TWI380872B

TWI380872B - Tool nose position detection method and tool nose position detection device

Info

Publication number: TWI380872B
Application number: TW099108705A
Authority: TW
Inventors: Takanobu Akiyama; Hiroyuki Kakishima
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2013-01-01
Also published as: US20100242693A1; US8522654B2; TW201102212A; JP2010256341A; KR101161496B1; KR20100109470A

Description

刀尖位置檢測方法及刀尖位置檢測裝置

本發明是關於一種工作母機的刀尖位置檢測方法及刀尖位置檢測裝置者。尤其是，精密軋輥車床的高精度的對刀尖所用的刀尖位置檢測方法及刀尖位置檢測裝置者。

作為加工軋輥的工作母機，眾知有軋輥磨床或軋輥車床。

其中，軋輥車床是將安裝金剛石車刀的刀具台設置於往復台的車床。在主軸台旋轉軋輥，一面朝前後方向(X軸)移動往復台，一面來加工周方向的溝為基本上的使用方法。欲在軸方向加工溝時，一面在主軸台(C軸)分度軋輥，一面朝左右方向(Z軸)高速移動往復台。藉此，在軸方向可製造出溝。

近年來，藉由機械控制技術的進步，實現了將凹凸圖案等加工在軋輥外周面的超精密加工。例如，成為藉由車床可加工成形光學透鏡的金屬模。本案申請人，也提案著將菲湼耳透鏡(Fresnel lens)成形用的金屬模予以加工的豎型車床(專利文獻1)。在此豎型車床，可高精度地加工菲湼耳透鏡成形金屬模的V形透鏡溝。

可是，利用液晶顯示裝置的普及，被使用於液晶面板的背面光的透鏡片的需求。有增大的情形，在此種透鏡片，除了菲湼耳透鏡片以外，還使用著雙透鏡片、交叉雙透鏡片、稜鏡片等。

又，在最近，使用轉印輥藉由擠壓成形來成形雙透鏡片、交叉雙透鏡片、稜鏡片被檢討。

雙透鏡片用的轉印輥，是以一定間距精密地加工周方向的溝被成形於該輥的外周面。因此，在軋輥車床也可實施其加工。

對於此，交叉雙透鏡用的轉印輥或稜鏡用的轉印軋輥，是在該輥的外周面，必須加工成四角錐(四角稜錐)或三角錐(三角稜錐)的形狀圖案。

以往，使用如上述的精密軋輥車床而為了進行此種精密的加工，首先使用專用的工模來求出工具台的旋轉中心位置，以具備於機械的顯微鏡(光學系)來攝影刀尖而顯示於監控上，操作人員以手動將刀尖位置對準於顯示於該監測器上的縱橫兩條的游絲的交點，而依據從此時的旋轉中心位置一直到刀尖位置的座標求出刀尖位置資訊。

又，金屬模成為大型化之故，因而在加工途中必須進行車刀更換。此種情形的車刀的定位，是被要求極高的精度。

又，在稜鏡片等，因而因應於光學性設計，使用一種類的車刀的加工並不充分，如第13圖所示地，成為必須使用複數種類車刀的加工。這時候，車刀的對位的重要性更增加。如第13圖所示地，使用三個刀具時，各刀具的加工間距是必須極正確。因此，刀具的定位是很重要。

其他，有關於也可使用在特定刀尖的位置的刀具形狀測定裝置，提案例如引用文獻2或3所述者。

專利文獻1：特開2004-358624號公報

專利文獻2：特開2006-284531號公報

專利文獻3：特開平8-257876號公報

然而，欲將刀尖謹慎地定位於游絲的交點的作業，很煩雜，而調整時間有長時間化的缺點問題。又，無法避免隨伴著依人工的操作定位誤差的發生。

另一方面，例如在途中更換複數的刀具來使用時，或是旋轉定位一支刀具來使用時，必須以單微米的精度來設定刀尖精度。

但是，例如以透鏡倍率20倍而以2/3英吋相當的CCD攝影機進行攝影刀尖，並以大約8.4英吋的監測器進行觀察時，監測器上的游絲粗細是利用顯示的倍率等有所不同，惟也有相當於大約2～3μm之故，因而以所必須的精度很難得到刀尖資訊。

