特許 7564933 摩耗量計測方法

(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】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】摩耗量計測方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/09 20060101AFI20241002BHJP

   G01B 11/16 20060101ALI20241002BHJP

   B23Q 17/24 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/09 C

G01B11/16 Z

B23Q17/24 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023217079

(22)【出願日】2023-12-22

(62)【分割の表示】P 2019050732の分割

【原出願日】2019-03-19

(65)【公開番号】P2024026482

(43)【公開日】2024-02-28

【審査請求日】2023-12-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】豊田 千恵

(72)【発明者】

【氏名】手嶋 俊行

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１１４６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０２０２５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５０－１５５２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２１９９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－１２９５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１３６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５３６１３０８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １７／０９

Ｂ２３Ｑ １７／２４

Ｇ０１Ｂ １１／００－３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

摩耗面を有した被測定物に光源からの光を照射し、前記被測定物を撮像し、撮像によって得られた画像から、前記被測定物の前記摩耗面を特定して摩耗量を算出する摩耗量計測方法であって、
前記被測定物に対する前記光源の見込み角は、見込み角調整部を用いて減少させる調整が可能であり、
摩耗面を有したダミー被測定物を配置して、前記見込み角を最大値にし、前記ダミー被測定物の前記摩耗面が明るく撮像されるように、光の照射方向と撮像方向とを調整し、前記見込み角を次第に減少させながらその調整を繰り返し、前記見込み角の最小値まで減少させたらその調整を終了し、このときの光の照射方向と撮像方向を、前記ダミー被測定物の前記摩耗面に対して光の照射方向と撮像方向が正反射となる関係であると特定する正反射特定工程と、
前記正反射特定工程の後、光の照射方向と撮像方向は保持したまま、前記ダミー被測定物を前記被測定物に入れ替え、前記被測定物の位置と姿勢は前記ダミー被測定物と同様に設定し、前記見込み角を最大にして前記被測定物を撮像し、前記摩耗面を特定する摩耗面特定工程と、
を有する摩耗量計測方法。

【請求項2】

摩耗面を有した被測定物に光源からの光を照射し、前記被測定物を撮像し、撮像によって得られた画像から、前記被測定物の前記摩耗面を特定して摩耗量を算出する摩耗量計測方法であって、
前記被測定物に対する前記光源の見込み角は、見込み角調整部を用いて減少させる調整が可能であり、
摩耗面を有したダミー被測定物を配置して、前記見込み角を最大値にし、前記ダミー被測定物の前記摩耗面が明るく撮像されるように、光の照射方向と撮像方向とを調整し、前記見込み角を次第に減少させながらその調整を繰り返し、前記見込み角を最小値まで減少させたらその調整を終了し、このときの光の照射方向と撮像方向を、前記ダミー被測定物の前記摩耗面に対して光の照射方向と撮像方向が正反射となる関係であると特定する正反射特定工程と、
前記正反射特定工程の後、光の照射方向と撮像方向は保持したまま、前記ダミー被測定物を前記被測定物に入れ替え、前記被測定物の位置と姿勢は前記ダミー被測定物と同様に設定し、前記被測定物を撮像して仮摩耗面を特定し、前記見込み角を次第に大きくしながら前記被測定物を撮像して前記仮摩耗面の変化を算出し、前記仮摩耗面が一定となったときの前記仮摩耗面を前記摩耗面として特定する摩耗面特定工程と、
を有する摩耗量計測方法。

【請求項3】

前記見込み角調整部は、前記光源の発光面よりも直径の小さな開口を有する円筒である、請求項１または請求項２に記載の摩耗量計測方法。

【請求項4】

前記見込み角の最大値は、５°以上１５°以下である、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の摩耗量計測方法。

【請求項5】

前記見込み角の最小値は、２°以下である、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の摩耗量計測方法。

【請求項6】

前記被測定物の前記摩耗面内の輝度分布から、前記被測定物の前記摩耗面の表面状態を計測する工程をさらに有する、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の摩耗量計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摩耗量計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

