JPH05309548A - 機械の運動精度測定装置 - Google Patents
機械の運動精度測定装置Info
- Publication number
- JPH05309548A JPH05309548A JP11609792A JP11609792A JPH05309548A JP H05309548 A JPH05309548 A JP H05309548A JP 11609792 A JP11609792 A JP 11609792A JP 11609792 A JP11609792 A JP 11609792A JP H05309548 A JPH05309548 A JP H05309548A
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- JP
- Japan
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- linear
- motion
- accuracy
- machine
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- Pending
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、機械の円運動と直線運動の精度を
共に測定でき、円運動において各回動位置における変位
量を測定できる装置を提供する。 【構成】 回転軸７の下端に、エンコーダ８を連結し、
回転軸７の上端に取付けた直線ガイド９に、主軸１に装
着した検出棒３の移動量を検出するリニアスケール１３
を取付ける。円運動精度は、検出棒３を回転軸を中心に
回転させた場合の移動量で検出し、直線運動精度は、検
出棒３を直線ガイド９に沿って移動させた場合の回転量
で検出する。
共に測定でき、円運動において各回動位置における変位
量を測定できる装置を提供する。 【構成】 回転軸７の下端に、エンコーダ８を連結し、
回転軸７の上端に取付けた直線ガイド９に、主軸１に装
着した検出棒３の移動量を検出するリニアスケール１３
を取付ける。円運動精度は、検出棒３を回転軸を中心に
回転させた場合の移動量で検出し、直線運動精度は、検
出棒３を直線ガイド９に沿って移動させた場合の回転量
で検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、機械の主軸とテーブ
ルの間又はテーブルとテーブルの間の相対的な移動にお
ける運動精度を測定するための装置に関するものであ
る。
ルの間又はテーブルとテーブルの間の相対的な移動にお
ける運動精度を測定するための装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】工作機械の運動精度は、工
具主軸と加工テーブル間又は２つのテーブル間の相対的
なＸＹ軸移動による円運動精度（円弧補間精度）或いは
直線運動精度（直線補間精度）によって評価される。
具主軸と加工テーブル間又は２つのテーブル間の相対的
なＸＹ軸移動による円運動精度（円弧補間精度）或いは
直線運動精度（直線補間精度）によって評価される。
【０００３】従来、この種の運動精度の測定は、機械で
実際にワークを切削し、その切削したワークの形状を形
状測定機等で測定して、その測定値から機械の運動精度
を評価する方法で行われている。
実際にワークを切削し、その切削したワークの形状を形
状測定機等で測定して、その測定値から機械の運動精度
を評価する方法で行われている。
【０００４】しかし、上記の方法では、ワークの切削と
精度の測定という２つの作業工程が必要であり、また、
工具の形状や精度により機械の運動軌跡が正確にワーク
の切削面に転写されないため、精密な精度測定ができな
い欠点がある。
精度の測定という２つの作業工程が必要であり、また、
工具の形状や精度により機械の運動軌跡が正確にワーク
の切削面に転写されないため、精密な精度測定ができな
い欠点がある。
【０００５】これに対して、特開平３−１２１７５１号
公報には、機械の主軸とテーブル間に設置することで両
者間の相対的な円運動の精度を直接測定できる測定装置
が提案されている。
公報には、機械の主軸とテーブル間に設置することで両
者間の相対的な円運動の精度を直接測定できる測定装置
が提案されている。
【０００６】しかし、上記提案の装置は、主軸とテーブ
ルとの間の円運動の精度を測定する機能をもつだけであ
り、直線運動の精度を測定するためには、別種の測定装