本發明是為了解決上述的缺點問題而創作者，提供一種可正確地檢測刀尖位置的刀尖位置檢測方法及刀尖位置檢測裝置作為目的。

為了解決，本發明的一種刀尖位置的檢測方法，其特徵為：具備：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隙進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及以上述二次近似直線交點作為刀尖，而得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。

較佳是上述第1抽樣掃描是成為朝往復方法進行掃描，在往路的掃描中，上側稜線上之點或下側稜線上之點被辨識，在復路的掃描中，下側稜線上之點或上側稜線上之點成為被辨識。

又，較佳是第2抽樣掃描的間隔是比第1抽樣掃描的間隔還要細。

或是，本發明是一種刀尖位置的檢測方法，其特徵為：具備：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及得到上述二次近似直線所成的角的二等分線的刀尖安裝角度直線的工序；及在上述刀尖安裝角度直線上，進行第3掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖上之點的工序；及針對於上述所辨識的工具刀尖上之點，得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。

或是，本發明是一種工具刀尖位置檢測裝置，其特徵為：具備：固定工具的刀具台；及將包括上述工具的工具刀尖的畫面予以攝影的攝影機；及對於以上述攝影機所攝影的畫面可實施如下工序的畫像處理部，該畫像處理部可實施的工序為：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及以上述二次近似直線的交點作為刀尖，而得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。

或是，本發明是一種工具刀尖位置檢測裝置，其特徵為：具備：固定工具的刀具台；及將包括上述工具的工具刀尖的畫面予以攝影的攝影機；及對於以上述攝影機所攝影的畫面可實施如下工序的畫像處理部，該畫像處理部可實施的工序為：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及得到上述二次近似直線所成的角的二等分線的刀尖安裝角度直線的工序；及在上述刀尖安裝角度直線上，進行第3掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖上之點的工序；及針對於上述所辨識的工具刀尖上之點，得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。

依照本發明，藉由畫像處理的一般性的掃描手法，得到工具刀尖的上側稜線及下側稜線的一次近似直線之後，依據該一次近似直線，重新得到近似工具刀尖的上側稜線及下側稜線的二次近似直線之故，因而更高精度地可把握工具刀尖的上側稜線及下側稜線，甚至於更高精度地可得到工具刀尖的位置資訊。

以下，針對於本發明的實施形態，詳細地進行說明。

首先，針對於本發明所適用的精密軋輥車床，一面參照所附圖式一面進行說明。第1圖是表示本發明所適用的精密軋輥車床的一例的側面圖，第2圖是其俯視圖。

在第1圖及第2圖中，參照號碼10是底座。在此座底10的上面配置有主軸台12，壓心台14，往復台16。工件是軋輥形狀的軋輥W，而以主軸台12與壓心台14旋轉自如地被支撐。

主軸台12是被配置於底座10的長度方向的一端部。此主軸台12是包括：本體部17、及主軸18、及被安裝於此主軸18的前端的夾頭19、及驅動主軸18的伺服電動機20。主軸18是藉由內設於本體部17的未圖示的油靜壓軸承所支撐。夾頭19是握持工件W的軸，成為將主軸19的旋轉傳動至工件。在此主軸台12、伺服電動機20是為了以高速旋轉工件W進行驅動主軸18。還有，藉由編碼器22使得伺服電動機20的旋轉量被檢測，而利用伺服電動機20的旋轉量被控制，在主軸台12附加著作為進行分度工件W的圓周方向的分度軸(C軸)的功能。又，主軸台12的軸承是除了油靜壓軸承以外，空氣軸承、支承軸承也可以。

又，壓心台14是相對於主軸台12，而被配置於底座10上。在底座10的上面，設有未圖示的導面，而壓心台14是可移動地設置在該導面上。壓心台14是代替習知一般的壓心軸，而具備主軸23。又，藉由安裝於此主軸23的夾頭25，成為旋轉自如地支撐軋輥W的軸。此種壓心台14是除了未具有伺服電動機之處以外，基本上的構成是與主軸台12同樣者。

