpensive camera having a small area of the light receiving surface 451, that is, a small number of light receiving elements can be used as the camera 450.
In the camera 450, the light receiving state of each light receiving element, that is, the state where the light emitted from the light emitter 440 is blocked by the tool 300 and is not received by the light receiving element, or the light emitted from the light emitter 440 is An output signal indicating a state in which light is received by the light receiving element without being blocked by the tool 300 is output. Based on the output signal output from the camera 450, the position of the cutting edge 301 of the tool 300 on the light receiving surface 451 of the camera 450 can be determined. In the present embodiment, since the light receiving surface 451 extends along the x axis and the z axis orthogonal to the y axis, the x axis position (x axis coordinate) of the cutting edge 301 of the tool 300 on the light receiving surface 451. And the z-axis position (z-axis coordinate) can be determined.
Then, the x-axis position and the z-axis position of the cutting edge 301 on the light-receiving surface 451 of the camera 450, and the x-axis position and the spindle end surface of the light-receiving surface 451 of the camera 450 with respect to the rotation axis C in the xyz coordinate system. Based on the z-axis position with respect to 101, the x-axis position and the z-axis position of the cutting edge 301 with respect to the rotation axis C in the xyz coordinate system can be determined.
For example, in FIG. 5, the x-axis position x1 of the light-receiving surface 451 of the camera 450 with respect to the rotation axis C in the xyz coordinate system and the x-axis position A1 of the cutting edge 301 on the light-receiving surface 451 of the camera 450. Based on this, it is possible to determine the x-axis position M (= x1 + A1) of the cutting edge 301 with respect to the rotation axis C in the xyz coordinate system. The z-axis position of the cutting edge 301 with respect to the spindle end surface 101 in the xyz coordinate system can be similarly determined.
That is, the measuring device 430 outputs a measurement signal indicating the x-axis position and the z-axis position of the cutting edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200. Based on the measurement signal output from the camera 450, the x-axis position with respect to the rotation axis C and the z-axis position with respect to the spindle end surface 101 of the cutting edge 301 of the tool 300 can be determined.
Note that the x-axis position of the cutting edge 301 of the tool 300 with respect to the rotation axis C indicates the distance M along the x-axis between the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C. The z-axis position of the cutting edge 301 of the tool 300 with respect to the spindle end surface 101 indicates a distance H along the z-axis (rotation axis C) between the cutting edge 301 of the tool 300 and the spindle end surface 101.

ここで、z軸に平行な方向から見た図3から、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の距離(刃先径)Rと、工具300の刃先301と回転軸Cを結ぶ線と工具保持具基準位相S(スピンドル基準位相K)とにより形成される角度βが分かれば、工具300の刃先301と工具保持具基準位相Sとの間の、回転軸Cと直交する平面上における距離(芯高)Lは、[L=R×sinβ]により算出できることが理解できる。
本発明の刃先情報取得装置及び刃先情報取得方法では、スピンドル基準位相Kの、回転軸C回りの回転基準位置を規定する所定方向と交差する方向に沿って配置される発光器440とカメラ450により構成される測定装置430を用いて刃先径Rと角度βを測定し、測定した刃先径Rと角度βに基づいて芯高Lを算出(判別)している。
Here, from FIG. 3 viewed from a direction parallel to the z-axis, a distance (blade diameter) R between the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C, and a line connecting the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C, If the angle β formed by the tool holder reference phase S (spindle reference phase K) is known, the distance between the cutting edge 301 of the tool 300 and the tool holder reference phase S on the plane orthogonal to the rotation axis C. It can be understood that the (core height) L can be calculated by [L = R × sin β].
In the cutting edge information acquisition apparatus and cutting edge information acquisition method of the present invention, the light emitting device 440 and the camera 450 arranged along the direction intersecting the predetermined direction that defines the rotation reference position around the rotation axis C of the spindle reference phase K. The measuring device 430 is used to measure the cutting edge diameter R and the angle β, and the core height L is calculated (discriminated) based on the measured cutting edge diameter R and the angle β.

図6に実線で示されているように、工具保持具200がスピンドル100に保持されている状態において、工具300の刃先301が、工具保持具基準位相S(スピンドル基準位相K)に対して、周方向に沿って一方方向側(図6において反時計方向側)に配置される場合について説明する。
なお、スピンドル基準位相Kの、回転軸C回りの角度αを検出する回転角度検出装置は、スピンドル基準位相Kが回転基準位置に一致する時の角度α0が0度を示し、スピンドル100が、周方向に沿って一方方向に回転するにしたがって増加し、回転基準位置に達すると0度を示す回転検出信号を出力するものとする。
図6において、実線で示されている工具300は、スピンドル基準位相K(工具保持具基準位相S)が回転基準位置と一致する(角度α0)ようにスピンドル100の回転位置が設定されている状態を示している。また、破線で示されている工具300は、工具300の刃先301が回転基準位置と一致する(角度α0)ようにスピンドル100の回転位置が設定されている状態を示している。
As indicated by a solid line in FIG. 6, in a state where the tool holder 200 is held by the spindle 100, the cutting edge 301 of the tool 300 is in relation to the tool holder reference phase S (spindle reference phase K). The case where it arrange | positions along the circumferential direction at one direction side (counterclockwise side in FIG. 6) is demonstrated.
Note that the rotation angle detection device that detects the angle α of the spindle reference phase K around the rotation axis C indicates that the angle α0 when the spindle reference phase K coincides with the rotation reference position indicates 0 degree, and the spindle 100 It increases as it rotates in one direction along the direction, and when it reaches the rotation reference position, a rotation detection signal indicating 0 degree is output.
In the tool 300 indicated by the solid line in FIG. 6, the rotation position of the spindle 100 is set so that the spindle reference phase K (tool holder reference phase S) matches the rotation reference position (angle α0). Is shown. A tool 300 indicated by a broken line shows a state where the rotation position of the spindle 100 is set so that the cutting edge 301 of the tool 300 coincides with the rotation reference position (angle α0).

