JPH04190103A - エンドミルランド幅測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、エンドミルランド幅を自動的に測定して、測
定精度の向上と測定作業の効率向上を実現できるエンド
ミルランド幅測定装置に関する。

【従来の技術】

第７図ないし第８図に示すエンドミルｌは、端面切れ刃
２と、軸方向の長さＬＥの外周切れ刃３とを存する２栓
刃エンドミルである。その外周切れ刃３には、硬い材料
を切削する場合の刃こほれ防止のため、エンドミルの外
周面か円弧状に残されたランド４か設けられており、こ
のランド４の幅Ｌ（ランド幅）は、外径ｌＯ画程度のエ
ンドミルにあっては０．１ｍｍを良否判定の基準として
いる。 従来、エンドミルのラント幅りか規定値であるか否かの
検査は、倍率２倍程度の拡大鏡で、規定値のランド幅と
されたマスターエンドミルと被検体のエンドミルとを見
比へることにより行われていた。

【発明か解決しようとする課題】

しかしなから、このような目視によるマスターのエンド
ミルとの比較測定は、目視者の感覚に頼るため個人差か
比やす（：、作業者によって検査結果か変わる可能性か
あるという問題点かあった。 また測定作業の能率か低・（作業工数か大きいという問
題点もあった。 そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、エンドミルラン
ド幅を自動的に測定する装置を提供することにより、測
定精度を高めると共に測定作業を簡素化し、上記従来の
問題点を解決することにある。

【課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、被測定物であるエ
ンドミルをその軸心の回りに回転自在に支持して回転駆
動する回転手段と、この回転手段による前記エンドミル
の回転角度に対応する信号を出力する回転角度出力手段
と、前記エンドミルの軸線に直交する方向に光軸を有し
てエンドミルの外径を測定する光学外径測定手段と、こ
の光学外径測定手段の光軸をエンドミルの軸線方向に移
動する光軸走査手段と、前記光学外径測定手段て検出し
た前記エン１〜ミルの最大外径寸法情報及びこの最大外
径寸法情報を検出する間に前記回転角度検出手段で検出
した回転角度情報とに基づいてエンドミルのラント幅を
演算する演算制御手段とを′備えている。 【作用】 本発明にがかるエンｌ”　ミルランド幅測定装置では、
回転手段で軸回転せしめたエンドミルに、光学外径測定
手段で光を照射して、エンドミル切れ刃のランド部の径
寸法を測定することにより最大外径寸法情報を得ると共
に、その最大外径寸法を測定する際にランド部の径寸法
を測定する間にエンドミルか軸回転した角度に対応する
信号を回転角度出力手段で呂カする。こうして得られた
回転角度情報と前記最大外径寸法情報とから、演算制御
手段でエンドミルのランド幅を演算する。　光軸走査手
段で照射光の光軸をエンドミルの軸線方向に移動するこ
とにより、エンドミルの切れ刃の全長にわたって、ラン
ド幅測定を自動的に高精度で能率良く行うことかできる
。

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１図ないし第５図は、本発明の第１の実施例を示す図
である。第１図において、エンドミルランド幅測定装置
は、被測定物である２枚刃のエンドミルｌをその軸心の
回りに回転させる回転手段１０と、エンドミルＩの軸回
転を検出する回転角度検出手段１１と、回転するエンド
ミル１の外径を光学的に測定する光学外径測定手段１２
と、この光学外径測定手段１２で検出したエンドミルＩ
の最大外径寸法情報、及びその最大外径寸法情報を検出
する間に前記回転角度検出手段１１か検出した回転角度
情報とに基づいて、エンドミル１のラント幅りを演算す
る演算制御手段Ｉ３とを有している。 上記回転手段１０は、エンドミル１をその軸心の回りに
回転自在に支持する回転台Ｉ４と、この回転台１４の回
転軸１５を駆動する回転モータ１６とて構成されている
。この回転モータ１６に、回転軸１５の回転角度を検出
する手段としてのエンコーダ１１か取付けられている。 上記光学外径測定手段１２は半導体レーザを用いた高精
