JP4708345B2 - 光ビームで機械部品の位置をチェックする方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、チェッキング（ｃｈｅｃｋｉｎｇ）方向を横切る軌道に沿って光ビームを生成するデバイス、光ビームの中断を検出するセンサ、およびチェッキング方向およびチェッキング方向を横切る検査方向に沿って機械部品と光ビームとの間に相互変位を起こすデバイスを含む装置によって、少なくとも１つのチェッキング方向に沿って機械部品の位置をチェック（ｃｈｅｃｋ）する方法に関する。本発明は、更に、機械工具のタレットに結合された工具の位置をチェックするシステムに関する。

様々なタイプの機械工具において、多くの場合、工具の位置または完全性を自動的にチェックする装置が使用される。たとえば、数値制御機械加工センターでは、工具が回転スピンドルへ結合されたとき、実際の機械加工段階の行程で工具の状態をチェックすることができる。

公知の装置および方法は、このタイプのチェッキングを実行する。即ち、工具と接触するフィーラ、または無接触システム、たとえば光線または光ビームを使用する光学システムを利用して、工具の存在、位置、寸法、および可能な破損を決定する。

米国特許第３９１２９２５Ａ号はボール盤を開示する。このボール盤では、工具の完全性をチェックするデバイスが、限定された厚さの横断する光ビームを利用する。ビームは、工具の送り方向と実質的に共面である。工具の特定位置における光ビームの非中断が検出され、工具の異常状態を通知する。

先験的には正確に知られていない輪郭を有する非回転工具の位置および／または寸法をチェックする光学またはオプトエレクトロニクス・システムの異なった応用は、特別な問題を提示する。これは、たとえば、旋盤のツールホルダ（「タレット」）内に置かれた工具をチェックし、これらの工具のカッティングエッジの位置を正確にチェックすることが要求される場合である。

工具の全体の輪郭を検出および分析させる均等に厚い光ビームを使用する厚いリニアセンサを有する高価で繊細なデバイス（たとえば、「シャドウキャスティング・システム」）を使用することができず、限定された厚さを有する光ビーム（たとえばレーザビーム）の中断が単純に検出される装置の利用が望まれるとき、常に特別の問題が起こる。提起される問題は、チェックされる有意の次元で工具が光ビームと干渉できるようにする工具および光ビーム間の正しい配列を発見することである。なぜなら、工具の全体の輪郭に沿った有意の次元の位置は、先験的には知られていないからである。

たとえば、米国特許第３７４９５００Ａ号（図１７、１６欄、４〜２１行）で提案された解決法は、チェックされる工具の輪郭を含む平面にあるビームが、チェックされる次元の方向とほぼ垂直になるように、オプトエレクトロニクス装置を配列することである。多くの場合、この可能な解決法は、十分な余地がないという理由によって、適用することはできない。更に、そのような解決法は、現実として柔軟でない。なぜなら、それは異なった工具、たとえば同じタレット上の異なった位置に取り付けられた工具のチェッキングを実行できないからである。タレットの有意の輪郭、即ちチェックされるカッティングエッジを含む輪郭は、異なった平面にある。したがって、輪郭の平面と垂直に、またはその逆に、ビームを変位させる可能性を予想することによってシステムへ複雑性を付加し、上記方向で追加走査を実行することによって正しい位置を識別することが必要である。

更に、米国特許第３７４９５００Ａ号で開示される解決法が実行させるチェッキングは、有意の輪郭平面に沿った単一の方向、即ち光ビームに垂直な方向へ限定される。これは、複数の光ビームを他の様式に配列しない限り、多くの場合そうであるように、概念的に点状の作業領域が、異なる方位で有意の輪郭平面に沿っているカッティングエッジの工具をチェックできないことを意味する。

したがって、工具の輪郭の平面を横切る方向（更に具体的には、垂直方向）に光ビームが存在するオプトエレクトロニクス装置の異なった配列に頼ることが好ましい。

図１は、機械部品Ｕの平面Ｘ−Ｚに沿った断面図を示す。部品Ｕは、方向Ｘに沿った端点Ｃを含み、同じ方向Ｘ（チェッキング方向）に沿って端点Ｃの位置がチェックされなければならない。図１は、更に、平面Ｘ−Ｚに垂直な方向Ｙに沿って配列された光ビームＲの同一平面Ｘ−Ｚに沿った断面図を示す。機械部品Ｕは、たとえば、旋盤のタレットに取り付けられた工具を略図的に表し、先験的には知られていない平面Ｘ−Ｚに沿った位置にカッティングエッジＣを含む。方向Ｘに沿ったカッティングエッジＣの位置が特定されなければならない。

