刀具形状测定装置以及刀具形状测定方法

刀具形状测定装置以及刀具形状测定方法
【专利摘要】刀具形状测定装置具有：轮廓检测部(31)，其根据拍摄出旋转刀具的图像，对刀具轮廓进行检测；轴向计算部(32)，其基于刀具轮廓，对作为旋转刀具的轴向的刀具轴向进行计算；刀具直径测定部(33)，其基于拍摄装置(21)与旋转刀具之间的校正后的位置姿态关系、刀具轴向以及刀具轮廓，对旋转刀具的拍摄面上的表观的刀具直径进行计算；以及刀具直径补正部(34)，其使用刀具轴向对拍摄装置(21)与旋转刀具之间的距离进行计算，并且基于距离对刀具轮廓的畸变进行补正，从而将表观的刀具直径补正为实际的刀具直径。
【专利说明】
刀具形状测定装置以及刀具形状测定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及对刀具的形状进行测定的刀具形状测定装置以及刀具形状测定方法。
【背景技术】
[0002] 现有的第1刀具形状测定装置是通过使光学式的非接触传感器相对于刀具主轴进 行相对移动，从而取得刀具前端部分的轮廓。该第1刀具形状测定装置从针对刀具的前端部 的每个轮廓形状预先设定的多个补正对应表之中，选择与轮廓形状对应的补正对应表。而 且，第1刀具形状测定装置基于补正对应表，求出刀具尺寸的补正量，使用该补正量得到实 施的刀具尺寸(刀具的长度、直径）（例如，参照专利文献1)。
[0003] 另外，现有的第2刀具形状测定装置具有能够使刀具绕中心轴旋转的刀具保持机 构。该第2刀具形状测定装置一边使刀具旋转、一边将拍摄到的刀具形状拟合于圆筒。而且， 第2刀具形状测定装置基于圆筒的尺寸以及拍摄图像与刀具模型的图案匹配结果，决定刀 具模型，使用刀具模型生成刀具尺寸数据(例如，参照专利文献2)。
[0004] 专利文献1:日本特开2007-185771号公报
[0005] 专利文献2:日本特开2006-284531号公报

【发明内容】

[0006] 在上述前者以及后者的现有技术中，通过利用传感器或者使刀具旋转或平移的移 动机构，从而对刀具尺寸进行测定。其原因在于，由于刀具形状复杂，因此根据在将刀具和 传感器之间固定的状态下得到的外形(appearance)(刀具轮廓等)难以测定准确的刀具尺 寸(直径、长度）。然而，如上述前者以及后者的现有技术所示，如果使用移动机构，则存在成 本或设置空间增加的问题。
[0007] 本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种能够以简单的结构对刀具 尺寸进行测定的刀具形状测定装置以及刀具形状测定方法。
[0008] 为了解决上述的课题，实现目的，本发明的刀具形状测定装置具有:轮廓检测部， 其根据拍摄出旋转刀具的图像，对刀具轮廓进行检测;轴向计算部，其基于所述刀具轮廓， 对作为所述旋转刀具的轴向的刀具轴向进行计算；刀具直径测定部，其基于拍摄出所述图 像的拍摄装置与所述旋转刀具之间的校正后的位置姿态关系、所述刀具轴向以及所述刀具 轮廓，对所述旋转刀具的拍摄面上的表观的刀具直径进行计算；以及刀具直径补正部，其使 用所述刀具轴向，对所述拍摄装置与所述旋转刀具之间的距离进行计算，并且基于所述距 离，对所述刀具轮廓的畸变进行补正，从而将所述表观的刀具直径补正为实际的刀具直径。
[0009] 发明的效果
[0010] 根据本发明，实现下述效果，即，能够以简单的结构对刀具尺寸进行测定。
【附图说明】
[0011]图1是表示实施方式1涉及的刀具形状测定装置所具有的刀具保持机构的图。
[0012] 图2是表示实施方式1涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。
[0013] 图3是表示实施方式1涉及的刀具形状测定装置的处理顺序的流程图。
[0014] 图4是用于说明刀具直径的补正方法的图。
[0015]图5是表示实施方式2涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。
[0016] 图6是表示实施方式2涉及的刀具形状测定装置的处理顺序的流程图。
[0017] 图7是用于说明向刀具前端部分的图元的拟合处理的图。
[0018] 图8是用于说明向图元的拍摄面上的投影处理的图。
[0019] 图9是表示实施方式3涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。
[0020] 图10是表示实施方式3涉及的刀具形状测定装置的处理顺序的流程图。
[0021] 图11是表示实施方式4涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。
[0022] 图12是表示实施方式4涉及的刀具形状测定装置的处理顺序的流程图。
[0023]图13是用于说明对形状参数进行决定的处理的图。
[0024]图14是表示实施方式5涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。
[0025] 图15是表示实施方式5涉及的刀具形状测定装置的处理顺序的流程图。
[0026] 图16是表示实施方式5涉及的运算装置的硬件结构的图。
【具体实施方式】
[0027] 下面，基于附图详细说明本发明的实施方式涉及的刀具形状测定装置以及刀具形 状测定方法。此外，本发明不限定于这些实施方式。
[0028]实施方式1.
