KR20230056599A - 공구 측정 장치 및 공구 측정 방법 - Google Patents

Abstract

회전 중인 공구에 있어서 복수의 돌기부를 비교한 경우의, 돌기부의 각각의 외면과 회전축선 사이의 거리의 어긋남의 양을 파악 가능한 공구 측정 장치 및 공구 측정 방법을 제공한다.
공구 측정 장치(1)는 카메라(22)와, 주축 회전 각도 센서(23)와, 제어 장치(20)를 구비한다. 공구(12)는 적어도 제1 돌기부(481)와 제2 돌기부(482)의 2개의 돌기부(48)를 포함하는 작동부(46)를 갖는다. 제어 장치(20)는 촬영 지령 제어부(25)와, 연산부(27)를 갖는다. 촬영 지령 제어부(25)는 주축(11)의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서, 카메라(22)에 촬영 지령을 출력한다. 연산부(27)는 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 제1 거리, 및 이때의 제1 위상과, 제2 거리, 및 이때의 제2 위상을 구하여, 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에 상당하는 작동부 어긋남양을 연산한다.

Description

공구 측정 장치 및 공구 측정 방법{TOOL MEASURING DEVICE AND TOOL MEASURING METHOD}

본 개시는, 공구 측정 장치 및 공구 측정 방법에 관한 것이다.

종래부터, 공작 기계에서 사용하는 회전 공구의 측정 장치가 제공되고 있다. 해당 공구 측정 장치는, 복수의 돌기부를 포함하는 공구, 예를 들어 복수의 날을 포함하는 공구, 구체적으로는 프라이즈반의 엔드밀의 측정에서 사용된다.

일본 특허 공개 제2007-49489호 공보

복수의 돌기부를 포함하는 공구, 예를 들어 복수의 돌기부로서 복수의 날을 포함하는 공구에 대해서, 돌기부의 형상의 변동이나, 공구에 입력되는 회전의 회전축선에 대한 공구의 중심축선의 어긋남 등에 기인하여 공구에 포함되는 복수의 돌기부를 비교한 경우에, 돌기부의 각각의 외면 중 가공의 대상에 접촉하는 부분과 회전축선 사이의 거리에, 어긋남이 발생하는 것이 생각된다. 이러한 어긋남이 크면, 공구에 의한 가공의 정밀도가 저하된다. 이 때문에, 공구에 포함되는 복수의 돌기부를 비교한 경우의 상술한 어긋남의 양을 파악하는 것이 요구되고 있다. 특히, 회전 중인 공구는 원심력이나 열변위 등에 의해 변형되고 있다고 생각되므로, 회전 중인 공구에 있어서, 상술한 어긋남의 양을 파악하는 것이 요구되고 있다.

본 개시는 이러한 점을 고려하여 이루어진 것이며, 회전 중인 공구에 있어서 복수의 돌기부를 비교한 경우의, 돌기부의 각각의 외면과 회전축선 사이의 거리의 어긋남의 양을 파악 가능한 공구 측정 장치 및 공구 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 개시는, 공작 기계의 주축에 설정된 공구를 측정하는 공구 측정 장치이며, 상기 공구를 촬영하는 카메라와, 상기 주축의 회전 각도를 검출하는 주축 회전 각도 센서와, 제어 장치를 구비하고, 상기 공구는, 적어도 제1 돌기부와 제2 돌기부의 2개의 돌기부를 포함하는 작동부를 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 주축 회전 각도 센서가 검출한 상기 주축의 회전 각도에 따라서 상기 카메라에 촬영 지령을 출력하는 촬영 지령 제어부와, 상기 카메라가 촬영한 화상에 기초하여 연산을 행하는 연산부를 갖고, 상기 촬영 지령 제어부는, 상기 주축의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서, 상기 카메라에 촬영 지령을 출력하고, 상기 연산부는, 상기 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 상기 주축의 회전축선과 상기 제1 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리, 및 이때의 제1 위상과, 상기 주축의 회전축선과 상기 제2 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리, 및 이때의 제2 위상을 구하여, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에 상당하는 작동부 어긋남양을 연산하는, 공구 측정 장치이다.

본 개시는, 상기 촬영 지령 제어부는, 상기 공구의 다른 회전마다 상기 촬영 지령을 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 출력하는, 공구 측정 장치이다.

본 개시는, 상기 작동부는, 2개 이상의 상기 돌기부를 포함하고, 이 중, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 커지는 돌기부를 상기 제1 돌기부로 하고, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 작아지는 돌기부를 상기 제2 돌기부로 하는, 공구 측정 장치이다.

본 개시는, 상기 공구는, 상기 작동부로부터, 상기 주축의 회전축선 방향으로 연장되어, 일단부에 있어서 상기 주축에 고정되고, 타단부에 있어서 상기 작동부와 접속하는, 원주상의 축부를 갖고, 상기 연산부는, 상기 제1 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리와, 상기 제2 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리의 차인 축부 어긋남양을 연산하고, 또한 상기 작동부 어긋남양과 상기 축부 어긋남양의 차에 기초하여 상기 작동부의 변형을 구하는, 공구 측정 장치이다.

본 개시는, 공작 기계의 주축에 설정된 공구를 측정하는 공구 측정 방법이며, 상기 공구는, 적어도 제1 돌기부와 제2 돌기부의 2개의 돌기부를 포함하는 작동부를 갖고, 상기 주축의 회전 각도를 검출하고, 검출한 상기 주축의 회전 각도에 따라서, 상기 주축의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서 상기 공구를 촬영하는 촬영 공정과, 상기 촬영 공정에서 상기 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 상기 주축의 회전축선과 상기 제1 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리, 및 이때의 제1 위상과, 상기 주축의 회전축선과 상기 제2 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리, 및 이때의 제2 위상을 구하여, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에 상당하는 작동부 어긋남양을 연산하는 연산 공정을 구비하는, 공구 측정 방법이다.

본 개시는, 상기 촬영 공정에 있어서, 상기 공구의 다른 회전마다 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 상기 공구를 촬영하는, 공구 측정 방법이다.

본 개시는, 상기 작동부는, 2개 이상의 상기 돌기부를 포함하고, 이 중, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 커지는 돌기부를 상기 제1 돌기부로 하고, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 작아지는 돌기부를 상기 제2 돌기부로 하는, 공구 측정 방법이다.

본 개시는, 상기 공구는, 상기 작동부로부터, 상기 주축의 회전축선 방향으로 연장되어, 일단부에 있어서 상기 주축에 고정되고, 타단부에 있어서 상기 작동부와 접속하는, 원주상의 축부를 갖고, 상기 연산 공정은, 상기 제1 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리와, 상기 제2 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리의 차인 축부 어긋남양을 연산하는, 축부 어긋남양 연산 공정과, 상기 작동부 어긋남양과 상기 축부 어긋남양의 차에 기초하여 상기 작동부의 변형을 구하는, 변형 연산 공정을 포함하는, 공구 측정 방법이다.

이상과 같이, 본 개시에 의하면, 회전 중인 공구에 있어서 복수의 돌기부를 비교한 경우의, 돌기부의 각각의 외면과 회전축선 사이의 거리의 어긋남의 양을 파악 가능한 공구 측정 장치 및 공구 측정 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치 및 공작 기계를 도시하는 개략도.
도 2는 본 개시의 실시 형태에 관한 공작 기계의 주축 헤드를 도시하는 개략 단면도.
도 3은 본 개시의 실시 형태에 관한 공구의 일례를 도시하는 단면도.
도 4는 본 개시의 실시 형태에 관한 공구의 일례를 도시하는 단면도.
도 5는 공구 측정 장치에 의해 공구를 측정하고 있는 모습을 도시하는 도면.
도 6은 공구, 카메라 및 조명 장치의 위치 관계를 도시하는 도면.
도 7a는 촬영 공정에 있어서 촬영되는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 7b는 촬영 공정에 있어서 촬영되는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 화상이 촬영되는 위상의 변화와, 각 위상에 있어서 촬영되는 화상에 있어서의 주축의 회전축선과 작동부의 외면 사이의 거리의 변화의 대응을 나타내는 도면.
도 9는 화상이 촬영되는 위상의 변화와, 각 위상에 있어서 촬영되는 화상에 있어서의 주축의 회전축선과 축부의 외면 사이의 거리의 변화의 대응을 나타내는 도면.
도 10a는 변형예에 관한 공작 기계의 주축 헤드를 도시하는 개략 단면도.
도 10b는 변형예에 관한 공작 기계의 주축 회전 각도 센서를 도시하는 개략도.
도 10c는 변형예에 관한 공작 기계의 주축 회전 각도 센서로부터 얻어지는 연속 펄스 신호를 도시하는 도면.

먼저, 본 개시에 관한 공구 측정 장치(1)에 의해 측정되는 공구(12)가 설정되는 공작 기계(2)에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1) 및 공작 기계(2)를 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시하는 공작 기계(2)는 베드(18)의 상면에 위치하는 테이블(16) 및 문형의 컬럼(10)을 갖고, 컬럼(10)의 크로스 레일(8)에는 새들(6)을 통해 주축 헤드(4)가 지지되어 있다. 주축 헤드(4)는 주축(11)을 갖는다. 공구(12)는 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정되어 있다.

여기서, 공작 기계(2)의 주축 헤드(4)에 대해서, 도 2를 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 도 2는, 본 개시의 실시 형태에 관한 공작 기계(2)의 주축 헤드(4)를 도시하는 개략 단면도이다. 주축 헤드(4)는 빌트인 모터의 타입으로 되어 있고, 하우징(31)과 주축(스핀들)(11)을 구비하여 구성되어 있다. 주축(11)은 원주상으로 형성되어 있고, 공기 베어링에 의해, 하우징(31)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 도 2에 도시하는 부호 L1을 부여한 일점쇄선은, 주축(11)이 회전하는 중심이 되는 축선을 나타내고 있다. 주축(11)이 회전하는 중심이 되는 축선을, 주축(11)의 회전축선 L1이라고 칭한다. 주축(11)의 회전축선 L1은, 주축(11)으로부터 공구(12)에 입력되는 회전의 회전축선이라고도 할 수 있다. 주축(11)의 회전축선 L1이 연장되는 방향을 축선 방향 d1이라고 칭한다. 도 2에 도시하는 예에 있어서, 축선 방향 d1은, X 방향과 평행하게 되어 있다.

주축(11)의 회전축선 L1이 연장되는 축선 방향 d1의 한쪽의 단부(도 2의 하단부)에는, 공구 보유 지지부(33)가 마련되어 있다. 공구 보유 지지부(33)는 공구(12)를 착탈 가능하게 보유 지지한다. 주축(11) 중 공구 보유 지지부(33)에 공구(12)를 보유 지지시킴으로써 주축(11)에 공구(12)를 설정할 수 있다. 주축(11)의 길이 방향의 다른 쪽의 단부(도 2의 상단부)에는, 모터(35)의 로터(37)가 일체적으로 마련되어 있다. 로터(37)의 외측에는 모터(35)의 스테이터(39)가 마련되어 있다. 스테이터(39)는 로터(37)로부터 약간 이격되어 하우징(31)에 일체적으로 마련되어 있다. 모터(35) 중 로터(37)가 스테이터(39)에 대하여 회전함으로써, 로터(37)에 일체화된 주축(11)이 회전한다. 주축(11)이 회전함으로써, 주축(11)에 설정된 공구(12)도 회전한다.

