特許 6037891 工具形状測定方法及び工具形状測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6037891

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】工具形状測定方法及び工具形状測定装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/24 20060101AFI20161128BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   B23Q17/24 Z

   G01B11/24 K

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-35367(P2013-35367)

(22)【出願日】2013年2月26日

(65)【公開番号】特開2014-163807(P2014-163807A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年12月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】315017775

【氏名又は名称】三菱重工工作機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(72)【発明者】

【氏名】山本 英明

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１９６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−８５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−９６６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５３６１３０８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１３１０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２６７６０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １７／００−１７／２４，

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工工具又は前記加工工具を保持する工具保持機構に対してスリット状のレーザを照射するラインレーザと該ラインレーザにより照射される前記レーザによる前記加工工具又は前記工具保持機構の切断面を撮影するカメラとからなる計測ユニットに対して前記加工工具又は前記工具保持機構を相対的にスキャニング移動させることにより、前記切断面による２次元的な形状を測定する工具形状測定方法において、前記計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定される一方、前記加工工具又は前記工具保持機構は、前記工作機械又はその周辺機器による移動手段によりスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定方法。

【請求項2】

請求項１において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のＺ軸又はＹ軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定方法。

【請求項3】

請求項１において、前記計測ユニットは、前記周辺機器である自動工具交換装置に固定される一方、前記自動工具交換装置の工具交換動作により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定方法。

【請求項4】

請求項１において、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする工具形状測定方法。

【請求項5】

加工工具又は前記加工工具を保持する工具保持機構に対してスリット状のレーザを照射するラインレーザと該ラインレーザにより照射される前記レーザによる前記加工工具又は前記工具保持機構の切断面を撮影するカメラとからなる計測ユニットに対して前記加工工具又は前記工具保持機構を相対的にスキャニング移動させることにより、前記切断面による２次元的な形状を測定する工具形状測定装置において、前記計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定される一方、前記加工工具又は前記工具保持機構は、前記工作機械又はその周辺機器による移動手段によりスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。

【請求項6】

請求項５において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のＺ軸又はＹ軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。

【請求項7】

請求項５において、前記計測ユニットは、前記周辺機器である自動工具交換装置に固定される一方、前記自動工具交換装置の工具交換動作により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。

【請求項8】

請求項５において、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする工具形状測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工具形状測定方法及び工具形状測定装置に関する。特に、工作機械に使用される加工工具に適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

工作機械の干渉チェックや誤加工（工具の装着ミス、工具長／工具径などの工具データの設定ミスによる誤加工・工具破損・機械の衝突）を防止するためには、加工素材（加工ワーク）の３次元形状計測とともに実際の加工に使用される加工工具の形状の測定が必要である。
その取組として、各社より以下特許が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。

【0003】

ところで、いずれの手法も加工工具と測定機器（カメラなど）との相対的な位置関係は一定であり、数学的な算出式を用いて形状測定を実現しており煩雑である。
また、機上での測定（工作機械の主軸に加工工具を装着した状態及びこれに類する状態での測定）については、具体的な手法は明記されていない。

【0004】

例えば、図１１に示すように、ラム０１にホルダ０２を介して取り付けられた加工工具０３に対して、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどのカメラ０４が位置決めされ、カメラ０４で加工工具０３又はホルダ０２を撮影し、撮影したデータが画像処理装置０５により画像処理され、画像処理により得られたデータ（工具の３次元形状）が記憶装置０６に保存され、記憶装置０６に記憶された工具の３次元形状に基づきＮＣ装置０７が工作機械を制御することになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−５２６３８号