[0029]图1是表示实施方式1涉及的刀具形状测定装置所具有的刀具保持机构的图。在图 1(a)中示出刀具形状测定装置所具有的刀具保持机构12以及拍摄装置21的斜视图。另外， 在图1(b)以及图1(c)中示出刀具测量的状况。图1(b)是旋转刀具11以及拍摄装置21的斜视 图，图1(c)是旋转刀具11以及拍摄装置21的俯视图。此外，在本实施方式中，对刀具的一个 例子为旋转刀具11的情况进行说明，但刀具也可以是旋转刀具11以外的刀具。
[0030]刀具保持机构12是对测定对象的旋转刀具11进行保持的装置。刀具保持机构12构 成为能够装卸旋转刀具11以及后述的标准器16。另外，刀具保持机构12使各旋转刀具11移 动至能够由拍摄装置21对各旋转刀具11进行拍摄的位置。另外，刀具保持机构12使标准器 16移动至能够由拍摄装置21对标准器16进行检测的为位置。
[0031]拍摄装置21以相对于刀具保持机构12固定的状态配置。拍摄装置21对在刀具保持 机构12所保持的旋转刀具11进行拍摄。另外，拍摄装置21对在刀具保持机构12所保持的标 准器16的形状和样式进行检测。此外，作为刀具保持机构12,也可以利用工作机械所具有的 刀具库（能够保持多个要使用的旋转刀具11的装置)等。在该情况下，不需要追加拍摄用的 新的装置(机构）。
[0032]在生成后述的校正数据时，向刀具保持机构12安装标准器16。校正数据是使用标 准器16进行了校正的数据，包含有（1)拍摄装置21与刀具保持机构12(旋转刀具11)之间的 位置姿态关系、以及(2)拍摄装置取得数据与实际空间之间的比例信息(尺寸比）。本实施方 式的刀具形状测定装置使用校正后的位置姿态关系以及校正后的比例信息，测定旋转刀具 11的形状、尺寸。
[0033]标准器16使用大致平面状的板状部件而构成。标准器16在刀具保持机构12安装 为，标准器16所具有的1个主表面(板状部件的上表面)收容于包含下述直线的平面内，该直 线经过安装了旋转刀具11的情况下的旋转刀具11的轴（刀具轴50z)。换言之，标准器16具有 包含经过刀具轴50z的直线在内的基准平面。在标准器16的基准面（包含刀具轴50z的平 面），带有黑白相间的方格花纹等规则的样式，以使得容易将标准器16作为已知的物体对 待。由此，能够将校正处理简单化。
[0034]如图1(b)及(c)所示，拍摄装置21配置为，使安装于刀具保持机构12的旋转刀具11 的刀具轴50z与拍摄方向（光轴52x)垂直。刀具保持机构12在对第1旋转刀具11的刀具形状 进行测定时，使第1旋转刀具11移动至拍摄装置21的前方(拍摄位置），在对第2旋转刀具11 的刀具形状进行测定时，使第2旋转刀具11移动至拍摄装置21的前方。另外，刀具保持机构 12在对标准器16的样式等进行检测时（校正处理时），使标准器16移动至拍摄装置21的前 方。
[0035]在本实施方式中，对刀具轴向是Z方向，拍摄装置21的拍摄方向是X方向，与刀具轴 向以及拍摄方向这两者垂直的方向是Y方向（例如，铅垂方向）的情况进行说明。
[0036]图2是表示实施方式1涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。实施方式1涉及的 刀具形状测定装置20A具有拍摄装置21、运算装置30A以及输出部22。此外，刀具形状测定装 置20A具有刀具保持机构12，但在图2中省略了刀具保持机构12的图示。
[0037]拍摄装置21对在刀具保持机构12所保持的旋转刀具11的图像进行拍摄，将拍摄到 的图像(刀具拍摄数据)输入至运算装置30A。另外，拍摄装置21对标准器16的形状和样式进 行检测，使用检测到的形状以及样式，生成校正数据。拍摄装置21将所生成的校正数据输入 至运算装置30A。
[0038]运算装置30A是对旋转刀具11的刀具形状进行计算的计算机等。本实施方式的运 算装置30A使用旋转刀具11的刀具轮廓及校正数据等，进行各种运算。
[0039] 运算装置30A具有轮廓检测部31、轴向计算部32、刀具直径测定部33以及刀具直径 补正部34。拍摄装置21将旋转刀具11的图像输入至轮廓检测部31，并且将校正数据输入至 轴向计算部32。
[0040]轮廓检测部31基于由拍摄装置21拍摄到的旋转刀具11的图像，对旋转刀具11的轮 廓（以下称为刀具轮廓)进行检测。例如，轮廓检测部31在根据由可视照相机拍摄到的图像 对刀具轮廓进行检测的情况下，在从拍摄装置21观察时的旋转刀具11的背面设置有光源。 而且，轮廓检测部31通过利用拍摄到的图像内的、拍摄旋转刀具11的像素与拍摄光源的像 素之间的明暗差，对刀具轮廓进行检测。
[0041] 另外，轮廓检测部31也可以使用背景图像对刀具轮廓进行检测。在该情况下，轮廓 检测部31预先取得在刀具保持机构12没有设置旋转刀具11的状态的背景图像。然后，轮廓 检测部31从对旋转刀具11进行拍摄的图像减去背景图像，由此对刀具轮廓进行检测。轮廓 检测部31将检测到的刀具轮廓发送至轴向计算部32。
[0042] 轴向计算部32基于刀具轮廓，对作为旋转刀具11的轴向的刀具轴向进行计算。旋 转刀具11中的不是有效刃的圆筒形部分的轮廓线在二维扫描数据上作为2条直线被拍摄。 因此，轴向计算部32将相对于所述2条直线的距离相等的点的集合视为拍摄平面上的刀具 轴50z。而且，轴向计算部32使用预先取得的校正数据(位置姿态关系），将表示刀具轴50z的 点的二维坐标变换为三维坐标。而且，轴向计算部32基于三维坐标（点）的集合，对刀具轴 50z的三维方向（刀具轴向）进行计算。轴向计算部32将校正数据、刀具轮廓以及计算出的刀 具轴向发送至刀具直径测定部33。
[0043]刀具直径测定部33使用刀具轮廓、刀具轴向以及校正数据(位置姿态关系以及比 例信息），对旋转刀具11的刀具直径(直径)进行测定。刀具直径是拍摄图像上的上侧的刀具 轮廓与下侧的刀具轮廓之间的最短距离。因此，刀具直径作为将下述的2点连接的线段的长 度进行计算，即，该2点是从拍摄图像的刀具轴50z上的点起在与刀具轴向垂直的方向进行 了扫描时相交叉的刀具轮廓上的2点。刀具直径测定部33通过使用校正数据（比例信息）将 该刀具轮廓上的2点变换为三维坐标，从而得到实际空间比例的刀具直径。刀具直径测定部 33将刀具直径以及刀具轮廓发送至刀具直径补正部34。
[0044]刀具直径补正部34对刀具直径的尺寸误差进行补正。具体而言，刀具直径补正部 34针对从刀具直径测定部33发送来的刀具直径（拍摄画面上的表观的刀具直径），对由图像 的轮廓畸变引起的尺寸误差进行补正。
[0045] 旋转刀具11被拍摄得比实物的旋转刀具11粗而发生畸变。换言之，通过拍摄装置 21取得的拍摄图像上的刀具轮廓比实物的旋转刀具11的轮廓粗而发生畸变。因此，通过刀 具直径测定部33得到的将刀具轮廓上的2点连接的线段的长度（图像上的刀具直径)与实际 的刀具直径不同。
[0046] 因此，本实施方式的刀具直径补正部34对轮廓畸变进行推定，以推定出的轮廓畸 变量对刀具直径进行补正，从而减小刀具直径的测定误差。刀具直径补正部34将补正了尺 寸误差的刀具直径(实际的刀具直径)发送至输出部22。输出部22将补正了尺寸误差的刀具 直径输出至工作机械(例如NC工作机械）、数据库等外部装置。此外，拍摄装置21也可以独立 于刀具形状测定装置20A而构成。另外，刀具保持机构12也可以独立于刀具形状测定装置 20A而构成。
