CN101249618A - 具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床 - Google Patents

具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床 Download PDF

Info

Publication number
CN101249618A
CN101249618A CNA2008100096738A CN200810009673A CN101249618A CN 101249618 A CN101249618 A CN 101249618A CN A2008100096738 A CNA2008100096738 A CN A2008100096738A CN 200810009673 A CN200810009673 A CN 200810009673A CN 101249618 A CN101249618 A CN 101249618A
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
contact
coordinate
lathe
axle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008100096738A
Other languages
English (en)
Inventor
洪荣杓
蛯原建三
河合知彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN101249618A publication Critical patent/CN101249618A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37576Post-process, measure worpiece after machining, use results for new or same
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50063Probe, measure, verify workpiece, feedback measured values
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50307Correction by probing dimension of machined workpiece

Abstract

本发明涉及一种具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床。该机床具有设置相对工件中心位置的参考位置的功能。工件具有关于两条正交的线对称的加工表面并且装配在机床上。机床具有流体轴承支撑的可移动轴,使得两条正交的线平行于机床坐标系的轴延伸。机上测量装置的探头的触针顶端沿着分别平行于两条正交线的第一和第二线从工件的相对侧朝工件移动与工件接触。基于位置偏差的增加来检测接触并存储接触时的坐标值。基于存储的坐标值获得工件的中心位置的坐标值,并将该中心位置设置为工件的参考位置。