【特許文献2】特許第３９５８８１５号

【特許文献3】特許第５００１５２１号

【特許文献4】特開２０１２−１６８１８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、工作機械に使用される加工工具に関して、機上での測定についての具体的な手法である工具形状測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する本発明の請求項１に係る工具形状測定方法は、加工工具又は前記加工工具を保持する工具保持機構に対してスリット状のレーザを照射するラインレーザと該ラインレーザにより照射される前記レーザによる前記加工工具又は前記工具保持機構の切断面を撮影するカメラとからなる計測ユニットに対して前記加工工具又は前記工具保持機構を相対的にスキャニング移動させることにより、前記切断面による２次元的な形状を測定する工具形状測定方法において、前記計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定される一方、前記加工工具又は前記工具保持機構は、前記工作機械又はその周辺機器による移動手段によりスキャニング移動させられることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る工具形状測定方法は、請求項１において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のＺ軸又はＹ軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする。

【0008】

上記課題を解決する本発明の請求項３に係る工具形状測定方法は、前記計測ユニットは、前記周辺機器である自動工具交換装置に固定される一方、前記自動工具交換装置の工具交換動作により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る工具形状測定方法は、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする。

【0009】

上記課題を解決する本発明の請求項５に係る工具形状測定装置は、加工工具又は前記加工工具を保持する工具保持機構に対してスリット状のレーザを照射するラインレーザと該ラインレーザにより照射される前記レーザによる前記加工工具又は前記工具保持機構の切断面を撮影するカメラとからなる計測ユニットに対して前記加工工具又は前記工具保持機構を相対的にスキャニング移動させることにより、前記切断面による２次元的な形状を測定する工具形状測定装置において、前記計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定される一方、前記加工工具又は前記工具保持機構は、前記工作機械又はその周辺機器による移動手段によりスキャニング移動させられることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項６に係る工具形状測定装置は、請求項５において、前記計測ユニットは、前記工作機械のコラムに装着される一方、前記工作機械のＺ軸又はＹ軸方向移動手段により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。

【0010】

上記課題を解決する本発明の請求項７に係る工具形状測定装置は、請求項５において、前記計測ユニットは、前記周辺機器である自動工具交換装置に固定される一方、前記自動工具交換装置の工具交換動作により前記加工工具はスキャニング移動させられることを特徴とする工具形状測定装置。
上記課題を解決する本発明の請求項８に係る工具形状測定装置は、請求項５において、前記工具保持機構は、前記加工工具と前記工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントであることを特徴とする工具形状測定装置。

【発明の効果】

【0011】

本発明の請求項１に係る工具形状測定方法によれば、計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定されるので、機上での測定、つまり、工作機械の主軸に加工工具を装着した状態での測定が可能であるという効果を奏し、また、ラインレーザ及びカメラによる測定のため高精度な工具形状測定が可能であるという効果を奏する。工具形状として、工具長測定の代用も可能である。
本発明の請求項２に係る工具形状測定方法によれば、工作機械のＺ軸又はＹ軸移動でスキャニング動作をさせるため高速測定が可能であるという効果を奏する。

【0012】

本発明の請求項３に係る工具形状測定方法によれば、機上での測定、つまり、自動工具交換装置により保持された状態での計測が可能であるという効果を奏する。
本発明の請求項４に係る工具形状測定方法によれば、加工工具と工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントの形状を計測できるという効果を奏する。

【0013】

本発明の請求項５に係る工具形状測定装置によれば、計測ユニットは工作機械又はその周辺機器に固定されるので、機上での測定、つまり、工作機械の主軸に加工工具を装着した状態での測定が可能であるという効果を奏し、また、ラインレーザ及びカメラによる測定のため高精度な工具形状測定が可能であるという効果を奏する。工具形状として、工具長測定の代用も可能である。
本発明の請求項６に係る工具形状測定装置によれば、工作機械のＺ軸又はＹ軸移動でスキャニング動作をさせるため高速測定が可能であるという効果を奏する。

【0014】

本発明の請求項７に係る工具形状測定装置によれば、機上での測定、つまり、自動工具交換装置により保持された状態での計測が可能であるという効果を奏する。
本発明の請求項８に係る工具形状測定装置によれば、加工工具と工作機械の主軸との間に介装されるアタッチメントの形状を計測できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の前提となる光切断法を示す模式図である。

