CN107303643B - 机床的误差辨识方法及误差辨识系统 - Google Patents

机床的误差辨识方法及误差辨识系统 Download PDF

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Abstract

提供机床的误差辨识方法及误差辨识系统。使用位置计测传感器计测被计测用具并根据该被计测用具的位置辨识机床的几何误差时，也同时进行位置计测传感器的径向、长度方向校正值的校准。在S1中进行接触式探头的长度方向校正值的校准，在S2中计测目标球的初始位置并进行接触式探头的径向校正值校准。在S3中，使用目标球初始位置和接触式探头的长度方向校正值，计算在所设定的计测条件下预计的各目标球中心位置和接触式探头末端位置，根据算出的坐标值制作指令值列表。在S4中，根据指令值列表使接触式探头与目标球接触，使用长度方向校正值和径向校正值进行校正，求出目标球的中心位置和直径。在S5中，根据目标球的中心位置坐标值、各指令值，进行机床的几何误差的辨识计算。

Description

机床的误差辨识方法及误差辨识系统
技术领域
本发明涉及从机床上的对象物的位置计测结果辨识机床的几何误差的方法及系统。
背景技术
图1是具有三根平移轴和两根旋转轴的五轴控制加工中心机的示意图。主轴2能够利用作为平移轴且彼此垂直的X轴、Z轴来相对于底座1进行两个自由度的平移运动。工作台3能够利用作为旋转轴的C轴相对于托架4进行一个自由度的旋转运动，托架4能够根据作为旋转轴的A轴相对于耳轴5进行一个自由度的旋转运动。A轴与C轴彼此垂直。并且，耳轴5能够利用作为平移轴且与X、Z轴垂直的Y轴相对于底座1进行一个自由度的平移运动。因此，主轴2能够相对于工作台3进行三个自由度的平移运动以及两个自由度的旋转运动。各进给轴被由未图示的数值控制装置控制的伺服电机驱动，将被加工物固定在工作台3上，在主轴2上安装刀具并使其旋转，能够控制被加工物与刀具的相对位置及相对姿势而进行加工。
对这样的五轴控制加工中心机的运动精度带来影响的主要因素在于，存在旋转轴的中心位置的误差(相对于假定的位置的偏差)、旋转轴的倾斜误差(轴间的直角度、平行度)等各轴间的几何误差。例如，在图1的五轴控制加工中心机上，作为与平移轴相关的几何误差，具有X-Y轴间直角度、Y-Z轴间直角度、Z-X轴间直角度这三个，作为与主轴相关的几何误差，具有刀具-Y轴间直角度、刀具-X轴间直角度这两个，作为与旋转轴相关的几何误差，具有C轴中心位置X方向误差、C-A轴间偏移误差、A轴角度偏移误差、C-A轴间直角度、A轴中心位置Y方向误差、A轴中心位置Z方向误差、A-Z轴间直角度、A-Y轴间直角度这八个，共计存在十三个几何误差。
若存在几何误差，则机床的运动精度恶化，从而被加工物的加工精度恶化。因此，必须通过调整来减小几何误差，但难以使其为零，通过进行校正几何误差的控制，能够进行高精度的加工。
为了进行这样的校正控制，必须计测或辨识机床固有的几何误差。发明者提出专利文献1那样的方法作为辨识机床的几何误差的方法。在该发明的方法中，利用旋转轴将工作台旋转、倾斜转位到多个角度，使用安装在主轴上的接触式探头，分别计测固定在工作台上的球的中心位置，根据所得的计测值辨识机床的几何误差。
接触式探头具有感知接触到测定对象这一情况的传感器，在感知到接触的瞬间，通过红外线或电波等发送信号，取得由与数值控制装置连接的接收器接收到该信号的瞬间或考虑到延迟量的时刻的各轴的当前位置(跳跃值)，将该值作为计测值。
但是，在接触式探头的计测中必须校正取得的位置。这是因为，相对于接触式探头与测定对象接触时的进给轴的位置，作为进给轴的位置基准的控制点(X、Y轴为主轴中心，Z轴为主轴端面)与接触式探头的接触点不同。例如，在X、Y轴方向，偏移接触式探头的探针球的半径量，也因主轴中心与接触式探头的芯偏差、接触时的信号的延迟、接触式探头的传感器的方向依赖性等而存在偏移。关于Z轴方向，偏移接触式探头主体及探针长度的量，存在接触时的信号延迟等引起的偏移。因此，必须进行取得校正这些偏移的校正值的校准。
作为该接触式探头的径向校正值的校准方法，存在专利文献2、3所示的公知技术。
在专利文献2的方法中，使用刻度表，调整主轴中心位置，使得作为基准的环规的中心与主轴中心一致，根据使接触式探头与环规的内径接触时的跳跃值和环规的内径值求出接触式探头的径向校正值。
在专利文献3的方法中，使接触式探头与作为基准的孔内径的一个方向接触，在与其反方向接触时使主轴旋转180°，根据两跳跃值的平均值求出孔中心位置，之后求出各方向的校正值。