Description

具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床
技术领域
本发明涉及提供有在机床上的用于工件的形状测量和形状分析的机上装置的机床,并且更特别地,涉及具有用于工件形状测量的参考位置设置功能的机床。
背景技术
为了在超精密加工中实现纳米级形状精度,关键的是在机床上测量加工工件的形状而不用将加工工件从机床上脱离出来并且基于测量结果进行补偿加工。
根据该机上测量,可以通过建立刀具的刀刃和附在机上测量设备的探头触针的顶端之间的位置关系进行正确的补偿加工。因此,必须对用于工件加工的坐标和用于机上测量的测量坐标之间建立关系。为了建立用于工件加工的坐标和机上测量坐标之间的关系必须设置工件的参考位置。
通常,下面的方法被获知为用于设置工件参考位置的方法。
根据一个这样的已知方法,假设工件参考位置为工件装配其上的旋转轴的中心。定心球连接到旋转轴的面板上。在通过使用位移传感器将定心球的中心校准到旋转轴的中心之后,通过使用机上测量设备的探头定位定心球的顶部,由此确定旋转轴的中心坐标。然后,将定心球移走并且在适当的位置装配工件。通过使用位移传感器将工件或者工件的夹具的中心坐标校准到旋转轴的中心,并且将获得的旋转轴的中心坐标设置为工件或者工件夹具的参考位置。
根据已知的发明(见JP8-350B),以如下方式将工件的端面的位置设置为工件的原点。将接触传感器先连接到主轴上,该主轴以高速向工件的端面运动。当启动接触传感器时,主轴停止并且以低速反向运动。存储当关闭接触传感器时到达的位置,并且该位置被设置为工件的原点。
根据上述传统方法,其中使用连接到旋转轴的面板上的定心球来设置工件的参考位置,在设置参考位置之前,需要复杂的、耗时的程序。此外,根据操作者的熟练程度可能引起更严重的误差。
此外,在JP8-350B中描述的方法具有适应性上的局限性,其中检测端面并且将其设置为原点。此外,根据这个方法,通过接触传感器的方法检测接触。因此,在流体轴承用于超精密加工的可移动轴的情况下,当接触时,可移动轴不可避免地移动,使得基于通过接触传感器的接触检测很难正确检测坐标。
发明内容
本发明提供具有工件参考位置设置功能的机床,能够通过接触检测来检测坐标值,并且将通过检测的坐标值获得的工件的中心位置设置为工件的参考位置。
本发明的机床由数字控制器控制并具有设置工件的参考位置的功能,工件具有关于两条正交的线对称的加工表面并且装配在机床上,使得所述两条正交的线分别平行于机床坐标系统的轴,所述机床包括:可移动轴,由流体轴承支撑;位置检测器,用于分别检测所述可移动轴的位置;位置偏差确定装置,其针对每个可移动轴确定其指令位置与其由所述位置检测器检测到的位置之间的位置偏差;测量设备,设置在由所述移动轴移动的机床上,并且包括具有触针的探头,该触针的顶端有小球;驱动控制装置,其驱动所述可移动轴来将探头从分别平行于两条正交线的直线的相对侧朝工件移动,使得将触针的顶端与工件接触;接触检测装置,其基于由所述位置偏差检测装置检测到的位置偏差的增加来检测触针的顶端与工件之间的接触;停止装置,其在所述接触检测装置检测到接触时,停止所述可移动轴;坐标值获取装置,其在所述接触检测装置检测到接触时,获取所述可移动轴的坐标值;以及设置装置,其基于由所述坐标值获取装置获得的坐标值来确定工件的中心位置,并将获得的中心位置设置为工件的参考位置。
可移动轴可以包括线性运动轴,用于检测线性运动轴的位置的位置检测器可能包括分辨率为10纳米或10纳米以下的线性标尺。
可移动轴可以包括直接与马达连接的旋转轴,用于检测旋转轴的位置的位置检测器可以包括分辨率为千分之十度或者千分之十度以下的编码器。
探头的中心轴可以垂直于工件的加工表面。
当由位置偏差确定装置确定的位置偏差超过了预定值时,接触检测装置可以检测触针的顶端和工件之间的接触。
工件可以装配在机床上使得加工表面垂直。在这种情况下,驱动控制装置使触针的顶端从工件的水平方向的相对侧与工件相接触,使得当接触检测装置检测到接触时坐标值获取装置获取水平坐标值,驱动控制装置进一步使触针的顶端沿工件的垂直方向与工件相接触,使得当接触检测装置检测到接触时坐标值获取装置获取垂直坐标值,并且设置装置基于获得的水平坐标值确定工件的水平中心位置,基于获得的垂直坐标值获取工件的垂直中心位置,并且将由水平中心位置和垂直中心位置定义的中心位置设置为工件的参考位置。
此外,设置装置可以获取所获得的水平坐标值之间的第一差值,并且将第一差值的一半与水平坐标值中较小的一个水平坐标值之和设置为工件的水平中心位置的坐标值;获取所获得的垂直坐标值之间的第二差值,并且将第二差值的一半与垂直坐标值中较小的一个垂直坐标值之和设置为垂直中心位置的坐标值;并且将由水平中心位置和垂直中心位置的坐标值所定义的中心位置设置为工件的参考位置。
通过使用所设置的工件的参考位置使触针的顶端与工件的加工表面相接触,由机床上的所述测量设备执行工件的测量。