【図2】本発明の基本的な構成を示す概略図である。

【図3】一般的な門型工作機械を示す斜視図である。

【図4】本発明の第１の実施例に係る工具形状測定方法を適用した工作機械の斜視図である。

【図5】本発明の第１の実施例に係る工具形状測定方法を実現するためのブロック図である。

【図6】本発明の第１の実施例に係る工具形状測定方法を実施するためのフローチャートである。

【図7】本発明の第２の実施例に係る工具形状測定方法を適用した工作機械の斜視図である。

【図8】本発明の第３の実施例に係る工具形状測定方法を適用した自動工具交換装置の斜視図である。

【図9】本発明の第３の実施例に係る工具形状測定方法を適用した自動工具交換装置の要部斜視図である。

【図10】本発明の第４の実施例に係る工具形状測定方法を適用した工作機械の斜視図である。

【図11】従来技術に係る工具形状測定方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の前提となる光切断法を示す模式図である。

【0017】

図１に示すように、光切断法においては、被測定対象物１に対してラインレーザ２よりスリット状のレーザを照射し、ラインレーザ２によるレーザの被測定対象物１の切断面を、ラインレーザ２とは異なる角度からカメラ３で撮影し、ラインレーザ２及びカメラ３に対して被測定対象物１を相対的にスキャニング移動させて、前記切断面による２次元的な形状を計測する。更には、得られた２次元的な形状を移動方向に展開して３次元的な形状を計測する。

【0018】

本発明は、このような光切断法を応用し、例えば、図２に示すように、工作機械の主軸１０に装着された加工工具１１に対してスリット状のレーザをラインレーザ１２から照射し、ラインレーザ１２から照射されるレーザによる加工工具１１の切断面を、ラインレーザ１２とは異なる角度からＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等のカメラ１３で撮影しつつ、ラインレーザ１２及びカメラ１３（本発明では、ラインレーザ１２及びカメラ１３よりなる計測ユニットを工作機械のコラム等に固定する）に対して工作機械の軸移動機能により加工工具１１をスキャニング移動させる。

【0019】

更に、カメラ１３により取得した加工工具１１の二次元形状を画像処理装置１４で画像処理し、画像処理して得られた加工工具１１の２次元形状データ及びこの２次元形状を加工工具１１のスキャニング移動方向に展開して得られる３次元形状データを記憶装置１５に保存し、記憶装置１５に保存されたこれら２次元形状又は３次元形状データに基づきＮＣ装置１６が工作機械を動作させるものである。

【0020】

工作機械として一般的な門型工作機械１００を図３に示す。図３に示す門型工作機械１００は、ワークを載置して前後方向（Ｘ軸方向）に移動するテーブル１１０と、テーブル１１０の左右に立設されるコラム１２０と、これらのコラム１２０上に渡って設けられるクロスレール１３０と、クロスレール１３０上を水平方向（Ｙ軸方向）に移動可能なサドル１４０と、サドル１４０に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能なラム１５０とからなり、ラム１５０の主軸には加工工具１１が装着されている。

【0021】

本発明においては、ラインレーザ１２及びカメラ１３よりなる計測ユニット１６０がコラム１２０に固定されている。
従って、コラム１２０に計測ユニット１６０を固定した状態で、ラインレーザ１２からスリット状のレーザを主軸に装着された加工工具１１に照射して、スリット状のレーザによる加工工具１１の切断面をカメラ１３で撮影しつつ、工作機械の軸移動機能、即ち、サドル１４０又はラム１５０によるＹ軸方向又はＺ軸方向移動手段にて、加工工具１１をスキャニング移動させることにより、加工工具１１の２次元的な形状測定が可能であり、２次元的な形状を加工工具１１のスキャニング移動方向に展開して加工工具１１の３次元的な形状測定が可能となるものである。

