JPH01306152A - 切削工具用測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、切削工具用測定装置に関し、さらに詳しくは
エンドミル等の刃の分割角度、ねじれ角、テーバ角、先
端径および工具長等を測定する装置に関する。

〈従来の技術とその課題〉 従来、エンドミルの刃の分割角度およびねじれ角の測定
には光学顕微鏡が用いられているが、この光学顕微鏡に
よる測定では、以下に列挙する問題があった。

■刃の分割角度を測定する場合、エンドミルをその軸方
向から見て測定するので、例えば第６図に示すような先
端にアール部が設けられたエンドミルでは、どの部分を
刃先とみなすかが非常に難しく、測定が困難である。ま
た、第７図に示すような先端にアール部がないエンドミ
ルでも、その中心線を捜すのに手間取るので、測定に多
くの時間を要し、しかも、中心線を正確に求めることも
難しく、測定誤差が生じ易い。

■ねじれ角を測定する場合、第８図に示すように、エン
ドミルを側方から見ると、刃は直線をなしておらず緩や
かなカーブ描いており、その接線を捜すのに手間が掛り
、測定に要する時間が長く、しかも接線を見い出す判断
基準が曖昧で測定誤差が生じ易い。

一方、エンドミルのテーバ角の測定には、投影機やツー
ルプリセツタが用いられている。ところが、投影機によ
る測定では、刃の側面の投影画像が、第９図に示すよう
に、直線となっていないため、刃の側面に沿う線を仮想
し、その仮想線からテーバ角を測定する必要があり、測
定精度が悪（、しかも非常に手間が掛かるという問題が
ある。また、ツールプリセツタによる測定では、測定終
了後に、測定者らが得られたデータを用いてテーバ角の
計算を行なう必要があり、測定以外に余分な手間が掛か
るという問題がある。

また、エンドミルの先端径の測定には、従来、ノギスや
マイクロメータあるいは投影機や光学顕微鏡が用いられ
ている。ところが、ノギスやマイクロメータで測定を行
なう場合、その測定面をエンドミルの先端ぎりぎりの位
置に当接させる必要があり、測定が非常に困難で、特に
、先端にアール部が設けられたエンドミルの場合には測
定できないという問題がある。一方、投影機や光学顕微
鏡を用いた場合には、先端にアール部があってもその先
端径を測定できるものの、第１０図に示すように、先端
部を仮想しなければならず、非常に手間が掛かるととも
に、測定誤差が生じ易いという問題が残されている。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の諸問題点を一挙に解決すべくなされた
もので、その構成を実施例に対応する第１図を参照しつ
つ説明すると、本発明は、ベース１上に配設され、所定
の方向（Ｘ方向）を軸として回転自在でかつ被測定切削
工具Ｓのシャンクを保持し得るチャック２１と、そのチ
ャックの回転角を検出する角度検出器３と、ベース１上
で、チャック２１の回転軸に沿う方向に移動可能な第１
のテーブル４１と、その第１のテーブル４１の変位量を
検出する第１の変位検出器７と、第１のテーブル上に配
設され、第１のテーブル４１の移動方向と直交する方向
に移動可能な第２のテーブル５１と、その第２のテーブ
ル５１の変位量を検出する第２の変位検出器８と、第２
のテーブル５１に固着され、被測定切削工具Ｓの任意の
位置に対応させて位置決めされる測定子６と、角度検出
器２ならびに第１および第２の変位検出器７および８そ
れぞれの検出値に基づいて被測定切削工具の各部の寸法
を演算する演算器（コンピュータ）９を備えたことを特
徴としている。

く作用〉 測定子６を被測定切削工具Ｓの測定したい部位に接触さ
せるだけで、切削工具Ｓの各部位の諸寸法が演算器９で
自動的に演算され、所望とする測定値を得ることができ
る。

すなわち、エンドミルの刃の分割角度を測定する場合に
は、第３図に示すように、まず刃のＡ点に測定子６の先
端を接触させ、エンドミルＳを少しづつ回して、Ｙ方向
の変位が最大となる位置の角度θ、を演算器９に採り込
み、さらに同様にしてＢ、ＣおよびＤ点のそれぞれの角
度θ８．θ。およびθ。を採り込むことにより、演算器
９では、各角度θえ、θ８．θ０．θ。から、（θ８−
θＡ）、（θ、−〇〇等、それぞれの差が演算され、そ
の演算結果からの刃の分割角度を知ることができる。

またエンドミルのねじれ角を測定する場合には、先に、
例えば第２図に示すように、直径が既知な基準バーＭ等
を用いて測定子６のＹ方向における移動原点をエンドミ
ルＳの軸方向中心に一致させておき、次いで第４図に示
すように、まず刃のＰ。