另一方面，公知使用基准刀具的方法(以下称作“方法1”。)作为长度方向校正值的校准方法。此处在主轴上安装基准刀具，一边手动操作Z轴，使得基准刀具经由块规与工作台上表面等基准面接触，一边根据用手移动块规时的阻力找到块规与基准刀具之间的间隙几乎为0的位置，并记录该位置。接着，用接触式探头计测基准面，即取得接触式探头接触时的Z轴位置。根据从由接触式探头取得的Z轴位置减去所记录的基准刀具上的Z轴位置和块规的厚度而得到的值，求出接触式探头的接触时的长度、即接触式探头的长度方向校正值。
此外，专利文献4中记载了使用CCD相机的接触式探头的接触时长度的测定方法。此处取得使接触式探头与支承台的上表面接触而输出信号时的主轴的位置，通过用CCD相机拍摄接触时的接触式探头末端来计测末端位置。接着，去掉支承台，恢复接触式探头未接触时的长度，用CCD相机计测末端位置。根据两末端位置之差计算接触时的收缩量。对于基准刀具，也用CCD相机计测其末端位置，也取得此时的主轴的位置。根据取得的接触时收缩量、接触时的接触式探头末端位置、接触式探头接触时的主轴位置、基准刀具的末端位置、基准刀具上的主轴位置的关系，求出接触式探头的接触时的长度、即接触式探头的长度方向校正值。
并且，专利文献5中记载了使用激光传感器和基准块的工件位置的校正方法。激光传感器在激光被刀具末端遮挡从而受光率为一定值以下的情况下发出信号，将机床的控制装置收到信号的时刻的进给轴的位置作为计测值。在该方法中，在激光传感器附近准备基准块，预先使激光的位置与基准块的上表面的位置(高度)一致。此外，在激光传感器中预先存储基准刀具安装时的位置。接着，使接触式探头接触基准块，而存储位置。然后，使接触式探头也接触工件而存储位置，根据两位置之差和基准刀具的位置，计测并校正工件相对于基准刀具的位置。在该方法中，以不求出接触式探头的长度方向校正值的方式进行工件位置计测。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-38902号公报
专利文献2：日本特开平4-63664号公报
专利文献3：日本特开昭58-82649号公报
专利文献4：日本特开2012-61570号公报
专利文献5：日本特开2001-105279号公报
发明内容
发明所要解决的课题
接触式探头的校准必须在进行用于辨识几何误差的计测之前进行。并且，由于主轴的发热等引起的热位移、历时变化等，接触式探头的状态发生变化，必要的校正值发生变化。因此，优选在计测的紧前进行。
但是，在专利文献2、3的方法中，存在必须另外准备刻度表那样的其他测定仪、环规、具有孔的工件等的基准的课题。
并且，在专利文献2、3或方法1中，需要手动作业，因此作业变得麻烦，进行一次校准则之后不实施的情况变多。在该情况下，存在热变形等引起的接触式探头的状态变化时，接触式探头的计测精度恶化，存在不能以高精度辨识机床的几何误差的课题。
在专利文献4的方法中，存在必须利用高价的CCD相机的计测装置的课题。此外，由于必须移动支承台，因此手动作业来进行的情况下，存在作业频度降低的课题，为了自动去除，需要驱动支承台的机构或致动器，存在成本提高的课题。
专利文献5的方法以不使用接触式探头的长度方向校正值的方式进行工件的位置计测。但是，必须使激光传感器的激光位置与基准块位置一致、或两位置关系为已知，这相当于必须使由激光传感器计测的基准刀具的长度和使基准块接触时的接触式探头的长度之间的关系、即接触式探头的长度方向校正值为已知。但是，没有记载使两位置关系已知的方法。
用于解决课题的手段
因此，本发明的目的在于提供一种误差辨识方法及误差辨识系统，在使用接触式探头等位置计测传感器计测目标球等被计测用具而根据该被计测用具的位置辨识具有三根平移轴和至少一根旋转轴的机床的几何误差时，能够同时进行位置计测传感器的径向及长度方向校正值的校准。
为了达到上述目的，技术方案1的发明是一种方法，在具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置的机床上，利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据所计测的所述位置的值(位置计测值)辨识所述机床的几何误差，
所述方法的特征在于，执行如下的步骤：
刀具传感器位置取得步骤，将作为所述刀具的长度基准的基准刀具安装在所述主轴上，使用刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置；
基准块位置取得步骤，取得使安装在所述主轴上的所述基准刀具直接或间接地接触设在所述刀具传感器侧的基准块时的所述平移轴的位置；
