JP2001059713A - 棒状切削工具の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テレビカメラの視点とは異なる方向から見た
ときの棒状切削工具の形状パラメータを自動的に測定す
ることが可能な棒状切削工具の測定装置を提供する。 【解決手段】 本発明の測定装置が具備する画像処理装
置においては、２つのテレビカメラ３１，３２により撮
影された画像のそれぞれにおいて測定すべき形状パラメ
ータの算出に必要な複数個の測定点を選定し、この複数
個の測定点のそれぞれの三次元座標を測定し、指定した
視点に基づいて設定される視点座標系に前記複数個の測
定点を投影し、この視点座標系に投影された前記複数個
の測定点の三次元座標に基づいて棒状切削工具の先端部
における形状パラメータを測定するような処理がなされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルやエンドミ
ル等の所謂棒状切削工具の寸法、形状精度を測定するた
めの画像処理技術を利用した工具測定装置における測定
方法に関し、特に、テレビカメラの視点以外から見たと
きの寸法、形状精度の測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械に使用されるドリルやエンドミ
ル等の所謂棒状切削工具は、工具メーカまたは工作機械
メーカにおける創成製作あるいは再研削の最終検査工程
で、その寸法、形状精度等の所謂形状パラメータが測定
される。この形状パラメータは、例えば、棒状切削工具
がドリルの場合は、直径、先端角、リップハイト、マー
ジン幅、ランド幅、リード、ねじれ角、心厚、２番取り
深さ、チゼルの偏心等、加工目的や要求精度等により多
岐に渡っている。なお、前記の測定項目がドリルのどの
部位を示すものなのかについてはＪＩＳ規格において定
められているが、参考までに図１３に示しておく。

【０００３】これらの形状パラメータを画像処理技術を
利用した工具測定装置において測定する点については、
本出願人が先に出願した特願平１０−２５９１５５号に
も記載されている。

【０００４】すなわち、特願平１０−２５９１５５号で
は、棒状切削工具をその回転軸を軸線として軸線回りに
回転自在に保持するとともに、その回転角度位置を検知
可能にされた工具保持手段と、この工具保持手段を前記
軸線の回りに回転駆動するようにされた回転駆動手段
と、工具保持手段を載置し前記軸線の方向に動作可能に
されるとともに、その変位量を検知可能にされたＹ軸テ
ーブルと、このＹ軸テーブルを前記軸線の方向に直線駆
動するようにされたＹ軸テーブル駆動手段と、前記軸線
の方向に回転駆動手段とは対向して配置された対物レン
ズを備えるＹ軸顕微鏡及びこのＹ軸顕微鏡に搭載された
Ｙ軸テレビカメラと、工具保持手段により保持された棒
状切削工具を前記軸線の垂直方向から観察可能となるよ
うにＹ軸テーブルに対して垂直な方向に配置された対物
レンズを備えるＺ軸顕微鏡及びこのＺ軸顕微鏡に搭載さ
れたＺ軸テレビカメラと、Ｚ軸顕微鏡を保持しＹ軸テー
ブルに対して垂直な方向に動作可能にされるとともに、
その変位量を検知可能にされたＺ軸テーブルと、このＺ
軸テーブルをＹ軸テーブルに対して垂直な方向に直線駆
動するようにされたＺ軸テーブル駆動手段と、前記２つ
のテレビカメラにより撮影された画像を処理することに
より、棒状切削工具の寸法、形状精度に関する複数の測
定項目を測定するようにされた画像処理装置と、を有す
る棒状切削工具の測定装置が提供されている。

