TWI735061B - 工具形狀測定裝置及工具形狀測定方法 - Google Patents

工具形狀測定裝置及工具形狀測定方法 Download PDF

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Abstract

測定設置於工作機械(2)的主軸(11)之工具(12)的形狀的工具形狀測定裝置(1，1a)及工具形狀測定方法，具有對工具(12)進行攝影的相機(22)、檢測出主軸(11)的旋轉角度的主軸旋轉角度感測器(41)、及因應主軸旋轉角度感測器(41)所檢測出之主軸(11)的旋轉角度，對相機(22)輸出攝影指令的控制裝置(20)。

Description

工具形狀測定裝置及工具形狀測定方法
本發明係關於測定工具長度、工具徑、工具之刃部的形狀等之工具的形狀的工具形狀測定裝置及工具形狀測定方法。
先前，提供工作機械中使用之旋轉工具的形狀測定裝置。該工具形狀測定裝置係例如在銑床的端銑刀的形狀測定中使用。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-49489號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1雖可測定工具的形狀，但並沒有關於旋轉中的工具的記載。旋轉中的工具會因為熱變位等導致加工點變化。為了進行熱變位修正，欲正確地測定旋轉中之加工點的位置。又，只要能在加工所用的旋轉數旋轉中測定工具的形狀，可觀察缺損及磨耗的樣子，利用於工具交換及工具磨耗修正。在專利文獻1中需要停止工具來進行測定，測定需要耗費時間。又，停止工具的話，會變成與加工中之工具的形狀不同的測定，無法進行正確之加工點的位置的修正。
本發明係考慮此種情況所發明者，提供即使旋轉中也可測定工具工具的形狀的工具形狀測定裝置及工具形狀測定方法 [用以解決課題之手段]
為了達成前述目的，本發明具有以下特徵。在本發明中，從角度感測器讀取安裝工具旋轉之主軸的旋轉角度，可對指定之角度的工具的形狀進行攝影。
又，本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置，係測定設置於工作機械的主軸之工具的形狀的工具形狀測定裝置，具有：相機，係對前述工具進行攝影；主軸旋轉角度感測器，係檢測出前述主軸的旋轉角度；及控制裝置，係因應前述主軸旋轉角度感測器所檢測出之前述主軸的旋轉角度，對前述相機輸出攝影指令。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置中，前述主軸旋轉角度感測器，係以也檢測出前述主軸的旋轉數之方式構成；前述控制裝置，係因應前述主軸的旋轉數，使對前述相機輸出攝影指令的時序變化。
又，本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置，係具備發光裝置；以藉由前述控制裝置所致之對前述相機的攝影指令的輸出，讓前述發光裝置朝向前述工具發光之方式構成。
又，本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置，係以藉由前述控制裝置所致之對前述相機的攝影指令的輸出，在前述相機的快門開啟的時間內，讓前述發光裝置發光之方式構成。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置中，以使前述工具位於中間，於一方側設置前述相機，於另一方側設置前述發光裝置，利用讓前述發光裝置朝向前述工具發光，進行前述相機對前述工具的攝影之方式構成；前述發光裝置，係以朝向前述工具發出平行光之方式構成。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置中，前述主軸旋轉角度感測器，係以前述主軸旋轉時輸出連續脈衝訊號，並且每於前述主軸旋轉1圈則發出1週期的脈衝訊號之方式構成。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置中，作為前述控制裝置所致之攝影指令的輸出，設有第1輸出；以藉由前述第1輸出，取得前述主軸每次旋轉了所定角度的狀態之複數畫像之方式構成。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定裝置中，作為前述控制裝置所致之攝影指令的輸出，進而設有第2輸出；具備輸入前述工具的旋轉角度的工具旋轉角度輸入部；前述控制裝置，係以在輸出前述第1輸出之後，為了進行以前述工具旋轉角度輸入部輸入的旋轉角度之前述工具的攝影，輸出前述第2輸出之方式構成。
又，本發明的樣態相關之工具形狀測定方法，係測定設置於工作機械的主軸之工具的形狀的工具形狀測定方法，具有：主軸旋轉角度檢測工程，係檢測出前述主軸的旋轉角度；及攝影工程，係因應以前述主軸旋轉角度檢測工程所檢測出之前述主軸的旋轉角度，對前述工具進行攝影。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定方法中，前述主軸旋轉角度檢測工程，係也檢測出前述主軸的旋轉數的工程；在前述控制工程中，因應前述主軸的旋轉數，使進行前述攝影的時序變化。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定方法中，在前述攝影工程中，在進行前述攝影時，發光裝置朝向前述工具發光。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定方法中，在前述攝影工程中，在前述相機的快門開啟的時間內，讓前述發光裝置發光。
又，在本發明的樣態之工具形狀測定方法中，使前述工具位於中間，於一方側設置進行前述攝影工程中之攝影的相機，於另一方側設置前述發光裝置，利用讓前述發光裝置朝向前述工具發光，進行前述攝影工程中前述相機所致之前述工具的攝影，並且讓前述發光裝置朝向前述工具發出平行光。
又，本發明的樣態相關之工具形狀測定方法，前述主軸旋轉角度檢測工程，係在前述主軸旋轉時輸出連續脈衝訊號，並且每於前述主軸旋轉1圈則輸出1週期的脈衝訊號的工程。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定方法中，作為前述攝影工程，設有第1工程；前述第1工程，係攝影前述主軸每次旋轉了所定角度的狀態之複數畫像的工程。
又，在本發明的樣態相關之工具形狀測定方法中，作為前述攝影工程，進而設有第2工程；前述第2工程，係在進行前述第1工程中的攝影之後，僅攝影成為所定旋轉角度之前述工具的畫像的工程。 [發明的效果]
依據本發明，可測定旋轉中之工具的形狀，可更正確地測定出包含加工中的熱變位等之工具的形狀。根據所測定之工具的形狀來進行工具的加工點的修正的話，可進行更高精度的加工。