여기서, 설명의 편의를 위해 수평한 소정의 일방향을 X 방향(X축 방향)이라 하고, X 방향에 대하여 직교하는 수평한 소정의 다른 일방향을 Y 방향(Y축 방향)이라 하고, X 방향과 Y 방향에 대하여 직교하는 상하 방향을 Z 방향(Z축 방향)이라 한다.

테이블(16)은 베드(18)에 대하여 X축 방향으로 이동 가능하다. 새들(6)은 크로스 레일(8)을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하다. 주축 헤드(4)는 새들(6)에 대하여 Z축 방향으로 이동 가능하다. 이들 3축을 이동시킴으로써, 테이블(16)에 적재된 공작 기계(2)에 의한 가공의 대상이 되는 워크(14)에 대하여 공구(12)를 3차원으로 이동시킬 수 있다. 주축(11)을 회전시킴으로써 공구(12)를 회전시킨 상태에서, 공구(12)를 워크(14)에 접촉시킴으로써, 워크(14)를 가공하는 것이 가능하다.

다음에, 공작 기계(2)에 설정되는 공구(12)에 대하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 공구(12)는 작동부(46)와 축부(49)를 갖는다. 작동부(46)는, 후술하는 복수의 돌기부(48)를 갖는 부분이다. 도 2에 도시하는 예에 있어서, 작동부(46)는 복수의 돌기부(48)의 일례로서, 복수의 날(48c)을 갖고 있다. 또한, 도 2에 있어서는, 작동부(46)가 갖는 복수의 돌기부(48)의 구체적인 형상에 대해서는 도시를 생략하고, 작동부(46)의 대체적인 형상만을 나타내고 있다. 축부(49)는 작동부(46)로부터, 주축(11)의 회전축선 L1이 연장되는 회전축선 방향(도 2에 도시하는 축선 방향 d1)으로 연장되어, 일단부에 있어서 주축(11)에 고정되고, 타단부에 있어서 작동부(46)와 접속하는, 원주상의 부분이다. 도 2에 도시하는 예에 있어서는, 축부(49)의 축선 방향 d1에 있어서의 일단부(도 2에 있어서의 상방의 일단부)가 주축(11) 중 공구 보유 지지부(33)에 보유 지지됨으로써, 축부(49)가 주축(11)에 고정된다.

도 3은, 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정되는 공구(12)의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3은, 특히 공구(12)가 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정된 상태에서, 주축(11)의 회전축선 L1에 수직인 단면에 있어서 절단한 단면도이다. 도 3에 도시하는 부호 L1을 부여한 점은, 주축(11)의 회전축선 L1의 위치를 나타내고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 공구(12)는 적어도 제1 돌기부(481)와 제2 돌기부(482)를 포함하는 작동부(46)를 갖는다. 즉, 도 3에 도시하는 예에 있어서, 작동부(46)는 제1 돌기부(481)와 제2 돌기부(482)의 2개의 돌기부(48)를 포함한다.

도 4는, 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정되는 공구(12)의, 도 3에 도시한 예와는 다른 일례를 도시하는 도면이다. 도 4는, 특히 공구(12)가 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정된 상태에서, 주축(11)의 회전축선 L1에 수직인 단면에 있어서 절단한 단면도이다. 도 4는, 후술하는 기준 위치 L5에 있어서의 공구(12)의 단면에 상당한다. 도 4에 도시하는 부호 L1을 부여한 점은, 주축(11)의 회전축선 L1의 위치를 나타내고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 작동부(46)는 3개 이상의 돌기부(48)를 포함해도 된다. 도 4에 도시하는 예에 있어서, 작동부(46)는 제1 돌기부(481)와 제2 돌기부(482)와 제3 돌기부(483)의 3개의 돌기부(48)를 포함한다.

도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서, 작동부(46)는 원주상의 기부(45)를 갖는다. 도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서는, 작동부(46) 중 돌기부(48)와 기부(45)의 경계를, 편의적으로 부호 45a를 부여한 파선에 의해 나타내고 있다. 본 명세서 중, 「돌기부」란, 공구(12) 중, 회전축선 L1을 중심으로 하는 원주상의 기부(45)에 대하여 반경 방향으로 돌출되는 부분을 말한다. 그리고, 복수의 돌기부(48)는 원주상의 기부(45)를 나선상으로 주회하도록 마련되어 있다. 이 때문에, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은, 공구(12)를 주축(11)의 회전축선 L1에 수직인 단면에 있어서 절단한 단면도에 있어서, 복수의 돌기부(48)는 주축(11)의 회전축선 L1을 주회하는 주회 방향 d2로 배열된다.

공구(12)는, 예를 들어, 금형의 코어나 캐비티의 표면을 절삭 가공으로 형성할 때에 사용되는 것이다. 상기 절삭 가공은, 예를 들어, 금형의 코어나 캐비티의 표면을 최종 마무리 가공하기 위해 행해지는 것이다. 상기 절삭 가공에 의해, 금형의 코어나 캐비티의 표면이 경면과 같이 된다.

도 3 및 도 4에 도시하는 공구(12)는, 절삭 가공용의, 작동부(46)가 복수의 돌기부(48)로서 복수의 날(48c)을 갖는 공구(12)이다. 도시는 하지 않지만, 공구(12)는 작동부(46)가 복수의 돌기부(48)로서 복수의 돌기를 갖는, 워크(14)의 연마용의 공구(12)여도 된다.

공구(12)로서, 예를 들어 엔드밀을 내세울 수 있다. 공구(12)로서 사용되는 엔드밀의 외경은, 예를 들어 1mm 정도이다.

또한, 공구(12)로서 엔드밀이 사용되는 경우, 엔드밀로서는, 볼 엔드밀, 스퀘어 엔드밀, 또는 레디어스 엔드밀 등이 사용되어도 된다. 또한 엔드밀은, PCD 공구 등의 지석형의 엔드밀이어도 된다.

또한, 공구(12)의 회전수는, 예를 들어 6만 회전/분 정도이다. 공구(12)의 최대 회전수는, 12만 회전/분 정도로 설정할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시하는 거리 w1은, 제1 돌기부(481)에 있어서의, 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리이다. 본 개시의 실시 형태에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 외면(48a) 사이의 거리 중 최대의 거리 w1을, 제1 거리 w1이라고 칭한다. 도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서, 제1 거리 w1은, 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 선단(48b) 사이의 거리에 상당한다. 도 3 및 도 4에 도시하는 거리 w2는, 제2 돌기부(482)에 있어서의, 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리이다. 본 개시의 실시 형태에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 외면(48a) 사이의 거리 중 최대의 거리 w2를, 제2 거리 w2라고 칭한다. 도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서, 제2 거리 w2는, 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 선단(48b) 사이의 거리에 상당한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 공작 기계(2)의 주축(11) 이외의 부분에 대한 주축(11)의 회전축선 L1의 위치가, 정규의 위치로부터 어긋나 있는 것이 상정되는 경우에는, 이하와 같이 제1 거리 w1 및 제2 거리 w2를 정해도 된다. 제1 거리 w1을, 제1 돌기부(481)에 있어서의, 정규의 위치에 있는 가상의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리로 해도 된다. 또한, 제2 거리 w2를, 제2 돌기부(482)에 있어서의, 정규의 위치에 있는 가상의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리로 해도 된다.

이상적인 형상의 공구(12)에 있어서, 복수의 돌기부(48)의 각각에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리는 동등해진다. 예를 들어, 제1 돌기부(481)에 있어서의, 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리인 제1 거리 w1과, 제2 돌기부(482)에 있어서의, 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리인 제2 거리 w2는 동등해진다. 그러나, 실제의 공구에 있어서는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 돌기부(48)의 각각에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리는 동등해지지 않는 경우가 있다. 도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2는, 동등하게 되어 있지 않다.

공구(12)를 회전시켜서 워크(14)를 가공하고 있을 때, 복수의 돌기부(48)의 각각에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리가 동등해지지 않는 이유로서는, 이하의 이유가 생각된다. 공구(12)의 제조 시의 오차, 공구(12)를 회전시켜서 워크(14)를 가공할 때의, 공구(12)에 발생하는 열에 의한 공구(12)의 변형, 원심력에 의한 공구(12)의 변형, 및 마모에 의한 공구(12)의 형상의 변화 등으로 인해, 작동부(46)의 형상이 변형되어 있는 것이 생각된다. 도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서는, 작동부(46)의 형상이 변형되어 있기 때문에, 제1 돌기부(481)와 제2 돌기부(482)의 형상이 다르고, 이 때문에 제1 거리 w1과 제2 거리 w2가 동등하게 되어 있지 않다.

공구(12)를 회전시켜서 워크(14)를 가공하고 있을 때, 복수의 돌기부(48)의 각각에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리가 동등해지지 않는 이유로서, 이하의 이유도 생각된다. 주축(11)에 대한 공구(12)의 위치가, 이상적인 위치로부터 어긋나 있는 것도 생각된다. 예를 들어, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 후술하는 공구(12)의 중심축선 L2가 어긋나 있는 것이 생각된다. 구체적으로는, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 공구(12)의 중심축선 L2가 기울어져 있는 것이 생각된다. 또한, 공구(12) 중 주축(11)에 설정되어 있는 부분, 구체적으로는 공구(12) 중 축부(49)가, 주축(11) 중 공구 보유 지지부(33)에 보유 지지되어 있는 부분에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 공구(12)의 중심축선 L2가 편심되어 있는 것도 생각된다. 또한, 공작 기계(2)의 주축(11) 이외의 부분에 대한 주축(11)의 회전축선 L1의 위치가, 정규의 위치로부터 어긋나 있음으로써, 복수의 돌기부(48)의 각각에 있어서의, 정규의 위치에 있는 가상의 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리가 동등해지지 않는 것도 생각된다.

도 3 및 도 4에 도시하는 예에 있어서는, 복수의 돌기부(48) 중, 돌기부(48)의 외면(48a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 최대의 거리가 가장 커지는 돌기부(48)가 제1 돌기부(481)가 된다. 또한, 복수의 돌기부(48) 중, 돌기부(48)의 외면(48a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 최대의 거리가 가장 작아지는 돌기부(48)가 제2 돌기부(482)가 된다. 바꿔 말하면, 주축(11)의 회전축선 L1과 돌기부(48)의 외면(48a) 사이의 최대의 거리는, 작동부(46)에 포함되는 복수의 돌기부(48) 중 제1 돌기부(481)에 있어서 최대가 되고, 제2 돌기부(482)에 있어서 최소로 되어 있다.

