工具の回転方向位置決め方法
【課題】簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具の回転方向の位置決めを行うことができる工具の回転方向位置決め方法を提供する。
【解決手段】主軸１５に装着された工具３２とワークＷとを相対移動させると共に、主軸１５の回転角度を制御して、工具３２の加工面３２ａを常に切削方向に向けて加工する切削加工に先立って、工具１５の回転方向の位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法において、主軸１５を所定の割出角度で割り出しながら工具３２をその側方から撮像し、その撮像により得られた画像を用いて主軸１５の回転軸と加工面３２ａとの間の測定距離Ｌを連続的に測定し、主軸の回転角度θと測定距離Ｌとの間の関係を示す曲線を取得し、この曲線を用いて当該曲線の極値となる測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏを求め、主軸１５を回転角度θｏに制御する。
【解決手段】主軸１５に装着された工具３２とワークＷとを相対移動させると共に、主軸１５の回転角度を制御して、工具３２の加工面３２ａを常に切削方向に向けて加工する切削加工に先立って、工具１５の回転方向の位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法において、主軸１５を所定の割出角度で割り出しながら工具３２をその側方から撮像し、その撮像により得られた画像を用いて主軸１５の回転軸と加工面３２ａとの間の測定距離Ｌを連続的に測定し、主軸の回転角度θと測定距離Ｌとの間の関係を示す曲線を取得し、この曲線を用いて当該曲線の極値となる測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏを求め、主軸１５を回転角度θｏに制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸に装着された工具を、所望の方向に向くように、その回転方向に位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライス盤やマシニングセンタ等の工作機械においては、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させることにより、ワークを所望の形状に加工するようになっている。また、このような工作機械には、エンドミルやドリル等の回転形の工具が用いられる他、ヘールバイト等の非回転形の工具も用いられている。そして、この非回転形の工具は、溝加工に多く用いられており、その工具正面形状も、加工する溝の横断面形状に合わせたものが一般的となっている。
【０００３】
従って、非回転形の工具を工作機械の主軸に装着して、ワークの加工を行う場合には、工具とワークとの間における相対移動に同期して、工具が切削方向に対して常に正面を向くように、主軸の回転角度を制御している。これにより、加工中においては、工具の姿勢が切削方向に対して不変となるため、加工前においては、工具が切削方向に対して正面を向くように、工具とワークとの間の位置関係を設定しておかなければならない。即ち、非回転形の工具を用いて加工を行う場合には、工具をその回転方向に位置決めしてから、加工を開始する必要があった。
【０００４】
しかしながら、オペレータの手作業で、工具正面を切削方向に一致させることは、非常に困難な作業であり、工具正面角度が不一致になると、加工形状に誤差が生じてしまう。そこで、工具装着後に、自動的に工具の回転方向の位置決めを行うようにした方法が提案されている。このような、工具の回転方向位置決め方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の位置決め方法においては、測定子を工具ホルダの平坦な基準面及び円柱面に当接させ、この測定子が当接したときの機械座標値に基づいて、工具ホルダの基準面が切削方向を向くように、主軸の回転角度を制御するようにしている。
【０００７】
しかしながら、このような位置決め方法では、工具ホルダを特殊な形状に加工しなければならず、工具ホルダの製作コストがかかってしまう。また、工具ホルダを特殊形状としたため、工具ホルダの現在の回転角度を推定するための測定子による測定回数が多くなり、工具位置決め完了までの時間が増大するおそれがある。
【０００８】
更に、工具をその回転方向に位置決めするにも関わらず、工具ホルダに基準面を設けているため、この工具ホルダと工具との間における回転方向の位置合わせ（位相合わせ）を高精度に行わなければならない。工具ホルダ及び工具には加工誤差や組付け誤差等が発生することから、これらの位置合わせを高精度に行うことは困難であり、結果的に、工具の回転方向の位置決めを高精度に行うことは困難になってしまう。
【０００９】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具の回転方向の位置決めを行うことができる工具の回転方向位置決め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】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
主軸に装着された工具とワークとを相対移動させると共に、前記主軸の回転角度を制御して、前記工具の加工面を常に切削方向に向けて加工する切削加工に先立って、前記工具の回転方向の位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法において、
前記主軸を所定の割出角度で割り出しながら、前記工具をその側方から撮像し、
その撮像により得られた画像を用いて、前記主軸の回転軸と前記加工面との間の距離を連続的に測定し、
前記主軸の回転角度と測定した距離との間の関係を示す曲線を取得し、
前記曲線を用いて、当該曲線の極値となる最適距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記主軸を前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記位置決め回転角度を求めた後に、前記所定の割出角度から徐々に小さくした割出角度で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像し、
前記位置決め回転角度を求め直していく
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前回測定した際に前記主軸が回転した回転角度範囲よりも狭く、且つ、前記位置決め回転角度を含んだ所定の回転角度範囲内で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像していく