相对位置计算步骤，其根据所述刀具传感器位置取得步骤中取得的所述检测位置和所述基准块位置取得步骤中取得的所述平移轴的位置，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置；
基准刀具位置取得步骤，将所述基准刀具安装在所述主轴上，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置；
位置计测传感器计测步骤，在所述主轴上安装所述位置计测传感器，使用所述位置计测传感器来计测所述基准块的位置；
长度方向校正值计算步骤，根据所述基准刀具位置取得步骤中取得的所述基准刀具位置、所述位置计测传感器计测步骤中计测出的所述基准块的位置、所述相对位置计算步骤中计算出的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值；
径向校正值取得步骤，使用所述被计测用具来取得所述位置计测传感器的径向校正值；
位置计测步骤，将所述旋转轴转位到任意的多个角度，利用所述位置计测传感器分别计测所述被计测用具的位置；
位置校正步骤，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值，校正所述位置计测步骤中的位置计测值；以及
几何误差辨识步骤，根据所述位置校正步骤中校正了的多个所述位置计测值辨识所述几何误差。
此处所谓的“刀具传感器侧”是在刀具传感器上直接设置基准块的情况，当然也包括在刀具传感器的附近设置分体的基准块的情况。以下的发明也同样如此。
技术方案2的发明的特征在于，在技术方案1的结构中，执行一次从所述刀具传感器位置取得步骤至所述相对位置计算步骤的处理，执行多次从所述基准刀具位置取得步骤至所述几何误差辨识步骤的处理。
技术方案3的发明的特征在于，在技术方案1的结构中，所述位置计测传感器所计测的位置是检测到所述位置计测传感器接触到计测对象物时的所述平移轴的位置。
技术方案4的发明的特征在于，在技术方案1的结构中，由所述刀具传感器计测的位置是检测到安装在所述主轴上的刀具由于所述平移轴而移动从而接触或通过了所述刀具传感器时的所述平移轴的位置。
技术方案5的发明得特征在于，在技术方案1至4中的任意一项的结构中，所述被计测用具是球形状的。
技术方案6的发明的特征在于，在技术方案5的结构中，在所述径向校正值取得步骤中，利用所述位置计测传感器计测所述被计测用具的初始位置，并且取得所述位置计测传感器的径向的校正值。
为了达到上述目的，技术方案7的发明是一种系统，该系统在具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置的机床上，利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据所计测出的所述位置的值(位置计测值)辨识所述机床的几何误差，
所述系统的特征在于，具有：
基准刀具，其成为所述刀具的长度基准；
刀具传感器，其检测安装在所述主轴上的所述基准刀具的末端位置；
基准块，其设置在所述刀具传感器侧；
刀具传感器位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置并进行存储；
基准块位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动而直接或间接地接触所述基准块，取得其接触时的所述平移轴的位置并进行存储；
相对位置计算单元，其根据由所述刀具传感器位置取得单元取得的所述检测位置和由所述基准块位置取得单元取得的所述平移轴的位置，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置并进行存储；
基准刀具位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置并进行存储；
计测位置取得单元，其由安装在所述主轴上的所述位置计测传感器计测所述基准块的位置并进行存储；
长度方向校正值计算单元，其根据所述基准刀具位置取得单元所取得的所述基准刀具位置、所述计测位置取得单元所取得的所述基准块的位置、所述相对位置计算单元所取得的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值并进行存储；
径向校正值取得单元，其使用所述被计测用具取得所述位置计测传感器的径向校正值并进行存储；
位置校正单元，其将所述旋转轴转位到任意的多个角度，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值校正由所述位置计测传感器所计测出的所述被计测用具的各个位置计测值并进行存储；以及
几何误差辨识单元，其根据由所述位置校正单元所校正了的多个所述位置的所述位置计测值来辨识所述几何误差。
