JPH01321151A - Ccd画素を用いた工具測定調整装置 - Google Patents

Ccd画素を用いた工具測定調整装置

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JPH01321151A
JPH01321151A JP63153448A JP15344888A JPH01321151A JP H01321151 A JPH01321151 A JP H01321151A JP 63153448 A JP63153448 A JP 63153448A JP 15344888 A JP15344888 A JP 15344888A JP H01321151 A JPH01321151 A JP H01321151A
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JP
Japan
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tool
ccd
optical system
mapping
pixels
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JP63153448A
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English (en)
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Koichi Shigemura
重村 光一
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Toyo Seiki Co Ltd
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Toyo Seiki Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B23Q17/2452Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves for measuring features or for detecting a condition of machine parts, tools or workpieces
    • B23Q17/2457Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves for measuring features or for detecting a condition of machine parts, tools or workpieces of tools

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

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〕 本発明は碁盤目状に配列されるCOD画像面を用いて、
被測定物の位置測定とその調整を行うCCD画素を用い
た工具測定調整装置に関するものであり、具体的には被
測定物としてツールプリセツタによる工具刃先位置等を
測定又は調整するようにしたC(、’D画素を用いた工
具測定調整装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、被測定物の測定点の摩耗等による変化を測定した
りこの位置を調整する測定位置調整手段としては、前記
被沼定物を光学的に投影し基準点からの差を演算して調
整するものや、CCDカメラで被測定物を写し、これと
標準パターンとを比較して摩耗量を算出する如きものが
採用されている。
工具摩耗を例にした場合の前者の従来技術としては実開
昭62−74951号公報に開示するものが上げられ、
後者の場合としては実開昭63−4726号公報が上げ
られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記は工具形状等を光学的に測定し、この投影像を電気
的に変換し、これと所要の情報値(基準値)とを電気的
に比較して差を求めるもので、主として工具識別機能を
目的としているものである。
また後者はCODカメラ上に工具の刃部を写し出し、そ
の内容を認識装置内に取り込み、これを基準パターンと
比較して摩耗量を測定するものである。いづれも直接画
像面から摩耗量等を読みとるものでなく、電気的処理に
より行うものである。
また、前記従来技術とは別に工具刃先の摩耗量を測定す
るにはダイヤルゲージを用いたツールプリセツタが従来
より採用されている。これはまず、マスクモデル位置を
リニアスケールで読み取りしたのち、被測定物たる工具
刃先にダイヤルゲージを当て、リニアスケールにより移
動量を測定して摩耗量を測定するものである。またマス
タモデル位置を投影画面上の中心に位置合わせした後、
被測定物たる工具刃先を同じく投影画面の中心に位置合
わせして位置調整するもの等も採用されている。前記し
た電気的処理によるものは構造複雑で高価であり、後者
のツールプリセツタによるものは測定および調整に熟練
