JP2020112522A - Working device, and method for acquiring tool length in working device - Google Patents

Working device, and method for acquiring tool length in working device Download PDF

Info

Publication number
JP2020112522A
JP2020112522A JP2019005587A JP2019005587A JP2020112522A JP 2020112522 A JP2020112522 A JP 2020112522A JP 2019005587 A JP2019005587 A JP 2019005587A JP 2019005587 A JP2019005587 A JP 2019005587A JP 2020112522 A JP2020112522 A JP 2020112522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tool
light source
light
processing apparatus
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019005587A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7178273B2 (en
Inventor
貴之 櫻井
Takayuki Sakurai
貴之 櫻井
環 小川
Tamaki Ogawa
環 小川
俊和 冨室
Toshikazu Tomimura
俊和 冨室
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DGshape Corp
Original Assignee
DGshape Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DGshape Corp filed Critical DGshape Corp
Priority to JP2019005587A priority Critical patent/JP7178273B2/en
Publication of JP2020112522A publication Critical patent/JP2020112522A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7178273B2 publication Critical patent/JP7178273B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

To suppress an increase in manufacturing costs following loading of a light source when loading the light source for achieving a function of clearly expressing a worked place visually and a function of measuring a tool length.SOLUTION: A tool length of a tool is acquired based on a detection result when a tool is moved in a Z-axis direction in light detection means for detecting visible light emitted from a light source such that visible light emitted from the light source for emitting visible light applied to a worked place when working a workpiece crosses the axis of rotation around the Z axis of the tool.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、加工装置および加工装置におけるツール長の取得方法に関する。さらに詳細には、本発明は、加工箇所を視覚的に明示するためのレーザーポインターなどのような可視光を出射する光源を搭載した加工装置および加工装置におけるツール長の取得方法に関する。 The present invention relates to a processing device and a method for acquiring a tool length in the processing device. More specifically, the present invention relates to a processing apparatus equipped with a light source that emits visible light, such as a laser pointer for visually identifying a processing location, and a method for obtaining a tool length in the processing apparatus.

一般に、加工装置として、エンドミルやカッターなどのように被加工物を切削加工したり切断加工したりするための被加工物加工用のツールを搭載した加工装置が種々知られている。 In general, as a processing apparatus, various processing apparatuses such as end mills and cutters that are equipped with a tool for processing a workpiece for cutting or cutting the workpiece are known.

こうした加工装置では、ツールと被加工物との相対的な位置関係を三次元方向(XYZ直交座標系においてはXYZ方向)で変化することのできる可変機構を備えており、この可変機構によりツールと被加工物との相対的な位置関係を三次元方向で変化させながらツールにより被加工物を加工して、所望の形状の成果物を得るようにしている。 Such a processing apparatus is provided with a variable mechanism capable of changing the relative positional relationship between the tool and the workpiece in the three-dimensional directions (the XYZ directions in the XYZ orthogonal coordinate system). While changing the relative positional relationship with the work piece in the three-dimensional direction, the work piece is processed by a tool to obtain a product having a desired shape.

ここで、上記したような加工装置においては、ツールにより被加工物を加工する際の加工箇所を可視光の照射による光点により視覚的に明示するため、所謂、レーザーポインターと称される機器のような可視光を出射する光源を備えたものが知られている。 Here, in the processing apparatus as described above, in order to visually clearly indicate the processing location when processing the workpiece with the tool by a light spot by irradiation of visible light, a so-called laser pointer A device including a light source that emits visible light is known.

また、上記したような従来の加工装置においては、高精度な加工精度を得るために、加工装置に搭載された状態でのツールの長さ(本明細書および本特許請求の範囲において、「加工装置に搭載された状態でのツールの長さ」を「ツール長」と適宜に称する。)を光を用いて測定する機能を備え、測定したツール長を用いて加工処理する技術も知られている。 Further, in the conventional processing apparatus as described above, in order to obtain high-precision processing accuracy, the length of the tool mounted on the processing apparatus (in the present specification and claims, The length of the tool mounted on the device is referred to as the "tool length" as appropriate.) is equipped with a function to measure using light, and there is also known a technology for processing using the measured tool length. There is.

ところで、従来、加工箇所を視覚的に明示するためのレーザーポインターなどの可視光を出射する光源を備えるとともに、光を用いてツール長を測定する機能を備えた加工装置においては、光源として、加工箇所を視覚的に明示するためのレーザーポインターなどの可視光を出射する光源とツール長を測定のための光を出射する光源との2つの光源を搭載する必要があり、製造コスト高を招来するという問題点があった。 By the way, conventionally, in a processing device equipped with a light source that emits visible light such as a laser pointer for visually clearly showing a processing location, and a function of measuring a tool length using light, as a light source, It is necessary to mount two light sources such as a laser pointer or other light source that emits visible light for visually indicating the location and a light source that emits light for measuring the tool length, resulting in high manufacturing cost. There was a problem.

本発明は、従来の技術の有する上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工箇所を視覚的に明示する機能とツール長を測定する機能とを実現する光源を搭載するに際して、光源の搭載に伴う製造コスト高を抑制するようにした加工装置および加工装置におけるツール長の取得方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems of the conventional technique, and an object thereof is to realize a function of visually demonstrating a machining location and a function of measuring a tool length. It is intended to provide a processing apparatus and a method for obtaining a tool length in the processing apparatus, which suppresses a high manufacturing cost accompanying the mounting of the light source when mounting the light source.

上記目的を達成するために、本発明による加工装置および加工装置におけるツール長の取得方法は、可視光を出射する単一の光源により、加工箇所を視覚的に明示する機能とツール長を測定する機能とを実現するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the processing apparatus and the method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention measure the function of visually demonstrating the processing location and the tool length by a single light source that emits visible light. It realizes functions and functions.

従って、本発明による加工装置および加工装置におけるツール長の取得方法によれば、加工箇所を視覚的に明示する機能とツール長を測定する機能とを実現する際に、従来は2つ必要であった光源の数を半減することができるので、光源の搭載に伴う製造コスト高を抑制することができる。 Therefore, according to the processing apparatus and the method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention, conventionally, two are required to realize the function of visually indicating the processing location and the function of measuring the tool length. Since the number of the light sources can be halved, it is possible to suppress the high manufacturing cost associated with mounting the light sources.

即ち、本発明による加工装置は、XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転するツールと被加工物との相対的な位置関係をXYZ方向たる三次元方向で変化させながら、上記ツールにより上記被加工物を加工する加工装置において、可視光を出射するとともに、Z軸周りに回転する上記ツールのZ軸方向への移動に追随して移動することなく予め設定されたZ軸方向位置において固定的に配設され、かつ、上記ツールのXY平面方向への移動に追随して移動可能に配設され、かつ、上記ツールのZ軸周りの回転軸と出射する可視光とが交差する位置関係に配設された光源と、上記光源から出射された可視光を検出可能であり、かつ、予め設定された位置に固定的に配設された光検出手段と、上記光源のXY平面方向への移動に伴い、上記光検出手段が上記光源から出射された可視光を検出したときの上記光源のXY平面方向における位置と、上記光検手段が配設されたXY平面方向における位置と、上記光源が配設されたZ軸方向位置とに基づいて、上記光源から出射された可視光のZ軸に対する傾きたる出射角度を取得する出射角度取得手段と、上記出射角度取得手段が上記出射角度を取得したときの上記光源のXY平面方向における位置において、上記ツールをZ軸方向へ移動させたときの上記光検出手段が検出する可視光の検出結果に基づいて、上記ツールのツール長を取得するツール長取得手段とを有するようにしたものである。 That is, the machining apparatus according to the present invention changes the relative positional relationship between the tool rotating around the Z axis in the XYZ orthogonal coordinate system and the workpiece in the three-dimensional directions, which are the XYZ directions, while the tool performs the machining. In a processing device for processing an object, it emits visible light and fixedly at a preset Z-axis direction position without moving following the movement of the tool rotating around the Z-axis in the Z-axis direction. The tool is disposed so as to be movable in accordance with the movement of the tool in the XY plane direction, and is arranged in a positional relationship where the rotation axis around the Z axis of the tool and the emitted visible light intersect. A light source provided, a light detection means capable of detecting visible light emitted from the light source, and fixedly arranged at a preset position, and a movement of the light source in the XY plane direction. Accordingly, the position of the light source in the XY plane direction when the visible light emitted from the light source is detected by the light detection unit, the position in the XY plane direction where the light detection unit is arranged, and the light source are arranged. An emission angle acquisition unit that acquires an emission angle of the visible light emitted from the light source that is inclined with respect to the Z axis based on the established Z-axis direction position, and when the emission angle acquisition unit acquires the emission angle. At the position of the light source in the XY plane direction, the tool length of the tool is acquired based on the detection result of visible light detected by the light detection means when the tool is moved in the Z-axis direction. And means.