この場合、工具300の刃先301と回転軸Cを結ぶ線と工具保持具基準位相Sとにより形成される角度βは、工具300の刃先301が、図6に実線で示されている位置(スピンドル基準位相Kが回転基準位置と一致する位置)から、図6に破線で示されている位置(工具300の刃先301が回転基準位置と一致する位置)までの、スピンドル100の回転角度θ1を用いて表される。
工具300の刃先301が回転基準位置に一致するようにスピンドル100を回転させた状態(破線で示されている状態)では、スピンドル基準位相Kは、角度α1の位置に存在する。すなわち、工具300の刃先301を、図6に実線で示されている位置から、図6に破線で示されている位置まで移動させるためのスピンドル100の回転角度θ1は、角度α0と角度α1を用いて[θ1=α1−α0]で表される。
また、本実施形態では、測定装置430を構成する発光器440とカメラ450は、x軸と直交するy軸に平行な方向に配置されている。このため、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mは、工具300の刃先301が回転基準位置に一致する状態(破線で示されている状態)において最大値M1となる。したがって、角度α1は、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mが最大値M1となる時のスピンドル基準位相Kの角度αを測定することによって判別することができる。
なお、本実施形態では、α0=0度に設定されているため、スピンドル100の回転角度θ1は、角度α1で表される。
図6では、回転角度θ1(=α1−α0)が、本発明の「スピンドル基準位相の、回転軸回りの、回転基準位置からの回転角度θ」に対応する。
In this case, the angle β formed by the line connecting the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C and the tool holder reference phase S is the position at which the cutting edge 301 of the tool 300 is shown by a solid line in FIG. The rotation angle θ1 of the spindle 100 from the position where the reference phase K coincides with the rotation reference position) to the position indicated by the broken line in FIG. 6 (the position where the cutting edge 301 of the tool 300 coincides with the rotation reference position) is used. It is expressed as
In a state where the spindle 100 is rotated so that the cutting edge 301 of the tool 300 coincides with the rotation reference position (a state indicated by a broken line), the spindle reference phase K exists at the position of the angle α1. That is, the rotation angle θ1 of the spindle 100 for moving the cutting edge 301 of the tool 300 from the position shown by the solid line in FIG. 6 to the position shown by the broken line in FIG. And represented by [θ1 = α1-α0].
In the present embodiment, the light emitter 440 and the camera 450 constituting the measuring device 430 are arranged in a direction parallel to the y axis perpendicular to the x axis. For this reason, the distance M along the x-axis between the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C is maximum in a state where the cutting edge 301 of the tool 300 matches the rotation reference position (a state indicated by a broken line). It becomes the value M1. Therefore, the angle α1 is determined by measuring the angle α of the spindle reference phase K when the distance M along the x axis between the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C is the maximum value M1. Can do.
In the present embodiment, since α0 = 0 degrees is set, the rotation angle θ1 of the spindle 100 is represented by an angle α1.
In FIG. 6, the rotation angle θ1 (= α1−α0) corresponds to “the rotation angle θ of the spindle reference phase from the rotation reference position around the rotation axis”.

次に、図7に実線で示されているように、工具保持具200がスピンドル100に保持されている状態において、工具300の刃先301が、工具保持具基準位相S(スピンドル基準位相K)に対して、周方向に沿って他方方向側(図7において時計方向側)に配置される場合について説明する。
この場合、工具300の刃先301と回転軸Cを結ぶ線と工具保持具基準位相Sとにより形成される角度βは、工具300の刃先301が、図7に実線で示されている位置(スピンドル基準位相Kが回転基準位置と一致する位置)から、図7に破線で示されている位置(工具300の刃先301が回転基準位置に一致する位置)までの、スピンドル100の回転角度θ2を用いて表される。
工具300の刃先301が回転基準位置に一致するようにスピンドル100を回転させた状態(破線で示されている状態)では、スピンドル基準位相Kは、角度α2の位置に存在する。すなわち、工具300の刃先301を、図7に実線で示されている位置から、図7に破線で示されている位置まで移動させるためのスピンドル100の回転角度θ2は、角度α0と角度α2を用いて[θ2=α2−α0]で表される。
また、前述したように、本実施形態では、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mは、図7に破線で示されている、工具300の刃先301が回転基準位置に一致する時に最大値M2となる。したがって、角度α2は、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mが最大値M2となる時のスピンドル基準位相Kの角度αを測定することによって判別することができる。
図7では、回転角度θ2(=α2−α0)が、本発明の「スピンドル基準位相の、回転軸回りの、回転基準位置からの回転角度θ」に対応する。
Next, as indicated by a solid line in FIG. 7, in a state where the tool holder 200 is held by the spindle 100, the cutting edge 301 of the tool 300 is set to the tool holder reference phase S (spindle reference phase K). On the other hand, the case where it arrange | positions in the other direction side (clockwise side in FIG. 7) along the circumferential direction is demonstrated.
In this case, the angle β formed by the line connecting the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C and the tool holder reference phase S is the position at which the cutting edge 301 of the tool 300 is indicated by a solid line in FIG. The rotation angle θ2 of the spindle 100 from the position where the reference phase K coincides with the rotation reference position) to the position shown by the broken line in FIG. 7 (the position where the cutting edge 301 of the tool 300 coincides with the rotation reference position) is used. It is expressed as
In a state where the spindle 100 is rotated so that the cutting edge 301 of the tool 300 coincides with the rotation reference position (a state indicated by a broken line), the spindle reference phase K exists at the position of the angle α2. That is, the rotation angle θ2 of the spindle 100 for moving the cutting edge 301 of the tool 300 from the position shown by the solid line in FIG. 7 to the position shown by the broken line in FIG. And represented by [θ2 = α2−α0].
Further, as described above, in the present embodiment, the distance M along the x-axis between the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C is indicated by the broken line in FIG. Reaches the maximum value M2 when coincides with the rotation reference position. Therefore, the angle α2 is determined by measuring the angle α of the spindle reference phase K when the distance M along the x axis between the cutting edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C is the maximum value M2. Can do.
In FIG. 7, the rotation angle θ2 (= α2−α0) corresponds to “the rotation angle θ of the spindle reference phase around the rotation axis from the rotation reference position”.

