刀具尺寸的測定方法、測定裝置以及機床的制作方法

專利名稱：刀具尺寸的測定方法、測定裝置以及機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及對在例如CNC (計算機數控)的機床中使用的刀具的刀尖位置、刀具長度、刀具直徑、刀尖形狀、刀具振動等的刀具尺寸進行測定的方法、裝置以及機床。
背景技術：
在例如NC機床(數控機床)中，在工件的加工時，安裝于主軸的例如所謂鉆頭和/或立銑刀之類的刀具一邊旋轉一邊與工件接觸。刀具沿NC機床中的預定的進給方向進給。為了提高工件的加工精度，需要確定刀具的旋轉中心和/或決定刀具姿勢的刀具的中心軸，并將刀具設為所希望的姿勢。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2005-324300號公報

發明內容
發明所要解決的課題在例如專利文獻I中公開了對安裝于主軸的刀具的形狀進行拍攝以測定刀具的形狀的方法。通過該方法測定定位于預定位置的刀具的形狀。因此，無法測定刀具的中心軸線與進給方向的錯位。在發生這樣的錯位的情況下工件的加工精度會下降。本發明是鑒于上述實際情況而進行的，其目的在于提供能夠通過在加工中使用的刀具姿勢以及移動軌跡來測定刀具的尺寸、另外能夠預先確認機床的坐標系與測定裝置的坐標系的錯位、能夠進一步提高工件的加工精度的刀具尺寸的測定方法、測定裝置以及機床。用于解決課題的技術方案為了達成上述目的，根據本發明，能夠提供一種刀具尺寸的測定方法，用與刀具相對移動的拍攝裝置對所述刀具進行拍攝，通過得到的圖像數據來測定所述刀具的尺寸，該測定方法包括:通過所述拍攝裝置在多個位置對沿預定的進給方向移動的所述刀具進行拍攝，讀取在所述移動的每個位置所生成的多個圖像數據的步驟；和在多個所述圖像數據的各個中確定所述刀具的輪廓，基于確定了的多個輪廓來確定所述刀具的移動軌跡與所述刀具的中心軸線的步驟。在該刀具尺寸的測定方法中，所述刀具的移動軌跡，通過計算相對于所述刀具的輪廓具有預定的位置關系的基準點在多個所述圖像數據上的位置的推移來確定即可。所述刀具的中心軸線，通過計算相對于所述刀具的輪廓具有預定的位置關系的基準線在多個所述圖像數據上的平均來確定即可。這樣的刀具尺寸的測定方法還包括:基于所確定的所述刀具的移動軌跡以及中心軸線，利用所述刀具的輪廓來確定所述刀具的刀尖位置以及刀具直徑中的至少任意一個的步驟。
根據本發明，能夠提供一種刀具尺寸的測定裝置，通過對刀具進行拍攝而得到的圖像數據來測定所述刀具的尺寸，其中，包括:拍攝裝置，其在多個位置對沿預定的進給方向移動的所述刀具進行拍攝而在所述移動的每個位置生成多個圖像數據；和演算裝置，其在多個所述圖像數據的各個中確定所述刀具的輪廓，基于確定的多個輪廓確定所述刀具的移動軌跡與所述刀具的中心軸線。根據本發明，能夠提供一種機床，通過對安裝于主軸的刀具進行拍攝而得到的圖像數據而在機上測定所述刀具的尺寸，其特征在于，包括:拍攝裝置，其在多個位置對沿預定的進給方向相對地移動的所述刀具進行拍攝而在所述移動的每個位置生成多個圖像數據；和演算裝置，其在多個所述圖像數據的各個中確定所述刀具的輪廓，基于確定的多個輪廓確定所述刀具的移動軌跡與所述刀具的中心軸線，基于確定的所述刀具的移動軌跡，確定在機床中設定的正交2軸的平面坐標系與在所述拍攝裝置的視野內設定而與機床的平面坐標系相關聯的正交2軸的平面坐標系的錯位；進行控制以對所述錯位進行校正。根據本發明，能夠提供能夠進一步提高工件的加工精度的刀具尺寸的測定方法、測定裝置以及機床。