と時間を要する問題点が有り、かつ高精度調整が燈しい
問題点もあった。
本発明は以上の問題点を解決するもので、基準点と被測
定物の測定点との差を目視で簡単に読み取り測定できる
と共に、正確な位置調整を可能とするCCD画素を用い
た工具測定調整装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はこのために、数万個乃至数10万個の碁盤目状
の直接写像および倍率写像機能を併有するCCD撮像光
学系と、基準部材および工具を保持すると共にこれ等を
前記CCD撮像光学系と光源間に位置決めする工具位置
決め保持装置と、予め基準尺等により正確に測定された
基準座標位置と工具位置とを写像表示すると共に表示写
像の画像解析、演算する機能を有するCCD制御系とか
らなる工具測定装置を構成し、更にこれに解析。
演算された工具を基準位置に自動調整する移動調整装置
を付設してなるCCD画素を用いた工具測定調整装置を
構成するものである。
〔作用〕
基準部材をCCD撮像光学系とこの制御系を介してCC
D画像面上に着像させる。この位置はCOD画像面内な
らば任意の位置でよい。この着像点が正規の基準位置で
ある。次に被測定物を同じ<CCD画像面上に着像させ
ることにより碁盤目状のCOD画像面の駒数をカウント
することによりその位置測定ができる。また被測定物に
これを移動させる移動調整装置が設けられる場合には。
被測定物の前記着像位置を基準部材の着像位置に一致さ
せることにより正確な調整が可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
本実施例は被測定物として工具刃先を設置し。
この工具刃先をCCD撮像光学系を設けたツールプリセ
ツタによって位置測定および調整する場合について説明
する。
実施例の内容の説明に先立って第8図および第9図によ
りツールプリセツタの概要構造と調整方法について説明
する。
被測定物たる刃先10を保持する工具6はそのテーバシ
ャン、り11を把持本体12により把持されてシリンダ
9で固定されると共に、ハンドル13により回転可能に
支持される1把持本体12が固定されるベース20上の
スライドレール上にはスライドブロック18がハンドル
21により摺動可能に支持され、そのX−X軸方向の移
動量はリニアスケール19により読み取りされる。スラ
イドブロック18上には柱15が立設し、柱15には移
動本体14がハンドル17によりZ−Z軸方向に移動可
能に支持され、その移動量はリニアスケール16により
読み取りされる。移動本体にはダイヤルゲージ25,2
6が保持され、その測定子28.29は刃先10に当接
可能の位置にあって刃先1oのX、Z軸方向の値を測定
し得るように構成される。投影スクリーン27は刃先1
oと測定子28,29等との接触状態を拡大視するため
のものである。
刃先10の位置測定を行うには、それに先立って第9図
に示す如く、マスタモデル5を把持本体12内に挿入す
る。マスタモデル5の上端部には基準位置に相当する基
準点Aが形成される。まず、光源30と対物レンズ31
間にマスクモデル5の基準点Aを介在せしめ投影スクリ
ーン27のクロス線(直交十字線)の中心に基準点Aを
合わせると共に、測定子29.28が図示の如く基準点
Aに接触中心まで移動させ、その時のリニアスケール1
6.19の値を読み基準座標点とする。
次に、マスタモデル5を把持本体12から取外し、工具
6を第8図の如く、把持本体12内に入れる。ハンドル
13を回転し、ダイヤルゲージ25.26側に対して刃
先10が最も出っ張る位置に位置決めし、これを投影ス
クリーン27の中心点に位置決めした後、ダイヤルゲー
ジ25,26の測定子28.29を刃先1.0に当接せ
しめ、この位置におけるダイヤルゲージ25,26の値
を読むことにより刃先10のX、Z方向の値、すなわち
摩耗量を測定することができる。次に、図示していない
が工具6に対して刃先10をx、Z方向に移動させる機
能(手動の場合が主である)により、前記測定領分だけ
刃先10を移動することにより、正規の位置決めが行わ
れる。
次に、本実施例の構造を第1図および第2図に示す。
第1図および第2図において第8図と同一符号の物は同
−物又は同一機能を有するものであり。
その説明を省略する。またハンドル13.17゜21の
所にモータ22,23.24が設けられているが、これ
はハンドル13..17.21の替りにモータ22,2
3,24を用いても構わないことを示したもので本実施
例とは直接関係がない。
第1図において移動本体14には第2図によく示す如く
、光源4とこれと対峙する位置にCCD撮像光学系1が
固定される。
CCD撮像光学系1は所謂CCDカメラを基に改造した
もので概略構造を第3図に示す。すなわち本体1eには
1×1倍率の第1のCCDカメラ1aと1×10倍率の
第2のCODカメラ1bが設けられ、その内部には人体
部1dからの像を第1のCODカメラla側と第2のC
ODカメラlb側に人体するためのハーフミラ1cおよ
び10倍率の凸レンズ1fが設けられる。第1のCCD
カメラ1aは1駒約10μ乃至12μ程度の画素を数万
個乃至数10万個配列したもので、第2のCCDカメラ
1aをこの1駒を10程に拡大するもので1μ乃至1.