[0047]下面，说明刀具形状测定装置20A的处理顺序。图3是表示实施方式1涉及的刀具形 状测定装置的处理顺序的流程图。在本实施方式中，刀具形状测定装置20A使用标准器16预 先对拍摄装置21与刀具保持机构12之间的位置姿态关系、以及拍摄装置取得数据与实际空 间之间的比例信息进行校正。此时，作为拍摄装置21利用能够进行空间的二维扫描的可视 照相机。
[0048]在对位置姿态关系以及比例信息进行校正时，标准器16安装于刀具保持机构12。 由此，标准器16配置为标准器16的平面(主表面)成为经过刀具轴的平面。拍摄装置21通过 对标准器16(标准器16的形状和样式)进行检测，从而对已知的形状和样式进行检测（步骤 S10)。拍摄装置21通过对已知的形状和样式进行检测，从而取得与标准器16之间的相对的 位置姿态关系以及比例信息。
[0049] 拍摄装置21将以标准器16的主表面为基准的位置姿态视为标准器16的位置姿态， 生成校正数据的位置姿态关系。另外，拍摄装置21将通过拍摄装置21取得的标准器16的样 式的比例与实际空间中的样式的比例之比，作为校正数据的比例信息生成。在拍摄装置21 为可视照相机的情况下，使用了该比值进行的尺寸变换相当于将图像上的每1个像素的长 度变换为mm等单位。
[0050] 校正数据作为表示拍摄平面上的点与三维空间的平面上的点的对应关系的变换 对应表等取得。在这里，拍摄装置21与标准器16之间的相对姿态受到拍摄装置21的景深的 影响。因此，拍摄装置21优选设置为，拍摄装置21的光轴与成为标准器16的基准的平面(包 含刀具轴50z的平面)垂直。
[0051]拍摄装置21如果基于标准器16的形状和样式取得校正数据(步骤S20)，则将该校 正数据输入至轴向计算部32。此外，校正数据也可以由运算装置30A生成。在该情况下，校正 数据例如由轴向计算部32等生成。
[0052]在完成校正数据的生成后，各旋转刀具11的形状测定开始。轮廓检测部31基于由 拍摄装置21拍摄到的旋转刀具11的图像，对刀具轮廓进行检测(步骤S30)。然后，轮廓检测 部31将检测到的刀具轮廓发送至轴向计算部32。
[0053]轴向计算部32基于校正数据以及刀具轮廓，对旋转刀具11的刀具轴向进行计算 (步骤S40)。然后，轴向计算部32将校正数据、刀具轮廓以及计算出的刀具轴向发送至刀具 直径测定部33。
[0054]刀具直径测定部33使用刀具轮廓、刀具轴向以及校正数据（拍摄装置21与旋转刀 具11之间的位置姿态关系），对旋转刀具11的刀具直径进行测定(步骤S50)。然后，刀具直径 测定部33将刀具轮廓以及刀具直径发送至刀具直径补正部34。
[0055]然后，刀具直径补正部34对从刀具直径测定部33发送来的刀具轮廓（图像）的畸变 进行补正。具体而言，刀具直径补正部34针对从刀具直径测定部33发送来的刀具直径，对由 图像的轮廓畸变引起的尺寸误差进行补正（步骤S60)。由刀具直径补正部34补正后的刀具 直径作为旋转刀具11的刀具数据，从输出部22输出至外部装置。
[0056] 在这里，对刀具直径的补正方法进行说明。图4是用于说明刀具直径的补正方法的 图。图4(a)包含将拍摄装置21的光学中心Pc和刀具轴50z上的点Pz连接的线段，示出相对于 刀具轴50z垂直的平面中的刀具剖面。另外，图4(b)是旋转刀具11的俯视图。
[0057] 在要测定的刀具部分为圆筒的情况下，该剖面通常成为椭圆。在图4(a)中，示出以 从拍摄装置21朝向旋转刀具11的剖切面51切断了旋转刀具11的情况下的椭圆形状。
[0058] 在刀具轴50z相对于拍摄装置21的光轴52x垂直的情况下，椭圆的短轴的长度Lb与 旋转刀具11的刀具半径r相同。这里的刀具半径r是旋转刀具11的实际的半径。
[0059]另外，椭圆的长轴的长度La使用从刀具轴50z至光学中心Pc为止的最短距离（拍摄 装置21与旋转刀具11之间的距离)D7、和从椭圆中心（点Pz)至光学中心Pc为止的距离D，由 下面的式(1)表示。
[0060][式1]
[0062]另外，从光学中心Pc朝向在拍摄面上作为刀具轮廓表现的椭圆上的点P0(x0、y0) 的直线使用拍摄面上的刀具半径V，由下面的式(2)表示。这里的刀具半径V是拍摄面上的 表观的半径。
[0063][式2]
[0065]由该式(2)示出的直线的式，等于经过(0、D)，将点Po(XtKyo)作为切点的椭圆的切 线。椭圆的切线的倾斜度dy/dx通过将椭圆的方程式以x进行微分，从而表示为下面的式 (3)。因此，下面的式(4)成立。
[0070]通过将式(4)代入式(2)，从而切线的切点的坐标点PoUhyo)能够由下面的式(5) 表示。如果将该式(5)代入椭圆的方程式，则能够将旋转刀具11的真实的刀具半径r由下面 的式(6)表不。
[0075]通过式(6)，旋转刀具11的拍摄面上的外形（拍摄面上的刀具半径V )仅依赖于从 刀具半以及光学中心Pc至刀具轴50z为止的最短距离D7。因此，根据由轴向计算部32得 到的刀具轴50z对从光学中心Pc至刀具轴50z为止的最短距离D 7进行计算，从而能够对刀具 直径进行测定。
[0076]在刀具轴50z不与光轴垂直的情况下，相对于拍摄面的刀具轴50z的进深发生变 化，因此拍摄面上的刀具轮廓的大小也发生变化。因此，除了上述的式(6)的补正之外，也可 以进行考虑了刀具轴50z的进深的、如下面的式(7)的补正。在式(7)中，将从光学中心Pc至 刀具轴50z为止的最短距离D'作为基准，考虑了该最短距离D'与从拍摄面至椭圆中心为止 的距离Dp之比。
[0079]输出部22将补正了尺寸误差的刀具直径作为刀具数据，输出至数据库(存储装置） 等。由此，创建与旋转刀具11的刀具直径相关的数据库。此外，数据库可以配置在工作机械 的内部，也可以配置在工作机械的外部。另外，数据库可以配置在刀具形状测定装置20A的 内部，也可以配置在外部。
[0080]在数据库配置在刀具形状测定装置20A的外部的情况下，利用数据通信单元，向数 据库发送刀具数据。在该情况下，也可以在多个工作机械中共享数据库。作为共享数据库的 优点是，能够对多个工作机械所持有的多个旋转刀具11进行集中管理。另外，能够通过对过 去测定的刀具数据与当前的刀具数据进行比较，从而对旋转刀具11的磨损等劣化程度进行 判定。进而，也能够根据劣化程度与使用履历的相关性，对加工条件的针对旋转刀具11的负 荷进行预估，因此能够准确地知道旋转刀具11的更换时期。
[0081]如上所述，根据实施方式1，通过使用从旋转刀具11的图像提取出的刀具轮廓、和 预先取得的校正数据，从而能够容易地测定刀具轴向以及刀具直径。另外，基于推定出的轮 廓畸变，对旋转刀具11的尺寸进行补正，因此能够减小由在刀具径向上被拍摄得粗而发生 畸变所引起的尺寸的测定误差。由此，不需要在现有技术中所需的传感器或者使刀具平移、 旋转移动的机构等。因此，能够以简易的结构对刀具尺寸进行测定。另外，能够降低对刀具 形状进行测定的成本，能够将装置设置面积省空间化。
[0082]实施方式2.