【０００５】そして、かかる構成としたことにより、測
定対象である棒状切削工具の外周部に関する形状パラメ
ータの測定に際しては、Ｙ軸テーブル駆動手段により棒
状切削工具の軸線方向の位置決めがされるとともに、回
転駆動手段により棒状切削工具の軸線回りの位置決めが
され、さらにＺ軸テーブル駆動手段により棒状切削工具
を軸線の垂直方向から観察するＺ軸テレビカメラと棒状
切削工具との相対的な位置決めがされ、これにより棒状
切削工具の外周部に関する所望の画像データが得られ
る。一方、棒状切削工具の先端部に関する形状パラメー
タの測定に際しては、回転駆動手段により棒状切削工具
の軸線回りの位置決めがされるとともに、Ｙ軸テーブル
駆動手段により棒状切削工具をその先端部前方より観察
するＹ軸テレビカメラと棒状切削工具との相対的な位置
決めがされ、これにより棒状切削工具の先端部に関する
所望の画像データが得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】高い測定精度を得るた
めには、一般に、切削部位を切削した砥石の切削方向に
視点をおいてテレビカメラを設置することが好ましい
が、ドリルやエンドミル等の棒状切削工具を製造加工す
る場合は、加工に使用する砥石の切削方向は測定装置に
おけるテレビカメラの軸とは一致していないことが多
い。例えば、図１３に示したドリルの溝部分の加工にお
いては、溝重研削盤と称される加工機械が用いられる
が、ドリルの溝は仕様に応じて所定のねじれ角を有して
いるために、溝重研削盤における砥石の切削方向は加工
されるドリルの仕様に応じて変更されることとなり、そ
の結果、測定装置におけるテレビカメラの軸とは一致し
なくなる。

【０００７】そのため、特に高い測定精度が要求される
場合や測定対象となる棒状切削工具が複雑な形状を有し
ている場合などは、さまざまな砥石の切削方向に対処で
きるように、任意の視点から形状パラメータを測定でき
るような測定装置が要求されることになる。かかる要求
を満たす測定装置としては、顕微鏡本体あるいは棒状切
削工具を把持するスピンドルを手動あるいは自動で移動
または回転可能なステージに設置し、このステージを動
作させることにより、棒状切削工具に対する顕微鏡の視
点を移動させる形態のものが考えられる。

【０００８】しかし、かかる測定装置においては、ステ
ージが手動で移動または回転するものについては手動操
作による位置合わせが正確でないことや測定に時間を要
するという問題があり、また、ステージが自動で移動ま
たは回転するものについては制御軸数が増えることによ
り測定装置が複雑かつ高額化するという問題がある。

【０００９】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、顕微鏡本体あるいは棒状切削工具を
把持するスピンドルにテレビカメラの視点を移動させる
ための特別の機構を付加することなく、テレビカメラの
視点とは異なる方向から見たときの棒状切削工具の形状
パラメータを自動的に測定することが可能な棒状切削工
具の測定装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、棒状切削工具をその回転軸を軸線と
して軸線回りに回転自在に保持するとともに、その回転
角度位置を検知可能にされた工具保持手段と、工具保持
手段を軸線の回りに回転駆動するようにされた回転駆動
手段と、工具保持手段を載置し軸線の方向に動作可能に
されるとともに、その変位量を検知可能にされたＹ軸テ
ーブルと、Ｙ軸テーブルを軸線の方向に直線駆動するよ
うにされたＹ軸テーブル駆動手段と、軸線の方向に回転
駆動手段とは対向して配置された対物レンズを備えるＹ
軸顕微鏡及びこのＹ軸顕微鏡に搭載されたＹ軸テレビカ
メラと、工具保持手段により保持された棒状切削工具を
軸線の垂直方向から観察可能となるようにＹ軸テーブル
に対して垂直な方向に配置された対物レンズを備えるＺ
軸顕微鏡及びこのＺ軸顕微鏡に搭載されたＺ軸テレビカ
メラと、Ｚ軸顕微鏡を保持しＹ軸テーブルに対して垂直
な方向に動作可能にされるとともに、その変位量を検知
可能にされたＺ軸テーブルと、Ｚ軸テーブルをＹ軸テー
ブルに対して垂直な方向に直線駆動するようにされたＺ
軸テーブル駆動手段と、前記２つのテレビカメラにより
撮影された画像に基づいて、２つのテレビカメラのそれ
ぞれの視点とは異なる視点から見たときの棒状切削工具
の先端部における形状パラメータを測定するようにされ
た画像処理装置と、を有することを特徴とする棒状切削
工具の測定装置を提供した。