また、本発明による加工装置は、上記した本発明による加工装置において、さらに、上記出射角度取得手段により取得された出射角度と、上記ツール長取得手段により取得されたツール長と、上記被加工物のZ軸方向の高さ位置とに基づいて、上記被加工物上において上記光源から出射された可視光が照射された照射位置と上記ツールの先端部との位置関係を取得し、上記被加工物上における上記照射位置への上記ツールの移動を制御する制御手段とを有するようにしたものである。 The processing apparatus according to the present invention is the processing apparatus according to the present invention, further including: the emission angle acquired by the emission angle acquisition unit, the tool length acquired by the tool length acquisition unit, and the workpiece. On the basis of the height position in the Z-axis direction of the workpiece, the positional relationship between the irradiation position of the visible light emitted from the light source on the workpiece and the tip of the tool is acquired, and the workpiece is processed. And a control means for controlling the movement of the tool to the irradiation position on the object.

また、本発明による加工装置は、上記した本発明による加工装置において、上記制御手段は、上記ツール長取得手段により取得されたツール長と、上記被加工物のZ軸方向の高さ位置とに基づいて、上記ツールにより上記被加工物を加工する加工深さを制御するようにしたものである。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, in the processing apparatus according to the present invention, the control means sets the tool length acquired by the tool length acquisition means and the height position of the workpiece in the Z-axis direction. Based on the above, the tool controls the processing depth for processing the workpiece.

また、本発明による加工装置は、上記した本発明による加工装置において、上記出射角度取得手段は、原点位置に対する座標値から、上記光源のXY平面方向における位置と、上記光検手段が配設されたXY平面方向における位置とを取得するようにしたものである。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, in the processing apparatus according to the present invention, the emission angle acquisition unit is provided with the position in the XY plane direction of the light source from the coordinate value with respect to the origin position and the optical inspection unit. And the position in the XY plane direction are acquired.

また、本発明による加工装置は、上記した本発明による加工装置において、上記光源は、レーザー光源であり、上記光検出手段は、フォトダイオードであるようにしたものである。 The processing apparatus according to the present invention is the processing apparatus according to the above-mentioned present invention, wherein the light source is a laser light source and the light detecting means is a photodiode.

また、本発明による加工装置は、上記した本発明による加工装置において、上記レーザー光源は、レーザーポインターであるようにしたものである。 The processing apparatus according to the present invention is the processing apparatus according to the above-mentioned present invention, wherein the laser light source is a laser pointer.

また、本発明による加工装置におけるツール長の取得方法は、XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転するツールと被加工物との相対的な位置関係をXYZ方向たる三次元方向で変化させながら、上記ツールにより上記被加工物を加工する加工装置におけるツール長の取得方法において、上記被加工物を加工する際の加工箇所を照射する可視光を出射する光源から出射された可視光が、上記ツールのZ軸周りの回転軸と交差するようにして、上記光源から出射された可視光を検出する光検出手段における、上記ツールをZ軸方向へ移動させたときの検出結果に基づいて、上記ツールのツール長を取得するようにしたものである。 Further, the method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention is such that the relative positional relationship between the tool rotating around the Z axis in the XYZ orthogonal coordinate system and the workpiece is changed in the three-dimensional directions that are the XYZ directions. In the method of acquiring the tool length in a processing device that processes the workpiece with the tool, visible light emitted from a light source that emits visible light that illuminates a processing portion when processing the workpiece is the tool. Based on the detection result when the tool is moved in the Z-axis direction in the light detecting means for detecting the visible light emitted from the light source so as to intersect the rotation axis around the Z-axis of The tool length of is acquired.

また、本発明による加工装置におけるツール長の取得方法は、上記した本発明による加工装置におけるツール長の取得方法において、上記光源は、レーザー光源であり、上記光検出手段は、フォトダイオードであるようにしたものである。 The method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention is the method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention, in which the light source is a laser light source and the light detecting means is a photodiode. It is the one.

また、本発明による加工装置におけるツール長の取得方法は、上記した本発明による加工装置におけるツール長の取得方法において、上記レーザー光源は、レーザーポインターであるようにしたものである。 The method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention is the method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to the present invention, wherein the laser light source is a laser pointer.

本発明は、以上説明したように構成されているので、加工箇所を視覚的に明示する機能とツール長を測定する機能とを実現する光源を搭載するに際して、光源の搭載に伴う製造コスト高を抑制することができるようになるという優れた効果を奏するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the present invention is configured as described above, when mounting a light source that realizes a function of visually demonstrating a processed portion and a function of measuring a tool length, a high manufacturing cost associated with mounting the light source is required. It has an excellent effect that it can be suppressed.

図1は、本発明の実施の形態の一例による加工装置の構成を模式的に示す概略構成斜視説明図である。FIG. 1 is a schematic configuration perspective explanatory view schematically showing a configuration of a processing apparatus according to an example of an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す加工装置のフロントカバー部材を開けた状態における構成を模式的に示すA矢視概略構成説明図である。FIG. 2 is a schematic configuration explanatory diagram as viewed in the direction of arrow A, schematically showing the configuration of the processing apparatus shown in FIG. 1 in a state where the front cover member is opened. 図3は、図1ならびに図2に示す加工装置に搭載された可視光源たるレーザーポンターなど各構成部材の配置を示す模式的な説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an arrangement of respective constituent members such as a laser light source as a visible light source mounted on the processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2. 図4は、本発明の実施に関連するマイクロコンピューターの機能的構成をあらわすブロック構成説明図である。FIG. 4 is a block configuration explanatory diagram showing a functional configuration of a microcomputer related to the implementation of the present invention. 図5は、本発明の実施に関連してマイクロコンピューターが実行するメインルーチンの処理ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the processing routine of the main routine executed by the microcomputer in connection with the implementation of the present invention. 図6は、本発明の実施に関連してマイクロコンピューターが実行するメインルーチンの処理ルーチンのサブルーチンであるツール長測定モード処理ルーチンを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a tool length measurement mode processing routine which is a subroutine of a processing routine of a main routine executed by the microcomputer in connection with the implementation of the present invention. 図7は、可視光であるレーザーポインターから出射される光(可視レーザー光)の出射角度を取得する手法の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of acquiring the emission angle of light (visible laser light) emitted from a laser pointer that is visible light. 図8は、ツールのツール長を取得する手法の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of acquiring the tool length of the tool. 図9は、レーザーポインターから出射されるワーク上の光点の位置とツール先端部との位置関係を取得する手法を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method of acquiring the positional relationship between the position of the light spot on the work emitted from the laser pointer and the tip of the tool.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による加工装置および加工装置におけるツール長の取得方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。 Hereinafter, an example of an embodiment of a processing apparatus and a tool length acquisition method in the processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ここで、図1には、本発明の実施の形態の一例による加工装置の構成を模式的に示す概略構成斜視説明図があらわされている。 Here, FIG. 1 shows a schematic configuration perspective explanatory view schematically showing a configuration of a processing apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.

また、図2には、図1に示す加工装置のフロントカバー部材を開けた状態における構成を模式的に示すA矢視概略構成説明図があらわされている。 In addition, FIG. 2 shows a schematic configuration explanatory view as seen from an arrow A, which schematically shows the configuration of the processing apparatus shown in FIG. 1 in a state where the front cover member is opened.

この図1ならびに図2に示す本発明の実施の形態の一例による加工装置10は、底板12(後述する筐体26の底板である。)上に固定された基準面となるテーブル14上に載置された被加工物(ワーク)16に対して、マイクロコンピュータ18の加工動作モード処理部18c(後述する。)の制御により、パーソナルコンピューターなどのホストコンピューター(図示せず。)から出力された加工範囲明示用の信号に応じて、レーザーポインター32(後述する。)により、ワーク16上に光(可視光)として可視レーザー光を照射することで加工範囲を示す動作や、パーソナルコンピューターなどのホストコンピューター(図示せず。)から出力された加工データの信号に応じて、スピンドル20に取り付けられたツール22により、ツール22の加工機能(切削機能や切断機能である。)に応じてワーク16を加工する。 The processing apparatus 10 according to an example of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a table 14 serving as a reference surface fixed on a bottom plate 12 (which is a bottom plate of a housing 26 described later). The processing 16 output from a host computer (not shown) such as a personal computer to the placed workpiece 16 by the control of a processing operation mode processing unit 18c (described later) of the microcomputer 18. In response to a signal for indicating the range, a laser pointer 32 (described later) irradiates the work 16 with visible laser light as light (visible light) to indicate a processing range, or a host computer such as a personal computer. The workpiece 16 is processed by the tool 22 attached to the spindle 20 according to the processing function (the cutting function or the cutting function) of the tool 22 according to the signal of the processing data output from (not shown). To do.