[0083]接下来，使用图5~图8对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中，后述的刀 具形状测定装置20B对刀具前端部分的轮廓拟合圆、球、圆锥等图元，将图元向拍摄面上投 影。在将图元向拍摄面上投影时，刀具形状测定装置20B使用刀具轴向以及校正数据，对图 元的倾斜度、比例进行补正，以使得成为与实际的图元的剖面相同的外形。而且，刀具形状 测定装置20B使用投影出的图元，对旋转刀具11的刀具前端位置进行测定，基于刀具前端位 置对旋转刀具11的刀具长度进行计算。
[0084]图5是表示实施方式2涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。实施方式2涉及的 刀具形状测定装置20B具有拍摄装置21、运算装置30B以及输出部22。在图5的各结构要素中 针对实现与图2所示的实施方式1的刀具形状测定装置20A相同的功能的结构要素标注相同 标号，省略重复的说明。
[0085]本实施方式的运算装置30B具有轮廓检测部31、轴向计算部32、刀具直径测定部 33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35以及刀具长度测定部36。
[0086]在本实施方式中，刀具直径测定部33将刀具轮廓、刀具轴向、校正数据、刀具直径 发送至刀具直径补正部34。另外，刀具直径补正部34将刀具轮廓、刀具轴向、校正数据以及 补正后的刀具直径发送至刀具前端测定部35。
[0087]刀具前端测定部35使用刀具轮廓、刀具轴向、校正数据以及补正后的刀具直径，对 旋转刀具11的前端位置(下面称为刀具前端位置）以及形状(前端形状)进行测定。本实施方 式的刀具前端测定部35通过对旋转刀具11的前端部分的轮廓拟合圆、球、圆锥等图元，从而 对刀具前端位置进行测定。刀具前端测定部35将校正数据和测定出的刀具前端位置发送至 刀具长度测定部36。
[0088]刀具长度测定部36使用刀具前端位置以及校正数据对旋转刀具11的刀具长度进 行测定。在校正数据中包含有刀具保持机构12与拍摄装置21之间的位置姿态关系。因此，刀 具长度测定部36通过使用校正数据，从而计算相对于刀具保持机构12的刀具前端位置、即 刀具长度。刀具长度测定部36将测定出的刀具长度发送至输出部22。输出部22将刀具长度 和补正了尺寸误差的刀具直径输出至外部装置。
[0089]下面，说明刀具形状测定装置20B的处理顺序。图6是表示实施方式2涉及的刀具形 状测定装置的处理顺序的流程图。此外，针对与在图3中说明的实施方式1涉及的刀具形状 测定装置20A相同的处理，省略其说明。
[0090]刀具形状测定装置20B通过与刀具形状测定装置20A相同的处理顺序，对补正后的 刀具直径进行计算(步骤SlO~S60)。此时，刀具直径测定部33将刀具轮廓、刀具轴向、校正 数据以及刀具直径发送至刀具直径补正部34。另外，刀具直径补正部34将刀具轮廓、刀具轴 向、校正数据以及补正后的刀具直径发送至刀具前端测定部35。另外，刀具直径补正部34将 补正后的刀具直径发送至输出部22。
[0091]刀具前端测定部35使用刀具轮廓、刀具轴向、校正数据以及补正后的刀具直径，对 刀具前端位置以及旋转刀具11的前端形状进行测定(步骤S70)。此时，刀具前端测定部35通 过对旋转刀具11的前端部分的轮廓拟合圆、球、圆锥等图元，从而对刀具前端位置进行测 定。
[0092]刀具前端测定部35利用在旋转刀具11中，前端剖面能够近似为圆、球、圆锥等图元 的旋转刀具存在较多的情况，对刀具前端部分的轮廓拟合圆、球、圆锥等图元。刀具前端测 定部35作为被拟合的图元，选择适合旋转刀具11的旋转体的前端形状的图元。在图元的选 择时，可以由作业者对要拟合的图元或者旋转刀具11的种类进行指定，也可以由刀具前端 测定部35对通过轮廓检测部31得到的刀具前端部分的轮廓拟合多个图元而选择最合适的 图元。
[0093]与轮廓同样地，刀具前端部分也被拍摄得发生畸变，因此优选对其尺寸误差进行 补正。刀具形状测定装置20B在对刀具轮廓拟合图元时，通过再现在拍摄面上所产生的畸 变，从而能够进行排除了畸变的影响后的尺寸测定。
[0094]在刀具前端部分的剖面能够近似为圆的情况(方头的立铣刀等)下，刀具前端测定 部35将通过刀具直径测定部33以及刀具直径补正部34测定的刀具直径的圆（旋转刀具11的 剖面）向拍摄面上的刀具轴50z的各位置进行投影。
[0095]图7是用于说明向刀具前端部分的图元的拟合处理的图。图8是用于说明向图元的 拍摄面上的投影处理的图。在图7(a)中，作为旋转刀具11的一个例子图示出旋转刀具11A。 另外，在图7(b)中，示出将图7(a)所示的旋转刀具IlA向拍摄面45上进行了投影的状况。 [0096]刀具前端测定部35在将图元向拍摄面45上进行投影时，使用刀具轴向（刀具轴角 度Θ1)以及校正数据，匹配倾斜度及比例，使得成为图元的剖面实际存在的情况下的外形。 这里的图元是中心为PaU 1 J^Z1)的圆42(刀具轴50z上的圆）。通过匹配倾斜度及比例，刀 具前端测定部35能够再现拍摄面45上的畸变。向拍摄面45上投影的中心为( X1、yi)的圆44通 常成为椭圆，投影在从光轴52x越远离的位置，椭圆的长轴与短轴之比越小。
[0097]刀具前端测定部35在将投影的椭圆（圆42)拟合于图元的轮廓41时，仅使用与椭圆 中心相比存在于刀具前端方向的半圆部分。而且，刀具前端测定部35将半圆部分与刀具前 端部分的轮廓的全部或局部相接时的椭圆中心决定在刀具前端位置Pl。
[0098] 通常，刀具前端部分的轮廓为包含复杂的凹凸的形状，但与刀具的旋转体的轮廓 内接。例如，如图7(b)所示，图元的刀具前端部分的轮廓与图元的轮廓41内接。
[0099] 因此，与刀具前端部分的轮廓相接而且从刀具保持机构12朝向刀具前端方向位于 最远位置时的图元的位置决定为刀具前端位置Pl，由此能够排除图像的轮廓畸变的影响。 [0100]关于球(适用于球头的立铣刀等)或圆锥(适用于钻头等)等其他图元，刀具前端测 定部35也能够通过利用与圆的拟合方法相同的方法将刀具前端部分向轮廓拟合。