[第1實施形態]
以下揭示本發明所致之第1實施形態。圖1所示的工作機械2係於床座18的上面具有工作台16、門型的支柱10，於支柱10的平交軌道8，隔著鞍部6支持主軸頭4。於主軸頭4支持主軸11。
在此，為了方便說明，將水平的所定一方向設為X方向(X軸方向)，將正交於X方向之水平的所定其他一方向設為Y方向(Y軸方向)，將正交於X方向與Y方向的上下方向設為Z方向(Z軸方向)。
工作台16可對於床座18移動於X軸方向。鞍部6可沿著平交軌道8移動於Y軸方向。主軸頭4可對於鞍部6移動於Z軸方向。藉由移動於該等3軸，可使工具12對於載置於工作台16的工件14以3維移動，來進行加工。於工作台16的端部，設置有工具形狀測定裝置1。控制裝置20係連接於工作機械2與工具形狀測定裝置1，可控制工作機械2與工具形狀測定裝置1。
圖2係揭示以工具形狀測定裝置1測定工具12的形狀的圖。藉由前面所示的3軸，使工具12移動至圖2所示的位置為止，測定工具形狀。工具形狀測定裝置1係包含相機22、照明裝置24，如圖2所示般，工具12係在位於相機22與照明裝置24之間的狀態下測定工具形狀。將來自照明裝置24的光線從工具12的後面照射以攝影畫像，故工具12的形狀作為剪影被攝影。
相機22係具備高速快門，即使工具12以數千轉/分鐘的速度旋轉中也可進行如靜止畫般的攝影。又，於相機22安裝有變焦透鏡，亦可利用控制裝置20進行放大率的控制。於主軸11具備未圖示的旋轉角度感測器，利用控制裝置20進行旋轉數及旋轉角度的定位等的控制。
工具12以1萬轉/分鐘以上的旋轉數旋轉時，難以僅利用高速快門對應。此時，將照明裝置24設為附有閃光燈功能。使用數μsec的短暫發光時間的閃光燈的話，即使旋轉中的工具12也可進行形狀測定。再者，工具12的最大旋轉數可設定為12萬轉/分鐘程度。
圖3係使用之工具12A的範例，揭示2刃的端銑刀。揭示在安裝於工作機械2的狀態下從工件14側觀察的橫剖面。圖4係使用之工具12B的範例，揭示3刃的端銑刀。揭示在安裝於工作機械2的狀態下從工件14側觀察的橫剖面。
接著，針對工具形狀測定方法，針對使用圖3的工具12A的狀況進行說明。於主軸11安裝工具12A。在對工件14進行加工之前使工具12A移動至圖2所示的測定位置，測定工具形狀。最初決定工具基準角度。工具基準角度係表示相機22可從圖3的箭頭26A所示的方向對工具12A進行攝影的角度。箭頭26A所示的角度係從主軸旋轉軸的位置到工具12A的外形為止之與主軸旋轉軸正交的朝向的距離成為最大。距離的測定係例如計算數位畫像的像素數來進行。
該工具基準角度如下所述決定。在圖3中箭頭26A的位置表示攝影之相機22的朝向，但是，以成為可從該位置攝影之接近工具12A的角度的狀態之方式，使主軸11手動旋轉。相機22所攝影的畫像可利用未圖示的顯示器來確認。成為接近箭頭26A的角度的狀態的話，使工具22A以所定角度量往正旋轉方向、反旋轉方向旋轉，此時每隔一定角度利用相機22攝影複數畫像。根據該畫像，將從主軸11的旋轉軸到工具12A的外形為止之距離最長的位置的主軸11的角度設為工具基準角度。
此外，工具基準角度也可如下所述決定。工具12A為2刃，所以，使工具12A從任意位置以180˚以上低速旋轉，每隔所定角度攝影畫像。根據所攝影的畫像，將從主軸11的旋轉軸到工具12A的外形為止之距離最長的位置的主軸11的角度設為工具基準角度。
圖4所示的工具12B為3刃，所以，使主軸11旋轉120˚以上來進行攝影即可。此時，與使用圖3所說明的狀況相同，圖4所示之箭頭26B的位置表示攝影之相機22的朝向。關於不是旋轉對稱的工具，攝影畫像的張數會變多，使主軸11旋轉1圈，例如每旋轉1˚進行工具12的攝影，從該攝影所得之360張的畫像中選擇所需的畫像。
使用的工具12是2刃或3刃的資訊利用未圖示的輸入裝置輸入至控制裝置20亦可，作為資料庫，記憶於控制裝置20內的記憶裝置亦可。
在對工件14進行加工之前，先測定工具12 (12A、12B)的工具長度、工具徑、工具之刃部的形狀等之工具形狀。之後求出熱變位量及工具磨耗量時與該等值進行比較。
接著，針對加工中的工具長度測定進行記載。在利用工作機械2對工件14進行加工中成為設定於控制裝置20之所指定的時間的話，工作機械2係停止加工，使工具12移動至圖2所示之工具長度測定位置為止。此時不停止主軸11的旋轉而維持加工中的旋轉速度之狀態下，移動工具12利用工具形狀測定裝置1進行測定。因此，可測定受到旋轉中之離心力等的影響之狀態的正確的工具形狀，將測定值在熱變位修正及工具磨耗修正中使用的話，可在更接近加工中的工具12之狀態下進行修正，可高精度進行加工。
在測定工具12A之2刃形狀時，主軸11成為先前求出的工具基準角度時，從控制裝置20對工具形狀測定裝置1輸出測定指令，攝影工具形狀畫像。工具12A的2刃的狀況中，在工具基準角度與工具基準角度+180˚的位置進行攝影的話，可對所有刃的形狀進行攝影。工具12B的狀況是3刃，所以，在工具基準角度與工具基準角度+120˚、工具基準角度+240˚的位置進行攝影的話，可對所有刃的形狀進行攝影。
攝影作為旋轉1圈之刃的攝影亦可，進行旋轉複數圈的攝影亦可。在複數刃的工具的狀況中，也可藉由1張1張攝影刃的形狀，進行所有刃的管理。
工具基準角度與主軸11的角度一致之後，控制裝置20發出攝影指令的話，在主軸11高速旋轉時，有實際的攝影時序延遲的狀況。為了防止該狀況，控制裝置係在工具基準角度與主軸11的角度感測器一致的前不久，輸出攝影指令亦可。成為何種程度的角度的話輸出指令即可，事先利用實驗來測定。以複數的旋轉數來進行實驗，求出該角度並作成表格，因應旋轉數從該表格求出適切的角度亦可。
以1萬轉/分鐘以上的旋轉速度使工具12旋轉時，使用附閃光功能(閃光燈功能)的照明裝置24，將主軸11旋轉感測器之值與工具12的攝影角度之值如下所述般建立對應。使工具12旋轉，在某旋轉感測器之值時從控制裝置20將攝影指令輸出至工具形狀測定裝置1，並攝影畫像。
接著，攝影從先前的畫像僅旋轉所定角度之工具12的畫像。所定角度例如5˚。此時，相機22的快門速度不足，無法在工具12的旋轉1圈中攝影僅偏5˚的畫像。因此，攝影從先前的畫像例如旋轉10圈又5˚之角度的畫像。
照明裝置24能以μsec單位，設定延遲對於指令發光之時序的時間。因此，可正確地攝影如旋轉10圈又僅偏5˚的畫像。以工具12的所定旋轉角度之量取得此種畫像，根據該等畫像，將主軸11旋轉感測器之值與工具12的攝影角度之值建立對應。
主軸11旋轉感測器之值與工具12的攝影角度之值建立對應的話，可適切設定照明裝置24發光時的延遲時間，從控制裝置20以適切的時序將攝影指令輸出至工具形狀測定裝置1的話，可攝影所希望之工具12的角旋轉度的畫像。測定如工具12A之2刃工具的刃形狀時，最初攝影第1片刃之後，例如在旋轉10圈又180˚時測定第2片刃的形狀。