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第４の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記工具の再使用時に、前記曲線、前記最適距離、前記位置決め回転角度に基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第５の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記工具の初回使用時に記録された前記最適距離に対して許容範囲を設定し、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離が、前記許容範囲内に入るように、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第６の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離と、前記工具の初回使用時に記録された前記曲線とに基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第７の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記曲線を用いて、前記測定距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度と前記測定距離に対応した前記位置決め回転角度とが異なった場合には、前記主軸を前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
従って、本発明に係る工具の回転方向位置決め方法によれば、主軸を所定の割出角度で割り出しながら、工具をその側方から撮像し、その撮像により得られた画像を用いて、主軸の回転軸と加工面との間の距離を連続的に測定し、主軸の回転角度と測定した距離との間の関係を示す曲線を取得し、この曲線を用いて、当該曲線の極値となる最適距離に対応した位置決め回転角度を求め、主軸を位置決め回転角度に制御することにより、簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具の回転方向の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る工具の回転方向位置決め方法が適用される工作機械の概略構成図である。
【図２】撮像装置の概略構成図である。
【図３】工具の斜視図である。
【図４】撮像時の主軸回転による測定距離の変化を示した図である。
【図５】初回使用時における工具の回転方向位置決め方法を示したフローチャートである。
【図６】図５における主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示した図である。
【図７】再使用時における工具の回転方向位置決め方法を示したフローチャートである。
【図８】図７における主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示した図である。
【図９】再使用時における工具の回転方向位置決め方法を示した他のフローチャートである。
【図１０】図９における主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る工具の回転方向位置決め方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、工作機械１の下部には、ベッド１１が設けられている。ベッド１１の上面には、コラム１２が立設されており、このコラムの１２の前面には、サドル１３が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。更に、サドル１３の前面には、主軸ヘッド１４が鉛直なＺ軸方向に移動可能に支持されており、この主軸ヘッド１４には、主軸１５が鉛直なＣ軸周りに回転可能に支持されている。
【００２１】
そして、主軸１５には、工具ホルダ３１を介して、工具３２が着脱可能に装着されている。ここで、図３に示すように、工具３２は、ヘールバイト等の非回転形工具であって、その正面には、すくい面（加工面）３２ａが形成されている。
【００２２】
なお、コラム１２の側部には、自動工具交換装置１６が設けられている。この自動工具交換装置１６は、保持した多数の工具の中から次加工用の工具を選択し、この次加工用の工具と主軸１５に装着された工具３２とを自動的に交換可能にするものである。
【００２３】
また、コラム１１の前方におけるベッド１１の上面には、テーブル１７が水平なＹ軸方向に移動可能に支持されている。更に、テーブル１５の上面中央部には、ワークＷが着脱可能に取り付けられると共に、テーブル１５の上面隅部には、工具撮像機能を有する工具撮像装置１８が設けられている。
【００２４】
図２に示すように、工具撮像装置１８は、テーブル１５の上面に設けられるベース４１と、このベース４１の上部に支持される投光部４２と、この投光部４２と対向配置されるＣＣＤカメラ（撮像手段）４３と、このＣＣＤカメラ４３に接続される表示部４４とから構成されている。そして、投光部４２は、主軸１５に装着された工具３２がベース４１の上方における所定の測定位置に移動されると、その先端に向けて光を照射するようになっており、ＣＣＤカメラ４３は、その工具３２の先端を一定時間間隔で連続的に撮像し、取得した画像データを表示部４４へ出力するようになっている。更に、表示部４４は、ＣＣＤカメラ４３から入力された画像データを画像に変換し、この画像を表示画面４４ａに表示するようになっている。
【００２５】
ここで、図１及び図２に示すように、工作機械１には、当該工作機械１全体を統合的に制御するＮＣ装置１９が設けられており、このＮＣ装置１９は、サドル１３、主軸ヘッド１４、主軸１５、自動工具交換装置１６、テーブル１７、工具撮像装置１８等に接続されている。そして、ＮＣ装置１９では、加工前（工具装着後）における工具撮像装置１８による工具３２の画像に基づいて、主軸１５のＣ軸周りの回転角度を制御して、工具３２の回転方向の位置決めを行った後、図示しない入力装置に入力された加工条件に基づいて、工具３２のＸ軸方向及びＺ軸方向への移動、ワークＷのＹ軸方向への移動、主軸１５のＣ軸周りの回転を制御することにより、ワークＷへの直線溝や曲線溝等の加工を可能にしている。
【００２６】
従って、工作機械１を用いてワークＷに溝加工を行う場合には、先ず、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５への工具交換を行った後、その主軸１５に装着された工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。なお、工具撮像装置１８内の測定位置とは、主軸１５の回転軸（Ｃ軸）とＣＣＤカメラ４３（表示画面４４ａ）の画像縦中心線とが一致した位置のことである。
【００２７】
次いで、投光部４２から工具３２の先端に向けて光が照射されると、その反対側からＣＣＤカメラ４３によって、工具３２の先端が撮像され、その画像データが表示部４４に入力される。これにより、その表示画面４４ａには、工具３２の先端の画像が表示されることになる。
【００２８】
そして、ＮＣ装置１９では、主軸１５を正転及び逆転させながら（図４参照、この図４では正転のみを図示）、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５（工具３２）の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの距離を連続的に測定した後（図２参照）、その測定した測定距離Ｌが最も短くなったときの主軸１５の回転角度θで、工具３２の回転方向の位置決めを行う。即ち、測定距離Ｌが最も短くなったときが、工具３１のすくい面３２ａが切削方向に向いた状態となる。なお、ＮＣ装置１９は、記録機能を有しており、工具３２の初回使用時や再使用時における測定距離Ｌ、これに対応した回転角度θ、これらの関係を示した２次元曲線（図６参照）を記録するようになっている。