研削工具などの刃先の摩耗量を計測する方法として、刃先を撮像し、その画像データを解析することにより摩耗量を算出する方法が知られている。

【0003】

特許文献１には、カメラを刃先に対して正対する位置に配置し、同軸落射方式や小型リングライトにより刃先の照明を行い、この状態で刃先を撮像し、撮像した画像データから摩耗量を計測することが記載されている。また、摩耗量の計測は、画像データを２値化、または多値化して切れ刃の逃げ面の摩耗幅を求めることにより行うと記載されている。

【0004】

特許文献２には、工具の刃先を撮像した画像から、摩耗量を計測する際の基準となる刃先部輪郭線を抽出する方法が記載されている。具体的には以下のようにして抽出している。まず、工具の刃先を撮像した画像から、刃先方向に交差する３本以上の取り出し線を抽出する。次に、その取り出し線上の線画素データを微分して工具刃先部と背景部との境界候補点を求め、各境界候補点の組み合わせから最も直線上にある点の組み合わせを選択し、刃先部のガイド直線とする。次に、工具の刃先を撮像した画像の微分画像を求める。微分方向は刃先方向である。つぎに、ガイド直線付近において、微分画像の微分値の大きな画素を抽出し、その画素を結ぶことで、刃先部輪郭線を抽出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平８－２５７８７６号公報

【文献】特開平１１－３５１８３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１では、摩耗面が正常面よりも暗く写り、摩耗面のみを選択的に検出することは困難である。そのため、特許文献１の方法では摩耗量を自動計測することは容易でない。

【0007】

また、特許文献２において摩耗量を自動計測したい場合、工具刃先の画像において摩耗面が正常面よりもわずかに暗く写ることから、それにより摩耗量を検出することが考えられる。しかし、摩耗面と正常面との境界が明確でなく、摩耗量を計測するための基準となる刃先部輪郭線が必ずしも見つかるとは限らない。そのため、摩耗量を精度よく検出することが困難である。

【0008】

そこで本発明の目的は、工具の刃先の摩耗量を精度よく自動計測可能な摩耗量計測装置および摩耗量計測方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、
摩耗面を有した被測定物に光源からの光を照射し、前記被測定物を撮像し、撮像によって得られた画像から、前記被測定物の前記摩耗面を特定して摩耗量を算出する摩耗量計測方法であって、
前記被測定物に対する前記光源の見込み角は、見込み角調整部を用いて減少させる調整が可能であり、
摩耗面を有したダミー被測定物を配置して、前記見込み角を最大値にし、前記ダミー被測定物の前記摩耗面が明るく撮像されるように、光の照射方向と撮像方向とを調整し、前記見込み角を次第に減少させながらその調整を繰り返し、前記見込み角の最小値まで減少させたらその調整を終了し、このときの光の照射方向と撮像方向を、前記ダミー被測定物の前記摩耗面に対して光の照射方向と撮像方向が正反射となる関係であると特定する正反射特定工程と、
前記正反射位置特定工程の後、光の照射方向と撮像方向は保持したまま、前記ダミー被測定物を前記被測定物に入れ替え、前記被測定物の位置と姿勢は前記ダミー被測定物と同様に設定し、前記見込み角を最大にして前記被測定物を撮像し、前記摩耗面を特定する摩耗面特定工程と、
を有する摩耗量計測方法にある。