以下，針對於往復台16進行說明。

往復台16是包括朝軋輥W的軸方向可移動地設於底座10上的鞍台26。在此鞍台26的上面設有朝與軋輥W的軸方向直角的方向可移動的工件台28。在本實施形態的精密軋輥車床中，移動鞍台26的軸成為Z軸，而在鞍台26上移動工作台28的軸成為X軸。

第3圖是表示從底座10或鞍台26拆下蓋類的狀態下的旋轉台30的圖式。第4圖是表示旋轉台30的斷面圖。依本實施形態的旋轉台30，是包括旋轉台本體31。

刀具台33可裝卸地安裝於旋轉台30的頂板32。此刀具台33是車刀夾持具34、及軸承35、及減速機37、及伺服電動機38被單元化成為一體的構造。刀具台33是被安裝於頂板32，惟也成為可拆下。

在車刀夾持具34，保持有金剛石車刀36。此車刀夾持具34的軸是藉由軸承35旋轉自如地被支撐。在車刀夾持具34的軸，連結有減速機37的輸出軸，而在減速機37的輸入軸，連結有伺服電動機38。因此，伺服電動機38的旋轉成為在減速機37被減速，之後被傳達至車刀夾持具34。如下所述地，利用伺服電動機38的控制，金剛石車刀36被旋轉在A軸周圍。

如第4圖所示地，在旋轉台本體31的內部，設有主軸40。此主軸40是藉由止推軸襯41與徑向軸襯49，旋轉自如地被支撐。在此實施形態中，止推軸襯41與主軸40的下端面之間，及徑向軸襯49與主軸40之間，形成有大約15μm的間隙。藉此，分別構成以高壓空氣支撐主軸40的止推負荷，徑向負荷的空氣靜壓軸承。代替空氣靜壓軸承，也可採用油靜壓軸承。在主軸40，連結有頂板32。

在頂板32，同軸地安裝有驅動軸50。在此驅動軸50，固定著伺服電動機51的轉子51a。藉此，內裝型伺服電動機51與定子51b一起被組裝於旋轉台本體31的內部。藉由此伺服電動機51使得驅動軸50旋轉驅動，藉此，刀具台33與頂板32一起進行旋轉。此旋轉軸構成將刀具台33的金剛石車刀36予以分度的B軸。

在第3圖中，在鞍台26的上面，倒V形地延伸著導面所形成的X軸導軌40。在此X軸導軌40，設有藉由護圈所保持的多數小滾子所排列的有限型滾動導件41。同樣地，在底座10的上面，倒V形地延伸著導面所形成的Z軸導軌42。在此Z軸導軌42，設有有限型的滾動導件43。

移動鞍台26的Z軸移動驅動裝置，及移動裝載旋轉台30的工件台28的X軸移動驅動裝置，都從線性電動機所構成。在第3圖中，參照號碼47是表示構成X軸移動機構的線性電動機的永久磁鐵列，48是表示與Z軸導軌42平行地延伸的永久磁鐵列。

在第4圖中，參照號碼52是表示NC裝置。此NC裝置52是數值控制X軸、Z軸、A軸、B軸、C軸。A軸時，藉由A軸伺服機構54、及檢測金剛石車刀36的旋轉角度的編碼器53，組裝有位置控制迴路，比較來自NC裝置52的指令，及來自編碼器53的位置回饋，把伺服電動機38控制成為金剛石車刀36的前刀面所指令的角度。又，針對於B軸，藉由B軸伺服機構57，及編碼器56組裝有位置控制迴路，構成在主軸40具有分度軸的功能。

在第5圖，表示以此種軋輥車床作為前提的本發明的構成系統例子。

本構成例是來檢測被安裝於可旋轉的刀具台33的刀具的車刀36的前端部36a(刀尖)的位置者。位置測定的原點(測定基準點)，是刀具台33的旋轉中心O。此原點，為以位於前後方向的X方向的基準點，左右方向的Z方向的基準點時作為基準位置。在此，X方向位置仍為基準位置，而僅變更Z方向位置。亦即，針對於朝Z軸方向平行移動時進行考察。