[0101]在计算刀具前端位置时，也可以与拟合出的图元相对应地在刀具前端位置加上合 适的偏移量。刀具前端测定部35在图元为圆的情况下，将刀具前端位置的偏移量设为零。另 外，刀具前端测定部35在图元为球的情况下，将在刀具轴向上加上相当于球的半径(与刀具 直径相等的长度）的量而得到位置，作为刀具前端位置进行计算。另外，刀具前端测定部35 在图元为圆锥的情况下，将在刀具轴向上加上相当于圆锥的高度的量而得到位置，作为刀 具前端位置进行计算。
[0102] 刀具前端测定部35将前端形状、校正数据以及测定出的刀具前端位置发送至刀具 长度测定部36。刀具长度测定部36使用刀具前端位置以及校正数据对旋转刀具IlA的刀具 长度进行测定。刀具长度测定部36使用包含在校正数据内的、刀具保持机构12与拍摄装置 21之间的位置姿态关系，计算相对于刀具保持机构12的刀具前端位置（刀具长度）（步骤 S80)。刀具长度测定部36将前端形状以及测定出的刀具长度发送至输出部22。输出部22将 前端形状、刀具长度以及补正了尺寸误差的刀具直径作为刀具数据输出至外部装置。
[0103] 如上所述，根据实施方式2,使用图元对刀具前端位置进行测定，因此能够排除在 刀具前端部分的轮廓发生的图像的畸变以及刀具前端部分的复杂的凹凸形状这样的尺寸 误差的要因，对刀具长度进行测定。由此，不需要在现有技术中所需的传感器或者使刀具平 移、旋转移动的机构等。因此，能够以简易的结构对刀具尺寸进行测定。
[0104] 实施方式3.
[0105] 接下来，使用图9~图10对本发明的实施方式3进行说明。在实施方式3中，后述的 刀具形状测定装置20C从预先登记的轮廓信息内提取与检测到的刀具轮廓相对应的图元的 信息。而且，刀具形状测定装置20C使用提取到的图元的信息，对刀具前端部分的形状进行 测定。
[0106] 图9是表示实施方式3涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。实施方式3涉及的 刀具形状测定装置20C具有拍摄装置21、运算装置30C以及输出部22。在图9的各结构要素中 针对实现与图5所示的实施方式2的刀具形状测定装置20B相同的功能的结构要素标注相同 标号，省略重复的说明。
[0107] 本实施方式的运算装置30C具有轮廓检测部31、轴向计算部32、刀具直径测定部 33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35、刀具长度测定部36以及图元选择部37。
[0108]在本实施方式中，刀具直径测定部33将刀具轮廓、刀具轴向、校正数据、刀具直径 发送至刀具直径补正部34。另外，刀具直径补正部34将刀具轮廓、刀具轴向、校正数据以及 补正后的刀具直径发送至图元选择部37。
[0109]图元选择部37与轮廓数据库60连接。轮廓数据库60存储将各种刀具前端部分的刀 具轮廓和与各刀具轮廓最适合的图元的信息相关联起来的轮廓信息。在轮廓信息中包含有 从各个角度观察了旋转刀具11的情况下的旋转刀具11的刀具轮廓。
[0110]图元选择部37对从刀具直径补正部34发送来的刀具轮廓（由轮廓检测部31检测出 的刀具轮廓）、和轮廓信息内的刀具轮廓进行对照。图元选择部37在轮廓信息内检索与检测 出的刀具轮廓相对应的刀具轮廓。然后，图元选择部37从轮廓信息内提取与检测出的刀具 轮廓相对应的信息(对检测出的刀具轮廓最适合的图元的信息）。由此，图元选择部37从轮 廓数据库6取得对旋转刀具11拟合的图元的信息。图元选择部37将刀具轮廓、刀具轴向、校 正数据、补正后的刀具直径以及提取出的图元的信息发送至刀具前端测定部35。
[0111]刀具前端测定部35使用刀具轮廓、刀具轴向、校正数据、补正后的刀具直径以及提 取出的图元的信息，对刀具前端位置以及旋转刀具11的前端形状进行测定。此时，刀具前端 测定部35对旋转刀具11的前端部分的轮廓拟合从轮廓信息内提取出的图元。刀具前端测定 部35使用拟合出的图元，求出旋转刀具11的刀具前端位置，基于刀具前端位置求出刀具长 度。
[0112]下面，说明刀具形状测定装置20C的处理顺序。图10是表示实施方式3涉及的刀具 形状测定装置的处理顺序的流程图。此外，针对与在图6中说明的实施方式2涉及的刀具形 状测定装置20B相同的处理，省略其说明。
[0113] 刀具形状测定装置20C通过与刀具形状测定装置20A、20B相同的处理顺序，对补正 后的刀具直径进行计算（步骤SlO~S60)。此时，刀具直径测定部33将刀具轮廓、刀具轴向、 校正数据以及刀具直径发送至刀具直径补正部34。另外，刀具直径补正部34将刀具轮廓、刀 具轴向、校正数据以及补正后的刀具直径发送至图元选择部37。另外，刀具直径补正部34将 补正后的刀具直径发送至输出部22。
[0114] 图元选择部37对由轮廓检测部31检测出的刀具轮廓和轮廓信息内的刀具轮廓进 行对照，在轮廓信息内检索与检测出的刀具轮廓相对应的刀具轮廓(步骤S65)。然后，图元 选择部37从轮廓信息内提取与检测出的刀具轮廓相对应的图元的信息，图元选择部37从轮 廓数据库60取得对旋转刀具11拟合的图元的信息。由此，图元选择部37从轮廓数据库6取得 对旋转刀具11拟合的图元的信息。
[0115]图元选择部37将刀具轮廓、刀具轴向、校正数据、补正后的刀具直径以及提取出的 图元的信息发送至刀具前端测定部35。刀具前端测定部35使用刀具轮廓、刀具轴向、校正数 据、补正后的刀具直径以及提取出的图元的信息，对刀具前端位置以及旋转刀具11的前端 形状进行测定(步骤S70)。
[0116]刀具前端测定部35将校正数据、测定出的刀具前端位置以及前端形状发送至刀具 长度测定部36。刀具长度测定部36使用刀具前端位置以及校正数据对旋转刀具11的刀具长 度进行测定（步骤S80)。刀具长度测定部36将前端形状以及测定出的刀具长度发送至输出 部22。输出部22将前端形状、刀具长度以及补正了尺寸误差的刀具直径作为刀具数据输出 至外部装置。
[0117] 如上所述，根据实施方式3,从预先登记的轮廓信息内提取与检测出的刀具轮廓相 对应的图元的信息，因此能够容易地选择与旋转刀具11的前端形状最近似的图元。因此，能 够提高前端形状部分的形状测定的精度。
[0118] 实施方式4.