계속해서, 본 개시에 관한 공구 측정 장치(1)에 대하여 설명한다. 공구 측정 장치(1)는, 상술한 바와 같이 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정된 공구(12)를 측정한다. 도 1에 있어서, 공구 측정 장치(1)는 테이블(16)의 단부에 설치되어 있다.

도 5는, 공구 측정 장치(1)에 의해 공구(12)를 측정하고 있는 도면을 도시하고 있다. 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 공구 측정 장치(1)는 공구(12)를 촬영하는 카메라(22)와, 주축(11)의 회전 각도를 검출하는 주축 회전 각도 센서(23)와, 제어 장치(20)를 구비한다. 공구 측정 장치(1)는 조명 장치(24)를 더 구비한다. 앞서 설명한 3축에 의해 도 5에 도시하는 위치까지 공구(12)를 이동시킴으로써, 공구 측정 장치(1)를 사용하여 공구(12)를 측정할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 공구 측정 장치(1)는 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에 위치한 상태의 공구(12)를 측정한다.

주축 회전 각도 센서(23)는 주축(11)의 회전 각도를 검출하는 센서이다. 일례로서, 주축 회전 각도 센서(23)는 주축(11)의 회전의 위상 중 하나의 위상을 기준 위상으로 정하여, 기준 위상으로부터의 주축(11)의 회전 각도를 검출한다. 주축 회전 각도 센서(23)는 주축(11)에 마련되어 있다.

주축 회전 각도 센서(23)는, 예를 들어 주축(11)의 회전 각도를 검출하도록 마련된 로터리 인코더이다. 로터리 인코더의 분해능은, 예를 들어 0.1° 이상 5° 이하여도 되고, 0.1° 미만이어도 된다. 로터리 인코더의 분해능은, 예를 들어 1°이다. 주축 회전 각도 센서(23)로서 로터리 인코더를 사용함으로써, 로터리 인코더가 검출한 주축(11)의 회전 각도에 따라서 제어 장치(20)의 후술하는 촬영 지령 제어부(25)가 촬영 지령을 출력함으로써, 공구(12)의 적절한 화상이 촬영된다.

제어 장치(20)는 공구 측정 장치(1)를 제어하지만, 이 제어 장치(20)는 공구 측정 장치(1)를 제어함과 함께, 공작 기계(2)에 접속되어 공작 기계(2)를 제어해도 된다. 이 경우, 제어 장치(20)는 주축(11)의 회전수나 회전 각도의 위치 결정 등의 제어를 행해도 된다. 제어 장치(20)는, 예를 들어 도시하지 않은 CPU와 메모리를 구비하여 구성되어 있다.

제어 장치(20)는, 주축 회전 각도 센서(23)가 검출한 주축(11)의 회전 각도에 따라서 카메라(22)에 촬영 지령을 출력하는 촬영 지령 제어부(25)와, 카메라(22)가 촬영한 화상에 기초하여 연산을 행하는 연산부(27)를 갖는다. 촬영 지령 제어부(25)는 주축(11)의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서, 카메라(22)에 촬영 지령을 출력한다. 연산부(27)는 촬영 지령 제어부(25)의 촬영 지령에 따라서, 복수의 위상의 각각에 있어서 카메라(22)에 의해 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 후술하는 작동부 어긋남양 w6을 연산한다. 촬영 지령 제어부(25)가 촬영 지령을 출력하는 구체적인 방법에 대해서는, 공구 측정 장치(1)를 사용한 공구 측정 방법의 설명에 있어서 후술한다. 연산부(27)가 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 구체적인 방법에 대해서도, 공구 측정 장치(1)를 사용한 공구 측정 방법의 설명에 있어서 후술한다.

카메라(22)는, 도 5에 도시한 바와 같이 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에 위치한 상태의 공구(12)를 촬영한다. 특히, 카메라(22)는 회전하고 있는 공구(12)를 촬영하여, 공구(12)의 화상(정지 화상)을 얻는 것이다. 카메라(22)는, 예를 들어 디지털 카메라이며, 글로벌 셔터에 의해 공구(12)를 촬영하도록 되어 있다. 일례로서, 카메라(22)는 고속 셔터를 구비하고 있어, 공구(12)가 수천 회전/분으로 회전 중이어도 정지 화상과 같은 촬영이 가능해도 된다. 이 경우, 공구(12)를 촬영할 때의 카메라(22)의 셔터 스피드는, 회전하고 있는 공구(12)의 화상이 거의 정지 화상이 되는 정도의 짧은 시간으로 되어 있다. 또한 카메라(22)에는 줌렌즈가 설치되어 있어, 제어 장치(20)에서 확대율의 제어를 행할 수 있도록 되어 있어도 된다. 도 5에 도시한 바와 같이 조명 장치(24)로부터의 광을 공구(12)의 후방에서 비추어 화상을 촬영함으로써, 공구(12)가 그림자로서 촬영된다.

다음에, 조명 장치(24)에 대하여 설명한다. 도 6은, 본 개시의 실시 형태에 관한, 공구(12), 카메라(22) 및 조명 장치(24)의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 도 6은, 축선 방향 d1에 평행한 시선으로부터 본, 공구(12), 카메라(22) 및 조명 장치(24)의 위치를 도시하고 있다. 도 6에 도시하는 예에 있어서, 조명 장치(24)는 스트로보(61)를 갖고, 회전하고 있는 공구(12)가 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에 두어지도록, 카메라(22) 및 조명 장치(24)가 설치되어 있다. 이 경우, 스트로보(61)에 공구(12)와 카메라(22)를 향하여 광을 발하게 한 후, 카메라(22)에 의한 공구(12)의 촬영을 행할 수 있다. 이때, 스트로보(61)는 공구(12)를 향하여 평행광(79)을 발하도록 구성되어 있다.

카메라(22)로 공구(12)를 촬영할 때, 스트로보(61)는 백라이트로서 기능하고, 이에 의해, 카메라(22)를 사용하여 공구(12)의 실루엣을 촬영할 수 있다.

다음에, 카메라(22)와 스트로보(61)의 구성에 대하여 더 설명한다. 스트로보(61)가 발하는 평행광(79)의 진행 방향은, 예를 들어 X 방향으로 되어 있다. 스트로보(61)가 발하는 평행광(79)의 진행 방향은, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 직교하고 있다. 카메라(22)의 렌즈(69)의 광축(71)은 스트로보(61)가 발하는 평행광(79)의 진행 방향에 평행하게 연장되어 있다.

상술한 바와 같이, 카메라(22)와 조명 장치(24)는, 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에서 회전하고 있는 공구(12)를 사이에 두도록 배치된다. 그리고, 스트로보(61)가 공구(12)와 카메라(22)를 향하여 평행광(79)을 발하게 한 후, 카메라(22)에 의한 공구(12)의 촬영을 함으로써, 실제의 공구(12)의 외형과 차이가 없는, 공구(12)의 실루엣을 촬영할 수 있다.

공구(12)의 실루엣을 정지 화상으로서 촬영함으로써, 공구(12)의 외형이 선명하게 나타나는 화상을 용이하게 촬영할 수 있다.

상술한 바와 같이, 조명 장치(24)는 스트로보(61)를 갖는다. 스트로보(61)를 갖는 조명 장치(24)는, 공구(12)가 고속으로 회전하는 경우, 특히 공구(12)가 1만 회전/분 이상의 회전수로 회전하는 경우에, 적합하게 사용된다. 조명 장치(24)가 스트로보(61)를 갖는 경우, 스트로보(61)의 발광은, 카메라(22)의 촬영에 의해, 보다 선명한 공구(12)의 정지 화상이 얻어지도록, 또한, 보다 단시간에 공구(12)를 촬영할 수 있도록 조정되어도 된다. 예를 들어, 카메라(22)의 셔터가 개방되어 있는 시간보다도 스트로보(61)가 발광하고 있는 시간 쪽이 짧아지고, 또한 카메라(22)의 셔터가 개방되어 있는 시간 내에 스트로보(61)가 발광하도록, 스트로보(61)의 발광이 조정되어도 된다.

즉, 제어 장치(20)에 의한 카메라(22)에 대한 촬영 지령의 출력에 의해 카메라(22)의 셔터가 개방되어 있는 시간 내(카메라(22)의 셔터가 완전 개방되어 있는 시간 내)에 스트로보(61)가 발광하도록, 스트로보(61)의 발광이 조정되어 있어도 된다.

스트로보(61)는 카메라(22)가 셔터를 개방하는 동작을 개시한 시각보다도 약간의 시간이 경과한 시각이며, 카메라(22)가 셔터를 폐쇄하는 동작을 개시하기 전의 시각에, 발광하도록 조정되어 있어도 된다.

일례로서, 카메라(22)가, 제어 장치(20)에 의한 카메라(22)에 대한 촬영 지령의 출력이 되었을 때에 즉시 셔터를 개방하는 동작을 개시하도록 설정되어 있는 경우에 대하여 생각한다. 이 경우, 제어 장치(20)가, 주축 회전 각도 센서(23)의 측정 결과를 트리거로 하여, 카메라(22)의 셔터에 촬영 지령을 출력하는 동시에 스트로보(61)에 발광해야 하는 취지의 지시를 출력하는 것도 생각된다. 단, 이 경우, 카메라(22)에 촬영 지령이 출력되고 나서 카메라(22)의 셔터가 완전히 개방될 때까지는 시간차가 있으므로, 카메라(22)의 셔터가 완전히 개방되지 않는 동안에 스트로보(61)가 발광해 버리는 것도 생각된다. 이를 회피하기 위해, 스트로보(61)의 발광의 타이밍이, 카메라(22)가 셔터를 개방하는 동작을 개시하는 타이밍보다도 늦도록, 카메라(22)에 대한 촬영 지령 및 스트로보(61)에 대한 발광해야 하는 취지의 지시가 출력되는 타이밍이 조정되어도 된다. 이 경우, 충분히 셔터가 완전히 개방된 타이밍에 스트로보(61)를 발광시킬 수 있다.

특히, 카메라(22)의 셔터가 완전히 개방되지 않는 동안에 스트로보(61)가 발광하지 않도록, 카메라(22)에 대한 촬영 지령 및 스트로보(61)에 대한 발광해야 하는 취지의 지시가 출력되는 타이밍이 조정되어도 된다. 또한, 카메라(22)의 셔터가 폐쇄되어 버린 상태, 혹은 폐쇄되고 있는 도중의 상태에서, 스트로보(61)가 발광하지 않도록, 카메라(22)에 대한 촬영 지령 및 스트로보(61)에 대한 발광해야 하는 취지의 지시가 출력되는 타이밍이 조정되어도 된다.