在用于超精密加工的机床中,其可移动轴由流体轴承支撑,并且几乎不能承受任何摩擦力,可以通过提供在机床上的测量设备容易地设置用于测量工件形状的参考位置。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的机床的示意图;
图2是根据相同实施例的数控设备的示意框图;
图3是示出当流体轴承用于可移动轴时观察到的位置偏差的波动的图表;
图4a、4b和4c是示出根据本发明的实施例的情况的视图,其中获得长方体形状的工件的加工表面中心坐标位置,并且将其设置为工件的参考位置;
图5a、5b和5c是示出根据本发明的实施例的情况的视图,其中多个端面要被加工的圆柱形工件的中心坐标位置,并且将其设置为工件的参考位置;以及
图6是示出根据相同实施例的工件参考位置设置处理的算法的流程图。
具体实施方式
图1是机床的示意图,其中根据本发明的一个实施例的机上测量设备位于用于超精密加工的机床上。在这个实施例中,可移动轴包括三个线性运动轴和一个旋转轴。在水平方向(垂至于图1的绘制平面)驱动的线性运动X轴上的X轴部件2装配在机床的底座1上,旋转台5连接在X轴部件2上。并且旋转台5沿着垂直于X轴的B轴旋转。机上测量设备10通过夹具6的方式连接至旋转台5。此外,在底座1上提供有在线性运动Z轴上的Z轴部件4,在垂直于X轴的水平方向驱动该线性运动Z轴。此外,在Z轴部件4上提供线性运动Y轴上的Y轴部件3,该线性运动Y轴垂直于X轴和Z轴,平行于作为旋转轴的B轴。工件7装配在Y轴部件3上。
机上测量设备10提供有探头11,该探头11包括其顶端具有小球13的触针12。放置设备10使得探头11的中心轴垂直于工件7的加工表面延伸。工件的加工表面可以是要被加工的表面或者是已经加工了的表面。
在这个实施例中,驱动线性运动轴X轴、Y轴和Z轴的马达每个包括线性马达。驱动作为旋转轴的B轴的马达包括旋转伺服马达。旋转台5和旋转伺服马达相互之间直接连接,并且构成直接驱动。
此外,假设X轴、Y轴、Z轴和B轴是可移动轴,其由流体轴承(空气轴承)支撑,并且几乎不能承受任何摩擦力。
图2是用于控制机床的数字控制器的示意框图。数字控制器包括数字控制单元21和伺服控制单元22x、22y、22z和22b。数字控制单元21读取并执行加工程序,并且将各自轴的运动指令发送至各自轴的伺服控制单元22x-22z以及22b。如用于控制X轴马达24x的X轴伺服控制单元22x中所示,每个伺服控制单元22x-22z和22b包括位置控制部221、速度控制部222、电流控制部223等。Y轴、Z轴和B轴伺服控制单元22y、22z和22b以和X轴伺服控制单元22x相同的方式构造。
每个伺服控制单元22x-22z和22b的位置控制部221包括误差寄存器221a和用于位置增益K的条件(term)221b。误差寄存器221a获得从数字控制单元21至每个伺服控制单元22x-22z和22b的命令的移动位置和从每个位置/速度检测器25z-25z和25b反馈回来的位置之间的位置偏差e或者差值用来检测位置和速度。通过将位置偏差e乘以位置增益K来获得指令速度,并且将其传送为输出。速度控制部222通过从来自位置控制部221的指令速度输出中减去从每个位置/速度检测器25x-25z和25b反馈回来的速度来获得速度偏差,并且通过执行例如比例积分处理的速度反馈控制来获得电流指令(转矩指令)。此外,基于这个电流指令和从每个放大器23x-23z和23b反馈回来的电流,电流控制部223执行电流反馈控制,并且使得每个放大器23x-23z和23b来驱动每个马达24x-24z和24b。
在本实施例中,线性运动轴的X轴、Y轴和Z轴的马达24x、24y和24z每个包括线性马达。此外,驱动作为旋转轴的B轴的马达24b包括旋转伺服马达,并且如前所述配置用来直接驱动旋转台5。由X轴、Y轴和Z轴的线性马达24x、24y和24z单独驱动的可移动部件的各自位置各自由位置/速度检测器25x、25y和25z检测,每个位置/速度检测器包括线性标尺。
由于本实施例的机床执行超精密加工,每个包括线性标尺的位置/速度检测器25x、25y和25z是具有检测分辨率为10纳米或10纳米以下的高精度检测器。而且,连接至用于旋转B轴的马达24b的位置/速度检测器25b,例如编码器,是具有分辨率为千分之十度或千分之十度以下的的高精度检测器。
虽然机床和用于控制如上所述的机床的控制部的各自的结构实质上和用于超精密加工的传统机床的那些结构是相同的,本发明的机床和传统的机床的不同之处在于其提供有机上测量设备10,并且基于接触检测具有工件参考位置设置功能。
根据本实施例,使得包括在机上测量设备10的探头11中的触针12的顶端上的小球13和工件7相接触,并且从接触的结果坐标值获得工件的坐标位置作为参考位置。