こうした加工装置10は、前面に開閉自在なフロントカバー部材24を備えた筐体26のワークエリア26a内に、上記したテーブル14を含む各種の機構よりなる本体部28を配設している。 The processing apparatus 10 has a main body 28 including various mechanisms including the above-described table 14 in a work area 26a of a housing 26 having a front cover member 24 that can be opened and closed.

また、加工装置10における筐体26の一方の端部には、操作パネル30が設けられている。 An operation panel 30 is provided at one end of the housing 26 of the processing device 10.

本体部28は、ツール22を取り付けるスピンドル20を上下方向(図1ならびに図2において矢印Zで示すXYZ直交座標系におけるZ軸方向たる上下方向である。)に移動可能に配設するとともに、レーザーポインター32をXYZ直交座標系において固定的に配設したヘッドユニット34を、第1の方向である主走査方向(図1ならびに図2において矢印Xで示すXYZ直交座標系におけるX軸方向たる左右方向である。)に移動させる際のガイドとなるガイドレール36を備えている。 The main body 28 disposes the spindle 20 to which the tool 22 is attached so as to be movable in the vertical direction (the vertical direction which is the Z-axis direction in the XYZ orthogonal coordinate system shown by the arrow Z in FIGS. 1 and 2), and also the laser. The head unit 34 in which the pointer 32 is fixedly arranged in the XYZ rectangular coordinate system is moved in the main scanning direction which is the first direction (the left-right direction which is the X-axis direction in the XYZ rectangular coordinate system shown by the arrow X in FIGS. 1 and 2). The guide rail 36 serves as a guide when moving to (1).

ヘッドユニット34は、主走査方向に延長するガイドレール36に沿って、モーター(図示せず。)の駆動によってワイヤー(図示せず。)を介して移動される。 The head unit 34 is moved via a wire (not shown) by driving a motor (not shown) along a guide rail 36 extending in the main scanning direction.

レーザーポインター32は、加工装置10に搭載された可視光を出射する唯一の光源であって、ツール22によりワーク16を加工する際の加工箇所を可視光(可視レーザー光)の照射による光点により視覚的に明示するレーザー光源である。 The laser pointer 32 is the only light source that emits visible light mounted on the processing device 10. The laser pointer 32 is a light spot that irradiates visible light (visible laser light) at the processing point when the work piece 16 is processed by the tool 22. It is a laser light source that is visually specified.

即ち、加工装置10は、可視光を出射する単一の光源として、ワーク16を加工する際の加工箇所を光点により視覚的に明示する可視レーザー光を出射するレーザーポインター32を備えており、本実施の形態においては、レーザーポインター32はスピンドル20の左方側に配置されている。 That is, the processing apparatus 10 includes, as a single light source that emits visible light, a laser pointer 32 that emits visible laser light that visually indicates a processing point when processing the work 16 by a light spot. In the present embodiment, the laser pointer 32 is arranged on the left side of the spindle 20.

ガイドレール36は、筐体26の左方側の側壁部26Lと右方側の境界壁部26Rとに対し、主走査方向と直交する第2の方向である副走査方向(図1において矢印Yで示すXYZ直交座標系におけるY軸方向たる前後方向である。)に移動自在に配設されており、ガイドレール36はモーター(図示せず。)の駆動により副走査方向に移動される。 The guide rail 36 is arranged in a sub-scanning direction (arrow Y in FIG. 1) which is a second direction orthogonal to the main scanning direction with respect to the left side wall portion 26L and the right side boundary wall portion 26R of the housing 26. The guide rail 36 is moved in the sub-scanning direction by driving a motor (not shown).

加工装置10においては、基準面となるテーブル14上に、レーザーポインター32から出射された可視光(可視レーザー光)を検出するためのフォトダイオードなどの光検出器38が配設されている。本実施の形態においては、光検出器38は、テーブル14の右端部に配置されている。 In the processing apparatus 10, a photodetector 38 such as a photodiode for detecting visible light (visible laser light) emitted from the laser pointer 32 is arranged on the table 14 serving as a reference surface. In the present embodiment, the photodetector 38 is arranged at the right end of the table 14.

本体部28においては、ヘッドユニット34が主走査方向(X軸方向)に移動し、かつ、ガイドレール36が副走査方向(Y軸方向)に移動し、かつ、ツール22を取り付けたスピンドル20が上下方向(Z軸方向)に移動する機構により、ツール22とワーク16との相対的な位置関係を三次元方向(XYZ方向)で変化することのできる可変機構が構築されている。 In the main body portion 28, the head unit 34 moves in the main scanning direction (X axis direction), the guide rail 36 moves in the sub scanning direction (Y axis direction), and the spindle 20 with the tool 22 attached A variable mechanism capable of changing the relative positional relationship between the tool 22 and the work 16 in the three-dimensional directions (XYZ directions) is constructed by the mechanism that moves in the vertical direction (Z-axis direction).

また、この可変機構においては、ツール22を取り付けたスピンドル20が上下方向(X軸方向)に移動することにより、ツール22が上下方向(X軸方向)に移動して、Z軸方向位置に固定的に配設されたレーザーポインター32から出射された可視レーザー光Lとツール22との位置関係が上下方向(Z軸方向)で変化する(図3ならびに図8を参照する。)。 Further, in this variable mechanism, the spindle 20 to which the tool 22 is attached moves in the vertical direction (X-axis direction), so that the tool 22 moves in the vertical direction (X-axis direction) and is fixed at the Z-axis direction position. The positional relationship between the visible laser light L emitted from the laser pointer 32 and the tool 22 arranged in a vertical direction changes in the vertical direction (Z-axis direction) (see FIGS. 3 and 8).

さらに、この可変機構においては、ヘッドユニット34が主走査方向(X軸方向)に移動し、ガイドレール36が副走査方向(Y軸方向)に移動することにより、レーザーポインター32から出射された可視光(可視レーザー光)Lと光検出器38との位置関係が基準面と平行な2次元方向であるXY平面方向で変化する(図3ならびに図7を参照する。)。 Further, in this variable mechanism, the head unit 34 moves in the main scanning direction (X axis direction) and the guide rail 36 moves in the sub scanning direction (Y axis direction), so that the visible light emitted from the laser pointer 32 is visible. The positional relationship between the light (visible laser light) L and the photodetector 38 changes in the XY plane direction which is the two-dimensional direction parallel to the reference plane (see FIGS. 3 and 7).

操作パネル30には、操作状態を表示する表示部30aの他に、動作モードとしてツール長測定モードを選択して開始するためのツール長測定モード選択操作子30bや、動作モードとしてレーザーポインター32によるワーク16に対する加工範囲を示す動作や、ツール22によるワーク16に対する加工動作を行う加工動作モードを選択して開始するための加工動作モード選択操作子30cを含む、各種の動作の指示を行うための操作子などが設けられている。 On the operation panel 30, in addition to the display unit 30a for displaying the operation state, a tool length measurement mode selection operator 30b for selecting and starting the tool length measurement mode as an operation mode, and a laser pointer 32 as an operation mode. For instructing various operations including an operation indicating a processing range for the work 16 and a processing operation mode selection operator 30c for selecting and starting a processing operation mode in which the tool 22 performs the processing operation for the work 16. Operators and the like are provided.

こうした加工装置10には、ツール長測定モード選択操作子30bや加工動作モード選択操作子30cなどの各種の操作子による指示に応じた動作を行なうために、加工装置10の全体の動作を制御するマイクロコンピューター18が搭載されている。 The processing apparatus 10 controls the overall operation of the processing apparatus 10 in order to perform operations according to instructions from various operators such as the tool length measurement mode selection operator 30b and the processing operation mode selection operator 30c. A microcomputer 18 is installed.

図3には、図1ならびに図2に示す加工装置10に搭載されたレーザー光源たるレーザーポインター32など各構成部材の配置を示す模式的な説明図があらわされている。この図3を参照しながら、上記した各構成部材の配置関係について詳細に説明する。 FIG. 3 is a schematic explanatory view showing the arrangement of each component such as the laser pointer 32 which is a laser light source mounted on the processing apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2. With reference to FIG. 3, the arrangement relationship of the above-mentioned respective constituent members will be described in detail.

まず、レーザーポインター32と光検出器38とは、ツール長測定モード処理(後述する。)によりレーザーポインター32から出射された可視レーザー光Lの出射角度(Z軸方向における傾き)αを演算により取得することができるように、レーザーポインター32がヘッドユニット34における予め設定された設計値に示す位置に固定され、光検出器38が基準面たるテーブル14上の予め設定された設計値に示す位置に固定されている。 First, the laser pointer 32 and the photodetector 38 obtain the emission angle (inclination in the Z-axis direction) α of the visible laser light L emitted from the laser pointer 32 by a tool length measurement mode process (described later). The laser pointer 32 is fixed to the position indicated by the preset design value in the head unit 34, and the photodetector 38 is moved to the position indicated by the preset design value on the table 14 which is the reference plane. It is fixed.