点に測定子６先端を接触させ、エンドミルＳを少しづつ
回して、Ｙ方向の変位が最大となる位置の角度θ、およ
びそのＸ方向における位置ＸＰＩならびにＹ方向におけ
る変位量ｒを演算器９に採り込み、さらに測定子６をＸ
方向に移動させた後、エンドミルＳを回して先と同じ刃
の２２点に接触させ、Ｐ、点と同様にして角度θ、２お
よびＸ方向における位置ｘ２□を演算器９に採り込むこ
とにより、演算器９ではそれぞれの検出値から次式のβ
が演算され、その演算値からねじれ角を知ることができ
る。

さらにまた、エンドミルのテーパ角および先端径を測定
する場合には、第５図に示すように、まず測定子６の側
面６ｂをエンドミルＳの先端のＥ点に接触させ、そのＸ
方向における位置Ｘ　Ｅを演算器９に採り込んでおく。

次に、測定子６の先端を刃のＦ点に接触させ、この時の
ＸおよびＹ方向における位１ｘｒおよびｙＰを採り込み
、次いで、測定子６の先端を刃のＧ点に接触させ、この
時のＸおよびＹ方向における位置Ｘ、およびｙＧを演算
器９に採り込むことによって、演算器９では、次式のα
およびｄが演算され、その各演算値からテーパ角および
その先端径を知ることができる。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の構成を示す平面図である。

ベース１上にチャックユニット２が固着されている。ま
たチャックユニット２は、Ｘ方向を軸として回転自在な
チャック部２１を備えており、このチャック部２１は、
その内部に被測定エンドミルＳのシャンク部を挿入し、
ローレット部２１ａを締め込むことによって、エンドミ
ルＳを、その軸方向中心がチャック部２１の回転中心に
沿うよう保持できる構造を有している。

また、ベース１に第１の移動ユニット４が固着されてい
る。この移動ユニット４は、ハンドル４２の操作により
Ｘ方向に移動可能な移動テーブル４１を備えている。ま
た、この移動ユニット４には、移動テーブル４１のＸ方
向における変位量を検出するための、リニアエンコーダ
等のＸ方向変位検出器７が設けられている。

第１の移動ユニット４の移動テーブル４１上には第２の
移動ユニット５．が固着されている。この移動ユニット
５は、ハンドル５２の操作によりＹ方向に移動可能な移
動テーブル５１を備えている。

また、この移動ユニット５には、移動テーブル５１のＹ
方向における変位を検出するためのＹ方向変位検出器８
が設けられている。

第２の移動ユニット５の移動テーブル５１には測定子６
が固着されている。この測定子６の先端部はナイフェツ
ジ形状を有しており、そのエツジ６ａはＸ−Ｙ平面に直
交する方向に、またその左側面６ｂはＹ方向にそれぞれ
沿っている。さらに、測定子６のＸ−Ｙ面と直交する方
向における位置は、このエツジ６ａの中心部がチャック
ユニット２のチャック部２１の回転中心と一致するよう
位置決めされている。

以上の構成において、角度検出器３および二つの変位検
出器７．８にはコンピュータ９が接続されている。

コンピュータ９はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびキーボ
ード等を備えてなり、キーボード操作により各検出器３
．７．８からの検出値をＲＡＭ内に記憶し、それぞれの
検出値に基づいて、後述する、エンドミルＳの刃の分割
角度、ねじれ角、テーパ角あるいは先端直径等の諸寸法
の演算を行なうための演算モードが複数設定されている
。また、その複数の演算モードのうち所望な一つを、キ
ーボード操作により適宜選択できるようになっている。

コンピュータ９の演算結果は、表示器１０に表示され、
また、Ｙ方向変位検出器８の検出値もコンピュータ９を
介して表示器１０に随時表示される。

次に、測定手順を、第２図乃至第５図を参照しつつ説明
する。

まず、第２図に示すようチャックユニット２に、外径が
既知な円柱形状を有する基準バーＭを装着するとともに
、その基準バーＭの半径Ｒをキーボード操作によりコン
ピュータ９内に入力しておく。

次いで、測定子６を基準バーＭの側面に接触させ、この
時の、第２の移動テーブル５１のＸ方向の位置をコンビ
エータ９に認識される。すなわち、コンピュータ９では
、Ｘ方向変位検出器８の検出値をリセットし、その値を
先に入力されたＲに変更する操作が行われ、これにより
、測定子６のＸ方向の０点をチャック部２１の回転中心
に一致させることができる。

このような調整を行った後、基準バーＭを取りはずし、
チャック部２１にエンドミルＳを装着した後、以下の測
定を行なう。なお、各測定前にコンピュータ９にその測
定に必要な演算モードを設定しておく。