對工件進行加工之前所計測之值與加工中所計測之值偏離所定值的話，則根據該值來決定修正值，作為修正值設定於控制裝置20。又，從主軸11的旋轉軸到工具12的外形為止的距離依據刃而明顯變動旋轉的話，則判斷工具12的旋轉偏離大，將警報顯示於控制裝置20的監視器亦可。又，沒有依據刃的明顯變動，但僅1片刃距離變短時則判斷為刃的缺損，產生警報亦可。
如上所述般，使用本發明的工具形狀測定裝置1來測定工具形狀的話，可利用加工中的旋轉數使主軸11旋轉來進襲測定，所以，可測定與加工中相同狀態之工具12的形狀。又，可與主軸11的旋轉角度感測器之值同步進行攝影，故可僅攝影工具12所需之旋轉角度狀態的畫像，可減少記錄裝置的容量。
[第2實施形態] 本發明的第2實施形態所使用之工作機械2(參照圖1)係與本發明的第1實施形態所使用之工作機械2相同，具備主軸頭4、控制裝置20等所構成。控制裝置20係具備未圖示的CPU與記憶體所構成。
本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置1a也與本發明的第1實施形態的工具形狀測定裝置1幾乎同樣地構成，幾乎同樣地動作所使用者。
本發明的實施形態相關之工具形狀測定裝置1、1a的測定對象即工具12係例如以切削加工形成模具的公模及母模的表面時所使用者。前述切削加工係為了對模具的公模及母模的表面，進行例如最後完成加工所進行者，藉由前述切削加工，模具的公模及母模的表面會成為如鏡面般。作為工具12例如可舉出端銑刀。端銑刀12的外徑為例如1mm程度，進行切削加工時之端銑刀12的旋轉數為6萬轉/分鐘程度。
在此，針對工作機械2的主軸頭4，一邊參照圖5(a)一邊詳細進行說明。
主軸頭4係內藏式馬達的類型，具備框體31與主軸(心軸)11所構成。主軸11係形成為圓柱狀，藉由空氣軸承，可自由旋轉地被支持於框體31。參照符號C1係表示主軸11的旋轉中心軸。
於主軸11的長邊方向(旋轉中心軸C1的延伸方向；Z方向)之一方的端部(圖5(a)的下端部)，設置有工具保持部33。利用設置工具保持部33，工具12可對於主軸11自由裝卸。於主軸11的長邊方向之另一方的端部(圖5(a)的上端部)，一體地設置有馬達35的轉子37。於轉子37的外側，設置有馬達35的定子39。定子39係稍微離開轉子37，一體設置於框體31。
接著，針對本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置1a詳細進行說明。
工具形狀測定裝置1a係與本發明的第1實施形態的工具形狀測定裝置1相同，測定設置於工作機械2的主軸11之工具12的形狀的裝置，如圖7所示，具備相機22與主軸旋轉角度感測器(主軸旋轉角度檢測感測器)41與控制裝置20(參照圖1)。
相機22係對正在旋轉的工具12進行攝影，取得工具12的畫像(靜止畫像)者。相機22係例如數位相機，藉由全局式快門對工具12進行攝影。攝影工具12時之相機22的快門速度(圖7所示之相機22的攝像元件75的曝光時間)係正在旋轉之工具12的畫像幾乎成為靜止畫面程度的短暫時間。
主軸旋轉角度感測器41係檢測出主軸11(設置於主軸11的工具12)的旋轉角度者。又，主軸旋轉角度感測器41係以主軸11旋轉時輸出連續脈衝訊號(參照圖5(c)、圖10)，並且每於主軸11旋轉1圈則發出1週期的脈衝訊號之方式構成。再者，利用主軸11以一定速度旋轉，連續脈衝訊號的週期成為一定值。
針對主軸旋轉角度感測器41，參照圖5(a)(b)更詳細進行說明。主軸旋轉角度感測器41係例如具備反射式的光電感測器43與標記45所構成。
光電感測器43係一體設置於框體31。標記45係例如涵蓋該半周一體設置於主軸11(參照圖5(b)附加間斷線的部位)。然後，主軸11旋轉的話，重複光電感測器43檢測出與未檢測出標記45的狀態，光電感測器43發出如圖5(c)所示之連續脈衝訊號。
如已理解般，主軸旋轉角度感測器41所致之主軸11的旋轉角度的解析能力為極大的180˚。
控制裝置20係因應主軸旋轉角度感測器41所檢測出之主軸11的旋轉角度，對相機22輸出攝影指令。例如，主軸旋轉角度感測器41檢測出標記45時，輸出攝影指令。
再者，工具12係對於主軸11以所定旋轉角度設置者。例如，以旋轉中心軸C1的延伸方向(Z方向)觀察，標記45的端部(主軸11的旋轉方向之前側的端部)的角度(相位)，與工具12的刀刃的前端47(參照圖3、圖4、圖6)的角度(相位)相互一致。
2刃的工具12的一方之刀刃的前端47係形成為線狀，但位於1個平面上，2刃的工具12的另一方之刀刃的前端47也位於前述1個平面上。再者，形成為線狀的工具12之刀刃的前端47嚴格來說不需要位於1個平面上，大概位於1個平面上亦可。例如，以Z方向觀察，工具12的1個刀刃的前端47位於中心角為1˚～5˚程度的扇形的內側即可。再者，將前述扇形的兩條線段(半徑)交叉之處設為扇形的中心角形成點的話，扇形的中心角形成點與工具12的旋轉中心軸C1相互位於該處。
進而說明的話，以旋轉中心軸C1的延伸方向(Z方向)觀察，旋轉中心軸C1與標記45的端部與工具12之刀刃的前端47存在於1條直線上。再者，工具12之刀刃的前端47有複數個(2個或3個)，但是，複數刀刃的前端47中1個前端47與旋轉中心軸C1與標記45的端部存在於1條直線上即可。
又，將標記45設置於不是主軸11，工具12的刀刃以外的部位，光電感測器43檢測出設置於工具12的標記45亦可。藉此，進行工具12對主軸11的設置時，不需要在意設置工具12的角度，容易進行工具12對主軸11的設置。
進而，不設置標記，利用光電感測器43或近接感測器等的感測器檢測出工具之刀刃的前端47，來檢測出設置於主軸11之工具12的旋轉角度亦可。此時，端銑刀12為2刃的話，每於主軸11旋轉1圈發出2週期的脈衝訊號，端銑刀12為3刃的話，每於主軸11旋轉1圈發出3週期的脈衝訊號。
針對控制裝置20更進行說明的話，控制裝置20係以因應主軸旋轉角度感測器41所檢測出之主軸11及工具12的旋轉角度之值，將應對旋轉的工具12進行攝影之要旨的指令(攝影指令；攝影指令訊號)發送至相機22之方式構成。接收攝影指令的相機22係馬上進行正在旋轉的工具12的攝影，取得工具12的靜止畫像。然後，取得正在旋轉之工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像。將可取得該最大外形的靜止畫像之主軸11及工具12的旋轉角度設為最大旋轉角度。最大旋轉角度相當於第1實施形態中所述的工具基準角度。
在此，針對正在旋轉之工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像，舉出球端銑刀為例更詳細進行說明。
