JP2023055276A - Tool tip measurement device and tool tip measurement method - Google Patents

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周作 池内
Shusaku Ikeuchi
仁 脇迫
Hitoshi Wakisako
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KUMAMOTO SEIKEN KOGYO KK
Kyushu Institute of Technology NUC
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KUMAMOTO SEIKEN KOGYO KK
Kyushu Institute of Technology NUC
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Abstract

To provide the tip position and shape of a tool without creating a dummy workpiece with trial processing.SOLUTION: A tool tip measurement device 1 is arranged such that an imaging device 2 is arranged in any of the left and right sides with a tool G of a machine tool held therebetween, and reflection means is arranged on the other side becoming the position opposed to the imaging device 2. Illumination means irradiates the tool G with parallel light, and the light is regression-reflected by the reflection means. The imaging device 2 images the tip of the tool G and acquires the position and shape thereof. The imaging device 2 images the positions and shapes of the tool G being stopped and the tool G being operated. An image processing unit 322 of a terminal 3 binarizes the images of the tool G being stopped and the tool G being operated captured by the imaging device 2. The image processing unit 322 extracts a contour of the tool G in the operation from the binarized image of the tool G being operated and compares it with the binarized image of the tool G being stopped. A measurement unit 321 of the terminal 3 compares the shape of the tool G being stopped with the contour of the tool G in the operation to measure a difference.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

特許法第30条第2項適用申請有り 令和3年4月21日から令和3年8月31日の間、株式会社長峰製作所(香川県仲多度郡まんのう町岸上1725-26)にて試験のために貸与 令和3年8月31日に、日工機材株式会社(大阪府大阪市中央区谷町8丁目2番3号)を介して株式会社長峰製作所へ販売Patent Law Article 30, Paragraph 2 application filed Between April 21, 2021 and August 31, 2021, Nagamine Seisakusho Co., Ltd. (1725-26 Kishigami, Mannou-cho, Nakatado-gun, Kagawa) On August 31, 2021, sold to Nagamine Seisakusho Co., Ltd. via Nikko Kizai Co., Ltd. (8-2-3 Tanimachi, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka)

本発明は、平面研削盤やフライス盤、マシニングセンターなどの金属を加工する工作機に取り付けられる工具の先端の位置、及び形状を計測する装置に係り、例えば、工具の先端の位置、及び稼働中の工具の輪郭を計測する装置に関するものである。 The present invention relates to a device for measuring the position and shape of the tip of a tool attached to a machine tool for processing metal, such as a surface grinder, a milling machine, and a machining center. It relates to a device for measuring the contour of

金属加工において、工作機を用いて研削加工や切削加工して製品の製作を行うに際し、使用する工具が加工の対象とする加工対象物(ワーク)にどのような位置で接し、また加工した結果がどのような加工となるかを確認するために、該工具とダミーワークとを用いて試し加工を行うことが一般的である。
係る試し加工は、加工中に発生する工具の変化を確認するために行なわれるものである。例えば研削加工であれば、研削作業による研削面の摩耗や回転軸の熱膨張による伸び等が生じるため、研削中における研削面に変化が起こり、当該変化に応じて工作物寸法に変化が生じる。
このため、試し加工を行い、試し加工を行ったダミーワークの形状を計測して、その計測結果から稼働中の工具の変化を考慮して、ワークに施す加工の寸法を決定する。決定した寸法をワークの加工を行う際の工具の位置や加工における研削の深さや幅等に反映し、ワークの加工精度の向上や、不良品の発生を低減することができる。
ここで、ダミーワークの計測は、該ダミーワークを工作機から取り出し、工作機とは別途の装置を用いて計測され、当該計測結果からワークへの加工寸法が決定される。
このように、ダミーワークの作成は、ワークの加工において、ワークへの加工寸法を決定するために必要な手順である。
In metal processing, when manufacturing a product by grinding or cutting using a machine tool, what position the tool used touches the object to be processed (workpiece) and the result of processing In general, trial machining is performed using the tool and a dummy work in order to confirm what kind of machining will be performed.
Such trial machining is performed to confirm changes in the tool that occur during machining. For example, in the case of grinding, wear of the grinding surface due to grinding work and elongation due to thermal expansion of the rotating shaft occur, so the grinding surface changes during grinding, and the dimensions of the workpiece change accordingly.
For this reason, trial machining is performed, the shape of the dummy work subjected to the trial machining is measured, and the dimensions of machining to be applied to the workpiece are determined from the measurement results in consideration of changes in the tool during operation. The determined dimensions can be reflected in the position of the tool when machining the workpiece, the depth and width of grinding in machining, and the like, thereby improving the machining accuracy of the workpiece and reducing the occurrence of defective products.
Here, the dummy work is measured by removing the dummy work from the machine tool and using a device separate from the machine tool, and the machining dimensions of the work are determined from the measurement result.
In this way, the creation of the dummy work is a necessary procedure for determining the machining dimensions of the work in the machining of the work.

しかしながら、試し加工によるダミーワークの作成は、製品の製作の際と同じ加工装置、加工工具、ワーク、及び工具の回転数や送り速度などの諸加工条件にて製作しなければ工具の位置等のワークへの加工寸法の割り出しに必要な数値が得られない。ダミーワークの素材が安価な場合は、このような手法によるダミーワークの作成も可能であるが、実際に製作しようとする物が高価な場合には、それに応じて費用がかかることとなる。
また、工具の種類、例えば加工に用いる工具が砥石である場合には、製品に求められる精度がμ単位である際に使用される砥石は粒度が細目で結合度が軟目のものであり、砥石の摩耗が激しいため、ダミーワークの加工を行うだけで砥石の交換が必要となることもある。この他、試し加工中に工具が破損することもあり得、ダミーワークの作成には、ワークの費用のほか、工具についても費用がかかる場合もある。
何より、ダミーワークの作成には、作業者がダミーワークに加工を行い、これを計測するという、人的労力、及び時間が消費される。
However, when creating a dummy workpiece through trial machining, it must be created using the same machining equipment, machining tools, workpiece, and various machining conditions such as tool rotation speed and feed rate as those used in product production. The numerical values necessary for indexing the machining dimensions for the workpiece cannot be obtained. If the material for the dummy work is inexpensive, it is possible to create the dummy work by such a method, but if the object to be actually manufactured is expensive, the cost will be increased accordingly.
In addition, when the type of tool, for example, the tool used for processing is a grindstone, the grindstone used when the accuracy required for the product is in units of μ has a fine grain size and a soft bond, Since the grindstone wears out so much, it may be necessary to replace the grindstone just by processing a dummy workpiece. In addition, the tool may be damaged during the trial machining, and the creation of the dummy work may require the cost of the tool as well as the cost of the work.
Above all, creating the dummy work consumes human labor and time for workers to process the dummy work and measure it.

工作機、特に研削盤における砥石の位置や形状を計測する装置として、例えば、特許文献1が公開されている。
特許文献1記載の技術は、砥石形状を自動的に測定して補正を行なうことにより加工精度を向上させるとともに加工効率を向上させることのできる研削盤の砥石形状計測方法並びに計測装置及びこの計測方法を用いた加工方法を提供するものである。当該特許文献1に記載の研削盤の砥石形状計測方法は、回転する砥石に対してワークが載置固定されたテーブルを相対的に移動させることにより研削加工を行なう研削盤であって、前記テーブル上に設けられた形状既知の基準片に対して前記砥石を複数の所定方向から接触させ、得られた位置データ及び基準片の形状データに基づいて砥石先端コーナー部の形状を計測することを特徴とするものである。
For example, Patent Document 1 has been disclosed as a device for measuring the position and shape of a grindstone in a machine tool, particularly a grinder.
The technique described in Patent Document 1 is a grinding wheel shape measuring method, a measuring device, and the measuring method of a grinder capable of improving processing accuracy and processing efficiency by automatically measuring and correcting the shape of the grinding wheel. It provides a processing method using. The grindstone shape measuring method for a grinder described in Patent Document 1 is a grinder that performs grinding by relatively moving a table on which a workpiece is placed and fixed with respect to a rotating grindstone, wherein the table The grindstone is brought into contact with a reference piece of known shape provided above from a plurality of predetermined directions, and the shape of the tip corner portion of the grindstone is measured based on the obtained position data and shape data of the reference piece. and

しかし、特許文献1記載の技術では、実際にダミーワークを加工する必要があり、ダミーワークを加工する労力や費用等の低減は望めず、また、砥石先端のコーナーの半径を計測するものであることから、回転時における砥石先端全体の形状を把握することはできない。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to actually process a dummy work, and it is not possible to expect a reduction in labor and cost for processing the dummy work. Therefore, it is not possible to grasp the shape of the entire tip of the grindstone during rotation.

特開平09-029628号公報JP-A-09-029628

本発明は、平面研削盤やフライス盤、マシニングセンターなどの金属を加工する工作機に取り付けられる工具の先端の位置、停止中及び稼働中の工具を撮影し、撮影した画像から稼働中の工具の伸びやブレを含む稼働時の工具の輪郭を算出して、工具の形状を計測し、試し加工によるダミーワークの作成を行うことなく工具の先端位置、及び形状を提供することを目的とする。 The present invention captures the position of the tip of a tool attached to a metal processing machine tool such as a surface grinder, a milling machine, and a machining center, as well as the stopped and operating tools. To calculate the contour of a tool during operation including deflection, measure the shape of the tool, and provide the tip position and shape of the tool without creating a dummy work by trial machining.