【0010】

本発明の他態様は、
摩耗面を有した被測定物に光源からの光を照射し、前記被測定物を撮像し、撮像によって得られた画像から、前記被測定物の前記摩耗面を特定して摩耗量を算出する摩耗量計測方法であって、
前記被測定物に対する前記光源の見込み角は、見込み角調整部を用いて減少させる調整が可能であり、
摩耗面を有したダミー被測定物を配置して、前記見込み角を最大値にし、前記ダミー被測定物の前記摩耗面が明るく撮像されるように、光の照射方向と撮像方向とを調整し、前記見込み角を次第に減少させながらその調整を繰り返し、前記見込み角を最小値まで減少させたらその調整を終了し、このときの光の照射方向と撮像方向を、前記ダミー被測定物の前記摩耗面に対して光の照射方向と撮像方向が正反射となる関係であると特定する正反射特定工程と、
前記正反射位置特定工程の後、光の照射方向と撮像方向は保持したまま、前記ダミー被測定物を前記被測定物に入れ替え、前記被測定物の位置と姿勢は前記ダミー被測定物と同様に設定し、前記被測定物を撮像して仮摩耗面を特定し、前記見込み角を次第に大きくしながら前記被測定物を撮像して前記仮摩耗面の変化を算出し、前記仮摩耗面が一定となったときの前記仮摩耗面を前記摩耗面として特定する摩耗面特定工程と、
を有する摩耗量計測方法にある。

【0011】

見込み角調整部は、光源の発光面よりも直径の小さな開口を有する円筒であってもよい。

【0012】

見込み角の最大値は、５°以上１５°以下であってもよい。

【0013】

見込み角の最小値は、２°以下であってもよい。

【0014】

摩耗面内の輝度分布から摩耗面の表面状態を計測する工程をさらに有していてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、被測定物の摩耗面を精度よく特定して摩耗量を自動計測することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施例１の摩耗量計測装置の構成を示した図。

【図2】見込み角調整部６の構成を示した図。

【図3】光源１、カメラ２、ダミー工具７の配置関係を示した図。

【図4】摩耗した工具４の一例を示した図。

【図5】摩耗したエンドミルの刃先を撮像した写真。

【図6】実施例２の摩耗量計測装置の構成を示した図。

【図7】摩耗したホブカッターの刃先を撮像した際の摩耗面近傍の状態を模式的に示した図。

【図8】見込み角の定義を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限るものではない。

【実施例1】

【0018】

図１は、実施例１の摩耗量計測装置の構成を示した図である。実施例１の摩耗量計測装置は、工具４の刃先の摩耗量を計測する装置である。図１のように、実施例１の摩耗量計測装置は、光源１と、カメラ２と、演算部３と、を有している。光源１は本発明の光照射部に相当し、カメラ２は本発明の撮像部に相当する。また、被測定物である工具４は、ステージ５上に配置され、回転、直動可能に工具４を支持している。ステージ５により工具４の位置、姿勢（角度）を調整することで、工具４の刃先に光源１からの光が当たるように調整している。

【0019】

図４は、工具４の刃先が摩耗した状態を示した一例である。図４のように、刃先の摩耗によって摩耗面４ａが生じている。図４において、点線は摩耗前の刃先稜線を示している。摩耗面４ａは、刃先を構成する他の面、たとえば逃げ面やすくい面とは異なる角度を有している。実施例１の摩耗量計測装置では、この摩耗面４ａの範囲を画像処理によって特定することで摩耗量を算出する。なお、本明細書に言う摩耗は、工具４の刃先がすり減ることにより生じるものだけでなく、チッピング（欠け）や変形などにより生じるものも含むこととし、元の形状とは異なる形状となった状態を意味するものとする。

【0020】

光源１は、工具４の刃先に光を照射する装置である。光源１の光の波長は、工具４により反射され、かつ、カメラ２により撮像可能な波長帯であれば任意である。また、光源１の光は、発光面８が適度な大きさを持つものを用いる。たとえば、光源１の見込み角が５°以上１５°以下の光源を用いる。見込み角がこの範囲であれば、工具４の摩耗量の計測をより精度よく行うことができる。ここで工具４に対する光源１の見込み角は、図８のように、光源１の発光面８の中心軸をＬ１、Ｌ１と工具４の交点をＰ、発光面８の端部と点Ｐとを結ぶ直線をＬ２として、Ｌ１とＬ２の成す角度として定義する。後述のダミー工具７に対する光源１の見込み角も同様に定義する。