【００１１】かかる構成においては、Ｙ軸テーブル駆動
手段により棒状切削工具の軸線方向の位置決めがされる
とともに、回転駆動手段により棒状切削工具の軸線回り
の位置決めがされ、さらにＺ軸テーブル駆動手段により
棒状切削工具を軸線の垂直方向から観察するＺ軸テレビ
カメラと棒状切削工具との相対的な位置決めがされ、こ
れによりＺ軸テレビカメラの視点から見たときの棒状切
削工具の先端外周部に関する所望の画像データが得られ
る。一方、回転駆動手段により棒状切削工具の軸線回り
の位置決めがされるとともに、Ｙ軸テーブル駆動手段に
より棒状切削工具をその先端部前方より観察するＹ軸テ
レビカメラと棒状切削工具との相対的な位置決めがさ
れ、これによりＹ軸テレビカメラの視点から見たときの
棒状切削工具の先端登頂部に関する所望の画像データが
得られる。そして、画像処理装置においては、前記２つ
のテレビカメラにより撮影された画像データに基づい
て、２つのテレビカメラのそれぞれの視点とは異なる視
点から見たときの棒状切削工具の先端部における形状パ
ラメータが測定される。

【００１２】前記画像処理装置における具体的な処理と
しては、２つのテレビカメラにより撮影された画像のそ
れぞれにおいて測定すべき形状パラメータの算出に必要
な複数個の測定点を選定し、この複数個の測定点のそれ
ぞれの三次元座標を測定し、指定した視点に基づいて設
定される視点座標系に前記複数個の測定点を投影し、こ
の視点座標系に投影された前記複数個の測定点の三次元
座標に基づいて棒状切削工具の先端部における形状パラ
メータを測定する。かかる画像処理装置の構成において
は、本出願人が先に出願した特願平１０−２５９１５５
号に記載されている画像処理装置に対して、画像処理装
置内の画像処理プログラムを修正するのみで対処でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は棒状切削工具の測
定装置の一実施形態を示す平面図、図２はその正面図で
ある。棒状切削工具１０を把持し所定位置に固定するた
めに、定盤１の上面には軸線ａに対して平行に延設され
たアリガイド等の周知の案内手段からなるＹ軸ガイドが
固定されており、このＹ軸ガイドに沿ってＹ軸テーブル
２が滑動自在に設けられている。このＹ軸テーブル２は
Ｙ軸テーブル駆動手段としてのＹ軸テーブル駆動用モー
タ２１により駆動される。詳細には、Ｙ軸テーブル駆動
用モータ２１としてはパルスモータを使用し、このパル
スモータの駆動力を図示しないボールネジを介してＹ軸
テーブル２に伝達し、これを駆動する。ここで、図３に
示すように、Ｙ軸ガイドに沿ってＹ座標を定義し、Ｙ軸
テーブル２のＹ軸方向の変位量はＹ軸上の任意の基準点
に対する移動距離として表すことにする。この移動距離
はリニアスケール等の図示しない位置検出手段により検
出する。

【００１４】Ｙ軸テーブル２の上面には、棒状切削工具
としてのドリル１０を把持し、これを所定位置に固定す
るための工具保持手段が載置されている。工具保持手段
は、ワークヘッド３、ワークスピンドル４、コレット７
などから構成されている。ワークヘッド３は、定盤１の
取付面と水平な所定の軸線ａ軸回りに回転自在に設けら
れたワークスピンドル４を有している。図１１に示すよ
うに、ワークスピンドル４の先端には溝が切ってあり、
ドリル１０を固定するためのコレット７をナット６によ
りワークスピンドル４に固定し、コレット７にドリル１
０を装着し、さらにナット６を締めることにより、ドリ
ル１０を固定するようにしている。ドリル１０は、コレ
ット７により、その回転軸をａ軸と一致させて回転自在
に所定位置に固定される。そして、ワークスピンドル４
は回転駆動手段としてのワークスピンドル駆動用モータ
２２により駆動される。詳細には、ワークスピンドル駆
動用モータ２２としてはパルスモータを使用し、このパ
ルスモータの駆動力をベルト２４を介してワークスピン
ドル４に伝達し、これを駆動する。その回転角度位置
は、ワークスピンドル４の回転軸と同軸に設けられた、
ロータリエンコーダ等の図示しない角度位置検出手段に
より検出される。