請求項1に記載の発明では、ワークに対して研削、又は切削加工する工具を備える工作機械において、該工具の先端の位置、及び形状を認識する装置であって、前記工具の先端形状を撮影する撮像手段と、前記撮像手段に併設され、前記撮像手段が撮影する前記工具を照明する第1の照明手段と、前記第1の照明手段に対向する位置に配され、前記撮像手段が撮影する前記工具を照明する第2の照明手段と、前記撮像手段が撮影する画像から、前記工具の先端位置の計測、及び該工具の先端形状の計測を行う計測手段と、前記撮像手段が撮影する画像を加工する処理を行なう画像処理手段と、を備え、前記撮像手段は、カメラとレンズから成り、前記画像処理手段は、前記撮手段が撮影する稼働時の前記工具の画像を2値化して該工具の稼働時の輪郭を抽出し、前記計測手段は、前記工具の先端位置を計測するための基準となる基準座標を取得し、前記画像処理手段が抽出する前記工具の輪郭を計測することを特徴とする工具先端計測装置を提供する。
請求項2に記載の発明では、前記第1の照明手段、及び前記第2の照明手段から照射される光は、全ての光線が平行となる平行光であることを特徴とする、請求項1に記載の工具先端計測装置を提供する。
請求項3に記載の発明では、前記第1の照明手段、又は前記第2の照明手段のいずれか一方が光源を有し、他方の光源を有しない照明手段は、該光源を有する照明手段により照明される光を反射することにより前記工具を照明することを特徴とする、請求項1から請求項2のいずれか一項に記載の工具先端計測装置を提供する。
請求項4に記載の発明では、前記第1の照明手段が光源を有し、前記第2の照明手段は、該第1の照明手段により照明される光を反射することにより前記工具を照明することを特徴とする、請求項3に記載の工具先端計測装置を提供する。
請求項5に記載の発明では、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の工具先端計測装置であって、前記基準座標を取得するための所定の形状からなるゲージを備えることを特徴とする工具先端計測装置を提供する。
請求項6に記載の発明では、請求項1から請求項5に記載の工具先端計測装置のいずれかの使用により、該工具の先端の位置、及び形状を計測する方法を提供する。
According to the first aspect of the invention, there is provided a device for recognizing the position and shape of the tip of a machine tool having a tool for grinding or cutting a workpiece, wherein the tip shape of the tool is photographed. a first lighting means for illuminating the tool to be photographed by the imaging means; and a first lighting means for illuminating the tool photographed by the imaging means. second illumination means for illuminating the tool; measurement means for measuring the position of the tip of the tool and the shape of the tip of the tool from the image captured by the imaging means; and the image captured by the imaging means. The image processing means comprises a camera and a lens, and the image processing means binarizes the image of the tool during operation captured by the image capturing means. The contour of the tool during operation is extracted, the measuring means acquires reference coordinates that serve as a reference for measuring the tip position of the tool, and the contour of the tool extracted by the image processing means is measured. A tool tip measuring device characterized by:
In the invention according to claim 2, the light emitted from the first illumination means and the second illumination means is parallel light in which all light rays are parallel. 2. Provide the tool tip measuring device according to .
In the invention according to claim 3, one of the first illumination means and the second illumination means has a light source, and the other illumination means without a light source is illuminated by the illumination means having the light source. The tool tip measuring device according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the tool is illuminated by reflecting the illuminated light.
In the invention according to claim 4, the first illumination means has a light source, and the second illumination means illuminates the tool by reflecting the light illuminated by the first illumination means. The tool tip measuring device according to claim 3 is provided, characterized by:
According to a fifth aspect of the invention, there is provided the tool tip measuring apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a gauge having a predetermined shape for acquiring the reference coordinates. A tool tip measuring device characterized by:
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the position and shape of the tip of a tool by using any one of the tool tip measuring devices according to the first to fifth aspects.

請求項1に記載の発明によれば、ワークに対して研削、又は切削加工する工具を備える工作機械において、該工具の先端の位置、及び形状を認識する装置であって、前記工具の先端形状を撮影する撮像手段と、前記撮像手段に併設され、前記撮像手段が撮影する前記工具を照明する第1の照明手段と、前記第1の照明手段に対向する位置に配され、前記撮像手段が撮影する前記工具を照明する第2の照明手段と、前記撮像手段が撮影する画像から、前記工具の先端位置の計測、及び該工具の先端形状の計測を行う計測手段と、前記撮像手段が撮影する画像を加工する処理を行なう画像処理手段と、を備え、前記撮像手段は、カメラとレンズから成り、前記画像処理手段は、前記撮手段が撮影する稼働時の前記工具の画像を2値化して該工具の稼働時の輪郭を抽出し、前記計測手段は、前記工具の先端位置を計測するための基準となる基準座標を取得し、前記画像処理手段が抽出する前記工具の輪郭を計測することとしたので、計測対象の工具を照明する際に、該工具の周辺にて生じる光の回折を低減することができ、該工具の輪郭をより鮮明に撮影することができ、該工具の先端の位置、及び形状をより精密に計測することができる。
請求項2に記載の発明によれば、前記第1の照明手段、及び前記第2の照明手段から照射される光は、全ての光線が平行となる平行光であるので、計測対象の工具からの拡散反射を低減して、該工具の輪郭をさらに鮮明に撮影することができる。
請求項3に記載の発明によれば、前記第1の照明手段、又は前記第2の照明手段のいずれか一方が光源を有し、他方の光源を有しない照明手段は、該光源を有する照明手段により照明される光を反射することにより前記工具を照明するので、光源を使用する照明を1つとすることで工具先端計測装置を制作する費用を低減することができる。
請求項4に記載の発明によれば、前記第1の照明手段が光源を有し、前記第2の照明手段は、該第1の照明手段により照明される光を反射することにより前記工具を照明するので、該第2の照明手段が光源を有する場合に比して、照明の軸合わせが容易となり、各照明手段の配置を容易とすることができる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の工具先端計測装置であって、前記基準座標を取得するための所定の形状からなるゲージを備えるので、基準座標の設定を容易とすることができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1から請求項5に記載の工具先端計測装置のいずれかの使用により、該工具の先端の位置、及び形状を計測することとしたので、該工具の先端の位置、及び形状をより精密に計測することができる。
According to the invention of claim 1, there is provided a machine tool having a tool for grinding or cutting a workpiece, wherein the device recognizes the position and shape of the tip of the tool, wherein the shape of the tip of the tool is and a first lighting means for illuminating the tool photographed by the imaging means, arranged in a position opposite to the first lighting means, and the imaging means is provided in parallel with the imaging means. second illumination means for illuminating the tool to be photographed; measurement means for measuring the position of the tip of the tool and the shape of the tip of the tool from the image photographed by the imaging means; and imaging by the imaging means. and image processing means for processing an image to be processed, wherein the imaging means comprises a camera and a lens, and the image processing means binarizes the image of the tool during operation captured by the imaging means. and extracts the contour of the tool during operation, and the measuring means acquires reference coordinates serving as a reference for measuring the tip position of the tool, and measures the contour of the tool extracted by the image processing means. Therefore, when illuminating the tool to be measured, the diffraction of light generated around the tool can be reduced, the contour of the tool can be photographed more clearly, and the tip of the tool can be photographed more clearly. position and shape can be measured more precisely.
According to the second aspect of the invention, the light emitted from the first illumination device and the second illumination device is parallel light in which all light rays are parallel. By reducing the diffuse reflection of the tool, the outline of the tool can be photographed more clearly.
According to the third aspect of the invention, one of the first illumination means and the second illumination means has a light source, and the other illumination means without a light source is an illumination device having the light source. Since the tool is illuminated by reflecting the light illuminated by the means, it is possible to reduce the cost of manufacturing the tool tip measuring device by using only one illumination source.
According to the fourth aspect of the invention, the first illumination means has a light source, and the second illumination means reflects the light illuminated by the first illumination means to light the tool. Since the illumination is provided, it is easier to align the axes of the illumination and to facilitate the arrangement of the illumination means compared to the case where the second illumination means has a light source.
According to the invention of claim 5, the tool tip measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a gauge having a predetermined shape for acquiring the reference coordinates. Therefore, it is possible to easily set the reference coordinates.
According to the invention of claim 6, the position and shape of the tip of the tool are measured by using any one of the tool tip measuring devices of claims 1 to 5. The position and shape of the tip of the tool can be measured more precisely.

本実施形態における工具先端計測装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the tool tip measuring device 1 in this embodiment. 本実施形態における撮像装置2を構成する部品を示す図である。It is a figure which shows the components which comprise the imaging device 2 in this embodiment. 本実施形態におけるゲージ26の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the gauge 26 in this embodiment. 本実施形態における工具に対する、反射手段22、ゲージ26,レンズ211、ボディ24、ホルダ25の配置の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of arrangement of reflecting means 22, gauge 26, lens 211, body 24, and holder 25 with respect to the tool in this embodiment. 本実施形態における撮影や計測を行なう画面の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the screen which image|photographs and measures in this embodiment. 本実施形態における停止時の工具の形状と稼働時の工具の形状との差分を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the difference between the shape of the tool when it is stopped and the shape of the tool when it is in operation in this embodiment.