度の外径測定器であり、エンドミル１の軸線に直交する
方向に光軸を有してエンドミルｌを挟むように対向する
一組の投光部１８ａと受光部１８ｂを備えている。この
投光部１８ａと受光部１８ｂとはコ字形フレーム１９に
より一体に連結されており、そのフレーム１９は、モー
タ２゜て回転駆動される送りねじ機構２１を備えた光軸
走査手段としての光軸移動装置２３て、エンドミル１の
軸線方向に移動可能にされている。 第２図は、光学外径測定手段である外径測定器１２の構
成の概要を模式的に示すものであり、投光部１８ａから
は、半導体レーザ２４から発射されたレーザ光線２５か
、ポリゴンミラー２６及び反射ミラー２７で反射された
後、コリメータしンズ２８により平行光線とされて投光
され、被測定物であるエンドミル１を径方向に走査する
ようになっている。走査したレーザ光線は受光部１８ｂ
において受光レンズ２９を経て受光素子３０て集光され
、光の明暗に応じた電気信号に変換され、影を生じてい
る時間の長さをマイクロコンピュータ３１て演算するこ
とにより被測定物の外径寸法か測定されるようになって
いる。なお、３２は投光部１８ａに設けられている同期
用の受光素子である。この光学外径測定１２の分解能は
０．１μｍ、繰り返し精度±０．３μｍに達し、高精度
の測定を可能とするものである。 演算制御手段１３は、光学外径測定手段としての外径測
定器１２の投受光部１８ａ、１８ｂて検出され、センサ
コントローラ３５を介して出力されるエンドミル１の最
大外径寸法情報と、その最大外径寸法情報を検出する間
に、エンコーダ１１て検出されたエンドミルｌの回転角
度情報とに基づいてエンドミルｌのラント幅りを演算す
る演算器３６と、この演算器３６の演算結果を表示する
表示器３７と、前詰演算器３６からの出力信号により回
転モータ１６の駆動を制御する回転モータコントローラ
３８と、同しく演算器３６からの出力信号により光軸移
動装置２３の光軸移動モータ２０の駆動を制御する光軸
移動モータコントローラ３９とにより構成されている。 演算器３６は、マイクロコンピュータをその要部として
構成され、このマイクロコンピュータに予め格納される
処理プログラムに基づいて、エンドミル１の回転及び外
径測定器１２の光軸の移動制御、エンドミル１の外径の
演算か可能になっている。 この実施例にあっては、外径測定器１２の測定モードは
外径測定モードとされ、第３図に示すように、投光部１
８ａから投射されたレーザ光２５の走査幅Ｗは被測定物
であるエンドミル１の外径より大きく、エンドミル１の
外径かレーザ走査線をさえぎる部分の長さＹを測定する
ようにしている。 次に、本実施例の動作を、演算器３６の処理手順を示す
第４図のフローチャートを参照して説明する。 ステップＰＩて初期設定され、ステップＰ２てエンドミ
ルｌの外周切れ刃３の軸方向の長さＬＥの別途に測定し
た値か入力される。 次いて、ステップＰ３に移行して、回転モータ１６を駆
動してエンドミルｌの回転を開始すると共に、外径測定
器１２を駆動して、エンドミルｌの最大外径Ｄ１を求め
る。この測定は、第３図に示すように、エンドミル１か
レーザ光線の走査線２５さえぎる部分Ｙの長さを測定す
ることによりなされる。すなわち、第５図に示すように
、エンドミル１のランド幅りは、エンドミル１の外径面
か残された部分であるから、２枚刃（偶数刃）のエンド
ミル１の場合、レーザ光線の走査線２５をさえぎる部分
（影の部分）Ｙの最大長さがエンドミルｌの最大外径Ｄ
Ｉである。エンドミル１の外径を走査したレーザ光線２
５は受光部１８ｂの受光素子３０において光の明暗に応
じた電気信号に変換され、影を生じている時間の長さか
ら演算された最大外径寸法情報が、センサコントローラ
３５から演算器３６に出力される。 ステップＰ４ては、上記ステップＰ３て外径測定器１２
かエンドミルｌの最大外径Ｄ１を検出している間の、回
転モータ１６の回転角度θ（すなわちエンドミルｌの回
転角度）か、エンコーダ１１て検出されて、その出力信
号か回転角度情報として演算器３６に出力される。 次いてステップＰ５て、最大外径寸法情報（Ｄｌ）と、
回転角度情報（θ）とか演算器３６の所定の記憶領域に
記憶される。 次いてステップＰ６て、光軸移動装置２３の光軸移動モ
