CN101276217A - 工件基准点检测方法及使用该方法的加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在机体上利用测量器能够在短时间内高精度地检测出基准点即工件端缘的工件基准点检测方法及使用该方法的加工装置。使工件支承台及工具台相对移动，使测量器的测头抵接于工件并克服弹簧力而后退。使工件支承台与工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，测头从工件的端缘脱离。当测头从工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由位置检测装置检测工件支承台与工具台的相对位置。基于检测出的X轴或Y轴方向的相对位置，以及在从测头与工件的端缘一致开始到从工件的端缘脱离而前进的速度达到规定速度为止的期间内工件支承台与工具台相对移动的修正距离，来将工件的端缘作为基准点检测出。

Description

工件基准点检测方法及使用该方法的加工装置

技术领域

本发明涉及在机体上利用测量器检测出工件的基准点的工件基准点检测方法，以及使用该方法而在机体上通过检测器检测工件的基准点的加工装置。

背景技术

以往，对于触针式形状测量机，在专利文献1中公开有如下触针式形状测量机，即其具备：前端的截面形状具有圆弧形状的触针头、用于使触针头沿被测物的被测量面接触扫描的扫描机构、对扫描轨迹的坐标数据进行测量的单元、以及数值数据的运算处理单元，其中运算处理单元根据上述扫描轨迹的多个坐标数据及触针头前端半径来推定接触点的坐标，并根据推定出的接触点坐标的密度检测出被测物的端缘位置。

专利文献1：日本特开2000-298014号公报([0008]段到[0011]段，图2到图4)

以往，在光学部件的超精密加工中，需要检测出工件的基准点坐标。在对球面或者非球面透镜进行超精密加工时，被预先精密加工的工件的顶点坐标成为超精密加工的基准点坐标。例如，在对球面凸透镜进行超精密加工时，使与支承在工件支承台上的工件相对置地设置在工具台上的接触式测量器的测头抵接在工件的顶点附近，并使工具台沿与工件轴线垂直的X轴方向移动，检测出与工具台的X轴方向的各位置对应的测头的Z轴方向位置，并将与该最大值对应的工具台的位置作为基准点的X坐标值。此外，使接触式测量器的测头抵接在工件的顶点附近，并沿与工件轴线垂直的Y轴方向移动架设有工件支承台的滑移台，检测出与滑移台的Y轴方向的各位置对应的测头的Z轴方向位置，并将与该最大值对应的滑移台的位置作为基准点的Y坐标值。

然而，在对平面形状或自由曲面形状的光学部件进行超精密加工时，因工件表面形状没有特征，而无法在工件表面内取得基准点的情况多有发生。在这种情况下，将被预先精密加工过的工件上相互垂直的两端缘的交点作为基准点。

为了对工件的端缘进行检测，在上述专利文献1所记载的基准点检测装置中，根据触头在非测量面上扫描时的扫描轨迹的多个坐标数据、以及触头前端半径来推定接触点的坐标，并从推定出的接触点坐标的密度检测出被测物的端缘位置，因此端缘部的形状，例如形成于端缘部的倒圆形状、尺寸等会给端缘位置的检测精度带来较大影响。另外，为了提高端缘位置的检测精度，需要增多扫描轨迹中多个坐标数据的数量，这样在坐标数据的取得及接触点坐标的推定运算中会花费较多的时间。