チェッキングを実行する方法は、輪郭の点走査によって、断面の表面に沿った部品Ｕの先験的には知られていない輪郭Ｂの傾向の識別を予想する。もしチェックされる工具が旋盤のタレットの中に置かれていれば、たとえば、公知のタイプのシーケンスに従って方向ＸよおびＺに沿ってタレットを変位させ、輪郭Ｂの複数の点で光ビームＲの中断を検出し、同じく公知のタイプの処理を実行することによって、走査が実行される。処理は、たとえば、ビームＲによって「接触」されない輪郭Ｂの点を特定する補間を含む。

この公知の方法は、選択される走査区間、走査のタイプ（チェックされる点の数を多くするか少くするか、および結果としての関連時間を長くするか短くするか）、および結果としての必要な処理へ結びつけられた信頼性の問題を提起する。実際、輪郭の不正確または不完全な検出は、前述した例において、点Ｃの位置がチェックされなければならないとき、方向Ｘにおける最大突起の点Ｃの識別喪失を起こすかも知れない。

とにかく、公知の方法は時間を消費し、複雑な処理を含む。

本発明の目的は、工具、更に具体的には、輪郭が先験的には知られていない工具のカッティングエッジの位置をチェックする方法およびシステムを提供することである。この方法およびシステムは簡単で信頼性があり、公知の方法およびシステムが与える欠点を克服する。

この目的、および他の目的および利点は、クレイム１またはクレイム１１に従った方法、およびクレイム１３に従ったシステムによって達成される。

本発明に従った方法および関連システムが提供する利点の中で、実行可能なチェッキングが著しく迅速であること、および同じ装置および極度に簡単かつ迅速な方法で工具の作業領域の位置、即ち、異なった方向に沿って機械加工を実行するための方位を有するカッティングエッジの点を識別できることが指摘される。

単なる非限定的例として与えられた同封の図面シートを参照して、これから本発明を説明する。

図２は、チェッキング・システムを極度の簡略形態で示す。このシステムは、機械部品２、更に具体的には旋盤４のタレット３の中に置かれた工具をチェックする行程におけるオプトエレクトニクス装置１を含む。この装置１は、旋盤４へ結合される。典型的には、タレット３は、図１の略図で示されない他の工具を保有する。装置１は、放出器６、即ち、方向Ｙとほぼ平行な横断軌道に沿って光ビーム７、たとえばレーザビームを生成するデバイス、および受光器８、即ち、上記軌道に沿って配列され、光ビーム７の正しい受け取りまたはビーム７の中断による光の非受け取りを検出するセンサを含む。処理ユニット９は、放出器６および受光器８へ電気的に接続される。システムは制御ユニット１０を含む。制御ユニット１０は、公知であって図面に示されない適切な活性化デバイスによって、工具２を保有するタレット３について平面Ｘ−Ｚにおける旋盤４の機械加工運動を公知の方式で制御するため、処理ユニット９へ接続される。簡明および本発明の目的を超えているという理由で、たとえば方向Ｙに配列されて、チェックされる部品を保持する公知タイプのスピンドルは図示されない。

平面Ｘ−Ｚにおける工具２の表面形状または輪郭は、図３で拡大されて示される。図３において、工具２の位置のチェッキング領域１３は、第１の線形区間Ｘ１および第２の線形区間Ｚ１によって範囲を定められる。チェッキング方向Ｘおよび検査方向Ｚに沿った第１の線形区間Ｘ１および第２の線形区間Ｚ１は、工具２の近似的に知られた公称寸法に基づいて定められ、後で説明するように、工具２と光ビーム７がチェッキング行程で取ることのできる相互の位置の範囲を定める。領域１３の正しい配列および次元は、同じく後で説明するように、チェッキング・サイクルの初期段階で定められる。

図４のブロック図は、方向Ｘに沿った工具２の作業領域１１の位置をチェックする手順を示す。ここでは説明しないが、全く類似した対照的な方法で、方向Ｚに沿った工具２の作業領域１２の位置がチェックされる。手順の様々なステップ、および工具２と光ビーム７の間の相互運動は、たとえば制御ユニット１０によってチェック可能である。