また、レーザーポインター32とツール22とは、ツール長測定モード処理(後述する。)によりツール22の先端部(Z軸方向における下端部)22aの位置を検知するために、レーザーポインター32から出射された可視レーザー光Lがワークエリア26aにおけるワーク16の上方側においてツール22の回転軸(ツール回転軸)Bと交差する位置関係となるように、予め設定された設計値に示す位置に固定されている。 Further, the laser pointer 32 and the tool 22 are emitted from the laser pointer 32 in order to detect the position of the tip end portion (lower end portion in the Z-axis direction) 22a of the tool 22 by a tool length measurement mode process (described later). The visible laser light L is fixed at a position indicated by a preset design value so that the visible laser light L crosses the rotation axis (tool rotation axis) B of the tool 22 above the work 16 in the work area 26a. There is.

換言すれば、予め設定された原点位置を基準として、レーザーポインター32のレーザー光出射位置(発光点)32aとツール回転軸Bとの距離L1(X軸方向における長さ)が予め設定された設計値に示す一定値となるように、レーザーポインター32とツール22を取り付けるスピンドル20とは、ヘッドユニット34における予め設定された設計値に示す位置に固定されている。従って、距離L1は既知の距離(設計値)である。 In other words, a design in which the distance L1 (the length in the X-axis direction) between the laser light emission position (light emission point) 32a of the laser pointer 32 and the tool rotation axis B is set with reference to the preset origin position. The laser pointer 32 and the spindle 20 to which the tool 22 is attached are fixed to the head unit 34 at the positions indicated by the preset design values so that the values are constant. Therefore, the distance L1 is a known distance (design value).

ここで、レーザーポインター32はヘッドユニット34に固定されているので、レーザーポインター32は、上下方向(Z軸方向)に移動するスピンドル20に取り付けられたツール22の移動には追従せず、ツール22のXY平面方向への移動にのみ追従する。 Here, since the laser pointer 32 is fixed to the head unit 34, the laser pointer 32 does not follow the movement of the tool 22 attached to the spindle 20 that moves in the vertical direction (Z-axis direction), and the tool 22 Only follows the movement in the XY plane direction.

さらに、光検出器38は、光検出部38aとレーザーポインター32の発光点32aとのXY平面における距離L2が、予め設定された原点位置を基準として、予め設定された設計値に示す一定値となるように、基準面たるテーブル14上における予め設定された設計値に示す位置に固定されている。また、光検出部38aと基準面たるテーブル14との間のZ軸方向の距離L7は、光検出器38のテーブル14との接地面から光検出部38aまでの距離と同じであるため、予め設定された設計値である。従って、距離L2ならびに距離L7は既知の距離(設計値)である。 Further, in the photodetector 38, the distance L2 in the XY plane between the photodetector 38a and the light emitting point 32a of the laser pointer 32 is set to a constant value shown in a preset design value with reference to a preset origin position. Therefore, it is fixed at a position indicated by a preset design value on the table 14 as a reference surface. Further, the distance L7 in the Z-axis direction between the light detection unit 38a and the table 14 serving as the reference surface is the same as the distance from the ground surface of the light detection unit 38 to the table 14 to the light detection unit 38a. It is the set design value. Therefore, the distance L2 and the distance L7 are known distances (design values).

また、上記したことから、光検出器38の光検出部38aとレーザーポインター32の発光点32aとの間のZ軸方向の距離L3と、レーザーポインター32の発光点32aとツール22の上端部(Z軸方向における上端部であり、スピンドル20の下端部との境界位置である。)22bとの間の距離L4とは、予め設定された原点位置を基準として、上記したレーザーポインター32とスピンドル20とが固定された位置に応じて予め設定されている設計値である。従って、距離L3ならびに距離L4は既知の距離(設計値)である。 Further, from the above, the distance L3 in the Z-axis direction between the light detecting portion 38a of the light detector 38 and the light emitting point 32a of the laser pointer 32, the light emitting point 32a of the laser pointer 32, and the upper end portion of the tool 22 ( It is the upper end in the Z-axis direction and the boundary position with the lower end of the spindle 20.) The distance L4 between the upper end and the lower end of the spindle 20 is the laser pointer 32 and the spindle 20 described above with reference to a preset origin position. And are design values preset according to the fixed position. Therefore, the distance L3 and the distance L4 are known distances (design values).

次に、図4には、本発明の実施に関連するマイクロコンピューター18の機能的構成をあらわすブロック構成説明図があらわされている。 Next, FIG. 4 shows a block configuration explanatory view showing a functional configuration of the microcomputer 18 related to the implementation of the present invention.

マイクロコンピューター18は、本発明の実施に関連する機能的構成として、動作モード監視判定部18aと、ツール長測定モード処理部18bと、加工動作モード処理部18cとを有して構築されている。 The microcomputer 18 has an operation mode monitoring determination unit 18a, a tool length measurement mode processing unit 18b, and a processing operation mode processing unit 18c as a functional configuration related to the implementation of the present invention.

動作モード監視判定部18aは、ツール長測定モード選択操作子30bと加工動作モード選択操作子30cとのいずれが操作されたかを監視して、動作モードとしてツール長測定モードと加工動作モードとのいずれが選択されたかを判定する。 The operation mode monitoring determination unit 18a monitors which of the tool length measurement mode selection operator 30b and the machining operation mode selection operator 30c has been operated, and which of the tool length measurement mode and the machining operation mode is the operation mode. Is selected.

ツール長測定モード処理部18bは、出射角度取得部18b−1とツール長取得部18b−2とを有して構築されており、図6に示すフローチャートを参照しながら後述するツール長測定モード処理ルーチンにより、出射角度取得部18b−1の制御により出射角度αを取得し、ツール長取得部18b−2の制御によりツール長β(図3を参照する。)を取得する処理を行うように、加工装置10全体の動作を制御する。 The tool length measurement mode processing unit 18b is constructed by including an emission angle acquisition unit 18b-1 and a tool length acquisition unit 18b-2, and a tool length measurement mode process described later with reference to the flowchart shown in FIG. According to the routine, the output angle α is acquired by the control of the output angle acquisition unit 18b-1, and the tool length β (see FIG. 3) is acquired by the control of the tool length acquisition unit 18b-2. The operation of the entire processing device 10 is controlled.

加工動作モード処理部18cは、レーザーポインター32から可視レーザー光を照射してワーク16に対する加工範囲を示す動作や、上記処理にて取得した出射角度αとワーク16の上下方向の高さたるZ軸方向の距離(ワーク高さ)L5(測定値)により、ツール回転軸Bとワーク16上にレーザーポインター32より光が照射される光点C(ワーク16上のレーザーポインター32の照射点)との距離γを取得する処理を行い、ツール22によりワーク16に対するレーザーポインター32より光が照射される光点C上で加工動作を行うように、加工装置10全体の動作を制御する。 The processing operation mode processing unit 18c irradiates the visible laser light from the laser pointer 32 to indicate the processing range for the work 16, and the output angle α acquired in the above processing and the Z-axis which is the vertical height of the work 16. By the distance (work height) L5 (measurement value) in the direction, the tool rotation axis B and the light point C (irradiation point of the laser pointer 32 on the work 16) on the work 16 to which light is irradiated from the laser pointer 32 The processing of obtaining the distance γ is performed, and the operation of the entire processing apparatus 10 is controlled so that the tool 22 performs the processing operation on the light point C irradiated with light from the laser pointer 32 on the work 16.

以上の構成において、図5に示すフローチャートを参照しながら、本発明の実施に関連する加工装置10の動作について説明する。 With the above configuration, the operation of the processing apparatus 10 relating to the implementation of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ここで、図5には、本発明の実施に関連してマイクロコンピューターが実行するメインルーチンの処理ルーチンを示すフローチャートがあらわされている。 Here, FIG. 5 is a flowchart showing the processing routine of the main routine executed by the microcomputer in connection with the implementation of the present invention.

加工装置10に電源が投入されると、図5のフローチャートに示す処理ルーチンが起動し、ステップS502の処理において、動作モード監視判定部18aの制御により、ツール長測定モード選択操作子30bと加工動作モード選択操作子30cとのいずれが操作されたかを監視して、動作モードとしてツール長測定モードと加工動作モードとのいずれが選択されたかを判定する。 When the power of the processing apparatus 10 is turned on, the processing routine shown in the flowchart of FIG. 5 is started, and in the processing of step S502, the tool length measurement mode selection operator 30b and the processing operation are controlled by the operation mode monitoring determination unit 18a. Which of the mode selection operators 30c has been operated is monitored to determine which of the tool length measurement mode and the machining operation mode has been selected as the operation mode.