2μの測定を可能にするように構成される。このCCD
撮像光学系1はCCD制御系のCCD制御部2に連結さ
れる。
前記CCD制御系は第4図および第5図に示す如<、C
CD制御部2とこれに互いに連結するコンピュータ7お
よび画素を表示するCRT3 (スクリーン)から構成
される。CCD制御部2はコンピュータ7と共にCCD
撮像光学系1からの人体を解析し、CRTa上に表示可
能にすると共に。
写像物、例えば工具の刃先10の座標位置を測定するも
のである。CRT3は前記した如く、1×1倍率の場合
には第4図に示す如く、m=10μ乃至12μの画素を
多数個直交した並べた画素を表示し、基準部材5の基準
点Aを着像させると共に、刃先10の位置を画面内に表
示するものである。刃先10をCRT5の画面内に入れ
るには前記工具位置決め保持装置であるツールプリセツ
タを移動させて行う。lX10倍率の第2のCODカメ
ラ1bからの人体は、第5図に示す如<10倍に拡大さ
れ刃先10の基準点Aに対する位置をより明確にするも
ので、この倍率により1μ乃至1.2μの測定を行うこ
とができる。
第1図においてCRT3等に連結する演算制御装置32
は工具6に付設される移動調整装置8の移動量を制御す
るもので、刃先10の調整を手動で行う場合は必要でな
い。
次に、本実施例の作用を更に詳しく説明する。
第4図によく示す如<−CCD撮像光学系1と光源4と
の間にまずマスタモデル5が置かれる。
マスクモデル5はシャープな基準点Aを有し、この基準
点AがCCD撮像光学系1内に着像されるように位置合
わせする。CCD撮像光学系1は前記した如<CCD制
御部2を介し、入力した物体像をCRTa上に写像する
。CRT3は縦方向に約490個、横方向に約570個
の線群からなり。
互いに直交する前記線群により碁盤目状の画素を形成す
る。1つの画素の大きさは約10μ乃至12μ程度であ
る。マスタモデル5の基準点AはCCD撮像光学系およ
びCCD制御部2を介し1図に示す如き基準点Aの位置
に着像される。これが基準座標位置を形成することにな
り、縦横の画素数から縦横の位置がカウントされその位
置が目視で明確に表示される。次に、マスクモデル5の
替りに工具6をCCD撮像光学系1と光源4間に置き、
刃先10をCRT3に写像する。この着像と基準点Aの
縦横方向の差は画素の数を数えることにより明確になり
、刃先10の基準寸法からの差が明らかに測定され、ツ
ールプリセツタは刃先10を基準位置に合致させる機能
を有するもので。
一般に刃先10の移動は手動で行うが、前記の差領分だ
け刃先10を移動することにより、基準位置に刃先10
をセットすることができる。I×1倍率の第1のCCD
カメラ1aによる前記の位置決めが終了し、基準点Aと
刃先10との概略の位置関係がCRT3上に表示された
らlX10倍率の第2のCCDカメラ1bにより刃先1
0および基準点Aを10倍に拡大し、第5図の如く表示
する。これにより基準点Aからの刃先10の位置ずれが
1μ乃至1.2μ程度の精度で読み取ることが可能とな
る。またこれ等の測定値はコンピュータ7により自動的
にカウントされることも可能である。また前記した如く
、基準点Aの位置に刃先10をより正確にセットするこ
とができる。勿論、前記した如く自動的に刃先10゛を
移動させる移動調整装置8を有する工具6の場合にはこ
の差領分だけ演算制御装置7の指令により移動調整装置
8を動作して自動的に刃先10を調整することも可能で
ある。
本実施例は本発明の具体例としてツールプリセツタによ
る工具6を被測定物としたが1本発明の主点はCCD画
像面の画素数をカウントすることによって被測定物の測
定部と基準点Aとの差を見い出すものであり、ツールプ
リセツタによる工具刃先調整にのみ限定するものでない
。またCCD撮像光学系1およびCRTのm、n寸法の
画素数も1例にすぎず、被測定物に対応し、更に高精度
高密度のものが採用される。
第6図はCRT画面上にドリル33の先端部を表示した
もので、測定点a、b、c、d、e等の各点の座標位置