以下、本発明の工具先端計測装置、及び工具先端計測方法における好適な実施の形態について、図1から図6を参照して詳細に説明する。
(1)実施形態の概要
工具先端計測装置1は、工作機のテーブルに取り付けられる。工具先端計測装置1は、工作機の工具を挟んで左右のいずれかに撮像装置2を、撮像装置2に対向する位置となる他方に反射手段22が配される。撮影においては、撮影手段21に併設される照明手段22は平行光を工具へ照射し、当該工具を照射した平行光は、反射手段22により撮影手段21の方向へ回帰反射される。
撮像装置2は計測対象となる工具の先端を撮影し、その位置、及び形状を取得する。撮像装置2により撮影するのは、停止中の工具と稼働中の工具の位置、及び形状である。
端末3の画像処理部322は、撮像装置2により撮影された停止中の工具と、稼働中の工具の画像を2値化する。画像処理部322は、2値化した稼働中の工具の画像より稼働時の工具の輪郭を抽出し、2値化した停止中の工具の画像と比較する。
端末3の計測部321は、停止中の工具の形状と、稼働時の工具の輪郭とを比較し、差分を計測する。
Preferred embodiments of the tool tip measuring device and the tool tip measuring method of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
(1) Outline of Embodiment A tool tip measuring device 1 is attached to a table of a machine tool. The tool tip measuring device 1 has an imaging device 2 on either side of the tool of the machine tool, and a reflecting means 22 on the other side facing the imaging device 2 . In photographing, the illumination means 22 provided together with the photographing means 21 irradiates the tool with parallel light, and the parallel light irradiated on the tool is retroreflected in the direction of the photographing means 21 by the reflecting means 22 .
The imaging device 2 photographs the tip of the tool to be measured, and obtains its position and shape. What is imaged by the imaging device 2 is the position and shape of a stopped tool and an operating tool.
The image processing unit 322 of the terminal 3 binarizes the images of the stopped tool and the operating tool captured by the imaging device 2 . The image processing unit 322 extracts the contour of the tool in operation from the binarized image of the tool in operation, and compares it with the binarized image of the tool in operation.
The measuring unit 321 of the terminal 3 compares the shape of the stopped tool with the contour of the tool during operation, and measures the difference.

(2)実施形態の詳細
図1は、本実施形態における工具先端計測装置1の構成図を表したものである。
工具先端計測装置1は、工作機のテーブルに配されて工作機に取り付けられた工具を撮影する撮像装置2、及び撮像装置2が撮影した画像から撮影した工具の位置や工具の形状を計測する端末3とからなる。
撮像装置2と端末3は有線通信で相互に接続する。
(2) Details of Embodiment FIG. 1 shows a configuration diagram of a tool tip measuring device 1 according to the present embodiment.
The tool tip measuring device 1 includes an imaging device 2 arranged on a table of a machine tool to photograph a tool attached to the machine tool, and measures the position and shape of the tool photographed from the image photographed by the imaging device 2. terminal 3;
The imaging device 2 and the terminal 3 are connected to each other by wired communication.

図2は、撮像装置2を構成する部品を示す図である。
撮像装置2は、撮影手段21、反射手段22、保護カバー23、ボディ24、及びホルダ25からなる。
撮像装置2は、照明212からの平行光を反射手段22により回帰反射することで、工具付近において光の回折が起こらず、工具の形状をより明確に撮影することができる。
撮影手段21は、レンズ211、照明212、カメラ213から構成される。
レンズ211は、光学レンズであり、特に、画角のないテレセントリック系光学レンズが好適である。レンズの倍率は種々選択可能であり、工具先端計測装置1にて計測する工具に応じて、レンズの交換が可能である。
照明212による照射は平行光である。平行光を照射することで、工具の輪郭をより強調することができる。平行光は、同軸落射照明により照射することで得ることができる。
本実施形態においては、レンズ211がテレセントリック系光学レンズであるため、照明212は、テレセントリックレンズを用いた同軸落射照明である。レンズ211は、同軸落射照明が可能なテレセントリックレンズを用いる。
カメラ213は、CCDカメラやCMOSカメラ等である。
2A and 2B are diagrams showing components constituting the imaging device 2. FIG.
The imaging device 2 is composed of photographing means 21 , reflecting means 22 , protective cover 23 , body 24 and holder 25 .
The imaging device 2 retroreflects the parallel light from the illumination 212 by the reflecting means 22, so that the light diffraction does not occur in the vicinity of the tool, and the shape of the tool can be imaged more clearly.
The photographing means 21 is composed of a lens 211 , a lighting 212 and a camera 213 .
The lens 211 is an optical lens, and in particular, a telecentric optical lens with no angle of view is suitable. Various magnifications of the lens can be selected, and the lens can be exchanged according to the tool to be measured by the tool tip measuring device 1 .
The illumination by the illumination 212 is parallel light. By irradiating with parallel light, the outline of the tool can be emphasized. Parallel light can be obtained by irradiating with coaxial epi-illumination.
In this embodiment, the lens 211 is a telecentric optical lens, so the illumination 212 is coaxial epi-illumination using a telecentric lens. The lens 211 uses a telecentric lens capable of coaxial epi-illumination.
A camera 213 is a CCD camera, a CMOS camera, or the like.

反射手段22は、撮影手段21と対向する面に、レンズ211の光軸に対して垂直に配され、照明212からの照射を反射する。
反射手段22は、レンズ211を通して照明212から照射される平行光を、平行光として反射する平行度を有する金属を基盤とするミラーであればよい。一般的な光学用ミラーを用いてもよいし、本実施例においてはSUS440Cを超鏡面加工したものを用いる。超鏡面加工を施した面へのコーティングの有無は問わない。
The reflecting means 22 is arranged perpendicular to the optical axis of the lens 211 on the surface facing the photographing means 21 and reflects the irradiation from the illumination 212 .
The reflecting means 22 may be a metal-based mirror having a degree of parallelism that reflects the parallel light emitted from the illumination 212 through the lens 211 as parallel light. A general optical mirror may be used, and in the present embodiment, a SUS440C mirror-finished mirror is used. The presence or absence of coating on the super-mirror-finished surface does not matter.

保護カバー23は、撮影手段21を汚れから保護ためのカバーである。工作機を稼働し工具によってワークを加工する際には、工作機のテーブルには研削液や切削油、クーラント等が飛び散るため、このような油汚れ等から撮影手段21を保護する。
保護カバー23は、コの字型のドーム状に形成され、レンズ211の端からカメラ213に接続されるケーブルの一部までを覆う長さであって、ホルダ25に取り付けて固定される。
保護カバー23の両側面は、ホルダ25と接する端からカメラ213側に向かって傾斜を有し、両側面の縦方向における幅が次第に狭くなる構成を取る。カメラ213に接続されるケーブルを取り回す際に、保護カバー23とケーブルとが接触してケーブルの取り回しがし難くなることを軽減することができる。
本実施形態において保護カバー23はアクリルにより形成されるが、他の材質により形成してもよい。
The protective cover 23 is a cover for protecting the photographing means 21 from dirt. Grinding fluid, cutting oil, coolant, and the like splatter on the table of the machine tool when the machine tool is operated and the work is processed by the tool.
The protective cover 23 is formed in a U-shaped dome shape, has a length covering from the end of the lens 211 to part of the cable connected to the camera 213 , and is attached and fixed to the holder 25 .
Both side surfaces of the protective cover 23 are inclined from the end in contact with the holder 25 toward the camera 213 side, and the width of the both side surfaces in the vertical direction gradually narrows. When routing the cable connected to the camera 213, it is possible to reduce the difficulty in routing the cable due to contact between the protective cover 23 and the cable.
Although the protective cover 23 is made of acrylic in this embodiment, it may be made of other materials.

ボディ24は、撮影手段21と反射手段22とを一体とするための土台である。ボディ24の長手方向の一端に撮影手段21が配され、これに対向する他端に反射手段22が配される。
ボディ24の一端であって、撮影手段21が取り付けられる端は略半楕円上の凹部を有する。当該凹部は、レンズ211の照明用ポートに接続されるケーブルを配するための孔を構成する一部であって、後述するホルダ25とともに一の孔を構成する。当該凹部は略半楕円状であって、ホルダ25と共に形成される孔は、レンズ211の照明用ポートの径よりも大きく形成される。レンズ211を倍率の異なる他のレンズに交換した場合等に、レンズの先端から対象物までの距離(ワークディスタンス)を確保するための遊びをもたせるためである。
ボディ24の長手方向の長さは、撮影手段21と反射手段22との間に工具を配することができる長さであって、かつ、少なくともレンズ211から工具までのワークディスタンスを確保できる長さが必要である。
工具から反射手段22までの距離は、反射手段22に反射した平行光が工具に届く距離であればよい。つまり、工具から反射手段22までの距離は、照明212から照射される平行光が工具に出会って回折してできる影を、反射手段22からの平行光が照射することによって打ち消すことができる位置であればよい。
The body 24 is a base for integrating the photographing means 21 and the reflecting means 22 . The photographing means 21 is arranged at one end of the body 24 in the longitudinal direction, and the reflecting means 22 is arranged at the opposite end thereof.
One end of the body 24 to which the photographing means 21 is attached has a substantially semi-elliptical concave portion. The recess is part of a hole for arranging a cable connected to the illumination port of the lens 211, and forms one hole together with the holder 25, which will be described later. The concave portion has a substantially semi-elliptical shape, and the hole formed together with the holder 25 is formed larger than the diameter of the illumination port of the lens 211 . This is to provide play for ensuring the distance (work distance) from the tip of the lens to the object when the lens 211 is replaced with another lens having a different magnification.
The length of the body 24 in the longitudinal direction is such that the tool can be placed between the photographing means 21 and the reflecting means 22, and at least the length is such that the work distance from the lens 211 to the tool can be secured. is necessary.
The distance from the tool to the reflecting means 22 may be a distance at which the parallel light reflected by the reflecting means 22 reaches the tool. In other words, the distance from the tool to the reflecting means 22 is such that the parallel light emitted from the reflecting means 22 can cancel the shadow formed by the collimated light emitted from the illumination 212 encountering the tool and being diffracted. I wish I had.