工具300の刃先301と工具保持具基準位相Sとの間の、回転軸Cと直交する平面上における距離L、すなわち芯高は、距離Mのうちの最大距離Mmaxと、距離Mが最大距離Mmaxとなった時の回転角度θmaxに基づいて算出(判別)することができる。
なお、本実施形態では、スピンドル基準位相K(工具保持具基準位相S)の回転軸C回りの角度αは、スピンドル基準位相Kが回転基準位置に一致する時の角度α0が0度を示し、スピンドル100が、周方向に沿って一方方向(図6、図7において、反時計方向)に回転するにしたがって増加する角度として検出される。また、芯高を示す距離Lは、工具300の刃先301が、工具保持具基準位相S(スピンドル基準位相K)に対して、周方向に沿って一方方向側に配置される場合(図6参照)に正の値となり、他方方向側に配置される場合(図7参照)に負の値となるように設定される。
このため、本実施形態では、芯高を示す距離Lは、[L=Mmax×sin(−θmax)]により算出している。
The distance L between the cutting edge 301 of the tool 300 and the tool holder reference phase S on the plane orthogonal to the rotation axis C, that is, the center height, is the maximum distance Mmax of the distance M, and the distance M is the maximum distance Mmax. It can be calculated (discriminated) based on the rotation angle θmax at the time.
In the present embodiment, the angle α around the rotation axis C of the spindle reference phase K (tool holder reference phase S) is 0 ° when the spindle reference phase K coincides with the rotation reference position. It is detected as an angle that increases as the spindle 100 rotates in one direction along the circumferential direction (counterclockwise in FIGS. 6 and 7). The distance L indicating the center height is when the cutting edge 301 of the tool 300 is arranged on one side along the circumferential direction with respect to the tool holder reference phase S (spindle reference phase K) (see FIG. 6). ) Is set to a positive value, and is set to a negative value when arranged on the other direction side (see FIG. 7).
Therefore, in the present embodiment, the distance L indicating the center height is calculated by [L = Mmax × sin (−θmax)].

図6および図7における距離Lが、図8に示されている。
なお、図6に示されている状態では、回転角度θmax(=θ1)が180度より大きいため、sin(θmax)は負の値となる。これにより、工具300(1)の刃先301(1)が、図8に実線で示されているように配置される場合には、[L=Mmax×sin(−θmax(1))]により算出される距離L(1)は正の値となる。
一方、図7に示されている状態では、回転角度θmax(=θ2)が180度以下であるため、sin(θmax)は正の値となる。これにより、図8に破線で示されているように工具300(2)の刃先301(2)が配置される場合には、[L=Mmax×sin(−θmax(2))]により算出される距離L(2)は負の値となる。
ずなわち、工具300の刃先301が、工具保持具基準位相Sに対して、周方向に沿って一方方向側に配置されているか、あるいは、他方方向側に配置されているかによって、芯高を示す距離Lの正負が決定される。これにより、芯高を示す距離Lの正負に基づいて、芯高に応じた切削加工の修正を容易に行うことができる。
The distance L in FIGS. 6 and 7 is shown in FIG.
In the state shown in FIG. 6, since the rotation angle θmax (= θ1) is greater than 180 degrees, sin (θmax) is a negative value. Thus, when the cutting edge 301 (1) of the tool 300 (1) is arranged as shown by the solid line in FIG. 8, it is calculated by [L = Mmax × sin (−θmax (1))]. The distance L (1) is a positive value.
On the other hand, in the state shown in FIG. 7, since the rotation angle θmax (= θ2) is 180 degrees or less, sin (θmax) is a positive value. Thus, when the cutting edge 301 (2) of the tool 300 (2) is arranged as shown by the broken line in FIG. 8, it is calculated by [L = Mmax × sin (−θmax (2))]. The distance L (2) is a negative value.
That is, the core height is determined depending on whether the cutting edge 301 of the tool 300 is arranged on the one direction side along the circumferential direction with respect to the tool holder reference phase S or on the other direction side. The sign of the indicated distance L is determined. Thereby, based on the positive / negative of the distance L which shows a core height, the correction of the cutting process according to a core height can be performed easily.

なお、芯高を示す距離Lの正負と、工具300の刃先301の工具保持具基準位相Sに対する周方向に沿った配置位置との対応関係は、適宜設定することができる。例えば、工具300の刃先301が図6に示されているように配置される場合に、距離Lが負の値となり、工具300の刃先301が図7に示されているように配置される場合に、距離Lが正の値となるように構成することもできる。
また、最大距離Mmaxと回転角度θmaxに基づいて、芯高を示す距離Lを算出する方法は、前記した方法に限定されない。例えば、スピンドル基準位相K(工具保持具基準位相S)の回転軸C回りの角度αが、スピンドル基準位相Kが回転基準位置に一致する時の角度α0の時に0度を示し、スピンドル100が、周方向に沿って他方方向(図6〜図8において、時計方向)に回転するにしたがって増加する角度として検出される場合には、[L=Mmax×sin(θmax)]により距離Lを算出することもできる。すなわち、距離Lを算出する方法は、距離Lが正または負となる状態の設定態様やスピンドル基準位相Kの回転軸C回りの角度α(あるいは、回転基準位置からの回転角度θ)の検出態様等に応じて適宜変更可能である。
The correspondence between the positive / negative of the distance L indicating the center height and the arrangement position of the cutting edge 301 of the tool 300 along the circumferential direction with respect to the tool holder reference phase S can be set as appropriate. For example, when the cutting edge 301 of the tool 300 is arranged as shown in FIG. 6, the distance L becomes a negative value, and the cutting edge 301 of the tool 300 is arranged as shown in FIG. In addition, the distance L can be configured to be a positive value.
Further, the method for calculating the distance L indicating the center height based on the maximum distance Mmax and the rotation angle θmax is not limited to the method described above. For example, when the angle α around the rotation axis C of the spindle reference phase K (tool holder reference phase S) is an angle α0 when the spindle reference phase K coincides with the rotation reference position, the spindle 100 is When detected as an angle that increases with rotation in the other direction (clockwise in FIGS. 6 to 8) along the circumferential direction, the distance L is calculated by [L = Mmax × sin (θmax)]. You can also That is, the method for calculating the distance L includes a setting mode in which the distance L is positive or negative, and a detection mode of the angle α around the rotation axis C of the spindle reference phase K (or rotation angle θ from the rotation reference position) It can be appropriately changed according to the above.

本発明の刃先情報取得装置の一実施形態を、図9に示されているブロック図を用いて説明する。
本実施形態の刃先情報取得装置は、処理装置410、スピンドル100、駆動装置420、測定装置430、回転角度検出装置460等により構成されている。刃先情報取得装置は、好適には、ツールプリセッターとして構成される。
One embodiment of the blade edge information acquiring apparatus of the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG.
The blade edge information acquisition apparatus according to the present embodiment includes a processing apparatus 410, a spindle 100, a drive apparatus 420, a measurement apparatus 430, a rotation angle detection apparatus 460, and the like. The blade edge information acquisition device is preferably configured as a tool presetter.

