JPH04232407A - 工具の検査方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンドミルなどの工具
の検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、エンドミルなどの工具を使用する
と、経時的に磨耗による欠損が生じたり、工具先端に構
成刃先が発生したりして、工具形状が変化していく。そ
こで従来より、加工精度を維持するために、工具に欠損
等が生じているかどうかを、定期的に検査する必要があ
る。

【０００３】従来の検査方法としては、顕微鏡などを用
いて人間の目視により判断する方法と、アコースティッ
クエミッションによる方法とがある。このアコースティ
ックエミッションとは、工具使用中にワークと接触して
発生する音を測定し、その音の周波数により、工具の変
形が生じているかどうかを判断する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】人間の目視による方法
では、時間がかかるとともに、作業者の技術の熟練が必
要である。特に、無人化を目的としたＮＣ加工装置など
においては、定期的に目視を行なうことは現実的でない
。

【０００５】また、アコースティックエミッションによ
る方法では、工具に変形が生じていることはわかっても
、変形の程度や部位の特定は不可能である。また、変形
を発見する精度に関しても信頼性が低く、実用上問題が
ある。

【０００６】そこで本発明の目的は、検査作業が簡単か
つ短時間で行なえ、信頼性が高く、工具の変形の程度や
部位が正確に把握できる工具の検査方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工具の検査
方法は、平行光線を発射する投光手段と、この投光手段
と間隔をもって対向的に配置されており平行光線を受光
する受光手段とを用いるものである。そして、検査を行
なうべき工具を上記間隔内に配置して回転させながら、
投光手段より平行光線を工具に向けて照射し、工具に遮
断されずに受光手段により受光された平行光線の幅を測
定し、工具の回転に伴なう平行光線の測定幅の変動によ
って工具の外形形状を検知することを特徴とするもので
ある。また、受光手段の受光部の前方に平行光線の全幅
と同幅または狭幅のスリットを設け、受光手段はスリッ
ト内を透過した平行光線のみを受光可能にすることが望
ましい。

【０００８】

【作用】本発明に係る検査方法によると、投光手段から
発射された平行光線のうち、工具に遮断されない部分の
みが受光手段により受光される。この受光部の幅を測定
することにより、工具の幅が検出できる。工具を１回転
させて、その間連続的に工具幅を検出することにより、
回転に伴なう工具幅の変動に基づいてその工具の外形形
状が検知できる。

【０００９】このような方法で工具の外形形状を検知し
て、それを初期の工具形状と比較することにより、工具
の摩耗または欠損等の状態を評価することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図１，２に示している、本発明において
用いられる検査装置１は、投光手段格納部１ａと受光手
段格納部１ｂとが、間隔をおいて対向し、かつ連結部１
ｃによって一体的に連結されている。

【００１１】投光手段格納部１ａ内には投光手段２が、
受光手段格納部１ｂ内には受光手段３がそれぞれ格納さ
れている。投光手段２は平行光線（本実施例においては
レーザー）４を投光するものであり、受光手段２はレー
ザー４を受光するものである。本実施例においては、受
光手段２として電荷結合型素子（ＣＣＤ）を用いている
。投光手段２の投光部２ａと受光手段３の受光部３ａと
は、スリット１ｄ，１ｅを介して、互いに対向するよう
に配置されている。本実施例では受光手段３側のスリッ
ト１ｅは、レーザー４の全幅よりも幅が狭く形成されて
いる。

【００１２】次に、この検査装置を用いて、工具の検査
を行なう方法について説明する。まず、投光手段２と受
光手段３との間隙に、検査すべき工具（本実施例ではエ
ンドミル）５を配置する。そして、投光手段２より、ス
リット１ｄを介して、レーザー４をエンドミル５に向け
て照射する。すると、エンドミル５に当接するレーザー
４ａは遮断され、エンドミル５より外側のレーザー４ｂ
，４ｃ，４ｄ，４ｅのみが透過される。こうして透過さ
れたレーザーはスリット１ｅに到達し、ここでスリット
１ｅよりも外側のレーザー４ｂ，４ｅは遮断され、スリ
ット１ｅ内を透過したレーザー４ｃ，４ｄのみが受光手
段３により受光される。

【００１３】受光手段３は、受光部３ａにおいてレーザ
ー４が照射された部分と照射されなかった部分とを判別
し、レーザー４ｃの幅Ｄ１およびレーザー４ｄの幅Ｄ２
を測定する。ここでスリット１ｅの幅をＤ３とすると、
エンドミル５の測定部の幅Ｄ４は、Ｄ４＝Ｄ３−（Ｄ１
＋Ｄ２）として求められる。

【００１４】上記のようにレーザー４を照射しながら、
エンドミル５を、１分間に１〜１０回転程度の低速で回
転させる。図１，２に示すように、エンドミル５は外周
に刃部を有しているため外径は一定でなく、測定部の幅
は回転につれて変動する。それを記録することによりエ
ンドミル５の外形形状を調べる方法を、以下に詳述する
。