如前所述,在本实施例的机床中,作为线性运动轴的X轴、Y轴和Z轴部件2、3和4以及绕着作为旋转轴的B轴旋转的旋转台5由流体轴承支撑,并且几乎不承受任何摩擦力。如果探头11中的触针12的顶端上的小球13和工件7相互接触使得负荷作用于探头11或者触针12,由此,通过负荷移动任何可移动轴。由于位置偏差e或者指令位置和检测到的位置之间的差值随着这个运动增加,探头11和工件7之间的接触可以通过检测位置偏差e的增加来检测。
图3示出了当可移动轴的流体轴承移动可移动部件时获得的位置偏差的测量结果。由于可移动轴的移动几乎不产生任何摩擦力,位置偏差改变很小。图3中,符号P指示触针12顶端上的小球13和工件7彼此接触的位置。
如图3所示,由流体轴承支撑的可移动轴几乎不承受任何位置偏差,并且当小的负荷作用于这些轴时生成的位置偏差比没有负荷作用的情况更大。因此,对于是否可移动轴承受了任何负荷的位置偏差的确定可以容易地设置比较参考值,使得可以以高精度检测探头11中的触针12的顶端上的小球13和工件7之间的接触。
根据本实施例,平行于加工表面的工件7的横截面具有和加工表面相同的形状,并且将工件7的加工表面成形使得其关于两条正交线轴对称。工件7装配在机床上使得两条正交线轴(工件7轴对称于这两条正交线)平行于机床坐标系的轴延伸。在图1所示的例子中,装配工件7使得其对称线单独平行与X轴和Y轴延伸。
图4a、4b和4c是示出根据本发明的实施例的情况的视图,其中获得长方体形状的工件7的加工表面7a的中心坐标位置,并且将其设置为工件的参考位置。如图4a所示,长方体工件7的加工表面7a是具有其形状在垂直方向(Y轴方向)和水平方向(X轴方向)轴向对称于两条正交直线的垂直表面。如果检测了工件7的中心坐标位置并且将其设置为工件的参考位置,机上测量设备10的探头11的触针12上的球13沿着平行于轴向对称线的线运动使得其可以从工件的任何一边接触工件7。如果位置偏差e增加,然后将坐标值存储为接触位置的坐标值。
图4b是示出操作的视图,其中工件7和探头11在水平方向(X轴方向)上相对运动来获得触针12的球13和工件7之间的接触点的坐标值。图4b是如图1从上观看的工件7的上表面7b的顶视图。X轴、Y轴和Z轴部件2、3和4运动并定位使得允许探头11的触针12的球13接触工件7的侧面7c,并且驱动X轴部件2来将探头11朝工件如在图2b中由虚线箭头指示的那样水平运动。然后,基于其上位置偏差(由驱动X轴部件的伺服控制单元22x的误差寄存器221a获得的位置偏差或者由驱动旋转台5的伺服控制单元22b的误差寄存器221a获得的位置偏差)增加的接触点获得运动轴(X轴坐标值)的坐标值,该位置偏差是当触针12的球13和工件7的侧面7c接触时获得的。随后,探头11向相反的侧面运动,并且以相似的方式驱动X轴部件2来将探头11朝工件7水平运动。然后,获得X轴坐标值使得触针12的球13和工件7的侧面7c接触来增加位置偏差。可以通过将以这种方式获得的两个X坐标值相加并且将得到的和除以2来确定加工表面的水平方向(X轴方向)上的均值坐标值。这个坐标值表示加工表面7a在水平方向上的中心坐标值,也就是,中心X轴坐标值。
图4c是示出操作的视图,其中工件7和探头11在垂直方向上相对运动来获得触针12的球13和工件7之间的接触点的坐标值。在图1中,驱动Y轴部件3来将触针12的球13带到和工件7的上表面7b和下表面相接触,并且获得工件的加工表面7a的中心Y轴坐标。X轴、Y轴和Z轴部件2、3和4运动并定位使得允许探头11的触针12的球13接触工件7的上表面7b,并且驱动Y轴部件3来将探头11朝工件7如在图4c中由虚线箭头指示的那样垂直运动,。然后,基于其上触针12的球13和工件7的上表面7b接触射的Y轴的位置偏差增加的接触点来获得Y轴坐标值。
同样地,然后Y轴部件3运动使得允许触针12的球13接触工件7的下表面,并且获得Y轴的位置偏差增加的Y轴坐标值。可以通过将这种方式获得的两个Y坐标值相加,并且将获得的和除以2来确定加工表面7a的垂直方向(Y轴方向)上的中心坐标值,即,中心Y轴坐标。
因此,可以获得加工表面(XY平面)的中心坐标值。
图5a、5b和5c示出以圆柱形式的工件7的例子,其端面是加工表面。而且在这个例子中,如图1所示,装配工件7使得工件的加工表面是垂直表面。加工表面7a对于水平X轴和垂直Y轴轴向对称。而且在工件7的这个情况下,如图5b和5c所示,工件7和探头11相对运动使得探头11的触针12的球13在水平方向(X轴方向)和垂直方向(Y轴方向)从工件的任一边接近并接触工件7。加工表面7a的圆的圆心可以通过确定接触点的均值坐标来确定。如图5b所示,使得触针12的球13在X轴方向上从任一边接近并接触工件,并且在确定接触的时候获得两个坐标值之间的均值点,由此,可以获得加工表面7a的圆心的X坐标。相同地,如图5c所示,使得触针12的球13在Y轴方向上从任一边接近并接触工件,并且在确定接触的时候获得两个坐标值之间的均值点,由此,可以获得加工表面7a的圆心的Y坐标。