【００１５】定盤１の上面には軸線ａに対して垂直方向
に立設されたアリガイド等の周知の案内手段からなるＺ
軸ガイドが載置されており、このＺ軸ガイドに沿ってＺ
軸テーブル５が滑動自在に設けられている。このＺ軸テ
ーブル５はＺ軸テーブル駆動手段としてのＺ軸テーブル
駆動用モータ２３により駆動される。詳細には、Ｚ軸テ
ーブル駆動用モータ２３としてはパルスモータを使用
し、このパルスモータの駆動力を図示しないボールネジ
を介してＺ軸テーブル５に伝達し、これを駆動する。こ
こで、図３に示すように、Ｚ軸ガイドに沿ってＺ座標を
定義し、Ｚ軸テーブル５のＺ軸方向の変位量はＺ軸上の
任意の基準点に対する移動距離として表すことにする。
この移動距離はリニアスケール等の図示しない位置検出
手段により検出する。

【００１６】Ｚ軸テーブル５には、ドリル１０を軸線ａ
に対して垂直方向より撮影するためのＺ軸テレビカメラ
３２及び対物レンズを備えたＺ軸顕微鏡３４が、固定部
材を介して設けられている。そして、Ｚ軸顕微鏡３４に
は、軸線ａに対して垂直方向にドリル１０の上方から照
明を照射するようにされた上方照明手段としての照明ガ
イド３５が取り付けられている。このように測定部位に
対してＺ軸顕微鏡３４と同方向から照明を照射するよう
にされた上方照明手段としての照明ガイド３５を設ける
ことにより、Ｚ軸顕微鏡３４はドリル１０の側方から見
た濃淡画像を得ることができる。また、Ｚ軸ガイドには
ブラケットが取り付けられており、このブラケットには
軸線ａに対して垂直方向にドリル１０の下方から照明を
照射するようにされた下方照明手段としての照明ガイド
３６が固定されている。このように測定部位に対してＺ
軸顕微鏡３４とは反対方向から照明を照射するようにさ
れた下方照明手段としての照明ガイド３６を設けること
により、Ｚ軸顕微鏡３４は棒状切削工具の陰影画像を得
ることができる。

【００１７】一方、定盤１の上面には、軸線ａに対して
水平方向に、ドリル１０の先端部を撮影するためのＹ軸
テレビカメラ３１及び対物レンズを備えたＹ軸顕微鏡３
３が、固定部材を介して設けられている。また、定盤１
の上面には、軸線ａに対して平行に延設されたアリガイ
ド等の周知の案内手段より成るＡ軸ガイドが載置されて
おり、このＡ軸ガイドに沿ってＡ軸テーブル８が滑動自
在に設けられている。ここで、図３に示すように、Ａ軸
ガイドに沿ってＡ座標を定義する。

【００１８】このＡ軸ガイドにはブラケットが取り付け
られており、このブラケットにはドリル１０に対して軸
線ａ方向から照明を照射するようにされた前方照明手段
としての照明ガイド３７が固定されている。このように
測定部位に対してＹ軸顕微鏡３３と同方向から照明を照
射するようにされた前方照明手段としての照明ガイド３
７を設けることにより、Ｙ軸顕微鏡３３はドリル１０の
先端から見た濃淡画像を得ることができる。さらに、こ
の照明ガイド３７は、略リング形状を呈し、かつ、その
リング部の内周面の略全面にリング部中心に向けて照射
可能な照射手段を有し、さらにこの照射手段は内周面の
上部と下部とに分割して個別に照射可能にされている。
これにより、図１２のドリル先端部の撮影画像に示すよ
うに、チゼル偏心の測定の際には、上下に分割して個別
に照射可能にされた照射手段において、照射手段の照度
を上下で互いに異なるものとすることにより２つの逃げ
面の撮影画像の濃淡分布を異なるようにし、その境界で
あるチゼルエッジの認識を容易化している。