首先，針對球端銑刀12進行說明。球端銑刀12係如圖9(a)所示，於外周設置刀刃(以間斷線所示之處)。再者，在圖9中，將端銑刀12的形狀簡單化進行描繪，所以，省略刀刃及溝的表示。
球端銑刀12係如圖9(a)所示，具備圓柱狀的基端部49與半球狀的前端部51所構成。基端部49的外徑與前端部51的直徑相互一致，成為前端部51緊貼於基端部49的中心軸C1之延伸方向(Z方向)的一方端部(下端)的形狀。將半球狀的前端部51之圓形的端面(緊貼於圓柱狀的基端部49之圓形的平面之圓形狀的平面)的中心，設為前端部51的中心C2的話，中心C2存在於球端銑刀12的中心軸C1上。
球端銑刀12的刀刃係形成於前端部51的外周與基端部49的端部(前端部51側的端部)。球端銑刀12係基端部49之另一方的端部卡合於工具保持部33，以工具保持部33保持。
然後，以主軸11的工具保持部33保持的球端銑刀12係利用與主軸11一起旋轉(將中心軸C1設為旋轉中心自轉)，以刀刃對被加工物(工件)14進行切削加工。
接著，針對以球端銑刀12對被加工物14進行切削加工時之加工點進行說明。以球端銑刀12的刀刃對被加工物14進行切削加工時，球端銑刀12之刀刃的前端47與被加工物14的接觸點為加工點。
更詳細說明的話，使用球端銑刀12對被加工物14以所定進刀量進行切削加工時，球端銑刀12對於被加工物14往X方向或Y方向或Z方向移動。進行該加工時，例如球端銑刀12在該移動方向的最後端，接觸被加工物14之點(加工後決定被加工物14的外形形狀之處)為加工點。加工點形成於球端銑刀12的刀刃之前端47的一部分。
接著，針對正在旋轉之球端銑刀12的刀刃的前端47之球端銑刀12的最大外形的靜止畫像進行說明。
因為旋轉，球端銑刀12之刀刃的位置會隨時刻的經過而變化。例如，2刃的球端銑刀12的狀況中，2個刀刃中一方的刀刃係每於球端銑刀12旋轉1圈時旋轉1圈。再者，以該旋轉中心軸C1的延伸方向觀察2刃的球端銑刀12的話，以對於旋轉中心軸C1成為點對稱之方式形成一對刀刃(參照圖3、圖6、圖7)。
以Z方向或Y方向觀察旋轉之球端銑刀12的一方的刀刃的話，因應球端銑刀12的旋轉角度，刀刃的前端47與旋轉中心軸C1之間的距離(例如X方向的距離)會變化。以圖6(a)的參照符號La、圖6(b)的參照符號Lb、圖6(c)的參照符號Lc、圖6(a)的參照符號Ld所示者為前述X方向的距離。又，工具12係如圖6中箭頭所示，逆時針方向旋轉，隨著時刻的經過，以圖6(a)所示狀態、圖6(b)所示狀態、圖6(c)所示狀態、圖6(d)所示狀態、圖6(a)所示狀態…的順序重複。
然後，成為某時刻(圖6(b)、圖6(d)所示時刻)時，球端銑刀12的一方之刀刃的前端47與旋轉中心軸C1之間的距離之值成為最大值Lb、Ld。成為該最大值Lb、Ld時之球端銑刀12的靜止畫像，成為旋轉之球端銑刀12的一方之刀刃的前端47之球端銑刀12的最大外形的靜止畫像。
又，2個刀刃中另一方的刀刃的狀況也與一方的刀刃相同，成為某時刻時，球端銑刀12的另一方之刀刃的前端47與旋轉中心軸C1之間的距離之值成為最大值。成為該最大值時之球端銑刀12的靜止畫像，成為旋轉之球端銑刀12的另一方之刀刃的前端之球端銑刀12的最大外形的靜止畫像。
該等最大外形的靜止畫像所得之球端銑刀12的刀刃的外形(外周；線狀的緣部)係表示球端銑刀12之刀刃的前端47。
再者，實際上，如圖9(d)所示，大說會有對於旋轉中心軸C1雖只有些許，但一方之刀刃的前端47(47A)與另一方之刀刃的前端47(47B)成為非對稱的狀況。此時之刀刃的前端47之球端銑刀12的最大外形的靜止畫像，係採用一對刀刃的前端47中與旋轉中心軸C1之間的距離之值大者。
再者，圖9(d)的二點劃線係將一方之刀刃的前端47A配置成與旋轉中心軸C1對稱者。在圖9(d)中，另一方之刀刃的前端47B全部位於一方之刀刃的前端47A的內側，但是，另一方之刀刃的前端47B位於一方之刀刃的前端47A的外側亦可。此時，刀刃的前端47之球端銑刀12的最大外形的靜止畫像，係以一方之刀刃的前端47A的一部分與另一方之刀刃的前端47B的一部分形成。
又，對具備2片刀刃的球端銑刀12時，每於球端銑刀12旋轉半圈(旋轉180˚)，則以相機22進行攝影，取得球端銑刀12的最大外形的靜止畫像。對具備3片刀刃的球端銑刀12時，每於球端銑刀12旋轉1/3圈(旋轉120˚)，則以相機22進行攝影，取得球端銑刀12的最大外形的靜止畫像。進而，對具備n片刀刃的球端銑刀12時，每於球端銑刀12旋轉1/n圈(旋轉360˚/n)，則以相機22進行攝影，取得球端銑刀12的最大外形的靜止畫像。
主軸旋轉角度感測器41係以也檢測出主軸11的旋轉數(旋轉角速度)之方式構成。主軸旋轉角度感測器41係如上所述，以藉由以一定旋轉數旋轉的主軸11，發出例如矩形波狀的連續脈衝訊號之方式構成。控制裝置20係利用接收主軸旋轉角度感測器41所發出之連續脈衝訊號，測定每隔所定時間之ON‧OFF之連續脈衝訊號的時間間隔(連續脈衝訊號的週期)，以檢測出主軸11的旋轉數。
再者，代替控制裝置20，構成為主軸旋轉角度感測器41測定ON‧OFF之連續脈衝訊號的時間間隔，主軸旋轉角度感測器41檢測出主軸11的旋轉數亦可。
控制裝置20係因應主軸11的旋轉數(旋轉角速度)，使對相機22輸出攝影指令的時序變化。
控制裝置20所致之對相機22輸出攝影指令的時序的變化(調整)係為了取得旋轉之工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像所進行者。也就是說，為了取得最大旋轉角度之工具12的靜止畫像所進行者。
更詳細說明的話，控制裝置20對相機22輸出攝影指令到實際相機22進行攝影為止，雖只有些許，但會發生延遲(攝影時滯；延遲時間)。例如，工具12成為可取得工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像的旋轉角度時，即使從控制裝置20對相機22輸出攝影指令，實際上到相機22對工具12進行攝影為止，需要些許時間。在該些許時間中工具12會些許旋轉，變得無法取得工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像。
參照圖6來進行說明。圖6係以Z方向觀察2片刃的工具12的圖。在圖6所示樣態中，工具12係往箭頭所示方向1分鐘之間旋轉6萬圈者。如上所述，時刻朝圖6(a)～圖6(d)經過。
圖6(a)所示的狀態1係表示延遲為「0μsec」的狀況，圖6(b)所示的狀態2係表示延遲為「250μsec」的狀況，圖6(c)所示的狀態3係表示延遲為「500μsec」的狀況，圖6(d)所示的狀態4係表示延遲為「750μsec」的狀況。
例如，於延遲為「250μsec」的狀況中，在狀態1時輸出攝影指令的話，會變成攝影成為狀態2之旋轉角度的工具12。