さて、刃の分割角度の測定は、第３図に示すように、測
定子６の先端を、−枚の刃のＡ点に接触させた状態で、
エンドミルＳを時計回りおよび反時計回り双方に手で少
しづつ回し、Ｘ方向変位検出器８の検出値が最大となる
位置を見い出し、その位置の角度検出器３の検出値θ、
をコンピュータ９内に採り込み、さらに、同様にして、
第２図（ＩＩ）に示すように、他の三枚の刃のＢ、Ｃお
よびＤ点の角度検出器３による検出値θＢ、θＣおよび
θＤをコンピュータ９内に採り込む。これにより、コン
ピュータ９では各検出角度θ、、θ８．θ６．θ。のそ
れぞれの差、（θ、−θＡ）、（θＣ−θ、）、（θＤ
−θＣ）および（３６０−（θ。−θＡ））、つまり刃
の分割角度が演算され、その演算値表示される。

また、ねじれ角の測定は、第４図に示すように、まず測
定子６の先端を刃のＰ、点に接触させた状態で、エンド
ミルＳを少しづつ回し、Ｘ方向変位検出器８の検出値が
最大となる位置を見い出し、この状態でのＸおよびＸ方
向変位検出器７および８の検出値ＸＰＩおよびｒ、なら
びに角度検出器３の検出値θ、１をコンピュータ９内に
採り込む。次いで、測定子６をＸ方向に移動させた後、
エンドミルＳを手で回して先と同じ刃の２２点に接触さ
せ、Ｐ、点と同様にして、Ｘ方向変位検出器７および角
度検出器３の検出値ＸＰＺおよびθ、２をコンピュータ
９内に採り込む。コンピュータ９では、これらの採取さ
れた検出値ｘＰ　Ｉ　ｒ　　ｘＰ　Ｚ　＋およびθＰＩ
＋θ２□ならびにｒから上述の（１１式のねじれ角βを
算出し、その算出値が表示される。

さらにまた、テーパ角および先端径の測定は、第５図に
示すように、まず測定子６の側面６ｂをエンドミルＳの
先端のＥ点に接触させ、この時のＸ方向変位検出器７の
検出値Ｘ、をコンピュータ９内に採り込んでおく。次に
、測定子６の先端を刃の側面のＦ点に接触させた状態で
、エンドミルＳを少しづつ回し、Ｘ方向変位検出器８の
検出値が最大となる位置を見い出し、この状態でのＸお
よびＸ方向変位検出器７および８の検出値ｘ、およびｙ
Ｆをコンピュータ９内に採り込み、次いで、同様にして
、刃のＧ点の各変位検出器７および８の検出値Ｘ、およ
びｙＧを採り込む。コンピュータ９では、これらの採取
された検出値ＸいおよびＸＦＩ）’Ｆ、ならびにＸａ＊
　　）’Ｇから上述の（２）式および（３）式の先端径
ｄおよびテーパ角αを算出し、その算出結果が表示され
る。

なお、以上の説明では、エンドミルＳを手で回転させて
いるが、チャックユニット２に、チャック部２１を機械
的あるいは電気的に回転させる機構を設けてもよい。

また、以上はエンドミルの各部の寸法を測定する例を説
明したが、本発明は、例えばドリルもしくはリーマ等、
他の切削工具の測定にも通用できることは言うまでもな
い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、測定子をエンド
ミル等の被測定切削工具の測定したい部位に接触させる
等を行なうだけで、そのエンドミルの刃の分割角度、ね
じれ角、テーパ角、先端径および工具長等の諸寸法の測
定値を自動的に得ることができる。従って、測定者らは
、従来必要であった、接線や仮想線の設定、さらに測定
値の計算等を行なうことなく、簡単に、かつ短時間で所
望とする測定値を得ることができ、しかも、各測定値が
まちまちになる虞れもなく、常に正確な測定値を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成を示す平面図、第２図乃至
第５図は測定手順を説明するための図、 第６図乃至第１０図は従来の技術の課題を説明するため
の図である。 １・・・ベース ２１・・・チャック部 ３・・・角度検出器 ４１．４１・・・移動テーブル ６・・・測定子 ７・・・Ｘ方向変位検出器 ８・・・Ｙ方向変位検出器 ９・・・コンピュータ 特許出願人　　　シャープ株式会社 シャープ精機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベース上に配設され、所定の方向を軸として回転自在で
   かつ被測定切削工具のシャンクを保持し得るチャックと
   、そのチャックの回転角を検出する角度検出器と、上記
   ベース上で、上記チャックの回転軸に沿う方向に移動可
   能な第１のテーブルと、その第１のテーブルの変位量を
   検出する第１の変位検出器と、上記第１のテーブル上に
   配設され、当該第１のテーブルの移動方向と直交する方
   向に移動可能な第２のテーブルと、その第２のテーブル
   の変位量を検出する第２の変位検出器と、上記第２のテ
   ーブルに固着され、被測定切削工具の任意の位置に対応
   させて位置決めされる測定子と、上記角度検出器ならび
   に上記第１および第２の変位検出器それぞれの検出値に
   基づいて被測定切削工具の各部の寸法を演算する演算器
   を備えてなる、切削工具用測定装置。