CN102107373A - 加工机械的多功能机内测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能机内测定装置，在能够对工件进行各种加工的数控工作机械等加工机械中，不用再次夹装工件，就能够通过一个测量单元对加工完的工件进行各种测定，在X轴滑动件上配置有安装了带轴砂轮的水平轴单元、安装了能够变更为垂直轴状态或斜轴状态的工具保持架部的Y轴单元和机内测量单元。一个机内测量单元具有对已加工的工件测定内径、外形、阶梯差等工件的形状尺寸的接触式传感器和追踪并测定球面、非球面的端面等的表面形状的位移传感器的功能。

Description

加工机械的多功能机内测定装置

技术领域

本发明涉及加工机械的多功能机内测定装置，例如，在相对于把持工件的主轴移动的X轴滑动件(slide)上至少配置有机内测量单元的加工机械中，能够通过一个机内测量单元测定工件的外径、内径、阶梯差等形状尺寸，并且追踪(trace)端面等表面的球面形状、非球面形状等表面形状来测定工件的形状误差等。

背景技术

以往，在车床、磨床、数控工作机械等加工机械中，通常是将工件加工为规定的图纸形状，暂时将该工件从加工机械上拆下，通过机外的测定器来测定并确认工件的各种加工状态。另外，还已知有如下的加工机械，在加工机械内不松开卡盘地测定工件，如果没有将工件加工成希望的形状，则再对该工件进行修正加工。但是，加工机械的机内测定方法针对工件分为接触式传感器式和位移仪式，在接触式传感器式中，主要测量已加工的工件的直径、长度、阶梯差等形状尺寸，另外，在位移仪式中，追踪已加工的工件的端面等表面来测量球面形状、非球面形状等表面形状或它们的形状误差。

以往，例如在JP特开2006-43779号公报中公开了测定已加工的工件的自由曲面形状的自由曲面形状测定方法。

该自由曲面形状测定方法为如下方法，即，在具有工件主轴和工具主轴的正交三轴加工机械上安装有位移测定装置，以将工件的测定点和从测定点起向下的线与位移测定装置的测头中心轴线垂直相交的交点进行连接的矢量与测定点处的自由曲面的法线矢量所成的角度为恒定的方式，对正交三轴加工机械进行三轴控制，来对工件的自由曲面的形状进行测定加工。

另外，例如在JP特开2005-103667号公报中公开了如下的自由曲面加工装置，即，在对模具等的球面、非球面、自由曲面进行加工的加工装置中，保持工件固定在夹具上的状态，利用接触式测量器测量工件的加工面。

该自由曲面加工装置以在加工时使接触式测量器与工具分离，在测定时使测头(probe)的突出方向线与旋转轴线交叉并且使测头的突出量恒定的方式在Z轴、X轴方向上扫描，形成Z轴数据和X轴数据来测定工件的加工面的形状，并且保存这些测定值。在包括旋转轴的规定测定范围内测定了工件后，使工件旋转180°，再次测定工件的加工面的形状，作为Z轴数据和X轴数据进行保存，计算出加工面形状。

另外，作为车床的机内测量器的校正装置，例如在JP特开平5-208344号公报中公开了如下的校正装置，即，以工件安装在主轴上的状态测量加工完的工件的外径等，来校正测定值修正量的设定值。在具有测量保持在主轴上的工件的尺寸的机内测量器和高架装载器(gantry loader)的自动运转数控车床中，该机内测量器的校正装置具有标准工件(master work)的常置部、校正用装载器指令单元和校正执行单元，其中，所述校正用装载器指令单元在自动运转中的规定时通过高架装载器将常置部的标准工件安装在主轴上，所述校正执行单元通过机内测量器测量该安装的标准工件，来更新机内测量器的测量修正量的设定值。