【００２９】
次いで、工具３２を位置決めした状態のまま、この工具３２のＸ軸方向及びＺ軸方向への移動や、ワークＷのＹ軸方向への移動を制御し、必要に応じて、切削方向を変えるために、主軸１５のＣ軸周りの回転を制御することにより、ワークＷに直線溝や曲線溝が加工されることになる。
【００３０】
更に、主軸１５から一度離脱させた工具３２を再使用する場合には、ＮＣ装置１９に記録された初回使用時の回転角度θ、測定距離Ｌ、これらの関係を示す２次元曲線（後述する回転角度θｏ及び測定距離Ｌｏを含む）を用いて、工具３２の回転方向の位置決めを行うようになっている。
【００３１】
次に、加工前（工具装着後）における工具３２の回転方向の位置決め方法について、図５乃至図１０を用いて詳細に説明する。
【００３２】
最初に、工具３２を初めて使用する場合のその回転方向位置決め方法について、図５及び図６を用いて説明する。
【００３３】
先ず、ステップＳ１で、主軸１５の最小割出角度を任意に設定する。
【００３４】
次いで、ステップＳ２で、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５に工具３２を装着させ、ステップＳ３で、工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。
【００３５】
そして、ステップＳ４で、工具３２のすくい面３２ａが所定の方向を向くように主軸１５の回転角度を制御して、工具３２の回転方向の位置決めを大まかに行う（粗位置決め）。
【００３６】
次いで、ステップＳ５で、工具３２の先端をＣＣＤカメラ４３により撮像し、その画像を表示部４４の表示画面４４ａに表示させる。
【００３７】
そして、ステップＳ６で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に所定の割出角度で割り出しながら、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸（Ｃ軸）から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌを連続的に測定する。これにより、主軸１５の回転角度θと主軸１５の回転軸からすくい面３２ａまでの測定距離Ｌとの間の関係を示した下に凸の２次元曲線が得られる（図６参照）。
【００３８】
次いで、ステップＳ７で、図６に示した２次元曲線から、その極値（極小値）、即ち、測定距離Ｌが最も短くなったときの測定距離（最適距離）Ｌｏを求める。
【００３９】
そして、ステップＳ８で、測定距離Ｌｏに対応した回転角度（位置決め回転角度）θｏを求めた後、所定の回転角度範囲θａを、その回転角度θｏを跨ぐように設定する。更に、この回転角度範囲θａ内において、前回測定時（ステップＳ６）における割出角度よりも小さい割出角度で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に割り出しながら、測定距離Ｌを連続的に再測定する。これにより、図６に示した２次元曲線における極値を含んだ一部分において、回転角度θと測定距離Ｌとの間の関係をより精密に示すことができる。
【００４０】
次いで、ステップＳ９で、ステップＳ８で求めた２次元曲線の一部から、測定距離Ｌが最も短くなったときの測定距離Ｌｏを再度求める。
【００４１】
そして、ステップＳ１０で、今回測定時（ステップＳ８）における主軸１５の割出角度が、ステップＳ１で設定した最小割出角度であるか否かが判定される。
【００４２】
ここで、可であれば、ステップＳ１１で、ステップＳ９で求めた測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏを求めた後、主軸１５をこの回転角度θｏに回転させ、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００４３】
また、否であれば、ステップＳ８に戻る。その後、主軸１５の割出角度を徐々に小さくしながら、測定距離Ｌｏを求め直していき、最終的に、主軸１５の割出角度がステップＳ１で設定した最小割出角度になるまで処理が続けられる。
【００４４】
次に、工具３２を再使用する場合のその回転方向位置決め方法について、図７及び図８を用いて説明する。
【００４５】
先ず、ステップＳ２１で、図８に示すように、工具３２の初回使用時に記録された最新の測定距離Ｌｏに対して、プラス側及びマイナス側に、誤差を許容するための誤差許容距離｜Ｌａ｜を設定し、ステップＳ２２で、主軸１５の最小割出角度を任意に設定する。
【００４６】
次いで、ステップＳ２３で、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５に工具３２を装着させ、ステップＳ２４で、工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。
【００４７】
そして、ステップＳ２５で、主軸１５を測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏに回転させ、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００４８】
次いで、ステップＳ２６で、工具３２の先端をＣＣＤカメラ４３により撮像し、その画像を表示部４４の表示画面４４ａに表示させる。
【００４９】
そして、ステップＳ２７で、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌ１を測定する（図８参照）。
【００５０】
次いで、ステップＳ２８で、測定距離Ｌｏと測定距離Ｌ１との偏差が、誤差許容距離｜Ｌａ｜内であるか否かが判定される。
【００５１】
ここで、可であれば、ステップＳ２９で、主軸１５をその状態の回転角度θｏで保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う（図８の位置Ｉ）。
【００５２】
また、否であれば、ステップＳ３０で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に所定の割出角度で割り出しながら、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌ（Ｌ２）を連続的に測定する。
【００５３】
そして、ステップＳ３１で、測定距離Ｌｏと、測定した距離が最も短くなった測定距離Ｌ２との偏差が、誤差許容距離｜Ｌａ｜内であるか否かが判定される。
【００５４】
ここで、可であれば、ステップＳ３２で、主軸１５を測定距離Ｌ２に対応した回転角度θ２で保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う（図８の曲線II）。
【００５５】
また、否であれば、ステップＳ３３で、今回測定時（ステップＳ３０）における主軸１５の割出角度が、ステップＳ２２で設定した最小割出角度であるか否かが判定される。
【００５６】
更に、ここで、可であれば、ステップＳ３４で、主軸１５の回転角度を制御しても、一向に測定距離Ｌが誤差許容距離｜Ｌａ｜内に入らないため（図８の曲線III）、異常事態（例えば、工具破損、工具の取り違え）として、オペレータに対して、表示画面４４ａによってアラーム表示で知らせる。