スピンドル100は、工具300を保持している工具保持具200を保持可能であるとともに、z軸に平行な回転軸Cを中心に回転可能に構成されている。なお、前述したように、工具保持具基準位相Sがスピンドル基準位相Kと一致するように、工具保持具200がスピンドルに保持される。スピンドル基準位相Kは、回転軸C回りの所定方向(角度α0の方向)が回転基準位置として規定される。また、工具保持具200は、スピンドル端面101に載置される。
駆動装置420は、工具保持具200を保持しているスピンドル100を、回転軸Cを中心に回転させる。
測定装置430は、発光器440とカメラ450を有している。本実施形態では、前述したように、発光器440とカメラ450は、工具300に対して、y軸に沿って両側に配置される。カメラ450は、受光面451が、y軸と直交するx軸およびz軸に沿って延在するように配置される。測定装置430は、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mおとび工具300の刃先301とスピンドル端面101との間の、z軸に沿った距離Hを示す測定信号を出力する。なお、カメラ450がx軸およびz軸に沿って移動可能に構成されている場合には、カメラ450の出力信号と、カメラ450の、x−y−z座標系における位置(回転軸Cに対するx軸位置、スピンドル端面101に対するz軸位置)を示す位置信号に基づいて、工具300の刃先301のx−y−z座標系における位置(回転軸Cに対するx軸位置、スピンドル端面101に対するz軸位置)を判別する。
回転角度検出装置460は、スピンドル基準位相K(工具保持具基準位相S)の、回転軸C回りの、回転基準位置(角度α0)からの回転角度θを示す回転角度信号を出力する。回転角度信号としては、好適には、スピンドル基準位相Kが回転基準位置と一致する時に0度を示し、スピンドル100が周方向に沿って一方方向側に回転するにしたがって増加する回転角度θを示す信号が用いられる。
処理装置410は、CPU、記憶装置等により構成される。処理装置410は、駆動装置420や測定装置430を制御し、回転角度検出装置460から出力される回転角度信号および測定装置430から出力される測定信号に基づいて、前述した方法により、刃先径、刃先高さ、芯高を含む刃先情報を判別する。
The spindle 100 is configured to be able to hold the tool holder 200 holding the tool 300 and to be rotatable around a rotation axis C parallel to the z axis. As described above, the tool holder 200 is held on the spindle such that the tool holder reference phase S matches the spindle reference phase K. In the spindle reference phase K, a predetermined direction (direction of the angle α0) around the rotation axis C is defined as the rotation reference position. The tool holder 200 is placed on the spindle end surface 101.
The driving device 420 rotates the spindle 100 holding the tool holder 200 around the rotation axis C.
The measuring device 430 includes a light emitter 440 and a camera 450. In the present embodiment, as described above, the light emitter 440 and the camera 450 are disposed on both sides of the tool 300 along the y axis. The camera 450 is arranged such that the light receiving surface 451 extends along the x axis and the z axis orthogonal to the y axis. The measuring device 430 includes a distance M along the x-axis between the cutting edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200 and the rotation axis C, and between the cutting edge 301 of the tool 300 and the spindle end surface 101. , A measurement signal indicating the distance H along the z-axis is output. If the camera 450 is configured to be movable along the x-axis and the z-axis, the output signal of the camera 450 and the position of the camera 450 in the xyz coordinate system (x with respect to the rotation axis C) Based on the position signal indicating the axial position and the z-axis position with respect to the spindle end surface 101), the position of the cutting edge 301 of the tool 300 in the xyz coordinate system (the x-axis position with respect to the rotation axis C and the z-axis position with respect to the spindle end surface 101). ).
The rotation angle detection device 460 outputs a rotation angle signal indicating the rotation angle θ of the spindle reference phase K (tool holder reference phase S) around the rotation axis C from the rotation reference position (angle α0). The rotation angle signal preferably indicates 0 degree when the spindle reference phase K coincides with the rotation reference position, and indicates the rotation angle θ that increases as the spindle 100 rotates in one direction along the circumferential direction. A signal is used.
The processing device 410 includes a CPU, a storage device, and the like. The processing device 410 controls the driving device 420 and the measuring device 430, and based on the rotation angle signal output from the rotation angle detecting device 460 and the measurement signal output from the measuring device 430, the cutting edge diameter, Cutting edge information including cutting edge height and core height is determined.

本発明の刃先情報取得装置の一実施形態を用いて刃先情報を取得する刃先情報取得方法を以下に説明する。なお、以下の説明は、本発明の刃先情報取得方法の一実施形態を説明したものでもある。
(ステップ1)
工具300を保持している工具保持具200を、z軸と平行な回転軸Cを中心に回転可能なスピンドル100に保持(装着)する。この時、工具保持具基準位相Sがスピンドル基準位相Kと一致するように、工具保持具200がスピンドル100に保持される。
なお、スピンドル基準位相Kは、回転軸C(z軸)と直交する平面(x−y平面)上における、回転軸C回りの所定方向、本実施形態では、回転軸Cから、x軸に平行に、x軸に沿って一方側に延在する方向が回転基準位置として規定される。
A blade edge information acquisition method for acquiring blade edge information using an embodiment of the blade edge information acquisition apparatus of the present invention will be described below. In addition, the following description is also what demonstrated one Embodiment of the blade edge | tip information acquisition method of this invention.
(Step 1)
The tool holder 200 holding the tool 300 is held (mounted) on a spindle 100 that can rotate around a rotation axis C parallel to the z-axis. At this time, the tool holder 200 is held on the spindle 100 such that the tool holder reference phase S matches the spindle reference phase K.
The spindle reference phase K is parallel to the x axis from the rotation axis C in the predetermined direction around the rotation axis C on the plane (xy plane) orthogonal to the rotation axis C (z axis). In addition, a direction extending to one side along the x axis is defined as the rotation reference position.