【００１５】図３は、エンドミル５の外周部に設けられ
ている刃部６の拡大図であるが、この刃部６の外形を調
べる場合の測定幅の変動を、図４にグラフで示している
。図４のグラフの横軸はエンドミルの回転角、縦軸は受
光されたレーザー４の幅Ｄ１である。これによると、レ
ーザー４が照射されている測定部が図３の６ａの位置で
あるとき、エンドミル５の外径幅は小さく、受光された
レーザー４の幅Ｄ１は大きくなり、図４のグラフ中の７
ａの位置にプロットされる。エンドミル５の回転に伴な
ってレーザー４の照射位置は、エンドミル５の外周に沿
って移動し、測定値Ｄ１は小さくなっていき、グラフは
７ａから７ｂまでなだらかな曲線を描く。レーザー４の
照射位置が６ｂに到達すると、刃部６は外方へ広がる段
部状になり、測定幅Ｄ１は下降する。この部分の測定値
が、図４のグラフでは７ｂから７ｃの部分に表わされて
いる。照射位置が６ｃを過ぎると、再びグラフは７ｃか
ら７ｄへなだらかな曲線を描いて下降する。レーザー４
の照射位置が刃部６の最先端６ｄに到達したとき（図３
の状態）、測定値Ｄ１は最小値７ｄをとる。その後、エ
ンドミル５の回転に伴なって、最先端６ｄに対するレー
ザー４の照射角度が変化していき、測定値Ｄ１は上昇す
る。そして、レーザー４が最先端６ｄに当たらない位置
までエンドミル５が回転すると、照射位置が６ｅに至り
、測定値Ｄ１は７ｅになる。これ以降は、次の刃部（図
示せず。）の測定に移り、７ａ〜７ｅと類似した曲線を
描く。

【００１６】なお、レーザー４を受光して測定値Ｄ１を
得る作業は、０．５回／ｍｓ程度の間隔で連続的に行な
われるので、これに基づく測定により十分に精密なデー
タを得ることができる。

【００１７】このように本発明に係る方法で、エンドミ
ル５の回転角と、測定値Ｄ１とをプロットしてエンドミ
ル５の外径形状をグラフに表すことができる。工具の検
査を行なうには、工具の使用前（基準状態）の形状を、
予め上記のようなグラフとして記録しておく。

【００１８】次に、このエンドミル５が使用されて経時
的に変形した状態を、図５に示している。これは刃部先
端に構成刃先８ｇが生じた例である。この変形後の刃部
８を本発明に係る方法で測定したグラフが図６である。 なお、比較のために、前述の基準状態において測定され
た値を２点鎖線で示している。

【００１９】まず、レーザー４の照射位置が８ａ〜８ｄ
に至るまでは、刃部８は殆ど変形しておらず、測定値Ｄ
１は前述の基準状態の測定値と同様に推移し、グラフ中
に９ａ〜９ｄがプロットされる。しかし、照射位置が８
ｄから構成刃先８ｇに移行すると、構成刃先８ｇが生じ
た分だけエンドミル５が大径となり、測定値Ｄ１が基準
状態よりも小さくなる。そして構成刃先８ｇの終了点８
ｅから測定値Ｄ１は再び基準状態の測定値と同様な変化
を示し、９ｆがプロットされる。その後は、次の刃部の
測定へ移る。

【００２０】このように、基準状態で測定したグラフと
、変形後の工具を測定したグラフを比較すると、変形個
所およびその度合が明瞭にわかる。なお、この例では、
構成刃先８ｇが生じた場合について説明したため、グラ
フ中９ｄ〜９ｅが基準状態よりも低い値となっている。 図示しないが、刃先が摩耗により欠損した場合には、測
定値が基準状態よりも高い値として測定される。

【００２１】さらに、上記のような測定値と基準値との
比較を自動的に行なうようにすると、工具の検査が自動
化でき、エンドミルなどの工具を用いた加工工程の自動
化および無人化が図れる。

【００２２】なお、上記の説明においては、測定値Ｄ１
についてのみ示したが、図２に示す測定値Ｄ２に関して
も同様に外径形状の評価が可能である。

【００２３】また、図２においては、レーザー４の間隔
を広く図示しているが、実際にはこの間隔を極めて微細
な間隔にすることにより、精度よく外径の測定が行なえ
る。

【００２４】本実施例においては、予め正確な幅Ｄ３が
求められているスリット１ｅが設けられているため、Ｄ
１，Ｄ２の測定はより正確であり、工具外径Ｄ４も精度
よく求められる。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る検査方法によると、工具の
外径形状を容易に求めることができ、作業時間も短時間
ですむ。また、従来困難であった変形個所の特定や変形
の程度の検出が可能になる。そして本発明によると、工
具の検査工程が自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る工具検査装置の斜視図

【図２】本
発明に係る工具検査方法を示す平面図

【図３】基準状態
の工具の一部拡大図

【図４】基準状態の工具の外径を測定した波形図

【図５
】変形後の工具の一部拡大図

【図６】変形後の工具の外径を測定した波形図

【符号の
説明】 １　　　　検査装置 １ｄ，１ｅ　　　　スリット ２　　　　投光手段 ３　　　　受光手段 ４　　　　平行光線（レーザー） ５　　　　工具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平行光線を発射する投光手段と、上記
   投光手段と間隔をもって対向的に配置されており上記平
   行光線を受光する受光手段とを用い、検査を行なうべき
   工具を上記間隔内に配置して回転させながら、上記投光
   手段より上記平行光線を上記工具に向けて照射し、上記
   工具に遮断されずに上記受光手段により受光された上記
   平行光線の幅を測定し、上記工具の回転に伴なう上記平
   行光線の測定幅の変動によって上記工具の外形形状を検
   知することを特徴とする工具の検査方法。
2. 【請求項２】　　上記受光手段の受光部の前方には上記
   平行光線の全幅と同幅または狭幅のスリットが設けてあ
   り、上記受光手段は上記スリット内を透過した上記平行
   光線のみを受光可能であることを特徴とする請求項１に
   記載の工具の検査方法。