図４で表されるブロックの意味を、この後で簡単に説明する。
ブロック１８− チェッキング・サイクルのスタート。
ブロック１９− たとえば、旋盤４の制御ユニット１０によって許容値Ｗおよび工具２の近似公称寸法に関連したデータを獲得し、続いてチェッキング領域１３を設定する。
ブロック２０− チェッキング領域１３の外辺部の第１の所定の頂点１４へビーム７を持ってくるための工具２とビーム７との間の変位。
ブロック２１− 頂点１４におけるビーム７の中断または非中断のテスト。
ブロック２２− チェッキング領域１３および工具２／ビーム７の相互配列の修正。
ブロック２３− チェッキング領域１３の外辺部に沿った工具２とビーム７の間の変位であって、頂点（１４、１５、１６）からスタートする。
ブロック２４− 次の頂点（１５、１６、１７）の到達に関連したテスト。
ブロック２５− ビーム７の中断に関するテスト。
ブロック２６および２７− 進行中の変位が、予想される最後のもの（頂点１６と１７の間）であるかどうかを決定するテスト。
ブロック２８− 手順パラメータ、即ち、チェッキング方向Ｘに沿った後続変位の縮小因子ＦＲの値のほかに、直前のチェッキングの結果のインディケータＴ０、チェッキング方向Ｘに沿った次の変位の向きのインディケータＶ、次の変位の量Ｄの初期設定。
ブロック２９− ビーム７を所定の検査位置Ｐｉへ持ってくるための工具２と光ビーム７の間の変位。この変位は、向きＶ内の量Ｄのチェッキング方向Ｘに沿った成分を含む。
ブロック３０− 線形区間Ｚ１の第２の方向Ｚに沿った工具２とビーム７の間の線形検査運動。
ブロック３１− 線形区間Ｚ１の全体における検査運動の完了を決定するテスト。
ブロック３２− 検査運動の行程でビーム７の中断を決定するテスト。
ブロック３３− 検査運動の行程におけるビーム７の非中断の表示（Ｔ＝０）。
ブロック３４− 検査運動の行程におけるビーム７の中断の表示（Ｔ＝１）。
ブロック３５− インディケータＴとＴ０の値の比較。
ブロック３６− チェッキング方向Ｘに沿った次の変位の向きＶの確認。
ブロック３７− 方向Ｘにおけるビーム７と工具２の間の最新相互位置の間の距離Ｄと許容値Ｗの間の比較に基づいて、サーチ段階の終わりを決定するテスト。
ブロック３８− チェッキング方向Ｘに沿った次の変位の向きＶの反転。
ブロック３９− 幾つかのパラメータの更新（Ｔ０←Ｔ；Ｄ←Ｄ／ＦＲ）。
ブロック４０− サーチ段階の終わりにおけるチェッキング方向Ｘのビーム７の検査位置ＰＮと、較正段階で定められた対応位置との間の比較。
ブロック４１− チェッキング・サイクルの終わり。

本発明に従った方法の可能な実施形態を表す図４の手順に従うことによって、方向Ｘに沿った工具２の作業領域１１の位置のチェッキングは、次のように行われる。

最初に（ブロック１９）、工具２の近似公称寸法の値、および機械工具の基準システムに関するタレット３での工具２の知られた配列に依存して、工具２とビーム７の間のチェッキング変位が限定されるチェッキング領域１３を特定する第１線形区間Ｘ１および第２線形区間Ｚ１が定められる。

次に、設定された線形区間（Ｘ１およびＺ１）が、チェッキングを正しく実行させるかどうかを検証する予備検証段階が続く。これを行うため、工具２およびビーム７は相互に関して変位され（ブロック２０）、領域１３を限定する矩形の頂点１４へビーム７を持ってくる。もし頂点１４におけるビーム７の中断（ブロック２１）が看取されるならば、チェッキング領域１３が正しく選択されなかったことを意味する。その結果、予備段階は中断され、領域１３の明確な外部位置へビーム７を持ってくるように工具２の変位が制御され、新しい線形区間Ｘ１およびＺ１が設定される（ブロック２２）。もしビーム７の中断が看取されなければ、相互の線形変位が順次に制御され（ブロック２３）、領域１３を限定する矩形の辺に沿って、ビーム７が頂点（１４、１５、１６）から後続の頂点（１５、１６、１７）へ持ってこられる。全ての変位において、後続の頂点に到達したかどうかが検証される（ブロック２４）。異常が起こったとき、常に、予備段階は中断され、チェッキング領域１３の限界はリセットされる（ブロック２２）。頂点１５および１６へ向かう変位の行程ではビーム７の中断によって（ブロック２５および２７）、または最後の予想される変位、即ち、頂点１６からスタートする方向Ｚの検査運動ではビーム７の非中断および頂点１７の到達によって（ブロック２４および２６）、異常が知らされる。そうでなければ、頂点１６からスタートする検査運動の行程中にビーム７が正しく中断されたとき（ブロック２７）、検証予備段階は決定的に終わる。