[0119] 接下来，使用图11~图13对本发明的实施方式4进行说明。在实施方式4中，后述的 刀具形状测定装置20D对适合外周刃边缘的条件的边缘是否是外周刃边缘进行判定，基于 外周刃边缘，对与旋转刀具11的性质（性能）相关的形状参数(刃数、有效刃长、扭转角中的 至少1个)进行决定。
[0120]图11是表示实施方式4涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。实施方式4涉及的 刀具形状测定装置20D具有拍摄装置21、运算装置30D以及输出部22。在图11的各结构要素 中针对实现与图5所示的实施方式2的刀具形状测定装置20B相同的功能的结构要素标注相 同标号，省略重复的说明。
[0121]本实施方式的运算装置30D具有轮廓检测部31、轴向计算部32、刀具直径测定部 33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35、刀具长度测定部36、边缘检测部38以及形状决 定部39。在本实施方式中，拍摄装置21将拍摄出的旋转刀具11的图像发送至轴向计算部32 以及边缘检测部38。
[0122] 边缘检测部38根据从拍摄装置21得到的图像对旋转刀具11的外周刃边缘进行检 测。边缘检测部38将检测出的外周刃边缘发送至形状决定部39。形状决定部39使用外周刃 边缘，对与旋转刀具11的性质相关的形状参数(刃数、有效刃长、扭转角等)进行决定。形状 决定部39基于外周刃边缘的形状特征（外周刃边缘连续性等），对形状参数进行决定。形状 决定部39将形状参数发送至输出部22。输出部22将前端形状、刀具直径、刀具长度以及形状 参数输出至外部装置等。
[0123] 下面，说明刀具形状测定装置20D的处理顺序。图12是表示实施方式4涉及的刀具 形状测定装置的处理顺序的流程图。另外，图13是用于说明对形状参数进行决定的处理的 图。此外，针对与在图6中说明的实施方式2涉及的刀具形状测定装置20B相同的处理，省略 其说明。
[0124] 刀具形状测定装置20D通过与刀具形状测定装置20A、20B相同的处理顺序，对补正 后的刀具直径进行计算(步骤SlO~S80)。此时，拍摄装置21将拍摄到的旋转刀具11的图像 发送至轮廓检测部31以及边缘检测部38。另外，刀具直径补正部34将补正后的刀具直径发 送至输出部22,刀具长度测定部36将测定出的刀具长度发送至输出部22。
[0125] 边缘检测部38根据从拍摄装置21得到的图像70(参照图13(a))对旋转刀具11的外 周刃边缘进行检测(步骤S90)。在作为拍摄装置21而使用可视照相机的情况下，也可以采用 通过照明对旋转刀具11进行照射等对策，以使得在工作机械内也能够拍摄旋转刀具11的表 面。在这里，根据旋转刀具11的姿态或照明的方向的不同，存在难以检测外周刃边缘的情 况，因此边缘检测部38也可以使用从不同的多个方向照射旋转刀具11的多次的拍摄结果 (图像），对外周刃边缘进行检测。边缘检测部38将检测到的外周刃边缘发送至形状决定部 39 〇
[0126] 形状决定部39使用由边缘检测部38检测出的外周刃边缘，对旋转刀具11的形状参 数(刃数、有效刃长、扭转角中的至少1个)进行决定(步骤S100)。
[0127] 具体而言，形状决定部39针对外周刃边缘，通过与刀具前端测定部35相同的处理， 拟合与刀具直径剖面相对应的圆71。然后，形状决定部39将与所拟合的圆（在拍摄面上成为 椭圆）71相交的边缘作为外周刃的候选点72而提取，对该各候选点72的三维坐标进行计算。 此时所计算的三维坐标存在于将刀具轴作为柱轴且具有与刀具直径相等的直径的圆柱的 侧面上。形状决定部39将提取外周刃的候选点72的处理在沿着刀具轴错开位置的同时执行 多次，从而取得在圆柱的侧面上连续地排列的外周刃边缘的候选点72。形状决定部39通过 将取得的圆柱的侧面展开，从而作为平面上的直线或者曲线而得到外周刃的候选点组。
[0128] 在这里，在由边缘检测部38所检测的边缘还包含不是外周刃的边缘，因此形状决 定部39对哪个边缘是外周刃进行判定。旋转刀具11的外周刃的扭转角Θ2恒定，而且外周刃 与刀具旋转体内接。因此，形状决定部39如果将由外周刃的候选点组描绘出的圆柱的侧面 展开，则在展开图75中外周刃的各边缘排列在直线上。
[0129] 另一方面，在边缘不是外周刃的边缘的情况下，虽然该边缘不与刀具旋转体内接， 但也视为位于圆柱侧面上而计算三维坐标，因此在展开图75上投影为发生畸变。因此，形状 决定部39从外周刃边缘的候选中将在展开图75上排列在曲线上的边缘点排除在外。换言 之，形状决定部39将在展开图75上排列在直线上的边缘点作为外周刃边缘的候选点而提 取。
[0130] 而且，如图13(b)所示，外周刃76所存在的间隔相对于圆周方向恒定而且该间隔74 是将圆周长度73等分的长度，以及外周刃76的扭转角Θ2均相等。由此，形状决定部39能够判 定哪个直线是外周刃边缘。形状决定部39对圆柱的展开图75最适合这些条件（外周刃的形 状特征）的直线的组合进行提取。形状决定部39基于提取出的展开图75,将圆周长度73的等 分数作为旋转刀具11的刃数、将直线的倾斜度作为扭转角Θ2、将从被检测出外周刃边缘的 开始点76A至刀具前端位置为止的长度作为有效刃长而分别进行决定。
[0131] 形状决定部39将决定出的形状参数(刃数、有效刃长、扭转角)发送至输出部22。输 出部22将前端形状、刀具直径、刀具长度以及形状参数输出至外部装置等。
[0132] 此外，刀具形状测定装置20D也可以具有图元选择部37。在该情况下，刀具形状测 定装置20D使用与刀具轮廓相对应的图元的信息，对前端形状部分的形状进行测定。另外， 刀具形状测定装置20D也可以先执行步骤S90以及SlOO的处理、和步骤SlO~S80的处理中的 任意处理。
[0133] 如上所述，根据实施方式4,从边缘之中对适合外周刃边缘的条件的边缘是否是外 周刃边缘进行判断，因此能够对与旋转刀具11的性质相关的形状参数(刃数、有效刃长、扭 转角)进行决定。在现有技术中，将相同直径、相同长度的旋转刀具全部判定为相同刀具，因 此无法对仅是刃数不同或仅是扭转角不同的旋转刀具进行判别。在本实施方式中，通过对 旋转刀具11的形状参数进行决定，从而能够对刀具旋转体相等而形状参数不同的旋转刀具 11进行判别。
[0134] 实施方式5.