为了达到上述目的，技术方案8的发明是一种方法，该方法在具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置的机床上，利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据所计测出的所述位置的值(位置计测值)辨识所述机床的几何误差，
所述方法的特征在于，
使用刀具传感器和设在所述刀具传感器侧的基准块，执行如下的步骤：
刀具传感器位置取得步骤，将作为所述刀具的长度基准的基准刀具安装在所述主轴上，使用刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置；
基准刀具计测位置取得步骤，使用安装在所述主轴上的所述基准刀具取得任意的刀具计测位置；
位置计测传感器计测位置取得步骤，使用安装在所述主轴的所述位置计测传感器取得任意的传感器计测位置；
位置计测传感器长度计算步骤，求出所述刀具计测位置与所述传感器计测位置之差，根据该差和所述基准刀具的长度求出所述位置计测传感器的长度；
第1基准块位置取得步骤，使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器来计测所述基准块的位置；
相对位置计算步骤，根据所述刀具传感器位置取得步骤中取得的所述检测位置、所述第1基准块位置取得步骤中取得的所述基准块的位置、所述位置计测传感器长度计算步骤中计算出的所述位置计测传感器的长度、以及所述基准刀具的长度，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置；
基准刀具位置取得步骤，将所述基准刀具安装在所述主轴上，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置；
第2基准块位置取得步骤，在所述主轴上安装所述位置计测传感器，使用所述位置计测传感器来计测所述基准块的位置；
长度方向校正值计算步骤，根据所述基准刀具位置取得步骤中取得的所述基准刀具位置、所述第2基准块位置取得步骤中计测出的所述基准块的位置、所述相对位置计算步骤中计算出的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值；
径向校正值取得步骤，使用所述被计测用具来取得所述位置计测传感器的径向校正值；
位置计测步骤，将所述旋转轴转位到任意的多个角度，利用所述位置计测传感器分别计测所述被计测用具的位置；
位置校正步骤，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值，校正所述位置计测步骤中的位置计测值；以及
几何误差辨识步骤，根据所述位置校正步骤中校正了的多个所述位置计测值辨识所述几何误差。
技术方案9的发明的特征在于，在技术方案8的结构中，执行一次从所述刀具传感器位置取得步骤至所述相对位置计算步骤的处理，执行多次从所述基准刀具位置取得步骤至所述几何误差辨识步骤的处理。
技术方案10的发明的特征在于，在技术方案8的结构中，所述位置计测传感器所计测的位置是检测到所述位置计测传感器接触到计测对象物时的所述平移轴的位置。
技术方案11的发明的特征在于，在技术方案8的结构中，由所述刀具传感器计测的位置是检测到安装在所述主轴上的刀具由于所述平移轴而移动从而接触或通过了所述刀具传感器时的所述平移轴的位置。
技术方案12的发明得特征在于，在技术方案8至11中的任意一项的结构中，所述被计测用具是球形状的。
技术方案13的发明的特征在于，在技术方案12的结构中，在所述径向校正值取得步骤中，利用所述位置计测传感器计测所述被计测用具的初始位置，并且取得所述位置计测传感器的径向的校正值。
为了达到上述目的，技术方案14的发明是一种系统，该系统在具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置的机床上，利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据所计测出的所述位置的值(位置计测值)辨识所述机床的几何误差，
所述系统的特征在于，具有：
基准刀具，其成为所述刀具的长度基准；
刀具传感器，其检测安装在所述主轴上的所述基准刀具的末端位置；
基准块，其设置在所述刀具传感器侧；
刀具传感器位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置并进行存储；
基准刀具计测位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述基准刀具取得任意的刀具计测位置并进行存储；