の読み取りからドリル33の刃先形状の是非を測定する
ことができる。また第7図はフルバツクカッタ34の如
き複数の刃先をもった外周刃の各刃先の尖端点a’、b
、c、dの位置を測定し、その配列の是非を確認するも
のである。
勿論、これ以外にも各種の被測定物の形状2寸法。
摩耗量等をカウントすることができる。
〔発明の効果〕
以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば基準
点と測定点との差を目視等で簡単に読み取りできると共
に、正確な位置調整できる効果が上げられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の全体構成図、第2図はCCD
撮像光学系と測定物との係合状態を示す斜視図、第3図
は本実施例のCCD撮像光学系の概要構造を示す平面図
、第4図および第5図は本実施例の作用を説明するため
の説明図、第6図および第7図は他の被測定物をCRT
画面上に表示した状態を示す平面図、第8図は従来のツ
ールプリセツタの概要側面図、第9図は従来のツールプ
リセツタにおける測定方法を説明する説明図である6 1・・・CCD撮像光学系、1a・・・第1のCCDカ
メラ、lb・・・第2のCCDカメラ。 1c・・・ハーフミラ、ld・・・人像部、1e・・・
本体、1f・・・凸レンズ、2・・・COD制御部、3
・・・CRT、4,30・・・光源。 5・・・マスタモデル、A・・・基準点、6・・・工具
、7・・・コンピュータ、8・・・移動調整装置、9・
・・シリンダ、10・・・刃先、11・・・テーバシャ
ンク、12・・・把持本体、13゜17.21・・・ハ
ンドル、14・・・移動本体。 15・・・柱、16.19・・・リニアスケール、18
・・・スライドブロック、20・・・ベース。 22.23.24・・・モータ、25.26・・・ダイ
ヤルゲージ、27・・・投影スクリーン、28.29・
・・測定子、31・・・対物レンズ、32・・・演算制
御装置、33・・・ドリル、34・・・フルバツクカッ
タ。 ラ 3 フ A′ 7;1 3、      A \ 牙(3阿

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)数万個乃至数10万個の碁盤目状の画素を有し直
    接写像および倍率写像機能を併有するCCD撮像光学系
    と、基準部材および工具を保持すると共にこれ等を前記
    CCD撮像光学系と光源間に位置決めする工具位置決め
    保持装置と、予め基準尺等により正確に測定された基準
    座標位置と工具位置とを写像表示すると共に表示写像の
    画像解析、演算する機能を有するCCD制御系とを有す
    ることを特徴とするCCD画素を用いた工具測定装置。
  2. (2)数万個乃至数10万個の碁盤目状の画素を有し直
    接写像および倍率写像機能を併有するCCD撮像光学系
    と、基準部材および工具を保持すると共にこれ等を前記
    CCD撮像光学系と光源間に位置決めする工具位置決め
    保持装置と、予め基準尺等により正確に測定された基準
    座標位置と工具位置とを写像表示すると共に表示写像の
    画像解析、演算する機能を有するCCD制御系と、前記
    CCD制御系の解析、演算結果を基にし、前記工具を基
    準位置に自動位置決めする移動調整装置とを有すること
    を特徴とするCCD画素を用いた工具測定調整装置。
  3. (3)前記工具位置決め保持装置が、ツールプリセッタ
    である特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のCCD
    画素を用いた工具測定調整装置。
JP63153448A 1988-06-23 1988-06-23 Ccd画素を用いた工具測定調整装置 Pending JPH01321151A (ja)

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