【0021】

光源１の光放射側近傍には、見込み角調整部６が設けられている。見込み角調整部６は、光源１から放射される光の工具４およびダミー工具７に対する見込み角を減少させる制御を行う装置である。見込み角調整部６は、後述の光源１、カメラ２、および工具４の位置関係の調整に用いるものである。

【0022】

見込み角調整部６は、たとえば図２のように、発光面より直径の小さな開口部を持つ円筒１１を用い、光源１の突出部を円筒１１により覆うことにより、見込み角を調整する装置である。また、見込み角調整部６は、絞りであってもよい。

【0023】

見込み角調整部６によって光源１の見込み角の最小値を２°以下に設定可能とすることが好ましい。後述の光源１、カメラ２、および工具４の位置関係の調整が容易となる。

【0024】

カメラ２は、工具４の刃先からの反射光をレンズによって集光した後、ＣＣＤなどの撮像素子を用いて撮像し、デジタル画像データを取得する装置である。

【0025】

光源１、カメラ２、および工具４の位置関係は、工具４に替えてダミー工具７を配置した際に、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して、光源１とカメラ２の配置が正反射の関係となるように設定されている（図３参照）。つまり、光源１とカメラ２は、摩耗面７ａに対して光源１からの光の照射方向が成す角と、摩耗面７ａに対してカメラ２の撮像方向が成す角とが等しくなるように配置されている。ここでダミー工具７は、工具４と同一種の工具を実際に使用するなどの方法によって刃先を摩耗させた工具であり、摩耗面７ａの位置、範囲、角度が既知のものである。摩耗面７ａは、刃先の摩耗により生じた面であり、刃先を構成する他の面（たとえばすくい面や逃げ面）とは異なる角度を有した面である。

【0026】

なお、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して、光源１とカメラ２の配置が厳密に正反射の関係である必要はなく、工具４の摩耗面４ａを十分に精度よく特定できる範囲であれば正反射の関係からの多少のずれは許容される。たとえば、摩耗面７ａに対して光源１からの光の放射方向が成す角をθ１、摩耗面７ａに対してカメラ２の受光方向が成す角をθ２として、０．９≦（θ２／θ１）≦１．１であってもよい。

【0027】

また、ダミー工具７の摩耗面７ａに角度のばらつきがある場合、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して光源１とカメラ２の配置が正反射となる関係は、一意には決められない。このような場合には、摩耗面７ａのうち一部領域について正反射となる関係であればよい。特に、正反射となる領域がなるべく広くなるように設定するとよい。

【0028】

光源１、カメラ２、およびダミー工具７の位置関係が上記のように設定されているため、光源１、カメラ２、および工具４の位置関係については、工具４の摩耗面４ａに対して、光源１とカメラ２の配置が正反射の関係か、それに近い関係に設定される。たとえば、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して、光源１とカメラ２の配置が正反射の関係となるように設定されている場合の摩耗面７ａの光強度に対して、工具４の摩耗面４ａからの光強度が９０％以上となるように、光源１、カメラ２、および工具４の位置関係が設定されている。

【0029】

演算部３は、カメラ２に接続されており、カメラ２により撮像した工具４の刃先のデジタル画像データが演算部３に入力される。演算部３は、その画像データから摩耗量を算出する装置である。演算部３は、たとえばコンピュータにインストールされたアプリケーションプログラムにより実現される。摩耗量は、たとえば、摩耗前の刃先稜線に直交する方向における摩耗面の幅の最大値として定義する。あるいは、摩耗により減少した体積や質量を摩耗量と定義してもよい。