【0022】

なお、工作機械には周辺機器として自動工具交換装置（ＡＴＣ）が併設されるのが一般的であり、図３においても、複数の加工工具を収納するＡＴＣマガジン２２０がコラム１２０の側方に位置している。自動工具交換装置は、ＡＴＣマガジン２２０に収納した複数の加工工具をチェーンにて回転移動させ、工具交換位置に来た加工工具を図示省略したＡＴＣアーム（チェンジャー）にて、工作機械の主軸に対して取り付け、取り外すものである。

【0023】

本発明においては、工作機械の軸移動機能に代えて自動工具交換装置の工具交換動作を利用することにより、加工工具１１をスキャニング移動させることも可能である。

【実施例1】

【0024】

本発明の第１の実施例に係る工具形状測定方法について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、工作機械のコラム１２０には、ラインレーザ１２及びカメラ１３よりなる計測ユニット１６０が固定されている。工作機械としては、図３に示す門型工作機械１００を使用し、ラム１５０の主軸には加工工具１１が装着されている。

【0025】

ラインレーザ１２からは、ラム１５０の主軸に装着された加工工具１１に対して、略水平なスリット状のレーザが照射され、このラインレーザ１２とは異なる角度から、スリット状のレーザによる加工工具１１の切断面がカメラ１３により撮影されつつ、加工工具１１が図中矢印で示すＺ軸方向（上下方向）にスキャニング移動させられる。

【0026】

従って、カメラ１３により、加工工具１１の水平方向の切断面による２次元画像がＺ軸方向に沿って複数取得されることになる。
ラインレーザ１２、カメラ１３に対しては、図５に示すように、画像処理装置１４、記憶装置１５、ＮＣ装置１６、機械干渉チェックシステム１７及び工具形状チェックシステム１８が接続されている。

【0027】

画像処理装置１４は、カメラ１３により取得された切断面による加工工具１１の２次元画像を画像処理して加工工具１１の２次元形状データとし、更には、２次元画像をＺ軸方向に展開して加工工具１１の３次元形状データとし、これらの２次元形状データ及び３次元形状データを記憶装置１５へ送る。
記憶装置１５は、画像処理装置１４により画像処理された２次元形状データ及び３次元形状データを記憶し、これら２次元形状データ又は３次元形状データをＮＣ装置１６、機械干渉チェックシステム１７、工具形状チェックシステム１８へ送る。

【0028】

ＮＣ装置１６は、工作機械の座標位置（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）、工具情報（工具長、工具径、etc）、実行する加工プログラムを保有しており、機械干渉チェックシステム１７に対して工作機械の座標位置を出力し、また、工具形状チェックシステム１８に対して工具情報を出力する。

【0029】

機械干渉チェックシステム１７は、加工ワークの３次元形状を記憶した記憶装置２０が付属しており、機械の座標位置（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）、加工ワークの３次元形状データを用いて加工工具による切削シミュレーションを行いながら、機械及び加工工具とワーク間の干渉と、機械及び加工工具と治具間の干渉をチェックする。
ここで、治具とは、ワークを工作機械に対して保持する機構のことである。

【0030】

工具形状チェックシステム１８は、加工で使用するＮＣ装置１６内部の工具データ（工具長、工具径、etc）と記憶装置１５に記憶されている加工工具の２次元又は３次元形状データが同一かチェックする。
ＮＣ装置１６は、機械干渉チェックシステム１７、工具形状チェックシステム１８のチェック結果に基づき、工作機械を制御する。

【0031】

本実施例に係る工具形状測定方法における処理の流れを図６に示す。
先ず、自動工具交換を実行する（ステップＳ１）。即ち、自動工具交換装置により、ＡＴＣマガジン２２０に収納された加工工具１１を工具交換位置に移動する。
次に、工具交換位置に来た加工工具１１を工作機械の主軸に装着する（ステップＳ２）。