對刀具的移動軌跡與中心軸線所成的角度即相對的角度進行測定，所以能夠與拍攝裝置相對于機床的安裝誤差無關地對該角度進行測定。在使刀具的中心軸線與該刀具的移動軌跡的方向一致的加工的情況下，只要進行NC裝置的校正以使該角度變為零即可。如果用球頭立銑刀的中心軸線上的頂點附近對工件進行加工，則切削刃的轉速減小而加工面品質下降，為了解決該問題，使球頭立銑刀的中心軸線相對于工件傾斜，用離開頂點的切削刃的轉速較大的部分對工件進行加工。此時，只要對刀具的移動軌跡與中心軸線所成的角度是否變為所希望的角度進行測定，在沒有變為時進行NC裝置的校正即可。特別是，具有正交3軸的直線進給軸與2軸的旋轉進給軸的5軸工作機械，能夠改變刀具相對于工件的姿勢，所以容易進行校正。另外，根據本發明，能夠確定刀具的移動軌跡，所以能夠求出與NC裝置的移動軌跡的誤差、即測定裝置的視野的坐標軸與機床的坐標軸的錯位，通過對該錯位進行校正，能夠使刀具尺寸的測定結果與工作機械的坐標系一致。


圖1是概略性地表示本發明的一個實施方式所涉及的機床的結構的圖。圖2是表示一個具體例所涉及的圖像數據的圖。圖3是表示本發明的一個實施方式所涉及的刀具尺寸的測定方法的處理的流程的流程圖。圖4是表示其他的具體例所涉及的圖像數據的圖。圖5是概略性地表示確定刀具的移動軌跡以及中心軸線的處理的圖。圖6是概略性地表示確定刀具的刀具直徑和/或刀尖位置的處理的圖。圖7是概略性地表示確定坐標系的錯位的處理的圖。
具體實施例方式以下，一邊參照附圖，一邊對本發明的一個實施方式進行說明。圖1是概略性地表示本發明的一個實施方式所涉及的機床10的結構的圖。該機床10除了對工件(未圖示)執行加工處理的機械部分外，還包括:對機床10的工作進行控制的NC裝置12 ;和連接于機床10以及NC裝置12而對機床10的刀具的尺寸進行測定的尺寸測定裝置13。機床10使用例如5軸立式的加工中心。在本實施方式中，尺寸測定裝置13與NC裝置12分別進行圖示，但尺寸測定裝置13也可以組裝入例如NC裝置12內。首先，對機床10的機械結構進行說明。在機床10中設定XYZ正交3軸基準坐標系。機床10包括:沿著水平面即XY平面擴展的床身15 ;配置于床身15上的工作臺底座16 ;和在工作臺底座16的后方從床身15與Z軸平行地沿垂直方向立起的立柱17。在工作臺底座16上固定工件(未圖示)。在立柱17上支撐有主軸頭18。在主軸頭18的下端經由主軸19朝下拆裝自如地安裝有刀具20。刀具20由組裝入主軸19內的主軸電動機(未圖示)旋轉驅動。在這里，刀具20能夠使用例如球頭立統刀。加之，主軸頭18能夠經由A軸旋轉進給機構圍繞與X軸平行的軸線回轉地安裝于主軸臺(未圖示)。同時，主軸頭18能夠經由C軸旋轉進給機構圍繞與Z軸平行的軸線回轉地安裝于主軸臺。旋轉進給機構包括例如直接驅動電動機和/或伺服電動機構成。在主軸頭18上組裝入有分別檢測A軸以及C軸回轉方向的旋轉角的旋轉角檢測器(未圖示)。用這些旋轉角檢測器讀取出的旋轉角向NC裝置12輸出即反饋。工作臺底座16能夠經由直線進給機構沿水平方向(X軸方向)移動地被支撐在床身15上。另一方面，主軸頭18能夠經由直線進給機構沿鉛垂方向(Z軸方向)以及水平方向(Y軸方向)移動地被支撐于立柱17。直線進給機構具備例如滾珠絲杠和對該滾珠絲杠進行旋轉驅動的伺服電動機。另外，工作臺底座16也可以沿Y軸方向移動，以代替主軸頭18的Y軸方向的移動。另外，也可以設為工作臺底座16具有A軸以及C軸的結構，以代替主軸頭18具有A軸以及C軸的結構。在床身15中組裝入有對該床身15與工作臺底座16之間的沿X軸的相對位置進行讀取的X軸位置檢測器21。