发明内容

本发明目的在于提供一种在机体上通过测量器能够在短时间内高精度地检测出基准点即工件的端缘的工件基准点检测方法以及使用该方法的加工装置。

为了解决上述课题，技术方案1所述的构成上的特征如下：一种工件基准点检测方法，使用加工装置并在上述加工装置的机体上检测出工件的基准点，该加工装置具备：对工件进行支承的工件支承台；安装工具的工具台；使上述工件支承台及上述工具台在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置；对上述工件支承台与上述工具台的上述X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置；具有测头的测量器，该测头可沿Z轴方向移动地被支承在与上述工具台连结成一体的主体上，且由作用力朝向上述工件施力，而且由位移检测装置来检测测头相对上述主体的位移，该工件基准点检测方法的特征在于，具备：第一工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于上述工件并克服作用力而后退；第二工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，并使上述测头从上述工件的端缘脱离；第三工序，当上述测头从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测出上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置；第四工序，基于由上述第三工序检测出的上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置，以及上述工件支承台与上述工具台在下述期间内沿X轴或Y轴方向相对移动的修正距离，来将上述工件的X轴或Y轴方向端缘作为基准点检测出，所述期间是指：通过上述工件支承台与上述工具台的相对移动，从上述测头与上述工件的端缘一致开始到从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

技术方案2所述的发明的构成上的特征在于，在技术方案1的基础上，具备：第五工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于由支承台支承的已知长度的物块上，并克服作用力而后退；第六工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度朝一个方向相对移动，使上述测头从上述物块的第一端缘脱离；第七工序，当上述测头从上述物块的第一端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的第一相对位置；第八工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度朝另一个方向相对移动，使上述测头从上述物块的第二端缘脱离；第九工序，当上述测头从上述物块的第二端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的第二相对位置；第十工序，将上述第一相对位置与第二相对位置间的间隔和上述物块的已知长度之差的二分之一，作为上述修正距离来运算。

技术方案3所述的发明的构成上的特征在于，在技术方案2的基础上，将上述物块的第一端缘部及第二端缘部做成与上述工件的端缘部相同形状。

技术方案4所述的发明的构成如下：一种加工装置具备：对工件进行支承的工件支承台；安装工具的工具台；使上述工件支承台及上述工具台在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置；对上述工件支承台与上述工具台的上述X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置；具有测头的测量器，该测头可沿Z轴方向移动地被支承在与上述工具台连结成一体的主体上，且由作用力朝向上述工件施力，而且由位移检测装置来检测测头相对上述主体的位移，该加工装置的特征在于，具备：第一单元，其由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于上述工件并克服作用力而后退；第二单元，其由上述进给装置使上述工件支承台与上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，使上述测头从上述工件的端缘脱离；第三单元，其在上述测头从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测出上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置；第四单元，其基于由上述第三单元检测出的上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置，以及上述工件支承台与上述工具台在下述期间内沿X轴或Y轴方向相对移动的修正距离，来将上述工件的X轴或Y轴方向端缘作为基准点检测出，所述期间是指：通过上述工件支承台与上述工具台的相对移动，从上述测头与上述工件的端缘一致开始到从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

技术方案5所述的发明的构成如下：一种加工装置具备：对工件进行支承的工件支承台；安装工具的工具台；使上述工件支承台及上述工具台在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置；对上述工件支承台与上述工具台的上述X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置；具有测头的测量器，该测头可沿Z轴方向移动地被支承在与上述工具台连结成一体的主体上，且由作用力朝向上述工件施力，而且由位移检测装置来检测测头相对上述主体的位移，该加工装置的特征在于，具备：第一单元，其由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于上述工件并克服作用力而后退；第二单元，其由上述进给装置分别使上述工件支承台与上述工具台在X轴及Y轴方向上以扫描速度相对移动，使上述测头从上述工件的X轴方向端缘及Y轴方向端缘脱离；第三单元，其在上述测头从上述工件的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置分别检测上述工件支承台与上述工具台的X轴及Y轴方向的各相对位置；第四单元，基于由上述第三单元检测出的上述工件支承台与上述工具台的X轴及Y轴方向的各相对位置，以及上述工件支承台与上述工具台在下述期间内在X轴及Y轴方向上相对移动的修正距离，来将上述工件的X轴及Y轴方向端缘的交点作为基准点检测出，所述期间是指：通过上述工件支承台与上述工具台的相对移动，从上述测头与上述工件的各端缘一致开始到从上述工件的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