如果将这样获得的工件的中心坐标位置设置为参考位置,可以建立机上测量设备的探头的触针的球的顶端位置和刀具的刀具切割边缘位置之间的对应。如果假设加工程序的坐标系的原点是工件中心位置,例如,通过将设置的坐标位置用作原点使得触针的顶端位置和刀具的切割边缘位置一致,使得可以进行正确的补偿加工。
图6是示出由数控设备执行的工件参考位置设置处理的算法的流程图。
将工件7装配到机床上使得其对称线平行于机床坐标系的轴延伸,并且放置机上测量设备的探头11使得探头的中心轴以正确的角度延伸至工件的加工表面。如果在要被执行的加工程序输入到控制设备之后将工件参考位置设置指令输入到数字控制设备,数字控制单元21的处理器开始图5所示的处理。
首先,基于输入的加工程序中的数据,将平行于在工件的加工表面上的两条对称线的直线设置为逼近(approach)线,并且确定四个测量逼近位置,在该位置上探头11不干扰在逼近线上的工件7,并且当探头11沿着逼近线朝工件7运动时探头11的触针12的球13将和工件7接触(步骤1)。
将探头11定位在第一逼近线(其在本实施例中平行于水平X轴)上的一个测量逼近位置上(步骤S2)。然后,探头11朝工件7运动。更详细地,驱动X轴马达24x来移动X轴部件2,由此朝工件7运动探头11(步骤3)。随后,确定通过由每个伺服控制单元22x-22z和22b的位置控制部221的误差寄存器221 a获得的位置偏差e是否超过了参考值(步骤S4)。当在探头11的触针12的顶端上的球13和工件7接触时,X轴位置偏差或者B轴位置偏差增加并超过参考值。当检测到这种情况时,停止探头11的运动(或者停止X轴马达24x的驱动),并且将可移动轴的坐标值,也就是,X轴的坐标值存储到寄存器R1中(步骤S5和S6)。用于停止探头11的移动(或者X轴马达24x的驱动)的方法利用数字控制设备的跳过功能。当输入了指示位置偏差e超过参考值的跳过信号时,根据这个方法,停止在步骤S3中发布的剩余活动指令,并且流程前进至下一个处理。
然后,探头11返回至测量逼近位置,撤回使得不干扰工件7,并且定位到第一逼近线(平行于X轴)上的另一个测量逼近位置(步骤7)。在这个实施例中,以预定数量驱动B轴马达24b来旋转旋转台4,或者以预定数量驱动Z轴马达24z来旋转Z轴部件4,由此防止探头11和工件7相互干扰。在这种状态下,驱动X轴部件2来移动探头11,于是旋转台5或Z轴部件4恢复到其原来的位置。因此,可以在第一逼近线上的其他测量逼近位置定位探头11。
然后,驱动X轴马达24x来朝工件7移动探头11(步骤S8)。当探头11接触工件7时并且如果X轴或者B轴的位置偏差超过了参考值(步骤S9),停止X轴马达24x的驱动(步骤S10),并且然后将X轴坐标值载入到寄存器R2中(步骤S11)。
此外,移动旋转台5或者Z轴部件4来恢复探头11使得不干扰工件7,于是将探头11定位在第二逼近线(平行于Y轴)的一个测量逼近位置上(步骤S12)。在这种情况下,可以通过移动Y轴部件来将探头11相对于工件7定位。然后,驱动Y轴马达24y来将探头朝工件7相对运动(步骤S13)。当工件7和探头11的触针12的顶端上的球13相互接触,并且如果Y轴位置偏差e超过参考值(步骤S14),停止探头11相对于工件7的运动(步骤S15)。详细地,停止Y轴马达24y的驱动来停止Y轴部件3的运动。而且,然后将Y轴坐标值载入到寄存器R3中(步骤S16)。
相同的,撤回探头11使得不干扰工件7,并且在第二逼近线(平行于Y轴)上的其他测量逼近位置上相对于探头11定位工件7(步骤S17)。然后,驱动Y轴马达24y来朝探头11运动工件7(步骤S18)。当工件7和探头11的触针12的顶端上的球13相互接触,并且如果Y轴位置偏差e超过参考值(步骤S19),停止探头11相对于工件7的运动(步骤S20)。详细地,停止Y轴马达24y的驱动来停止Y轴部件3的运动。而且,然后将Y轴坐标值存储到寄存器R4中(步骤S21)。
通过将两个X坐标值相加并且将和除以“2”来获得存储在寄存器R1和R2中的两个X轴坐标值之间的均值坐标值。此外,通过将两个Y坐标值相加并且将和除以“2”来获得存储在寄存器R3和R4中的两个Y轴坐标值之间的均值坐标值。由于X轴和Y轴的均值坐标值表示工件7的中心的坐标值,将由坐标值指示的坐标位置设置为工件的参考位置(步骤S22),于是该工件参考位置设置工程结束。
可选地,在以下方式中获得的工件中心坐标位置可以设置为工件参考位置。确定水平的相对端的坐标值之间的差值,并且将等于这个差值的一半与更小的坐标值的和的坐标值用作工件水平方向上的中心坐标值。确定垂直的相反端的坐标值之间的差值,并且将等于这个差值的一半与更小的坐标值的和的坐标值用作工件垂直方向上的中心坐标值。
基于以这种方式设置的工件参考位置,将探头的触针的顶端带到和工件表面接触,并且通过机上测量设备在机床上测量工件。因为触针的顶端和刀具的切割边缘通过工件参考位置相互关联,基于测量的形状可以明确补偿加工。