位置计测传感器计测位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器取得任意的传感器计测位置并进行存储；
位置计测传感器长度计算单元，其求出所述刀具计测位置与所述传感器计测位置之差，根据该差和所述基准刀具的长度计算所述位置计测传感器的长度并进行存储；
第1基准块位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器计测所述基准块的位置并进行存储；
相对位置计算单元，其根据所述刀具传感器位置取得单元所取得的所述检测位置、所述第1基准块位置取得单元所取得的所述基准块的位置、所述位置计测传感器长度计算单元所计算出的所述位置计测传感器的长度、以及所述基准刀具的长度，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置并进行存储；
基准刀具位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置并进行存储；
第2基准块位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器计测所述基准块的位置并进行存储；
长度方向校正值计算单元，其根据所述基准刀具位置取得单元所取得的所述基准刀具位置、所述第2基准块位置取得单元所计测的所述基准块的位置、所述相对位置计算单元所计算出的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值并进行存储；
径向校正值取得单元，使用所述被计测用具取得所述位置计测传感器的径向校正值并进行存储；
位置校正单元，将所述旋转轴转位到任意的多个角度，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值校正由所述位置计测传感器所计测出的所述被计测用具的各个位置计测值并进行存储；以及
几何误差辨识单元，其根据由所述位置校正单元校正了的多个所述位置的所述位置计测值来辨识所述几何误差。
发明效果
根据本发明，进行用于辨识几何误差的一系列的计测时，能进行位置计测传感器的长度、径向校正值的校准。此外，除了事先准备作业以外，不需要手动作业，不必另外进行用具的准备等，因此能够减少机床的操作者的负担，辨识几何误差时可靠地进行位置计测传感器的校准。由此，即使位置计测传感器的状态因热位移等而发生变化，位置计测传感器的计测精度也不下降，能够高精度地辨识机床的几何误差。
而且，不需要利用了CCD相机的测定系统等，能比较廉价地实现。
附图说明
图1是加工中心机的示意图。
图2是示出激光传感器的一个例子的示意图。
图3是示出激光传感器的变更例的示意图。
图4是安装在加工中心机上的本发明的激光传感器的示意图。
图5是示出接触式传感器的一个例子的示意图。
图6是示出接触式传感器的变更例的示意图。
图7是计测准备作业的流程图。
图8是计测准备作业的步骤SR1的说明图。
图9是计测准备作业的步骤SR2的说明图。
图10是本发明的误差辨识方法的步骤S1-2的说明图。
图11是本发明的误差辨识方法的流程图。
图12是接触式探头和目标球的示意图。
图13是本发明的误差辨识方法的S1的流程图。
图14是本发明的误差辨识方法的S2的流程图。
图15是本发明的目标球的初始位置计测中的计测值与球中心之间的关系的示意图。
图16是本发明的目标球的初始位置计测中的计测值与接触式探头径向校正值之间的关系的示意图。
图17是变更例的计测准备作业的流程图。
图18是变更例的计测准备作业的步骤SQ2的说明图。
图19是变更例的计测准备作业的步骤SQ3的说明图。
标号说明
1：底座；2：主轴；3：工作台；4：托架；5：耳轴；8：基准刀具；9：刀具；11：发光部；12：受光部；13：基底部；14：激光；30：接触式探头；32：目标球；40：激光传感器；41：传感器安装台；42：基准块；43：块规；50：接触式传感器；51：基底部；52：接触式传感器部；53：基准块
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的实施方式。
图1是机床的一个方式，是具有三个彼此垂直的平移轴和两个彼此垂直的旋转轴的加工中心机的示意图。