車刀36的前端是藉由工業用的光學顯微鏡51及被安裝於它的CCD攝影機52被攝影。此些光學顯微鏡51及CCD攝影機52，是藉由移動機構53朝Z方向可自由地移動。因此，可將車刀前端的畫像位於畫像的大約中心。

在測定車刀36的前端位置之際，控制移動機構53而將測定原點一致於Z軸基準位置，亦即，一致於刀具台33的旋轉中心之後，再控制移動機構53，將刀尖位於攝影畫像的大約中心。

這時候，以CCD攝影機所得到的畫像資料，為藉由畫像控制器54被顯示在畫面上。來自顯示畫像內的各點的基準位置的座標，是視需要，藉由指定畫面內的該點，可進行顯示。

此畫像控制器54是進行刀尖位置測定者，具有記憶以CCD攝影機所取入的畫像及其座標的記憶體54c，進行各種演算的演算部54b，控制此些的演算控制部54a。

以下，針對於刀尖位置的檢測方法，參照第6圖的流程圖及各步驟的處理內容的第7圖至第11圖，詳細地說明。

首先，將攝影畫像設定成適用於計測的倍率，進行以刀具台的旋轉中心作為基準位置的校正。在事先進行正確的校正時可省略此工序。

以下，刀尖的畫像顯示於顯示畫面內的大約中心的方式，控制移動機構53來移動攝影機位置(步驟S1)。此種概略對位，是也可以手動，惟使用公知的各種辨識技術自動地進行較佳。如第7圖所示地，此時的畫像是可看到表示工具刀尖的輪廓的兩個稜線。

此時，以電腦控制NC裝置55(CNC)所實行的專用軟體，而在畫像控制器54的畫像中取得刀尖位置資訊。另一方面，由CNC55取得此時的精密軋輥車床的機械座標，而記憶在畫像控制器54內的記憶體54c。

首先，為了正確地辨識工具刀尖(車刀36的前端部36a)的兩個稜線，將至少包括被認為刀尖的上側稜線(邊緣)的部分的畫像設定作為計測領域1(步驟S2)，從上往下掃描該計測領域1內的畫像，而依據畫面上的明度差來檢測刀具的上側稜線上之點(步驟S3)。此例子的情形，工具是以白色表示，而背景是以類似梨皮斑點的花樣表示(參照第7圖)。

此時的掃描是不必針對於全像素進行，而以粗的掃描就足夠。例如以每隔10像素的間隔進行抽樣掃描。

在第7圖表示著進行此種抽樣掃描的樣子。

例如如圖示地，在掃描線A都是白領域之故，因而稜線(邊緣)是未存在。在掃描線B，從類似梨皮斑點的花樣領域移行至白領域之點成為上側稜線上之點。在掃描線C，從類似梨皮斑點的花樣領域移行至白領域，之後再成為類似梨皮斑點領域之故，因而知道從類似梨皮斑點的花樣領域移行至白領域的位置為上側稜線上之點。又，在比刀尖還位於右側領域的掃描線D，不會在類似梨皮斑點的花樣領域全部移行至白領域之故，因而未存在著邊緣。

亦即，從類似梨皮斑點的花樣領域移到白領域之點為上側稜線上之點。依據所檢測的稜線上之點的資訊，連接這些位置的一次近似直線α為藉由最小平方法以一次式的形式求得。此成為上側稜線的近似直線(步驟S4)。

其次，將至少包括被認為刀尖的下側稜線(邊緣)的部分的畫像設定作為計測領域2(步驟S5)，從下往上掃描該計測領域2內的畫像，而依據畫面上的明度差來檢測刀具的下側稜線上之點(步驟S6)。這時候，也必須進行抽樣掃描，從類似梨皮斑點的花樣領域移行至白領域之點，為下側稜線上之點。例如，如第8圖所示地，在掃描線a，都是白領域之故，因而未存在稜線邊緣。在掃描線b，從白領域移行至類似梨皮斑點的花樣領域，惟此並不是下側稜線。在掃描線c，從類似梨皮斑點的花樣領域移至白領域，之後再移行至類似梨皮斑點的花樣領域之故，因而從類似梨皮斑點的花樣領域移行至白領域的位置為下側稜線上之點。在比刀尖還位於右側掃描線d都是黑領域之故，因而未存在著邊緣。

