米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> 株式会社森精機製作所

発明の名称 NC工作機械における工具刃先測定装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−286746
公開日 平成10年(1998)10月27日
出願番号 特願平9−93588
出願日 平成9年(1997)4月11日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】松田 正道
発明者 酒井 茂次 / 岡野 隆之
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 NC工作機械における工具の刃先形状及び/又は刃先位置の画像を検出する検出部と、前記検出部を隠見可能にする隠見駆動部とを備えることを特徴とするNC工作機械における工具刃先測定装置。
【請求項2】 前記検出部は、撮像部と光源部で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置。
【請求項3】 前記撮像部は、CCDカメラで構成されていることを特徴とする請求項2に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置。
【請求項4】 前記隠見駆動部は、前記撮像部と前記光源部それぞれを独立に隠見可能にする手段であることを特徴とする請求項2または3に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置。
【請求項5】 前記隠見駆動部は、前記検出部を測定位置と格納位置との間で出退可能にする手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のNC工作機械における工具刃先測定装置。
【請求項6】 前記隠見駆動部は、前記検出部を測定位置と格納位置との間で出退可能にし、前記検出部が前記格納位置にあるときには前記測定位置と前記格納位置との間を仕切る手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のNC工作機械における工具刃先測定装置。
【請求項7】 前記検出部の出退は、NC工作機械本体の主軸台をベースとして行われることを特徴とする請求項5または6に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NC工作機械における工具の刃先形状・刃先位置等の測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】NC工作機械は、動作及び各種機能をプログラムにより設定しているので、精密加工を行うためには、NC工作機械が認識している工具刃先の位置と、実際の工具刃先の位置とを一致させる必要がある。従って、所定の基準位置に対する、実際に取り付けられた工具刃先の位置のずれを測定することが重要な作業となっている。
【0003】上述した位置のずれを測定するには、従来、タッチセンサ等を利用した接触式ツールプリセッタが用いられていたが、接触式の測定装置を用いると、工具ホルダあるいはタレットなどの工具側の周辺部材と、センサの取付台あるいはホルダなどのセンサ側の周辺部材との干渉のため、測定が制限されたり、測定ができないという問題点があった。また、単結晶のダイヤモンドバイトなどの場合は刃先を破損するおそれがあるとともに、刃先を高精度に測定することは容易ではないという問題点があった。
【0004】上述した接触式の測定装置の問題点を解決するものとして、特開平2−41856号公報や特開平4−256550号公報のようにCCDカメラを利用した非接触式のツールプリセッタが開発されている。ここでCCDは、ChargeCoupled Deviceの略であり、電荷結合素子を意味するものである。特開平2−41856号公報の装置はNC工作機械本体にCCDカメラを設置したものであり、特開平4−256550号公報の装置はNC工作機械の外部カバーにCCDカメラを設置したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平2−41856号公報の装置においては、CCDカメラがNC工作機械本体に設置され、工作物に対する相対位置は固定されているため、加工エリアが制限され、加工による切り粉や切削油等が測定に悪影響を及ぼすという課題がある。
【0006】また、特開平4−256550号公報の装置においては、CCDカメラがNC工作機械の外部カバーに設置されていて、外部カバーは剛性が無い(人間が押すだけで動く)ため、また、CCDカメラと工具との間にガラスが介在しているため、測定精度に悪影響を及ぼすという課題がある。