【００５７】
また、否であれば、ステップＳ３０に戻る。その後、主軸１５の割出角度を徐々に小さくしながら、測定距離Ｌ２を求め直していき、最終的に、主軸１５の割出角度がステップＳ２２で設定した最小割出角度になるまで処理が続けられる。
【００５８】
また、工具３２を再使用する場合の他の回転方向の位置決め方法について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００５９】
先ず、ステップＳ４１で、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５に工具３２を装着させ、ステップＳ４２で、工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。
【００６０】
次いで、ステップＳ４３で、主軸１５を測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏに回転させ、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００６１】
そして、ステップＳ４４で、工具３２の先端をＣＣＤカメラ４３により撮像し、その画像を表示部４４の表示画面４４ａに表示させる。
【００６２】
次いで、ステップＳ４５で、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌ３を測定し、ステップＳ４６で、工具３２の初回使用時に記録された最新の２次元曲線を用いて、測定距離Ｌ３に対応した回転角度θ３を求める（図１０参照）。
【００６３】
そして、ステップＳ４７で、回転角度θｏと回転角度θ３とが同じ回転角度であるか否かが判定される。
【００６４】
ここで、可であれば、ステップＳ４８で、主軸１５をその状態の回転角度θ３で保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００６５】
また、否であれば、ステップＳ４９で、回転角度θｏと回転角度θ３との偏差角度Δθを求める。
【００６６】
次いで、ステップＳ５０で、主軸１５を、回転角度θ３から偏差角度Δθだけ回転させて、回転角度θｏに保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００６７】
なお、本実施形態においては、非回転形工具として、すくい面３２ａが工具中心線（Ｃ軸）よりも切削方向前方に形成される工具３２を用いたが、すくい面が工具中心線よりも切削方向後方に形成される工具を用いても構わない。また、このような工具を使用する場合には、主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示す２次元曲線が上に凸のものとなり、主軸を測定距離が極値（極大値）となる回転角度に制御し、工具の回転方向の位置決めを行う。
【００６８】
従って、本発明に係る工具の回転方向位置決め方法によれば、主軸１５を所定の割出角度で割り出しながら工具３２を撮像し、その撮像により得られた主軸１５の回転角度θ及び測定距離Ｌから２次元曲線を取得し、主軸１５をその２次元曲線の極値となる測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏに制御することにより、簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具３２の回転方向の位置決めを行うことができる。
【００６９】
また、回転角度θｏを求めた後、この回転角度θｏを跨ぐように設定した所定の回転角度範囲θａ内において、前回測定時の割出角度よりも小さい割出角度で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に割り出しながら、測定距離Ｌを連続的に再測定することにより、回転角度θｏの高精度化を図ることができる。これにより、最初から小さい割出角度で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に割り出しながら、測定距離Ｌを連続的に測定するよりも、大きな割出角度から徐々に小さな割出角度で測定することにより、全体の測定時間を短くすることができる。
【００７０】
更に、工具３２を再使用する場合には、初回使用時に記録された回転角度θ，θｏ及び測定距離Ｌ，Ｌｏや、これらの関係を示した２次元曲線に基づいて、主軸１５の回転角度を制御することにより、工具装着完了から工具位置決め完了までの間の時間を、初回使用時におけるその時間よりも短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、加工精度の向上を図ることを目的として、加工前に工具長を測定する工具長測定方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 工作機械
１１ ベッド
１２ コラム
１３ サドル
１４ 主軸ヘッド
１５ 主軸
１６ 自動工具交換装置
１７ テーブル
１８ 工具撮像装置
１９ ＮＣ装置
３１ 工具ホルダ
３２ 工具
３２ａ すくい面
４１ ベース
４２ 投光部
４３ ＣＣＤカメラ
４４ 表示部
４４ａ 表示画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸に装着された工具を、所望の方向に向くように、その回転方向に位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フライス盤やマシニングセンタ等の工作機械においては、主軸に装着した工具とテーブルに固定したワークとを相対移動させることにより、ワークを所望の形状に加工するようになっている。また、このような工作機械には、エンドミルやドリル等の回転形の工具が用いられる他、ヘールバイト等の非回転形の工具も用いられている。そして、この非回転形の工具は、溝加工に多く用いられており、その工具正面形状も、加工する溝の横断面形状に合わせたものが一般的となっている。
【０００３】
従って、非回転形の工具を工作機械の主軸に装着して、ワークの加工を行う場合には、工具とワークとの間における相対移動に同期して、工具が切削方向に対して常に正面を向くように、主軸の回転角度を制御している。これにより、加工中においては、工具の姿勢が切削方向に対して不変となるため、加工前においては、工具が切削方向に対して正面を向くように、工具とワークとの間の位置関係を設定しておかなければならない。即ち、非回転形の工具を用いて加工を行う場合には、工具をその回転方向に位置決めしてから、加工を開始する必要があった。
【０００４】
しかしながら、オペレータの手作業で、工具正面を切削方向に一致させることは、非常に困難な作業であり、工具正面角度が不一致になると、加工形状に誤差が生じてしまう。そこで、工具装着後に、自動的に工具の回転方向の位置決めを行うようにした方法が提案されている。このような、工具の回転方向位置決め方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の位置決め方法においては、測定子を工具ホルダの平坦な基準面及び円柱面に当接させ、この測定子が当接したときの機械座標値に基づいて、工具ホルダの基準面が切削方向を向くように、主軸の回転角度を制御するようにしている。
【０００７】