ホディ24の上面における短手方向の長さは、撮影手段21の幅によりおおよそ決定される。つまり、レンズ211を安定して挟持できる幅であればよい。本実施例において、ホディ24の上面における短手方向の長さは、40mmである。
ボディ24は磁性体であることが好ましい。撮像装置2は、工作機のテーブルに配されて使用されるが、使用に際し撮像装置2が該テーブル上に固定されことが好ましく、工作機のテーブルの多くは電磁チャックで有る。このことから、ボディ24が磁性体によって形成されていれば、撮像装置2を磁性チャックにより工作機のテーブルへ固定することができる。
The width of the upper surface of the body 24 in the lateral direction is approximately determined by the width of the photographing means 21 . In other words, any width may be used as long as the lens 211 can be held stably. In this embodiment, the length of the upper surface of the body 24 in the lateral direction is 40 mm.
The body 24 is preferably made of magnetic material. The imaging device 2 is placed on a table of a machine tool and used, but it is preferable that the imaging device 2 is fixed on the table during use, and most of the table of the machine tool is an electromagnetic chuck. Therefore, if the body 24 is made of a magnetic material, the imaging device 2 can be fixed to the table of the machine tool with a magnetic chuck.

ホルダ25は、レンズ211を支持する。ホルダ25はホルダ25a、及びホルダ25bからなり、レンズ211を上下より挟み込む構成をとる。
ホルダ25a、及びホルダ25bから形成される孔の径は、ホルダ25が挟み込む位置におけるレンズ211の径により決定される。
ホルダ25bは上述の通り、ボディ24とともに孔を形成する。
また、ホルダ25bはその背面に、レンズ211の照明用ポートに接続されるケーブルを通すための孔を有する。
Holder 25 supports lens 211 . The holder 25 consists of a holder 25a and a holder 25b, and has a structure in which the lens 211 is sandwiched from above and below.
The diameter of the hole formed by the holders 25a and 25b is determined by the diameter of the lens 211 at the position sandwiched by the holders 25a and 25b.
Holder 25b forms a hole with body 24 as described above.
Also, the holder 25b has a hole on its rear surface for passing a cable connected to the illumination port of the lens 211. As shown in FIG.

ケージ26は、工具先端計測装置1の基準座標を設定する際に用いるゲージである。
基準座標とは、ダミーワークの寸法を仮想的に設定するものである。
ダミーワークを作成するに際しては、ダミーワークの寸法が必要となる。工作機においては、寸法が判明しているものに対して加工を行うことで、工具の先端の位置、及び形状を確認することができるためである。工具先端計測装置1においては、ダミーワークの加工を当然に行わないことから、ゲージ26は、ダミーワーク作成でいうところのワークの寸法を仮想的に設定するために用いるものである。
The cage 26 is a gauge used when setting the reference coordinates of the tool tip measuring device 1 .
The reference coordinates virtually set the dimensions of the dummy work.
When creating a dummy work, the dimensions of the dummy work are required. This is because the position and shape of the tip of the tool can be confirmed by machining an object whose dimensions are known in the machine tool. Since the tool tip measuring apparatus 1 does not machine a dummy work, the gauge 26 is used to virtually set the dimensions of the work in creating a dummy work.

図3は、ケージ26の形状を示す斜視図である。
ゲージ26は、基準座標を設定するための3方向を示す直線であるシャープエッジSE1、SE2、SE3を有する。シャープエッジSE1、SE2、SE3はそれぞれ、工作機の機械座標Z軸(上下方向)、Y軸(前後方向、奥行き)、X軸(横方向)に対応する。後述する端末3において、ゲージ26のシャープエッジSE1、SE2、SE3との交点に十字カーソルに合わせ、当該位置を基準座標として保存する。
ゲージ26は、ボディ24に撮影手段21を取り付けた際に、シャープエッジSE1とシャープエッジSE2との交点が、レンズ211の中心と同じ位置となるよう形成される。
ゲージ26は、底面の凹部をボディ24に嵌め込むことで、ボディ24に取り付けられる。
ゲージ26の底面の凹部は、ゲージ26をボディ24へ嵌め込むにあたり、ゲージ26とボディ24の間に隙間のないよう形成される。これにより、ゲージ26は、レンズ211に対してシャープエッジSE1は平行に、シャープエッジSE3は垂直に配することができる。
FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the cage 26. As shown in FIG.
The gauge 26 has sharp edges SE1, SE2, SE3 which are straight lines indicating three directions for setting reference coordinates. The sharp edges SE1, SE2, and SE3 respectively correspond to the machine coordinate Z-axis (vertical direction), Y-axis (front-rear direction, depth), and X-axis (horizontal direction) of the machine tool. In the terminal 3, which will be described later, the crosshair cursor is aligned with the intersections with the sharp edges SE1, SE2, and SE3 of the gauge 26, and the positions are stored as reference coordinates.
The gauge 26 is formed so that the intersection of the sharp edge SE1 and the sharp edge SE2 is at the same position as the center of the lens 211 when the photographing means 21 is attached to the body 24 .
The gauge 26 is attached to the body 24 by fitting the concave portion of the bottom surface into the body 24 .
The concave portion of the bottom surface of the gauge 26 is formed so that there is no gap between the gauge 26 and the body 24 when the gauge 26 is fitted into the body 24 . As a result, the gauge 26 can be arranged with the sharp edge SE1 parallel to the lens 211 and the sharp edge SE3 perpendicular thereto.

図4は、本実施形態における工具(平面研削盤における砥石G)に対する、反射手段22、ゲージ26,レンズ211、ボディ24、ホルダ25の配置の一例を示す断面図である。
本実施形態で使用するレンズ211は、レンズの外径がΦ25、ホルダ25が支える部位の径はΦ22、照明用ポートの径はΦ8、ワークディスタンスは65mmである。
ホディ24の長手方向の長さは、砥石Gの先端までの距離であるワークディスタンスに加え、砥石Gから反射手段22までの距離、及びレンズ211の先端から照明用ポートの一部までの長さを踏まえて決定される。
本実施形態においては、ボディ24の長手方向の長さは162mmであり、レンズ211から砥石Gまでのワークディスタンス65mm、砥石Gから反射手段22までの距離65mm、レンズ211の先端から照明用ポートの一部までの長さがおおよそ33mmである。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of arrangement of the reflecting means 22, gauge 26, lens 211, body 24, and holder 25 with respect to the tool (grinding wheel G in the surface grinder) in this embodiment.
The lens 211 used in this embodiment has a lens outer diameter of Φ25, a portion supported by the holder 25 has a diameter of Φ22, an illumination port has a diameter of Φ8, and a working distance is 65 mm.
The length of the body 24 in the longitudinal direction includes, in addition to the work distance, which is the distance to the tip of the grindstone G, the distance from the grindstone G to the reflecting means 22, and the length from the tip of the lens 211 to a portion of the illumination port. determined based on
In this embodiment, the length of the body 24 in the longitudinal direction is 162 mm, the work distance from the lens 211 to the grinding wheel G is 65 mm, the distance from the grinding wheel G to the reflecting means 22 is 65 mm, and the distance from the tip of the lens 211 to the illumination port is 65 mm. The length to part is approximately 33 mm.

本実施例におけるレンズ211はワークディスタンスがおおよそ65mmであるレンズを採用する。ワークディスタンスが一律となることで、ケージ26の位置合わせや砥石Gの位置合わせが容易となり、作業能率が向上するためである。
上述の通りホルダ25bとボディ24とともに形成される孔は照明用ポートの径より大きく構成され、当該孔の形状は略楕円形であり、遊びを有するため、レンズ211の位置を該遊びの範囲内でボディ24の長手方向に移動可能である。このため、ワークディスタンスは65mmに限らず、遊びの許す範囲において適宜選択可能である。
このように、本実施例においては、その作業能率の向上からワークディスタンスを限定し、ボディ24の長手方向の長さを当該ワークディスタンスの長さに基づき指定しているが、ボディの長手方向の長さの決定は、他の手段を用いてもよい。
例えば、ボディ24をスライド式として、その長手方向の長さを可変とし、ボディ24にワークディスタンスを示すメモリを刻み、ゲージ26を配する位置を示すようにしてもよい。
The lens 211 in this embodiment employs a lens with a working distance of approximately 65 mm. This is because the uniform work distance makes it easier to align the cage 26 and the grindstone G, thereby improving work efficiency.
As described above, the hole formed together with the holder 25b and the body 24 is configured to be larger than the diameter of the illumination port, the shape of the hole is substantially oval, and there is play, so the position of the lens 211 is within the play. , the body 24 can be moved in the longitudinal direction. For this reason, the work distance is not limited to 65 mm, and can be selected as appropriate within a range that allows play.
Thus, in this embodiment, the work distance is limited in order to improve the work efficiency, and the length of the body 24 in the longitudinal direction is designated based on the length of the work distance. Other means of length determination may be used.
For example, the body 24 may be of a sliding type, the longitudinal length of which is variable, and a memory indicating the work distance may be engraved on the body 24 to indicate the position where the gauge 26 is arranged.