【００１９】ところで、照明ガイド３７が載置されてい
る前述のＡ軸テーブル８は、テーブル駆動手段としての
Ａ軸テーブル駆動用ハンドル９を用いて手操作により移
動させることが可能にされている。これにより、全長や
直径あるいは先端角が異なる種々のドリルに対しても、
照明ガイド３７を適切な位置に配置することを可能にし
ている。なお、Ａ軸テーブル８の駆動手段としては、ハ
ンドルを使用した手操作のものの他に、前述のＹ軸テー
ブル２やＺ軸テーブル５のように、パルスモータを使用
しボールネジを介して駆動するようにしてもよい。

【００２０】ここまでは、本発明にかかる棒状切削工具
の測定装置の機械要素に関する構成について説明してき
た。次に、本発明にかかる測定装置において、その自動
測定を可能にするためのシステム構成について、図４を
参照して説明する。自動測定の制御はコンピュータにて
行う。コンピュータは、各種のインターフェース、ＣＰ
Ｕ、メモリ、補助記憶装置などにより構成される。さら
に、コンピュータはインターフェースを介して、キーボ
ード、ディスプレイ、マウスなどに接続することによ
り、外部とのデータ交換を可能にされている。また、コ
ンピュータは、パルスコントローラ及びモータドライバ
により、前述のＹ軸テーブル２、Ｚ軸テーブル５、及び
ワークスピンドル４を駆動したり、画像処理装置として
の画像処理コントローラによりテレビカメラ３１、３２
が撮影した画像を処理したり、パラレルインターフェー
スを介して各照明手段に対して照度制御を行うなどの役
割を担っている。

【００２１】測定はプレイバック方式にて自動的に行う
ようにしている。すなわち、測定対象であるドリル１０
に対して、前もって、各測定点の測定領域及び測定方法
をティーチングしておき、このティーチングデータをコ
ンピュータの補助記憶装置に記憶しておく。そして、測
定は記憶されたティーチングデータに基づいて行われ
る。このとき、多少の測定領域の位置ずれに関しては、
ある基準測定点における位置ずれを検出し、その位置ず
れデータにしたがい順次測定領域を補正することによ
り、正確な測定が行われるようにする。検出座標は、画
像の中心座標を各テーブルの位置検出手段より検出され
た座標に対応させることにより、コンピュータにて計算
する。ところで、測定項目によっては別の測定項目の測
定データを使用するものもあるので、かかる点を考慮し
て測定項目の測定順序を予め設定しておくことにより、
効率よく測定を行うことができる。

【００２２】上記測定装置において、２つのテレビカメ
ラ３１、３２自身の視点以外の視点における、棒状切削
工具の形状パラメータの測定方法について、その原理を
説明する。Ｙ軸テレビカメラ３１が撮影した画像はＸ−
Ｚ平面、Ｚ軸テレビカメラ３２が撮影した画像はＸ−Ｙ
平面をそれぞれ構成しており、この２つの画像からドリ
ル上の任意の点の三次元座標を算出することができる。
２つのテレビカメラ３１、３２のそれぞれとは異なる視
点から見たときのドリル１０の形状パラメータは、かか
る形状を構成する複数の点を計測する視点の座標系に投
影し、この視点座標系において形状パラメータを算出す
ることにより求めることができる。