在立柱17中組裝入有分別對該立柱17與主軸頭18之間的沿Y軸以及Z軸的相對位置進行讀取的Y軸位置檢測器(未圖示)以及Z軸位置檢測器22。這些位置檢測器使用例如數字標尺即可。用這些位置檢測器讀取出的相對位置按基準坐標系的坐標值來確定。讀取出的坐標值向NC裝置12輸出即反饋。通過上述旋轉進給機構以及直線進給機構實現工作臺底座16與刀具20的相對移動。相對移動基于從NC裝置12供給的后述的驅動信號來實現。在相對移動過程中，旋轉的刀具20在預定的加工點與工件接觸。這樣工件被加工成所希望的形狀。接下來，對NC裝置12的結構進行說明。NC裝置12包括:存儲NC程序的存儲部24 ;對存儲于存儲部24的NC程序進行解析的程序解析部25 ;根據由程序解析部25解析出的NC程序生成移動指令的移動指令部26 ;和根據從移動指令部26輸出的移動指令向機床10的伺服電動機輸出驅動信號的伺服控制部27。在移動指令中，包含例如工件的加工點的分度數據以及表示與分度后的加工點相對應的主軸19的位置的坐標值數據。接下來，對尺寸測定裝置13的結構進行說明。尺寸測定裝置13包括配置于工作臺底座16上的尺寸測定單元31。尺寸測定單元31包括光源32和朝向光源32的拍攝裝置33。光源32使用向拍攝裝置33輸出平行光的例如高亮度LED。拍攝裝置33包括透鏡單元34以及CCD (電荷耦合元件)圖像傳感器35。CCD圖像傳感器35構成例如二維圖像傳感器。
尺寸測定裝置13包括:從拍攝裝置33接受拍攝到的圖像的圖像數據的圖像調整裝置36 ;和對光源32以及拍攝裝置33的工作進行控制的控制裝置37。上述CXD圖像傳感器35以例如每秒30 60巾貞的巾貞頻(frame rate)輸出與成像于其受光面的圖像相對應的模擬圖像信號。模擬圖像信號由組裝入拍攝裝置33內的A/D轉換器轉換為數字圖像數據，向圖像調整裝置36輸出。圖像調整裝置36進行黑點校正、降噪、白平衡調整、輪廓校正以及對比度調整等圖像調整處理，將數字圖像數據二值化。圖像調整裝置36將圖像調整后的圖像數據存儲于后述的幀存儲器。另一方面，控制裝置37向拍攝裝置33輸出對拍攝裝置33的移動和/或變焦進行控制的驅動信號。另外，關于拍攝裝置33的視野，與上述的基準坐標系的YZ平面相對應地設定xy正交2軸的視野坐標系。該視野坐標系的各坐標值按在YZ平面內的拍攝裝置33移動后的各位置的每個視野而與基準坐標系的各坐標值相關聯。尺寸測定裝置13包括:存儲尺寸測定程序以及刀具數據的存儲裝置41 ;基于尺寸測定程序執行各種各樣的演算處理的演算裝置42 ;和存儲每一幀的圖像數據的幀存儲器43。在演算處理時尺寸測定程序只要暫時讀出到存儲器(未圖示)即可。存儲尺寸測定程序以及刀具數據的詳細情況后述。另外，尺寸測定程序可以從例如FD (軟盤)和/或CD-ROM等可移動性記錄介質獲取到存儲裝置41，也可以從所謂LAN和/或互聯網之類的計算機網絡獲取到存儲裝置41。尺寸測定裝置13包括:顯示裝置44,其具有顯示畫面,該顯示畫面顯示構成例如表示刀具的像(影像)的圖像數據的每個像素的明暗二值的信息和/或該像素的坐標值；和輸入裝置45，其通過例如在顯示畫面上指定預定的位置而向演算裝置42輸入指示。顯示裝置44只要為例如LCD (液晶顯示)面板等平面顯示面板即可，輸入裝置45可以為例如觸摸面板和/或鍵盤、鼠標等。使用者能夠使用例如觸摸面板和/或鼠標，在顯示于顯示裝置44的顯示畫面上的圖像上指定刀具20的輪廓線的方向，或者指定刀具20的輪廓線上的測定位置。接下來，對本發明所涉及的機床10中測定刀具20的尺寸的方法進行說明。在這里，對例如刀具20的移動軌跡與刀具20的中心軸線進行測定。