【0032】

引き続き、主軸に装着された加工工具１１を計測開始位置に移動する（ステップＳ３）。
その後、スキャニングを開始する（ステップＳ４）。即ち、加工工具１１に対してレーザセンサからスリット状のレーザを照射しながら、スリット状のレーザによる加工工具１１の切断面をカメラで撮影しながら、工作機械の軸移動機能により加工工具１１をＺ軸方向へスキャニング移動させる。本実施例は、Ｚ軸方向であるが、実施例２ではＹ軸方向へ移動させる。

【0033】

そして、加工工具１１のＺ軸（又はＹ軸）方向への移動が完了すると（ステップＳ５）、スキャニングも完了することになる（ステップＳ６）。
スキャニング完了後、カメラで取得された加工工具１１の２次元画像を画像処理して２次元形状データを作成し、更に、２次元形状データを加工工具１１のスキャニング方向に展開して３次元形状データを作成する（ステップＳ７）。

【0034】

作成された３次元形状データに基づき、機械干渉チェックシステム１７は、機械及び加工工具とワーク間の干渉と、機械及び加工工具と治具間の干渉をチェックし、工具形状チェックシステム１８は、加工で使用するＮＣ装置内部の工具データと記憶装置１５に記憶されている加工工具の２次元又は３次元形状データが同一かチェックする。

【0035】

以上、実施例に基づいて具体的に説明した通り、本実施例の工具形状測定方法によれば、計測ユニット１６０を工作機械のコラム１２０に固定するので、機上での測定が可能であり、実際の加工状態での測定、つまり、工作機械の主軸に加工工具１１を装着した状態での測定が可能となる。

【0036】

また、ラインレーザ１２及びカメラ１３による測定のため高精度な工具形状測定が可能である。
更には、工作機械のＺ軸移動で加工工具１１をスキャニング動作させるため、高速移動が可能となり、また、測定機器の移動装置が不要である。

【0037】

また、加工工具１１がアタッチメントを介して工作機械の主軸に装着されている場合には、アタッチメントの形状測定も可能であり、更には、工具形状として、工具長測定の代用も可能である。

【実施例2】

【0038】

本発明の第２の実施例に係る工具形状測定方法について、図７を参照して説明する。

【0039】

図７に示すように、工作機械のコラム１２０には、ラインレーザ１２及びカメラ１３よりなる計測ユニット１６０が固定されている。工作機械としては、図３に示す門型工作機械１００を使用し、ラム１５０の主軸には加工工具１１が装着されている。

【0040】

ラインレーザ１２からは、コラム１２０の主軸に装着された加工工具１１に対して、上下方向を向いたスリット状のレーザが照射され、このラインレーザ１２とは異なる角度から、スリット状のレーザによる加工工具１１の切断面がカメラ１３により撮影されつつ、加工工具１１が図中矢印で示すＹ軸方向（水平方向）にスキャニング移動させられる。

【0041】

従って、カメラ１３により、加工工具１１の上下方向の切断面による２次元画像がＹ軸方向に沿って複数取得されることになる。

【0042】

その他については、前述した第１の実施例と同様であり、図５に示すように、カメラ１３により取得された切断面による２次元画像は、画像処理装置１４により加工工具１１の２次元形状データとなり、更には、２次元画像をＹ軸方向に展開して加工工具１１の３次元形状データとなる。

【0043】

更には、図５に示すように、作成された２次元形状又は３次元形状データは記憶装置１５に記憶される一方、ＮＣ装置１６、機械干渉チェックシステム１７、工具形状チェックシステム１８へ送られ、機械干渉チェックシステム１７は、機械及び加工工具とワーク間の干渉と、機械及び加工工具と治具間の干渉をチェックし、工具形状チェックシステム１８は、加工で使用するＮＣ装置内部の工具データと記憶装置１５に記憶されている加工工具の２次元又は３次元形状データが同一かチェックすることになる。