[0135] 接下来，使用图14~图16对本发明的实施方式5进行说明。在实施方式5中，后述的 刀具形状测定装置20E基于刀具轴向、刀具直径、刀具长度以及形状参数中的至少1个信息， 对旋转刀具11的安装状态进行判定。
[0136] 图14是表示实施方式5涉及的刀具形状测定装置的结构的框图。实施方式5涉及的 刀具形状测定装置20E具有拍摄装置21、运算装置30E以及输出部22。图14的各结构要素中 针对实现与图11所示的实施方式4的刀具形状测定装置20D相同的功能的结构要素标注相 同标号，省略重复的说明。
[0137] 本实施方式的运算装置30E具有轮廓检测部31、轴向计算部32、刀具直径测定部 33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35、刀具长度测定部36、边缘检测部38、形状决定部 39以及安装状态判定部40。
[0138] 在本实施方式中，轴向计算部32将计算出的刀具轴向发送至安装状态判定部40。 另外，刀具直径补正部34将补正了尺寸误差的刀具直径发送至安装状态判定部40。另外，刀 具长度测定部36将测定出的刀具长度发送至安装状态判定部40。另外，形状决定部39将形 状参数发送至安装状态判定部40。
[0139] 安装状态判定部40对旋转刀具11的安装状态进行判定。具体而言，安装状态判定 部40基于刀具轴向、刀具直径、刀具长度以及形状参数中的至少1个信息，对旋转刀具11是 否正常地被安装进行判定。因此，向安装状态判定部40输入刀具轴向、刀具直径、刀具长度 以及形状参数中的至少1个信息即可。
[0140]安装状态判定部40在利用刀具轴向的情况下，通过检测相对于刀具保持机构12的 刀具轴向的偏差，从而对旋转刀具11是否倾斜地被安装进行判定。
[0141]另外，安装状态判定部40在利用刀具直径、刀具长度、形状参数中的任一个的情况 下，对是否安装有对加工条件(切削宽度、深度、进给速度等)适合的旋转刀具11进行判定。 安装状态的判定方法例如是预先由作业者手动给予加工条件，安装状态判定部40与要使用 的旋转刀具11的测定结果进行对照。另外，也可以根据旋转刀具11的测定结果将使用了该 旋转刀具11的情况下的切削宽度、深度、进给速度等提示给作业者，向作业者委托所选择的 旋转刀具11是否合适的判断。此外，也可以是刀具形状测定装置20A~20D中的任一个具有 安装状态判定部40。
[0142] 下面，说明刀具形状测定装置20E的处理顺序。图15是表示实施方式5涉及的刀具 形状测定装置的处理顺序的流程图。此外，针对与在图12中说明的实施方式4涉及的刀具形 状测定装置20D相同的处理，省略其说明。
[0143] 刀具形状测定装置20E通过与刀具形状测定装置20D相同的处理顺序，对补正后的 刀具直径、刀具长度、前端形状等进行计算（步骤SlO~S100)。此时，轴向计算部32、刀具直 径补正部34、刀具长度测定部36、形状决定部39中的至少1个将用于对旋转刀具11的安装状 态进行判定的信息发送至安装状态判定部40。
[0144] 例如，轴向计算部32将计算出的刀具轴向发送至安装状态判定部40。另外，刀具直 径补正部34将补正了尺寸误差的刀具直径发送至安装状态判定部40。另外，刀具长度测定 部36将测定出的刀具长度发送至安装状态判定部40。另外，形状决定部39将形状参数发送 至安装状态判定部40。
[0145] 安装状态判定部40使用所取得的信息（刀具轴向、补正了尺寸误差的刀具直径、刀 具长度、形状参数中的至少1个），进行旋转刀具11是否正常地被安装的判定(步骤S110)。安 装状态判定部40将安装状态的判定结果发送至输出部22。输出部22将安装状态的判定结 果、前端形状、刀具直径、刀具长度以及形状参数输出至外部装置等。
[0146] 图16是表示实施方式5涉及的运算装置的硬件结构的图。运算装置30E具有CPU (CentralProcessingUnit)91、R0M(Read0nlyMemory)92、RAM(RandomAccessMemory)93、显 示部94、输入部95。在运算装置30E中，这些CPU 91、R0M 92、RAM9 3、显示部94、输入部95经 由总线B连接。
[0147] CPU 91使用作为计算机程序的刀具形状测定程序90,进行刀具形状的测定。显示 部94是液晶显示器等显示装置，基于来自CPU 91的指示，显示旋转刀具11的轮廓、刀具轴 向、补正前的刀具直径，补正后的刀具直径、刀具前端位置、前端形状、刀具长度、与旋转刀 具11的性质相关的形状参数、安装状态、安装状态的判定结果等。输入部95具有鼠标、键盘 而构成，输入由使用者外部输入的指示信息（刀具形状的测定所需的参数等）。向输入部95 输入的指示信息向CPU 91发送。
[0148] 刀具形状测定程序90储存在ROM 92内，经由总线B向RAM 93加载。CPU 91执行加载 至RAM 93内的刀具形状测定程序90。具体而言，在运算装置30E中，按照通过使用者从输入 部95输入的指示，CPU 91从ROM 92内读出刀具形状测定程序90,在RAM 93内的程序储存区 域展开而执行各种处理。CPU 91将在该各种处理时产生的各种数据临时存储于在RAM 93内 形成的数据储存区域。
[0149] 在运算装置30E中执行的刀具形状测定程序90为包含轮廓检测部31、轴向计算部 32、刀具直径测定部33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35、刀具长度测定部36、边缘检 测部38、形状决定部39以及安装状态判定部40在内的模块结构，这些功能部被加载至主存 储装置上，这些功能部生成在主存储装置上。
[0150] 此外，运算装置30A~30D具有与运算装置30E相同的硬件结构。由运算装置30A执 行的刀具形状测定程序90为包含轮廓检测部31、轴向计算部32、刀具直径测定部33以及刀 具直径补正部34在内的模块结构。