刀具20的移動軌跡是由直線進給機構沿預定的進給方向進給的刀具20的移動的軌跡。刀具20的中心軸線是與主軸19的旋轉中心一致的刀具20的中心軸線。在刀具20的尺寸的測定處理的執行時，尺寸測定裝置13的演算裝置42從存儲裝置41向例如存儲器暫時讀取尺寸測定程序。這樣演算裝置42基于尺寸測定程序執行各種各樣的演算處理。首先，演算裝置42向NC裝置12輸出開始信號。與開始信號的接收相應地，NC裝置12向機床10輸出驅動指令。其結果，在機床10中，在XY平面上將主軸19定位于光源32與拍攝裝置33之間的預定位置。同時，主軸19被定位于例如A軸方向的任意的旋轉角的位置。這樣一來，刀具20的中心軸線在直角坐標系的YZ正交2軸的平面坐標系上與Y軸以及Z軸相交叉。這樣一來刀具20確立傾斜姿勢。在這里，旋轉角設定為例如刀具20的中心軸線從與Z軸平行的狀態向水平面向A軸方向旋轉45度后的角度。此時，刀具20圍繞其旋轉中心旋轉驅動。同時，演算裝置42為了使光源32以及拍攝裝置33的工作開始而向控制裝置37輸出開始信號。與開始信號的接收相應地，控制裝置37輸出使拍攝裝置33驅動的驅動信號。這樣一來拍攝裝置33開始拍攝。拍攝裝置33在拍攝的每一幀生成模擬的圖像信號。從該圖像信號生成的圖像數據經由圖像調整裝置36按每一幀存儲于幀存儲器43。圖像數據的詳細情況后述。刀具20基于Y軸方向的直線移動以及Z軸方向的直線移動沿45度的進給方向移動。Y軸方向的直線移動的速度與Z軸方向的直線移動的速度設定為相等。S卩，在機床10的設定上，A軸方向的刀具20的旋轉角與刀具20的進給方向的角度設定為相同。因此，刀具20的移動軌跡設定為與機床10所設定的基準坐標系的Y軸以及Z軸相交叉的方向。當刀具20進入拍攝裝置33的視野內時，按在沿所設定的進給方向移動過程中的各位置對刀具20進行拍攝的各幀輸出圖像數據。另外，刀具20的移動在刀具20在視野內移動了預定距離的時間點停止。距離任意設定即可。在CXD圖像傳感器35的受光面上，通過從光源32照射的平行光成像對刀具20的影進行投影的圖像。圖像數據包括確定視野內的圖像的多個像素。如上所述，在圖像數據中按每個像素確定明暗二值，所以例如如圖2所示，在由圖像數據確定的視野V內，暗的像素被確定為刀具20的影的投影部分，另一方面明的像素被確定為平行光的受光部分。這樣一來確定了刀具20的輪廓。圖3是表示本發明的一個實施方式所涉及的刀具20的尺寸測定方法的處理的流程的流程圖。在步驟SI中，演算裝置42從幀存儲器43讀取I幀的圖像數據。在這里，讀取刀具20的輪廓的大部分進入了視野V內的圖像數據。基于讀取的圖像數據，在步驟S2中，演算裝置42檢測刀具20的輪廓的邊緣。如上所述各像素由明暗二值表示，所以邊緣由圖像的視野中與刀具20的圖像的像素相對應的暗的像素中的、與明的像素相鄰的暗的像素來確定。這樣一來如從圖2明了地那樣，演算裝置42在步驟S3中，基于與明的像素相鄰的連續的多個暗的像素的提取來確定刀具20的輪廓線51。輪廓線51由例如回歸曲線來確定。接下來，演算裝置42在步驟S3中識別輪廓線51的結構。刀具20為球頭立銑刀，所以如圖4所示，識別為例如在刀具20的頂端規定的圓51a和連接于圓51a的后端的長方形51b。在步驟S4中，在圓51a的識別時，只要根據輪廓線51的形狀確定刀具20的頂端的半圓分量即可。在長方形51b的確定時，只要根據輪廓線51的形狀確定平行分量(也可以包含柄)即可。在步驟S5中，演算裝置42根據圓51a的半圓分量確定相對于圓51a具有預定位置關系的基準點。在這里，基準點為圓51a的中心點P。同時，演算裝置42根據長方形51b的平行分量確定相對于長方形51b具有預定位置關系的基準線。