【0044】

また、本実施例に係る工具形状測定方法における処理の流れは、図６に示すように前述した実施例１と同様である。

【0045】

以上、実施例に基づいて具体的に説明した通り、本実施例の工具形状測定方法によれば、計測ユニット１６０を工作機械のコラム１２０に固定するので、機上での測定が可能であり、実際の加工状態での測定、つまり、工作機械の主軸に加工工具１１を装着した状態での測定が可能となる。
また、ラインレーザ１２及びカメラ１３による測定のため高精度な工具形状測定が可能である。

【0046】

更には、工作機械のＹ軸移動で加工工具１１をスキャニング動作させるため、高速移動が可能となり、また、測定機器の移動装置が不要である。
また、加工工具１１がアタッチメントを介して工作機械の主軸に装着されている場合には、アタッチメントの形状測定も可能であり、更には、工具形状として、工具長測定の代用も可能である。

【実施例3】

【0047】

本発明の第３の実施例に係る工具形状測定方法について、図８及び図９を参照して説明する。

【0048】

図８に示すように、工作機械のコラム１２０の側方には、周辺機器である自動工具交換装置（ＡＴＣ）２００が併設されている。工作機械としては、図３に示す門型工作機械が使用される。
自動工具交換装置２００は、支持部材２１０によりＡＴＣマガジン２２０をコラム１２０に設けたものであり、支持部材２１０には、図９に示すように、ラインレーザ１２及びカメラ１３よりなる計測ユニット１６０が固定されている。

【0049】

自動工具交換装置２００は、ＡＴＣマガジン２２０に収容され工具交換位置に移動して来た加工工具１１を工作機械の主軸に対して取り付け、取り外すためのＡＴＣアーム（チェンジャー）が設けられているが、図中では省略されている。
ＡＴＣマガジン２２０は、図９に示すように、加工工具１１を保持するマガジンポット２３０をチェーン駆動による割出動作、即ち、工具交換動作により、図中矢印で示すＵ軸方向に回転移動させるものである。

【0050】

そのため、支持部材２１０に固定された計測ユニット１６０に対して、マガジンポット２３０に保持された加工工具１１が相対的に移動することになり、ラインレーザ１２からは、マガジンポット２３０に保持された加工工具１１に対して、略水平なスリット状のレーザが照射され、このラインレーザ１２とは異なる角度から、スリット状のレーザによる加工工具１１の切断面がカメラ１３により撮影されつつ、マガジンポット２３０に保持された加工工具１１が図中矢印で示すＵ軸方向（上下方向）にスキャニング移動させられる。

【0051】

従って、カメラ１３により、加工工具１１の水平方向の切断面による２次元画像がＵ軸方向に沿って複数取得されることになる。

【0052】

その他については、前述した第１の実施例と同様であり、図５に示すように、カメラ１３により取得された切断面による２次元画像は、画像処理装置１４により加工工具１１の２次元形状データとなり、更には、２次元画像をＵ軸方向に展開して加工工具１１の３次元形状データとなる。

【0053】

更には、図５及び図６に示すように、作成された２次元形状又は３次元形状データは記憶装置１５に記憶される一方、ＮＣ装置１６、機械干渉チェックシステム１７、工具形状チェックシステム１８へ送られ、機械干渉チェックシステム１７は、機械及び加工工具とワーク間の干渉と、機械及び加工工具と治具間の干渉をチェックし、工具形状チェックシステム１８は、加工で使用するＮＣ装置内部の工具データと記憶装置１５に記憶されている加工工具の２次元又は３次元形状データが同一かチェックすることになる。

【0054】

また、本実施例に係る工具形状測定方法における処理の流れは、図６に示すように前述した実施例１と同様である。
なお、工作機械の主軸に装着された加工工具１１に対して、マガジンポット２３０に保持された加工工具１１の位置は一意に定まるものであるから、機械干渉チェックシステム１７、工具形状チェックシステム１８によるチェックにおいても、工作機械の主軸に装着された場合と同様に行うことができる。