但是，本案申请人对数控工作机械进行了下述开发，已经提出了专利申请，即，在不用再次装夹工件的情况下，改变工具的姿势或者更换为其他的工具，同时进行一系列的加工，而能够高精度且迅速地实现对工件进行的各种研磨、切削加工(例如，参照JP特开2007-253306号公报)。该数控工作机械具有：主轴，其可旋转地配置在主轴台上，并且安装用于保持工件的卡盘；X轴滑动件，其能够在与主轴进行移动的Z轴方向垂直的X轴方向上移动；在X轴滑动件上装载有安装了带轴砂轮的水平轴单元和Y轴单元，该Y轴单元安装了能够变更为垂直轴状态或斜轴状态的工具单元。在工具单元为垂直轴状态时，将Y轴单元的保持架基座设置为与X轴方向平行，在工具单元为斜轴状态时，将保持架基座设置为与X轴方向垂直。而且，所述数控工作机械，Y轴单元安装在转动板上，该转动板可转动地安装在固定于X轴滑动件上的基座板上，通过使转动板在基座板上旋转90°，保持架基座的位置改变，在基座板上设置有引导转动板转动的调节板。另外，关于所述数控工作机械，在将工具单元以斜轴状态安装在Y轴单元上的情况下，使工具单元在保持架基座上下降预先决定的规定量，接着使工具单元倾斜预先决定的规定量，然后将工具单元固定设置在Y轴单元上。

但是，在本案申请人的上述的JP特开2007-253306号公报中公开的数控工作机械中，未公开对于进行了各种研磨、切削加工的工件，通过机内测定装置测定工件的外形等各种尺寸和测定工件的形状误差等表面形状。另外，在现有的机内测定装置中，存在如下的问题，即，因传感器的类型不同，使用方法不同，对于一个测量单元来说，存在不能对工件的各种外形和表面形状都进行机内测定。另外，若在数控工作机械等加工机械中安装另外的测量单元，则机内用于加工的有效空间变小，在现有的机内没有多余的空间，测量单元的设置位置的制约大，实际上存在不能设置多个测量单元的问题。另外，在数控工作机械等加工机械中，即使是精度高的超精密加工机械，也存在加工工件时刀具发生磨损的现象，在产生刀具磨损的情况下对工件进行加工，加工工件时会使外形尺寸和表面形状发生误差，因此，不能可靠且高精度地加工工件，而出现问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种加工机械的多功能机内测定装置，能够例如在本案申请人开发的JP特开2007-253306号公报所公开的数控工作机械等加工机械中，对于进行了各种加工的工件，通过一个机内测量单元能够测定工件的直径、阶梯差等形状尺寸和工件的球面形状、非球面形状和它们的形状误差等表面形状，在将机内测量单元用作测量工件的外径、内径、锥度(taper)、阶梯差等外形等的形状尺寸的接触式传感器时，通过滑动件固定用夹具将滑动件固定在空气静压滑动件单元的滑动件基座上，通过所内置的接触式传感器并以与非加工工件接触时的坐标为基准进行测量，另外，在将机内测量单元用作追踪工件的球面形状、非球面形状或其他各种表面形状来测量工件的形状和误差的位移传感器时，能够不固定空气静压滑动件单元的滑动件，通过与工件接触的接触式测头读取前后的移动进行测量，由此，能够利用一个机内测量单元，通过机内测定高精度地实现对工件的各种测定，使装置本身小型化，缩短工件的测定时间，提高工件加工的生产性。

本发明涉及一种加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，具有：主轴，其能够旋转地设置在主轴台上，并且将工件支撑为能够旋转；X轴滑动件，其能够在与作为所述主轴的轴心的Z轴方向垂直的X轴方向上移动；机内测量单元，其配置在所述X轴滑动件上；所述机内测量单元具有：单元基座，其固定在所述X轴滑动件上；空气静压滑动件单元，其包括安装在所述单元基座上的滑动件基座和能够相对于所述滑动件基座滑动的滑动件；接触式测头，其安装于固定在所述滑动件上的接触式传感器主体上，并且向所述主轴侧延伸而能够与所述工件接触；位移传感器，其与所述滑动件连接；滑动件固定装置，其将所述滑动件和所述滑动件基座固定在一起或解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定；通过利用所述滑动件固定装置将所述滑动件固定在所述滑动件基座上，从而所述接触式测头构成为与所述工件接触来测量所述工件的外形尺寸的形状尺寸的接触式传感器，通过利用所述滑动件固定装置解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定而使所述滑动件能够滑动，从而所述接触式测头追踪所述工件的端面的表面形状，经由所述滑动件传递所测量的所述接触式测头的轴向变动，而构成为所述位移传感器。