亦即，從類似梨皮斑點的花樣領域移到白領域之點為下側稜線上之點。依據所檢測的稜線上之點的資訊，連接這些位置的一次近似直線β為藉由最小平方法以一次式的形式求得(步驟S7)。此成為下側稜線的近似直線。

如以上地所求得的稜線邊緣的近似式，是可說以相當的精度將稜線邊緣作成近似，而並不是充分地正確者。因此，欲提高正確性之故，因而以下步驟再被實行。

首先，如第9圖所示地，沿著所得到的近似直線α的方式，將表示於畫面中的近似直線α的似近部分設定作為計測領域3，朝著對於近似直線α正交的方向進行掃描(步驟S8)，測定近似直線α上之點與實際的稜線上之點的距離。此掃描是以更細的間距進行較佳。又，使得近似直線α上之點與實際的稜線邊緣之距離成為最小的方式，以最小平方法，更適用於此些邊緣位置的方式來修正直線α(求出二次近似直線α’)(步驟S9)。

以下，同樣地，如第10圖所示地，沿著所得到的近似直線β的方式，將表示於畫面中的近似直線β的近似部分設定作為計測領域4，朝著對於近似直線β正交的方向進行掃描(步驟S10)，測定近似直線β上之點與實際的稜線上之點的距離。此掃描是也以更細的間距進行較佳。又，使得近似直線β上之點與實際的稜線邊緣之距離成為最小的方式，以最小平方法，更適用於此些邊緣位置的方式來修正直線β(求出二次近似直線β’)(步驟S11)。

此些的二次近似直線α’與β’，是成為正確地近似實際的刀尖稜線者。

又，刀尖位置是算出作為與二次近似直線α’及β’之交點座標(X’,Y’)(步驟S12)(第11圖)。

例舉如此所得到的測定刀尖位置的具體例，例如透鏡倍率為20倍，以200萬像素的1/1.8英吋相當的CCD攝影機來攝影刀尖時，1像素的實尺寸是大約0.2μm，惟利用上述步驟S1~S12，以0.2μm以下的檢測精度，就可檢測刀尖位置。

又，由二次近似直線α’與二次近似直線β’所形成的角度，也可得到刀刃角度θ1。又，也可得到兩條二次近似直線所成的角度的二等分線的刀尖安裝角度直線(θ1/2的方向)。以平行於Z軸的線作為基準，刀尖安裝角度直線所成的角度，為刀尖安裝角度θ2。

以上的演算，在以上述的基準點作為基準的絕對座標所進行，惟近似直線的角度是容易地知道之故，因而對此近似直線進行正交掃描的步驟S8以後的處理，是也可進行使用以近似直線上之點作為基準的相對性座標。

最後所得到刀尖位置資訊，是被記憶於CNC中的記憶體(未圖示)，而在將來的控制被使用。

如以上的演算處理，是在更換工具時等，也完全同樣地進行。所以，即使有更換工具的情形，也不必介入人手經常地可進行正確的刀尖位置檢測。因此，成為經常地維持高加工精度。

又，作為實施例所說明的刀尖，是作為形成藉由直線或接近於直線的曲線所形成的銳角者加以說明，惟在第1階段若可得到近似直線者，即使刀尖本體是描繪圓形等弧的曲線等，藉由適當地選擇掃描的抽樣間隔也可作成近似直線。

又，刀尖為以組合直線與曲線所構成為既知的情形，則從NC裝置得到刀尖的形狀資料，區分成直線部分與曲線部分而藉由適用本發明，與上述同樣地，正確地可檢測刀尖位置。

或是，在刀尖成為圓形為既知時等，則將刀尖位置未作成與二次近似直線α’與β’的交點座標(X’,Y’)，而在實施以下的工序較佳。

亦即，得到二次近似直線α’與β’所成的角度的二等分線的刀尖安裝角度直線，針對於該刀尖安裝角度直線，在該直線上進行第3掃描[參照第12圖：例如以交點座標(X’,Y’)作為中心，所定距離的領域被掃描]，在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識工具刀尖上之點，而以該被辨識的工具刀尖上之點把握作為刀尖位置較佳。