【0007】本発明は、従来のNC工作機械における工具刃先測定装置のこの様な課題を考慮し、高精度の測定が行え、信頼性が高く、コンパクトな工具刃先測定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の本発明は、NC工作機械における工具の刃先形状及び/又は刃先位置の画像を検出する検出部と、前記検出部を隠見可能にする隠見駆動部とを備えることを特徴とするNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0009】請求項2の本発明は、前記検出部は撮像部と光源部で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0010】請求項3の本発明は、前記撮像部は、CCDカメラで構成されていることを特徴とする請求項2に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0011】請求項4の本発明は、前記隠見駆動部は、前記撮像部と前記光源部それぞれを独立に隠見可能にする手段であることを特徴とする請求項2または3に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0012】請求項5の本発明は、前記隠見駆動部は、前記検出部を測定位置と格納位置との間で出退可能にする手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0013】請求項6の本発明は、前記隠見駆動部は、前記検出部を測定位置と格納位置との間で出退可能にし、前記検出部が前記格納位置にあるときには前記測定位置と前記格納位置との間を仕切る手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0014】請求項7の本発明は、前記検出部の出退は、NC工作機械本体の主軸台をベースとして行われることを特徴とする請求項5または6に記載のNC工作機械における工具刃先測定装置である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0016】図1は本発明の実施の形態における工具刃先測定装置を備えたNC工作機械の全体平面図(検出部が格納位置にある時)、図2は本発明の実施の形態における工具刃先測定装置を備えたNC工作機械の全体平面図(検出部が測定位置にある時)、図3はCCDカメラの出退機構を示す斜視図、図4はCCDカメラの取付部を示す斜視図、図5は光源の出退機構を示す斜視図である。図6は測定位置付近を示す図2の右側側面図であり、図6中の矢印の方向から見た図が図2である。ただし、図1、図2共、主軸台1上にあるCCDカメラの出退機構のみをわかりやすくするために、真上から見た図となっている。なお、以下の説明においてCCDカメラを単にカメラと称する。
【0017】図1〜6において、位置決め用カメラAおよび測定用カメラBは本発明の撮像部を構成しており、光源28は本発明の光源部を構成している。また、シリンダベース2、ロッドレスシリンダ3、移動ブロック4、アーム5、プレート6、測定位置ストッパ7、格納位置ストッパ9およびカメラ退避用ふた10は、前記撮像部に関する本発明の隠見駆動部を構成し、シリンダベース21、プレート22、取付ベース23、シリンダ24、ピストンロッド25および光源退避用ふた29とその駆動源(図示せず)は、前記光源部に関する本発明の隠見駆動部を構成している。
【0018】位置決め用カメラAおよび測定用カメラBが固定されているカメラ取付箱8は後述する出退機構を介してNC工作機械の主軸台1に設けられており、主軸軸心方向に出退移動可能となっている。すなわち、工具刃先測定時には主軸台1上部から加工エリア内の測定位置まで前進露出し(図2の状態)、非測定時には主軸台上部のカバー内の格納位置に退避格納される(図1の状態)。
【0019】光源28は主軸台1の奥のスペースに主軸台1をベースとして設けられており、出退移動可能となっている。すなわち、工具刃先測定時には主軸台1上部から加工エリア内のカメラと対向する位置まで前進露出し(図2の状態)、非測定時には主軸台上部のカバー内の格納位置に退避格納される(図1の状態)。
【0020】次にカメラの出退機構の詳細について、図3を参照にして説明する。図3は図1の状態(検出部が格納位置にある時)にある、本実施の形態の工具刃先測定装置のカメラの出退機構を示す図である。わかりやすくするために、両端部のみを示している。主軸台1の上部にL型のシリンダベース2が固定され、その内側面にロッドレスシリンダ3が設置されている。ロッドレスシリンダ3の移動ブロック4にはアーム5に固定されているプレート6が取り付けられており、アーム5の先端にはカメラ取付箱8が固定されている。さらに、その先端にはカメラ退避用ふた10が固定されている。また、カメラ取付箱8はL型ふた11を取り外すことにより、カメラの取付調整ができるようになっている。
【0021】次にカメラ取付部の詳細について、図4を参照にして説明する。図4は図3において、L型ふた11を取り外してカメラ取付箱8の中を覗いた図である。カメラ取付箱8は底面と側面の片側の下部が解放され、L型ふた11を取り付けた状態では断面が逆U字型をしている。その内側面にはL型ブラケット12が固定されており、そこに調整板13が角度調整可能に取り付けられるようになっている。調整板13には位置決め用カメラAと測定用カメラBが固定されている。
【0022】次に光源の出退機構の詳細について、図5を参照にして説明する。図5は図1の状態(検出部が格納位置にある時)にある、本実施の形態の工具刃先測定装置の光源の出退機構を示す図である。主軸台1の奥側の側面にL型のシリンダベース21を固定し、その上面にプレート22と一体型の取付ベース23を介してシリンダ24を設ける。ピストンロッド25はシリンダ24により、出退可能となっており、その先端には取付ブラケット26に光源28が取り付けられた光源テーブル27が固定されている。
【0023】次に、このような本実施の形態の動作を説明する。