(ステップ2)
スピンドル100(工具保持具200)を、回転軸C回りに、回転基準位置から回転角度θ回転させる。そして、この状態で、工具300に対して、スピンドル基準位相Kの回転開始位置を規定する所定方向と交差する第1方向に沿って一方側に、第1方向に沿って他方側に光を照射するように配置される発光器440と、工具300に対して、第1方向に沿った他方側に、受光面451が、第1方向と交差する第2方向に沿って延在するように配置されるカメラ450を用いて、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、所定方向に沿った距離Mおよび刃先301とスピンドル端面101との間の、z軸(回転軸C)に沿った距離Hを示す測定信号を得る。
本実施形態では、工具300に対して、スピンドル基準位相Kの回転開始位置を規定する、x軸に平行な方向と直交するy軸に沿って一方側に、y軸に沿って他方側に光を照射するように配置される発光器440と、工具300に対して、y軸に沿って他方側に、受光面451が、y軸と直交するx軸およびz軸に沿って延在するように配置されるカメラ450を用いて、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の、x軸に沿った距離Mおよび刃先301とスピンドル端面101との間の、z軸(回転軸C)に沿った距離Hを示す測定信号を得る。
(Step 2)
The spindle 100 (tool holder 200) is rotated about the rotation axis C from the rotation reference position by a rotation angle θ. In this state, the tool 300 is irradiated with light on one side along a first direction that intersects a predetermined direction that defines the rotation start position of the spindle reference phase K, and on the other side along the first direction. With respect to the light emitter 440 and the tool 300, the light receiving surface 451 is disposed on the other side along the first direction so as to extend along the second direction intersecting the first direction. The distance M along the predetermined direction between the cutting edge 301 and the rotation axis C of the tool 300 and the z-axis (rotation axis C) between the cutting edge 301 and the spindle end surface 101 are used. A measurement signal indicating the measured distance H is obtained.
In the present embodiment, the light is emitted to one side along the y axis perpendicular to the direction parallel to the x axis and to the other side along the y axis, which defines the rotation start position of the spindle reference phase K with respect to the tool 300. The light receiving surface 451 extends along the x-axis and the z-axis orthogonal to the y-axis on the other side along the y-axis with respect to the light emitter 440 and the tool 300 arranged to irradiate the tool 300. The distance M along the x-axis between the cutting edge 301 and the rotation axis C of the tool 300 and the z-axis (rotation axis C) between the cutting edge 301 and the spindle end face 101 using the camera 450 arranged in A measurement signal indicating the distance H along is obtained.

(第3ステップ)
0度を含む複数の異なる回転角度θに対して、第2ステップの処理を実行する。すなわち、複数の異なる回転角度θにおける距離Hを測定する。
(Third step)
The process of the second step is executed for a plurality of different rotation angles θ including 0 degrees. That is, the distance H at a plurality of different rotation angles θ is measured.

(第4ステップ)
測定信号に基づいて、各回転角度θにおける距離Mのうちの最大距離(最大値)Mmaxと、距離Mが最大距離Mmaxとなった時の回転角度θmaxを判別する。そして、最大距離Mmaxと回転角度θmaxに基づいて、回転軸Cと直交する平面上における、工具300の刃先301と工具保持具基準位相Sとの間の距離Lを示す芯高を判別する。例えば、[L=Mmax×sin(−θmax)]あるいは[L=Mmax×sin(θmax)]により距離Lを判別(算出)する。
また、最大距離Mmaxに基づいて、工具300の刃先301と回転軸Cとの間の距離(刃先半径)Rを示す刃先径を判別する。
また、いずれかの測定信号に基づいて、工具300の刃先301とスピンドル端面10との間の、回転軸C(z軸)に沿った距離Hを示す刃先高さを判別する。
(4th step)
Based on the measurement signal, the maximum distance (maximum value) Mmax among the distances M at each rotation angle θ and the rotation angle θmax when the distance M becomes the maximum distance Mmax are determined. Based on the maximum distance Mmax and the rotation angle θmax, the center height indicating the distance L between the cutting edge 301 of the tool 300 and the tool holder reference phase S on the plane orthogonal to the rotation axis C is determined. For example, the distance L is determined (calculated) by [L = Mmax × sin (−θmax)] or [L = Mmax × sin (θmax)].
Further, based on the maximum distance Mmax, a blade edge diameter indicating a distance (blade edge radius) R between the blade edge 301 of the tool 300 and the rotation axis C is determined.
Further, based on one of the measurement signals, the edge height indicating the distance H along the rotation axis C (z axis) between the edge 301 of the tool 300 and the spindle end surface 10 is determined.

以上では、1つの工具300を保持する工具保持具200の刃先情報を取得する場合について説明したが、複数の工具を保持する工具保持具の刃先情報を取得することもできる。
図11に、3つの工具610、620および630を保持する工具保持具500が示されている。
工具610、620、630は、適宜の間隔で工具保持具500に保持される。例えば、120度間隔で保持される。また、各工具610、620、630に対応して工具保持具基準位相S610、S620、S630が設定されている。なお、図11には、工具610の刃先611および工具620の刃先621が、工具保持具基準位相S610およびS620に対して、周方向に沿って一方方向側(図11では、反時計方向)に配置され、工具630の刃先631が、工具保持具基準位相S630に対して、周方向に沿って他方方向側(図11では、時計方向)に位配置されている場合が示されている。
工具610を使用する場合には、工具610に対応する工具保持具基準位相S610がスピンドル基準位相Kと一致するように、工具保持具500をスピンドル100に保持す。この状態で、前述した方法で、工具610の刃先611に対する刃先情報を取得する。工具620あるいは630を使用する場合には、工具620に対応する工具保持具基準位相S620あるいは工具630に対応する工具保持具基準位相S630がスピンドル基準位相Kと一致するように、工具保持具500をスピンドル100に保持する。
あるいは、工具保持具500をスピンドル100に装着した状態で、使用する工具610、620、630に対応する工具保持具基準位相S610、S620、S630がスピンドル基準位相Kと一致するように、スピンドル100を回転させる。そして、この状態で、使用する工具の刃先の刃先情報を取得する。
Although the case where the blade edge information of the tool holder 200 that holds one tool 300 is acquired has been described above, the blade edge information of the tool holder that holds a plurality of tools can also be acquired.
FIG. 11 shows a tool holder 500 that holds three tools 610, 620 and 630.
Tools 610, 620, and 630 are held by tool holder 500 at appropriate intervals. For example, it is held at 120 degree intervals. Further, tool holder reference phases S610, S620, and S630 are set corresponding to the tools 610, 620, and 630, respectively. In FIG. 11, the cutting edge 611 of the tool 610 and the cutting edge 621 of the tool 620 are on one side (counterclockwise in FIG. 11) along the circumferential direction with respect to the tool holder reference phases S610 and S620. The case where the blade edge 631 of the tool 630 is disposed and is disposed on the other direction side (clockwise in FIG. 11) along the circumferential direction with respect to the tool holder reference phase S630 is shown.
When the tool 610 is used, the tool holder 500 is held on the spindle 100 such that the tool holder reference phase S610 corresponding to the tool 610 matches the spindle reference phase K. In this state, the blade edge information for the blade edge 611 of the tool 610 is acquired by the method described above. When the tool 620 or 630 is used, the tool holder 500 is set so that the tool holder reference phase S620 corresponding to the tool 620 or the tool holder reference phase S630 corresponding to the tool 630 matches the spindle reference phase K. Hold on the spindle 100.
Alternatively, with the tool holder 500 mounted on the spindle 100, the spindle 100 is set so that the tool holder reference phases S610, S620, S630 corresponding to the tools 610, 620, 630 to be used coincide with the spindle reference phase K. Rotate. In this state, the blade edge information of the blade edge of the tool to be used is acquired.