【0055】

以上、実施例に基づいて具体的に説明した通り、本実施例の工具形状測定方法によれば、計測ユニット１６０を自動工具交換装置２００の支持部材２１０に固定するので、機上での測定が可能であり、加工前の事前測定が可能、つまり、マガジンポット２３０に保持された状態での測定が可能である。
また、ラインレーザ１２及びカメラ１３による測定のため高精度な工具形状測定が可能である。

【0056】

更には、マガジンポット２３０の割出動作で加工工具１１をスキャニング動作させるため、高速移動が可能となり、また、測定機器の移動装置が不要である。
また、工具形状として、工具長測定の代用も可能である。

【実施例4】

【0057】

本発明の第４の実施例に係る工具形状測定方法について、図１０を参照して説明する。

【0058】

図１０に示すように、工作機械のコラム１２０には、ラインレーザ１２及びカメラ１３よりなる計測ユニット１６０が固定されている。工作機械としては、図３に示す門型工作機械１００を使用し、ラム１５０の主軸にはアタッチメント３０を介して加工工具１１が装着されている。
アタッチメント３０は、加工工具１１を任意の角度に向けられるように、加工工具１１を保持する工具保持機構である。

【0059】

ラインレーザ１２からは、アタッチメント３０に対して、略水平なスリット状のレーザが照射され、このラインレーザ１２とは異なる角度から、スリット状のレーザによるアタッチメント３０の切断面がカメラ１３により撮影されつつ、アタッチメント３０が図中矢印で示すＺ軸方向（上下方向）にスキャニング移動させられる。

【0060】

従って、カメラ１３により、アタッチメント３０の水平方向の切断面による２次元画像がＺ軸方向に沿って複数取得されることになる。

【0061】

その他については、前述した第１の実施例と同様であり、図５に示すように、カメラ１３により取得された切断面による２次元画像は、画像処理装置１４によりアタッチメント３０の２次元形状データとなり、更には、２次元画像をＺ軸方向に展開してアタッチメント３０の３次元形状データとなる。

【0062】

更には、図５に示すように、作成された２次元形状又は３次元形状データは記憶装置１５に記憶される一方、ＮＣ装置１６、機械干渉チェックシステム１７、工具形状チェックシステム１８へ送られ、機械干渉チェックシステム１７は、機械及び加工工具とワーク間の干渉と、機械及び加工工具と治具間の干渉をチェックし、工具形状チェックシステム１８は、加工で使用するＮＣ装置内部のアタッチメントデータと記憶装置１５に記憶されているアタッチメントの２次元又は３次元形状データが同一かチェックすることになる。

【0063】

また、本実施例に係る工具形状測定方法における処理の流れは、図６に示すように前述した実施例１と同様である。

【0064】

以上、実施例に基づいて具体的に説明した通り、本実施例の工具形状測定方法によれば、計測ユニット１６０を工作機械のコラム１２０に固定するので、機上での測定が可能であり、実際の加工状態での測定、つまり、工作機械にアタッチメント３０を装着した状態での測定が可能となる。

【0065】

また、ラインレーザ１２及びカメラ１３による測定のため高精度な工具形状測定が可能である。
更には、工作機械のＺ軸移動での主軸をスキャニング動作させるため、高速移動が可能となり、また、測定機器の移動装置が不要である。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、工作機械に使用される加工工具に適用して好適な工具形状測定方法及び工具形状測定装置として広く産業上利用可能なものである。

【符号の説明】

【0067】

１０ 主軸
１１ 加工工具
１２ ラインレーザ
１３ カメラ
１４ 画像処理装置
１５，２０ 記憶装置
１６ ＮＣ装置
１７ 機械干渉チェックシステム
１８ 工具形状チェックシステム
３０ アタッチメント
１００ 門型工作機械
１１０ テーブル
１２０ コラム
1３０ クロスレール
１４０ サドル
１５０ ラム
１６０ 計測ユニット
２００ 自動工具交換装置
２１０ 支持部
２２０ 工具マガジン
２３０ マガジンポット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】