しかしながら、このような位置決め方法では、工具ホルダを特殊な形状に加工しなければならず、工具ホルダの製作コストがかかってしまう。また、工具ホルダを特殊形状としたため、工具ホルダの現在の回転角度を推定するための測定子による測定回数が多くなり、工具位置決め完了までの時間が増大するおそれがある。
【０００８】
更に、工具をその回転方向に位置決めするにも関わらず、工具ホルダに基準面を設けているため、この工具ホルダと工具との間における回転方向の位置合わせ（位相合わせ）を高精度に行わなければならない。工具ホルダ及び工具には加工誤差や組付け誤差等が発生することから、これらの位置合わせを高精度に行うことは困難であり、結果的に、工具の回転方向の位置決めを高精度に行うことは困難になってしまう。
【０００９】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具の回転方向の位置決めを行うことができる工具の回転方向位置決め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】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
主軸に装着された工具とワークとを相対移動させると共に、前記主軸の回転角度を制御して、前記工具の加工面を常に切削方向に向けて加工する切削加工に先立って、前記工具の回転方向の位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法において、
前記主軸を所定の割出角度で割り出しながら、前記工具をその側方から撮像し、
その撮像により得られた画像を用いて、前記主軸の回転軸と前記加工面との間の距離を連続的に測定し、
前記主軸の回転角度と測定した距離との間の関係を示す曲線を取得し、
前記曲線を用いて、当該曲線の極値となる最適距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記主軸を前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記位置決め回転角度を求めた後に、前記所定の割出角度から徐々に小さくした割出角度で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像し、
前記位置決め回転角度を求め直していく
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前回測定した際に前記主軸が回転した回転角度範囲よりも狭く、且つ、前記位置決め回転角度を含んだ所定の回転角度範囲内で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像していく
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第４の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記工具の再使用時に、前記曲線、前記最適距離、前記位置決め回転角度に基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第５の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記工具の初回使用時に記録された前記最適距離に対して許容範囲を設定し、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離が、前記許容範囲内に入るように、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第６の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離と、前記工具の初回使用時に記録された前記曲線とに基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第７の発明に係る工具の回転方向位置決め方法は、
前記曲線を用いて、前記測定距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度と前記測定距離に対応した前記位置決め回転角度とが異なった場合には、前記主軸を前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
従って、本発明に係る工具の回転方向位置決め方法によれば、主軸を所定の割出角度で割り出しながら、工具をその側方から撮像し、その撮像により得られた画像を用いて、主軸の回転軸と加工面との間の距離を連続的に測定し、主軸の回転角度と測定した距離との間の関係を示す曲線を取得し、この曲線を用いて、当該曲線の極値となる最適距離に対応した位置決め回転角度を求め、主軸を位置決め回転角度に制御することにより、簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具の回転方向の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る工具の回転方向位置決め方法が適用される工作機械の概略構成図である。
【図２】撮像装置の概略構成図である。
【図３】工具の斜視図である。
【図４】撮像時の主軸回転による測定距離の変化を示した図である。
【図５】初回使用時における工具の回転方向位置決め方法を示したフローチャートである。
【図６】図５における主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示した図である。
【図７】再使用時における工具の回転方向位置決め方法を示したフローチャートである。
【図８】図７における主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示した図である。
【図９】再使用時における工具の回転方向位置決め方法を示した他のフローチャートである。
【図１０】図９における主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る工具の回転方向位置決め方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、工作機械１の下部には、ベッド１１が設けられている。ベッド１１の上面には、コラム１２が立設されており、このコラムの１２の前面には、サドル１３が水平なＸ軸方向に移動可能に支持されている。更に、サドル１３の前面には、主軸ヘッド１４が鉛直なＺ軸方向に移動可能に支持されており、この主軸ヘッド１４には、主軸１５が鉛直なＣ軸周りに回転可能に支持されている。
【００２１】
そして、主軸１５には、工具ホルダ３１を介して、工具３２が着脱可能に装着されている。ここで、図３に示すように、工具３２は、ヘールバイト等の非回転形工具であって、その正面には、すくい面（加工面）３２ａが形成されている。
【００２２】
なお、コラム１２の側部には、自動工具交換装置１６が設けられている。この自動工具交換装置１６は、保持した多数の工具の中から次加工用の工具を選択し、この次加工用の工具と主軸１５に装着された工具３２とを自動的に交換可能にするものである。
【００２３】
また、コラム１１の前方におけるベッド１１の上面には、テーブル１７が水平なＹ軸方向に移動可能に支持されている。更に、テーブル１５の上面中央部には、ワークＷが着脱可能に取り付けられると共に、テーブル１５の上面隅部には、工具撮像機能を有する工具撮像装置１８が設けられている。