ータコントローラ３９に演算器３６からの指令信号が出
力される。これにより、光軸移動モータ２０が駆動され
、送りねじ機構２１の作動で外径測定器１２の投受光器
１８ａ、１８ｂの光軸がエンドミル１の軸方向に、所定
量移動される。 その移動量は、予め設定された長さであり、設定長さか
短い程、ランド幅測定ピッチが細かくなる。 ステップＰ７では、上記光軸移動量の総計か、外周切れ
刃３の軸方向の長さＬＥに達したか否かが判定される。 達していなければ、ステップＰ３に戻る。以下ステップ
Ｐ３〜ステップＰ７まてか繰り返される。 こうしてエンドミルｌの最大外径Ｄ＋　と回転角度θと
の測定を、光軸を少しつつ軸方向に移動させなから繰り
返す。そして、光軸移動量の総計か外周切れ刃３の軸方
向の長さＬＥに達したら、ステップＰ８に移り、測定し
た最大外径寸法Ｄ１及び回転角度θから、ランド幅しか
例えば次式％式％（２） （第５図参照）により演算される。 ステップＰ９て、上記演算結果を、予め記憶させである
ランド幅りの基準値及び最大外径寸法り。 の基準値とそれぞれ比較する。 ステップｌＯてその比較結果か、例えば「合格」、「不
合格」なととして表示器３７に表示される。 この実施例によれば、エンドミル１のランド幅りか、予
め定めた任意のピッチで、各測定点毎に精度良く、自動
的に迅速に求められる。その測定において、被試験体で
あるエンドミル１の回転台１４に取付ける際に、軸心か
ずれて偏心か生しるとか、回転台１４の回転時の心振れ
が生じても、１８０度位相か異なった対称位置の２か所
での測定であるから、心振れはキャンセルされることと
なる。また、基準とするマスター無しに検査可能である
。また、偶数刃のものであれは、２枚刃に限らす最大直
径Ｄ１の測定か可能である。 第６図には第２の実施例として、刃数か奇数枚（例えば
３枚刃）であるエンドミル１のランド幅測定に用いる外
径測定器１２の投受光器の構造を示す。これは、−組の
投受光器によるレーザ光線てエンドミルの直径より大き
い範囲を走査する代わりに、二組の投受光器を用いてエ
ンドミルの外周部分を両側から挟むように走査するよう
にした点か上記第１の実施例とは異なっている。 すなわち、フレーム１９に二組の投受光部４１ａ、４１
ｂと４２ａ、４２ｂとを設け、それぞれのレーサ走査線
４１Ｒ，４２Ｒが被検査体であるエンドミルｌの反対側
の外周に（１８０度の位相をたちって）かかるように配
置されている。図で上側の投受光部４１ａ、４１ｂでは
、Ｐｉ位置において切れ刃Ａによるレーサ走査線４１Ｒ
の影部分の最大寸法Ｄｂか計測できる。一方、図で下側
の投受光部４２ａ、４２ｂては、上記切れ刃ＡのＤｂ計
計測−エンドミルｌか１８０度回転したＰ２位置におい
て、同切れ刃Ａによるレーサ走査線４２Ｒの影部分の最
大寸法Ｄａか計測てきる。ここて、両し−サ走査線４１
Ｒ，４２Ｒの隔たりＤＣは既知である。これから切れ刃
Ａについてのエンドミルｌの最大外径ＤＩかＤ＋　＝Ｄ
ａ＋Ｄｂ＋Ｄｃとして求められる。この場合、１８０度
位相か異なった対称位置Ｐ１．Ｐ２の２か所での測定で
あるから、エンドミル１の取付は誤差による心振れかあ
ってもキャンセルされる。基準とするマスターも不要で
ある。 上記Ｐｉ位置において、切り刃Ａによるレーサ走査線４
１Ｒの影部分の最大寸法Ｄｂを検出している間のエンド
ミルｌの回転角度θを、エンコーダ１１で検出し、回転
角度情報を得る。 かくして、切れ刃Ａについての最大外径寸法情報（Ｄｌ
）と、回転角度情報（θ）とから、上記第１の実施例と
同様に切れ刃Ａのランド幅りを演算することかできる。 以上の操作を切れ刃Ｂ、切れ刃Ｃについても行えは、そ
れぞれのランド幅りの測定か可能である。その場合、各
切れ刃の位相差は刃数により定まり、例えは３枚刃ては
１２０度と一定であるから、エンドミルｌを連続的に回
転させなから、各月毎のＤａ、Ｄｂ、　　θを順次に測
定して記憶し、最大外径寸法情報Ｄ１と回転角度情報θ
とから各切れ月別のランド幅りを演算すれば効率か良い
。 この実施例によれば、上記第１の実施例と同様の効果に
加えて、さらに被測定物であるエンドミルｌか奇数刃の
ものでもランド幅を測定できるという利点がある。 なお、エンドミルの外周部分を走査するのに、二組の投