技术方案6中记载的发明的构成上的特征在于，在技术方案4或5的基础上，从上述测头从上述工件的端缘脱离开始到在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的修正时间存储在上述控制装置的存储装置中，上述第四单元将上述修正时间与上述扫描速度相乘来运算上述修正距离。

在如上述构成的技术方案1涉及的发明中，使工件支承台及工具台相对移动，使测量器的测头抵接于工件并克服作用力而后退，使工件支承台及工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，而使测头从工件的端缘脱离，当测头从工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由位置检测装置检测工件支承台与工具台的X轴或Y轴方向的相对位置，并基于检测出的X轴或Y轴方向的相对位置，以及工件支承台与工具台在下述期间内沿X轴或Y轴方向相对移动的修正距离，来将工件的端缘作为基准点进行检测，所述期间是指：从测头与工件的端缘一致开始到从工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

由此，在对工件的端缘进行检测时，不会受工件的端缘部的形状的影响，通过测头仅在Z轴方向上可移动地支承于主体上的检测器，能够在短时间内高精度地检测工件的端缘。

在如上述构成的技术方案2涉及的发明中，使工件支承台及工具台相对移动，使测量器的测头抵接于由支承台支承的已知长度的物块并克服作用力而后退，使工件支承台及工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度朝一个方向相对移动，测头从物块的第一端缘脱离，当测头从物块的第一端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由位置检测装置检测工件支承台与工具台的X轴或Y轴方向的第一相对位置。使工件支承台及工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度朝另一个方向相对移动，与上述相同地当测头从物块的第二端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，检测工件支承台与工具台的X轴或Y轴方向的第二相对位置。将第一相对位置与第二相对位置间的间隔和物块的已知长度之差的二分之一作为上述修正距离来运算。由此不受形成在测头前端的球状部的半径尺寸误差的影响，能够以简单的构成容易且高精度地求出在测头从工件的端缘脱离开始到在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间内，工件支承台与工具台相对移动的修正距离。

在如上述构成的技术方案3涉及的发明中，由于将用于求出修正距离的物块的第一端缘部以及第二端缘部做成与工件的端缘部相同形状，所以不会受工件的端缘部的形状的影响，能够更高精度地求出修正距离。

在如上述构成的技术方案4涉及的发明中，使工件支承台及工具台相对移动，使测量器的测头抵接于工件并克服作用力而后退，使工件支承台及工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，测头从工件的端缘脱离，当测头从工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由位置检测装置检测工件支承台与工具台的X轴或Y轴方向的相对位置，并基于该检测出的X轴或Y轴方向的相对位置，以及工件支承台与工具台在下述期间内沿X轴或Y轴方向相对移动的修正距离，来将工件的端缘作为基准点检测出，所述期间是指：从测头与工件的端缘一致开始到从工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

由此，在对工件的端缘进行检测时，不会受工件的端缘部的形状的影响，通过使测头相对主体仅在Z轴方向上能够移动地将之支承的检测器，能够在短时间内高精度地检测工件的端缘。

在如上述构成的技术方案5涉及的发明中，使工件支承台及工具台相对移动，使测量器的测头抵接于工件并克服作用力而后退，使工件支承台及工具台在X轴及Y轴方向上以扫描速度分别相对移动，测头从工件的X轴方向端缘及Y轴方向端缘脱离，当测头从工件的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由位置检测装置分别检测工件支承台与工具台的X轴及Y轴方向的各相对位置，基于该检测出的X轴及Y轴方向的各相对位置，以及工件支承台与工具台在下述期间内相对移动的修正距离，来将工件的X轴及Y轴方向端缘的位置作为基准点检测出，所述期间是指：从测头与工件的各端缘一致开始到从工件的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

由此能够提供下述的加工装置，即在以工件的X轴方向端缘及Y轴方向端缘的交点为基准点时，不会受工件的两端缘部的形状的影响，通过测头仅在Z轴方向上可移动地支承于主体上的检测器，能够在短时间内高精度地检测出工件的基准点。