在這里，基準線為沿長方形51b的長度方向延伸的長方形51b的軸線L。如上所述，在拍攝裝置33的視野V內規定了視野坐標系，所以確定了構成圓51a、中心點P、長方形51b以及軸線L的各像素的視野坐標系中的坐標值。在這里，基于確定長方形51b的坐標值將軸線L公式化。這樣一來確定了坐標值的圖像數據，在步驟S6中被存儲于幀存儲器43。表示圓51a、中心點P、長方形51b以及軸線L的視野坐標系的坐標值的坐標值數據，與圖像數據相關聯而存儲于幀存儲器43即可。這樣一來步驟SI S6的處理完成。接下來，在步驟S7中，判斷處理完成了的幀數是否達到尺寸測定所必需的幀數。測定所必需的幀數任意設定即可。在刀具20的尺寸即移動軌跡以及中心軸線的測定中需要多幀，所以演算裝置42的處理返回到步驟SI。另外，在本實施方式中所必需的幀數例如設定為4。演算裝置42按各幀的每幀反復進行步驟SI S6的處理。刀具20沿進給方向移動，所以按各幀的每幀刀具20的輪廓線51的位置變化。這樣一來，當處理完成了的幀數達到尺寸測定所必需的幀數時，演算裝置42的處理移動到步驟S8。另外，在刀具20的移動軌跡為直線的情況下，所必需的幀數最低為2，在移動軌跡為圓弧的情況下，所必需的幀數最低為3，在移動軌跡任意的情況下，所必需的幀數最低為4。在任何情況下都是幀數越多測定精度越高，但根據加工條件而預先設定。在步驟S8中，基于按多幀的每一幀所確定的多個中心點P的位置的推移而計算刀具20的移動軌跡。如圖5所示，按每個幀所確定的圓51a基于視野坐標系而配置，確定各中心點Pn的坐標值(xn、yx)。計算通過所確定的所有中心點P的回歸曲線。這樣計算出的回歸曲線相當于刀具20的移動軌跡52。接下來，在步驟S8中，基于按多幀的各幀所確定的多個中心軸線L的平均來計算刀具20的軸線。具體地說，計算多個中心軸線L的平均的回歸曲線。如圖5所示，計算出的回歸曲線相當于刀具20的中心軸線53。對計算出的移動軌跡52以及中心軸線53進行確定的刀具數據被存儲于存儲裝置41。在刀具數據中，坐標值只要從視野坐標系轉換為基準坐標系的坐標值而確定即可。如從圖5明了地那樣，在本實施方式的例子中，刀具20的移動軌跡52與中心軸線53不一致。移動軌跡52與中心軸線53以例如交叉角α相交叉。在這里，如果以移動軌跡52的角度即進給方向的角度如設定那樣為45度為前提，則可知主軸19的旋轉角的位置從設定的45度錯位。這樣的錯位會使工件的加工精度顯著下降。因此，計算出的交叉角α只要能夠用于機床10的A軸方向的旋轉角的機械校正即可，或者只要能夠在用于NC裝置12的主軸19的位置控制的坐標值的校正中使用即可。這樣一來在機床10，只要實施校正以使中心軸線53與移動軌跡52 —致即可。另外，尺寸測定的結果表明在移動軌跡52與中心軸線53 —致的情況下，主軸19的旋轉角的位置如設定那樣。除了以上那樣的測定外，在尺寸測定裝置13中，也可以測定傾斜姿勢的刀具20的刀具直徑和/或刀尖位置。演算裝置24與上述同樣地，基于圖像數據根據輪廓線51確定圓51a以及長方形51b的分量。此時，如圖6所示，只要沿例如與中心軸線53正交的方向測定刀具20的刀具直徑即可。另外，也可以與刀具20與工件的相對位置關系相應地，測定平行于基準坐標系的Y軸的假想直線YL與圓51a的切點Yi作為刀具20的刀尖位置。另一方面，也可以測定平行于基準坐標系的Z軸的假想直線ZL與圓51a的切點Zi作為刀具20的刀尖位置。只要從這些刀尖位置開始計算刀具20的刀具長度即可。在這樣的刀具直徑和/或刀尖位置的測定時，只要在尺寸測定軟件上預先設定刀具20的輪廓線51上的測定位置即可。