在该多功能机内测定装置中，通过所述接触式传感器测量的所述工件的测定对象是所述工件的所述形状尺寸，所述工件的所述形状尺寸指所述工件的外径、内径、阶梯差、或圆角的绝对值，另外，通过所述位移传感器测量的所述工件的测定对象是所述工件的球面形状、非球面形状、形状误差或伴随由阶梯差、锥度、球面构成的连续形状带来的端面的所述表面形状。

另外，在该多功能机内测定装置中，所述滑动件和所述位移传感器通过固定在所述滑动件上的连接杆以及连接所述连接杆和所述位移传感器的联轴器连接在一起。

另外，该多功能机内测定装置，在所述空气静压滑动件单元的所述滑动件基座和所述单元基座的连接途中设置有倾斜调整用单元和高度调整用单元，所述倾斜调整用单元调整所述空气静压滑动件单元相对于所述单元基座的倾斜，所述高度调整用单元调整所述空气静压滑动件单元相对于所述单元基座的高度。

另外，在该多功能机内测定装置中，固定在所述滑动件上的所述连接杆贯通形成在所述倾斜调整用单元和所述高度调整用单元上的中央空腔，并向所述位移传感器延伸。另外，所述滑动件固定装置由将所述滑动件固定在所述滑动件基座上的滑动件固定用板构成。进一步，所述接触式测头对所述工件的按压力由设置在所述空气静压滑动件单元上的触压调整弹簧调整。

该加工机械的多功能机内测定装置，在所述X轴滑动件上分别装载有由第一磨削主轴驱动并且安装第一砂轮的水平轴单元和由第二磨削主轴驱动并且安装第二砂轮的Y轴单元，在设置于所述Y轴单元上的保持架基座上安装有能够变更为垂直轴状态或斜轴状态中的任一状态的工具保持架部。而且，所述机内测量单元处在所述水平轴单元和所述Y轴单元之间的位置并配置在所述X轴滑动件上。

或者，该加工机械的多功能机内测定装置，在所述X轴滑动件上与所述机内测量单元相邻地安装有保持架基座，在所述保持架基座上固定有安装各种车刀的车刀保持架。

本发明的加工机械的多功能机内测定装置如上述那样构成，因而具有如下的效果，即，包含在刀具磨损时对工件进行加工产生尺寸或形状误差的情况在内，能够通过一个机内测量单元，对已加工的工件测定所产生的全部的尺寸误差和形状误差，能够在不从主轴上拆下工件的情况下对工件进行修正加工，并且易于高精度地测量工件的各种误差，例如，对于光学模具等，能够同时进行外径、内径、端面等的一般加工和透镜部的球面加工和非球面加工等，在对透镜等工件进行加工后，不用松开卡盘，能够在机内进行全部测量。