主轴2能够利用作为平移轴且彼此垂直的X轴、Z轴相对于底座1进行两个自由度的平移运动。工作台3能够利用作为旋转轴的C轴相对于托架4进行一个自由度的旋转运动。托架4能够利用作为旋转轴且与C轴垂直的A轴相对于耳轴5进行一个自由度的旋转运动。耳轴5能够利用作为平移轴且与X轴和Z轴垂直的Y轴相对于底座1进行一个自由度的平移运动。因此，主轴2能够相对于工作台3进行三个自由度的平移运动以及两个自由度的旋转运动。各进给轴被由未图示的数值控制装置控制的伺服电机驱动，将工件固定在工作台3上，在主轴2上安装刀具并使其旋转，控制工件与刀具之间的相对位置及相对姿势，由此能够进行工件的加工。
另外，作为本发明的机床，不限于加工中心机，也可以是旋床或复合加工机、磨床等机床。此外，轴数不限于5根轴，也可以是4根轴、6根轴。而且，不限于工作台3通过旋转轴而具有两个旋转自由度以上的机构，也可以是主轴2具有两个旋转自由度以上的机构、主轴2和工作台3分别具有一个旋转自由度以上的机构。
图2是本发明的刀具传感器的一例、即激光传感器40的示意图。激光传感器40具有发光部11、受光部12和基底部13，但此处在发光部11与受光部12之间设有基准块42。发光部11、受光部12、基准块42分别固定在基底部13上。但是，如图3所示，也可以是将基准块42另外配置在激光传感器40的附近的结构。
如图4所示，该激光传感器40经由传感器安装台41安装在图1的加工中心机的耳轴5上。
在激光传感器40中，从发光部11输出激光14，由受光部12接收光，激光14被物体遮挡从而受光率为一定值以下的情况下，发出信号。未图示的控制装置接收该信号，将接收到信号的时刻或考虑到延迟的时刻的进给轴的位置作为计测值。例如，将刀具安装在主轴2上，利用Z轴使刀具接近激光，取得刀具截断激光的时刻的Z轴位置Zt。同样地，对于基准刀具也取得Z轴位置Zb。根据Zt与Zb之差，能够求出该刀具相对于基准刀具的长度。通过也减去基准刀具的长度Td，也能够求出刀具的绝对长度。
图5是本发明的刀具传感器的一例、即接触式传感器50的示意图。接触式传感器50由基底部51、接触式传感器部52、基准块53构成，接触式传感器部52、基准块53固定在基底部51上。此外，接触式传感器50与激光传感器40同样地安装在图1的加工中心机的耳轴5上。另外，如图6所示，也可以是将基准块53另外配置在接触式传感器50的附近的结构。
下面，对使用激光传感器40作为刀具传感器的情况下的误差辨识方法及误差辨识系统进行说明(与技术方案1至7对应)。但是，使用接触式传感器50的情况也仅检测方法不同，本质上是相同的。
首先，基于图7的流程图，对计测准备作业的步骤进行说明。计测准备作业是在利用作为后述的位置计测传感器的接触式探头进行目标球(被计测用具)的计测及辨识几何误差之前事先进行的作业。但是，在激光传感器劣化了的情况下或发生故障而更换了的情况下等，只要低频度地进行即可。
在步骤SR1中，如图8所示，在主轴2上安装基准刀具8，用激光传感器40进行计测。此处，以基准刀具8接近激光14的方式使Z轴移动，取得基准刀具8的末端截断激光14从而受光率成为阈值以下的时刻或考虑到信号延迟的时刻的Z轴位置。取得的Z轴位置Zl被存储在未图示的控制装置内的存储部(刀具传感器位置取得步骤及刀具传感器位置取得单元，此处控制装置作为执行本发明的各步骤的各单元发挥功能)。此外，基准刀具8的长度Td也预先被存储在存储部。此处，可以根据Zl和Td计算基准刀具末端位置Zl’(＝Zl-Td)并存储。
接着，在步骤SR2中，取得基准刀具8上的基准块42的位置。此处如图9所示，在主轴2上安装了基准刀具8的状态下，经由块规43而与基准块42接触，取得此时的Z轴位置Zb，将减去块规43的厚度Hb而得的值Zb’(＝Zb-Hb)存储于未图示的控制装置内的存储部(基准块位置取得步骤及基准块位置取得单元)。此处，也可以使用Td计算基准块上表面位置Zb”(＝Zb-Hb-Td)并存储。另外，也可以是以厚度尺寸已知的块等作为块规43。
接着，在步骤SR3中，根据步骤SR1所存储的Z轴位置Zl和步骤SR2所存储的Z轴位置Zb’，计算基准块42相对于激光传感器40的检测位置的相对位置dZb(＝Zl-Zb’)，并存储于控制装置内的存储部(相对位置计算步骤及相对位置计算单元)。此处，块规厚度Hb也预先被存储于存储部，可以根据Zl、Zb、Hb计算dZb(dZb＝Zl-Zb-Hb)。但是，在存储了上述Zl’和Zb”的情况下，能通过dZb＝Zl’-Zb”计算。
接着，根据图11的流程图，对本发明中辨识几何误差的流程进行说明。
首先，在步骤S1中，进行接触式探头30的长度方向校正值的校准。详细情况在后面进行叙述。
接着，在步骤S2中，如图12所示，计测固定在工作台3上的目标球32的初始位置，并且使用目标球32进行接触式探头30的径向校正值校准(径向校正值取得步骤及径向校正值取得单元)。详细情况在后面进行叙述。