其結果，刀具20的尺寸測定能夠自動實施。如上所述，根據本實施方式所涉及的機床10，拍攝裝置33對沿進給方向移動過程中的刀具20進行拍攝。通過基于拍攝而生成的多個圖像數據來確定刀具20的輪廓線51。基于該輪廓線51來確定移動軌跡52以及中心軸線53。在移動軌跡52與中心軸線53之間具有錯位的情況下，這樣的錯位能夠在機床10中用于刀具20的定位的校正。其結果，工件的加工精度提高。另外，例如如果測定了傾斜姿勢的刀具20的尺寸，則能夠確定傾斜姿勢下的實際的刀尖位置和/或刀具直徑。這樣的刀尖位置和/或刀具直徑能夠使用于機床10的定位的校正。其結果，工件的加工精度進一步提高。
在上述那樣的機床10中，使用者也可以通過手動指定刀具20的刀具直徑和/或刀尖位置的測定位置。基于圖像數據在顯示裝置44的顯示畫面上顯示輪廓線51。在顯示畫面上，例如可以將輪廓線51上的測定位置設為選項而顯示，使用者也可以具體地指定輪廓線51上的任意的測定位置。測定位置的指定，例如可以在顯示畫面上通過鼠標來實施，也可以通過觸摸面板上的接觸位置來指定測定位置。這樣一來與上述同樣地，演算裝置42能夠與所指定的測定位置相應地測定包含刀具直徑和/或刀尖位置、刀具長度等的刀具20的尺寸。接下來，對確定機床10的基準坐標系與拍攝裝置33的視野坐標系的錯位的處理進行說明。例如如圖7所示，在機床10中，刀具20沿平行于基準坐標系的Z軸的進給方向移動。在拍攝裝置33中確定了平行于Z軸的移動軌跡52a。此時，如果拍攝裝置33相對于工作臺底座16被正確地定位，則移動軌跡52a被規定為平行于視野坐標系的y軸。其結果，演算裝置42判斷為在基準坐標系與視野坐標系之間沒有產生錯位。另外，在這里設為機床10中的直角度處于允許值的范圍內。另一方面，如圖7所示，當視野坐標系圍繞基準坐標系的X軸錯開預定的旋轉角時，移動軌跡52a被確定為不與視野坐標系的I軸平行。即，移動軌跡52a相對于視野坐標系的y軸以預定的交叉角相交叉。該交叉角與規定為圍繞基準坐標系的X軸的視野坐標系的旋轉角β —致。演算裝置42判斷為在基準坐標系與視野坐標系之間僅產生旋轉角β的錯位。此時，在機床10中，只要基于所確定的旋轉角β來調節處于工作臺底座16上的拍攝裝置33的機械安裝位置即可。另外，也可以代替機械安裝位置的調整，而基于所確定的旋轉角β在例如NC裝置12與尺寸測定裝置13之間對坐標值進行校正。另外，在基準坐標系與視野坐標系的錯位的確定時，在機床10中，刀具20也可以沿與Y軸平行的進給方向移動。在拍攝裝置33中確定了平行于基準坐標系的Y軸的移動軌跡52b。也可以基于該移動軌跡52b與X軸的交叉角與上述同樣地確定旋轉角β。同樣地，在基準坐標系與視野坐標系的錯位的確定時，刀具20也可以沿與Y軸以及Z軸相交叉的進給方向移動。在拍攝裝置33中確定了與基準坐標系的Y軸以及Z軸相交叉的方向的移動軌跡52c。此時，只要對進給方向的角度與拍攝裝置33的視野上的移動軌跡52c的角度進行比較即可。也可以基于該移動軌跡52c與上述同樣地確定旋轉角β。如上所述，機床10的基準坐標系與拍攝裝置33的視野坐標系的錯位基于刀具20的移動軌跡52a 52c來確定。如果這樣對基準坐標系與視野坐標系的錯位進行確定，則拍攝裝置33能夠相對于機床10被配置于正確的位置。其結果，拍攝裝置33能夠正確地測定刀具20的尺寸。因此，基于尺寸的測定而計算出的錯位能夠正確地用于機床10的定位的校正。工件的加工精度提高。在以上那樣的實施方式中，作為機床10的例子使用立式的加工中心對本發明的刀具尺寸的測定方法以及測定裝置進行了說明，但本發明的刀具尺寸的測定方法以及測定裝置也能夠通過例如臥式的加工中心和/或其他的機床來實現。另外，作為刀具20的例子使用球頭立銑刀對本發明的刀具尺寸的測定方法以及測定裝置進行了說明，但本發明的刀具尺寸的測定方法以及測定裝置也能夠通過例如平面立銑刀和/或鉆頭等其他的刀具來實現。附圖標記說明