次に、後続の実際のチェッキング段階で使用される幾つかのパラメータの初期値または絶対値が設定される（ブロック２８）。この後でパラメータを簡単に説明する。
Ｔ０： 進行中の検査に関して直前の検査の結果を示す。即ち、工具２とビーム７の間の前の検査運動の行程中に（次の説明を参照）、ビーム７の中断が起こったか（Ｔ０＝１）、または起こらなかったか（Ｔ０＝０）を示す。最初、検証段階の結果に基づいて、Ｔ０は、たとえば値１へ設定される。
Ｖ： チェッキング方向Ｘの成分に関する限り、工具２とビーム７の間の次の相互変位の向きを示す（次の説明を参照）。図３を参照すると、Ｖ＝１およびＶ＝０は、それぞれ、たとえば右への変位および左への変位を示す。最初、Ｖは、たとえば値１へ設定される。
Ｄ： Ｖが示す方向Ｘに沿った変位の量である。最初、Ｄは、たとえば、縮小因子ＦＲ（この後で説明する）によって縮小された区間Ｘ１の長さに対応する値へ設定される。
ＦＲ： チェッキング・シーケンスで起こる方向Ｘでの各々の変位に関連する縮小因子である。一般的に、それは固定値である。ここで説明される例では、ＦＲ＝２である。即ち、Ｘに沿った変位の量は、同じ方向Ｘに沿った前の変位に関して、毎回半分にされる。

工具２の作業領域１１の位置のサーチ段階は、予備段階の終わりに取られた位置からスタートする工具２およびビーム７間のチェッキング変位のシーケンスを予想する。予備段階の終わりにおいて、ビーム７は頂点１６および１７によって定められた辺の上の点に存在し、この辺は第１の線形区間Ｘ１を限定する。理解すべきは、本発明に従った方法を更に明確に説明するため、現在の説明において、ブロック２０〜２７に関して前に説明した予備段階からサーチ段階が区別されることである。実際には、サーチ段階は実質的に継続しながら予備段階に続く。

決定された相互位置へ向かって工具２とビーム７の間の変位（ブロック２９）が制御されるが、この制御は、ビーム７が、パラメータＶおよびＤに基づいて決定された軸Ｘに沿った距離だけ、チェッキング領域１３の下辺（図３で示された配列に関して）上の決定された検査位置Ｐｉへ変位するように行われる。更に具体的には、頂点１６に関する方向Ｘの最初の変位の向きＶおよび量Ｄは、前に設定された向きおよび量である（Ｖ＝１；Ｄ＝Ｘ１／ＦＲ＝Ｘ１／２）。

区間Ｘ１の検査位置Ｐｉにおいて、線形検査運動が方向Ｚに沿って制御され（ブロック３０）、その線形検査運動は次の２つの事象の１つが起こるとき中断する。即ち、（ｉ）線形運動において、ビーム７が区間Ｚ１の全体を移動したとき（ブロック３１）、チェッキング領域１３の反対の辺への到達、または（ｉｉ）オプトエレクトロニクス装置１によって知らされたビーム７の中断（ブロック３２）。生起したビーム７の中断（Ｔ＝１、ブロック３４）または非中断（Ｔ＝０、ブロック３３）に関する事象は、直前の検査で生起してパラメータＴ０によって示される対応事象と比較され（ブロック３５）、その事象が反復して起こったかどうかに依存して、方向Ｘに沿って後続の変位を起こす向きが保持されるか（Ｖ←Ｖ、ブロック３６）、または反転される（Ｖ←反転Ｖ、ブロック３８）。