附图说明

图1是表示安装了本发明的多功能机内测定装置的数控工作机械的俯视图。

图2是表示图1的数控工作机械的使Y轴单元倾斜的状态的俯视图。

图3是表示图1的数控工作机械的多功能机内测定装置的侧视图。

图4是表示图3的多功能机内测定装置的侧视放大图。

图5是表示图3的多功能机内测定装置的俯视图。

图6是示出了图5的多功能机内测定装置，并放大表示A区域和B区域的局部剖切的俯视放大图，

图7是表示图3的多功能机内测定装置的后视图。

图8是表示安装了本发明的多功能机内测定装置的车床等加工机械的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图，以安装了本发明的多功能机内测定装置的加工机械中的数控工作机械为例进行说明。该多功能机内测定装置能够适用于各种类型的加工机械。该数控工作机械例如具有：Z轴滑动件3，其配置在机座(bed)1上，并且能够在Z轴方向上往复移动；主轴台11，其设置在Z轴滑动件3上，支撑主轴10，并且该主轴10能够自由旋转；X轴滑动件2，其与Z轴工作台3相独立地设置在机座1上，并且能够在与Z轴滑动件3往复移动的Z轴方向垂直的X轴方向上移动。Z轴滑动件3在机座1上通过伺服马达等马达(未图示)在Z轴方向上往复移动。另外，可自由旋转地支撑在主轴台11上的主轴10例如通过主轴马达驱动而进行旋转。在主轴10的前端设置有把持工件19的卡盘12。工件19被卡盘12把持着，并通过主轴10的旋转驱动而进行旋转。另外，X轴滑动件2能够在与Z轴工作台3的Z轴方向垂直的X轴方向上移动，以与安装在主轴10的卡盘12上的工件19相向的方式配置在机座1上。X轴滑动件2构成刀架单元，在机座1上通过伺服马达等马达(未图示)在X轴方向上往复移动。

在该数控工作机械的X轴滑动件2上配置有水平轴单元5和与水平轴单元5相隔配置的Y轴单元4这两种刀架、以及与该两种刀架相邻并且在图1中位于中间位置的机内测量单元6，该机内测量单元6构成作为本申请的发明的特征的多功能机内测定装置。在该数控工作机械中，在水平轴单元5和Y轴单元4上组装有磨削主轴13，驱动对工件19磨削加工的砂轮等工具进行旋转。

水平轴单元5具有能够相对于固定在X轴滑动件2上的基座24在水平方向上进行变更的保持架64，在保持架64上安装有能够改变安装角度地安装的工具保持架部25，通过使保持架64在基座24上旋转移动并将保持架64固定在基座24上，从而能够改变工具保持架部25在水平方向上的朝向。用于安装带轴砂轮32等工具的工具保持架部25设置在保持架64上并且与保持架64形成一体结构。另外，在Y轴单元4上所设置的保持架基座15、16上安装有姿势能够改变为垂直轴状态或斜轴状态中的任一状态的工具保持架部26。在将工具保持架部26在Y轴单元4上安装成斜轴姿势的情况下，若将圆筒型砂轮18作为带轴砂轮32设置于安装在工具保持架部26上的开口夹(coller)工具14(图2)上，则适于加工小直径的工件19。工具保持架部26经由保持架基座15、16能够以两种状态即两种姿势安装在Y轴单元4上。在该数控工作机械中，在工具保持架部26以垂直轴状态的姿势安装在Y轴单元4上的情况下，Y轴单元4的保持架基座15、16以与X轴方向平行的方式设置在X轴滑动件2上。另外，在工具保持架部26以斜轴状态的姿势安装在Y轴单元4上的情况下，Y轴单元4的保持架基座15、16以与X轴方向垂直的方式设置在X轴滑动件2上。

本发明的加工机械的多功能机内测定装置设置在上述数控工作机械上。在该数控工作机械的X轴滑动件2上分别装载即配置有水平轴单元5、作为垂直轴单元的Y轴单元4和构成多功能机内测定装置的机内测量单元6，其中，水平轴单元5由磨削主轴13驱动，并且安装有对工件19进行加工的带轴砂轮32，Y轴单元4由磨削主轴13驱动，并且安装有对工件19进行加工的算盘珠型砂轮17或圆筒形砂轮18，机内测量单元6配置在水平轴单元5和Y轴单元4之间。另外，在设置于Y轴单元4上的保持架基座15、16上安装有能够改变为垂直轴状态或斜轴状态中的任一状态的工具保持架部26。