在如上述构成的技术方案6涉及的发明中，由于从测量器的测头从工件的端缘脱离开始到在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的修正时间存储在存储装置中，并将该修正时间与扫描速度相乘来运算修正距离，所以即便改变扫描速度，仍可以通过将存储的修正时间与该扫描速度相乘而容易地求出修正距离。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的超精密加工装置的立体图。

图2是表示超精密加工装置的控制装置的框图。

图3是表示以工件W的X轴及Y轴方向正侧端缘的交点为基准点进行检测的状态的图。

图4是表示测头抵接在工件表面而移动的状态的图。

图5是工件基准点检测程序的流程图。

图6是表示使用物块求出修正距离的状态的图。

图7是修正距离运算程序的流程图。

符号说明如下：

10…超精密加工装置；11…头部；12…Y轴滑移台；13、17、21…引导机构；14、18、22…线性马达；15、19、23…线位移传感器；16…X轴滑移台；20…工件支承台；24…伺服马达；25…主轴；26…工件夹持装置；28…工具台；30…工具；31…测量器；32…主体；33…测头；34…位移检测装置；35…控制装置；36…X轴方向正侧端缘；37…Y轴方向正侧端缘；38…基准点；39…物块；W…工件；Ws…工件表面。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式涉及的工件基准点检测方法以及使用该方法的加工装置进行说明。在图1中，Y轴滑移台12可通过引导机构13沿上下的Y轴方向直线移动地架设在超精密加工装置10的头部11的前面。Y轴滑移台12利用直线马达14(参照图2)沿Y轴方向直线移动，并通过线位移传感器15检测出移动量，从而获取反馈进行位置控制。

X轴滑移台16可通过引导机构17沿左右的X轴方向直线移动地架设在头部11的水平上面。X轴滑移台16利用直线马达18沿X轴方向直线移动，并通过线位移传感器19检测出移动量，从而获取反馈进行位置控制。工件支承台20可通过引导机构21沿前后的Z轴方向直线移动地架设在X轴滑移台16上。工件支承台20利用直线马达22沿Z轴方向直线移动，并通过线位移传感器23检测出移动量，从而获取反馈进行位置控制。通过伺服马达24而旋转的主轴25可绕与Z轴平行的轴线旋转地轴支承在工件支承台20上，在主轴25的前端安装有对工件W进行夹持的工件夹持装置26。

由伺服马达旋转驱动的旋转台27可绕与Y轴平行的轴线旋转地架设在Y轴滑移台12上。在旋转台27的上面固定有工具台28，由马达旋转驱动的工具轴29可绕与X-Z平面平行的轴线旋转地轴支承在工具台28上。将工具30与工件W相对置地安装在工具轴29的前端。在Y轴滑移台12上固定有测量器31的主体32，测头33以仅可沿Z轴方向移动地支承于主体32，并受压缩弹簧的弹簧力(作用力)而朝向工件被施力。测头33相对主体32的位移量通过安装在主体32上的位移检测装置34来检测出。

当根据来自控制装置35的指令而驱动线性马达14、18、22时，Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20将被引导机构13、17、21引导而移动。Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20的移动由线位移传感器15、19、23来检测出，并反馈到控制装置35中。控制装置35基于反馈信号运算Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20的现在位置以及进给速度，并控制线性马达14、18、22，按照指令速度使Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20移动至指令位置。在控制装置35中存储有对Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20的一连串的位置、进给速度等进行记录的NC数据，控制装置35按照NC数据通过线性马达14、18、22使Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20移动，并使工件支承台20与工具台28在X、Y、Z轴方向上发生相对移动。控制装置35内置有数值控制部及数据处理部，其中数值控制部按照NC数据使Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20移动，数据处理部使后述的工件基准点检测程序、修正距离运算程序与数值控制部连动地执行。

使支承工件W的工件支承台20及安装工具30的工具台28在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置，由Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20、引导机构13、17、21、线性马达14、18、22构成，对工件支承台20与工具台28的X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置由线位移传感器15、19、23等构成。