ステップS502の処理において、動作モードとしてツール長測定モードが選択されたと判定された場合には、ステップS504の処理へ進み、ツール長測定モード処理部18bの制御によりツール長測定モード処理を行い、このステップS504のツール長測定モード処理を終了すると、メインルーチンの動作を終了する。 When it is determined in the process of step S502 that the tool length measurement mode is selected as the operation mode, the process proceeds to step S504, and the tool length measurement mode process is performed by the control of the tool length measurement mode processing unit 18b. When the tool length measurement mode process of step S504 ends, the operation of the main routine ends.

ここで、図6には、本発明の実施に関連してマイクロコンピューターが実行するメインルーチンの処理ルーチンのサブルーチンであるツール長測定モード処理ルーチンを示すフローチャートがあらわされている。 Here, FIG. 6 is a flowchart showing a tool length measurement mode processing routine which is a subroutine of a processing routine of a main routine executed by the microcomputer in connection with the implementation of the present invention.

また、図7には、レーザーポインター32から出射される可視レーザー光Lの出射角度αを取得する手法の説明図があらわされている。 Further, FIG. 7 shows an explanatory diagram of a method of acquiring the emission angle α of the visible laser light L emitted from the laser pointer 32.

さらに、図8には、ツール22のツール長βを取得する手法の説明図があらわされている。 Further, FIG. 8 shows an explanatory diagram of a method of acquiring the tool length β of the tool 22.

さらにまた、図9には、ワーク16上にレーザーポンター32から光が照射された光点Cとツール回転軸BとのXY平面方向における距離(XY距離)である距離γおよびツール22の先端部22aとワーク16の上面とのZ軸方向における距離(Z距離)である距離δを取得する手法の説明図があらわされている。 Furthermore, in FIG. 9, the distance γ which is the distance (XY distance) in the XY plane direction between the light point C on the work 16 irradiated with the light from the laser Ponter 32 and the tool rotation axis B and the tip of the tool 22. An explanatory view of a method of acquiring a distance δ which is a distance (Z distance) in the Z-axis direction between the portion 22a and the upper surface of the work 16 is shown.

このツール長測定モード処理ルーチンにおいては、出射角度取得部18b−1の制御により、ヘッドユニット34をXY平面上で移動させて、光検出器38の光検出部38aで検出できる光の強度が最も大きくなる箇所(検出位置)におけるレーザーポインター32の発光点32aの位置(座標値)と、光検出器38における光検出部38aの位置(座標値)と、距離L3とを用いて、レーザーポインター32から出射された可視レーザー光の出射角度αを演算により取得する。 In this tool length measurement mode processing routine, the head unit 34 is moved on the XY plane under the control of the emission angle acquisition unit 18b-1, and the intensity of light that can be detected by the light detection unit 38a of the photodetector 38 is the highest. Using the position (coordinate value) of the light emitting point 32a of the laser pointer 32 at the larger position (detection position), the position (coordinate value) of the photodetector 38a in the photodetector 38, and the distance L3, the laser pointer 32 The emission angle α of the visible laser light emitted from is obtained by calculation.

また、ツール長測定モード処理ルーチンにおいては、ツール長取得部18b−2の制御により、上記した検出位置におけるツール22のZ軸方向の移動に伴う光検出器38の光検出部38aで検出できる光の光量の変化を検出できる距離L8と距離L1、距離L4および出射角度αとを用いて、ツール22のツール長βを演算により取得する。 In the tool length measurement mode processing routine, the light that can be detected by the photodetector 38a of the photodetector 38 according to the movement of the tool 22 in the Z-axis direction at the above-described detection position is controlled by the tool length acquisition unit 18b-2. The tool length β of the tool 22 is obtained by calculation using the distance L8, which can detect the change in the light amount of, the distance L1, the distance L4, and the emission angle α.

なお、ワーク16の上下方向の高さたるZ軸方向の距離L5は、作業者がノギスなどを用いて実測して測定したり、基準面であるテーブル14上にワーク16をセットした後に、従来の加工装置に搭載されているワーク16の上下方向の高さたるZ軸方向の距離L5を測定する公知の技術などを用いて測定した測定値であって、既知の距離である。 In addition, the distance L5 in the Z-axis direction, which is the vertical height of the work 16, is measured by an operator using a caliper or the like, or after the work 16 is set on the table 14 which is the reference surface, The measured value is a known distance measured by using a known technique for measuring the vertical distance L5 in the Z-axis direction of the workpiece 16 mounted on the machining apparatus.

このツール長測定モード処理ルーチンにおいては、距離L1と距離L3、距離L5、距離L7および出射角度αとを用いて、ワーク16上にレーザーポインター32から光が照射された光点Cとツール回転軸BとのXY距離である距離γを演算により取得する。 In this tool length measurement mode processing routine, the light point C where the light is irradiated from the laser pointer 32 onto the work 16 and the tool rotation axis are used by using the distance L1, the distance L3, the distance L5, the distance L7 and the emission angle α. A distance γ, which is an XY distance from B, is obtained by calculation.

なお、ツール22の先端部22aワーク16の上面までの距離δは、距離L3と距離L4、距離L5、距離L7およびツール長βとを用いて演算により取得する。 The distance δ to the upper surface of the work 16 at the tip 22a of the tool 22 is obtained by calculation using the distance L3, the distance L4, the distance L5, the distance L7, and the tool length β.

また、ツール22の移動にともなう位置(座標値)の取得にあたっては、従来の加工装置に搭載されている公知の技術により、基準面たるテーブル14のXY平面上における原点位置を設定しておき(例えば、原点位置としてXYZ直交座標系における座標値(0,0,0)を設定する。)、当該原点位置を基準として位置(座標値)を取得するようにすればよい。 Further, when acquiring the position (coordinate value) associated with the movement of the tool 22, the origin position on the XY plane of the table 14, which is the reference surface, is set by a known technique mounted on a conventional processing apparatus ( For example, the coordinate value (0, 0, 0) in the XYZ orthogonal coordinate system is set as the origin position, and the position (coordinate value) may be acquired with the origin position as a reference.

ここで、上記において説明したように、レーザーポインター32は、上下方向(Z軸方向)に移動するスピンドル20に取り付けられたツール22の上下方向(Z軸方向)への移動には追従せず、ツール22のXY平面方向への移動にのみ追従するので、ツール22が原点位置に存在するとき、レーザーポインター32の発光点32aと光検出器38の光検出部38aとのXYZ空間位置は一意に決まっている。 Here, as described above, the laser pointer 32 does not follow the movement in the vertical direction (Z-axis direction) of the tool 22 attached to the spindle 20 that moves in the vertical direction (Z-axis direction), Since the tool 22 follows only the movement of the tool 22 in the XY plane direction, when the tool 22 is at the origin position, the XYZ spatial position of the light emitting point 32a of the laser pointer 32 and the photodetector 38a of the photodetector 38 is unique. It has been decided.

また、上記において説明したように、レーザーポインター32から出射されたレーザー光はツール回転軸Bと交差する位置関係となるように設定されており、レーザーポインター32の発光点32aとツール回転軸Bとの距離L1は一意に決まっている。 Further, as described above, the laser light emitted from the laser pointer 32 is set to have a positional relationship that intersects with the tool rotation axis B, and the light emitting point 32a of the laser pointer 32 and the tool rotation axis B are set. The distance L1 is uniquely determined.

上記した前提において、ツール長測定モード処理ルーチンでは、まず、ステップS602の処理として、出射角度取得部18b−1の制御により、レーザーポインター32から出射されたレーザー光の出射角度αを取得する。 Under the above-described premise, in the tool length measurement mode processing routine, first, as the processing of step S602, the emission angle α of the laser light emitted from the laser pointer 32 is acquired by the control of the emission angle acquisition unit 18b-1.

より詳細には、ヘッドユニット34をXY平面上で移動させて、図7に示すように、光検出器38の光検出部38aで検出できるレーザーポインター32から出射された可視レーザー光Lの強度が最も大きくなる箇所(検出位置)における、レーザーポインター32の発光点32aの座標値X1と光検出部38aの座標値X2とを取得し、それから座標値X1と座標値X2との間の距離L6を取得する(距離L6=座標値X2−座標値X1)。 More specifically, by moving the head unit 34 on the XY plane, as shown in FIG. 7, the intensity of the visible laser light L emitted from the laser pointer 32 that can be detected by the photodetector 38a of the photodetector 38 is increased. The coordinate value X1 of the light emitting point 32a of the laser pointer 32 and the coordinate value X2 of the light detection unit 38a at the largest position (detection position) are acquired, and then the distance L6 between the coordinate value X1 and the coordinate value X2 is calculated. Acquire (distance L6=coordinate value X2-coordinate value X1).

次に、距離L6と距離L3とを用いて、
出射角度α=tan−1(距離L6/距離L3) ・・・ 式1
により、出射角度αを取得する。
Next, using the distance L6 and the distance L3,
Output angle α=tan −1 (distance L6/distance L3) Equation 1
The emission angle α is acquired by.