【００２４】
図２に示すように、工具撮像装置１８は、テーブル１５の上面に設けられるベース４１と、このベース４１の上部に支持される投光部４２と、この投光部４２と対向配置されるＣＣＤカメラ（撮像手段）４３と、このＣＣＤカメラ４３に接続される表示部４４とから構成されている。そして、投光部４２は、主軸１５に装着された工具３２がベース４１の上方における所定の測定位置に移動されると、その先端に向けて光を照射するようになっており、ＣＣＤカメラ４３は、その工具３２の先端を一定時間間隔で連続的に撮像し、取得した画像データを表示部４４へ出力するようになっている。更に、表示部４４は、ＣＣＤカメラ４３から入力された画像データを画像に変換し、この画像を表示画面４４ａに表示するようになっている。
【００２５】
ここで、図１及び図２に示すように、工作機械１には、当該工作機械１全体を統合的に制御するＮＣ装置１９が設けられており、このＮＣ装置１９は、サドル１３、主軸ヘッド１４、主軸１５、自動工具交換装置１６、テーブル１７、工具撮像装置１８等に接続されている。そして、ＮＣ装置１９では、加工前（工具装着後）における工具撮像装置１８による工具３２の画像に基づいて、主軸１５のＣ軸周りの回転角度を制御して、工具３２の回転方向の位置決めを行った後、図示しない入力装置に入力された加工条件に基づいて、工具３２のＸ軸方向及びＺ軸方向への移動、ワークＷのＹ軸方向への移動、主軸１５のＣ軸周りの回転を制御することにより、ワークＷへの直線溝や曲線溝等の加工を可能にしている。
【００２６】
従って、工作機械１を用いてワークＷに溝加工を行う場合には、先ず、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５への工具交換を行った後、その主軸１５に装着された工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。なお、工具撮像装置１８内の測定位置とは、主軸１５の回転軸（Ｃ軸）とＣＣＤカメラ４３（表示画面４４ａ）の画像縦中心線とが一致した位置のことである。
【００２７】
次いで、投光部４２から工具３２の先端に向けて光が照射されると、その反対側からＣＣＤカメラ４３によって、工具３２の先端が撮像され、その画像データが表示部４４に入力される。これにより、その表示画面４４ａには、工具３２の先端の画像が表示されることになる。
【００２８】
そして、ＮＣ装置１９では、主軸１５を正転及び逆転させながら（図４参照、この図４では正転のみを図示）、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５（工具３２）の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの距離を連続的に測定した後（図２参照）、その測定した測定距離Ｌが最も短くなったときの主軸１５の回転角度θで、工具３２の回転方向の位置決めを行う。即ち、測定距離Ｌが最も短くなったときが、工具３１のすくい面３２ａが切削方向に向いた状態となる。なお、ＮＣ装置１９は、記録機能を有しており、工具３２の初回使用時や再使用時における測定距離Ｌ、これに対応した回転角度θ、これらの関係を示した２次元曲線（図６参照）を記録するようになっている。
【００２９】
次いで、工具３２を位置決めした状態のまま、この工具３２のＸ軸方向及びＺ軸方向への移動や、ワークＷのＹ軸方向への移動を制御し、必要に応じて、切削方向を変えるために、主軸１５のＣ軸周りの回転を制御することにより、ワークＷに直線溝や曲線溝が加工されることになる。
【００３０】
更に、主軸１５から一度離脱させた工具３２を再使用する場合には、ＮＣ装置１９に記録された初回使用時の回転角度θ、測定距離Ｌ、これらの関係を示す２次元曲線（後述する回転角度θｏ及び測定距離Ｌｏを含む）を用いて、工具３２の回転方向の位置決めを行うようになっている。
【００３１】
次に、加工前（工具装着後）における工具３２の回転方向の位置決め方法について、図５乃至図１０を用いて詳細に説明する。
【００３２】
最初に、工具３２を初めて使用する場合のその回転方向位置決め方法について、図５及び図６を用いて説明する。
【００３３】
先ず、ステップＳ１で、主軸１５の最小割出角度を任意に設定する。
【００３４】
次いで、ステップＳ２で、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５に工具３２を装着させ、ステップＳ３で、工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。
【００３５】
そして、ステップＳ４で、工具３２のすくい面３２ａが所定の方向を向くように主軸１５の回転角度を制御して、工具３２の回転方向の位置決めを大まかに行う（粗位置決め）。
【００３６】
次いで、ステップＳ５で、工具３２の先端をＣＣＤカメラ４３により撮像し、その画像を表示部４４の表示画面４４ａに表示させる。
【００３７】
そして、ステップＳ６で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に所定の割出角度で割り出しながら、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸（Ｃ軸）から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌを連続的に測定する。これにより、主軸１５の回転角度θと主軸１５の回転軸からすくい面３２ａまでの測定距離Ｌとの間の関係を示した下に凸の２次元曲線が得られる（図６参照）。
【００３８】
次いで、ステップＳ７で、図６に示した２次元曲線から、その極値（極小値）、即ち、測定距離Ｌが最も短くなったときの測定距離（最適距離）Ｌｏを求める。
【００３９】
そして、ステップＳ８で、測定距離Ｌｏに対応した回転角度（位置決め回転角度）θｏを求めた後、所定の回転角度範囲θａを、その回転角度θｏを跨ぐように設定する。更に、この回転角度範囲θａ内において、前回測定時（ステップＳ６）における割出角度よりも小さい割出角度で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に割り出しながら、測定距離Ｌを連続的に再測定する。これにより、図６に示した２次元曲線における極値を含んだ一部分において、回転角度θと測定距離Ｌとの間の関係をより精密に示すことができる。
【００４０】
次いで、ステップＳ９で、ステップＳ８で求めた２次元曲線の一部から、測定距離Ｌが最も短くなったときの測定距離Ｌｏを再度求める。
【００４１】
そして、ステップＳ１０で、今回測定時（ステップＳ８）における主軸１５の割出角度が、ステップＳ１で設定した最小割出角度であるか否かが判定される。
【００４２】
ここで、可であれば、ステップＳ１１で、ステップＳ９で求めた測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏを求めた後、主軸１５をこの回転角度θｏに回転させ、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００４３】
また、否であれば、ステップＳ８に戻る。その後、主軸１５の割出角度を徐々に小さくしながら、測定距離Ｌｏを求め直していき、最終的に、主軸１５の割出角度がステップＳ１で設定した最小割出角度になるまで処理が続けられる。