下面，对本发明涉及的工件基准点检测方法与上述超精密加工装置10的动作一起进行说明。在对工件表面Ws为自由曲面的工件W进行加工时，在使主轴25停止在原位置的状态下，将工件W定位并固定在工件夹持装置26上。如图3所示，为了以工件W的X轴方向正侧端缘36与Y轴方向正侧端缘37的交点为基准点进行检测，而控制装置35执行图5所示的工件基准点检测程序。驱动线性马达14、18、22，使Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20移动，使测量器31的测头33的球状前端在基准点38附近移动到与工件表面Ws相对置的位置上(步骤S1)。工件支承台20通过线性马达22沿Z轴方向移动，并使测头33抵接到工件表面Ws并克服弹簧力而后退(步骤S2，参照附图4)。

在步骤S3中，判断X轴、Y轴方向端缘的检测是否结束，因未结束而执行步骤S4，驱动线性马达18使X轴滑移台16以扫描速度向负方向移动，测头33以前端球状部在工件表面Ws上滑动，并对应工件表面Ws的凹凸在Z轴方向上进退移动。控制装置35基于从线位移传感器19及位移检测装置34输入的信号，在极短时间Δt间隔内算出X轴滑移台16的位置Xs、以及测头33相对主体32的Z轴方向位置Zp，并且将测头33相对主体32的Z轴方向位置Zp的极短时间内的变化量ΔZp除以极短时间Δt，来运算测头33在Z轴方向的移动速度Vz(步骤S5)。

根据X轴滑移台16的移动，当测头33的前端球状部的行走方向的后方侧面从工件表面Ws的X轴方向正侧端缘完全脱离时，测头33在Z轴方向上自由地前进。控制装置35判断步骤S5中运算出的测头33的Z轴方向的移动速度Vz是否达到规定速度Vc以上(步骤S6)，并存储达到规定速度Vc以上时的X轴滑移台16的位置Xs1(步骤S7)。

接着，转移到步骤S1，测量器31的测头33的前端球状部在基准点38附近移动到与工件表面Ws相对置的位置，并在步骤S2中通过线性马达22使工件支承台20在Z轴方向上移动，从而使测头33抵接到工件表面Ws上，并克服弹簧力而后退。

在步骤S3中，判断X轴、Y轴方向端缘的检测是否结束，因没有进行Y轴方向端缘的检测而执行步骤S8，驱动线性马达14使Y轴滑移台12以扫描速度向正方向移动，测头33在工件表面Ws上滑动，并对应于凹凸而在Z轴方向上进退移动。控制装置35基于从线位移传感器15及位移检测装置34输入的信号，在数据处理部中以极短时间Δt间隔算出Y轴滑移台12的位置Ys、以及测头33的Z轴方向位置Zp，并且运算测头33的Z轴方向的移动速度Vz(步骤S9)。

根据Y轴滑移台12的移动，当测头33从工件表面Ws的Y轴方向正侧端缘完全脱离时，测头33在Z轴方向上自由地前进。控制装置35判断步骤S9中运算出的测头33的Z轴方向的移动速度Vz是否达到规定速度Vc以上(步骤S10)，并存储达到规定速度Vc以上时的Y轴滑移台16的位置Ys1(步骤S11)。

控制装置35基于步骤S7、S11中检测出的X轴滑移台16的位置Xs1与Y轴滑移台12的位置Ys1，以及X轴、Y轴滑移台16、12在下述期间内移动的修正距离ΔL，并按照式(1)、(2)来运算工件W的X轴及Y轴方向正侧端缘的位置X0、Y0，而作为基准点(X0、Y0)检测出(步骤S12)，所述期间是指：通过工件支承台20与工具台28间的相对移动，从测头33与工件W的各端缘一致开始到从工件W的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度Vz达到规定速度Vc为止的期间。

X0＝Xs1-ΔL…(1)

Y0＝Ys1-ΔL…(2)