Claims (8)

1.一种机床,其由数字控制器控制并具有设置工件的参考位置的功能,其中,工件具有关于两条正交的线对称的加工表面并且装配在机床上,使得所述两条正交的线分别平行于机床坐标系统的轴,所述机床包括:
可移动轴,由流体轴承支撑;
位置检测器,用于分别检测所述可移动轴的位置;
位置偏差确定装置,其针对每个可移动轴确定其指令位置与其由所述位置检测器检测到的位置之间的位置偏差;
测量设备,设置在由所述移动轴移动的机床上,并且包括具有触针的探头,该触针的顶端有小球;
驱动控制装置,其驱动所述可移动轴来将探头从分别平行于两条正交线的直线的相对侧朝工件移动,使得将触针的顶端与工件接触;
接触检测装置,其基于由所述位置偏差检测装置检测到的位置偏差的增加来检测触针的顶端与工件之间的接触;
停止装置,其在所述接触检测装置检测到接触时,停止所述可移动轴;
坐标值获取装置,其在所述接触检测装置检测到接触时,获取所述可移动轴的坐标值;以及
设置装置,其基于由所述坐标值获取装置获得的坐标值来确定工件的中心位置,并将获得的中心位置设置为工件的参考位置。
2.根据权利要求1所述的机床,其中,所述可移动轴包括线性运动轴,用于检测线性运动轴的位置的位置检测器包括分辨率为10纳米或10纳米以下的线性标尺。
3.根据权利要求1所述的机床,其中,所述可移动轴包括直接与马达连接的旋转轴,用于检测旋转轴的位置的位置检测器包括分辨率为千分之十度或者千分之十度以下的编码器。
4.根据权利要求1所述的机床,其中,探头的中心轴垂直于工件的加工表面。
5.根据权利要求1所述的机床,其中,当由所述位置偏差确定装置确定的位置偏差超过了预定值时,所述接触检测装置检测触针的顶端和工件之间的接触。
6.根据权利要求1所述的机床,其中,工件装配在机床上使得加工表面垂直,所述驱动控制装置使触针的顶端从工件的水平方向的相对侧与工件相接触,使得当所述接触检测装置检测到接触时所述坐标值获取装置获取水平坐标值,所述驱动控制装置进一步使触针的顶端沿工件的垂直方向与工件相接触,使得当所述接触检测装置检测到接触时所述坐标值获取装置获取垂直坐标值,并且所述设置装置基于获得的水平坐标值确定工件的水平中心位置,基于获得的垂直坐标值获取工件的垂直中心位置,并且将由水平中心位置和垂直中心位置定义的中心位置设置为工件的参考位置。
7.根据权利要求6所述的机床,其中,所述设置装置获取所获得的水平坐标值之间的第一差值,并且将第一差值的一半与水平坐标值中较小的一个水平坐标值之和设置为工件的水平中心位置的坐标值;获取所获得的垂直坐标值之间的第二差值,并且将第二差值的一半与垂直坐标值中较小的一个垂直坐标值之和设置为垂直中心位置的坐标值;并且将由水平中心位置和垂直中心位置的坐标值所定义的中心位置设置为工件的参考位置。
8.根据权利要求1所述的机床,其中,通过使用工件的所设置的参考位置使触针的顶端与工件的加工表面相接触,由机床上的所述测量设备执行工件的测量。
CNA2008100096738A 2007-02-20 2008-02-20 具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床 Pending CN101249618A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007039192 2007-02-20
JP2007039192A JP4276270B2 (ja) 2007-02-20 2007-02-20 接触検知によるワークの基準位置設定機能を有する工作機械