【００２３】ここで、テレビカメラで撮影された座標系
上の点Ｐを、任意の座標軸回りにθ度回転させた視点座
標系上の点Ｐ′に投影を行うことを想定する。テレビカ
メラの座標系から視点座標系への座標変換について、Ｚ
軸回りにθ_Z であった場合は式（１）で、Ｘ軸回りにθ
_X であった場合は式（２）で、それぞれ表現できる。

【００２４】

【数１】

【００２５】なお、Ｙ軸回りの回転については、ドリル
１０を把持するワークスピンドル４の回転移動に相当す
るので、本発明では考慮する必要はない。さらに、任意
の視点への変換は、式（１）と式（２）を組み合わせる
ことによっても表現できる。このようにして視点座標系
へ投影された点Ｐ′について形状パラメータを算出する
ことにより、所望の視点における形状パラメータが得ら
れることになる。

【００２６】以下、砥石角を求める場合を例にあげ、図
５〜１０を参照して説明する。図５は、Ｚ軸テレビカメ
ラ３２により撮像されたドリル先端部を上方から見た濃
淡画像であり、砥石がドリル１０に対してシンニング加
工を施す様子を示している。ここで、シンニングとは、
図１４に示すように、ウェブの先端を特に薄くした部分
で、切削抵抗を少なくするために設けられるものであ
る。ここで、Ｌ₁ は砥石の切削方向であり、このシンニ
ング加工においては、砥石はＹ軸に対して入射角θ_T で
ドリル１０を切削することになる。

【００２７】図６は、被測定物としてのドリル１０の先
端部をＹ軸テレビカメラ３１により前方（登頂部）から
見たときの濃淡画像である。また、図７は、ドリル１０
の先端部をＺ軸テレビカメラ３２により上方から見たと
きの濃淡画像である。図９はＹ軸テレビカメラ３１によ
り撮影された画像であるが、これに示すように、砥石角
の定義は砥石が切削した方向から見た時の直線Ｌ_2CとＬ
_3Cとのなす角θ_C である。これは、図８に示すように、
視点をＺ軸回りに（９０−θ_T ）度だけ回転させる操作
である。

【００２８】砥石角θ_C は、Ｙ軸テレビカメラ３１とＺ
軸テレビカメラ３２で得られた画像を使用し、直線Ｌ_2A
とＬ_3A上の３点Ｐ₄ 、Ｐ₅ 、Ｐ₆ の三次元座標を計測
し、これら３点を視点移動させることにより求めること
ができる。なお、直線Ｌ_2AとＬ _3A上の３点Ｐ₄ 、Ｐ₅ 、
Ｐ₆ は、ドリル１０の先端部を前方（登頂部）から見た
ときの濃淡画像である図６においてはそれぞれＰ_4A、Ｐ
_5A、Ｐ_6Aに対応し、また、ドリル１０の先端部を上方か
ら見たときの濃淡画像である図７においてはそれぞれＰ
_4B、Ｐ_5B、Ｐ_6Bに対応している。砥石角θ_C を求めるた
めの具体的な手順については、図１０に示すフローチャ
ートを参照して説明する。

【００２９】．まず、Ｚ軸テレビカメラ３２で撮影さ
れた画像のエッジを計測して、砥石の入射角θ_T を求め
る。前述したように、入射角θ_T は直線Ｌ₁ とＹ軸との
なす角度である。図５に示すように、直線Ｌ₁ はエッジ
上の３点Ｐ ₁、Ｐ ₂、Ｐ ₃の座標を計測することにより
求める。すなわち、ワークスピンドル駆動用モータ２２
を動作させることによりワークスピンドル４を回転させ
ると、ドリル１０は図３に示したａ軸回りに回転する。
ワークスピンドル４をａ軸回りにステップ移動させなが
ら３点Ｐ ₁、Ｐ ₂、Ｐ ₃の座標を計測し、点Ｐ₁ と点Ｐ
₃ を結ぶ直線と点Ｐ₂ の距離Ｄ_n を求めていく。これを
ａ軸回りの所定の区間について行い、Ｄ _n が最小となる
座標において入射角θ_T を決定する。なお、エッジにつ
いては、図５に示した濃淡画像に対して既知の輪郭線抽
出技術を適用することにより、これを容易に抽出するこ
とができる。