从测头33与工件W的X轴或Y轴方向正侧端缘一致开始到从工件W的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度Vz达到规定速度Vc为止的期间内，X轴或Y轴滑移台16、12以扫描速度移动的修正距离ΔL，如后述那样被另行测量，并存储到控制装置35的存储装置中。

通过进给装置使工件支承台20与工具台28相对移动，并使测头33抵接到工件W上而克服弹簧力后退的第一工序、第一单元，由步骤S1及步骤S2构成，相当于权利要求1、权利要求4中的第一工序、第一单元。通过进给装置在X轴或Y轴方向上使工件支承台20与工具台28以扫描速度相对移动，并使测头33从工件W的端缘脱离的第二工序、第二单元，由步骤S4或步骤S8构成，相当于权利要求1、权利要求4中的第二工序、第二单元。当测头33从工件W的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度Vc时，由位置检测装置检测工件支承台20与工具台28的X轴或Y轴方向的相对位置的第三工序、第三单元，由步骤S5～S7或者步骤S9～S11构成，相当于权利要求1、权利要求4中的第三工序、第三单元。基于由第三工序、第三单元检测出的工件支承台20与工具台28的X轴或Y轴方向的相对位置，以及工件支承台20与工具台28在下述期间内，即通过工件支承台20与工具台28间的相对移动，从测头33与工件W的端缘一致开始到从工件W的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度Vz达到规定速度Vc为止的期间内，在X轴或Y轴方向上相对移动的修正距离ΔL，来将工件W的X轴或Y轴方向端缘36、37作为基准点38来检测出的第四工程、第四单元，由步骤S12构成，相当于权利要求1、权利要求4中的第四工序、第四单元。

另外，通过进给装置使工件支承台20与工具台28在X轴及Y轴方向上以扫描速度分别相对移动，并使测头33从工件W的X轴方向端缘及Y轴方向端缘脱离的第二单元，由步骤S4及步骤S8构成，相当于权利要求5所述的第二单元。当测头33从工件W的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度Vz达到规定速度Vc时，由位置检测装置分别检测出工件支承台20与工具台28的X轴及Y轴方向的各相对位置的第三单元，由步骤S5～S7及步骤S9～S11构成，相当于权利要求5所述的第三单元。基于由第三单元检测出的工件支承台20与工具台28间的X轴及Y轴方向的各相对位置，以及工件支承台20与工具台28在下述期间内，即通过工件支承台20与工具台28间的相对移动，从测头33与工件W的各端缘一致开始到从工件W的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度Vz达到规定速度Vc为止的期间内，在X轴及Y轴方向上相对移动的修正距离ΔL，来将工件W的X轴及Y轴方向端缘36、37的交点作为基准点38检测出的第四单元，由步骤S12构成，相当于权利要求5所述的第四单元。

为了求出修正距离ΔL，在使主轴25停止在原位置的状态下，使已知长度A的物块39定位并固定在工件夹持装置26上(参照图6)。控制装置35执行图7所示的修正距离运算程序。驱动线性马达14、18、22，使Y轴滑移台12、X轴滑移台16、工件支承台20移动，而使测量器31的测头33的球状前端移动到与物块39的端面中央部相对置的位置(步骤S21)。工件支承台20通过线性马达22沿Z轴方向移动，使测头33抵接到物块39的端面并克服弹簧力而后退(步骤S22)。

在步骤S23中，判断X轴方向的正侧端缘及负侧端缘的检测是否结束，因未结束而执行步骤S24，驱动线性马达18使X轴滑移台16以扫描速度向负方向移动，测头33以前端球状部在物块39的端面上滑动。控制装置35基于从线位移传感器19及位移检测装置34输入的信号，以极短时间Δt间隔算出X轴滑移台16的位置Xs、以及测头33相对主体32的Z轴方向位置Zp，并且将测头33相对主体32的Z轴方向位置Zp的极短时间内的变化量ΔZp除以极短时间Δt，运算测头33的Z轴方向的移动速度Vz(步骤S25)。