置で行う必要がある。ところが、実際の工作機械の運動
精度の評価には、円運動精度の他に直線運動精度を必要
とする場合が多く、その両精度を別々の装置で測定する
ことは、測定作業や段取作業に時間がかかり、効率が悪
いという問題がある。また、工作機械を動作させる円運
動プログラムを補正する場合、主軸の実際の回転がどの
角度位置で基準円に対してどれだけ変位しているかを知
る必要があるが、上記提案の装置では、主軸が１回転す
る間の基準円（マスターゲージ）に対する変位量を測定
できるだけであり、任意の回動位置での変位置を測定す
ることができない。このため、円運動プログラムを補正
するためのデータ量に制限を受け、精密に補正が行えな
い問題がある。
ルとの間の円運動の精度を測定する機能をもつだけであ
り、直線運動の精度を測定するためには、別種の測定装
置で行う必要がある。ところが、実際の工作機械の運動
精度の評価には、円運動精度の他に直線運動精度を必要
とする場合が多く、その両精度を別々の装置で測定する
ことは、測定作業や段取作業に時間がかかり、効率が悪
いという問題がある。また、工作機械を動作させる円運
動プログラムを補正する場合、主軸の実際の回転がどの
角度位置で基準円に対してどれだけ変位しているかを知
る必要があるが、上記提案の装置では、主軸が１回転す
る間の基準円（マスターゲージ）に対する変位量を測定
できるだけであり、任意の回動位置での変位置を測定す
ることができない。このため、円運動プログラムを補正
するためのデータ量に制限を受け、精密に補正が行えな
い問題がある。
【０００７】そこで、この発明は、機械に装着すること
により円運動及び直線運動の両方の精度測定ができ、し
かも円運動の精度測定において任意の回動位置における
変位の量を測定することができる測定装置を提供するこ
とを目的としている。
により円運動及び直線運動の両方の精度測定ができ、し
かも円運動の精度測定において任意の回動位置における
変位の量を測定することができる測定装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、相対移動する２つの物体の一方に回転
軸を、他方に、その回転軸に平行な検出棒を取付け、上
記回転軸の一端に、回転量を検出する回転量検出手段を
連結し、他端に、回転軸の軸線と直交して上記検出棒が
移動可能に係合する直線ガイドを取付け、その直線ガイ
ドに、検出棒の移動量を検出する移動量検出手段を設け
た構造としたのである。
め、この発明は、相対移動する２つの物体の一方に回転
軸を、他方に、その回転軸に平行な検出棒を取付け、上
記回転軸の一端に、回転量を検出する回転量検出手段を
連結し、他端に、回転軸の軸線と直交して上記検出棒が
移動可能に係合する直線ガイドを取付け、その直線ガイ
ドに、検出棒の移動量を検出する移動量検出手段を設け
た構造としたのである。
【０００９】
【作用】上記の構造では、検出棒を取付けた物体が回転
軸を中心として回転運動すると、基準円に対する物体の
変位量は直線ガイドに対する検出棒の移動量となり、移
動量検出手段により検出される。また、このときの物体
の回転位置は、回動量検出手段により検出できる。ま
た、上記物体と検出棒が直線ガイドに沿って直線移動す
ると、直線運動における物体の変位は、検出棒と直線ガ
イドとの係合によって回転軸を揺動回転させることにな
り、その量が回転量検出手段により検出される。
軸を中心として回転運動すると、基準円に対する物体の
変位量は直線ガイドに対する検出棒の移動量となり、移
動量検出手段により検出される。また、このときの物体
の回転位置は、回動量検出手段により検出できる。ま
た、上記物体と検出棒が直線ガイドに沿って直線移動す
ると、直線運動における物体の変位は、検出棒と直線ガ
イドとの係合によって回転軸を揺動回転させることにな
り、その量が回転量検出手段により検出される。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１において、１は機械の主軸、２は主軸
１にテーパシャンクにより装着されるホルダであり、そ
のホルダ２の先端に、円筒形の検出棒３が一体に設けら
れている。また、４は主軸１に向き合う加工用テーブル
であり、その加工用テーブル４上にハウジング５が設置
され、そのハウジング５の内部に、軸受６を介して回転
軸７が取付けられている。
て説明する。図１において、１は機械の主軸、２は主軸
１にテーパシャンクにより装着されるホルダであり、そ