[0151]另外，在运算装置30B中执行的刀具形状测定程序90为包含轮廓检测部31、轴向计 算部32、刀具直径测定部33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35以及刀具长度测定部36 在内的模块结构。
[0152]另外，在运算装置30C中执行的刀具形状测定程序90为包含轮廓检测部31、轴向计 算部32、刀具直径测定部33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35、刀具长度测定部36以 及图元选择部37在内的模块结构。
[0153]另外，在运算装置30D中执行的刀具形状测定程序90为包含轮廓检测部31、轴向计 算部32、刀具直径测定部33、刀具直径补正部34、刀具前端测定部35、刀具长度测定部36、边 缘检测部38以及形状决定部39在内的模块结构。
[0154] 如上所述，根据实施方式5,使用刀具轴向、刀具直径、刀具长度以及形状参数中的 至少1个信息，对旋转刀具11的安装状态进行判定，因此能够对旋转刀具11是否正常地被安 装、或者是否安装有符合使用目的的旋转刀具11进行判定。由此，能够防止在错误的安装状 态下进行加工，因此能够减少损坏旋转刀具11或加工对象物的情况。另外，能够减少错误地 使用不符合作业者设想的加工条件的旋转刀具11等的失败。
[0155] 工业实用性
[0156] 如上所述，本发明涉及的刀具形状测定装置以及刀具形状测定方法适用于刀具的 形状测定。
[0157] 标号的说明
[0158] 11、IIA旋转刀具，12刀具保持机构，16标准器，20A~20E刀具形状测定装置，21拍 摄装置，30A~30E运算装置，31轮廓检测部，32轴向计算部，33刀具直径测定部，34刀具直径 补正部，35刀具前端测定部，36刀具长度测定部，37图元选择部，38边缘检测部，39形状决定 部，40安装状态判定部，50z刀具轴，52x光轴，60轮廓数据库。
【主权项】
1. 一种刀具形状测定装置，其特征在于，具有： 轮廓检测部，其根据拍摄出旋转刀具的图像，对刀具轮廓进行检测； 轴向计算部，其基于所述刀具轮廓，对作为所述旋转刀具的轴向的刀具轴向进行计算； 刀具直径测定部，其基于拍摄出所述图像的拍摄装置与所述旋转刀具之间的校正后的 位置姿态关系、所述刀具轴向以及所述刀具轮廓，对所述旋转刀具的拍摄面上的表观的刀 具直径进行计算；以及 刀具直径补正部，其使用所述刀具轴向对所述拍摄装置与所述旋转刀具之间的距离进 行计算，并且基于所述距离对所述刀具轮廓的畸变进行补正，从而将所述表观的刀具直径 补正为实际的刀具直径。2. 根据权利要求1所述的刀具形状测定装置，其特征在于， 所述刀具直径补正部对从所述拍摄装置的光学中心至所述旋转刀具的刀具轴为止的 最短距离进行计算，使用所述最短距离，将所述表观的刀具直径补正为所述实际的刀具直 径。3. 根据权利要求2所述的刀具形状测定装置，其特征在于， 所述刀具直径补正部进一步使用所述最短距离与从所述拍摄面至所述旋转刀具的中 心为止的距离之比，对所述实际的刀具直径进一步进行补正。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的刀具形状测定装置，其特征在于，还具有： 刀具前端测定部，其通过对应于所述旋转刀具的前端部分的轮廓的立体的外形，对所 拟合的图元的位置以及形状进行计算，从而对所述旋转刀具的前端位置进行测定；以及 刀具长度测定部，其基于所述刀具轮廓以及所述前端位置，对所述旋转刀具的刀具长 度进行测定。5. 根据权利要求4所述的刀具形状测定装置，其特征在于， 还具有图元选择部，该图元选择部从储存于数据库的多个刀具轮廓之中对与所述前端 部分的轮廓相对应的图元进行选择。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的刀具形状测定装置，其特征在于，还具有： 边缘检测部，其根据所述图像对所述旋转刀具的外周刃边缘进行检测；以及 形状决定部，其基于所述外周刃边缘的形状特征，对与所述旋转刀具的性质相关的形 状参数进行决定。7. 根据权利要求6所述的刀具形状测定装置，其特征在于， 所述形状参数包含有所述旋转刀具的刃数、有效刃长以及扭转角中的至少1个。8. 根据权利要求4所述的刀具形状测定装置，其特征在于， 还具有安装状态判定部，该安装状态判定部使用所述刀具轴向、所述实际的刀具直径 以及所述刀具长度中的至少1个，对所述旋转刀具的安装状态进行判定。9. 根据权利要求6所述的刀具形状测定装置，其特征在于， 还具有安装状态判定部，该安装状态判定部使用所述刀具轴向、所述实际的刀具直径 以及所述形状参数中的至少1个，对所述旋转刀具的安装状态进行判定。10. -种刀具形状测定方法，其特征在于，包含下述步骤： 轮廓检测步骤，其根据拍摄出旋转刀具的图像，对刀具轮廓进行检测； 轴向计算步骤，其基于所述刀具轮廓，对作为所述旋转刀具的轴向的刀具轴向进行计 算； 刀具直径测定步骤，其基于拍摄出所述图像的拍摄装置与所述旋转刀具之间的校正后 的位置姿态关系、所述刀具轴向以及所述刀具轮廓，对所述旋转刀具的拍摄面上的表观的 刀具直径进行计算；以及 刀具直径补正步骤，其使用所述刀具轴向对所述拍摄装置与所述旋转刀具之间的距离 进行计算，并且基于所述距离对所述刀具轮廓的畸变进行补正，从而将所述表观的刀具直 径补正为实际的刀具直径。
【文档编号】B23Q17/24GK105934310SQ201480073794
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年1月24日
【发明人】川西亮辅, 堂前幸康, 渡边信太郎, 高桥宣行
【申请人】三菱电机株式会社