幾つかのパラメータの値が更新され（Ｔ０←Ｔ、Ｄ←Ｄ／ＦＲ＝Ｔ１／４、ブロック３９）、チェッキング・シーケンスは、工具２とビーム７の間の新しい変位からスタートして（ブロック２９）、新しく決定された相互位置の方へ反復されるが、その仕方は、ビーム７がチェッキング領域１３の下辺の新しい検査位置Ｐｉへ変位するように行われ、検査位置Ｐｉが、前の検査位置からパラメータＶおよびＤの値に基づいて設定された距離にあるようにされる。方向Ｚに沿った新しい線形検査運動（ブロック３０）は、区間Ｘ１内の新しい検査位置Ｐｉで制御される。

チェッキング変位のシーケンスは、Ｔ≠Ｔ０であることを検証した後（ブロック３５）、区間Ｘ１におけるビーム７の現在位置と前の位置、更に具体的には直前の位置との間の距離Ｄが、所定の許容値Ｗよりも小さいときに終わる（ブロック３７）。

チェッキング変位のシーケンスの終わりに線形区間Ｘ１内で光ビーム７によって取られた最終検査位置ＰＮは、チェックされる工具２の作業領域１１の位置を決定するため、マスタ部品について前の較正段階で検出された対応位置と比較される（ブロック４１）。較正は、適切な基準システムで、旋盤４の機械軸の絶対位置を、チェックされる領域１１の絶対位置に相関づける公知の方法で実行される。もし機械軸に対するマスタ部品の位置が知られるならば、図４のブロック１９〜３９を参照して説明した仕方と実質的に同じ仕方で、簡便を目的として本明細書で詳細には説明しない可能な較正手順をマスタ部品上で実行することができる。

次に、作業領域１１の位置から、また前述したように、機械工具の基準システムに関してタレット３における工具２の配列を知ることによって、チェッキング方向Ｘの工具２の寸法を決定することができる。

図５において、チェッキング領域１３が更に拡大され、方向Ｚに沿った線形検査運動（中断されない線）および方向Ｘの成分を有する変位（破線）が示される。図５で示された例において、許容値Ｗは区間Ｘ１の大きさの１０分の１に等しいと仮定される（Ｘ１／１０）。この値は、サイクルの説明を簡単にするだけのために選ばれ、実際の許容値よりも決定的に大きい。更に、説明を簡単にするため、チェッキング領域１３の中の光ビーム７の運動が説明されたが、現実の応用では、ビーム７は機械工具４（図２）のベッドに関して一般的に静止しており、（領域１３が関連する）ツール２を保有するタレット３が平面Ｘ−Ｚで運動を実行する。これは、本発明に従って工具２とビーム７の間の相互運動を含む方法の実質に対応する。

図５および図示される方位を参照すると、チェッキング領域１３を検証する予備段階の終わりに（ブロック２５および２７）、ビーム７は線形区間Ｘ１を限定する頂点１６および１７間の辺で工具２と干渉する。ビーム７は、チェッキング領域１３の下辺へ戻され、頂点１６に関して右へ（Ｖ＝１、ブロック２８）検査位置Ｐ１まで量Ｄ＝Ｘ１／２だけ変位される（ブロック２９）。検査位置Ｐ１で、方向Ｚの上方検査運動が制御される（ブロック３０）。ビーム７の中断が再び検出されるから、新しい下方への変位が、前の量に関して半分にされた量（Ｄ＝Ｘ１／４）だけ、区間Ｘ１で右の検査位置Ｐ２まで起こる。Ｐ２における後続の検査運動は、異なった事象を起こす。即ち、チェッキング領域１３の上辺で、区間Ｚ１の対向端の点Ｐ２’へ到達する（ブロック３１、３３）。Ｔ（＝０）≠Ｔ０（＝１）であるから（ブロック３５）、Ｘに沿った変位の向きは反転され（Ｖ←反転Ｖ＝０、ブロック３８）、ビーム７は、チェッキング領域１３の下辺まで戻され、Ｐ２に関して左の検査位置Ｐ３まで量Ｄ＝（Ｘ１／４）／２＝Ｘ１／８だけ変位される。Ｐ３における後続の検査運動では、事象が再び変化し（ビーム７の中断）、したがって後続する変位の向きＶは、領域１３の下辺で検査位置Ｐ４までの右へと再び変化する（Ｖ←反転Ｖ＝１、ブロック３８）。検査位置Ｐ４は、チェッキング方向Ｘで量Ｄ＝（Ｘ１／８）／２＝Ｘ１／１６だけＰ３から離れている。ビーム７がチェッキング領域１３の上辺で点Ｐ４’へ到達したとき、新しい検査運動は終わる（ブロック３１、３３）。Ｔ≠Ｔ０（ブロック３５）およびＤ＜Ｗ（Ｘ１／１６＜Ｘ１／１０、ブロック３７）であるから、チェッキング変位のシーケンスは終わり、線形区間Ｘ１内の最終検査位置ＰＮ＝Ｐ４に基づいて、作業領域１１の位置が決定される（ブロック４１）。