再者，圖6的「照明」係表示後述的發光裝置61。又，如上所述，利用在圖6(b)(d)的狀態2、狀態4進行攝影，可取得工具12之最大外形的靜止畫像。
有攝影時滯的話，會無法取得工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像。
因此，使用預先求出之攝影時滯(儲存於控制裝置20的記憶體之攝影時滯的時間），進行對相機22輸出攝影指令的時序的調整。例如，在比可取得工具12的刀刃的前端47之工具12的最大外形的靜止畫像的旋轉角度到來之時刻更回溯攝影時滯的時間的時刻，對相機22輸出攝影指令。
在此，針對對相機22輸出攝影指令的時序的調整，一邊參照圖10一邊詳細進行說明。
圖10的橫軸表示時刻t的經過，縱軸表示主軸旋轉角度感測器41發出之連續脈衝訊號的ON‧OFF狀態。
在圖10(a)中，例如時刻t1中主軸11及工具12成為最大旋轉角度。重複進行在時刻t1，主軸旋轉角度感測器41開始發出ON訊號，在時刻t2，停止ON訊號，在時刻t3，主軸旋轉角度感測器41開始發出ON訊號，在時刻t4停止ON訊號。
圖10(a)中以參照符號TF表示者，係表示連續脈衝訊號之1週期的時間。圖10(a)中以參照符號TD表示者，係表示攝影時滯的時間。在時刻t1中，控制裝置20對相機22輸出攝影指令的話，相機22對工具12進行攝影的時刻成為以參照符號TD表示的時刻。這樣的話，並無法取得工具12的最大外形的靜止畫像。
因此，在比時刻t1更回溯時間TD的時刻td1，控制裝置20對相機22輸出攝影指令的話，相機22對工具12進行攝影的時刻則成為時刻t1，可取得工具12的最大外形的靜止畫像。
再者，在比時刻t1更經過時間(TF-TD)的時刻td2，控制裝置20對相機22輸出攝影指令的話，相機22對工具12進行攝影的時刻則成為時刻t3，藉此也可取得工具12的最大外形的靜止畫像。
然而，在圖10(a)中，攝影時滯的時間TD比表示連續脈衝訊號之1週期的時間TF還短，但是，有時間TD比時間TF還長的狀況。
針對該狀況，一邊參照圖10(b)一邊說明。再者，在圖10(b)中，成為「TF＜TD＜2×TF」，但是，前述「2」為「3」以上的自然數也可相同。
在圖10(b)中，在比時刻t1更經過時間(2×TF-TD)的時刻td2，控制裝置20對相機22輸出攝影指令。藉此，相機22攝影工具12的時刻成為時刻t5，藉此也可取得工具12的最大外形的靜止畫像。
再者，在圖10(b)所示的樣態中，在比時刻t1回溯時間TD的時刻(圖10(b)中並未圖示)，控制裝置20對相機22輸出攝影指令亦可。此時，相機22攝影工具12的時刻成為時刻t3。
又，於圖10(a)及圖10(b)中，將「TF-TD」及「2×TF-TD」置換成「n×TF-TD」亦可。但是，「n」是任意自然數。
接著，針對攝影時滯的時間TD的求出方法舉例進行說明。
於主軸11的工具保持部33，設置緊貼1個標記(未圖示)的虛設工具(未圖示)，以一定旋轉數旋轉虛設工具。然後，以主軸旋轉角度感測器41檢測出虛設工具的旋轉角度成為所定旋轉角度(應攝影的旋轉角度)時，控制裝置20對相機22輸出攝影指令，取得相機22攝影虛設工具之虛設工具的靜止畫像。
利用檢測出該靜止畫像所照出之前述標記(未圖示)的位置偏離量，求出攝影時滯的時間TD。
例如，虛設工具以6萬轉/分鐘旋轉的狀態下，主軸旋轉角度感測器41檢測出虛設工具之標記的旋轉角度成為「0˚」，利用控制裝置20對相機22輸出攝影指令，相機22對虛設工具進行攝影，以取得虛設工具的靜止畫像。該所得的靜止畫像所照出之標記的旋轉角度成為「45˚」的話，攝影時滯的時間TD為125μsec，旋轉角度成為「90˚」的話，攝影時滯的時間TD則為250μsec。
在工具形狀測定裝置1a中，例如測定主軸11以一定旋轉數na旋轉時的時滯時間TDa，根據前述時滯時間TDa利用計算求出主軸11以其他一定旋轉數nb旋轉時的時滯時間TDb。也就是說，設為「時滯時間TDb=時滯時間TDa×一定旋轉數nb/一定旋轉數na」。
再者，於工具形狀測定裝置1a中，測定主軸11以複數一定旋轉數na1、na2、na3…旋轉時各別的時滯時間TDa1、TDa2、TDa3…，如下所述般求出主軸11以其他一定旋轉數nb旋轉時的時滯時間TDb亦可。但是，設為na1＜na2＜na3…，TDa1＞TDa2＞TDa3…。
一定旋轉數nb與一定旋轉數na1、na2、na3…的任一旋轉數一致時，作為時滯時間TDb，採用該一致的旋轉數之時滯時間。
又，一定旋轉數nb未與複數一定旋轉數na1、na2、na3…的任一旋轉數一致時，根據一定旋轉數nb的兩鄰的旋轉數求出時滯時間TDb。例如，設為「TDb= TDa1+((nb-na1)/(na2-na1))×(TDa2-TDa1)」。
再者，時滯時間TD之值較大，主軸11在1分鐘間旋轉6萬轉時，也有時滯時間TD內主軸11旋轉360˚以上的狀況。此時，初始使主軸11以較低的旋轉數旋轉，求出時滯時間TD，之後一邊逐漸提升主軸11的旋轉數一邊求出時滯時間TD的話，可檢測出時滯時間TD內主軸11旋轉360˚以上的狀況。
又，作為虛設工具，採用圖11所示者亦可。圖11所示的虛設工具63係於圓柱狀的虛設工具本體65的側面，設置複數標記67(67A、67B、67C、67D…)。各標記67係在圓柱狀的虛設工具本體65的圓周方向(圖11(b)的左右方向)中，隔開一定間隔配置。又，各標記67(67A、67B、67C、67D…)係在圓柱狀的虛設工具本體65的高度方向(圖11(b)的上下方向)中，隔開一定間隔配置，並且隨著從圖11(b)的左朝右，自Z方向下端起的距離逐漸變大。
再者，在前述說明中，每於主軸11旋轉1圈則主軸旋轉角度感測器41發出1週期的脈衝訊號，但是，可設置旋轉編碼器(未圖示)代替主軸旋轉角度感測器41，或除了主軸旋轉角度感測器41外追加設置旋轉編碼器，檢測出主11的旋轉角度亦可。旋轉編碼器的解析能力相較於主軸旋轉角度感測器41的解析能力充分夠高，例如1˚程度或0.1˚～5˚程度，或其以下的解析能力。使用此種旋轉編碼器的話，可利用設置適切的旋轉編碼器之值，在成為該值時輸出攝影指令，攝影出適切之工具的畫像。
又，在前述說明中，作為時滯的要因，舉出控制裝置20對相機22輸出攝影指令到相機22進行攝影為止的時間，將起因於主軸旋轉角度感測器41所發生之時滯及起因於控制裝置20所發生之時滯，加上控制裝置20對相機22輸出攝影指令到相機22進行攝影為止的時滯亦可。
然而，作為控制裝置20所致之攝影指令的輸出，舉出第1輸出與第2輸出亦可。
第1輸出係為了取得主軸11每次旋轉了所定角度(例如1˚)的狀態之複數畫像(複數工具12的靜止畫像)所進行者。複數工具12的靜止畫像是相當於主軸11的旋轉1圈分的畫像。