【００４４】
次に、工具３２を再使用する場合のその回転方向位置決め方法について、図７及び図８を用いて説明する。
【００４５】
先ず、ステップＳ２１で、図８に示すように、工具３２の初回使用時に記録された最新の測定距離Ｌｏに対して、プラス側及びマイナス側に、誤差を許容するための誤差許容距離｜Ｌａ｜を設定し、ステップＳ２２で、主軸１５の最小割出角度を任意に設定する。
【００４６】
次いで、ステップＳ２３で、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５に工具３２を装着させ、ステップＳ２４で、工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。
【００４７】
そして、ステップＳ２５で、主軸１５を測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏに回転させ、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００４８】
次いで、ステップＳ２６で、工具３２の先端をＣＣＤカメラ４３により撮像し、その画像を表示部４４の表示画面４４ａに表示させる。
【００４９】
そして、ステップＳ２７で、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌ１を測定する（図８参照）。
【００５０】
次いで、ステップＳ２８で、測定距離Ｌｏと測定距離Ｌ１との偏差が、誤差許容距離｜Ｌａ｜内であるか否かが判定される。
【００５１】
ここで、可であれば、ステップＳ２９で、主軸１５をその状態の回転角度θｏで保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う（図８の位置Ｉ）。
【００５２】
また、否であれば、ステップＳ３０で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に所定の割出角度で割り出しながら、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌ（Ｌ２）を連続的に測定する。
【００５３】
そして、ステップＳ３１で、測定距離Ｌｏと、測定した距離が最も短くなった測定距離Ｌ２との偏差が、誤差許容距離｜Ｌａ｜内であるか否かが判定される。
【００５４】
ここで、可であれば、ステップＳ３２で、主軸１５を測定距離Ｌ２に対応した回転角度θ２で保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う（図８の曲線II）。
【００５５】
また、否であれば、ステップＳ３３で、今回測定時（ステップＳ３０）における主軸１５の割出角度が、ステップＳ２２で設定した最小割出角度であるか否かが判定される。
【００５６】
更に、ここで、可であれば、ステップＳ３４で、主軸１５の回転角度を制御しても、一向に測定距離Ｌが誤差許容距離｜Ｌａ｜内に入らないため（図８の曲線III）、異常事態（例えば、工具破損、工具の取り違え）として、オペレータに対して、表示画面４４ａによってアラーム表示で知らせる。
【００５７】
また、否であれば、ステップＳ３０に戻る。その後、主軸１５の割出角度を徐々に小さくしながら、測定距離Ｌ２を求め直していき、最終的に、主軸１５の割出角度がステップＳ２２で設定した最小割出角度になるまで処理が続けられる。
【００５８】
また、工具３２を再使用する場合の他の回転方向の位置決め方法について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００５９】
先ず、ステップＳ４１で、自動工具交換装置１６を用いて、主軸１５に工具３２を装着させ、ステップＳ４２で、工具３２を工具撮像装置１８内の測定位置に移動させる。
【００６０】
次いで、ステップＳ４３で、主軸１５を測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏに回転させ、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００６１】
そして、ステップＳ４４で、工具３２の先端をＣＣＤカメラ４３により撮像し、その画像を表示部４４の表示画面４４ａに表示させる。
【００６２】
次いで、ステップＳ４５で、表示画面４４ａに表示された画像を用いて、主軸１５の回転軸から工具３２のすくい面３２ａまでの測定距離Ｌ３を測定し、ステップＳ４６で、工具３２の初回使用時に記録された最新の２次元曲線を用いて、測定距離Ｌ３に対応した回転角度θ３を求める（図１０参照）。
【００６３】
そして、ステップＳ４７で、回転角度θｏと回転角度θ３とが同じ回転角度であるか否かが判定される。
【００６４】
ここで、可であれば、ステップＳ４８で、主軸１５をその状態の回転角度θ３で保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００６５】
また、否であれば、ステップＳ４９で、回転角度θｏと回転角度θ３との偏差角度Δθを求める。
【００６６】
次いで、ステップＳ５０で、主軸１５を、回転角度θ３から偏差角度Δθだけ回転させて、回転角度θｏに保持し、工具３２の回転方向の位置決めを行う。
【００６７】
なお、本実施形態においては、非回転形工具として、すくい面３２ａが工具中心線（Ｃ軸）よりも切削方向前方に形成される工具３２を用いたが、すくい面が工具中心線よりも切削方向後方に形成される工具を用いても構わない。また、このような工具を使用する場合には、主軸の回転角度と測定距離との間の関係を示す２次元曲線が上に凸のものとなり、主軸を測定距離が極値（極大値）となる回転角度に制御し、工具の回転方向の位置決めを行う。
【００６８】
従って、本発明に係る工具の回転方向位置決め方法によれば、主軸１５を所定の割出角度で割り出しながら工具３２を撮像し、その撮像により得られた主軸１５の回転角度θ及び測定距離Ｌから２次元曲線を取得し、主軸１５をその２次元曲線の極値となる測定距離Ｌｏに対応した回転角度θｏに制御することにより、簡素な構成で、且つ、短時間で、高精度に工具３２の回転方向の位置決めを行うことができる。
【００６９】
また、回転角度θｏを求めた後、この回転角度θｏを跨ぐように設定した所定の回転角度範囲θａ内において、前回測定時の割出角度よりも小さい割出角度で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に割り出しながら、測定距離Ｌを連続的に再測定することにより、回転角度θｏの高精度化を図ることができる。これにより、最初から小さい割出角度で、主軸１５を正転方向及び逆転方向に割り出しながら、測定距離Ｌを連続的に測定するよりも、大きな割出角度から徐々に小さな割出角度で測定することにより、全体の測定時間を短くすることができる。
【００７０】
更に、工具３２を再使用する場合には、初回使用時に記録された回転角度θ，θｏ及び測定距離Ｌ，Ｌｏや、これらの関係を示した２次元曲線に基づいて、主軸１５の回転角度を制御することにより、工具装着完了から工具位置決め完了までの間の時間を、初回使用時におけるその時間よりも短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、加工精度の向上を図ることを目的として、加工前に工具長を測定する工具長測定方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 工作機械