接着，在步骤S3中，使用步骤S2中计测的目标球初始位置和接触式探头30的长度(长度方向校正值)，在预先设定的计测条件(各旋转轴的转位角等)下旋转轴旋转、倾斜，由此计算预想的移动后的各目标球中心位置和接触式探头末端位置(位置计测步骤及位置校正单元)。并且，制作指令值列表，该指令值列表将在各转位角下算出的三维位置坐标值分别作为X、Y、Z轴的指令值，将所述各转位角作为旋转轴的指令值。
接着，在步骤S4中，根据步骤S3中制作的指令值列表的各进给轴指令值，使接触式探头30接触目标球32的表面的4点以上，使用步骤S1中取得的长度方向校正值和步骤S2中取得的径向校正值进行校正，求出目标球32的中心位置和直径(位置校正步骤及位置校正单元)。此处，通过使用预先由三维测定仪等计测的目标球32的直径校正值，也能用基于3点接触的计测求出目标球32的中心位置。
并且，在步骤S5中，根据所取得的目标球32的中心位置坐标值、各位置上的指令值，进行机床的几何误差的辨识计算(几何误差辨识步骤及几何误差辨识单元)。详细情况在后面进行叙述。
此处，根据图13的流程图，对步骤S1的长度方向校正值校准进行说明。
首先，在步骤S1-1中，与图8中说明的步骤SR1同样地，在主轴2上安装基准刀具8，用激光传感器40进行计测，使Z轴位置Zd存储于未图示的控制装置内的存储部(基准刀具位置取得步骤及基准刀具位置取得单元)。另外，也可以使用Td，存储Zd’＝Zd-Td。
接着，在步骤S1-2中，如图10所示在主轴2上安装接触式探头30，用接触式探头30计测基准块42。此处，以接触式探头30接近基准块42的方式使Z轴移动，取得接触式探头30的末端的探针接触而发送触发信号的时刻或考虑到信号延迟的时刻的Z轴位置Zp。使取得的Z轴位置Zp存储在未图示的控制装置内的存储部(位置计测传感器计测步骤及计测位置取得单元)。
接着，在步骤S1-3中，计算接触式探头30的长度方向校正值、即接触时的接触式探头30的长度。即，根据步骤S1-1所存储的Zd、步骤S2所存储的Zp、存储在控制装置内的存储部的基准块42的相对位置dZb、基准刀具长度Td，求出长度方向校正值(接触时长度)Tp(＝Zp-Zd+dZb+Td)，并使其存储于存储部(长度方向校正值计算步骤及长度方向校正值计算单元)。此处，可以根据Zd’、Zp、dZb求出Tp(＝Zp-Zd’-dZb)。
接着，对于步骤S2的详情，根据图14的流程图进行说明。
首先在实施步骤S2之前，如图12所示，使末端具有探针球的接触式探头30安装在五轴控制加工中心机的主轴2上，预先在工作台3上设置固定目标球32。
然后，在步骤S2-1中，使接触式探头30沿Z-方向移动而与目标球32的Z+方向顶点附近接触，存储接触时的Z轴坐标值zm1。
接着，在步骤S2-2中，使用预先由三维测定仪等计测的目标球32的直径d0、预先取得的接触式探头轴向校正值t1，根据以下的数学式1求出假设的Z中心位置zt。
[数学式1]
zt＝zm1-d0/2-t1
接着，在步骤S2-3中，将主轴2转位到0°，使接触式探头30移动到目标球32的X+侧顶点附近后，使接触式探头30沿X-方向移动而与目标球32的X+侧顶点附近接触，存储接触时的X轴坐标值xm1。
接着，在步骤S2-4中，将主轴2转位到180°，使得接触式探头30在与步骤S2-3中接触的探针球的点相同的点与目标球32接触，使接触式探头30移动至目标球32的X-侧顶点附近后，使接触式探头30沿X+方向移动而与目标球32的X-侧顶点附近接触，存储接触时的X轴坐标值xp1。
接着，在步骤S2-5中，使用预先存储的xm1和xp1，根据以下的数学式2求出X中心位置xo。
此处，在步骤S2-3和步骤S2-4中，如图15所示，接触式探头30在接触式探头30的探针球的同一点与目标球32接触，因此能够不受接触式探头30的接触方向的不同引起的特性的不同、接触式探头30或主轴2的振动的影响，正确地求出xo。
[数学式2]
xo＝(xp1+xm1)/2
接着，在步骤S2-6中，与上述同样地，将主轴2转位到270°，使接触式探头30移动至目标球32的Y+侧顶点附近后，使接触式探头30沿Y-方向移动而与目标球32的Y+侧顶点附近接触，存储接触时的Y轴坐标值ym1。
接着，在步骤S2-7中，与上述同样地，将主轴2转位到90°，使接触式探头30移动至目标球32的Y-侧顶点附近后，使接触式探头30沿Y+方向移动而与目标球32的Y-侧顶点附近接触，存储接触时的Y轴坐标值yp1。
在步骤S2-8中，使用预先存储的ym1和yp1，根据以下的数学式3求出Y中心位置yo。
[数学式3]
yo＝(yp1+ym1)/2
接着，在步骤S2-9中，与步骤S2-3同样地，将主轴2转位到0°，计测目标球32的X+侧顶点，更新X轴坐标值xm1。