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101249618A true CN101249618A (zh) 2008-08-27

Family

ID=39190288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008100096738A Pending CN101249618A (zh) 2007-02-20 2008-02-20 具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20080201005A1 (zh)
EP (1) EP1962160A2 (zh)
JP (1) JP4276270B2 (zh)
CN (1) CN101249618A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102207731A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 发那科株式会社 具有工件的测量基准点设定功能的机床
CN102725101A (zh) * 2009-10-01 2012-10-10 格里森工场 用于机床的探测机构
CN103302509A (zh) * 2012-03-13 2013-09-18 东芝机械株式会社 带有机载测定功能的加工装置
CN103419081A (zh) * 2012-05-16 2013-12-04 辅佳材料科技股份有限公司 床台同步定位补偿系统
CN103624557A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种可重复定位二维离线调整工作台
CN109708607A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 检测装置、检测方法及存储设备
CN109894635A (zh) * 2017-12-08 2019-06-18 东芝机械株式会社 主轴装置及机床
CN110582375A (zh) * 2017-05-11 2019-12-17 沃尔特机器制造有限责任公司 研磨和/或腐蚀机,以及测定和/或核对机器的方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4276252B2 (ja) * 2006-10-31 2009-06-10 ファナック株式会社 工具とワークの接触検知機構を有する工作機械
JP4291394B1 (ja) * 2008-03-12 2009-07-08 ファナック株式会社 接触式計測装置
JP4612086B2 (ja) * 2008-10-06 2011-01-12 ファナック株式会社 ワークの計測基準点設定機能を有する工作機械
JP2010105063A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Fanuc Ltd 温度ドリフト補正を行う機上計測装置を用いるワークの形状計測方法および機上計測装置を備えた工作機械
CN102413984B (zh) * 2009-04-28 2014-03-19 三菱电机株式会社 工件测定方法、放电加工方法以及放电加工装置
JP5337955B2 (ja) * 2009-05-19 2013-11-06 株式会社ミツトヨ 形状測定装置、形状測定方法、及びプログラム
KR101157008B1 (ko) 2010-03-29 2012-06-21 화낙 가부시끼가이샤 작업물의 계측 기준점 설정 기능을 갖는 공작 기계
CN102554703B (zh) * 2011-12-09 2014-08-06 上海汽车集团股份有限公司 具有平衡加工余量的铸件初基准加工方法
US20140121821A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 GM Global Technology Operations LLC System and method for determining position in a multiple-axis machine
JP6232752B2 (ja) * 2013-05-31 2017-11-22 セイコーエプソン株式会社 駆動装置、電子部品搬送装置、および電子部品検査装置
CN106181583B (zh) * 2016-08-02 2018-04-24 南京工业大学 基于小切削量试件的五轴制齿机床位置无关误差检测方法
WO2018047312A1 (ja) 2016-09-09 2018-03-15 株式会社牧野フライス製作所 ワーク測定方法
KR20230069911A (ko) 2020-09-20 2023-05-19 시티즌 도케이 가부시키가이샤 공작기계, 위치정보 보정방법, 및 위치정보 보정프로그램
CN112415948B (zh) * 2020-11-25 2022-10-04 长沙埃福思科技有限公司 一种基于带坐标检测功能的数控机床的面型加工方法
CN113427320A (zh) * 2021-06-07 2021-09-24 西北工业大学 一种降低测量不确定度的多轴在机测量规划方法
CN114858056A (zh) * 2022-05-19 2022-08-05 华中科技大学 一种基于深孔测量装置自动大量测量小深孔孔深的方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58206364A (ja) * 1982-05-24 1983-12-01 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械
JPH08350B2 (ja) 1986-07-16 1996-01-10 株式会社フア−スト技研 工作機械におけるワ−ク等の原点設定方法
GB8618152D0 (en) * 1986-07-25 1986-09-03 Renishaw Plc Co-ordinate measuring
JP2775464B2 (ja) * 1989-04-27 1998-07-16 キヤノン株式会社 位置検出装置
US5521707A (en) * 1991-08-21 1996-05-28 Apeiron, Inc. Laser scanning method and apparatus for rapid precision measurement of thread form
JP2809295B2 (ja) * 1992-03-26 1998-10-08 株式会社東京精密 座標測定機及びその測定方法
US5373222A (en) * 1993-03-17 1994-12-13 General Electric Company Datuming device for measuring displacements not parallel with a displacement probe's line of travel
GB2294327A (en) * 1994-10-18 1996-04-24 Rank Taylor Hobson Ltd Roundness measuring
DE19525592A1 (de) * 1995-07-13 1997-01-16 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Koordinatenmessung an Werkstücken
JP3302235B2 (ja) * 1995-09-29 2002-07-15 三菱電機株式会社 電動機の位置制御装置
GB9612383D0 (en) * 1995-12-07 1996-08-14 Rank Taylor Hobson Ltd Surface form measurement
US6279248B1 (en) * 1999-09-22 2001-08-28 Central Purchasing, Inc. Digital measuring system having a multi-row encoder disk
JP2002188940A (ja) * 2000-12-22 2002-07-05 Katsumi Yoshino 測長器
US20020129503A1 (en) * 2001-03-19 2002-09-19 Aerotech, Inc. Manually adjusted stage with nanometer digital readout
JP2002328707A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
JP4163545B2 (ja) * 2003-04-11 2008-10-08 株式会社ミツトヨ 真円度測定機用基準治具
US20050004689A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Ming-Chang Shih Design and control method of a micro-nanometer precision servo pneumatic X-Y positioning table
US7019522B1 (en) * 2004-01-23 2006-03-28 Advanced Design Consulting Usa Apparatus for measuring the magnetic field produced by an insertion device
US7126109B2 (en) * 2004-06-14 2006-10-24 Gsi Group Corporation Encoder scale error compensation employing comparison among multiple detectors
GB0525306D0 (en) * 2005-12-13 2006-01-18 Renishaw Plc Method of machine tool calibration
JP4939110B2 (ja) * 2006-05-16 2012-05-23 株式会社ミツトヨ プローブ、および、表面性状測定装置
JP4276252B2 (ja) * 2006-10-31 2009-06-10 ファナック株式会社 工具とワークの接触検知機構を有する工作機械
JP2008256462A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Fanuc Ltd 形状データの画像表示方法
JP4532577B2 (ja) * 2008-05-23 2010-08-25 ファナック株式会社 数値制御装置と機上計測装置を有する工作機械