受光器でなく、−組の投受光器４１ａ。 ４１ｂのみとしエンドミルの半径方向に走査するように
することも可能である。その場合には、ランド幅か既知
であるマスターのエンドミルを用いて、その測定値との
増減を比較する方法により、ランド幅の相対的な寸法検
査を行うものである。 但し、エンドミルの直径は測定されないから、測定する
エンドミルの取付は時の偏心による心振れ又は回転台１
４の回転によるマスター６振れをキャンセルすることは
できない。しかし、この心振れは微小なものであるから
、ランド幅測定への影響は無視てきる。 なおまた、上記の実施例における演算手段としての演算
器３６は、マイクロコンピュータを用いたものに限定さ
れず、例えば比較回路、カウンタ。 基準信号発生回路等の電子回路を用いて構成してもよい
。 また、光学外径測定手段としての外径測定器１２は、必
ずしもレーザ光線を用いたものに限定されず、その他例
えは水銀灯、ＬＥＤ等を光源とするものでもよい。 また、上記実施例はエンコーダ１１．回転台１４、回転
モータ１６を用いた例を示したか、ＶＲ形ステッピング
モータ構成のモータ部とその出力軸に回転台と高分解能
の回転検出器であるレゾルバとを一体に組み込んで構成
したダイレクトドライブモータシステム（メガトルクモ
ータ、登録商標）を好適に用いることかできる。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、エンドミルをそ
の軸心の回りに回転自在に支持して回転駆動する回転手
段と、この回転を検出する回転角度検出手段と、エンド
ミルの軸線に直交する方向に光軸を有してエンドミルの
外径を測定する光学外径測定手段と、その光軸をエンド
ミルの軸線方向に移動する光軸走査手段と、光学外径測
定手段で検出したエンドミルの最大外径寸法情報及びこ
の最大外径寸法情報を検出する間に回転角度検出手段で
検出した回転角度情報とに基づいてエンドミルのランド
幅を演算する演算制御手段とを備えた構成とした。その
ため、軸回転せしめたエンドミルの切れ刃のランド部の
径寸法を光学外径測定手段で光学的に測定すると共に、
そのランド部の径寸法を測定する間のエンドミルの回転
角度を検出して、得られた回転角度情報と外径寸法情報
とからエンドミルのランド幅を切れ刃の全長にわたって
演算して求めることかでき、その結果、ランド幅測定を
自動的に、極めて高精度で、能率良く行うことか可能で
、ひいては個人差かなく、信頼性が高い、且つ測定作業
の能率か高・（作業工数か低減されたエンドミルランド
幅測定装置を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の概略構成図、第２図は
第１の実施例における光学外径測定手段の概略構成図、
第３図はその測定範囲を説明する説明図、第４図は第１
の実施例における演算制御手段の処理手順を示すフロー
チャート、第５図は第１の実施例におけるランド幅算出
原理を説明する説明図、第６図は本発明の第２の実施例
における光学外径測定手段の投受光器の配置を説明する
部分平面図、第７図（ａ）はエンドミルの側面図、同図
（ｂｌはその正面図、第８図はエンドミルのランド幅を
説明する説明図である。 図中、ｌ−エンドミル、１〇一回転手段、１１−・回転
角度検出手段、１２−光学外径測定手段、１３　演算制
御手段、２３　。光軸走査手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物であるエンドミルをその軸心の回りに回
   転自在に支持して回転駆動する回転手段と、該回転手段
   による前記エンドミルの回転角度に対応する信号を出力
   する回転角度出力手段と、前記エンドミルの軸線に直交
   する方向に光軸を有してエンドミルの外径を測定する光
   学外径測定手段と、該光学外径測定手段の光軸をエンド
   ミルの軸線方向に移動する光軸走査手段と、前記光学外
   径測定手段で検出した前記エンドミルの最大外径寸法情
   報及び該最大外径寸法情報を検出する間に前記回転角度
   検出手段で検出した回転角度情報とに基づいてエンドミ
   ルのランド幅を演算する演算制御手段とを備えたことを
   特徴とするエンドミルランド幅測定装置。