図10に、スピンドル基準位相K(工具保持具基準位相S)の、回転軸C回りの、回転基準位置からの回転角度θと、工具の刃先と回転軸Cとの間の距離Mとの関係を示すグラフが示されている。図10において、実線は、回転角度θと、工具保持具200に保持されている工具300の刃先301と回転軸Cとの間の距離Mとの関係(図6参照)を示している。また、破線は、回転角度θと、工具保持具500に保持されている工具610、620、630の刃先611、621、631と回転軸Cとの間の距離Mとの関係(図11参照)を示している。   FIG. 10 shows the relationship between the rotation angle θ of the spindle reference phase K (tool holder reference phase S) around the rotation axis C from the rotation reference position and the distance M between the cutting edge of the tool and the rotation axis C. The graph which shows is shown. In FIG. 10, the solid line indicates the relationship between the rotation angle θ and the distance M between the cutting edge 301 of the tool 300 held by the tool holder 200 and the rotation axis C (see FIG. 6). A broken line indicates a relationship between the rotation angle θ and the distance M between the cutting edges 611, 621, 631 of the tools 610, 620, 630 held by the tool holder 500 and the rotation axis C (see FIG. 11). Is shown.

なお、距離Mの中から最大距離Mmaxを判別する方法としては、種々の方法を用いることができる。
例えば、工具300の刃先301は、工具保持具基準位相S(スピンドル基準位相K)に対して大きく離れた位置に配置されることはない。
したがって、工具保持具基準位相S(スピンドル基準位相K)に対して所定の角度範囲内において、複数の回転角度θに対する距離Mを測定し、測定した距離Mの中から最大距離Mmaxを判別する方法を用いることができる。工具保持具基準位相Sに対する所定の角度範囲としては、例えば、工具保持具基準位相Sに対して両方向に30度以下の範囲を設定することができる。
また、y軸に平行な方向から見た刃先301の周辺の形状が、刃先301の位置を極大点とする形状を有している場合には、距離Mが増加から減少に移行する境界の値(極大値)を最大距離Mmaxとして判別することもできる。
例えば、工具保持具500に複数の工具610,620、630が保持されている場合には、図10に示されているように、工具保持具基準位相S610、S620、S630に対して所定の角度範囲内における距離Mの極大値あるいは最大値を最大距離Mmax610、Mmax620、Mmax630として判別する。
As a method for determining the maximum distance Mmax from the distance M, various methods can be used.
For example, the cutting edge 301 of the tool 300 is not arranged at a position far away from the tool holder reference phase S (spindle reference phase K).
Therefore, a method of measuring distances M with respect to a plurality of rotation angles θ within a predetermined angle range with respect to the tool holder reference phase S (spindle reference phase K), and determining the maximum distance Mmax from the measured distances M. Can be used. As the predetermined angle range with respect to the tool holder reference phase S, for example, a range of 30 degrees or less in both directions with respect to the tool holder reference phase S can be set.
In addition, when the shape around the cutting edge 301 viewed from the direction parallel to the y-axis has a shape having the position of the cutting edge 301 as a maximum point, the value of the boundary at which the distance M shifts from increasing to decreasing. It is also possible to determine (maximum value) as the maximum distance Mmax.
For example, when a plurality of tools 610, 620, and 630 are held on the tool holder 500, as shown in FIG. 10, a predetermined angle with respect to the tool holder reference phases S610, S620, and S630. The maximum value or the maximum value of the distance M within the range is determined as the maximum distances Mmax610, Mmax620, and Mmax630.

本発明は、詳細な説明で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
実施形態では、芯高、刃先径および刃先高さを含む刃先情報を取得する刃先情報取得装置および刃先情報取得方法について説明したが、本発明は、少なくとも芯高、あるいは、刃先径と刃先高さのうちの少なくとも一方と芯高を取得する刃先情報取得装置および刃先情報取得方法として構成することができる。
z軸(回転軸)と直交するx−y平面上におけるx軸方向を、スピンドル基準位相(工具保持具基準位相)の、回転軸回りの回転基準位置として規定したが、x−y平面上における任意の所定方向を回転基準位置として規定することができる。
測定装置を構成する発光器とカメラ(受光器)を配置する第1方向として、x軸と直交するy軸に平行な方向を設定したが、第1方向は、回転基準位置を規定する所定方向と交差する方向に設定することができる。
カメラの受光面を配置する第2方向として、y軸向と直交するx軸およびz軸に沿った方向を設定したが、第2方向は、第1方向と交差する方向に設定することができる。
距離Mのうちの最大値(あるいは極大値)として判別される最大距離Mmaxと、距離Mが最大距離Mmaxとなった時の角度θmaxに基づいて、芯高を示す距離Lを算出する方法は、スピンドル基準位相の、回転軸回りの、回転基準位置からの回転角度θの検出態様や距離Lの正負の設定態様等に応じて適宜選択可能である。
実施形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数の構成を組み合せて用いることもできる。
The present invention is not limited to the configuration described in the detailed description, and various changes, additions, and deletions are possible.
In the embodiment, the cutting edge information acquisition device and the cutting edge information acquisition method for acquiring cutting edge information including the core height, the cutting edge diameter, and the cutting edge height have been described. However, the present invention provides at least the core height, or the cutting edge diameter and the cutting edge height. The blade edge information acquisition device and the blade edge information acquisition method can acquire at least one of them and the core height.
The x-axis direction on the xy plane orthogonal to the z-axis (rotation axis) is defined as the rotation reference position around the rotation axis of the spindle reference phase (tool holder reference phase). Any predetermined direction can be defined as the rotation reference position.
Although the direction parallel to the y-axis orthogonal to the x-axis is set as the first direction in which the light emitter and the camera (light receiver) constituting the measuring apparatus are arranged, the first direction is a predetermined direction that defines the rotation reference position. Can be set in the direction intersecting with.
Although the direction along the x-axis and z-axis orthogonal to the y-axis direction is set as the second direction in which the light receiving surface of the camera is arranged, the second direction can be set to a direction intersecting the first direction. .
A method for calculating the distance L indicating the center height based on the maximum distance Mmax determined as the maximum value (or maximum value) of the distances M and the angle θmax when the distance M becomes the maximum distance Mmax is as follows. The spindle reference phase can be appropriately selected according to the detection mode of the rotation angle θ around the rotation axis from the rotation reference position, the positive / negative setting mode of the distance L, and the like.
Each structure demonstrated by embodiment can also be used independently, and can also be used combining the some structure selected suitably.