根据X轴滑移台16的负方向移动，当测头33从物块39的X轴方向正侧端缘完全脱离时，测头33在Z轴方向上自由地前进。控制装置35判断步骤S25中运算出的测头33的Z轴方向的移动速度Vz是否达到规定速度Vc以上(步骤S26)，并存储达到规定速度Vc以上时的X轴滑移台16的位置Xs1(步骤S27)。

接着，转移到步骤S1，测量器31的测头33的前端球状部移动到与物块39的端面中央部相对置的位置，并在步骤S22中通过线性马达22使工件支承台20在Z轴方向上移动，而使测头33抵接到物块39的端面并克服弹簧力而后退。

在步骤S23中，判断X轴方向的正侧端缘、负侧端缘的检测是否结束，因没有进行负侧端缘的检测而执行步骤S28，通过线形马达18使X轴滑移台16以扫描速度向正方向移动，测头33在物块39的端面上滑动。控制装置35基于从线位移传感器19及位移检测装置34输入的信号，以极短时间Δt间隔算出X轴滑移台16的位置Xs、以及测头33的Z轴方向位置Zp，并且运算测头33的Z轴方向的移动速度Vz(步骤S29)。

根据X轴滑移台16的正方向移动，当测头33从物块39的X轴方向负侧端缘完全脱离时，测头33在Z轴方向上自由地前进。控制装置35判断步骤S29中运算出的测头33的Z轴方向的移动速度Vz是否达到规定速度Vc以上(步骤S30)，并存储达到规定速度Vc以上时的X轴滑移台16的位置Xs2(步骤S31)。

控制装置35按照式(3)，将步骤S27、S31中检测出的X轴滑移台16的第一位置Xs1及第二位置Xs2间的间隔，和物块39的已知长度A之差的二分之一，修正距离ΔL来运算(步骤33)。

ΔL＝{(Xs1-Xs2)-A}/2  …(3)

在上述实施方式中，虽然将测头从物块的X轴方向正侧端缘、负侧端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时的X轴滑移台16的第一、第二位置Xs1、Xs2的差和物块的已知长度之间的差的1/2作为修正距离ΔL，但也可以正确地检测出相对于测头的物块的端缘位置，根据通过工件支承台与工具台的相对移动而测头从物块的端缘脱离并在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时的工件支承台与工具台的相对位置、和相对于测头的物块的端缘位置之间的差来求出修正距离。

另外，在上述实施方式中，虽然将修正距离ΔL存储在控制装置35的存储装置中，但也可以通过将修正距离ΔL除以扫描速度来算出测量器31的测头33从工件W的端缘脱离后在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的修正时间，并将该修正时间存储到存储装置中。由此，即便改变扫描速度，仍可以通过将存储的修正时间和该扫描速度相乘而容易地求出修正距离。

在本实施方式中，为了使测头33向工件W施力，虽然对使用压缩弹簧的弹簧力的例子进行表示，但并不局限于此，例如也可以利用汽缸或油压等产生的作用力，还可以利用测头33的自身的自重来压靠于工件W上。

Claims (6)

1.一种工件基准点检测方法，使用加工装置并在上述加工装置的机体上检测出工件的基准点，该加工装置具备：对工件进行支承的工件支承台；安装工具的工具台；使上述工件支承台及上述工具台在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置；对上述工件支承台与上述工具台的上述X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置；具有测头的测量器，该测头可沿Z轴方向移动地被支承在与上述工具台连结成一体的主体上，且由作用力朝向上述工件施力，而且由位移检测装置来检测测头相对上述主体的位移，该工件基准点检测方法的特征在于，具备：

第一工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于上述工件并克服作用力而后退；

第二工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，并使上述测头从上述工件的端缘脱离；

第三工序，当上述测头从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测出上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置；

第四工序，基于由上述第三工序检测出的上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置，以及上述工件支承台与上述工具台在下述期间内沿X轴或Y轴方向相对移动的修正距离，来将上述工件的X轴或Y轴方向端缘作为基准点检测出，所述期间是指：通过上述工件支承台与上述工具台的相对移动，从上述测头与上述工件的端缘一致开始到从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