説明した例は、チェッキング方向Ｘに沿った複数の検査位置で横断検査方向Ｚへの走査を限定された数だけ行うことによって作業領域１１の位置が発見される方法を明瞭に示す。チェッキング方向Ｘに沿った複数の検査位置は、サーチされる位置へ収束するシーケンスで累進的に縮小する距離Ｄのところにある。図５の例で既に言及したように、許容値Ｗは、普通に要求される大きさとは異なったオーダの大きさを選ばれ、チェッキング・サイクルを完了するために要求されるチェッキング方向Ｘの変位は４へ限定される。とにかく、例は、チェッキング方向Ｘに沿った検査位置Ｐｉのシーケンスが、サーチされる位置ＰＮへ収束する迅速な方法を明瞭に示す。区間Ｘ１が数ミリメートルで、許容値Ｗが数ミクロンである現実の例において、必要な検査運動は、一般的に１０に等しいか、やや大きいだけである。

説明した手順は、本発明に従ったチェッキング方法の例を示すだけで、多くの可能な変形が予想される。たとえば、検証段階が不必要であるか、異なった時点で実行される場合、たとえば、チェッキング変位のシーケンスは、説明した（予備検証段階で決定される）相互位置とは異なった相互位置からスタートすることができる。更に、異なったテストの結果、たとえば、設定された許容値Ｗと、反対の事象が起こった最後の２つの連続検査位置Ｐｉの間の距離Ｄとの比較ではなく、最後の２つの連続検査位置Ｐｉに関連する事象の間の比較とは無関係に、現在の事象とは反対の事象が起こった最後の検査位置Ｐｉと現在の検査位置Ｐｉの間の距離との比較に基づいて、チェッキング変位のシーケンスを停止することができる。

他の変形は、変位の実現に関する。単なる例として、これまで説明および図示した局面とは異なる３つの可能な局面を挙げる。
−２とは異なる縮小因子ＦＲを選ぶことができる。たとえば、それを３にするか、起こった事象のシーケンスを考慮に入れて、チェッキング・サイクルの行程で変化する値にすることができる。しかし、縮小因子ＦＲの選択は、チェッキング方向Ｘの検査位置Ｐｉの連続が、チェックされる作業領域の位置へ収束するように行われる。
−区間Ｘ１の検査位置Ｐｉは、（図面に示される配列に従って）チェッキング領域１３の上辺にあるか、または交互の下辺および上辺にあることができる。後者の解決法は、たとえば、ビーム７の中断が検出されない事象の発生へ有利に応用することができる。この場合、図５の例において、ビーム７は、点Ｐ２’から、区間Ｘ１で検査位置Ｐ３に対応する領域１３の上辺の近接点Ｐ３’へ変位されるが、その結果として、方向Ｚにおける後続線形検査運動（ブロック３０）は下方へ起こる。
−図５で示される例では、検査運動に続く変位は、方向ＸおよびＺの双方に沿った成分を含む補間運動と共に起こる（のこ歯運動）。明らかに、これは唯一の可能な解決法ではなく、変位は２つの別個の段階で起こることができる（たとえば、Ｚに沿った運動によってチェッキング領域の辺へ戻り、次に、検査位置ＰｉへのＸに沿った線形運動が続く）。

前述したように、軸Ｘに沿った位置のチェッキングが説明および図示される。同様の手順に従うことによって、方向Ｚに沿った作業領域の位置（図３の領域１２）または平面Ｘ−Ｚの他の横断方向に沿った作業領域の位置をチェックすることができる。

このことは特に有利である。なぜなら、工具のカッティングエッジの完全な検証を実行し、異なった方向の方位を有する関連した点または作業領域をチェックすることができるからである。図３の簡単な形態で示された例において、たとえば作業領域１１および１２の双方を順次に、簡単および迅速にチェックすることができる。