１１ ベッド
１２ コラム
１３ サドル
１４ 主軸ヘッド
１５ 主軸
１６ 自動工具交換装置
１７ テーブル
１８ 工具撮像装置
１９ ＮＣ装置
３１ 工具ホルダ
３２ 工具
３２ａ すくい面
４１ ベース
４２ 投光部
４３ ＣＣＤカメラ
４４ 表示部
４４ａ 表示画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸に装着された工具とワークとを相対移動させると共に、前記主軸の回転角度を制御して、前記工具の加工面を常に切削方向に向けて加工する切削加工に先立って、前記工具の回転方向の位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法において、
前記主軸を所定の割出角度で割り出しながら、前記工具をその側方から撮像し、
その撮像により得られた画像を用いて、前記主軸の回転軸と前記加工面との間の距離を連続的に測定し、
前記主軸の回転角度と測定した距離との間の関係を示す曲線を取得し、
前記曲線を用いて、当該曲線の極値となる最適距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記主軸を前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項２】
請求項１に記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記位置決め回転角度を求めた後に、前記所定の割出角度から徐々に小さくした割出角度で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像し、
前記位置決め回転角度を求め直していく
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項３】
請求項２に記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前回測定した際に前記主軸が回転した回転角度範囲よりも狭く、且つ、前記位置決め回転角度を含んだ所定の回転角度範囲内で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像していく
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記工具の再使用時に、前記曲線、前記最適距離、前記位置決め回転角度に基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記工具の初回使用時に記録された前記最適距離に対して許容範囲を設定し、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離が、前記許容範囲内に入るように、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離と、前記工具の初回使用時に記録された前記曲線とに基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項７】
請求項６に記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記曲線を用いて、前記測定距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度と前記測定距離に対応した前記位置決め回転角度とが異なった場合には、前記主軸を前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項１】
主軸に装着された工具とワークとを相対移動させると共に、前記主軸の回転角度を制御して、前記工具の加工面を常に切削方向に向けて加工する切削加工に先立って、前記工具の回転方向の位置決めを行う工具の回転方向位置決め方法において、
前記主軸を所定の割出角度で割り出しながら、前記工具をその側方から撮像し、
その撮像により得られた画像を用いて、前記主軸の回転軸と前記加工面との間の距離を連続的に測定し、
前記主軸の回転角度と測定した距離との間の関係を示す曲線を取得し、
前記曲線を用いて、当該曲線の極値となる最適距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記主軸を前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項２】
請求項１に記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記位置決め回転角度を求めた後に、前記所定の割出角度から徐々に小さくした割出角度で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像し、
前記位置決め回転角度を求め直していく
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項３】
請求項２に記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前回測定した際に前記主軸が回転した回転角度範囲よりも狭く、且つ、前記位置決め回転角度を含んだ所定の回転角度範囲内で、前記主軸を割り出し、前記工具を繰り返し撮像していく
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記工具の再使用時に、前記曲線、前記最適距離、前記位置決め回転角度に基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記工具の初回使用時に記録された前記最適距離に対して許容範囲を設定し、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離が、前記許容範囲内に入るように、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記工具の再使用時に、撮像により得られた画像における前記主軸の回転軸と前記加工面との間の測定距離と、前記工具の初回使用時に記録された前記曲線とに基づいて、前記主軸の回転角度を制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【請求項７】
請求項６に記載の工具の回転方向位置決め方法において、
前記曲線を用いて、前記測定距離に対応した位置決め回転角度を求め、
前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度と前記測定距離に対応した前記位置決め回転角度とが異なった場合には、前記主軸を前記最適距離に対応した前記位置決め回転角度に制御する
ことを特徴とする工具の回転方向位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−４１９８５（Ｐ２０１１−４１９８５Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８９６６９（Ｐ２００９−１８９６６９）
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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