2.根据权利要求1所述的工件基准点检测方法，其特征在于，具备：

第五工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于由支承台支承的已知长度的物块上，并克服作用力而后退；

第六工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度朝一个方向相对移动，使上述测头从上述物块的第一端缘脱离；

第七工序，当上述测头从上述物块的第一端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的第一相对位置；

第八工序，由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度朝另一个方向相对移动，使上述测头从上述物块的第二端缘脱离；

第九工序，当上述测头从上述物块的第二端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的第二相对位置；

第十工序，将上述第一相对位置与第二相对位置间的间隔和上述物块的已知长度之差的二分之一，作为上述修正距离来运算。

3.根据权利要求2所述的工件基准点检测方法，其特征在于，将上述物块的第一端缘部及第二端缘部做成与上述工件的端缘部相同形状。

4.一种加工装置，具备：对工件进行支承的工件支承台；安装工具的工具台；使上述工件支承台及上述工具台在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置；对上述工件支承台与上述工具台的上述X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置；具有测头的测量器，该测头可沿Z轴方向移动地被支承在与上述工具台连结成一体的主体上，且由作用力朝向上述工件施力，而且由位移检测装置来检测测头相对上述主体的位移，该加工装置的特征在于，具备：

第一单元，其由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于上述工件并克服作用力而后退；

第二单元，其由上述进给装置使上述工件支承台与上述工具台在X轴或Y轴方向上以扫描速度相对移动，使上述测头从上述工件的端缘脱离；

第三单元，其在上述测头从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置检测出上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置；

第四单元，其基于由上述第三单元检测出的上述工件支承台与上述工具台的X轴或Y轴方向的相对位置，以及上述工件支承台与上述工具台在下述期间内沿X轴或Y轴方向相对移动的修正距离，来将上述工件的X轴或Y轴方向端缘作为基准点检测出，所述期间是指：通过上述工件支承台与上述工具台的相对移动，从上述测头与上述工件的端缘一致开始到从上述工件的端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

5.一种加工装置，具备：对工件进行支承的工件支承台；安装工具的工具台；使上述工件支承台及上述工具台在相互垂直的X、Y、Z轴方向上相对移动的进给装置；对上述工件支承台与上述工具台的上述X、Y、Z轴方向的各相对位置进行检测的位置检测装置；具有测头的测量器，该测头可沿Z轴方向移动地被支承在与上述工具台连结成一体的主体上，且由作用力朝向上述工件施力，而且由位移检测装置来检测测头相对上述主体的位移，该加工装置的特征在于，具备：

第一单元，其由上述进给装置使上述工件支承台及上述工具台相对移动，使上述测头抵接于上述工件并克服作用力而后退；

第二单元，其由上述进给装置分别使上述工件支承台与上述工具台在X轴及Y轴方向上以扫描速度相对移动，使上述测头从上述工件的X轴方向端缘及Y轴方向端缘脱离；

第三单元，其在上述测头从上述工件的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度时，由上述位置检测装置分别检测上述工件支承台与上述工具台的X轴及Y轴方向的各相对位置；

第四单元，基于由上述第三单元检测出的上述工件支承台与上述工具台的X轴及Y轴方向的各相对位置，以及上述工件支承台与上述工具台在下述期间内在X轴及Y轴方向上相对移动的修正距离，来将上述工件的X轴及Y轴方向端缘的交点作为基准点检测出，所述期间是指：通过上述工件支承台与上述工具台的相对移动，从上述测头与上述工件的各端缘一致开始到从上述工件的各端缘脱离而在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的期间。

6.根据权利要求4或5所述的加工装置，其特征在于，从上述测头从上述工件的端缘脱离开始到在Z轴方向上前进的速度达到规定速度为止的修正时间存储在上述控制装置的存储装置中，上述第四单元将上述修正时间与上述扫描速度相乘来运算上述修正距离。

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