のホルダ２の先端に、円筒形の検出棒３が一体に設けら
れている。また、４は主軸１に向き合う加工用テーブル
であり、その加工用テーブル４上にハウジング５が設置
され、そのハウジング５の内部に、軸受６を介して回転
軸７が取付けられている。
【００１１】この回転軸７は、軸線が上記検出棒３と平
行に配置され、その下端部に、回転軸７の回転量を検出
するエンコーダ８が連結されている。上記エンコーダ８
は、中心角を量子化した回転子としての符号円板と、そ
の円板の符号を読取るセンサと、信号処理回路などから
成り、単位角度ごとにｈｉｇｈとｌｏｗを繰返すパルス
を発生し、パルスカウンタと組合わせることにより上記
パルスを角度信号に変換して外部に出力する。
行に配置され、その下端部に、回転軸７の回転量を検出
するエンコーダ８が連結されている。上記エンコーダ８
は、中心角を量子化した回転子としての符号円板と、そ
の円板の符号を読取るセンサと、信号処理回路などから
成り、単位角度ごとにｈｉｇｈとｌｏｗを繰返すパルス
を発生し、パルスカウンタと組合わせることにより上記
パルスを角度信号に変換して外部に出力する。
【００１２】一方、回転軸７の上端部には、回転軸７と
検出棒３の軸線に対して直角方向に延びる直線ガイド９
が取付けられている。この直線ガイド９は、図１及び図
２に示すように直線状のレール１０と、そのレール１０
上をスライドするスライド部材１１とから成り、そのス
ライド部材１１に取付けた円筒ガイド１２に、検出棒３
がすき間なく嵌合している。
検出棒３の軸線に対して直角方向に延びる直線ガイド９
が取付けられている。この直線ガイド９は、図１及び図
２に示すように直線状のレール１０と、そのレール１０
上をスライドするスライド部材１１とから成り、そのス
ライド部材１１に取付けた円筒ガイド１２に、検出棒３
がすき間なく嵌合している。
【００１３】また、上記直線ガイド９には、スライド部
材１１の移動量を検出するリニアスケール１３が設けら
れている。このリニアスケール１３は、直線ガイド９の
垂直側壁１６の表面にレール１０に沿って設けたテープ
状の磁気スケール１４と、スライド部材１１に取付けら
れ、磁気スケール１４の表面を非接触で走査する読み取
りヘッド１５とから構成されている。
材１１の移動量を検出するリニアスケール１３が設けら
れている。このリニアスケール１３は、直線ガイド９の
垂直側壁１６の表面にレール１０に沿って設けたテープ
状の磁気スケール１４と、スライド部材１１に取付けら
れ、磁気スケール１４の表面を非接触で走査する読み取
りヘッド１５とから構成されている。
【００１４】上記磁気スケール１４は、テープに一定波
長の永久磁化パターンを書込んで形成され、読み取った
磁化パターンを信号処理することにより数ミクロンの移
動量を測定することができる。また、磁気スケール１４
に記録された磁化パターンには、位相を１８０度ずらし
た正弦波形２つの磁化パターンが同時に書き込まれてお
り、その位相差により読み取りヘッド１５の移動方向
（すなわち回転軸７に対する検出棒３の移動方向）が検
出できるようになっている。
長の永久磁化パターンを書込んで形成され、読み取った
磁化パターンを信号処理することにより数ミクロンの移
動量を測定することができる。また、磁気スケール１４
に記録された磁化パターンには、位相を１８０度ずらし
た正弦波形２つの磁化パターンが同時に書き込まれてお
り、その位相差により読み取りヘッド１５の移動方向
（すなわち回転軸７に対する検出棒３の移動方向）が検
出できるようになっている。
【００１５】また、上記読み取りヘッド１５は、磁束検
出形のセンサが用いられ、静止状態においても磁気スケ
ール１４に記録された磁化パターンを読み取れるように
なっている。
出形のセンサが用いられ、静止状態においても磁気スケ
ール１４に記録された磁化パターンを読み取れるように
なっている。
【００１６】上記のリニアスケール１３で検出された移
動量の検出信号と、エンコーダ８から出力される角度信
号は、図３に示すようにマイクロコンピュータ１７に入
力され、そのマイクロコンピュータ１７に、ペンレコー
ダやプリンタ等の表示装置１８が接続されている。上記
マイクロコンピュータ１７は、エンコーダ８からくる角
度信号を、リニアスケール１３からくる移動量信号と相
互に関連づけて信号処理し、円運動や直線運動の測定モ
ードに合わせて上記信号から基準円や基準線からの変位
量を検算し、必要な情報量に変換して表示装置１８に出
力する。