レンズ211はボディ24の上面から20mmの位置がレンズ211の中心となるよう配される。当該ボディ24の上面からレンズ211の中心までの距離は、使用するレンズを変更した場合でもレンズ211がボディ24に接触しない距離を確保する。
ゲージ26の底面の凹部からの高さは、レンズ211の中心に位置に合わせて決定する。本実施形態においては20mmとなる。シャープエッジSE2はSE1との交点から20mm、SE3は25mmである。
反射手段22は、本実施例においては、レンズ211の中心がボディ24の上面から20mmであることから、その高さは40mmとする。反射手段22の幅は、ボディ24の幅に合わせられる。
反射手段22の大きさは、撮影手段21の構成により決定される、つまり、反射手段22の大きさは、撮影手段21の視野が入る大きさであればよい。
The lens 211 is arranged so that the center of the lens 211 is positioned 20 mm from the upper surface of the body 24 . The distance from the upper surface of the body 24 to the center of the lens 211 ensures that the lens 211 does not come into contact with the body 24 even when the lens to be used is changed.
The height of the bottom surface of the gauge 26 from the recess is determined according to the center of the lens 211 . In this embodiment, it is 20 mm. Sharp edge SE2 is 20 mm from the intersection with SE1, and SE3 is 25 mm.
In this embodiment, since the center of the lens 211 is 20 mm from the upper surface of the body 24, the height of the reflecting means 22 is set to 40 mm. The width of the reflecting means 22 is adapted to the width of the body 24 .
The size of the reflecting means 22 is determined by the configuration of the photographing means 21 .

続いて、ボディ24の高さについて説明する。
上述の通り、工作機での加工寸法を決定するにあたり、ゲージ26によって仮想的な寸法を決定するが、シャープエッジSE1の方向においては、ゲージ26の高さのみならず、ボディ24の高さを加えた高さが、後述する基準座標のZ座標の値となる。
ワークはその底面を工作機のテーブルに配されるところ、工具先端計測装置1はボディ24の底面がテーブルに配されるためである。
よって、ボディ24の高さは、計算の煩雑さを回避するために区切りの良い数値であることが好ましい。本実施例においては、ボディ24の高さは25mm、ゲージ26の高さが20mmであり、基準座標のZ座標の値は45mmとなる。
ボディ24の高さは、最高値としては、ボディ24の底面からからゲージ26のシャープエッジSE1、SE2、SE2との交点まで高さまでが工作機のZ座標の範囲内に収まること、最低値としては、レンズ211の照明用ポート、及びこれに接続するケーブルを、ボディ24とホルダ25により構成される孔に収めることができる程度の高さがあればよい。
Next, the height of the body 24 will be explained.
As described above, in determining the machining dimensions of the machine tool, the virtual dimension is determined by the gauge 26. In the direction of the sharp edge SE1, not only the height of the gauge 26 but also the height of the body 24 The added height becomes the value of the Z coordinate of the reference coordinates, which will be described later.
This is because the bottom surface of the workpiece is placed on the table of the machine tool, and the bottom surface of the body 24 of the tool tip measuring device 1 is placed on the table.
Therefore, it is preferable that the height of the body 24 is a well-defined numerical value in order to avoid complicated calculations. In this embodiment, the height of the body 24 is 25 mm, the height of the gauge 26 is 20 mm, and the value of the Z coordinate of the reference coordinates is 45 mm.
As for the height of the body 24, as a maximum value, the height from the bottom surface of the body 24 to the intersection with the sharp edges SE1, SE2, and SE2 of the gauge 26 should be within the range of the Z coordinate of the machine tool, and as a minimum value, should be high enough to accommodate the illumination port of the lens 211 and the cable connected thereto in the hole formed by the body 24 and the holder 25 .

続いて、端末3の構成につき説明する。
端末3は、制御部31を備えており、データバス等のバスラインを介して記憶部32、通信制御部33、タッチパネル34、表示部35、その他の機器が接続される。
制御部31は、CPU311、ROM312、RAM313を備える。
CPU311は、プログラムに従って、装置、各部を制御し、演算を行う。
ROM312は、CPU311が各種制御や演算を行うための各種プログラムやデータが予め格納されたリード・オンリ・メモリである。
RAM313は、CPU311にワーキングメモリとして使用されるランダムアクセスメモリである。このRAM313には、本実施形態による計測のための演算等の各種処理を行うための各種領域が確保可能になっている。
Next, the configuration of the terminal 3 will be explained.
The terminal 3 includes a control unit 31, and is connected to a storage unit 32, a communication control unit 33, a touch panel 34, a display unit 35, and other devices via a bus line such as a data bus.
The control unit 31 includes a CPU 311 , a ROM 312 and a RAM 313 .
The CPU 311 controls the device and each part according to the program and performs calculations.
The ROM 312 is a read-only memory in which various programs and data for the CPU 311 to perform various controls and calculations are stored in advance.
A RAM 313 is a random access memory used by the CPU 311 as a working memory. In the RAM 313, it is possible to secure various areas for performing various processes such as calculations for measurement according to this embodiment.

記憶部32は、書込み可能な記憶媒体で構成され、主としてハードディスクが使用される。記憶部32は、計測部321と画像処理部322を有している。
計測部321は、停止中の工具の形状と、稼働時の工具の輪郭とを比較して差分を計測するほか、タッチパネル34からの入力に従い、入力された位置での距離の計測などの演算を行う。
画像処理部322は、撮像装置2により撮影された停止中の工具と、稼働中の工具の画像を2値化する。
画像処理部322は、稼働中の工具の画像より稼働時の工具の輪郭を抽出し、停止中の工具の画像と比較する等の画像の処理を行う。
通信制御部33は、端末3と撮像装置2や工作機、その他のパーソナルコンピュータ等の各種外部電子機器とを通信ネットワークを介して接続するための制御装置である。
The storage unit 32 is composed of a writable storage medium, and a hard disk is mainly used. The storage unit 32 has a measuring unit 321 and an image processing unit 322 .
The measuring unit 321 compares the shape of the stopped tool with the contour of the tool during operation to measure the difference, and also performs calculations such as measuring the distance at the input position according to the input from the touch panel 34. conduct.
The image processing unit 322 binarizes the images of the stopped tool and the operating tool captured by the imaging device 2 .
The image processing unit 322 extracts the contour of the tool in operation from the image of the tool in operation, and performs image processing such as comparison with the image of the tool in operation.
The communication control unit 33 is a control device for connecting the terminal 3 and various external electronic devices such as the imaging device 2, machine tools, and other personal computers via a communication network.

タッチパネル34は、表示部35の前面に重ねて配置され、タッチペンやユーザの指による入力を受け付ける入力装置である。タッチパネル34は、例えば、感圧式のタッチセンサパネルからなり、タッチペン等の圧力を検知し、接触等のタッチ操作およびその位置(タッチ位置)等を検出する。タッチパネル34は、たとえば、静電容量の変化からユーザの指等の接触を検知・検出するものであってもよい。なお、入力装置はタッチパネルの他に、キーボードやマウス等でもよい。
表示部35は、例えば液晶ディスプレイ等であり、フルハイビジョン以上のパネルの使用が望ましい。この表示部35には、撮像装置2が撮影した画像や計測部321の演算結果、作業者等がタッチパネル34に接触することで計測の指示を入力するのに必要な計測ボタン等を表示する。
The touch panel 34 is an input device that is placed over the front surface of the display unit 35 and receives input from a touch pen or a user's finger. The touch panel 34 is composed of, for example, a pressure-sensitive touch sensor panel, detects pressure of a touch pen or the like, and detects a touch operation such as contact and its position (touch position). The touch panel 34 may, for example, sense and detect the touch of a user's finger or the like from changes in capacitance. In addition to the touch panel, the input device may be a keyboard, a mouse, or the like.
The display unit 35 is, for example, a liquid crystal display or the like, and it is desirable to use a full high-definition panel or higher. The display unit 35 displays an image captured by the imaging device 2 , the calculation result of the measurement unit 321 , measurement buttons necessary for inputting a measurement instruction by a worker or the like touching the touch panel 34 , and the like.

次に、以上のように構成された実施形態の使用方法について説明する。
本実施形態では、工作機は横軸角テーブル型の平面研削盤とし、加工に使用する工具は砥石であり、トラバース研削を行なうものである。
砥石の先端の位置、及び形状を計測するに際し、基準座標を取得するためのイニシャライズ設定を行ない、続いて工具の先端の計測を行なう。
Next, how to use the embodiment configured as described above will be described.
In this embodiment, the machine tool is a horizontal axis angle table type surface grinder, and the tool used for processing is a grindstone for traverse grinding.
When measuring the position and shape of the tip of the grindstone, initialization settings are performed to acquire the reference coordinates, and then the tip of the tool is measured.

まず、イニシャライズ設定につき説明する。
作業者は、工具先端計測装置1の撮像装置2を工作機Mのテーブルにセットし、ボディ24にゲージ26を嵌め込む。
作業者は、工具先端計測装置1の端末3を起動する。
端末3が専用端末でなく、パーソナルコンピュータ等である場合には、端末3に予めインストールされた工具の先端位置、及び形状を計測するためのアプリケーションを起動する。当該アプリケーションは、端末3にインストールされてもよいし、クラウドにて提供されるようにしてもよい。
端末3の制御部31は、表示部35へ計測画面を表示する。
計測画面は、撮影手段21が撮影する画像や、計測結果の画像を表示するフレームF1と、計測に必要な項目の設定や、計測を行なうためのボタン等を表示するフレームF2等から構成される。
First, the initialization setting will be explained.
The operator sets the imaging device 2 of the tool tip measuring device 1 on the table of the machine tool M and fits the gauge 26 into the body 24 .
The operator activates the terminal 3 of the tool tip measuring device 1 .
If the terminal 3 is not a dedicated terminal but a personal computer or the like, an application installed in the terminal 3 in advance for measuring the tip position and shape of the tool is activated. The application may be installed on the terminal 3 or may be provided in the cloud.
The control section 31 of the terminal 3 displays the measurement screen on the display section 35 .
The measurement screen includes a frame F1 for displaying an image captured by the imaging means 21 and an image of the measurement result, and a frame F2 for displaying settings of items necessary for measurement, buttons for performing measurement, and the like. .