【００３０】．次に、図６に示したＺ軸テレビカメラ
３２の画像において、点Ｐ_4A、点Ｐ _5A、及び点Ｐ_6Aの座
標を計測する。

【００３１】．同様に、Ｙ軸テレビカメラ３１の画像
において、点Ｐ_4B、点Ｐ_5B、及び点Ｐ_6Bの座標を計測す
る。

【００３２】．、で求めた座標から点Ｐ₄ 、点Ｐ
₅ 、点Ｐ₆ の三次元座標は式（３）に示すようになる。
なお、式（３）の表記においては、例えばＰ_4AＸは点Ｐ
_4AのＸ座標を表しており、他も同様である。

【００３３】

【数２】

【００３４】．次に、で求めた入射角θ_T に基づ
き、図８に示すように、点Ｐ₄ 、点Ｐ ₅ 、点Ｐ₆ の各点
をＺ軸回りにθ_Z ＝（９０−θ_T ）度回転移動し、点Ｐ
_4C、点Ｐ_5C、点Ｐ_6Cの各点の座標を算出する。この算出
においては、前述した式（１）を適用し、式（４）によ
り求めることができる。

【００３５】

【数３】

【００３６】．次に、回転移動後の座標系Ｘ′−Ｚ平
面において、で求めた３点Ｐ_4C、Ｐ_5C、点Ｐ_6Cの各点
の座標に基づいて、図９に示した直線Ｌ_2CとＬ_3Cを求め
る。具体的には、直線Ｌ_2Cは点Ｐ_4Cと点Ｐ_5Cを結ぶ直線
であり、直線Ｌ_3Cは点Ｐ_5Cと点Ｐ_6Cを結ぶ直線であるの
で、３点Ｐ_4C、Ｐ_5C、Ｐ_6Cの各点の座標から容易に求め
ることができる。

【００３７】．最後に、で求めた直線Ｌ_2CとＬ_3Cと
のなす角を算出すると、これが求める砥石角θ_C という
ことになる。

【００３８】以上のように、ここではドリルのシンニン
グ加工における砥石角の算出方法を例に説明したが、以
上の方法にしたがい、任意の視点から見たときの棒状切
削工具の各種形状パラメータを測定することが可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、２つのテレビカメラに
より撮影された画像に基づいて、２つのテレビカメラの
それぞれの視点とは異なる視点から見たときの棒状切削
工具の先端部における形状パラメータを測定するように
された測定装置としたので、該当切削部位を切削した砥
石の切削方向にテレビカメラを設置した場合のものと同
様の測定結果が得られることになり、その結果、砥石の
切削方向にテレビカメラを移動させるための特別の機構
を付加することなく、高い測定精度が得られることにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における棒状切削工具１０の測定装置の
一実施形態を示す平面図である。

【図２】図１に示した測定装置の正面図である。

【図３】本発明における棒状切削工具１０の測定装置に
関する測定領域を示す概念図である。

【図４】本発明における棒状切削工具１０の測定装置の
システム概念図である。

【図５】本発明の一実施形態における、Ｚ軸テレビカメ
ラ３２により撮像されたドリル１０の先端部を上方から
見た濃淡画像であり、砥石がドリル１０に対してシンニ
ング加工を施す様子を示している。

【図６】本発明の一実施形態における、ドリル１０の先
端部をＹ軸テレビカメラ３１により前方（登頂部）から
見たときの濃淡画像である。

【図７】本発明の一実施形態における、ドリル１０の先
端部をＺ軸テレビカメラ３２により上方から見たときの
濃淡画像である。

【図８】本発明の一実施形態における、視点移動の概念
図である。

【図９】本発明の一実施形態における、Ｙ軸テレビカメ
ラ３１により撮影された画像であり、砥石角の定義を示
したものである。

【図１０】本発明の一実施形態における、砥石角を求め
る場合のフローチャートである。

【図１１】本発明における測定装置において、工具保持
手段７にドリル１０を装着したときの説明図である。

【図１２】照明ガイド３７の分割照射機能を使用し、照
度を上下で互いに異なるものとすることにより、Ｙ軸テ
レビカメラ３１で撮影された画像における２つの逃げ面
の濃淡分布を異なるようにし、その境界であるチゼルエ
ッジを抽出した撮影画像を示したものである。