利用進行此種第1輸出，進行第1次的攝影(第1群的攝影)，例如利用相機22攝影取得工具12之1周分的360張畫像。也就是說，將成為某所定旋轉角度之主軸11的旋轉角度設為基準角度(0˚)的話，以從基準角度旋轉1˚時之工具12的畫像、從基準角度旋轉2˚時之工具12的畫像、從基準角度旋轉3˚時之工具12的畫像…的情況，取得工具12之1周分的360張畫像。
再者，前述1˚的角度係工具12的實際形狀相對之攝影畫像(以相機22的攝影所得之畫像)的誤差收斂於允許範圍內的角度。
又，因為主軸11極快速地旋轉，所以，不是工具12旋轉1圈之間進行360次的攝影，而是工具12旋轉複數圈之間進行360次攝影。
舉出範例來進行說明。作為主軸的基準角度(0˚)的話，第1張的畫像係主軸11從基準角度旋轉360˚×m1 +1˚之狀態的畫像。第2張的畫像係主軸11從基準角度旋轉360˚×m2 +2˚之狀態的畫像。以下，第p張的畫像係主軸11從基準角度旋轉360˚×mp +p˚之狀態的畫像。但是，m1 、m2 …mp …是自然數，m1 ＜m2 ＜…mp …。
再者，在前述說明中，利用設為m1 ＜m2 ＜…mp …，在1˚的攝影之後進行2˚的攝影。也就是說，在前述說明中，從自工具12的基準角度起的旋轉角度小的狀態依序進行攝影。但是，並不依定需要如此進行。以無關於自工具12的基準角度起的旋轉角度大小的攝影順序來進行攝影亦可例如，在350˚的攝影之後進行10˚的攝影，在10˚的攝影之後進行121˚的攝影…亦可。
又，對從輸出第1次的攝影訊號時旋轉了360˚×m0 +1˚之狀態的工具12進行攝影以取得第1張之工具12的畫像，在第1張的畫像攝影結束後，對從輸出第2次的攝影訊號時旋轉了360˚×m0 +2˚之狀態的工具12進行攝影以取得第2張之工具12的畫像，…在第p-1張的畫像攝影結束後，對從輸出第p次的攝影訊號時旋轉了360˚×m0 +p˚之狀態的工具12進行攝影以取得第p張之工具12的畫像，…在第359張的畫像攝影結束後，對從輸出第360次的攝影訊號時旋轉了360˚×m0 +360˚之狀態的工具12進行攝影以取得第360張之工具12的畫像亦可。攝影與攝影之間的時間係需要設定工具形狀測定裝置1a結束工具12的攝影，到成為可進行下次攝影的準備完成之狀態為止的充分時間。但是，m0 是自然數。
又，於工具形狀測定裝置1a，設置有輸入工具12的旋轉角度的工具旋轉角度輸入部(未圖示)。工具旋轉角度輸入部例如設置於控制裝置20之處。
然後，在藉由第1輸出所得之畫像中，成為欲攝影的旋轉角度之工具12的旋轉角度，從工具旋轉角度輸入部輸入至控制裝置20。
詳細說明的話，操作員觀察第1次攝影的畫像，選擇需要攝影之工具12的角度(藉由第1次攝影所得之複數畫像中必要的畫像)。然後，欲僅以該選擇之角度進行攝影時，則從工具旋轉角度輸入部輸入欲攝影之工具12的旋轉角度。例如，攝影成為1˚與2˚的旋轉角度的工具時，使用工具旋轉角度輸入部輸入1˚與2˚。
控制裝置20係以在輸出第1輸出之後，為了進行以工具旋轉角度輸入部輸入的旋轉角度之工具12的攝影，輸出第2輸出之方式構成。
利用進行此種攝影指令的第2輸出，進行第2次的攝影(第2群的攝影)，可僅取得成為欲攝影的旋轉角度之工具12的畫像。
控制裝置20係以在輸出第1輸出之後，為了進行以工具旋轉角度輸入部輸入的旋轉角度之工具12的攝影，輸出第2輸出之方式構成，所以可節約保存畫像資料的記憶體。
又，於工具形狀測定裝置1a，設置有與相機22的攝影同步進行發光的發光裝置(照明裝置；例如閃光燈)61。然後，以藉由控制裝置20所致之對相機22的攝影指令的輸出，讓閃光燈61向工具12發光之方式構成。再者，作為閃光燈61的發光體(發光源)，例如採用LED。
閃光燈61的發光係為了取得更鮮明之工具12的靜止畫像，又，為了更短時間對工具12進行攝影所進行者。閃光燈61發光的時間比相機22的快門開啟的時間還短，在相機22的快門開始的時間內讓閃光燈61發光。
也就是說，以藉由控制裝置20所致之對相機22的攝影指令的輸出，在相機22的快門開啟的時間內(相機22的快門全開的時間內)，讓閃光燈61發光之方式構成。
換句話說，進行控制裝置20所致之對相機22的攝影指令的輸出時，相機22馬上開始開啟快門的動作。閃光燈61係以在相機22開始開啟快門的動作的時刻經過些許時間的時刻，且相機22開始關閉快門的動作之前發光之方式構成。
詳細說明的話，以主軸旋轉角度感測器41的測定所致之觸發點，對相機22的快門與閃光燈61賦予指示(攝影指令)亦可，但是，也有在相機22的快門尚未完全開啟的時候閃光燈61發光的狀況。為了迴避該狀況，延遲閃光燈61之發光的時序(加入延遲)。然後，在快門充分開啟的時序讓閃光燈61發光。
藉此，在相機22的快門尚未完全開啟的時候讓發光裝置61不發光。又，在相機22的快門關閉的狀態，或關閉的途中的狀態下，讓閃光燈61不發光。
使用閃光燈61(藉由閃光燈61的瞬間發光)，取得工具12的靜止畫時，如上所述，相機22以較慢的快門速度對工具12進行攝影。再者，作為閃光燈61的發光體採用LED的狀況中，因為LED的亮度高且非常亮，所以，不需要讓攝影環境太暗。
又，設置閃光燈61時，如圖7所示，使旋轉的工具12位於中間，於一方之側設置相機22，於另一方之側設置閃光燈61。然後，作為利用讓閃光燈61向工具12與相機22發光，進行相機22之工具12的攝影的構造。此時，閃光燈61係以朝向工具12發出平行光79之方式構成。
藉此，以相機22對對工具12進行攝影時，閃光燈61具有作為背光的功能，藉由相機22攝影工具12的剪影。
詳細說明的話，閃光燈61發出之平行光79的行進方向係例如X方向，與工具12的旋轉中心軸C1正交，相機22之透鏡69的光軸71也延伸於X方向。
再者，如圖7所示，設置對於工具12的閃光燈61、用以調整相機22之校準的校準調整裝置73亦可。圖7所示的校準調整裝置73係調整延伸於Z方向的繞所定軸之閃光燈61的旋動角度，與延伸於Y方向的繞所定軸之閃光燈61的旋動角度，可定位閃光燈61的旋動位置。又，於相機22也設置同樣的校準調整裝置。
利用設置校準調整裝置73，可容易將閃光燈61發出之平行光79的行進方向與相機22之透鏡69的光軸71以相互平行之方式進行調整。又，容易使閃光燈61發出之平行光79的行進方向與相機22之攝像元件75的平行正交。
接者，針對使用閃光燈61之工具形狀測定裝置1a的動作進行說明。
在初始狀態中，工具12以一定旋轉速度旋轉，時滯時間TD預先被求出。又，如圖7所示，工具12位於閃光燈61與相機22之間，也進行對於工具12的閃光燈61與相機22的校準的調整。
在前述初始狀態中，控制裝置20使用時滯時間TD對相機22發出攝影指令的話，相機22的快門會開啟，閃光燈61發光，相機22的快門關閉。然後，取得工具12的最大外形的靜止畫像。