스트로보(61)를 사용해서(스트로보(61)의 순간적인 발광에 의해) 공구(12)의 정지 화상을 촬영하는 경우에는, 상술한 바와 같이, 카메라(22)의 셔터 스피드를 비교적 느리게 했다고 해도, 공구(12)를 촬영할 수 있다. 또한, 스트로보(61)의 발광체로서 LED가 채용되어 있는 경우에 있어서는, LED의 휘도가 높아 매우 밝기 때문에, 촬영 환경을 특히 어둡게 하지 않아도, 공구(12)의 실루엣을 명확하게 관찰할 수 있는 화상을 촬영할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 공구 측정 장치(1)는, 공구(12)에 대한 스트로보(61)의 얼라인먼트를 조정하기 위한 얼라인먼트 조정 장치(73)를 구비해도 된다. 도 6에서 도시하는 얼라인먼트 조정 장치(73)는, Z 방향으로 연장되어 있는 소정의 회전축선을 중심으로 한 스트로보(61)의 회전 각도와, Y 방향으로 연장되어 있는 소정의 회전축선을 중심으로 한 스트로보(61)의 회전 각도를 조정함으로써, 스트로보(61)를 회전 위치 결정한다. 또한, 도시는 하지 않았지만, 공구 측정 장치(1)는 공구(12)에 대한 카메라(22)의 얼라인먼트를 조정하기 위한, 카메라(22)용의 얼라인먼트 조정 장치를 구비하고 있어도 된다. 카메라(22)용의 얼라인먼트 조정 장치는, Z 방향으로 연장되어 있는 소정의 회전축선을 중심으로 한 카메라(22)의 회전 각도와, Y 방향으로 연장되어 있는 소정의 회전축선을 중심으로 한 카메라(22)의 회전 각도를 조정함으로써, 카메라(22)를 회전 위치 결정해도 된다.

공구 측정 장치(1)가, 스트로보(61)용의 얼라인먼트 조정 장치(73) 및 카메라(22)용의 얼라인먼트 조정 장치를 구비함으로써, 스트로보(61)가 발하는 평행광(79)의 진행 방향과 카메라(22)의 렌즈(69)의 광축(71)을 서로가 평행이 되도록 조정하는 것이 용이해진다.

카메라(22)가 고속 셔터를 구비하고, 또한 조명 장치(24)가 스트로보(61)를 갖는 경우에는, 수μsec의 짧은 발광 시간의 스트로보(61)를 사용함으로써, 공구(12)가 특히 고속으로 회전하는 경우라도, 회전 중인 공구(12)의 측정이 가능하다. 스트로보(61)에 사용되는 발광체(발광원)로서, 예를 들어 LED를 채용할 수 있다.

본 개시의 실시 형태에 관한 조명 장치(24)의 효과에 대하여 설명한다. 본 개시의 실시 형태에 관한 조명 장치(24)는 스트로보(61)를 갖고, 스트로보(61)는 공구(12)를 향하여 광을 발하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 카메라(22)의 셔터가 개방되어 있는 시간 내에 스트로보(61)가 발광하도록 스트로보(61)의 발광을 조정함으로써, 카메라(22)의 셔터의 개폐에 의해 화상을 촬영하는 경우에 비해, 보다 단시간에 공구(12)를 촬영할 수 있다. 이에 의해, 회전하고 있는 공구(12)의 선명한 화상을 저렴하게 게다가 용이하게 얻을 수 있다.

가령 스트로보(61)를 갖지 않는 조명 장치(24)를 사용한 경우, 카메라(22)로서, 짧은 셔터 스피드로 충분히 선명한 화상을 연속하여 촬영할 수 있는 카메라(22)를 사용할 필요가 발생한다. 이 때문에, 매우 고가의 카메라(22)가 필요해질 수 있다. 이에 반해, 스트로보(61)는 시동 시간이 빠르고 또한 짧은 시간의 발광이 가능하므로, 스트로보(61)를 갖는 조명 장치(24)를 사용함으로써, 회전하고 있는 공구(12)의 선명한 화상을 촬영할 수 있다.

다음에, 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정된 공구(12)를 측정하는 공구 측정 방법에 대하여 설명한다. 특히, 도 1에 도시하는 바와 같이 테이블(16)에 워크(14)를 적재하여, 공구(12)를 회전시킴으로써 워크(14)를 가공하고 있을 때, 워크(14)를 가공하기 위한 공구(12)의 회전을 계속한 채로 공구(12)를 측정하는 방법에 대하여 설명한다.

공구 측정 방법은, 주축(11)의 회전 각도를 검출하고, 검출한 주축(11)의 회전 각도에 따라서, 주축(11)의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서 공구(12)를 촬영하는 촬영 공정과, 촬영 공정에서 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리 w1, 및 이때의 제1 위상과, 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리 w2, 및 이때의 제2 위상을 구하여, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 연산 공정을 구비한다. 본 개시의 실시 형태에 있어서, 공구 측정 방법은, 공구(12)의 적어도 작동부(46)가 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에 위치하도록, 공구(12)를 이동시키는 이동 공정을 더 구비한다.

공구 측정 방법에 있어서는, 먼저, 이동 공정에 있어서, 공구(12)의 적어도 작동부(46)가 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에 위치하도록, 공구(12)를 이동시킨다. 이동 공정은, 예를 들어 공작 기계(2)로 워크(14)를 가공하고 있을 때, 제어 장치(20)에 설정되어 있는 지정한 시간이 경과함으로써 개시된다. 이동 공정에 있어서는, 주축(11)의 회전에 수반하여 회전하고, 테이블(16)에 적재된 워크(14)를 가공하고 있는 공구(12)를, 회전을 유지한 채로, 공구(12)의 적어도 작동부(46)가 카메라(22)와 조명 장치(24) 사이에 위치하도록 이동시킨다. 테이블(16)의 베드(18)에 대한 이동, 새들(6)의 크로스 레일(8)을 따른 이동, 주축 헤드(4)의 새들(6)에 대한 이동에 의해, 공구(12)를 주축 헤드(4)와 함께 이동시킬 수 있다.

촬영 공정에 있어서는, 주축(11)의 회전 각도를 검출하고, 검출한 주축(11)의 회전 각도에 따라서, 주축(11)의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서 공구(12)를 촬영한다. 복수의 위상에 있어서의 공구(12)의 촬영은, 상술한 촬영 지령 제어부(25)가 주축(11)의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서 카메라(22)에 촬영 지령을 출력함으로써 행해진다. 일례로서, 공구(12)의 촬영은, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서 행해진다. 주축(11)의 회전 각도의 검출은 상술한 주축 회전 각도 센서(23)에 의해 행해진다.

촬영 공정에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다. 촬영 공정에 있어서는, 먼저, 주축(11)의 회전의 위상 중 하나의 위상을 기준 위상으로 정하여, 기준 위상에 있어서 촬영 지령 제어부(25)에 촬영 지령을 출력시켜서, 공구(12)를 촬영한다. 또한, 주축 회전 각도 센서(23)에 의해, 기준 위상에 있는 주축(11)의 위치를 파악한다. 다음에, 기준 위상으로부터 각도 θ만큼 어긋난 위상에 있어서, 촬영 지령 제어부(25)에 촬영 지령을 출력시켜서, 공구(12)를 촬영한다. 이후, 앞의 화상이 촬영된 위상으로부터, 각도 θ만큼 더 어긋난 위상에 있어서 촬영 지령 제어부(25)에 촬영 지령을 출력시켜서 공구(12)를 촬영하는 조작을 반복한다. 이에 의해, 공구(12)의 촬영을, 각도 θ만큼 어긋난 위상마다, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서 행할 수 있다. 이 경우의 각도 θ는, 예를 들어 1°이다. 각도 θ가 1°일 때는, 공구(12)의 촬영을, 1°만큼 어긋난 위상마다 360회 반복함으로써, 공구(12)의 촬영을 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서 행할 수 있다. 각도 θ는, 5°여도 된다. 각도 θ가 5°일 때는, 공구(12)의 촬영을, 5°만큼 어긋난 위상마다 72회 반복함으로써, 공구(12)의 촬영을 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서 행할 수 있다.

여기서, 촬영 공정에 있어서는, 공구(12)의 다른 회전마다 공구(12)를 촬영한다. 바꿔 말하면, 촬영 공정에 있어서, 공구(12)가 1회전하는 동안에는, 2회 이상의 촬영을 행하지 않는다. 예를 들어, 촬영 공정에 있어서, 제n 위상(n은 양의 정수로 함)에 있어서 n회째의 공구(12)의 촬영을 행한 후, 제n 위상으로부터 각도 θ만큼 어긋난 제n+1 위상에 있어서 n+1회째의 공구(12)의 촬영을 행하는 경우에는, 이하와 같이 촬영을 행한다. n+1회째의 공구(12)의 촬영을, n회째의 공구(12)의 촬영을 행하고 나서 공구(12)가 각도 θ만큼 회전했을 때에 행하는 것이 아니라, 공구(12)가 m회전한 후에 각도 θ만큼 더 회전했을 때에 행한다(m은 양의 정수, 예를 들어 10회전으로 함). n+1회째의 공구(12)의 촬영은, 예를 들어, n회째의 공구(12)의 촬영을 행하고 나서, 공구(12)가 10회전한 후에 각도 θ만큼 더 회전했을 때에 행할 수 있다. n+1회째의 공구(12)의 촬영은, n회째의 공구(12)의 촬영을 행하고 나서, 공구(12)가 5회전한 후에 각도 θ만큼 더 회전했을 때에 행해도 된다.

일례로서, 촬영 공정에 있어서는, 공구(12)의 다른 회전마다 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 공구(12)를 촬영한다. 이 경우, 촬영 지령 제어부(25)는 공구(12)의 다른 회전마다 촬영 지령을 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 출력한다.

또한, 공구(12)의 다른 회전마다 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 공구(12)를 촬영하는 조작에는, 기준 위상에 있어서 공구(12)를 촬영한 후에, 주축(11)의 회전 각도가 작은 위상으로부터 큰 위상을 향하여 차례로 공구(12)를 촬영하는 것이 포함된다. 또한, 공구(12)의 다른 회전마다 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 공구(12)를 촬영하는 조작에는, 주축(11)의 회전 각도의 대소와는 무관계인 순서로 공구(12)를 촬영하는 것도 포함된다. 또한, 공구(12)의 다른 회전마다 촬영 지령을 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 출력하는 촬영 지령 제어부(25)에는, 기준 위상에 있어서 공구(12)를 촬영하는 촬영 지령을 출력한 후에, 주축(11)의 회전 각도가 작은 위상으로부터 큰 위상을 향하여 차례로 촬영 지령을 출력하는 촬영 지령 제어부(25)가 포함된다. 또한, 공구(12)의 다른 회전마다 촬영 지령을 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 출력하는 촬영 지령 제어부(25)에는, 주축(11)의 회전 각도의 대소와는 무관계인 순서로 촬영 지령을 출력하는 촬영 지령 제어부(25)도 포함된다.

촬영 공정에 있어서, 공구(12)의 다른 회전마다 공구(12)를 촬영하는 것의 효과에 대하여 설명한다. n회째의 공구(12)의 촬영을 행하고 나서 공구(12)가 각도 θ만큼 회전했을 때에 n+1회째의 공구(12)의 촬영을 행하는 경우에 대하여 생각한다. 이 경우, n회째의 촬영과 n+1회째의 촬영을 행하기 위해서는, 공구(12)가 각도 θ만큼 회전하는 단시간 동안에, n회째의 촬영과 n+1회째의 촬영을 계속해서 행할 필요가 발생한다. 특히, 상술한 바와 같이 공구(12)가 고속 회전하고 있는 경우에는, 공구(12)가 각도 θ만큼 회전하는 시간은, 매우 단시간으로 되어 버린다.