ステップS602の処理を終了すると、ステップS604の処理へ進み、ツール長取得部18b−2の制御により、ステップS602の処理で取得した検出位置においてツール22をZ軸方向に移動させ、その移動に伴う光検出部38aで検出できる光の光量の変化を検出することにより、ツール22のツール長βを演算により取得する。 When the process of step S602 ends, the process proceeds to step S604, and the tool 22 is moved in the Z-axis direction at the detection position acquired in the process of step S602 by the control of the tool length acquisition unit 18b-2, The tool length β of the tool 22 is obtained by calculation by detecting a change in the amount of light that can be detected by the light detection unit 38a.

より詳細には、図8に示すように、上記した検出位置において、スピンドル20をZ軸方向下方へ移動させると、スピンドル20のZ軸方向下方へ移動に伴いツール22の先端部22aも下方移動へ移動して、ツール22の先端部22aが可視レーザー光Lを遮るようになる。 More specifically, as shown in FIG. 8, when the spindle 20 is moved downward in the Z-axis direction at the detection position described above, the tip 22a of the tool 22 is also moved downward as the spindle 20 is moved downward in the Z-axis direction. And the tip 22a of the tool 22 blocks the visible laser light L.

ツール22の先端部22aが可視レーザー光Lを遮ることにより、光検出部38aで検出できる光の光量が変化し、この光量の変化に基づき、ツール22の先端部22aが可視レーザー光Lを遮ったときのZ軸方向における位置座標Z2と移動開始時の位置座標Z1との距離L8を取得する(距離L8=位置座標Z2−位置座標Z1)。 When the tip 22a of the tool 22 blocks the visible laser light L, the amount of light that can be detected by the photodetector 38a changes, and based on this change in the amount of light, the tip 22a of the tool 22 blocks the visible laser light L. Then, the distance L8 between the position coordinate Z2 in the Z-axis direction and the position coordinate Z1 at the start of movement is acquired (distance L8=position coordinate Z2-position coordinate Z1).

次に、距離L1、距離L4、距離L8と出射角度αとを用いて、
ツール長β=(L1/tanα)−(L4+L8) ・・・ 式2
により、ツール22のツール長βを演算により取得する
Next, using the distance L1, the distance L4, the distance L8 and the emission angle α,
Tool length β=(L1/tanα)−(L4+L8)...Equation 2
To obtain the tool length β of the tool 22 by calculation

ステップS604の処理を終了すると、このツール長測定モード処理ルーチンを終了して、メインルーチンへリターンする。 When the processing of step S604 is completed, this tool length measurement mode processing routine is completed and the process returns to the main routine.

上記したように、ツール長測定モード処理により、出射角度αとツール長βとが取得されるので、ステップS506の処理において後述するように、出射角度αとワークの高さである距離L5とから、レーザーポインター32により照射されているワーク16上の光点Cの位置とツール22のツール回転軸BとのXY距離である距離γおよびツール22の先端部22aとワーク16の上面との距離δを演算により取得する。 As described above, since the emission angle α and the tool length β are acquired by the tool length measurement mode process, as will be described later in the process of step S506, the emission angle α and the distance L5 which is the height of the workpiece are calculated. , Γ which is an XY distance between the position of the light spot C on the work 16 irradiated by the laser pointer 32 and the tool rotation axis B of the tool 22, and the distance δ between the tip 22a of the tool 22 and the upper surface of the work 16. Is calculated.

より詳細には、図9に示すように、距離L1、距離L3、距離L5、距離L7と出射角度αを用いて、
距離γ=tanα×(L3−(L5+L7))−L1 ・・・ 式3
により、レーザーポインター32により照射されているワーク16上の光点Cとツール22のツール回転軸BとのXY距離である距離γを演算により取得する。
More specifically, as shown in FIG. 9, using the distance L1, the distance L3, the distance L5, the distance L7 and the emission angle α,
Distance γ=tan α×(L3−(L5+L7))−L1 Equation 3
Thus, the distance γ which is the XY distance between the light spot C on the work 16 irradiated by the laser pointer 32 and the tool rotation axis B of the tool 22 is obtained by calculation.

距離γにより、どの座標値にレーザーポインター32よりワーク16上の光点Cがあるか取得できるため、レーザーポインター32によりワーク16上に加工範囲を明示することができる。 Since it is possible to obtain at which coordinate value the light point C on the work 16 is obtained from the laser pointer 32 by the distance γ, the processing range can be clearly indicated on the work 16 by the laser pointer 32.

また、距離L3、距離L4、距離L5、距離L7とツール長βを用いて、
距離δ=L3+L7−(L4+L5+β) ・・・ 式4
により、ツール22の先端部22aとワーク16の上面までのZ距離である距離δを演算により取得することができる。
Further, using the distance L3, the distance L4, the distance L5, the distance L7 and the tool length β,
Distance δ=L3+L7−(L4+L5+β) Equation 4
Thus, the distance δ, which is the Z distance between the tip portion 22a of the tool 22 and the upper surface of the work 16, can be obtained by calculation.

距離δにより、ワーク16への加工深さを設定して加工することができる。 It is possible to set the processing depth to the work 16 by the distance δ and perform the processing.

ステップS502の処理において、動作モードとして加工動作モードが選択されたと判定された場合には、ステップS506の処理へ進み、加工動作モード処理部18cの制御により、レーザーポインター32から可視レーザー光を照射してワーク16に対する加工範囲を示す動作や、ツール22によるワーク16に対する加工を行う加工動作モード処理を行い、このステップS506の加工動作モード処理を終了すると、メインルーチンの動作を終了する。 In the process of step S502, when it is determined that the processing operation mode is selected as the operation mode, the process proceeds to step S506, and the visible laser light is emitted from the laser pointer 32 under the control of the processing operation mode processing unit 18c. When the machining operation mode process for machining the work 16 by the tool 22 is performed and the machining operation mode process of step S506 is completed, the operation of the main routine is completed.

ここで、加工動作モード処理においては、上記した処理によりワーク16の上下方向の高さたるZ軸方向の距離L5が取得され、ツール長測定モード処理ルーチンにより出射角度αおよびツール22のツール長βが取得されるので、ワーク16へのツール22の加工深さを予め設定しておけば、ツール22のZ軸方向へ移動距離をマイクロコンピューター18により自動的に演算して取得することができる。 Here, in the machining operation mode processing, the distance L5 in the Z-axis direction, which is the height in the vertical direction of the work 16, is acquired by the above-described processing, and the tool angle measurement mode processing routine outputs the emission angle α and the tool length β of the tool 22. Therefore, if the machining depth of the tool 22 on the work 16 is set in advance, the movement distance of the tool 22 in the Z-axis direction can be automatically calculated and obtained by the microcomputer 18.

また、レーザーポインター32の発光点32aのXY平面における座標値は上記した設計値から取得される既知の値であり、かつ、ツール長測定モード処理ルーチンによりレーザーポインターの出射角度αが取得されているので、ワーク16上のどこにレーザーポインター32から出射されたレーザー光が照射されているか、即ち、ワーク16上におけるレーザーポインター32から出射されたレーザー光の光点の座標値を、マイクロコンピューター18により自動的に演算して取得することができる。 Further, the coordinate value of the light emitting point 32a of the laser pointer 32 on the XY plane is a known value acquired from the above design values, and the emission angle α of the laser pointer is acquired by the tool length measurement mode processing routine. Therefore, where on the work 16 the laser light emitted from the laser pointer 32 is irradiated, that is, the coordinate value of the light point of the laser light emitted from the laser pointer 32 on the work 16 is automatically detected by the microcomputer 18. Can be calculated and obtained.

従って、上記のように取得されたレーザー光の光点Cの座標値へツール22の先端部22aを移動すればよく、ツール22によりワーク16を加工する際の加工箇所を、レーザーポインター32からのレーザー光の照射による光点Cにより視覚的に明示することができる。 Therefore, it suffices to move the tip end portion 22a of the tool 22 to the coordinate value of the light point C of the laser light acquired as described above. It can be visually indicated by the light spot C due to the irradiation of the laser light.

なお、上記した処理以外の加工データの信号に応じてワーク16を加工する処理などについては、従来より公知の技術を適用してツール22を移動させればよいので、その詳細な説明は省略する。 It should be noted that, as for the processing of processing the work 16 in accordance with the signal of the processing data other than the above processing, the tool 22 may be moved by applying a conventionally known technique, and thus detailed description thereof will be omitted. ..

以上において説明したように、本発明による加工装置10によれば、ツール長を測定するために使用する光源の機能と加工箇所を視覚的に確認するために使用する光源の機能とを、可視光を出射する単一の光源であるレーザーポインター32で実現することができるので、従来の技術と比較すると光源の搭載に伴う製造コスト高を大幅に抑制することができる。 As described above, according to the processing apparatus 10 of the present invention, the function of the light source used for measuring the tool length and the function of the light source used for visually confirming the processing location are set as visible light. Since it can be realized by the laser pointer 32 that is a single light source that emits light, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost associated with mounting the light source as compared with the conventional technique.