動量の検出信号と、エンコーダ８から出力される角度信
号は、図３に示すようにマイクロコンピュータ１７に入
力され、そのマイクロコンピュータ１７に、ペンレコー
ダやプリンタ等の表示装置１８が接続されている。上記
マイクロコンピュータ１７は、エンコーダ８からくる角
度信号を、リニアスケール１３からくる移動量信号と相
互に関連づけて信号処理し、円運動や直線運動の測定モ
ードに合わせて上記信号から基準円や基準線からの変位
量を検算し、必要な情報量に変換して表示装置１８に出
力する。
【００１７】実施例の測定装置は、上記のような構造で
あり、次にその作用を説明する。主軸１の円運動の運動
精度を測定する場合、回転軸７を中心として主軸１（す
なわち検出棒３）を回転運動させる。この場合、主軸１
の運動軌跡が基準円（図形上の真円）に対して変位して
いるときは、検出棒３が直線ガイド９に対して左右にス
ライドし、その移動量がリニアスケール１３により検出
される。この検出された検出棒３の移動量を、マイクロ
コンピュータ１７においてエンコーダ８から入力される
角度信号と関連させてデータ処理することにより、図４
に示すように主軸の各回転角度に応じた運動軌跡の変位
量を得ることができる。そして、このように得られた変
位量が最小となるように機械の円運動プログラムを補正
することにより、正確で精度の高い円運動プログラムの
補正を行うことができる。
あり、次にその作用を説明する。主軸１の円運動の運動
精度を測定する場合、回転軸７を中心として主軸１（す
なわち検出棒３）を回転運動させる。この場合、主軸１
の運動軌跡が基準円（図形上の真円）に対して変位して
いるときは、検出棒３が直線ガイド９に対して左右にス
ライドし、その移動量がリニアスケール１３により検出
される。この検出された検出棒３の移動量を、マイクロ
コンピュータ１７においてエンコーダ８から入力される
角度信号と関連させてデータ処理することにより、図４
に示すように主軸の各回転角度に応じた運動軌跡の変位
量を得ることができる。そして、このように得られた変
位量が最小となるように機械の円運動プログラムを補正
することにより、正確で精度の高い円運動プログラムの
補正を行うことができる。
【００１８】一方、主軸１の直線運動の運動精度を測定
する場合は、直線ガイド９を測定しようとする運動方向
に向け（この場合、直線ガイド９のセットした方向にエ
ンコーダ８の原点をセットする）、その直線ガイド９に
沿って主軸１（検出棒３）を直線運動させる。この場
合、主軸１の運動軌跡が基準直線に対して変位している
ときは、検出棒３と直線ガイド９との係合により直線ガ
イド９が回転軸７を支点として回転し、その回転量がエ
ンコーダ８により検出される。この回転量を、マイクロ
コンピュータ１７においてリニア１３における移動量と
関連付け、図５に示すように検出棒３の移動量Ｌと回転
軸７の回転角度Ｗとを検出することにより、主軸１の直
線運動における変位量を算出することができる。
する場合は、直線ガイド９を測定しようとする運動方向
に向け（この場合、直線ガイド９のセットした方向にエ
ンコーダ８の原点をセットする）、その直線ガイド９に
沿って主軸１（検出棒３）を直線運動させる。この場
合、主軸１の運動軌跡が基準直線に対して変位している
ときは、検出棒３と直線ガイド９との係合により直線ガ
イド９が回転軸７を支点として回転し、その回転量がエ
ンコーダ８により検出される。この回転量を、マイクロ
コンピュータ１７においてリニア１３における移動量と
関連付け、図５に示すように検出棒３の移動量Ｌと回転
軸７の回転角度Ｗとを検出することにより、主軸１の直
線運動における変位量を算出することができる。
【００１９】なお、上記の実施例では、機械の主軸１と
加工用テーブル４の間に測定装置を設けたが、相対移動
するテーブルとテーブルの間や、テーブルとスライダの
間に測定装置を設置し、両物体間の円運動や直線運動の
精度を測定するようにしてもよい。
加工用テーブル４の間に測定装置を設けたが、相対移動
するテーブルとテーブルの間や、テーブルとスライダの
間に測定装置を設置し、両物体間の円運動や直線運動の
精度を測定するようにしてもよい。
【００２０】また、検出棒３は、ホルダ２を介して主軸
１に装着せず、直接或いは他の取付け部材を介して主軸
やテーブル等に取付けるようにしてもよい。
１に装着せず、直接或いは他の取付け部材を介して主軸
やテーブル等に取付けるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明は、相対移動す