이에 반해, 공구(12)의 다른 회전마다 공구(12)를 촬영하는 것으로 하고, n회째의 공구(12)의 촬영을 행하고 나서 공구(12)가 m회전, 예를 들어 10회전한 후에 각도 θ만큼 더 회전했을 때에 n+1회째의 공구(12)의 촬영을 행함으로써, 이하의 효과가 얻어진다. 즉, 공구(12)가 m회전, 예를 들어 10회전한 후에 각도 θ만큼 더 회전할 때까지의 동안에 n회째의 촬영과 n+1회째의 촬영을 행함으로써, 제n 위상과, 제n 위상으로부터 각도 θ만큼 어긋난 제n+1 위상에 있어서 공구(12)의 화상을 촬영할 수 있다. 이 때문에, m의 값을 크게 함으로써, 고속 회전하는 공구(12)를 촬영하는 경우라도, 카메라(22)의 셔터 스피드가 따라가지 못하게 될 우려 없이 화상을 촬영할 수 있다.

본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 방법은, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1)를 사용하여 행해진다. 그리고, 공구 측정 장치(1)는 주축(11)의 회전 각도를 검출하는 주축 회전 각도 센서(23)와, 주축 회전 각도 센서(23)가 검출한 주축(11)의 회전 각도에 따라서 카메라(22)에 촬영 지령을 출력하는 촬영 지령 제어부(25)를 갖는 제어 장치(20)를 구비한다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, n회째의 공구(12)의 촬영을 행하고 나서, 공구(12)가 m회전한 후에 각도 θ만큼 더 회전했을 때, n+1회째의 공구(12)의 촬영을 행할 수 있다. 이에 의해, 공구(12)가 1회전하는 동안에 복수회의 촬영을 행하지 않고도, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서, 각도 θ씩 어긋난 위상에 있어서의 공구(12)의 화상을 촬영할 수 있다.

또한, 특정 위상에 있어서의 공구(12)를 촬영할 것이 요구된 경우에, 주축(11)이 해당 특정 위상까지 회전했을 때에 촬영 지령 제어부(25)가 촬영 지령을 출력하고 있으면, 실제의 촬영 타이밍이 지연되는 경우가 있다. 촬영 타이밍의 지연은, 예를 들어 촬영 지령 제어부(25)가 촬영 지령을 출력하고 나서 카메라(22)가 촬영을 행할 때까지의 타임 래그, 주축 회전 각도 센서(23)에 기인하여 발생하는 타임 래그, 또는 제어 장치(20)에 기인하여 발생하는 타임 래그 등으로 인해 발생한다. 촬영 타이밍의 지연의 영향은, 특히 주축(11)이 고속 회전하고 있는 경우에 현저하게 나타난다고 생각된다. 이를 방지하기 위해, 촬영 지령 제어부(25)는 주축(11)이 해당 특정 위상까지 회전하기 조금 전에 촬영 지령을 출력해도 된다. 이 경우, 주축(11)이 해당 특정 위상에 어느 정도 근접하면 촬영 지령을 출력할 것인지를 사전에 실험으로 측정해 두어도 된다. 또한, 조명 장치(24)는 상술한 촬영 타이밍의 지연을 고려하여, 실제의 촬영 타이밍에 있어서 발광하도록 설정되어 있어도 된다. 일례로서, 촬영 지령의 출력으로부터 조명 장치(24)가 발광할 때까지의 시간은, μsec 단위로 조정할 수 있다.

촬영 공정에서 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에는, 예를 들어 도 7a 및 도 7b에 도시하는 바와 같은 화상이 포함된다. 도 7a는, 도 4에 도시하는, 작동부(46)가 3개의 돌기부(48)를 포함하는 공구(12)를, 도 4의 화살표 26A로 나타낸 방향으로부터 촬영한 화상을 도시하는 도면이다. 화살표 26A로 나타낸 방향은, 주축(11)의 회전축선 L1에 수직인 방향이다. 도 7b는, 도 4에 도시하는 공구(12)를, 도 4의 화살표 26B로 나타낸 방향으로부터 촬영한 화상을 도시하는 도면이다. 화살표 26B로 나타낸 방향은, 화살표 26A로 나타낸 방향과는 다르며, 또한 주축(11)의 회전축선 L1에 수직인 방향이다. 또한, 도 7a 및 도 7b에 있어서는, 작동부(46)가 갖는 복수의 돌기부(48)의 구체적인 형상에 대해서는 도시를 생략하고, 작동부(46)의 대체적인 형상을 직사각형으로서 나타내고 있다.

본 개시의 실시 형태에 있어서는, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 공구(12)의 작동부(46)가 찍히도록 화상이 촬영되어 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시하는 예에 있어서는, 작동부(46)와 함께 축부(49)가 찍히도록 화상이 촬영되어 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시하는 예에 있어서는, 공구(12) 중 작동부(46)의 전체와 축부(49)의 일부의 실루엣의 화상이 촬영되어 있다.

연산 공정에 있어서는, 촬영 공정에서 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여 작동부 어긋남양을 연산한다. 구체적으로는, 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리 w1, 및 이때의 제1 위상을 구한다. 또한, 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리 w2, 및 이때의 제2 위상을 구한다. 그리고, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산한다. 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 방법에 있어서, 연산 공정은, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7과, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7의 차인 축부 어긋남양 w8을 연산하는, 축부 어긋남양 연산 공정과, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구하는, 변형 연산 공정을 포함한다.

연산 공정은, 상술한 연산부(27)에 의해 행해진다. 즉, 연산부(27)는 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리 w1, 및 이때의 제1 위상을 구한다. 또한, 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리 w2, 및 이때의 제2 위상을 구한다. 또한, 본 개시의 실시 형태에 관한 연산부(27)는, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7과, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7의 차인 축부 어긋남양 w8을 연산하고, 또한 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구한다.

연산 공정에 있어서는, 먼저, 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상의 각각에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리를 구한다. 구체적으로는, 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상의 각각에는 공구(12)의 실루엣이 나타나는데, 복수의 화상의 각각에 있어서 공구(12) 중 작동부(46)의 실루엣의 윤곽을 이루는 외면(46a)과, 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리를 구한다. 특히, 복수의 화상의 각각에 있어서, 작동부(46)의 실루엣 윤곽을 이루는 외면(46a) 중, 주축(11)의 회전축선 L1을 경계로 하여 한쪽의 측(도 7a 및 도 7b에 도시하는 예에 있어서는 도면의 좌측)에 위치하는 외면(46a)과, 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리를 구한다.

또한, 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리는, 예를 들어 디지털 화상의 화소수를 셈으로써 구해진다. 또한, 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리를 구할 때, 예를 들어 이하의 방법에 의해, 연산부(27)에 주축(11)의 회전축선 L1의 위치를 특정시킬 수 있다. 제어 장치(20)에, 카메라(22)가 촬영하는 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1의 위치를 기억시켜 둔다. 그리고, 기억된 주축(11)의 회전축선 L1의 위치를, 연산부(27)에 참조시킨다. 이에 의해, 연산부(27)에, 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1의 위치를 특정시킬 수 있다.

여기서, 촬영된 화상에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리는, 축선 방향 d1에 있어서의 다른 위치에서 비교하여 일정하지 않은 경우가 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시하는 부호 L2를 부여한 이점쇄선은, 공구(12)의 중심을 통과하는 축선을 나타내고 있다. 공구(12)의 중심을 통과하는 축선을, 공구(12)의 중심축선 L2라고 칭한다. 공구(12)가 변형이 없는 이상적인 형상을 갖는 경우에 있어서, 공구(12)의 형상은, 중심축선 L2를 중심으로 하여 회전 대칭이 된다. 도 7a 및 도 7b에 도시하는 예에 있어서는, 공구(12)의 중심축선 L2가, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 어긋나 있기 때문에, 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리가, 축선 방향 d1에 있어서의 다른 위치에서 비교하여 일정하지 않다. 예를 들어, 도 7a 및 도 7b의 각각에 있어서, 축선 방향 d1의 제1 위치 L3에 있어서의 작동부(46)의 외면(46a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리 w3과, 축선 방향 d1의 제2 위치 L4에 있어서의 작동부(46)의 외면(46a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리 w4는, 동등하지 않다. 또한, 상술한 바와 같이 돌기부(48)가 기부(45)를 나선상으로 주회하도록 마련되어 있기 때문에, 촬영된 화상에 있어서의 작동부(46)의 외면(46a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리가 일정하게 되지 않는 것도 생각된다.

이 경우, 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리로서, 축선 방향 d1의 특정 위치인 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리를 구해도 된다. 기준 위치 L5는, 예를 들어 공구(12)의 워크(14)에 접촉할 수 있는 위치로 정해진다. 구체적으로는, 기준 위치 L5는, 공구(12)의 워크(14)에 접촉할 수 있는 위치 중, 가장 주축(11)으로부터 이격된 위치로 정해져도 된다. 본 개시의 실시 형태에 있어서는, 제1 위치 L3을 기준 위치 L5로 한다. 이 경우, 연산 공정에 있어서, 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리로서, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 화상의 거리 w3이 구해진다.

도 8은, 도 4에 도시하는 작동부(46)가 3개의 돌기부(48)를 포함하는 공구(12)에 있어서의, 화상이 촬영되는 위상의 변화와, 각 위상에 있어서 촬영되는 화상의 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리 w3의 변화의 대응을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 8에 있어서는, 화상이 촬영되는 위상의 변화와 거리 w3의 대응을, 곡선에 의해 나타내고 있다. 당해 곡선은, 예를 들어 그래프 상에 화상이 촬영된 각 위상과 거리 w3의 대응을 나타내는 복수의 점을 플롯하고, 플롯된 복수의 점을 연결함으로써 얻어진다. 또한, 도 8에 있어서는, 도 4의 화살표 26B로 나타낸 방향으로부터 화상이 촬영되는 위상을 기준 위상, 즉 주축(11)의 회전 각도가 0°인 위상으로 정하여, 공구(12)가 주회 방향 d2를 제1 측 s1을 향하여 회전하는 경우의, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 위상의 변화를 횡축에 나타내고 있다. 도 8에 도시하는 부호 L6을 부여한 파선은, 도 4의 화살표 26A로 나타낸 방향으로부터 화상이 촬영되는 위상에 있어서의 주축(11)의 회전 각도의 위치를 나타내고 있다. 또한, 도 8에 도시하는 그래프에는, 작동부(46) 중 기부(45)의 단면 형상에는 변형이 없고, 주축(11)의 회전축선 L1에 대한 공구(12)의 중심축선 L2의 어긋남이 특히 작은 경우의, 화상이 촬영되는 위상의 변화와 거리 w3의 변화의 대응이 나타내어져 있다.