10．．．底座

12．．．主軸台

14．．．壓心台

16．．．往復台

17．．．本體部

18．．．主軸

19．．．夾頭

20．．．伺服電動機

22．．．編碼器

23．．．主軸

26．．．鞍台

28．．．工作台

33．．．旋轉台

32．．．頂板

33．．．刀具台

34．．．車刀夾持具

35．．．軸承

36．．．金剛石車刀

37．．．減速機

38．．．伺服電動機

40．．．X軸導軌

42．．．Z軸導軌

50．．．驅動軸

51．．．伺服電動機

52．．．NC裝置

53．．．編碼器

54．．．A軸伺服機構

56．．．編碼器

57．．．B軸伺服機構

第1圖是表示本發明所適用的精密軋輥車床的概要的側面圖。

第2圖是第1圖的精密軋輥車床的俯視圖。

第3圖是表示設於第1圖的精密軋輥車床的刀具旋轉台的立體圖。

第4圖是第3圖的刀具旋轉台的局部斷面前視圖。

第5圖是表示進行依本發明的一實施形態的刀尖位置的檢測方法所用的主要要素的模式圖。

第6圖是說明依本發明的一實施形態的刀尖位置的檢測方法的流程圖。

第7圖是表示以顯示畫面第6圖的步驟S3的圖式。

第8圖是表示以顯示畫面第6圖的步驟S6的圖式。

第9圖是表示以顯示畫面第6圖的步驟S8的圖式。

第10圖是表示以顯示畫面第6圖的步驟S10的圖式。

第11圖是表示以顯示畫面刀尖位置檢測後的步驟的圖式。

第12圖是表示以顯示畫面追加的步驟的圖式。

第13圖是表示使用複數種類的車刀的例子的說明圖。

Claims

一種刀尖位置的檢測方法，其特徵為：具備：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及以上述二次近似直線的交點作為刀尖，而得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。
如申請專利範圍第1項所述的刀尖位置的檢測方法，其中，上述第1抽樣掃描是成為朝往復方向進行掃描，在往路的掃描中，上側稜線上之點或下側稜線上之點被辨識，在復路的掃描中，下側稜線上之點或上側稜線上之點成為被辨識。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的刀尖位置的檢測方法，其中，第2抽樣掃描的間隔是比第1抽樣掃描的間隔還要細。
一種刀尖位置的檢測方法，其特徵為：具備：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及得到上述二次近似直線所成的角的二等分線的刀尖安裝角度直線的工序；及在上述刀尖安裝角度直線上，進行第3掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖上之點的工序；及針對於上述所辨識的工具刀尖上之點，得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。
一種工具刀尖位置檢測裝置，其特徵為：具備：固定工具的刀具台；及將包括上述工具的工具刀尖的畫面予以攝影的攝影機；及對於以上述攝影機所攝影的畫面可實施如下工序的畫像處理部，該畫像處理部可實施的工序為：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線工序；及以上述二次近似直線的交點作為刀尖，而得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。
一種工具刀尖位置檢測裝置，其特徵為：具備：固定工具的刀具台；及將包括上述工具的工具刀尖的畫面予以攝影的攝影機；及對於以上述攝影機所攝影的畫面可實施如下工序的畫像處理部，該畫像處理部可實施的工序為：決定測定工具刀尖位置所用的測定基準點的工序；及在將工具刀尖位於以攝影機所攝影的畫面中的狀態，在該畫面內朝著所定的掃描方向以所定間隔進行第1抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的一次近似直線的工序；及針對於上述兩條的一次近似直線的各個，朝著與其垂直的方向以所定間隔進行第2抽樣掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來重新辨識上述工具刀尖的上側稜線上之點與下側稜線上之點的工序；及將上述重新所辨識的兩條稜線上之點分別建立關連，藉由最小平方法求出兩條的二次近似直線的工序；及得到上述二次近似直線所成的角的二等分線的刀尖安裝角度直線的工序；及在上述刀尖安裝角度直線上，進行第3掃描，而在該掃描之際，依據明度變化點，來辨識上述工具刀尖上之點的工序；及針對於上述所辨識的工具刀尖上之點，得到以上述測定基準點作為基準的工具刀尖位置座標的工序。