【図１３】ドリル１０の各部位の名称を示した図であ
る。

【図１４】ドリル１０のシンニングを示した図である。

【符号の説明】

１ 定盤 ２ Ｙ軸テーブル ３ 工具保持手段（ワークヘッド） ４ 工具保持手段（ワークスピンドル） ５ Ｚ軸テーブル ６ ナット ７ 工具保持手段（コレット） ８ Ａ軸テーブル ９ Ａ軸テーブル駆動用ハンドル １０ 棒状切削工具（ドリル） ２１ Ｙ軸テーブル駆動手段（Ｙ軸テーブル駆動用モー
タ） ２２ 回転駆動手段（ワークスピンドル駆動用モータ） ２３ Ｚ軸テーブル駆動手段（Ｚ軸テーブル駆動用モー
タ） ２４ ワークスピンドル回転駆動用ベルト ３１ Ｙ軸テレビカメラ ３２ Ｚ軸テレビカメラ ３３ Ｙ軸顕微鏡 ３４ Ｚ軸顕微鏡 ３５ 上方照明手段（照明ガイド） ３６ 下方照明手段（照明ガイド） ３７ 前方照明手段（照明ガイド）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】棒状切削工具をその回転軸を軸線として該
   軸線回りに回転自在に保持するとともに、その回転角度
   位置を検知可能にされた工具保持手段と、 該工具保持手段を前記軸線の回りに回転駆動するように
   された回転駆動手段と、 前記工具保持手段を載置し前記軸線の方向に動作可能に
   されるとともに、その変位量を検知可能にされたＹ軸テ
   ーブルと、 該Ｙ軸テーブルを前記軸線の方向に直線駆動するように
   されたＹ軸テーブル駆動手段と、 前記軸線の方向に前記回転駆動手段とは対向して配置さ
   れた対物レンズを備えるＹ軸顕微鏡及び該Ｙ軸顕微鏡に
   搭載されたＹ軸テレビカメラと、 前記工具保持手段により保持された前記棒状切削工具を
   前記軸線の垂直方向から観察可能となるように前記Ｙ軸
   テーブルに対して垂直な方向に配置された対物レンズを
   備えるＺ軸顕微鏡及び該Ｚ軸顕微鏡に搭載されたＺ軸テ
   レビカメラと、 該Ｚ軸顕微鏡を保持し前記Ｙ軸テーブルに対して垂直な
   方向に動作可能にされるとともに、その変位量を検知可
   能にされたＺ軸テーブルと、 該Ｚ軸テーブルを前記Ｙ軸テーブルに対して垂直な方向
   に直線駆動するようにされたＺ軸テーブル駆動手段と、 前記２つのテレビカメラにより撮影された画像に基づい
   て、該２つのテレビカメラのそれぞれの視点とは異なる
   視点から見たときの前記棒状切削工具の先端部における
   形状パラメータを測定するようにされた画像処理装置
   と、 を有することを特徴とする棒状切削工具の測定装置。
2. 【請求項２】前記画像処理装置は、 前記２つのテレビカメラにより撮影された画像のそれぞ
   れにおいて測定すべき形状パラメータの算出に必要な複
   数個の測定点を選定し、 該複数個の測定点のそれぞれの三次元座標を測定し、 指定した視点に基づいて設定される視点座標系に前記複
   数個の測定点を投影し、 該視点座標系に投影された前記複数個の測定点の三次元
   座標に基づいて前記棒状切削工具の形状パラメータを測
   定するようにされていることを特徴とする請求項１記載
   の棒状切削工具の測定装置。