る物体間の円運動と直線運動の精度を共に測定できるの
で、機械の運動精度を同一の装置で測定することがで
き、測定作業の能率向上を図ることができる。
る物体間の円運動と直線運動の精度を共に測定できるの
で、機械の運動精度を同一の装置で測定することがで
き、測定作業の能率向上を図ることができる。
【００２２】また、円運動の測定においては各々の回転
位置での変位量を測定することができるため、機械の円
運動プログラムの補正を正確にかつ精度よく行うことが
できる。
位置での変位量を測定することができるため、機械の円
運動プログラムの補正を正確にかつ精度よく行うことが
できる。
【図１】実施例の測定装置を示す一部縦断正面図
【図２】同上のII−II線からみた縦断側面図
【図３】同上の信号処理構造を示すブロック図
【図４】円運動の測定例を示す図
【図５】直線運動の測定例を示す図
１ 主軸 ３ 検出棒 ４ 加工用テーブル ７ 回転軸 ８ エンコーダ ９ 直線ガイド １３ リニアスケール １４ 磁気スケール １５ 読み取りヘッド １７ マイクロコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 秀人 東大阪市宝町５番２号 大昭和精機株式会 社宝町工場内 (72)発明者 花岡 正承 東大阪市宝町５番２号 大昭和精機株式会 社宝町工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 相対移動する２つの物体の一方に回転軸
を、他方に、その回転軸に平行な検出棒を取付け、上記
回転軸の一端に、回転量を検出する回転量検出手段を連
結し、他端に、回転軸の軸線と直交して上記検出棒が移
動可能に係合する直線ガイドを取付け、その直線ガイド
に、検出棒の移動量を検出する移動量検出手段を設けた
機械の運動精度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11609792A JPH05309548A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 機械の運動精度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11609792A JPH05309548A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 機械の運動精度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05309548A true JPH05309548A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14678634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11609792A Pending JPH05309548A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 機械の運動精度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05309548A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463667B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-10-15 | Orio Precision Co., Ltd | Machine tool precision-measuring apparatus |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP11609792A patent/JPH05309548A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463667B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-10-15 | Orio Precision Co., Ltd | Machine tool precision-measuring apparatus |
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