도 8에 도시하는 예에 있어서, 거리 w3은, 화상이 촬영되는 위상의 변화에 따라서, 복수의 극댓값(93)을 나타내도록 변화하고 있다. 도 8에 도시하는 위상 범위에는, 거리 w3의 복수회의 산형의 변화가 나타나 있다.

거리 w3은, 화상이 촬영되는 위상의 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 변화에 따라서, 작동부(46)에 포함되는 돌기부(48)의 수만큼 산형의 변화가 나타나도록 변화한다. 또한, 거리 w3은, 화상이 촬영되는 위상의 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 변화에 따라서, 작동부(46)에 포함되는 돌기부(48)의 수의 극댓값(93)이 나타나도록 변화한다. 도 4에 도시하는 공구(12)의 작동부(46)에는 3개의 돌기부(48)가 포함된다. 이 때문에, 도 8에 도시하는 그래프에는, 3개의 산형의 변화가 나타나 있다. 또한, 거리 w3은, 극댓값(93a), 극댓값(93b), 극댓값(93c)의 3개의 극댓값(93)이 나타나도록 변화하고 있다.

도 8에 도시한 바와 같은, 화상이 촬영되는 위상의 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 변화와 거리 w3의 대응을 나타내는 그래프로부터, 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리 w1, 및 이때의 제1 위상을 구할 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같은 그래프로부터, 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리 w2, 및 이때의 제2 위상을 구할 수 있다. 이하, 제1 거리 w1, 제1 위상, 제2 거리 w2 및 제2 위상을 구하는 방법의 일례로서, 도 8에 도시하는 그래프로부터 제1 거리 w1, 제1 위상, 제2 거리 w2 및 제2 위상을 구하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 화상이 촬영되는 위상의 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 변화와, 거리 w3의 대응을 나타내는 그래프에 나타내어지는 복수의 극댓값(93)을 특정한다. 특정된 복수의 극댓값(93)의 각각은, 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 복수의 돌기부(48)의 각각의 외면(48a) 사이의 최대의 거리에 상당한다.

본 개시의 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 도 4에 도시하는 기준 위치 L5에 있어서의 공구(12)의 단면도에 있어서, 복수의 돌기부(48) 중, 돌기부(48)의 외면(48a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 최대의 거리가 가장 커지는 돌기부(48)를 제1 돌기부(481)라고 한다. 또한, 복수의 돌기부(48) 중, 돌기부(48)의 외면(48a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 최대의 거리가 가장 작아지는 돌기부(48)를 제2 돌기부(482)라고 한다. 이 때문에, 특정된 극댓값(93) 중 가장 큰 극댓값(93a)은 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 제1 돌기부(481)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리 w1에 상당한다. 또한, 특정된 극댓값(93) 중 가장 작은 극댓값(93b)은, 기준 위치 L5에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 제2 돌기부(482)의 외면(48a) 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리 w2에 상당한다. 이 때문에, 특정된 극댓값(93)으로부터 가장 큰 극댓값(93a)을 특정함으로써, 제1 거리 w1을 구할 수 있다. 또한, 특정된 극댓값(93)으로부터 가장 작은 극댓값(93b)을 특정함으로써, 제2 거리 w2를 구할 수 있다. 또한, 도 8에 도시하는 극댓값(93c)은, 도 4에 도시하는 제3 돌기부(483)의 외면(48a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 최대의 거리에 상당한다.

제1 위상은, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같은 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상 중, 거리 w3이 제1 거리 w1이 되는 화상이 촬영된 위상이다. 제1 위상은, 도 8에 도시한 바와 같은 화상이 촬영되는 위상의 변화와 거리 w3의 대응을 나타내는 그래프의, 거리 w3이 가장 큰 극댓값(93a)을 취할 때의 위상으로서 구해진다. 도 8에 도시하는 예에 있어서, 제1 위상은, 주축(11)의 회전 각도가 부호 L6에 위치를 나타내는 회전 각도가 되는 위상이다. 제2 위상은, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같은 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상 중, 거리 w3이 제2 거리 w2가 되는 화상이 촬영된 위상이다. 제2 위상은, 도 8에 도시한 바와 같은 화상이 촬영되는 위상의 변화와 거리 w3의 대응을 나타내는 그래프의, 거리 w3이 가장 작은 극댓값(93b)을 취할 때의 위상으로서 구해진다. 도 8에 도시하는 예에 있어서, 제2 위상은, 주축(11)의 회전 각도가 부호 L7을 부여한 파선에 의해 위치를 나타내는 회전 각도가 되는 위상이다.

제1 거리 w1, 제1 위상, 제2 거리 w2 및 제2 위상을 구한 후에, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는, 도 8에 도시하는 작동부 어긋남양 w6을 연산한다. 작동부 어긋남양 w6은, 제1 거리 w1로부터 제2 거리 w2를 뺌으로써 구해진다.

또한, 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 제1 거리 w1, 제1 위상, 제2 거리 w2 및 제2 위상을 구하여, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 연산 공정은, 상술한 예에 한정되지 않는다. 본 개시의 실시 형태에 관한 연산부(27)에는, 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 실질적으로 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 연산 공정이 포함된다.

또한, 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 제1 거리 w1, 제1 위상, 제2 거리 w2 및 제2 위상을 구하여, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 연산부(27)는, 상술한 예에 한정되지 않는다. 본 개시의 실시 형태에 관한 연산부(27)에는, 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 실질적으로 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 연산부(27)가 포함된다.

예를 들어, 연산 공정에 있어서는, 이하의 방법에 의해 작동부 어긋남양 w6을 연산해도 된다. 먼저, 제1 위상에 있어서 촬영된 화상과 제2 위상에 있어서 촬영된 화상을, 주축(11)의 회전축선 L1 및 기준 위치 L5가 겹치도록 겹친다. 그리고, 제1 위상에 있어서 촬영된 화상에 나타나 있는 제1 돌기부(481)의 외면(48a)과, 제2 위상에 있어서 촬영된 화상에 나타나 있는 제2 돌기부(482)의 외면(48a)의 거리를 구하여, 작동부 어긋남양 w6으로 한다. 이 방법에 의해서도, 실질적으로 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산할 수 있다. 상술한 방법은, 연산부(27)에 의해 행할 수 있다.

연산에 의해 작동부 어긋남양 w6을 구하는 것의 효과에 대하여 설명한다. 작동부 어긋남양 w6이 클수록, 공구(12)를 사용하여 워크(14)를 가공할 때, 작동부(46)의 복수의 돌기부(48)의 각각의 워크(14)에 대한 접촉이 불균등해진다. 이 때문에, 작동부 어긋남양 w6이 클수록, 공구(12)에 의한 가공의 정밀도가 저하된다고 생각된다. 연산에 의해 작동부 어긋남양 w6을 구함으로써, 구해진 작동부 어긋남양 w6에 기초하여, 작동부(46)의 복수의 돌기부(48)의 각각의 워크(14)에 대한 접촉의 불균등함의 정도를 파악할 수 있다. 또한, 작동부 어긋남양 w6을, 공구(12)의 교환이나 주축(11)에 대하여 공구(12)가 설정되는 위치의 조정을 행하는 지표로 함으로써, 공구(12)에 의한 가공의 정밀도를 확보할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 개시의 실시 형태에 관한 연산 공정은, 축부 어긋남양 연산 공정과, 변형 연산 공정을 포함한다.

축부 어긋남양 연산 공정에 있어서는, 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7과, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7의 차인 축부 어긋남양 w8을 연산한다.

축부 어긋남양 연산 공정의 일례에 대하여 설명한다. 축부 어긋남양 연산 공정에 있어서는, 먼저, 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상의 각각에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리를 구한다. 구체적으로는, 촬영 공정에서 촬영된 복수의 화상의 각각에는 공구(12)의 실루엣이 나타나는데, 복수의 화상의 각각에 있어서 공구(12) 중 축부(49)의 실루엣 윤곽을 이루는 외면(49a)과, 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리를 구한다. 특히, 복수의 화상의 각각에 있어서, 축부(49)의 실루엣 윤곽을 이루는 외면(49a) 중, 주축(11)의 회전축선 L1을 경계로 하여 한쪽의 측(도 7a 및 도 7b에 도시하는 예에 있어서는 도면의 좌측)에 위치하는 외면(49a)과, 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리를 구한다. 촬영된 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리를 구하는 방법의 상세는, 상술한 연산 공정에 있어서 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리를 구하는 방법의 상세와 마찬가지이다.

여기서, 촬영된 화상에 있어서, 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리는, 축선 방향 d1에 있어서의 다른 위치에서 비교하여 일정하지 않은 경우가 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시하는 예에 있어서는, 공구(12)의 중심축선 L2가, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 어긋나 있기 때문에, 화상에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 작동부(46)의 외면(46a) 사이의 거리가, 축선 방향 d1에 있어서의 다른 위치에서 비교하여 일정하지 않다.

이 경우, 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리로서, 축선 방향 d1의 특정 위치인 축부 기준 위치 L8에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리를 구해도 된다. 축부 기준 위치 L8은, 예를 들어 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 축부(49)와 작동부(46)의 경계의 위치로 정해진다. 이 경우, 축부 어긋남양 연산 공정에 있어서, 축부 기준 위치 L8에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리로서, 도 7a 및 도 7b에 도시하는 화상의 거리 w7이 구해진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 공작 기계(2)의 주축(11) 이외의 부분에 대한 주축(11)의 회전축선 L1의 위치가 정규의 위치로부터 어긋나 있는 것이 상정되는 경우에는, 이하와 같이 거리 w7을 정해도 된다. 거리 w7을, 정규의 위치에 있는 가상의 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리로 해도 된다.

도 9는, 도 4에 도시하는 공구(12)에 있어서의, 화상이 촬영되는 위상의 변화와, 각 위상에 있어서 촬영되는 화상의 축부 기준 위치 L8에 있어서의 주축(11)의 회전축선 L1과 축부(49)의 외면(49a) 사이의 거리 w7의 변화의 대응을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 9에 있어서는, 화상이 촬영되는 위상의 변화와 거리 w7의 대응을, 곡선에 의해 나타내고 있다. 당해 곡선은, 예를 들어, 그래프 상에 화상이 촬영된 각 위상과 거리 w7의 대응을 나타내는 복수의 점을 플롯하고, 플롯된 복수의 점을 연결함으로써 얻어진다. 또한, 도 9에 있어서는, 도 4의 화살표 26B로 나타낸 방향으로부터 화상이 촬영되는 위상을 기준 위상, 즉 주축(11)의 회전 각도가 0°인 위상으로 정하여, 공구(12)가 도 4에 도시하는 주회 방향 d2를 제1 측 s1을 향하여 회전하는 경우의, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 위상의 변화를 횡축에 나타내고 있다. 도 9에 도시하는 부호 L9를 부여한 파선은, 도 4의 화살표 26A로 나타낸 방향으로부터 화상이 촬영되는 위상에 있어서의 주축(11)의 회전 각도의 위치를 나타내고 있다. 도 9에 도시하는 예에 있어서, 제1 위상은, 주축(11)의 회전 각도가 부호 L9에 위치를 나타내는 회전 각도가 되는 위상이다. 또한, 도 9에 도시하는 예에 있어서, 제2 위상은, 주축(11)의 회전 각도가 부호 L10을 부여한 파선에 의해 위치를 나타내는 회전 각도가 되는 위상이다. 또한, 도 9에 도시하는 그래프에는, 축부(49)의 단면 형상에는 변형이 없는 경우의, 화상이 촬영되는 위상의 변화와 거리 w7의 변화의 대응이 나타내어져 있다.