制御部31は、撮像装置2を起動する。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「照明」ボタンをタッチする。
制御部31は、撮像装置2の照明212から照射する。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「取込」ボタンをタッチする。
制御部31は、撮像装置2から取得した画像を表示部35に表示されるフレームF1へ表示し、画像上に十字状のカーソルを表示する。
作業者は、表示部35のフレームF1に表示されるゲージ26の様子を確認し、撮像装置2が撮影するゲージ26の画像の焦点があうよう、ゲージ26の位置を調整する。
続いて、作業者は、タッチパネル34を操作して、表示部35のフレームF1に表示される十字カーソルを、表示部35のフレームF1に表示されるゲージ26のシャープエッジSE1、SE2、SE3、の交点に移動する。
十字カーソルは十字の交点の座標を取得するために用いられ、十字カーソルの横方向はY軸の座標を表し、ゲージ26のシャープエッジSE2がY座標にあたる。十字カーソルの縦方向はZ軸の座標を表し、ゲージ26のシャープエッジSE1がZ座標にあたる。
The control unit 31 activates the imaging device 2 .
The operator touches the “lighting” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 irradiates from the illumination 212 of the imaging device 2 .
The operator touches the “capture” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 displays the image acquired from the imaging device 2 in the frame F1 displayed on the display unit 35, and displays a cross-shaped cursor on the image.
The operator checks the state of the gauge 26 displayed in the frame F1 of the display unit 35 and adjusts the position of the gauge 26 so that the image of the gauge 26 captured by the imaging device 2 is in focus.
Subsequently, the operator operates the touch panel 34 to move the cross cursor displayed in the frame F1 of the display unit 35 to the sharp edges SE1, SE2, and SE3 of the gauge 26 displayed in the frame F1 of the display unit 35. Move to intersection.
The crosshair cursor is used to obtain the coordinates of the intersection point of the crosshair, the horizontal direction of the crosshair cursor represents the Y-axis coordinates, and the sharp edge SE2 of the gauge 26 corresponds to the Y-coordinate. The vertical direction of the cross cursor represents the Z-axis coordinates, and the sharp edge SE1 of the gauge 26 corresponds to the Z-coordinates.

作業者は、表示部35の計測画面に表示される「基準設定」ボタンをタッチする。
制御部31は、表示部35のフレームF1に表示される十字カーソルの十字の交点の座標を取得し、計測画面にY座標、Z座標の値を表示する。本実施例においては、Z座標はボディ24の高さとケージ26の高さによって45に、Y座標は、ゲージ26のシャープエッジSE2より20となる。
基準座座標の取得にゲージ26を使用しない場合には、作業者は、任意の位置に十字カーソルを合わせ、当該十字カーソルが表示される座標を、基準座標とすることができる。
The operator touches the “reference setting” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 acquires the coordinates of the intersection point of the cross cursor displayed in the frame F1 of the display unit 35, and displays the Y coordinate and Z coordinate values on the measurement screen. In this embodiment, the Z coordinate is 45 due to the height of the body 24 and the height of the cage 26, and the Y coordinate is 20 due to the sharp edge SE2 of the gauge 26. FIG.
When the gauge 26 is not used to acquire the reference locus coordinates, the operator can place the crosshair cursor on any position and set the coordinates at which the crosshair cursor is displayed as the reference coordinates.

作業者は、表示部35の計測画面に表示される「保存」ボタンをタッチする。
制御部31は、表示部35のフレームF1に表示される十字カーソルの十字の交点の座標を取得し、Y座標、Z座標の値を保存する。
以上の作業により、イニシャライズ設定は完了する。
The operator touches the “save” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 acquires the coordinates of the intersection of the cross of the cross cursor displayed in the frame F1 of the display unit 35, and saves the values of the Y coordinate and the Z coordinate.
With the above operations, the initialization setting is completed.

次に、工具の先端位置、形状を計測する。
作業者は、工具先端計測装置1の撮像装置2を工作機Mのテーブルにセットする。
作業者は、工具先端計測装置1の端末3を起動する。
端末3の制御部31は、表示部35へ計測画面を表示する。
制御部31は、撮像装置2を起動する。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「照明」ボタンをタッチする。
制御部31は、撮像装置2の照明212から照射する。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「取込」ボタンをタッチする。
制御部31は、撮像装置2から取得した画像を表示部35に表示される計測画面のフレームF1へ表示する。
Next, the tip position and shape of the tool are measured.
The operator sets the imaging device 2 of the tool tip measuring device 1 on the table of the machine tool M. As shown in FIG.
The operator activates the terminal 3 of the tool tip measuring device 1 .
The control section 31 of the terminal 3 displays the measurement screen on the display section 35 .
The control unit 31 activates the imaging device 2 .
The operator touches the “lighting” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 irradiates from the illumination 212 of the imaging device 2 .
The operator touches the “capture” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 displays the image acquired from the imaging device 2 in the frame F1 of the measurement screen displayed on the display unit 35 .

作業者は、表示部35の計測画面に表示される「基準線」ボタンをタッチする。
制御部31は、フレームF1へ表示する撮像装置2から取得した画像上のイニシャライズ時に保存された基準座標(Y座標、Z座標)上に十字状のカーソルを表示する。
作業者は、表示部35のフレームF1に表示される砥石Gの様子を確認し、撮像装置2が撮影する砥石Gの画像の焦点があうよう、砥石Gの位置を調整する。
砥石Gの移動は、作業者が工作機Mを操作して行う。
続いて、作業者は、砥石Gの先端が表示部35のフレームF1に表示される十字カーソルの位置となるよう、砥石Gの位置を調整する。これにより、基準座標上に砥石Gの先端が配置されることになる。
The operator touches the “reference line” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 displays a cross-shaped cursor on the reference coordinates (Y coordinate, Z coordinate) saved at the time of initialization on the image acquired from the imaging device 2 displayed in the frame F1.
The operator checks the state of the grindstone G displayed in the frame F1 of the display unit 35, and adjusts the position of the grindstone G so that the image of the grindstone G captured by the imaging device 2 is in focus.
The grindstone G is moved by an operator operating the machine tool M.
Subsequently, the operator adjusts the position of the grindstone G so that the tip of the grindstone G is at the position of the cross cursor displayed in the frame F1 of the display section 35 . As a result, the tip of the grindstone G is arranged on the reference coordinates.

作業者は、表示部35の計測画面に表示される「二値化」ボタンをタッチする。
画像処理部322は、表示部35のフレームF1に表示される画像を二値化し、制御部31は、これをフレームF1へ表示する。
作業者は、表示部35のフレームF1に表示される二値化された砥石Gの様子を確認し、必要に応じて、砥石Gの輪郭がより鮮明となるよう、タッチパネル34を操作して計測画面に表示される二値化閾値の値を調整する。
画像処理部322は、入力された二値化閾値に応じて、画像を二値化し、制御部31は、2値化された画像をフレームF1へ表示する。
二値化の閾値は、二値化した画像が可能な限り二値化前の画像に近い画像となる値に設定する。二値化した画像を二値化前の画像に近い画像とすることで、工具先端計測装置1は、工具のより正確な位置、及び形状を取得することができる。
また、同様に、照明の明るさの強度の値を示す「照明値」を変更することで、砥石Gの輪郭がより鮮明になる場合には、作業者は、タッチパネル34を操作して計測画面に表示される照明値の値を調整する。
The operator touches the “binarization” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The image processing unit 322 binarizes the image displayed in the frame F1 of the display unit 35, and the control unit 31 displays it in the frame F1.
The operator confirms the binarized state of the grindstone G displayed in the frame F1 of the display unit 35, and if necessary, operates the touch panel 34 to make the outline of the grindstone G clearer for measurement. Adjust the binarization threshold value displayed on the screen.
The image processing unit 322 binarizes the image according to the input binarization threshold, and the control unit 31 displays the binarized image in the frame F1.
The binarization threshold is set to a value that makes the binarized image as close as possible to the image before binarization. By making the binarized image similar to the image before binarization, the tool tip measuring apparatus 1 can acquire a more accurate position and shape of the tool.
Similarly, when the contour of the grindstone G becomes clearer by changing the "illumination value" that indicates the intensity value of the brightness of the illumination, the operator operates the touch panel 34 to display the measurement screen. Adjust the lighting value displayed in the .

続いて、停止状態の砥石G、及び回転状態の砥石Gを撮影し、砥石Gの位置、形状を取得する。
図5は、本実施形態における撮影や計測を行なう計測画面の構成の一例を示す図である。
フレームF1には、撮像装置2が撮影する画像や、画像処理部322により処理された画像が表示される。
フレームF2には、砥石Gの停止時、又は回転時の撮影を行う「停止」「回転」ボタン、「回転」ボタンにより撮影した画像を表示する「確認」ボタン、「停止」「回転」ボタンにより撮影した画像の差分を表示する「差分」ボタンが表示される。
また、フレームF1に表示される画像処理部322により処理された画像上の任意の位置で計測を行なうための各種ボタンが表示される。各種ボタンは、砥石Gの先端の半径の測定を行なうための「R測定」「移動」「削除」ボタン、2点間の距離を計測する「距離」ボタン、基準座標との距離を計測する「基準距離」、砥石GのZ座標方向における基準座標との距離を計測する「中線距離」ボタンが表示される。
Subsequently, the whetstone G in a stopped state and the whetstone G in a rotating state are photographed, and the position and shape of the whetstone G are obtained.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a measurement screen for photographing and measurement in this embodiment.
An image captured by the imaging device 2 and an image processed by the image processing unit 322 are displayed in the frame F1.
In the frame F2, "Stop" and "Rotate" buttons for photographing when the grindstone G is stopped or rotated, "Confirm" button for displaying the image photographed by the "Rotate" button, and "Stop" and "Rotate" buttons for A "Difference" button that displays the difference between the captured images is displayed.
Also displayed are various buttons for performing measurement at arbitrary positions on the image processed by the image processing unit 322 displayed in the frame F1. Various buttons include "R measurement", "move", and "delete" buttons for measuring the radius of the tip of the grindstone G, a "distance" button for measuring the distance between two points, and a "measure the distance from the reference coordinates". "Reference distance" and "Median distance" buttons for measuring the distance of the grindstone G from the reference coordinates in the Z coordinate direction are displayed.