本発明に従った方法は、異なった応用での異なったタイプの工具、および一般的に、様々なタイプの機械部品（たとえば、機械加工される前または後の被加工物）のチェッキングを可能にする。

本発明の方法によってチェックされる機械部品の概略部分図である。 本発明のシステムを実現する機械工具への応用を示す略図である。 図２の機械工具の工具を、図２の方向Ｙに沿って見た拡大部分図である。 本発明の方法の様々なステップを表すブロック図である。 図３で示される工具を更に拡大した部分図であって、本発明のチェッキング方法における変位のシーケンスのグラフを含む図である。

Claims (13)

1. チェッキング方向（Ｘ）を横切る軌道（Ｙ）に沿って光ビーム（７）を生成するデバイス（６）、
   チェック対象である機械部品（２）による光ビーム（７）の中断を検出するセンサ（８）、および
   前記チェッキング方向（Ｘ）に沿って、またチェッキング方向（Ｘ）を横切る検査方向（Ｚ）に沿って、機械部品（２）と光ビーム（７）の間に相互変位を起こすデバイス（３）
   を含む装置（１）によって
   少なくとも１つのチェッキング方向（Ｘ）に沿った機械部品（２）の輪郭に係る位置をチェックする方法であって、
   −チェッキング方向（Ｘ）および検査方向（Ｚ）のそれぞれに沿った機械部品（２）と光ビーム（７）との相互位置の第１の線形区間（Ｘ１）および第２の線形区間（Ｚ１）を識別し（１９）、前記第１の線形区間（Ｘ１）および前記第２の線形区間（Ｚ１）が機械部品（２）のチェッキング領域（１３）を定め、
   −機械部品（２）と光ビーム（７）との間のチェッキング変位のシーケンスを制御し、
   前記チェッキング変位は、
   −第１の線形区間（Ｘ１）上にある位置であって、前記光ビーム（７）による検査の起点となる検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）へ光ビーム（７）を持ってくる変位（２９）、および
   −前記検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）において、前記検査方向（Ｚ）に沿った前記線形検査運動（３０）
   を含み、
   −検査方向（Ｚ）に沿った前記線形検査運動の行程中に光ビーム（７）の中断または非中断を検出し（３１〜３４）、その結果として、次の前記第１の線形区間（Ｘ１）における前記検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）を選択し（３５、３６、３８）、選択された前記検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）で次の前記線形検査運動が制御され、
   −前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）から所定の許容値（Ｗ）よりも小さい距離にある第１の線形区間（Ｘ１）の光ビーム（７）の最終検査位置（ＰＮ）で前記チェッキング変位の前記シーケンスを停止し（３７）、ここで第１の線形区間（Ｘ１）の前記最終検査位置（ＰＮ）および前記前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）における線形検査運動の行程中に、前記最終検査位置（ＰＮ）で光ビーム（７）の中断（３２、３４）が検出され前記前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）で光ビーム（７）の非中断（３１、３３）が検出されているか、前記最終検査位置（ＰＮ）で光ビーム（７）の非中断（３２、３４）が検出され前記前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）で光ビーム（７）の中断（３１、３３）が検出されているかであり、
   −前記最終検査位置（ＰＮ）に基づいてチェッキング方向（Ｘ）に沿った機械部品（２）の輪郭に係る位置を識別する（４１）
   ステップを含む方法。
2. 第１の線形区間（Ｘ１）の前記検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）が、収束シーケンスに従って、より前の前記検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）で選択された距離よりも、一定割合ずつ縮小する距離（Ｄ）のところで選択される、請求項１に記載の方法。
3. 第１の線形区間（Ｘ１）の前記検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）が、半分にされた距離（Ｄ）のところで選択される、請求項２に記載の方法。
4. 第１の線形区間（Ｘ１）の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）へ光ビーム（７）を持ってくる前記変位（２９）が、最近の２つの検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）における線形検査運動の行程中の中断（３２、３４）または非中断（３１、３３）の検出結果（３５）として前記チェッキング方向（Ｘ）に沿った向き（Ｖ）または反対の向きで制御される、請求項２または３に記載の方法。
5. 設定されたチェッキング領域（１３）がチェッキングを正しく実行させるかどうかを検証する予備検証段階を含み、
