JP6037891B2 - 工具形状測定方法及び工具形状測定装置 - Google Patents
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Description
その取組として、各社より以下特許が提案されている(特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4)。
また、機上での測定(工作機械の主軸に加工工具を装着した状態及びこれに類する状態での測定)については、具体的な手法は明記されていない。
上記課題を解決する本発明の請求項2に係る工具形状測定方法は、請求項1において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のZ軸又はY軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項4に係る工具形状測定方法は、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項6に係る工具形状測定装置は、請求項5において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のZ軸又はY軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。
上記課題を解決する本発明の請求項8に係る工具形状測定装置は、請求項5において、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする工具形状測定装置。
本発明の請求項2に係る工具形状測定方法によれば、工作機械のZ軸又はY軸移動でスキャニング動作をさせるため高速測定が可能であるという効果を奏する。
本発明の請求項4に係る工具形状測定方法によれば、加工工具と工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントの形状を計測できるという効果を奏する。
本発明の請求項6に係る工具形状測定装置によれば、工作機械のZ軸又はY軸移動でスキャニング動作をさせるため高速測定が可能であるという効果を奏する。
本発明の請求項8に係る工具形状測定装置によれば、加工工具と工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントの形状を計測できるという効果を奏する。
図1は、本発明の前提となる光切断法を示す模式図である。
従って、コラム120に計測ユニット160を固定した状態で、ラインレーザ12からスリット状のレーザを主軸に装着された加工工具11に照射して、スリット状のレーザによる加工工具11の切断面をカメラ13で撮影しつつ、工作機械の軸移動機能、即ち、サドル140又はラム150によるY軸方向又はZ軸方向移動手段にて、加工工具11をスキャニング移動させることにより、加工工具11の2次元的な形状測定が可能であり、2次元的な形状を加工工具11のスキャニング移動方向に展開して加工工具11の3次元的な形状測定が可能となるものである。
図4に示すように、工作機械のコラム120には、ラインレーザ12及びカメラ13よりなる計測ユニット160が固定されている。工作機械としては、図3に示す門型工作機械100を使用し、ラム150の主軸には加工工具11が装着されている。
ラインレーザ12、カメラ13に対しては、図5に示すように、画像処理装置14、記憶装置15、NC装置16、機械干渉チェックシステム17及び工具形状チェックシステム18が接続されている。
記憶装置15は、画像処理装置14により画像処理された2次元形状データ及び3次元形状データを記憶し、これら2次元形状データ又は3次元形状データをNC装置16、機械干渉チェックシステム17、工具形状チェックシステム18へ送る。
ここで、治具とは、ワークを工作機械に対して保持する機構のことである。
NC装置16は、機械干渉チェックシステム17、工具形状チェックシステム18のチェック結果に基づき、工作機械を制御する。
先ず、自動工具交換を実行する(ステップS1)。即ち、自動工具交換装置により、ATCマガジン220に収納された加工工具11を工具交換位置に移動する。
次に、工具交換位置に来た加工工具11を工作機械の主軸に装着する(ステップS2)。
その後、スキャニングを開始する(ステップS4)。即ち、加工工具11に対してレーザセンサからスリット状のレーザを照射しながら、スリット状のレーザによる加工工具11の切断面をカメラで撮影しながら、工作機械の軸移動機能により加工工具11をZ軸方向へスキャニング移動させる。本実施例は、Z軸方向であるが、実施例2ではY軸方向へ移動させる。
スキャニング完了後、カメラで取得された加工工具11の2次元画像を画像処理して2次元形状データを作成し、更に、2次元形状データを加工工具11のスキャニング方向に展開して3次元形状データを作成する(ステップS7)。
更には、工作機械のZ軸移動で加工工具11をスキャニング動作させるため、高速移動が可能となり、また、測定機器の移動装置が不要である。
また、ラインレーザ12及びカメラ13による測定のため高精度な工具形状測定が可能である。
また、加工工具11がアタッチメントを介して工作機械の主軸に装着されている場合には、アタッチメントの形状測定も可能であり、更には、工具形状として、工具長測定の代用も可能である。
自動工具交換装置200は、支持部材210によりATCマガジン220をコラム120に設けたものであり、支持部材210には、図9に示すように、ラインレーザ12及びカメラ13よりなる計測ユニット160が固定されている。
ATCマガジン220は、図9に示すように、加工工具11を保持するマガジンポット230をチェーン駆動による割出動作、即ち、工具交換動作により、図中矢印で示すU軸方向に回転移動させるものである。
なお、工作機械の主軸に装着された加工工具11に対して、マガジンポット230に保持された加工工具11の位置は一意に定まるものであるから、機械干渉チェックシステム17、工具形状チェックシステム18によるチェックにおいても、工作機械の主軸に装着された場合と同様に行うことができる。
また、ラインレーザ12及びカメラ13による測定のため高精度な工具形状測定が可能である。
また、工具形状として、工具長測定の代用も可能である。
アタッチメント30は、加工工具11を任意の角度に向けられるように、加工工具11を保持する工具保持機構である。
更には、工作機械のZ軸移動での主軸をスキャニング動作させるため、高速移動が可能となり、また、測定機器の移動装置が不要である。
11 加工工具
12 ラインレーザ
13 カメラ
14 画像処理装置
15,20 記憶装置
16 NC装置
17 機械干渉チェックシステム
18 工具形状チェックシステム
30 アタッチメント
100 門型工作機械
110 テーブル
120 コラム
130 クロスレール
140 サドル
150 ラム
160 計測ユニット
200 自動工具交換装置
210 支持部
220 工具マガジン
230 マガジンポット
Claims (8)
- 加工工具又は前記加工工具を保持する工具保持機構に対してスリット状のレーザを照射するラインレーザと該ラインレーザにより照射される前記レーザによる前記加工工具又は前記工具保持機構の切断面を撮影するカメラとからなる計測ユニットに対して前記加工工具又は前記工具保持機構を相対的にスキャニング移動させることにより、前記切断面による2次元的な形状を測定する工具形状測定方法において、前記計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定される一方、前記加工工具又は前記工具保持機構は、前記工作機械又はその周辺機器による移動手段によりスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定方法。
- 請求項1において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のZ軸又はY軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定方法。
- 請求項1において、前記計測ユニットは、前記周辺機器である自動工具交換装置に固定される一方、前記自動工具交換装置の工具交換動作により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定方法。
- 請求項1において、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする工具形状測定方法。
- 加工工具又は前記加工工具を保持する工具保持機構に対してスリット状のレーザを照射するラインレーザと該ラインレーザにより照射される前記レーザによる前記加工工具又は前記工具保持機構の切断面を撮影するカメラとからなる計測ユニットに対して前記加工工具又は前記工具保持機構を相対的にスキャニング移動させることにより、前記切断面による2次元的な形状を測定する工具形状測定装置において、前記計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定される一方、前記加工工具又は前記工具保持機構は、前記工作機械又はその周辺機器による移動手段によりスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。
- 請求項5において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のZ軸又はY軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。
- 請求項5において、前記計測ユニットは、前記周辺機器である自動工具交換装置に固定される一方、前記自動工具交換装置の工具交換動作により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。
- 請求項5において、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする工具形状測定装置。
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