【0024】本実施の形態の工具刃先測定装置は、測定モードと格納モードの2つの動作モードを有している。測定モードは上述した検出部が測定位置にある時(図2の状態)に対応するモードであり、格納モードは上述した検出部が格納位置にある時(図1の状態)に対応するモードである。両モード間の切替はプログラムにより自動的に実行可能であり、また操作盤の操作により手動でも可能となっている。
【0025】図1の状態において、モードを測定モードに切り換えると、図示しない駆動源からロッドレスシリンダ3とシリンダ24にエアが供給され、移動ブロック4とピストンロッド25が前進することにより、カメラA,Bと光源28が図2のように測定位置に位置決めされる。この際、光源退避用ふた29は図示しないシリンダにより光源28の前進に合わせて開かれるようになっている。また、刃物台32が主軸軸線と直角な方向で主軸から最も離れた位置になければ、カメラA,Bと光源28は前進しないようになっている。カメラ側についてはカメラ退避用ふた10がカメラ取付箱8に固定されていて、カメラの出退動作がカメラ退避用ふた10の開閉動作を兼ねている。また、カメラA,Bは、移動ブロック4が測定位置ストッパ7に当接することにより位置決めされる。
【0026】カメラA,Bは、図6に示すように、カメラ取付箱8に対して工具Tの刃面に垂直になるように傾斜して取り付けられている。この傾斜角度はカメラA,Bを固定している調整板13をL型ブラケット12に取り付ける際に調整する(図4参照)。この状態で、タレット31により加工位置に割り出された工具Tの刃先PをカメラA,Bと光源28との間に位置決めし、刃先Pの刃先形状及び刃先位置の測定を行う。工具Tの移動は図示しない駆動源と移動機構により刃物台32を移動することにより行う。また、位置決めの確認は位置決め用カメラAで行い、実際の測定は測定用カメラBで行う。
【0027】図2の状態において、モードを格納モードに切り換えると、図示しない駆動源からロッドレスシリンダ3とシリンダ24にエアが供給され、移動ブロック4とピストンロッド25が後退することにより、カメラA,Bと光源28が図1のように格納位置に位置決めされる。この際、光源退避用ふた29は図示しないシリンダにより光源28の後退に合わせて閉じるようになっている。また、カメラA,Bは、移動ブロック4が格納位置ストッパ9に当接することにより位置決めされる。
【0028】上記の説明から明らかなように、本実施の形態において、撮像部としてのカメラA,Bの格納位置と光源部としての光源28の格納位置は、従来のNC工作機械において空きスペースとなっていた場所に設置しているため、加工による切り粉や切削油等による悪影響を排除できたにもかかわらず、本装置の設置に要する余分なスペースの追加は不要となっている。
【0029】さらに、本実施の形態においては、撮像部としてのカメラA,Bと光源部としての光源28とは別駆動源により独立して駆動するようになっている。これは出退動作の繰り返し精度が必要なカメラA,Bと、それほど精度の必要でない光源28とを別々の出退機構で構成することにより、カメラA,Bの移動重量を軽量コンパクトにし、高精度の位置決めを可能とするためである。
【0030】なお、本発明の検出される画像は、上述した実施の形態では刃先Pの刃先形状及び刃先位置として説明したが、これに限らず、刃先形状をあらかじめ記憶させておき、刃物台からの刃物選択情報により刃物形状を認識させて、刃先の位置情報のみを画像として検出するとしてもよい。
【0031】また、本発明の検出部は、上述した実施の形態ではCCDカメラA,Bと光源28で構成されるとして説明したが、これに限らず、必要な画像データを撮像できる手段でありさえすればよい。
【0032】また、本発明の隠見駆動部は、上述した実施の形態ではCCDカメラA,Bと光源28を測定位置と格納位置との間で独立に出退可能にし、CCDカメラA,Bと光源28が格納位置にあるときには測定位置と前記格納位置との間をカメラ退避用ふた10と光源退避用ふた29でそれぞれ仕切る手段として説明したが、これに限らず、撮像部をNC工作機械本体の外部に固定し測定時以外はカバーで仕切る手段、加工による切り粉や切削油等が測定に悪影響を及さない距離をおいて格納位置を配置し仕切を省略した手段等、要するに加工による切り粉や切削油等の悪影響を排除して高精度の測定が行える手段でありさえすればよい。さらに、CCDカメラA,Bと光源28とは独立して駆動するとしたが、同じ駆動源によって同時に出退するとしてもよい。また、この駆動源手段はエアシリンダとして説明したが、これに限らず、油圧シリンダ、モータ駆動など、要するに、CCDカメラA,Bと光源28とをそれぞれ出退せしめる手段でありさえすればよい。
【0033】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、請求項1の本発明は、加工による切り粉や切削油等による悪影響を排除し、高精度の測定が行え、信頼性が高い工具刃先測定装置を提供することができる。
【0034】また、請求項4の本発明は、請求項1の効果に加え、撮像部の移動重量を軽量コンパクトにし、高精度の位置決めを可能とする工具刃先測定装置を提供することができる。
【0035】さらに、請求項5,6の本発明は、請求項1の効果に加え、コンパクトな工具刃先測定装置を提供することができる。
【0036】また、請求項7の本発明は、請求項5,6の効果に加え、主軸台側と刃物台側との間で、熱変位等により生じる相対的な誤差を加味した補正ができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013