도 9에 도시하는 예에 있어서, 거리 w7은, 화상이 촬영되는 위상의 변화에 따라서, 정현 곡선과 마찬가지의 형상의 파형을 그리도록 변화하고 있다. 도 9에 도시하는 예에 있어서, 거리 w7은, 최댓값(94)과, 최솟값(95)이 나타나도록 변화하고 있다.

일례로서, 도 9에 도시한 바와 같은, 화상이 촬영되는 위상의 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 변화와 거리 w7의 대응을 나타내는 그래프로부터, 축부 기준 위치 L8에 있어서의, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7과, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7의 차인 축부 어긋남양 w8을 연산할 수 있다. 이하, 축부 어긋남양 w8을 구하는 방법의 일례로서, 도 9에 도시하는 그래프로부터 축부 어긋남양 w8을 구하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 화상이 촬영되는 위상의 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸치는 변화와, 거리 w7의 대응을 나타내는 그래프로부터, 축부 기준 위치 L8에 있어서의, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7을 특정한다. 또한, 축부 기준 위치 L8에 있어서의, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7을 특정한다. 그리고, 특정된 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7로부터, 특정된 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7을 뺀다. 이에 의해, 축부 기준 위치 L8에 있어서의, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7과, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7의 차인 축부 어긋남양 w8을 연산할 수 있다. 또한, 제1 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7의 쪽이, 제2 위상에 있어서의 축부(49)의 외면(49a)으로부터 주축(11)의 회전축선 L1까지의 거리 w7보다도 큰 경우에는, 거리 w7은 음의 값이 된다.

변형 연산 공정에 있어서는, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구한다. 즉, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형의 정도를 평가한다. 구체적으로는, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형의 정도를 나타내는 변형도 α를 계산하여, 변형도 α의 크기에 기초하여 작동부(46)의 변형의 정도를 평가한다. 또한, 축부 어긋남양 w7이 음의 값인 경우에는, 변형도 α는, 작동부 어긋남양 w6에 축부 어긋남양 w8의 절댓값을 더한 값이 된다.

작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구하는 것의 효과에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 작동부 어긋남양 w6에 기초하여, 작동부(46)의 복수의 돌기부(48)의 각각의 워크(14)에 대한 접촉의 불균등함의 정도를 파악할 수 있다. 그러나, 작동부 어긋남양 w6의 크기는, 주축(11)의 회전축선 L1에 대한 공구(12)의 중심축선 L2의 어긋남과, 복수의 돌기부(48)의 각각의 크기가 다른 등의 작동부(46)의 변형의 양쪽의 영향에 의해 결정된다. 또한, 공작 기계(2)의 주축(11) 이외의 부분에 대한 주축(11)의 회전축선 L1의 위치가 정규의 위치로부터 어긋나 있는 것이 상정되는 경우에는, 주축(11)의 회전축선 L1의 위치의 정규의 위치로부터의 어긋남도, 작동부 어긋남양 w6의 크기에 영향을 미친다. 그리고, 작동부 어긋남양 w6을 구하는 것만으로는, 작동부 어긋남양 w6이, 주축(11)의 회전축선 L1에 대한 공구(12)의 중심축선 L2의 어긋남이나 주축(11)의 회전축선 L1의 위치의 정규의 위치로부터의 어긋남이 크기 때문에 커진 것인지, 작동부(46)의 변형이 크기 때문에 커진 것인지는 파악할 수 없다.

이에 반해, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구함으로써, 작동부 어긋남양 w6에 대한 작동부(46)의 변형의 영향의 크기를 파악할 수 있다. 예를 들어, 구해진 작동부 어긋남양 w6이 큰 경우에, 작동부(46)의 변형도 α가 크면, 작동부(46)의 변형이 크기 때문에 작동부 어긋남양 w6이 커졌다고 판단할 수 있다. 또한, 구해진 작동부 어긋남양 w6이 큰 경우에, 작동부(46)의 변형도 α가 작으면, 주축(11)의 회전축선 L1에 대한 공구(12)의 중심축선 L2의 어긋남이나 주축(11)의 회전축선 L1의 위치의 정규의 위치로부터의 어긋남이 크기 때문에 작동부 어긋남양 w6이 커졌다고 판단할 수 있다.

또한, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구하는 것에는, 축부 어긋남양 w8에 기초하여 축부 어긋남양 w8의 보정값을 계산하고, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 보정값의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구하는 것도 포함된다.

축부 어긋남양 w8의 보정값을 계산하는 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 주축(11)의 회전축선 L1에 대하여 공구(12)의 중심축선 L2가 기울어져 있는 것이 생각된다. 이 경우, 공구(12)의 중심축선 L2의 기울기에 의한 영향은, 기준 위치 L5에 있어서 구해지는 작동부 어긋남양 w6보다도, 기준 위치 L5보다도 주축(11)측에 위치하는 축부 기준 위치 L8에 있어서 구해지는 축부 어긋남양 w8에 있어서 커진다고 생각된다. 이러한 경우, 이하와 같이 하여 축부 어긋남양 w8의 보정값을 계산해도 된다. 공구(12)의 주축(11)측의 단부로부터 기준 위치 L5까지의 거리를 w9라고 한다. 또한, 공구(12)의 주축(11)측의 단부로부터 축부 기준 위치 L8까지의 거리를 w10이라고 한다. 이때, 축부 어긋남양 w8에 (w9/w10)을 곱하여 축부 어긋남양 w8의 보정값을 산출하고, 이 축부 어긋남양 w8과 작동부 어긋남양 w6의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구해도 된다. 바꿔 말하면, 작동부(46)의 변형의 정도를 나타내는 변형도 α를, 이하의 식 (1)에 의해 구해도 된다.

연산 공정 후에, 연산 공정의 결과에 기초하여, 공작 기계(2) 및 공구(12)를 조정해도 된다. 공작 기계(2) 및 공구(12)의 조정은, 예를 들어 작동부 어긋남양 w6, 축부 어긋남양 w8 또는 변형도 α가 작아지도록 행한다.

공작 기계(2) 및 공구(12)의 조정은, 예를 들어 이하와 같이 행한다. 작동부 어긋남양 w6, 축부 어긋남양 w8 및 변형도 α에 대해서, 허용할 수 있는 최대의 수치인 기준값을 정해 둔다. 기준값은, 예를 들어 공작 기계(2) 및 공구(12)를 사용한 가공에 요구되는 정밀도에 따라서 정해진다. 연산 공정에 있어서 구해진 작동부 어긋남양 w6, 축부 어긋남양 w8 및 변형도 α 중 어느 것이 기준값을 초과한 경우에는, 당해 수치가 기준값 이하로 되도록 공작 기계(2) 및 공구(12)를 조정한다. 연산 공정에 있어서 구해진 작동부 어긋남양 w6, 축부 어긋남양 w8 및 변형도 α가 모두 기준값 이하인 경우에는, 공작 기계(2) 및 공구(12)의 조정을 행하지 않는다. 공작 기계(2) 및 공구(12)의 조정으로서는, 공구(12)의 교환이나, 주축(11)에 대한 공구(12)의 위치의 조정을 행할 수 있다.

특히, 작동부 어긋남양 w6이 기준값을 초과하고, 또한 변형도 α가 기준값을 초과한 경우에는, 마모 등에 의해 작동부(46)의 변형이 커졌다고 판단해도 된다. 이 경우에는, 공구(12)의 교환을 행해도 된다. 또한, 작동부 어긋남양 w6이 기준값을 초과하고, 또한 변형도 α가 기준값 이하인 경우에는, 작동부(46)의 변형은 허용할 수 있는 정도로 작지만, 주축(11)의 회전축선 L1에 대한 공구(12)의 중심축선 L2의 어긋남이 크기 때문에 작동부 어긋남양 w6이 커졌다고 판단해도 된다. 이 경우에는, 주축(11)의 회전축선 L1에 대한 공구(12)의 중심축선 L2의 어긋남이 작아지도록, 주축(11)에 대하여 공구(12)가 설정되는 위치를 조정해도 된다.

또한, 공구 측정 장치(1)는, 연산부(27)에 의해 구해진 작동부 어긋남양 w6, 축부 어긋남양 w8 또는 변형도 α가 기준값을 초과한 경우에는, 알람을 발하여 사용자에게 공작 기계(2) 및 공구(12)의 조정을 재촉해도 된다.

연산 공정의 결과에 기초하여 공작 기계(2) 및 공구(12)를 조정하거나, 또는 공작 기계(2) 및 공구(12)의 조정은 불필요하다고 판단한 후에, 공작 기계(2) 및 공구(12)를 사용한 워크(14)의 가공을 재개해도 된다. 공작 기계(2)를 사용하여 공구(12)를 도 5에 도시하는 위치로부터 3차원으로 이동시킴으로써, 공구(12)를 워크(14)에 접촉시켜서, 워크(14)의 가공을 재개할 수 있다.

본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1) 및 공구 측정 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다. 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1)에 있어서, 연산부(27)는, 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여 제1 거리 w1 및 제2 거리 w2를 구하여, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산한다. 또한, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 방법은, 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여 제1 거리 w1 및 제2 거리 w2를 구하여, 제1 거리 w1과 제2 거리 w2의 차에 상당하는 작동부 어긋남양 w6을 연산하는 연산 공정을 구비한다. 이에 의해, 복수의 돌기부(48)를 비교한 경우의, 돌기부(48)의 각각의 외면(48a)과 주축(11)의 회전축선 L1 사이의 거리의 어긋남의 최댓값에 상당하는, 작동부 어긋남양 w6을 구할 수 있다. 이 때문에, 작동부 어긋남양 w6을, 공구(12)의 교환이나 주축(11)에 대하여 공구(12)가 설정되는 위치의 조정을 행하는 지표로 함으로써, 공구(12)에 의한 가공의 정밀도를 확보할 수 있다.

특히, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1) 및 공구 측정 방법에 의하면, 회전 중인 공구의 작동부 어긋남양 w6을 연산할 수 있다. 이 때문에, 회전 중에 공구(12)에 발생하는 원심력이나 열 등의 영향을 받은 상태에서, 작동부 어긋남양 w6을 연산할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1)에 의하면, 촬영 지령 제어부(25)가, 공구(12)의 다른 회전마다 촬영 지령을 출력한다. 또한, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 방법에 의하면, 촬영 공정에 있어서, 공구(12)의 다른 회전마다 공구(12)를 촬영한다. 이에 의해, 고속 회전하는 공구(12)를 촬영하는 경우라도, 카메라(22)의 셔터 스피드가 따라가지 못하게 될 우려 없이 화상을 촬영할 수 있다.