根據該所得之工具12的最大外形的靜止畫像，求出工具12的實際形狀。然後，例如在設置於控制裝置20的顯示畫面(未圖示)，重疊顯示工具12的理想形狀(目標形狀)與工具12的最大外形的靜止畫像(實際加工工件14之工具12的形狀)。
在工作機械2中，在控制裝置20的控制下，因應工具12的實際形狀，一邊進行工具12的位置的修正，一邊進行工件14的加工。加工也有耗費數十小時的狀況。於此種加工中，利用工具形狀測定裝置1、1a時常測定工具12的形狀，使用於工具12的修正，或進行是否需要交換工具12的檢查。
再者，加工時之主軸11的旋轉數係利用NC (Numerical Control)裝置(控制裝置20)設定。使主軸11旋轉而成為加工的旋轉數時，利用工具形狀測定裝置1、1a進行測定工具12的形狀(加工前)。測定(工具12的攝影)的觸發點係設為主軸的旋轉感測器(編碼器)的所定值，或主軸旋轉角度感測器41。與觸發點同步以相同時序使閃光燈61發光的話，以其旋轉數在旋轉中時，經常可攝影相同角度之工具12的畫像。只要不從主軸11卸除工具12，停止旋轉，或回歸原來的旋轉數時，也可以相同時序，攝影相同角度之工具12的畫像。
依據工具形狀測定裝置1a，以因應主軸旋轉角度感測器41所檢測出之主軸11的旋轉角度，利用相機22對工具12進行攝影之方式構成，所以，可極力縮短工具12的攝影所花費的時間。也就是說，可利用1次攝影來取得成為上述之最大旋轉角度之工具12的靜止畫像，所以，不需要多數次攝影工具12來相互比較該等攝影所得之靜止畫像。
再者，減緩相機22的閘門速度(例如比工具12旋轉1圈的時間更長時間來開啟快門)對工具12進行攝影的話，如圖8(a)所示，會引發被攝體模糊，在工具12的外周側工具12的投影變差，工具12的輪廓77變不清楚，無法正確取得工具12的形狀。
相對於此，使用工具形狀測定裝置1a的話，如圖8(b)所示，被攝體模糊消失，工具12的輪廓77很清楚。然後，可取得工具12的正確形狀。
又，依據工具形狀測定裝置1a，以因應主軸11的旋轉數，使控制裝置20對相機22輸出攝影指令的時序變化之方式構成，所以，即使在主軸11的旋轉數變化的狀況中，也可容易取得工具12的最大外形的靜止畫像。
又，依據工具形狀測定裝置1a，以藉由控制裝置20所致之對相機22的攝影指令的輸出，讓閃光燈61向工具12發光之方式構成，所以，相較於利用相機22的快門的開閉來進行攝影的狀況，可利用更短時間對工具12進行攝影，可低成本且容易取得旋轉之工具12的鮮明畫像。也就是說，相較於加快相機22的快門速度(縮短開啟快門的時間)，可低成本且容易進行縮短閃光燈61的發光時間。
又，不使用閃光燈61的話，相機22的快門的控制難以追隨，即使可能也會變成非常昂貴的相機。但是，藉由使用上升時間快，可進行短時間的發光的閃光燈61，即使使用相較於可進行高速快門的相機更廉價的相機，也可取得旋轉之工具12的鮮明畫像。
又，依據工具形狀測定裝置1a，利用使旋轉的工具12位於中間，於一方之側設置相機22，於另一方之側設置閃光燈61，閃光燈61朝向工具12與相機22發出平行光79，進行相機22之工具12的攝影，所以，可攝影與實際的工具12的外形無差異之工具12的剪影。
利用作為靜止畫像取得工具12的剪影，工具12的外周(緣部；輪廓)77變得鮮明，可容易取得工具12的正確外形。
又，依據工具形狀測定裝置1a，主軸旋轉角度感測器41以主軸11旋轉時輸出連續脈衝訊號，並且每於主軸11旋轉1圈則發出1週期的脈衝訊號之方式構成，所以，可利用簡單的構造，容易檢測出高速旋轉之主軸11的旋轉速度。
然而，作為工具12舉出端銑刀，但是，作為端銑刀，除了圖9(a)所示的球端銑刀之外，可舉出圖9(b)所示的方形端銑刀及圖9(c)所示的半徑端銑刀。
又，在前述說明中，使用主軸旋轉角度感測器41或旋轉編碼器，檢測出主軸11及工具12的旋轉角度及旋轉速度，但是，以從訊號產生器等其他機器，發出與主軸旋轉角度感測器41及旋轉編碼器相同的訊號，進行相機22的攝影之方式構成亦可。
又，合成攝影所得之所有畫像，取得工具12的最大外形的靜止畫像亦可。然後，依據工具12的最大外形，進行工具修正亦可。
再者，作為工具形狀測定方法的發明，來理解前述記載內容亦可。
也就是說，也可理解為一種工具形狀測定方法，係測定設置於工作機械的主軸(心軸)之工具(例如端銑刀)的形狀的工具形狀測定方法，具有：主軸旋轉角度檢測工程，係檢測出前述主軸的旋轉角度；及攝影工程，係因應以前述主軸旋轉角度檢測工程所檢測出之前述主軸的旋轉角度，以相機對前述工具進行攝影。
於該狀況中，主軸旋轉角度檢測工程係也檢測出前述主軸的旋轉數(旋轉角速度)的工程；在前述控制工程中，因應前述主軸的旋轉數，使進行前述攝影的時序變化亦可。
又，在前述攝影工程中在進行前述攝影時，發光裝置朝向前述工具發光亦可。
又，在前述攝影工程中，在前述相機的快門開啟的時間內，讓前述發光裝置發光亦可。
又，使旋轉的前述工具位於中間，於一方側設置進行前述攝影工程中之攝影的相機，於另一方側設置前述發光裝置，利用讓前述發光裝置朝向前述工具(與相機)發光，進行前述攝影工程中前述相機所致之前述工具的攝影，並且讓前述發光裝置朝向前述工具發出平行光亦可。
又，前述主軸旋轉角度檢測工程係在前述主軸(以一定速度)旋轉時輸出連續脈衝訊號，並且每於前述主軸旋轉1圈則輸出1週期的脈衝訊號的工程亦可。
又，作為前述攝影工程，設有第1工程與第2工程；在前述第1工程中，攝影前述主軸每次旋轉了所定角度的狀態之複數畫像，進行前述第1工程的攝影之後，利用前述第2工程，僅攝影成為所定旋轉角度之前述工具的畫像亦可。
在此援用日本特願2018-203386號公報(申請日：2018年10月30日)的所有內容。
以上，已說明本發明的幾個實施形態，但是，該等實施形態係作為範例而提示者，並無意圖限定發明的範圍。該等新穎的實施形態係可利用其他各種形態來實施，在不脫出發明之要旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態及其變形係包含於變形的範圍及要旨，並且包含於申請專利範圍所記載之發明與其均等的範圍。
1:工具形狀測定裝置 1a:工具形狀測定裝置 2:工作機械 4:主軸頭 6:鞍部 8:平交軌道 10:支柱 11:主軸(心軸) 12:工具(端銑刀) 12A:工具 12B:工具 14:工件 16:工作台 18:床座 20:控制裝置 22:相機 24:照明裝置 31:框體 33:工具保持部 35:馬達 37:轉子 39:定子 41:主軸旋轉角度感測器 43:光電感測器 45:標記 47:前端 47A:前端 47B:前端 49:基端部 51:前端部 61:發光裝置(閃光燈) 63:虛設工具 65:虛設工具本體 67:標記 67A:標記 67B:標記 67C:標記 67D:標記 69:透鏡 71:光軸 73:校準調整裝置 75:攝像元件 77:輪廓 79:平行光 C1:旋轉中心軸