図6は、本実施形態における停止時の工具の形状と稼働時の工具の形状との差分を取得する過程を示す図である。
図6(a)は、表示部35の計測画面の「取込」ボタンがタッチされ、制御部31により、撮像装置2が撮影する画像を、表示部35に表示される計測画面のフレームF1へ表示する様子を示したものである。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「停止」ボタンをタッチする。
制御部31は、撮像装置2より停止した状態の砥石Gを撮影し、画像処理部322は、停止した状態の砥石Gの二値化された画像を画像Aとして保存する。
FIG. 6 is a diagram showing the process of acquiring the difference between the shape of the tool when it is stopped and the shape of the tool when it is in operation in this embodiment.
In FIG. 6A , when the “Capture” button on the measurement screen of the display unit 35 is touched, the control unit 31 transfers the image captured by the imaging device 2 to the frame F1 of the measurement screen displayed on the display unit 35 . It shows how it is displayed.
The operator touches the “stop” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 captures an image of the grindstone G in a stopped state using the imaging device 2 , and the image processing unit 322 saves a binarized image of the grindstone G in a stopped state as an image A.

続いて、作業者は、工作機Mを操作して砥石Gを回転させ、表示部35の計測画面に表示される「回転」ボタンをタッチする。
制御部31は、予め指定されている時間内に、回転する砥石Gの画像を指定の枚数撮像装置2から撮影する。本実施形態においては、一秒間に100枚の画像を撮影する。
撮影する枚数(蓄積枚)は、表示部35の計測画面に表示される「蓄積枚」に所望の枚数を入力することで指定することができる。作業者は、工具の回転の速度に応じて蓄積枚数を増減することで、より正確な工具の形状を計測することができる。
画像処理部322は、撮影したすべての画像を二値化して保存(画像Bn)する。
Subsequently, the operator operates the machine tool M to rotate the grindstone G, and touches the “rotation” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 takes a specified number of images of the rotating grindstone G from the imaging device 2 within a time specified in advance. In this embodiment, 100 images are taken per second.
The number of images to be captured (accumulated images) can be specified by inputting the desired number in the “accumulated images” displayed on the measurement screen of the display unit 35 . The operator can measure the shape of the tool more accurately by increasing or decreasing the accumulated number according to the rotation speed of the tool.
The image processing unit 322 binarizes and stores all captured images (image Bn).

図6(b)は、表示部35の計測画面の「確認」ボタンがタッチされ、回転する砥石Gを撮影して二値化した画像である画像Bnであって、画像Bnに含まれるすべての画像から、砥石Gの形状を示したものである。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「確認」ボタンをタッチする。
制御部31は、表示部35の計測画面のフレームF1に、回転する砥石Gの二値化した画像Bnから砥石Gの輪郭を抽出した画像(画像C)を表示する。
作業者は、表示部35のフレームF1に表示される画像Cを確認し、必要に応じて、「畜枚数」や撮影時間を変更し、再度「回転」「停止」、及び「確認」の作業を行う。
FIG. 6(b) is an image Bn which is a binarized image obtained by photographing the rotating grindstone G when the "Confirm" button on the measurement screen of the display unit 35 is touched, and all the images included in the image Bn The image shows the shape of the grindstone G. FIG.
The operator touches the “confirm” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The control unit 31 displays an image (image C) obtained by extracting the outline of the rotating grindstone G from the binarized image Bn of the rotating grindstone G in the frame F1 of the measurement screen of the display unit 35 .
The operator confirms the image C displayed in the frame F1 of the display unit 35, and if necessary, changes the "number of images" and the photographing time, and performs "rotation", "stop", and "confirmation" operations again. I do.

図6(c)は、画像Cから画像Aを差し引き、画像Cと画像Aとの差分を取得して、当該差分を画像に表したものである(画像D)。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「差分」ボタンをタッチする。
画像処理部322は、画像Cから画像Aを差し引き、画像Cと画像Aとの差分を取得して、当該差分を画像に表した画像Dを取得して、制御部31は、表示部35の計測画面のフレームF1へ当該画像Dを表示する。
作業者は、表示部35のフレームF1に表示される画像Dを確認する。
図6(d)は砥石Gの回転時の振れ幅の測定、及び先端座標の特定を示した図である。十字カーソルは基準座標を示し、左右矢印で挟まれる距離が振れ幅である。
FIG. 6C shows an image obtained by subtracting the image A from the image C, acquiring the difference between the image C and the image A, and expressing the difference in an image (image D).
The operator touches the “difference” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The image processing unit 322 subtracts the image A from the image C, acquires the difference between the image C and the image A, and acquires the image D representing the difference. The image D is displayed in the frame F1 of the measurement screen.
The operator confirms the image D displayed in the frame F<b>1 of the display unit 35 .
FIG. 6(d) is a diagram showing the measurement of the swing width during rotation of the grindstone G and the specification of the tip coordinates. The cross cursor indicates the reference coordinates, and the distance between the left and right arrows is the swing width.

次に、工具先端計測装置1が備える計測の種類、及びその方法につき説明する。
工具先端計測装置1は、「R測定」「距離」「基準距離」「中線距離」を計測する。これらの計測は画像C、または画像Dに対して行われる。以下、制御部31は、画像Cを表示部35に表示される計測画面のフレームF1へ表示することとする。
「R測定」は、任意の位置のRを測定する機能である。
砥石GのRを計測したい場合、作業者は、表示部35に表示される計測画面の「R測定」をタッチする。
続いて、作業者は、フレームF1に表示される画像C上、Rを測定したい位置で3点をタッチする。
制御部31の計測部321は、タッチされた3点の位置の近似値からRを計測し、制御部31は、計測した値がRとなる円をタッチされた位置に表示し、計測したRの値を表示窓W1へ表示する。
Next, the types and methods of measurement provided by the tool tip measuring apparatus 1 will be described.
The tool tip measuring device 1 measures "R measurement", "distance", "reference distance", and "central line distance". These measurements are made on image C or image D. Hereinafter, the control unit 31 displays the image C in the frame F1 of the measurement screen displayed on the display unit 35. FIG.
"R measurement" is a function of measuring R at an arbitrary position.
When the operator wants to measure the R of the grindstone G, the operator touches “R measurement” on the measurement screen displayed on the display unit 35 .
Subsequently, the operator touches three points on the image C displayed in the frame F1 at positions where he wants to measure R.
The measurement unit 321 of the control unit 31 measures R from the approximate values of the three touched positions, and the control unit 31 displays a circle whose measured value is R at the touched position. is displayed in the display window W1.

「距離」は、任意の2点間の距離を計測する機能である。
作業者は、表示部35に表示される計測画面の「距離」をタッチする。
続いて、作業者は、フレームF1に表示される画像C上で、距離を計測したい位置の始点と終点とをタッチする。
制御部31の計測部321は、タッチされた始点と終点の距離を計測し、制御部31は、タッチされた始点と終点とをつなぐ直線を表示し、計測した距離の値をフレームF1上部へ表示する。
"Distance" is a function that measures the distance between any two points.
The operator touches “distance” on the measurement screen displayed on the display unit 35 .
Subsequently, the operator touches the start point and end point of the position where the distance is to be measured on the image C displayed in the frame F1.
The measurement unit 321 of the control unit 31 measures the distance between the touched start point and the end point, the control unit 31 displays a straight line connecting the touched start point and the end point, and displays the measured distance value in the upper part of the frame F1. indicate.

「基準距離」は、基準座標と画像Cが示す砥石Gの輪郭との距離である。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「基準距離」ボタンをタッチする。
続いて、作業者は、フレームF1に表示される画像Cの砥石Gの輪郭上で、基準距離を計測したい位置をタッチする。
計測部321は、基準座標Yとタッチされた位置のY座標との距離(基準距離Y)、及び基準座標Zとタッチされた位置のZ座標との距離(基準座標Z)を計測する。
制御部31は、表示部35の表示窓W2に、基準距離Y、表示窓W3に基準距離Zを表示する。
The “reference distance” is the distance between the reference coordinates and the contour of the grindstone G indicated by the image C.
The operator touches the “reference distance” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
Subsequently, the operator touches the position where the reference distance is to be measured on the contour of the grindstone G in the image C displayed in the frame F1.
The measurement unit 321 measures the distance between the reference coordinate Y and the touched position Y coordinate (reference distance Y) and the distance between the reference coordinate Z and the touched position Z coordinate (reference coordinate Z).
The control unit 31 displays the reference distance Y on the display window W2 of the display unit 35 and the reference distance Z on the display window W3.