【0030】

次に、実施例１の摩耗量計測装置を用いた工具４の刃先の摩耗量の算出方法について説明する。

【0031】

工具４の摩耗量計測の事前準備として、工具４に替えてダミー工具７をステージ５に配置し、光源１の配置を調整する。まず、カメラ２の位置、姿勢を固定し、ダミー工具７の位置、姿勢をステージ５により調整して、カメラ２の受光方向にダミー工具７の刃先が位置するように調整する。後工程における工具４の刃先稜線の推定が容易となるように、刃先稜線を含む面（たとえばすくい面）とカメラ２の受光方向が平行となるように、カメラ２の姿勢を固定するとよい。次に、光源１の光をダミー工具７の刃先に照射する。光源１の光の見込み角は、最大にしておく。つまり、見込み角調整部６による見込み角の調整をしない状態とする。そして、カメラ２によってダミー工具７の刃先を撮像する。ここで、ダミー工具７の刃先の摩耗面７ａが刃先を構成する他の面よりも明るくなるように、光源１の位置や姿勢を大まかに決める。

【0032】

次に、見込み角調整部６によって光源１の光の見込み角を少し小さくする。そして、カメラ２によってダミー工具７の刃先を撮像する。ダミー工具７の刃先の摩耗面が他の面よりも明るくなるように、光源１の位置や姿勢を再度調整する。

【0033】

光源１の光の見込み角を見込み角調整部６によって次第に小さくしていきながら、上記の光源１の位置、姿勢の調整を繰り返し、最終的には光源１の見込み角を見込み角調整部６によって最も小さくした状態で光源１の位置、姿勢を調整する。これにより、ダミー工具７の摩耗面７ａに対する光源１とカメラ２の配置関係が、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して正反射の関係となるように、容易に設定することができる。

【0034】

なお、実施例１では、カメラ２の位置、姿勢は固定し、光源１の位置、姿勢のみを調整しているが、逆に光源１の位置、角度を固定し、カメラ２の位置、角度のみを調整してもよい。また、光源１とカメラ２の両方の位置、角度を調整してもよい。

【0035】

また、必ずしも上記のように見込み角調整部６を用いて光源１、カメラ２、およびダミー工具７の配置関係を調整する必要はなく、ダミー工具７の摩耗面７ａに対する光源１とカメラ２の配置関係が、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して正反射の関係となるのであれば、任意の方法で配置関係を調整してよい。

【0036】

次に、ダミー工具７をステージ５から取り外し、実際に摩耗量を計測する工具４をステージ５に配置する。このとき、工具４の位置、姿勢をダミー工具７と同様に設定する。また、光源１、カメラ２の位置、姿勢は変更しない。そのため、光源１とカメラ２の配置関係は、工具４の摩耗面４ａに対しても正反射の関係、あるいはそれに近い関係となっている。

【0037】

光源１の見込み角は、見込み角調整部６によって適宜調整する。通常、工具４の摩耗面４ａには角度のばらつきがあり、光源１の見込み角を最小とした状態では摩耗面４ａの範囲を実際の範囲よりも狭く算出してしまい、摩耗面４ａの範囲を十分に特定できないおそれがある。そのような場合に、見込み角調整部６によって光源１の見込み角を適宜調整することで、摩耗面４ａの範囲を十分に特定可能となる。見込み角調整部６による見込み角の制御を行わずに最大の見込み角（光源１自体の見込み角）としてもよい。

【0038】

次に、工具４の刃先をカメラ２によって撮像し、その画像データを演算部３で画像処理することにより摩耗面４ａを算出する。

【0039】

ここで、光源１、カメラ２、およびダミー工具７の位置関係が、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して光源１とカメラ２の配置が正反射の関係となるように設定されていたため、光源１、カメラ２、および工具４の位置関係についても、工具４の摩耗面４ａに対して光源１とカメラ２の配置が正反射かそれに近い関係となっている。

【0040】

そのため、光源１からの光の大部分は工具４の摩耗面４ａにより反射されてカメラ２に入射し、工具４の摩耗面４ａは明るく撮像される。一方、工具４の刃先を構成する他の面（摩耗していない面、たとえばすくい面や逃げ面）により反射された光は、カメラ２に入射せず、他の面は暗く撮像される。よって、工具４の摩耗面４ａは他の面に比べて十分に明るく撮像される。