机内测量单元6经由单元基座20安装在X轴滑动件2上。机内测量单元6具有：空气静压滑动件单元22，其包括安装于单元基座20上的滑动件基座45和能够在该滑动件基座45上滑动的滑动件21，该单元基座20固定在X轴滑动件2上；接触式测头8，其安装在接触式传感器主体7上，并且向主轴10侧延伸而能够与工件19接触，其中，接触式传感器主体7通过紧固夹具36、37固定在滑动件21上；位移传感器9，其与滑动件21连接；滑动件固定用板30等滑动件固定装置，用于将滑动件21和滑动件基座45固定在一起或解除滑动件21与滑动件基座45的固定。对于进行了各种磨削加工的工件19，机内测量单元6测定工件19的外径、内径、阶梯差等外形等的形状尺寸，并且追踪并测量工件19的球面形状、非球面形状等表面形状，还能够测定它们的形状误差等。关于该多功能机内测定装置，在通过滑动件固定用板30将滑动件21固定在滑动件基座45上的状态下，接触式测头8构成测量工件19的外形等形状尺寸的接触式传感器，另外，在通过滑动件固定用板30使滑动件21与滑动件基座45解除固定的滑动状态下，接触式测头8追踪并测量工件19的端面等表面形状，接触式测头8的轴向变动经由滑动件21传递至位移传感器9，通过变动的位移传感器9测定工件19的表面形状。即，该多功能机内测定装置能够对工件19进行不同的两种测定即形状尺寸和表面形状的测定。在该多功能机内测定装置中，利用固定在空气静压滑动件单元22和倾斜调整用单元27的滑动构件40上的一对加强板55加强空气静压滑动件单元22，使其刚性提高。

在机内测量单元6中的空气静压滑动件单元22的上部设置有用于调整接触式测头8相对于工件19的触压的一对弹簧23。弹簧23具有调整接触式测头8相对于工件19的按压力即触压的功能。在触压调整机构中，在滑动件21的前后固定有端板60，在两端板60上安装有固定弹簧23的一端的弹簧挂接棒58。另外，在滑动件21的上表面安装有调整板57，并且该调整板57能够滑动。在调整板57上安装有固定弹簧23的另一端的弹簧挂接棒59。如图5所示，在机内测量单元6中，在设置于调整板57上的作为调整孔的长孔61中插入固定螺钉62，由此，通过固定螺钉62将调整板57固定在滑动件21的被调整了的规定位置上。

滑动件21能够向前后稍微调整移动，例如±1mm左右。将千分表(dial gauge)与滑动件21的前表面接触，与行程(stroke)中心对齐，将弹簧23挂接在弹簧挂接棒58、59上，通过调整板57调整至行程中心。另外，接触式测头8在突出长度短时，还能够使用加长杆(extension bar)(未图示)。空气静压滑动件单元22被支撑为，下表面通过调节螺钉或球塞(ball plunger)等支撑构件56装载在单元基座20上的状态，从而确保稳定性。

关于机内测量单元6，通过能够由板构成的滑动件固定装置将滑动件21固定在滑动件基座45上，对内置于接触式传感器主体7中的接触式传感器施力，测量工件19的外径、内径、阶梯差等工件尺寸，另外，通过滑动件固定装置接触滑动件21与滑动件基座45的固定并且将接触式测头8的变动传递至位移传感器9，对位移传感器9施力，追踪工件19的球面形状、非球面形状等表面形状，测量它们的形状误差等。该多功能机内测定装置，通过所内置的接触式传感器并使用与未加工的工件19接触时的坐标进行测量，在为了测量工件19的球面形状、非球面形状等端面等的表面形状而进行追踪时，解除空气静压滑动件单元22中的滑动件21与滑动件基座45的固定，使通过与工件19接触的接触式测头8读取前后的运动的位移传感器9发挥功能，追踪并测量工件形状。位移传感器9在箱体54内贯通而设置，例如使用分辨率为0.01μm精度的位移传感器。

另外，如图4和图6所示，在该多功能机内测定装置中，利用固定在滑动件21上的连接杆35和联轴器34连接滑动件21和位移传感器9，其中，联轴器(joint)34连接连接杆35和位移传感器9。详细地说，如附图标记39所示，连接杆35的一端部螺入并且固定在紧固夹具36上，该紧固夹具36固定在滑动件21上。连接杆35的另一端部通过具有螺钉和螺母的联轴器34固定在位移传感器9上。另外，在该多功能机内测定装置中，空气静压滑动件单元22经由高度调整用单元28和倾斜调整用单元27安装在单元基座20上。另外，通过高度调整用单元28调整接触式测头8相对于工件19的高低状态，另外，通过倾斜调整用单元27调整触式测头8相对于工件19的倾斜状态。因而，通过高度调整用单元28，调节空气静压滑动件单元22相对于单元基座20的高度，另外，通过倾斜调整用单元27，调节空气静压滑动件单元22相对于单元基座20的倾斜。另外，在固定了接触式传感器主体7的滑动件21上固定有连接杆35，该连接杆35贯通高度调整用单元28的中央孔等中央空腔52和倾斜调整用单元27的中央孔等中央空腔53。利用联轴器34连接连接杆35和位移传感器9。由此，滑动件21和位移传感器9经由连接杆35和联轴器34连接起来。因而，当接触式测头8与工件19接触而按照工件19的表面形状在轴向上进行变动时，该轴向上的变动传递至滑动件21，滑动件21在轴向上进行移动，滑动件21轴向上的移动经由连接杆35传递至位移传感器9。