   前記予備検証段階は、チェッキング領域（１３）の所定の点（１４、１５、１６、１７）の間で光ビーム（７）と機械部品（２）との間の変位を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記予備検証段階が、検査方向（Ｚ）に沿った少なくとも１つの前記線形検査運動を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記検査方向（Ｚ）に沿った前記線形検査運動が、光ビーム（７）の中断が検出される（３２）や否や直ちに中断される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記光ビーム（７）の軌道（Ｙ）および前記チェッキング領域（１３）が実質的に垂直である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記チェッキング変位の前記シーケンスを停止する前記ステップ（３７）において、前記前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）が、前記最終検査位置（ＰＮ）の直前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記光ビームがレーザビーム（７）である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. チェッキング方向（Ｘ）を横切る軌道（Ｙ）に沿って光ビーム（７）を生成するデバイス（６）、チェック対象である機械部品（２）による光ビーム（７）の中断を検出するセンサ（８）、および前記チェッキング方向（Ｘ）に沿って、また前記チェッキング方向（Ｘ）を横断する検査方向（Ｚ）に沿って、機械部品（２）と光ビーム（７）との間の相互変位を起こすデバイス（３）を含む装置（１）によって、少なくとも１つのチェッキング方向（Ｘ）に沿った機械部品（２）の輪郭に係る位置をチェックする方法であって、
    −それぞれチェッキング方向（Ｘ）および検査方向（Ｚ）に沿った機械部品（２）と光ビーム（７）との間の相互位置の第１の線形区間（Ｘ１）および第２の線形区間（Ｚ１）を識別し（１９）、前記第１の線形区間（Ｘ１）および前記第２の線形区間（Ｚ１）が機械部品（２）のチェッキング領域（１３）を定め、
    −機械部品（２）と光ビーム（７）との間のチェッキング変位の次のシーケンスを制御し、
    （ａ）次の事象の１つが起こるまで、チェッキング領域（１３）の中の前記検査方向（Ｚ）に沿った線形検査運動（３０）、
    （ｉ）光ビーム（７）の中断（３２、３４）、または
    （ｉｉ）光ビーム（７）の中断を伴わない第２の線形区間（Ｚ１）の終了（３１、３３）
    （ｂ）前記第１の線形区間（Ｘ１）における光ビーム（７）による検査の起点となる検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）までの、チェッキング方向（Ｘ）に沿った、決定された向き（Ｖ）の変位（２９）、
    （ｃ）ステップ（ａ）に従った、前記検査方向（Ｚ）に沿った前記線形検査運動（３０）の反復、
    （ｄ）最新の線形検査運動（３０）で起こった（３１〜３４）事象（ｉ）または（ｉｉ）が（３５）、前の線形検査運動（３０）で起こった事象と同じであるかどうかに従って、前の変位の向き（Ｖ）または反対向きの、直前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）に関して設定された距離（Ｄ）のところにある、前記第１の線形区間（Ｘ１）の光ビーム（７）の新しい検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）までの、チェッキング方向（Ｘ）に沿った新しい変位（２９）、
    （ｅ）前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）と新しい検査位置（Ｐｉ；ＰＮ；Ｐ１〜Ｐ４）との関係において一方の検査位置の線形検査運動が事象（ｉ）および（ｉｉ）の１つを起こし他方の検査位置の線形検査運動が一方の検査位置の線形検査運動と反対事象を起こす関係になるとともに、前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）と新しい検査位置（Ｐｉ；ＰＮ；Ｐ１〜Ｐ４）との間の距離（Ｄ）が、所定の許容値（Ｗ）よりも小さくなるまで（３５、３７）、前記第１の線形区間（Ｘ１）で光ビーム（７）の直前の検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）と新しい検査位置（Ｐｉ；Ｐ１〜Ｐ４）との間の距離（Ｄ）を一定割合ずつ縮小することを伴い、ステップ（ｃ）および（ｄ）に従った線形検査運動および変位の反復、
    および
    −前記チェッキング変位の前記シーケンスの終わりに、前記第１の線形区間（Ｘ１）における光ビーム（７）の前記新しい検査位置（ＰＮ）に基づいて、チェッキング方向（Ｘ）に沿った機械部品（２）の位置を識別する（４１）
    ステップを含む方法。
12. 機械工具（４）のタレット（３）へ結合された工具（２）の作業領域（１１、１２）の位置をチェックする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 機械工具（４）のタレット（３）へ結合された工具（２）の作業領域（１１、１２）の位置をチェックするシステムであって、前記機械工具が、請求項１２に記載の方法のステップを制御する制御ユニット（１０）を含むシステム。

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