또한, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1)에 의하면, 연산부(27)가, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구한다. 또한, 본 개시의 실시 형태에 관한 공구 측정 방법에 의하면, 연산 공정이, 작동부 어긋남양 w6과 축부 어긋남양 w8의 차에 기초하여 작동부(46)의 변형을 구하는, 변형 연산 공정을 포함한다. 이에 의해, 작동부 어긋남양 w6에 대한 작동부(46)의 변형의 영향의 크기를 파악할 수 있다.

이상과 같이, 구체예를 참조하면서 일 실시 형태를 설명해 왔지만, 상술한 구체예가 일 실시 형태를 한정하는 것을 의도하고 있지 않다. 상술한 일 실시 형태는, 그 밖의 다양한 구체예로 실시되는 것이 가능하고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 변형의 일례에 대하여 설명한다. 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 상술한 구체예와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대해서, 상술한 구체예에 있어서의 대응하는 부분에 대하여 사용한 부호와 동일한 부호를 사용함과 함께, 중복되는 설명을 생략한다.

(변형예)

변형예에 관한 공구 측정 장치(1)는, 상술한 실시 형태에 관한 공구 측정 장치(1)와 마찬가지로 하여, 공작 기계(2)의 주축(11)에 설정된 공구(12)의 형상을 측정하는 장치이며, 카메라(22)와 주축 회전 각도 센서(23)와 제어 장치(20)를 구비하고 있다.

도 10a는, 변형예에 관한 공작 기계(2)의 주축 헤드(4)를 도시하는 개략 단면도이다. 도 10a에는, 공작 기계(2)의 주축 헤드(4)와 함께, 주축(11)의 회전 각도를 검출하는 주축 회전 각도 센서(23)가 도시되어 있다. 변형예에 관한 공구 측정 장치(1)에 있어서, 주축 회전 각도 센서(23)는 주축(11)(주축(11)에 설치되어 있는 공구(12))의 회전 각도를 검출하는 것이다. 또한, 주축 회전 각도 센서(23)는 주축(11)이 회전하고 있을 때에 연속 펄스 신호(도 10c를 참조)를 출력함과 함께, 주축(11)이 1회전할 때마다 1주기의 펄스 신호를 발하도록 구성되어 있다. 또한, 주축(11)이 일정 속도로 회전하고 있음으로써, 연속 펄스 신호의 주기는 일정값으로 되어 있다.

주축 회전 각도 센서(23)에 대해서, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 10b는, 변형예에 관한 공작 기계의 주축 회전 각도 센서(23)를, 도 10a에 도시하는 방향 VB로부터 본 모습을 도시하는 도면이다. 주축 회전 각도 센서(23)는, 예를 들어 반사식의 광전 센서(43)와 마크(47)를 구비하여 구성되어 있다.

광전 센서(43)는 주축(11)에 일체적으로 마련되어 있다. 마크(47)는, 주축(11)에 예를 들어 이 반주에 걸쳐서 일체적으로 마련되어 있다(도 10b의 파선을 부여한 부위를 참조). 그리고, 주축(11)이 회전하면, 광전 센서(43)가 마크(47)를 검출하고 있는 상태와 검출하고 있지 않는 상태를 반복하여, 광전 센서(43)가 도 10c에서 나타내는 바와 같은 연속 펄스 신호를 발하도록 되어 있다. 광전 센서(43)는 하우징(31)에 일체적으로 마련되어 있어도 된다.

이미 이해되는 바와 같이, 주축 회전 각도 센서(23)에 의한 주축(11)의 회전 각도의 분해능은, 매우 크게 180°로 되어 있다.

주축 회전 각도 센서(23)는, 주축(11)의 회전수(회전 각속도)도 검출하도록 구성되어 있다. 주축 회전 각도 센서(23)는, 상술한 바와 같이, 일정한 회전수로 회전하고 있는 주축(11)에 의해 예를 들어 도 10c에서 도시한 바와 같은 직사각형 파형의 연속 펄스 신호를 발하도록 구성되어 있다.

제어 장치(20)가, 주축 회전 각도 센서(23)가 발한 연속 펄스 신호를 수신하고, 소정의 시간당의, 온ㆍ오프되는 연속 펄스 신호의 시간 간격(연속 펄스 신호의 주기)을 측정함으로써, 주축(11)의 회전수를 검출할 수 있다. 또한, 제어 장치(20) 대신에 주축 회전 각도 센서(23)가 온ㆍ오프되는 연속 펄스 신호의 시간 간격을 측정함으로써, 주축 회전 각도 센서(23)에 의해 주축(11)의 회전수가 검출되어도 된다.

변형예에 관한 주축 회전 각도 센서(23)에 의하면, 이하의 방법에 의해, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서, 각도 θ씩 어긋난 위상에 있어서의 공구(12)의 화상을 촬영할 수 있다. 먼저, 제어 장치(20) 또는 주축 회전 각도 센서(23)에 의해 검출된 회전수로부터, 주축(11)이 1회전하는 시간, 및 주축(11)이 각도 θ만큼 회전하는 시간을 산출한다. 다음에 주축(11)의 회전의 위상 중 하나의 위상을 기준 위상으로 정하여, 기준 위상에 있어서 촬영 지령 제어부(25)에 촬영 지령을 출력시켜서, 공구(12)를 촬영한다. 다음에, 주축(11)이 m회전(m은 양의 정수, 예를 들어 10회전으로 함)한 후 각도 θ만큼 더 회전하는 시간을 두고, 촬영 지령 제어부(25)에 촬영 지령을 출력시킨다. 이에 의해, 기준 위상으로부터 각도 θ만큼 어긋난 위상에 있어서 공구(12)의 촬영을 행할 수 있다. 또한, 마찬가지의 방법에 의해, 제n 위상(n은 양의 정수로 함)에 있어서 n회째의 공구(12)의 촬영을 행한 후, 제n 위상으로부터 각도 θ만큼 어긋난 제n+1 위상에 있어서 n+1회째의 공구(12)의 촬영을 행하는 조작을 반복한다. 이에 의해, 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐서, 각도 θ씩 어긋난 위상에 있어서의 공구(12)의 화상을 촬영할 수 있다.

상기 실시 형태 및 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 필요에 따라서 적절히 조합하는 것도 가능하다. 혹은, 상기 실시 형태 및 변형예에 나타내어지는 전체 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 된다.

1: 공구 측정 장치
2: 공작 기계
11: 주축
12: 공구
20: 제어 장치
22: 카메라
23: 주축 회전 각도 센서
24: 조명 장치
25: 촬영 지령 제어부
27: 연산부
46: 작동부
48: 돌기부
481: 제1 돌기부
482: 제2 돌기부
49: 축부

Claims (8)

1. 공작 기계의 주축에 설정된 공구를 측정하는 공구 측정 장치이며,
   상기 공구를 촬영하는 카메라와,
   상기 주축의 회전 각도를 검출하는 주축 회전 각도 센서와,
   제어 장치를 구비하고,
   상기 공구는, 적어도 제1 돌기부와 제2 돌기부의 2개의 돌기부를 포함하는 작동부를 갖고,
   상기 제어 장치는, 상기 주축 회전 각도 센서가 검출한 상기 주축의 회전 각도에 따라서 상기 카메라에 촬영 지령을 출력하는 촬영 지령 제어부와, 상기 카메라가 촬영한 화상에 기초하여 연산을 행하는 연산부를 갖고,
   상기 촬영 지령 제어부는, 상기 주축의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서, 상기 카메라에 촬영 지령을 출력하고,
   상기 연산부는, 상기 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 상기 주축의 회전축선과 상기 제1 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리, 및 이때의 제1 위상과, 상기 주축의 회전축선과 상기 제2 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리, 및 이때의 제2 위상을 구하여, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에 상당하는 작동부 어긋남양을 연산하는, 공구 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 촬영 지령 제어부는, 상기 공구의 다른 회전마다 상기 촬영 지령을 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 출력하는, 공구 측정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 작동부는, 2개 이상의 상기 돌기부를 포함하고, 이 중, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 커지는 돌기부를 상기 제1 돌기부로 하고, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 작아지는 돌기부를 상기 제2 돌기부로 하는, 공구 측정 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공구는, 상기 작동부로부터, 상기 주축의 회전축선 방향으로 연장되어, 일단부에 있어서 상기 주축에 고정되고, 타단부에 있어서 상기 작동부와 접속하는, 원주상의 축부를 갖고,
   상기 연산부는, 상기 제1 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리와, 상기 제2 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리의 차인 축부 어긋남양을 연산하고, 또한 상기 작동부 어긋남양과 상기 축부 어긋남양의 차에 기초하여 상기 작동부의 변형을 구하는, 공구 측정 장치.
5. 공작 기계의 주축에 설정된 공구를 측정하는 공구 측정 방법이며,
   상기 공구는, 적어도 제1 돌기부와 제2 돌기부의 2개의 돌기부를 포함하는 작동부를 갖고,
   상기 주축의 회전 각도를 검출하고, 검출한 상기 주축의 회전 각도에 따라서, 상기 주축의 회전 각도가 다른 복수의 위상에 있어서 상기 공구를 촬영하는 촬영 공정과,
   상기 촬영 공정에서 상기 복수의 위상의 각각에 있어서 촬영된 복수의 화상에 기초하여, 상기 주축의 회전축선과 상기 제1 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제1 거리, 및 이때의 제1 위상과, 상기 주축의 회전축선과 상기 제2 돌기부의 외면 사이의 거리가 최대가 되는 제2 거리, 및 이때의 제2 위상을 구하여, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차에 상당하는 작동부 어긋남양을 연산하는 연산 공정을 구비하는, 공구 측정 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 촬영 공정에 있어서, 상기 공구의 다른 회전마다 순차 0° 이상 360° 미만의 전체 위상 범위에 걸쳐 상기 공구를 촬영하는, 공구 측정 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 작동부는, 2개 이상의 상기 돌기부를 포함하고, 이 중, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 커지는 돌기부를 상기 제1 돌기부로 하고, 상기 돌기부의 외면과 상기 주축의 회전축선 사이의 최대의 거리가 가장 작아지는 돌기부를 상기 제2 돌기부로 하는, 공구 측정 방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 공구는, 상기 작동부로부터, 상기 주축의 회전축선 방향으로 연장되어, 일단부에 있어서 상기 주축에 고정되고, 타단부에 있어서 상기 작동부와 접속하는, 원주상의 축부를 갖고,
   상기 연산 공정은, 상기 제1 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리와, 상기 제2 위상에 있어서의 상기 축부의 외면으로부터 상기 주축의 회전축선까지의 거리의 차인 축부 어긋남양을 연산하는, 축부 어긋남양 연산 공정과, 상기 작동부 어긋남양과 상기 축부 어긋남양의 차에 기초하여 상기 작동부의 변형을 구하는, 변형 연산 공정을 포함하는, 공구 측정 방법.

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