100 スピンドル
101 スピンドル端面
200、400 工具保持具
210 シャンク部
220 フランジ部
230 工具保持部
240 工具保持具外周面
241 第1の工具保持具外周面部分(シャンク部外周面)
242 第2の工具保持具外周面部分(第1フランジ部端面)
243 第3の工具保持具外周面部分(フランジ部外周面)
244 第4の工具保持具外周面部分(第2フランジ部端面)
245 第5の工具保持具外周面部分(工具保持部外周面)
250 工具保持具端面
300、610、620、630 工具
301、611、621、631 刃先
410 処理装置
420 駆動装置
430 測定装置
440 発光器
450 カメラ(受光器)
451 受光面
S、S610、S620、S630 工具保持具基準位相
K スピンドル基準位相
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Spindle 101 Spindle end surface 200,400 Tool holder 210 Shank part 220 Flange part 230 Tool holder 240 Tool holder outer peripheral surface 241 First tool holder outer peripheral surface part (shank part outer peripheral surface)
242 Second tool holder outer peripheral surface portion (first flange end surface)
243 Third tool holder outer peripheral surface portion (flange portion outer peripheral surface)
244 Fourth tool holder outer peripheral surface portion (end surface of second flange portion)
245 Fifth tool holder outer peripheral surface portion (tool holder outer peripheral surface)
250 Tool holder end face 300, 610, 620, 630 Tool 301, 611, 621, 631 Cutting edge 410 Processing device 420 Drive device 430 Measuring device 440 Light emitter 450 Camera (light receiver)
451 Light-receiving surface S, S610, S620, S630 Tool holder reference phase K Spindle reference phase

Claims (6)