在该多功能机内测定装置中，高度调整用单元28包括固定构件43和滑动构件42，其中，固定构件43在高度引导工作台中安装于固定在单元基座20上的板44上，滑动构件42通过高度调整用旋钮48相对于固定构件43在高度方向上移动。通过高度调整用旋钮48在高度方向上进行调整，然后利用高度单元固定用的固定螺钉31固定滑动构件40。高度调整用旋钮48是微型旋钮，例如以如下方式进行调节，即，在向下方调整旋钮48时，滑动构件42向下方移动，在向上方调整旋钮48时，滑动构件42向上方移动。旋钮48和滑动构件42仅接触，而没有相互固定。在滑动构件42和固定构件43之间安装有弹簧63，如果解除利用固定螺钉31的固定，则滑动构件42借助弹簧63的弹力复原到原来的位置。另外，倾斜调整用单元27包括固定在高度调整用单元28的滑动构件42上的固定构件41和安装在空气静压滑动件单元22上的滑动构件40，通过倾斜调整用旋钮49使滑动构件40的凸面47相对于固定构件41的凹面46滑动来进行位置设定，从而设定空气静压滑动件单元22的倾斜状态，并利用倾斜单元固定用的固定螺钉33进行固定。如果解除利用固定螺钉33的固定，滑动构件40通过弹力复原到原来的位置。倾斜调整用旋钮49的动作除了调整倾斜状态以外，与高度调整用旋钮48相同。滑动构件40的运动除了调整倾斜状态以外，与滑动构件42的运动相同。

该多功能机内测定装置，在通过接触式传感器测定已加工的工件19的外径、内径、阶梯差等外形的形状尺寸时，利用螺钉等将滑动件固定用板30安装在空气静压滑动件单元22上，并通过滑动件固定用板30将空气静压滑动件单元22的滑动件21固定在滑动件基座45上，使接触式测头8发挥接触式传感器的功能，利用通常测定方法测定已加工的工件19的上述各种形状尺寸。在测定工件19的形状尺寸时，通过计算机处理使接触式测头8与工件19的外形形状接触而发挥接触式传感器的功能得到的信息，来测定工件19的外形等形状尺寸。

在测定已加工的工件19的球面形状、非球面形状等表面形状时，解除对空气静压滑动件单元的固定，因而解除滑动件固定用板30与空气静压滑动件单元22的滑动件21之间的固定，使滑动件21相对于滑动件基座45形成活动状态即形成滑动状态，使接触式传感器中的接触式测头8为位移传感器9的触手，接触式测头8在前后方向上的微小的位置变动经由空气静压滑动件单元22的滑动件21和连接杆35传递至位移传感器9，通过位移传感器9在前后方向上的变动来追踪并测定工件19的表面形状。即，在测定已加工的工件19的表面形状时，使空气静压滑动件单元22形成自由状态，接触式测头8依照工件19的表面进行追踪测定，通过计算机解析该数据即信息，来表示阶梯差或凹凸形状。然后，作成考虑了一次加工程序和其误差量的修正程序，加工工件19的表面而对工件19的加工表面的形状误差进行修正。在现有的加工方法中，在对工件19进行曲面加工时，关于工件形状，仅通过接触式传感器测定圆角的绝对值，对加工面的追踪在机外进行测定，因而必须再次将工件19安装在机内，需要操作的时间，或者产生误差。但是，在该多功能机内测定装置中，利用位移传感器9的追踪易于了解球面等加工面的表面状态，反馈给加工，能够持续进行具有精度的加工，不会出现因再次夹装而产生的加工工件的偏心，或者不花费操作时间。