10:機床；13:尺寸測定裝置；20:刀具；33:拍攝裝置；42:演算裝置；51:輪廓線；52:移動軌跡；52a:移動軌跡；52b:移動軌跡；52c:移動軌跡； 53:中心軸線；V:視野
權利要求
1.一種刀具尺寸的測定方法，用與刀具相對移動的拍攝裝置對所述刀具進行拍攝，通過得到的圖像數據來測定所述刀具的尺寸，該測定方法的特征在于，包括: 通過所述拍攝裝置在多個位置對沿預定的進給方向移動的所述刀具進行拍攝，讀取在所述移動的每個位置所生成的多個圖像數據的步驟；和 在多個所述圖像數據的各個中確定所述刀具的輪廓，基于確定了的多個輪廓來確定所述刀具的移動軌跡和所述刀具的中心軸線的步驟。
2.根據權利要求1所述的刀具尺寸的測定方法，其中: 所述刀具的移動軌跡是通過計算相對于所述刀具的輪廓具有預定的位置關系的基準點在多個所述圖像數據上的位置的推移而確定的。
3.根據權利要求1所述的刀具尺寸的測定方法，其中: 所述刀具的中心軸線是通過計算相對于所述刀具的輪廓具有預定的位置關系的基準線在多個所述圖像數據上的平均確定的。
4.根據權利要求1所述的刀具尺寸的測定方法，其中，還包括: 基于所確定的所述刀具的移動軌跡以及中心軸線，利用所述刀具的輪廓來確定所述刀具的刀尖位置以及刀具直徑中的至少任意一個的步驟。
5.一種刀具尺寸的測定裝置，通過對刀具進行拍攝而得到的圖像數據來測定所述刀具的尺寸，其特征在于，具備: 拍攝裝置，其在多個位置對沿預定的進給方向移動的所述刀具進行拍攝而在所述移動的每個位置生成多個圖像數據；和 演算裝置，其在多個所述圖像數據的各個中確定所述刀具的輪廓，基于確定的多個輪廓來確定所述刀具的移動軌跡與所述刀具的中心軸線。
6.一種機床，通過對安裝于主軸的刀具進行拍攝而得到的圖像數據而在機上測定刀具的尺寸，其特征在于，包括: 拍攝裝置，其在多個位置對沿預定的進給方向相對地移動的所述刀具進行拍攝而在所述移動的每個位置生成多個圖像數據；和 演算裝置，其在多個所述圖像數據的各個中確定所述刀具的輪廓，基于確定的多個輪廓確定所述刀具的移動軌跡與所述刀具的中心軸線，基于確定的所述刀具的移動軌跡，確定在機床中設定的正交2軸的平面坐標系與在所述拍攝裝置的視野內設定而與機床的平面坐標系相關聯的正交2軸的平面坐標系的錯位； 進行控制以對所述錯位進行校正。
全文摘要
根據本發明所涉及的機床(10)，拍攝裝置(33)對沿進給方向移動過程中的刀具(20)進行拍攝。通過基于拍攝生成的多個圖像數據的各個來確定輪廓線(51)。基于該輪廓線(51)來確定刀具(20)的移動軌跡(52)以及中心軸線(53)。在移動軌跡(52)與中心軸線(53)之間具有錯位的情況下，這樣的錯位能夠在機床(10)中用于刀具(20)的定位的校正。其結果，工件的加工精度提高。另外，例如如果測定傾斜姿勢的刀具(20)的尺寸，則能夠確定傾斜姿勢下的實際的刀尖位置和/或刀具直徑。這樣的刀尖位置和/或刀具直徑能夠用于機床(10)的定位的校正。工件的加工精度進一步提高。
文檔編號G01B11/02GK103189712SQ201180051789
公開日2013年7月3日 申請日期2011年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者倉橋康浩 申請人:株式會社牧野銑床制作所