「中線距離」とは、画像Cが示す砥石GをZ方向に二分する線と基準座標Zとの距離(中線距離Z)である。
作業者は、表示部35の計測画面に表示される「中線距離」ボタンをタッチする。
計測部321は、砥石GをZ方向に二分する線と基準座標Zとの距離を計測する。
制御部31は、表示窓W4に中線距離Zを表示する。
これら「R測定」「距離」「基準距離」「中線距離」の計測を行う際、計測部321は、記憶部32に保存される画素値を基準に距離の計算を行う。画素値は変更することができる。
The “median distance” is the distance (median distance Z) between the line that bisects the grinding wheel G shown in the image C in the Z direction and the reference coordinates Z.
The operator touches the “median distance” button displayed on the measurement screen of the display unit 35 .
The measurement unit 321 measures the distance between the reference coordinate Z and the line that bisects the grindstone G in the Z direction.
The control unit 31 displays the median distance Z in the display window W4.
When measuring these "R measurement", "distance", "reference distance", and "central distance", the measurement unit 321 calculates the distance based on the pixel values stored in the storage unit 32. FIG. Pixel values can be changed.

以上説明したように本実施形態の工具先端計測装置、及び工具先端計測方法によれば、撮像手段は、レンズ側から照射する平行光を、該レンズに対向する位置に配される反射手段によってレンズ側へ回帰反射するよう構成される。かかる構成により、レンズ側から照射された平行光は工具周辺で回折せずにレンズ側へ戻ることとなり、レンズと反射手段との間に配される計測対象である工具の輪郭をより鮮明に抽出することができる。
工具先端計測装置は、停止状態の工具の先端の画像、及び回転状態の工具の先端の画像を複数枚取得し、該複数枚取得した回転状態の工具の画像から回転中の工具の形状を取得することができ、また、停止状態の工具と回転中の工具の位置、及び形状を比較し、差分を計測することとしたので、工作機にてダミーワークを実際に作成し、作成したダミーワークを計測することなく、稼働時の工具の位置や形状を加味した加工寸法を決定することができる。
As described above, according to the tool tip measuring apparatus and the tool tip measuring method of the present embodiment, the imaging means causes the parallel light emitted from the lens side to be projected onto the lens by the reflecting means arranged at the position facing the lens. configured to retroreflect to the side. With this configuration, the parallel light irradiated from the lens side returns to the lens side without being diffracted around the tool, so that the outline of the tool to be measured placed between the lens and the reflecting means can be extracted more clearly. can do.
The tool tip measuring device acquires a plurality of images of the tip of the tool in a stopped state and a plurality of images of the tip of the tool in a rotating state, and acquires the shape of the rotating tool from the plurality of acquired images of the tool in a rotating state. In addition, the position and shape of the tool in the stopped state and the tool in rotation were compared, and the difference was measured. It is possible to determine machining dimensions that take into account the position and shape of the tool during operation without measuring .

以上、本発明の工具先端計測装置、及び工具先端計測方法における実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、本実施形態においては、照明212の照明の軸合わせの簡便性、及び工具先端計測装置1の小型化に鑑みて、照明212をレンズ211側に配置し、これと対向する位置に反射手段22を配しているが、照明212と反射手段22との位置を入れ替えても良い。つまり、レンズ211へ反射手段22を併設し、レンズ211と対向する位置に照明212を配しても良い。
この場合、照明212は、平行光を照射可能な照明が好適である。公知の製品であればテレセントリックレンズを用いた照明を採用することができる。
この他、本実施形態においては、計測対象の工具の周りで発生する光の回折を低減するために反射手段22による回帰反射を利用しているが、反射手段22に代えて、光源を有する照明手段を配置し、光の回折を低減するようにしてもよい。
また、計測対象の工具が砥石でない場合や、ワークに求められる加工の精度によっては、工具に照射する光は必ずしも平行光でなくともよく、その場合には、使用する照明手段は、同軸落射照明や平行光を照射可能な照明に限られず、リング照明やバックライト等の照明を適宜選択可能である。
Although the embodiments of the tool tip measuring device and the tool tip measuring method of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications can be made within the scope described in each claim. It is possible to do
For example, in the present embodiment, in view of the simplicity of the illumination axis alignment of the illumination 212 and the miniaturization of the tool tip measuring device 1, the illumination 212 is arranged on the lens 211 side, and the reflection means 22 is arranged, the positions of the illumination 212 and the reflecting means 22 may be interchanged. That is, the reflecting means 22 may be provided side by side with the lens 211 and the illumination 212 may be arranged at a position facing the lens 211 .
In this case, the illumination 212 is preferably illumination capable of emitting parallel light. Illumination using a telecentric lens can be adopted for known products.
In addition, in this embodiment, retroreflection by the reflecting means 22 is used to reduce the diffraction of light generated around the tool to be measured. Means may be arranged to reduce the diffraction of light.
If the tool to be measured is not a grindstone, or depending on the machining accuracy required for the workpiece, the light irradiated to the tool may not necessarily be parallel light. Illumination is not limited to illumination capable of emitting parallel light or parallel light, and illumination such as ring illumination and backlight can be selected as appropriate.

1 工具先端計測装置
2 撮像装置
21 撮影手段
211 レンズ
212 照明
213 カメラ
22 反射手段
23 保護カバー
24 ボディ
25 ホルダ
26 ゲージ
3 端末
31 制御部
311 CPU
312 ROM
313 RAM
32 記憶部
321 計測部
322 画像処理部
33 通信制御部
34 タッチパネル
35 表示部
G 砥石
F1 フレーム
F2 フレーム
W1 表示窓
W2 表示窓
W3 表示窓
W4 表示窓

Reference Signs List 1 tool tip measuring device 2 imaging device 21 photographing means 211 lens 212 lighting 213 camera 22 reflecting means 23 protective cover 24 body 25 holder 26 gauge 3 terminal 31 control section 311 CPU
312 ROMs
313 RAM
32 storage unit 321 measurement unit 322 image processing unit 33 communication control unit 34 touch panel 35 display unit G grindstone F1 frame F2 frame W1 display window W2 display window W3 display window W4 display window

Claims (6)

ワークに対して研削、又は切削加工する工具を備える工作機械において、該工具の先端の位置、及び形状を計測する装置であって、
前記工具の先端形状を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段に併設され、前記撮像手段が撮影する前記工具を照明する第1の照明手段と、
前記第1の照明手段に対向する位置に配され、前記撮像手段が撮影する前記工具を照明する第2の照明手段と、
前記撮像手段が撮影する画像から、前記工具の先端位置の計測、及び該工具の先端形状の計測を行う計測手段と、
前記撮像手段が撮影する画像を加工する処理を行なう画像処理手段と、を備え、
前記撮像手段は、カメラとレンズから成り、
前記画像処理手段は、前記撮像手段が撮影する稼働時の前記工具の画像を2値化して該工具の稼働時の輪郭を抽出し、
前記計測手段は、前記工具の先端位置を計測するための基準となる基準座標を取得し、前記画像処理手段が抽出する前記工具の輪郭を計測すること、を特徴とする工具先端計測装置。
In a machine tool equipped with a tool for grinding or cutting a workpiece, a device for measuring the position and shape of the tip of the tool,
an imaging means for photographing the tip shape of the tool;
a first illuminating means, which is provided together with the imaging means and illuminates the tool photographed by the imaging means;
a second illumination means arranged at a position facing the first illumination means for illuminating the tool photographed by the imaging means;
measuring means for measuring the position of the tip of the tool and the shape of the tip of the tool from the image captured by the imaging means;
and an image processing means for processing the image captured by the imaging means,
the imaging means comprises a camera and a lens,
The image processing means binarizes the image of the tool during operation captured by the imaging means and extracts the contour of the tool during operation,
The tool tip measuring device, wherein the measuring means acquires reference coordinates serving as a reference for measuring the tip position of the tool, and measures the contour of the tool extracted by the image processing means.
前記第1の照明手段、及び前記第2の照明手段から照射される光は、全ての光線が平行となる平行光であること、を特徴とする請求項1に記載の工具先端計測装置。 2. The tool tip measuring apparatus according to claim 1, wherein the lights emitted from said first illumination means and said second illumination means are parallel lights in which all light rays are parallel. 前記第1の照明手段、又は前記第2の照明手段のいずれか一方が光源を有し、他方の光源を有しない照明手段は、該光源を有する照明手段により照明される光を反射することにより前記工具を照明すること、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の工具先端計測装置。 Either the first illumination means or the second illumination means has a light source, and the other illumination means without a light source reflects the light illuminated by the illumination means having the light source. 3. The tool tip measuring device according to claim 1, wherein the tool is illuminated. 前記第1の照明手段が光源を有し、前記第2の照明手段は、該第1の照明手段により照明される光を反射することにより前記工具を照明すること、を特徴とする請求項3に記載の工具先端計測装置。 4. Said first illumination means has a light source, and said second illumination means illuminates said tool by reflecting the light illuminated by said first illumination means. The tool tip measuring device according to . 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の工具先端計測装置であって、前記基準座標を取得するための所定の形状からなるゲージを備えること、を特徴とする工具先端計測装置。 5. The tool tip measuring device according to claim 1, further comprising a gauge having a predetermined shape for obtaining said reference coordinates. ワークに対して研削、又は切削加工する工具を備える工作機械において、
請求項1から請求項5に記載の工具先端計測装置のいずれかの使用により、該工具の先端の位置、及び形状を計測すること、を特徴とする工具先端計測方法。
In machine tools equipped with tools for grinding or cutting workpieces,
6. A tool tip measuring method comprising measuring the position and shape of the tip of a tool by using any one of the tool tip measuring devices according to claim 1.
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