下面，参照图8，说明本发明的加工机械的多功能机内测定装置的其他实施例。该实施例的加工机械采用车床，在发挥刀架单元65功能的X轴滑动件2上以与机内测量单元6相邻的方式安装有至少一个(图8中为两个)保持架基座66，在保持架基座66上固定有安装各种(图8中为两种)车刀B1、B2、B3、B4的车刀保持架67。本实施例的机内测量单元6能够获得与上述实施例相同的功能。

该加工机械的多功能机内测定装置例如适用于通过车刀、砂轮等工具切削加工工件的车床、磨床、数控工作机械等加工机械，优选用于通过一个测量单元测定工件的外径、内径等形状尺寸和球面形状、非球面形状等表面形状。

Claims (10)

1.一种加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

具有：主轴，其能够旋转地设置在主轴台上，并且将工件支撑为能够旋转；X轴滑动件，其能够在与作为所述主轴的轴心的Z轴方向垂直的X轴方向上移动；机内测量单元，其配置在所述X轴滑动件上；

所述机内测量单元具有：单元基座，其固定在所述X轴滑动件上；空气静压滑动件单元，其包括安装在所述单元基座上的滑动件基座和能够相对于所述滑动件基座滑动的滑动件；接触式测头，其安装于固定在所述滑动件上的接触式传感器主体上，并且向所述主轴侧延伸而能够与所述工件接触；位移传感器，其与所述滑动件连接；滑动件固定装置，其将所述滑动件和所述滑动件基座固定在一起或解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定；

通过利用所述滑动件固定装置将所述滑动件固定在所述滑动件基座上，从而所述接触式测头构成为与所述工件接触来测量所述工件的外形尺寸的形状尺寸的接触式传感器，

通过利用所述滑动件固定装置解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定而使所述滑动件能够滑动，从而所述接触式测头追踪所述工件的端面的表面形状，经由所述滑动件传递所测量的所述接触式测头的轴向变动，而构成为所述位移传感器。

2.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

通过所述接触式传感器测量的所述工件的测定对象是所述工件的所述形状尺寸，所述工件的所述形状尺寸指所述工件的外径、内径、阶梯差、圆角的绝对值，

另外，通过所述位移传感器测量的所述工件的测定对象是所述工件的球面形状、非球面形状、形状误差、伴随由阶梯差、锥度、球面构成的连续形状带来的所述工件的端面的所述表面形状。

3.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

所述滑动件和所述位移传感器通过固定在所述滑动件上的连接杆以及连接所述连接杆和所述位移传感器的联轴器连接在一起。

4.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

在所述空气静压滑动件单元的所述滑动件基座和所述单元基座的连接途中设置有倾斜调整用单元和高度调整用单元，所述倾斜调整用单元调整所述空气静压滑动件单元相对于所述单元基座的倾斜，所述高度调整用单元调整所述空气静压滑动件单元相对于所述单元基座的高度。

5.如权利要求4所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

固定在所述滑动件上的所述连接杆贯通形成在所述倾斜调整用单元和所述高度调整用单元上的中央空腔，并向所述位移传感器延伸。

6.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

所述滑动件固定装置由将所述滑动件固定在所述滑动件基座上的滑动件固定用板构成。

7.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

所述接触式测头对所述工件的按压力由设置在所述空气静压滑动件单元上的触压调整弹簧调整。

8.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

在所述X轴滑动件上分别装载有由第一磨削主轴驱动并且安装第一砂轮的水平轴单元和由第二磨削主轴驱动并且安装第二砂轮的Y轴单元，在设置于所述Y轴单元上的保持架基座上安装有能够变更为垂直轴状态或斜轴状态中的任一状态的工具保持架部。

9.如权利要求8所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

所述机内测量单元处在所述水平轴单元和所述Y轴单元之间的位置并配置在所述X轴滑动件上。

10.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，

在所述X轴滑动件上与所述机内测量单元相邻地安装有保持架基座，在所述保持架基座上固定有安装各种车刀的车刀保持架。

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