互いに直交する第1軸、第2軸および第3軸により規定される3次元直交座標系における、工具の刃先情報を取得する刃先情報取得装置であって、
工具を保持可能な工具保持具と、前記工具保持具を保持可能であるとともに、前記第3軸と平行な回転軸を中心に回転可能なスピンドルと、前記工具の刃先の位置を示す測定信号を出力する測定装置と、前記スピンドルを回転させる駆動装置と、前記スピンドルの回転角度を示す回転角度信号を出力する回転角度検出装置と、処理装置とを備え、
前記工具保持具は、前記工具保持具の、前記回転軸回りの工具保持具基準位相が、前記スピンドルの、前記回転軸回りのスピンドル基準位相と一致するように前記スピンドルに保持され、
前記スピンドル基準位相は、前記第1軸および前記第2軸に沿って延在する平面上における、前記回転軸回りの所定方向が回転基準位置として規定され、
前記測定装置は、前記工具に対して、前記所定方向と交差する第1方向に沿って一方側に配置され、前記第1方向に沿って他方側に光を照射する発光器と、前記工具に対して、前記第1方向に沿って前記他方側に配置され、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延在する受光面に受光素子が配置されているカメラとを有し、前記工具の刃先と前記回転軸との間の、前記所定方向に沿った距離Mを示す信号を前記測定信号として出力し、
前記回転角度検出装置は、前記スピンドル基準位相の、前記回転軸回りの、前記回転基準位置からの回転角度θを示す信号を前記回転角度信号として出力し、
前記処理装置は、前記回転角度検出装置から出力される前記回転角度信号および前記測定装置から出力される前記測定信号に基づいて、前記距離Mのうちの最大距離Mmaxを判別するとともに、前記距離Mが前記最大距離Mmaxとなった時の回転角度θmaxを判別し、最大距離Mmaxと回転角度θmaxに基づいて、前記回転軸と直交する平面上における、前記工具の刃先と前記工具保持具基準位相との間の距離を示す芯高を判別することを特徴とする刃先情報取得装置。
A cutting edge information acquisition device that acquires cutting edge information of a tool in a three-dimensional orthogonal coordinate system defined by a first axis, a second axis, and a third axis orthogonal to each other,
A tool holder capable of holding a tool, a spindle capable of holding the tool holder and rotatable about a rotation axis parallel to the third axis, and a measurement signal indicating a position of a cutting edge of the tool A measuring device for outputting, a driving device for rotating the spindle, a rotation angle detecting device for outputting a rotation angle signal indicating the rotation angle of the spindle, and a processing device,
The tool holder is held on the spindle such that a tool holder reference phase around the rotation axis of the tool holder matches a spindle reference phase around the rotation axis of the spindle,
In the spindle reference phase, a predetermined direction around the rotation axis on a plane extending along the first axis and the second axis is defined as a rotation reference position.
The measuring device is disposed on one side of the tool along a first direction intersecting the predetermined direction, and emits light to the other side along the first direction. On the other hand, the camera is disposed on the other side along the first direction and has a light receiving element disposed on a light receiving surface extending along a second direction intersecting the first direction, A signal indicating a distance M along the predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotary shaft is output as the measurement signal;
The rotation angle detection device outputs a signal indicating the rotation angle θ around the rotation axis of the spindle reference phase from the rotation reference position as the rotation angle signal.
The processing device determines a maximum distance Mmax out of the distances M based on the rotation angle signal output from the rotation angle detection device and the measurement signal output from the measurement device, and the distance M Is determined as the maximum distance Mmax, and the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase on the plane orthogonal to the rotation axis are determined based on the maximum distance Mmax and the rotation angle θmax. A blade edge information acquisition apparatus characterized by determining a core height indicating a distance between the blades.
請求項1に記載の刃先情報取得装置であって、
前記処理装置は、前記最大距離Mmaxに基づいて、前記工具の刃先と前記回転軸との間の距離を示す刃先径を取得することを特徴とする刃先情報取得装置。
The cutting edge information acquisition device according to claim 1,
The processing apparatus acquires a cutting edge diameter indicating a distance between a cutting edge of the tool and the rotating shaft based on the maximum distance Mmax.
請求項1または2に記載の刃先情報取得装置であって、
前記工具保持具は、前記スピンドルのスピンドル端面に載置され、
前記測定装置は、前記工具の刃先と前記回転軸との間の、前記所定方向に沿った距離Mおよび前記工具の刃先と前記スピンドル端面との間の、前記第3軸に沿った距離Hを示す信号を前記測定信号として出力し、
前記処理装置は、前記測定装置から出力される前記測定信号に基づいて、前記工具の刃先と前記スピンドル端面との間の、前記回転軸に沿った距離Hを示す刃先高さを取得することを特徴とする刃先情報取得装置。
The cutting edge information acquisition device according to claim 1 or 2,
The tool holder is placed on a spindle end surface of the spindle,
The measuring device calculates a distance M along the predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotation axis and a distance H along the third axis between the cutting edge of the tool and the spindle end surface. Output a signal indicating the measurement signal,
The processing device acquires a cutting edge height indicating a distance H along the rotation axis between the cutting edge of the tool and the spindle end surface based on the measurement signal output from the measuring apparatus. Characteristic blade edge information acquisition device.
互いに直交する第1軸、第2軸および第3軸により規定される3次元直交座標系における、工具の刃先情報を取得する刃先情報取得方法であって、
工具を保持している工具保持具を、前記第3軸と平行な回転中心軸を中心に回転可能なスピンドルに、前記工具保持具の、前記回転軸回りの工具保持具基準位相が、前記第1軸および前記第2軸に沿って延在する平面上における、前記回転軸回りの所定方向が回転基準位置として規定されている、前記スピンドルの、前記回転軸回りのスピンドル基準位相と一致するように保持する第1ステップと、
前記スピンドルを、前記回転軸回りに、前記回転基準位置から回転角度θ回転させた状態において、前記工具に対して、前記所定方向と交差する第1の方向に沿って一方側に配置され、前記第1方向に沿って他方側に光を照射する発光器と、前記工具に対して、前記第1方向に沿って前記他方側に配置され、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延在する受光面に受光素子が配置されているカメラとを用いて、前記工具の刃先と前記回転軸との間の、前記所定方向に沿った距離Mを示す測定信号を得る第2ステップと、
0°を含む複数の異なる回転角度θに対して前記第2ステップの処理を実行する第3ステップと、
前記測定信号に基づいて、前記距離Mのうちの最大距離Mmaxを判別するとともに、前記距離Mが前記最大距離Mmaxとなった時の回転角度θmaxを判別し、前記最大距離Mmaxと前記回転角度θmaxに基づいて、前記回転軸と直交する平面上における、前記工具の刃先と前記工具保持具基準位相との間の距離を示す芯高を得る第4ステップと、
を有することを特徴とする刃先情報取方法。
A cutting edge information acquisition method for acquiring cutting edge information of a tool in a three-dimensional orthogonal coordinate system defined by a first axis, a second axis, and a third axis orthogonal to each other,
The tool holder that holds the tool is rotated on a rotation center axis parallel to the third axis, and the tool holder reference phase of the tool holder around the rotation axis is the first axis. A predetermined direction around the rotation axis on a plane extending along one axis and the second axis is defined as a rotation reference position, so that it coincides with a spindle reference phase around the rotation axis of the spindle. A first step to hold
The spindle is disposed on one side along a first direction intersecting the predetermined direction with respect to the tool in a state where the spindle is rotated around the rotation axis by a rotation angle θ from the rotation reference position. A light emitter that emits light to the other side along the first direction, and the tool, which is disposed on the other side along the first direction, along the second direction that intersects the first direction. A second step of obtaining a measurement signal indicating a distance M along the predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotation shaft, using a camera in which a light receiving element is disposed on an extended light receiving surface; ,
A third step of performing the process of the second step for a plurality of different rotation angles θ including 0 °;
Based on the measurement signal, the maximum distance Mmax of the distance M is determined, the rotation angle θmax when the distance M becomes the maximum distance Mmax is determined, and the maximum distance Mmax and the rotation angle θmax are determined. A fourth step of obtaining a center height indicating a distance between the cutting edge of the tool and the tool holder reference phase on a plane orthogonal to the rotation axis,
A cutting edge information collecting method characterized by comprising:
請求項4に記載の刃先情報取得方法であって、
前記第4ステップでは、前記最大距離Mmaxに基づいて、前記工具の刃先と前記回転軸との間の距離を示す刃先径を取得することを特徴とする刃先情報取得方法。
The cutting edge information acquisition method according to claim 4,
In the fourth step, the cutting edge information acquisition method is characterized in that a cutting edge diameter indicating a distance between the cutting edge of the tool and the rotation axis is acquired based on the maximum distance Mmax.
請求項4または5に記載の刃先情報取得方法であって、
前記第1ステップでは、前記スピンドルのスピンドル端面に前記工具保持具が載置されるように、前記工具保持具を前記スピンドルに保持し、
前記第2ステップでは、前記工具の刃先と前記回転軸との間の、前記所定方向に沿った距離Mおよび前記工具の刃先と前記スピンドル端面との間の、前記第3軸に沿った距離Hを示す測定信号を得、
前記第4ステップでは、前記測定信号に基づいて、前記工具の刃先と前記スピンドル端面との間の、前記回転軸に沿った距離Hを示す刃先高さを取得することを特徴とする刃先情報取得方法。
The cutting edge information acquisition method according to claim 4 or 5,
In the first step, the tool holder is held on the spindle so that the tool holder is placed on a spindle end surface of the spindle,
In the second step, a distance M along the predetermined direction between the cutting edge of the tool and the rotation axis, and a distance H along the third axis between the cutting edge of the tool and the spindle end surface. Obtain a measurement signal indicating
In the fourth step, cutting edge information acquisition is characterized in that a cutting edge height indicating a distance H along the rotation axis between the cutting edge of the tool and the spindle end surface is acquired based on the measurement signal. Method.
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