【0041】

したがって、平易な画像処理によって画像データ上の明るさの違いを抽出することで工具４の摩耗面４ａを特定することができ、摩耗量を自動計測することができる。

【0042】

たとえば、微分などの画像処理によって明るさの違いの境界線を抽出することで摩耗面４ａの境界線を特定することができ、これにより摩耗面４ａを特定することができる。そして、直線によるフィッティングによって摩耗前の刃先稜線を推定し、刃先稜線に直交する方向における摩耗面４ａの幅の最大値として、摩耗量を算出することができる。また、摩耗面４ａ内の輝度分布などを計測することで、摩耗面４ａの表面状態を計測することも可能である。

【0043】

なお、光源１の見込み角を見込み角調整部６によって小さくしている場合、摩耗面４ａの角度ばらつきによって摩耗面４ａの範囲が実際の範囲よりも小さく特定されてしまう場合がある。そこで、見込み角調整部６により光源１の見込み角を次第に大きくして摩耗面４ａの範囲の変化を算出し、摩耗面４ａの変化が一定となったときの摩耗面４ａを工具４の実際の摩耗面４ａの範囲として特定してもよい。

【0044】

以上、実施例１の摩耗量計測装置によれば、工具４の刃先の摩耗により生じた摩耗面４ａを、他の面よりも明るくなるように撮像することができ、平易な画像処理によって摩耗面４ａを特定することができる。よって、工具４の摩耗量を精度よく簡易に自動計測することができる。

【0045】

次に、実施例１の摩耗量計測装置を用いて工具４の摩耗部分を撮像した結果を説明する。工具４、ダミー工具７はエンドミルとした。

【0046】

図５は、摩耗した工具４の摩耗面４ａを撮像した写真である。図５（ａ）は、実施例１の摩耗量計測装置を用い、光源１、カメラ２、ダミー工具７を正反射の配置として工具４の摩耗面４ａを撮像した場合、図５（ｂ）は、光源１、カメラ２、ダミー工具７を正反射ではない配置として工具４の摩耗面４ａを撮像した場合である。

【0047】

図５（ａ）のように、工具４の摩耗面４ａに対して光源１、カメラ２が正反射あるいは正反射に近い位置関係にあるため、摩耗面４ａが刃先を構成する他の面に比べて明るく撮像されていた。そのため、平易な画像処理によって摩耗面４ａの範囲を特定することができ、摩耗量の自動計測を実現可能である。

【0048】

一方、図５（ｂ）は、工具４の摩耗面４ａに対して光源１とカメラ２の配置が正反射でないため、刃先を構成する他の面が摩耗面４ａよりも明るく撮像されており、摩耗面４ａを特定することが困難であった。

【実施例2】

【0049】

図６は、実施例２の摩耗量計測装置の構成を示した図である。実施例２の摩耗量計測装置は、図６のように、実施例１の摩耗量計測装置における光源１を２つ設けたものであり、２つの光源それぞれの光照射側近傍に見込み角調整部６を設けたものである。他の構成は実施例１の摩耗量計測装置と同様である。以下、２つの光源１を光源１Ａ、１Ｂとする。

【0050】

光源１Ａ、１Ｂ、カメラ２、工具４の配置関係は、光源１Ａ、１Ｂそれぞれについて、実施例１と同様の関係となるように設定されている。つまり、光源１Ａ、カメラ２、工具４の配置関係は、工具４に替えてダミー工具７を配置した際に、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して、光源１Ａとカメラ２の配置が正反射の関係となるように設定されている。また、光源１Ｂ、カメラ２、工具４の配置関係は、工具４に替えてダミー工具７を配置した際に、ダミー工具７の摩耗面７ａに対して、光源１Ａとカメラ２の配置が正反射の関係となるように設定されている。さらに、ダミー工具７の摩耗面７ａに対する光源１Ａからの光の入射角と、光源１Ｂからの光の入射角とが異なるように配置されている。あるいは入射面が異なるように配置されていてもよい。