なお、上記した実施の形態は例示に過ぎないものであり、本発明は他の種々の形態で実施することができる。即ち、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。 The above-described embodiment is merely an example, and the present invention can be implemented in various other modes. That is, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(5)に示すように変形するようにしてもよい。 For example, the above-described embodiment may be modified as shown in the following (1) to (5).

(1)上記した実施の形態においては、可視光を出射する光源としてレーザーポインター32を用いた場合について説明したが、可視光を出射する光源はレーザーポインターと称されるものに限られるものではなく、可視光を出射可能な機器であるならば、設計条件などに応じて適宜の機器による光源を用いるようにしてもよい。また、光源は、レーザー光源に限られるものではないことは勿論であり、設計条件などに応じて、ランプや発光ダイオードなどの各種の光源を適宜に用いることができる。 (1) In the above embodiments, the case where the laser pointer 32 is used as a light source that emits visible light has been described, but the light source that emits visible light is not limited to what is called a laser pointer. As long as the device is capable of emitting visible light, a light source of an appropriate device may be used depending on design conditions and the like. Further, it goes without saying that the light source is not limited to the laser light source, and various light sources such as a lamp and a light emitting diode can be appropriately used according to design conditions and the like.

(2)上記した実施の形態においては、レーザーポインター32から出射される可視レーザー光(可視光)の発光色については詳細な説明を省略したが、発光色は赤色でも青色でも設計条件などに応じて適宜の発光色を選択すればよい。レーザーポインター32などの可視光を出射する光源としては、選択した発光色の光を出射可能ものを適宜に選択すればよい。 (2) In the above-described embodiment, detailed description of the emission color of visible laser light (visible light) emitted from the laser pointer 32 is omitted, but the emission color may be red or blue depending on design conditions or the like. Therefore, an appropriate emission color may be selected. As a light source that emits visible light, such as the laser pointer 32, one that can emit light of the selected emission color may be appropriately selected.

(3)上記した実施の形態においては、ツール22についての詳細な説明は省略したが、ツール22としてはエンドミルやカッターなど種々のツールを交換可能に用いることができる。従って、本発明は、複数のツールを利用可能なオートツールチェンジャー機能を備えた加工装置に対しても適用できるものである。 (3) Although detailed description of the tool 22 is omitted in the above-described embodiment, various tools such as an end mill and a cutter can be used interchangeably as the tool 22. Therefore, the present invention can be applied to a processing apparatus having an automatic tool changer function that can use a plurality of tools.

(4)上記した実施の形態においては、ヘッドユニット34が主走査方向(X軸方向)に移動し、ガイドレール36が副走査方向(Y軸方向)に移動し、ツール22を取り付けたスピンドル20が上下方向(Z軸方向)に移動する機構により、ツール22とワーク16との相対的な位置関係を三次元方向で変化することのできる可変機構が構築するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。例えば、ヘッドユニット34が主走査方向(X軸方向)に移動し、テーブル14が副走査方向(Y軸方向)に移動し、ツール22を取り付けたスピンドル20が上下方向(Z軸方向)に移動する機構により、ツール22とワーク16との相対的な位置関係を三次元方向で変化することのできる可変機構が構築するようにしてもよい。要するに、ツール22とワーク16との相対的な位置関係を三次元方向で変化することのできる構成であれば、可動部材はどの部材でもよい。 (4) In the above-described embodiment, the head unit 34 moves in the main scanning direction (X axis direction), the guide rail 36 moves in the sub scanning direction (Y axis direction), and the spindle 20 having the tool 22 attached thereto A variable mechanism capable of changing the relative positional relationship between the tool 22 and the work 16 in a three-dimensional direction is constructed by a mechanism in which the tool moves in the vertical direction (Z-axis direction), but this is not the only option. Of course, it is not a thing. For example, the head unit 34 moves in the main scanning direction (X-axis direction), the table 14 moves in the sub-scanning direction (Y-axis direction), and the spindle 20 with the tool 22 moves in the vertical direction (Z-axis direction). A variable mechanism that can change the relative positional relationship between the tool 22 and the work 16 in the three-dimensional direction may be constructed by the mechanism. In short, the movable member may be any member as long as the relative positional relationship between the tool 22 and the work 16 can be changed in the three-dimensional direction.

(5)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(4)に示す各種の変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよいことは勿論である。 (5) Of course, the above-described embodiment and the various modifications described in (1) to (4) may be combined as appropriate.

本発明は、エンドミルやカッターなどのように被加工物を切削加工したり切断加工したりするための被加工物加工用のツールを搭載した加工装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a processing device such as an end mill or a cutter, which is equipped with a tool for processing a workpiece for cutting or cutting the workpiece.

10 加工装置
12 底板
14 テーブル(基準面)
16 被加工物(ワーク)
18 マイクロコンピュータ(制御手段)
18a 動作モード監視判定部
18b ツール長測定モード処理部(出射角度取得手段、出射角度取得手段)
18b−1 出射角度取得部(出射角度取得手段)
18−b2 ツール長取得部(ツール長取得手段)
18c 加工動作モード処理部(制御手段)
20 スピンドル(制御手段)
22 ツール
22a 先端部
22b 上端部
24 フロントカバー部材
26 筐体
26a ワークエリア
26L 側壁部
26R 境界壁部
28 本体部
30 操作パネル
30a 表示部
30b ツール長測定モード選択操作子
30c 加工動作モード選択操作子
32 レーザーポインター(光源)
32a 発光点(光源)
34 ヘッドユニット(制御手段)
36 ガイドレール(制御手段)
38 光検出器(光検出手段)
38a 光検出部(光検出手段)
α 出射角度
β ツール長
γ ワーク上のレーザーポインター照射点(光点C)とツール回転軸との間のXY距離
δ ツールの先端部とワーク上面とのZ距離
L 可視レーザー光(可視光)
B ツール回転軸
C 光点
10 Processing device 12 Bottom plate 14 Table (reference plane)
16 Workpiece
18 Microcomputer (control means)
18a Operation mode monitoring determination unit 18b Tool length measurement mode processing unit (emission angle acquisition means, emission angle acquisition means)
18b-1 Emission angle acquisition unit (emission angle acquisition means)
18-b2 Tool length acquisition unit (tool length acquisition means)
18c Processing operation mode processing unit (control means)
20 spindles (control means)
22 tool 22a tip part 22b upper end part 24 front cover member 26 housing 26a work area 26L side wall part 26R boundary wall part 28 main body part 30 operation panel 30a display part 30b tool length measurement mode selection operator 30c machining operation mode selection operator 32 Laser pointer (light source)
32a Light emitting point (light source)
34 Head unit (control means)
36 Guide rail (control means)
38 Photodetector (light detection means)
38a Photodetector (photodetector)
α Emission angle β Tool length γ XY distance between laser pointer irradiation point (light spot C) on the work and tool rotation axis δ Z distance between the tip of the tool and the work surface L Visible laser light (visible light)
B Tool rotation axis C Light spot

Claims (9)

XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転するツールと被加工物との相対的な位置関係をXYZ方向たる三次元方向で変化させながら、前記ツールにより前記被加工物を加工する加工装置において、
可視光を出射するとともに、Z軸周りに回転する前記ツールのZ軸方向への移動に追随して移動することなく予め設定されたZ軸方向位置において固定的に配設され、かつ、前記ツールのXY平面方向への移動に追随して移動可能に配設され、かつ、前記ツールのZ軸周りの回転軸と出射する可視光とが交差する位置関係に配設された光源と、
前記光源から出射された可視光を検出可能であり、かつ、予め設定された位置に固定的に配設された光検出手段と、
前記光源のXY平面方向への移動に伴い、前記光検出手段が前記光源から出射された可視光を検出したときの前記光源のXY平面方向における位置と、前記光検手段が配設されたXY平面方向における位置と、前記光源が配設されたZ軸方向位置とに基づいて、前記光源から出射された可視光のZ軸に対する傾きたる出射角度を取得する出射角度取得手段と、
前記出射角度取得手段が前記出射角度を取得したときの前記光源のXY平面方向における位置において、前記ツールをZ軸方向へ移動させたときの前記光検出手段が検出する可視光の検出結果に基づいて、前記ツールのツール長を取得するツール長取得手段と
を有することを特徴とする加工装置。
In a processing device that processes the workpiece by the tool while changing the relative positional relationship between the tool rotating around the Z axis in the XYZ orthogonal coordinate system and the workpiece in a three-dimensional direction that is the XYZ direction,
The tool emits visible light and is fixedly arranged at a preset Z-axis direction position without moving in the Z-axis direction of the tool rotating around the Z-axis, and the tool is A light source that is arranged so as to be movable in accordance with the movement in the XY plane direction, and that is arranged in a positional relationship in which the rotation axis around the Z axis of the tool intersects with the emitted visible light.
Visible light emitted from the light source can be detected, and light detection means fixedly arranged at a preset position,
Along with the movement of the light source in the XY plane direction, the position in the XY plane direction of the light source when the light detection unit detects the visible light emitted from the light source, and the XY in which the light detection unit is arranged. An emission angle acquisition unit that acquires an emission angle of the visible light emitted from the light source that is tilted with respect to the Z axis, based on a position in the plane direction and a Z-axis direction position where the light source is disposed,
Based on the detection result of visible light detected by the light detection unit when the tool is moved in the Z-axis direction at the position in the XY plane direction of the light source when the emission angle acquisition unit acquires the emission angle. And a tool length acquisition means for acquiring the tool length of the tool.
請求項1に記載の加工装置において、さらに、
前記出射角度取得手段により取得された出射角度と、前記ツール長取得手段により取得されたツール長と、前記被加工物のZ軸方向の高さ位置とに基づいて、前記被加工物上において前記光源から出射された可視光が照射された照射位置と前記ツールの先端部との位置関係を取得し、前記被加工物上における前記照射位置への前記ツールの移動を制御する制御手段と
を有することを特徴とする加工装置。
The processing apparatus according to claim 1, further comprising:
Based on the emission angle acquired by the emission angle acquisition unit, the tool length acquired by the tool length acquisition unit, and the height position of the workpiece in the Z-axis direction, the above-mentioned workpiece on the workpiece. Control means for acquiring the positional relationship between the irradiation position where the visible light emitted from the light source is irradiated and the tip of the tool, and controlling the movement of the tool to the irradiation position on the workpiece. A processing device characterized by the above.
請求項1または2のいずれか1項に記載の加工装置において、
前記制御手段は、前記ツール長取得手段により取得されたツール長と、前記被加工物のZ軸方向の高さ位置とに基づいて、前記ツールにより前記被加工物を加工する加工深さを制御する
ことを特徴とする加工装置。
The processing apparatus according to any one of claims 1 and 2,
The control means controls a processing depth for processing the workpiece by the tool based on the tool length acquired by the tool length acquisition means and the height position of the workpiece in the Z-axis direction. A processing device characterized by:
請求項1、2または3のいずれか1項に記載の加工装置において、
前記出射角度取得手段は、原点位置に対する座標値から、前記光源のXY平面方向における位置と、前記光検手段が配設されたXY平面方向における位置とを取得する
ことを特徴とする加工装置。
The processing apparatus according to any one of claims 1, 2 and 3,
The processing apparatus, wherein the emission angle acquisition unit acquires a position in the XY plane direction of the light source and a position in the XY plane direction where the light detection unit is arranged, from the coordinate value with respect to the origin position.
請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の加工装置において、
前記光源は、レーザー光源であり、
前記光検出手段は、フォトダイオードである
ことを特徴とする加工装置。
The processing apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4,
The light source is a laser light source,
The processing device, wherein the light detecting means is a photodiode.
請求項5に記載の加工装置において、
前記レーザー光源は、レーザーポインターである
ことを特徴とする加工装置。
The processing apparatus according to claim 5,
The processing apparatus, wherein the laser light source is a laser pointer.
XYZ直交座標系におけるZ軸周りに回転するツールと被加工物との相対的な位置関係をXYZ方向たる三次元方向で変化させながら、前記ツールにより前記被加工物を加工する加工装置におけるツール長の取得方法において、
前記被加工物を加工する際の加工箇所を照射する可視光を出射する光源から出射された可視光が、前記ツールのZ軸周りの回転軸と交差するようにして、
前記光源から出射された可視光を検出する光検出手段における、前記ツールをZ軸方向へ移動させたときの検出結果に基づいて、前記ツールのツール長を取得する
ことを特徴とする加工装置におけるツール長の取得方法。
A tool length in a processing apparatus that processes the workpiece by the tool while changing the relative positional relationship between the tool rotating around the Z axis in the XYZ orthogonal coordinate system and the workpiece in the three-dimensional directions that are the XYZ directions. In the acquisition method of
Visible light emitted from a light source that emits visible light for irradiating a processing point when processing the workpiece is arranged so as to intersect the rotation axis around the Z axis of the tool,
In a processing apparatus, the tool length of the tool is acquired based on a detection result when the tool is moved in the Z-axis direction in a light detection unit that detects visible light emitted from the light source. How to get the tool length.
請求項7に記載の加工装置におけるツール長の取得方法において、
前記光源は、レーザー光源であり、
前記光検出手段は、フォトダイオードである
ことを特徴とする加工装置におけるツール長の取得方法。
The method for acquiring the tool length in the processing apparatus according to claim 7,
The light source is a laser light source,
The method for acquiring a tool length in a processing apparatus, wherein the light detection means is a photodiode.
請求項8に記載の加工装置におけるツール長の取得方法において、
前記レーザー光源は、レーザーポインターである
ことを特徴とする加工装置におけるツール長の取得方法。
The method for acquiring the tool length in the processing device according to claim 8,
The laser light source is a laser pointer. A method for obtaining a tool length in a processing apparatus.
JP2019005587A 2019-01-16 2019-01-16 MACHINING DEVICE AND METHOD OF TOOL LENGTH ACQUISITION IN MACHINE Active JP7178273B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019005587A JP7178273B2 (en) 2019-01-16 2019-01-16 MACHINING DEVICE AND METHOD OF TOOL LENGTH ACQUISITION IN MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019005587A JP7178273B2 (en) 2019-01-16 2019-01-16 MACHINING DEVICE AND METHOD OF TOOL LENGTH ACQUISITION IN MACHINE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020112522A true JP2020112522A (en) 2020-07-27
JP7178273B2 JP7178273B2 (en) 2022-11-25

Family

ID=71666966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019005587A Active JP7178273B2 (en) 2019-01-16 2019-01-16 MACHINING DEVICE AND METHOD OF TOOL LENGTH ACQUISITION IN MACHINE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7178273B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07237093A (en) * 1993-04-09 1995-09-12 Excellon Autom System and method for industrial noncontact detection
JPH10138099A (en) * 1996-11-05 1998-05-26 Toyoda Mach Works Ltd Tool tip position detection device, and numerical control machine tool provided therewith
JPH1199450A (en) * 1997-09-29 1999-04-13 Makino Milling Mach Co Ltd Tool length measuring method and device for machine tool
JP2012018093A (en) * 2010-07-08 2012-01-26 Mori Seiki Co Ltd Tool length measuring process and tool length measuring device
JP2017124485A (en) * 2016-01-07 2017-07-20 東芝機械株式会社 Machine tool and correction method of tool tip position

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07237093A (en) * 1993-04-09 1995-09-12 Excellon Autom System and method for industrial noncontact detection
JPH10138099A (en) * 1996-11-05 1998-05-26 Toyoda Mach Works Ltd Tool tip position detection device, and numerical control machine tool provided therewith
JPH1199450A (en) * 1997-09-29 1999-04-13 Makino Milling Mach Co Ltd Tool length measuring method and device for machine tool
JP2012018093A (en) * 2010-07-08 2012-01-26 Mori Seiki Co Ltd Tool length measuring process and tool length measuring device
JP2017124485A (en) * 2016-01-07 2017-07-20 東芝機械株式会社 Machine tool and correction method of tool tip position

Also Published As

Publication number Publication date
JP7178273B2 (en) 2022-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8214074B2 (en) Device and method for positioning a rotationally-symmetric precision part
CN110998225B (en) Spectacle frame shape measuring device and lens processing device
KR102622513B1 (en) mobile machine tools
TWI626104B (en) Dual laser head
KR101399669B1 (en) Grinding machine having the function of measuring distance
CN102870055A (en) Numerically-controlled machine tool
JP6013139B2 (en) Tool length measuring method and machine tool
CN107825104B (en) Processing system
KR101527311B1 (en) Machine tool
JP2001310216A (en) Tool of gear manufacturing device or setting method of work
KR101885611B1 (en) Apparatus for measuring the dimensions of workpieces for milling machine
CN210387968U (en) Laser cutting equipment
CN111479645A (en) Mobile machine tool
CN111465471B (en) Movable machine tool
JP6538345B2 (en) Work measuring device of machine tool
JP7178273B2 (en) MACHINING DEVICE AND METHOD OF TOOL LENGTH ACQUISITION IN MACHINE
JP2004114203A (en) Apparatus for measuring profile of workpiece and profile measuring system using the same
KR102622514B1 (en) mobile machine tools
JP2007271601A (en) Optical measuring device and method
JP2019015704A (en) Cam profile measurement device
JP7276050B2 (en) Spectacle frame shape measuring device and lens processing device
JP2008196962A (en) Device for measuring tire
JP6057853B2 (en) Cutting equipment
JP2016124042A (en) Machine tool
US20230150081A1 (en) Device and method for measuring tools

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7178273

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150