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102725101A (zh) * 2009-10-01 2012-10-10 格里森工场 用于机床的探测机构
CN102725101B (zh) * 2009-10-01 2015-10-14 格里森工场 具有探测机构的机床
CN102207731A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 发那科株式会社 具有工件的测量基准点设定功能的机床
CN102207731B (zh) * 2010-03-30 2013-09-04 发那科株式会社 具有工件的测量基准点设定功能的机床
CN103302509A (zh) * 2012-03-13 2013-09-18 东芝机械株式会社 带有机载测定功能的加工装置
TWI598178B (zh) * 2012-03-13 2017-09-11 Toshiba Machine Co Ltd Processing device and method of controlling the profiling using the same
CN103419081A (zh) * 2012-05-16 2013-12-04 辅佳材料科技股份有限公司 床台同步定位补偿系统
CN103624557A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种可重复定位二维离线调整工作台
CN103624557B (zh) * 2013-12-11 2016-04-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种可重复定位二维离线调整工作台
CN110582375A (zh) * 2017-05-11 2019-12-17 沃尔特机器制造有限责任公司 研磨和/或腐蚀机,以及测定和/或核对机器的方法
CN109708607A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 检测装置、检测方法及存储设备
CN109894635A (zh) * 2017-12-08 2019-06-18 东芝机械株式会社 主轴装置及机床

Also Published As

Publication number Publication date
JP4276270B2 (ja) 2009-06-10
JP2008200798A (ja) 2008-09-04
EP1962160A2 (en) 2008-08-27
US20080201005A1 (en) 2008-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101249618A (zh) 具有通过接触检测进行工件参考位置设置功能的机床
JP4291382B2 (ja) 接触検知による取り付け誤差の自動補正機能を有する工作機械
US6973738B2 (en) Measuring method and device, machine tool having such device, and work processing method
CN102207731B (zh) 具有工件的测量基准点设定功能的机床
JP5235284B2 (ja) 測定方法及び工作機械
JPH0525626B2 (zh)
JPH05257514A (ja) 機械補償方法、並びにコンピュータ数値制御機械用の機械補償システム及びプログラム
JP2001269841A (ja) 測定誤差を自動補正する方法及び装置
JP2831610B2 (ja) 測定装置
US4881021A (en) Numerical control equipment
JP4799472B2 (ja) 工具の刃先位置の測定方法及び装置、ワークの加工方法並びに工作機械
JPS61231406A (ja) 寸法測定装置
JPS6114836A (ja) 加工位置の座標系補正装置
EP4134762A1 (en) Machining method
EP3418682B1 (en) Measuring method using touch probe
JPS63289410A (ja) 三次元測定機
JPH081405A (ja) ロストモーション検出方法及び装置
CN113568369B (zh) 全自动机器人零点标定的系统内置测量相对精度方法
EP0312634B1 (en) Numerical control equipment
JPS60177848A (ja) 数値制御工作機における原点補正方法
JPH03121751A (ja) 機械の運動精度測定装置
JPH04193460A (ja) 形状又は面精度測定方法とこれに用いる装置
JP2023030668A (ja) エアスピンドル装置
JPH03111701A (ja) 工作物測定装置を備えた光学素子加工装置
JPH0265950A (ja) 多種類工作物に対応可能な寸法計測方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080827