[圖1]圖1係揭示本發明的實施例之裝置構造(第1實施形態的裝置)的概略圖。 [圖2]圖2係以本發明的實施例(第1實施形態的裝置)測定工具形狀時的圖。 [圖3]圖3係以本發明的第1實施形態的工具形狀測定裝置所測定之工具的範例，2刃工具的橫剖面圖。 [圖4]圖4係以本發明的第1實施形態的工具形狀測定裝置所測定之工具的其他例，3刃工具的橫剖面圖。 [圖5]圖5(a)係揭示本發明的第2實施形態中所使用之工作機械的主軸頭之概略構造的圖，圖5(b)係圖5(a)之大略VB箭頭視點圖，圖5(c)係揭示以主軸旋轉角度感測器所得之連續脈衝訊號的圖。 [圖6]圖6係揭示以本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置所測定之工具(正在旋轉的工具)的圖，以工具的旋轉中心軸的延伸方向觀察工具、相機、發光裝置的圖。 [圖7]圖7係說明本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置中發光裝置與工具與相機之位置關係的的圖，以工具的旋轉中心軸的延伸方向觀察工具、相機、發光裝置的圖。 [圖8]圖8(a)係以比較例的工具形狀測定裝置所得之工具的畫像，圖8(b)係以本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置所得之工具的畫像。 [圖9]圖9(a)係揭示工具的範例即球端銑刀的圖，圖9(b)係揭示工具的範例即方形端銑刀的圖，圖9(c)係揭示工具的範例即半徑端銑刀的圖，圖9(d)係揭示球端銑刀之形狀誤差的圖。 [圖10]圖10(a)、圖(10b)係說明本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置之攝影時滯的圖。 [圖11]圖11(a)係揭示本發明的第2實施形態的工具形狀測定裝置所使用之圓柱狀的虛設工具的圖，圖11(b)係圓柱狀的虛設工具之側面的展開圖。
1,1a:工具形狀測定裝置
4:主軸頭
11:主軸(心軸)
12:工具(端銑刀)
18:床座
22:相機
24:照明裝置
61:發光裝置

Claims (14)

  1. 一種工具形狀測定裝置，係測定設置於工作機械的主軸之工具的形狀的工具形狀測定裝置，其特徵為具有：相機，係對前述工具進行攝影；主軸旋轉角度感測器，係檢測出前述主軸的旋轉角度；及控制裝置，係因應前述主軸旋轉角度感測器所檢測出之前述主軸的旋轉角度，對前述相機輸出攝影指令；前述主軸旋轉角度感測器，係以也檢測出前述主軸的旋轉數之方式構成；前述控制裝置，係因應前述主軸的旋轉數，使對前述相機輸出攝影指令的時序變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之工具形狀測定裝置，其中，具備發光裝置；以藉由前述控制裝置所致之對前述相機的攝影指令的輸出，讓前述發光裝置朝向前述工具發光之方式構成。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之工具形狀測定裝置，其中，以藉由前述控制裝置所致之對前述相機的攝影指令的輸出，在前述相機的快門開啟的時間內，讓前述發光裝置 發光之方式構成。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載之工具形狀測定裝置，其中，以使前述工具位於中間，於一方側設置前述相機，於另一方側設置前述發光裝置，利用讓前述發光裝置朝向前述工具發光，進行前述相機對前述工具的攝影之方式構成；前述發光裝置，係以朝向前述工具發出平行光之方式構成。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之工具形狀測定裝置，其中，前述主軸旋轉角度感測器，係以前述主軸旋轉時輸出連續脈衝訊號，並且每於前述主軸旋轉1圈則發出1週期的脈衝訊號之方式構成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所記載之工具形狀測定裝置，其中，作為前述控制裝置所致之攝影指令的輸出，設有第1輸出；以藉由前述第1輸出，取得前述主軸每次旋轉了所定角度的狀態之複數畫像之方式構成。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之工具形狀測定裝置，其中，作為前述控制裝置所致之攝影指令的輸出，進而設有第2輸出；具備輸入前述工具的旋轉角度的工具旋轉角度輸入部；前述控制裝置，係以在輸出前述第1輸出之後，為了進行以前述工具旋轉角度輸入部輸入的旋轉角度之前述工具的攝影，輸出前述第2輸出之方式構成。
  8. 一種工具形狀測定方法，係測定設置於工作機械的主軸之工具的形狀的工具形狀測定方法，其特徵為具有：主軸旋轉角度檢測工程，係檢測出前述主軸的旋轉角度；及攝影工程，係因應以前述主軸旋轉角度檢測工程所檢測出之前述主軸的旋轉角度，對前述工具進行攝影；前述主軸旋轉角度檢測工程，係也檢測出前述主軸的旋轉數的工程；在前述控制工程中，因應前述主軸的旋轉數，使進行前述攝影的時序變化。
  9. 如申請專利範圍第8項所記載之工具形狀測定方法，其中，在前述攝影工程中，在進行前述攝影時，發光裝置朝 向前述工具發光。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之工具形狀測定方法，其中，在前述攝影工程中，在前述相機的快門開啟的時間內，讓前述發光裝置發光。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之工具形狀測定方法，其中，使前述工具位於中間，於一方側設置進行前述攝影工程中之攝影的相機，於另一方側設置前述發光裝置，利用讓前述發光裝置朝向前述工具發光，進行前述攝影工程中前述相機所致之前述工具的攝影，並且讓前述發光裝置朝向前述工具發出平行光。
  12. 如申請專利範圍第8項至第11項中任一項所記載之工具形狀測定方法，其中，在前述主軸旋轉角度檢測工程中，係在前述主軸旋轉時輸出連續脈衝訊號，並且每於前述主軸旋轉1圈則輸出1週期的脈衝訊號的工程。
  13. 如申請專利範圍第8項至第11項中任一項所記載之工具形狀測定方法，其中，作為前述攝影工程，設有第1工程； 前述第1工程，係攝影前述主軸每次旋轉了所定角度的狀態之複數畫像的工程。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之工具形狀測定方法，其中，作為前述攝影工程，進而設有第2工程；前述第2工程，係在進行前述第1工程中的攝影之後，僅攝影成為所定旋轉角度之前述工具的畫像的工程。
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