【0051】

実施例２の摩耗量計測装置によれば、実施例１の摩耗量計測装置と同様に、平易な画像処理によって工具４の摩耗面４ａを特定することができ、工具４の摩耗量を精度よく簡易に自動計測することができる。さらに、ダミー工具７の摩耗面７ａに対する光源１Ａからの光の入射角と、光源１Ｂからの光の入射角とが異なるため、工具４の摩耗面４ａが角度の異なる複数の面で構成されている場合でも、摩耗面４ａの範囲を精度よく測定することができる。

【0052】

なお、実施例２の摩耗量計測装置では光源１の数を２つとしているが、３つ以上としてもよい。この場合、ダミー工具７の摩耗面７ａに対する各光源１からの光の入射角が互いに異なるように配置されていればよい。ただし、光源１の数をあまり多くすると工具４の摩耗面４ａを他の面よりも十分に明るく撮像することが難しくなるおそれがある。そのため、光源１の数は３以下が好ましい。

【0053】

次に、実施例２の摩耗量計測装置を用いて工具４の摩耗部分を撮像した結果を説明する。工具４、ダミー工具７はホブカッターとした。

【0054】

図７は、摩耗した工具４の摩耗面４ａを撮像した際の摩耗面４ａ近傍の状態を模式的に示した図である。図７（ａ）は、実施例２の摩耗量計測装置を用い、２つの光源１のうち左側の光源１から光を照射し、右側の光源１からは光を照射せずに撮像した場合の模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）とは逆に、右側の光源１から光を照射し、左側の光源１からは光を照射せずに撮像した場合の模式図である。図７（ｃ）は、２つの光源１の両方から光を照射して撮像した場合の模式図である。図7 （ｄ）は、２つの光源１に替えて、同軸リング照明を用いて光を照射し撮像した場合の模式図である。

【0055】

図７（ａ）のように、左側の光源１からの光のみを照射した場合、工具４の摩耗面４ａのうち左側の領域は他の面よりも明るく撮像されているが、工具４の摩耗面４ａのうち右側の領域は暗く、摩耗面４ａを精度よく特定できないことがわかった。

【0056】

また、図７（ｂ）のように、右側の光源１からの光のみを照射した場合、工具４の摩耗面４ａのうち右側の領域は他の面よりも明るく撮像されているが、工具４の摩耗面４ａのうち左側の領域は暗く、摩耗面４ａを精度よく特定できないことがわかった。

【0057】

また、図７（ｃ）のように、左右両方の光源１から光を照射した場合、摩耗面４ａの全域が明るく撮像されており、刃先の他の面は暗く撮像されていた。そのため、平易な画像処理によって摩耗面４ａ全域を精度よく特定することができ、摩耗量の自動計測を実現可能である。

【0058】

また、図７（ｄ）のように、同軸リング照明を用いた場合は工具４の摩耗面４ａは暗く撮像され、前逃げ面が明るく撮像されていた。そのため、摩耗面４ａを特定することは困難であった。これは、光源として同軸リング照明を用いた場合、工具４の摩耗面４ａに対して、光源とカメラ２の配置が正反射の関係とならないためである。

【0059】

なお、実施例では、被測定物は工具としているが、任意の工具でよく、たとえば、旋削加工、ギヤスカイビング加工、面取り加工、穴あけ加工を行う工具などの摩耗量を計測するために本発明を利用できる。また、本発明は工具の磨耗量の計測に限らず、摩耗する任意の物の摩耗量を計測することができる。たとえば金型の摩耗量などを測定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明の摩耗量計測装置は、工具の摩耗量の予測や、工具の取り替え時期の判断、工具の摩耗面の表面状態の観察などに利用することができる。

【符号の説明】

【0061】

１：光源
２：カメラ
３：演算部
４：工具
５：ステージ
６：見込み角調整部
７：ダミー工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】