接着，在步骤S2-10中，与步骤S2-4同样地，将主轴2转位到180°，计测目标球32的X-侧顶点，更新X轴坐标值xp1。
接着，在步骤S2-11中，使用更新的xm1和xp1，根据数学式2重新计算X中心位置xo。
接着，在步骤S2-12中，将主轴2转位到0°(通常的计测时转位的角度)。
接着，在步骤S2-13中，使接触式探头30在X坐标xo、Y坐标yo、Z轴方向上定位于目标球32的顶点正上方，使接触式探头30沿Z-方向移动而与目标球32的Z+正方向顶点附近接触，存储接触时的Z轴坐标值zm2。
在步骤S2-14中，根据以下的数学式4求出Z中心位置zo。
[数学式4]
zo＝zm2-d0/2-t1
接着，在步骤S2-15中，使接触式探头30移动至目标球32的X+侧顶点附近后，使接触式探头30沿X-方向移动而与目标球32的X+侧顶点附近接触，存储接触时的X轴坐标值xm2。
接着，在步骤S2-16中，使接触式探头30移动至目标球32的X-侧顶点附近后，使接触式探头30沿X+方向移动而与目标球32的X-侧顶点附近接触，存储接触时的X轴坐标值xp2。
接着，在步骤S2-17中，使接触式探头30移动至目标球32的Y+侧顶点附近后，使接触式探头30沿Y-方向移动而与目标球32的Y+侧顶点附近接触，存储接触时的Y轴坐标值ym2。
接着，在步骤S2-18中，使接触式探头30移动至目标球32的Y-侧顶点附近后，使接触式探头30沿Y+方向移动而与目标球32的Y-侧顶点附近接触，存储接触时的Y轴坐标值yp2。
接着，在步骤S2-19中，使用以下的数学式5求出X+、X-、Y+、Y-方向接触用接触式探头径向校正值tc1、tc2、tc3、tc4。此处，由于定位于位置(xo、yo)时的主轴中心与目标球中心一致，如图16所示，能够根据距此的移动距离和目标球直径求出各校正值。
[数学式5]
tc1＝xo-xp2-d0/2
tc2＝xo-xm2+d0/2
tc3＝yo-yp2-d0/2
tc4＝yo-ym2+d0/2
如上所述，在步骤S2中，取得接触式探头径向校正值tc1、tc2、tc3、tc4，并且计测目标球32的中心位置(xo、yo、zo)。
另外，使接触式探头朝向目标球32的中心移动，使接触式探头与目标球32接触。若将目标球表面上的任意点的各轴的计测值设为(xs、ys、zs)，则能够通过使用以下的数学式6，求出在任意点的接触式探头校正值(tax、tay、taz)。
[数学式6]
tax＝xo-xs-d0/2
tay＝yo-ys+d0/2
taz＝zo-zs+d0/2
接着，对步骤S5的详情进行说明。
在一个计测条件下，固定旋转轴中的一方，将另一方转位到多个角度，计测目标球中心位置。球中心位置的计测值相对于该计测条件下的指令值的差矢量能分配为转位轴的半径方向、轴向、切线方向分量。这些各分量通过最小二乗法等能近似于0阶分量(半径误差)、1阶分量(中心偏差)、2阶分量(椭圆形状)的傅立叶级数、即具有误差的圆弧。
计测条件i中的第j个旋转轴的第k个转位角θijk的计测值的半径方向分量dRri、轴向分量dRai、半径方向分量dRti能够通过以下的数学式7表示。
[数学式7]
dRri＝ra0i+ra1i*cos(θijk)+rb1i*cos(θijk)+ra2i cos(2θijk)+rb2i sin(2θijk)
dRai＝aa0i+aa1i*cos(θijk)+ab1i*cos(θijk)+aa2i cos(2θijk)+ab2i sin(2θijk)
dRti＝ta0i+ta1i*cos(θijk)+tb1i*cos(θijk)+ta2i cos(2θijk)+tb2i sin(2θijk)
作为存在于图1的五轴控制加工中心机的几何误差，将X-Y轴间直角度设为dCyx、Y-Z轴间直角度设为dAxz、Z-X轴间直角度设为dBxz、C轴中心位置X方向误差设为dXca、C-A轴间偏移误差设为dYca、A轴角度偏移误差设为dAca、C-A轴间直角度设为dBca、A轴中心位置Y方向误差设为dYay、A轴中心位置Z方向误差设为dZay、A-Z轴间直角度设为dBay、A-Y轴间直角度设为dCay。
此外，若将计测条件1设为A轴0°、C轴0°～360°，将计测条件2设为C轴-90°、A轴-90°～+90°，将计测条件3设为A轴-90°、C轴0°～180°，则数学式7的各系数与各几何误差之间的关系变为以下的数学式8。此处，R1、R2、R3分别是计测条件1、2、3中的指令上的全球中心位置所在的平面上的从旋转中心至球中心位置的距离，即、圆弧轨迹的半径。通过对数学式8进行变形，能够求出各几何误差。
[数学式8]
ra11＝-dXca-(dBca+dBay+dBxz)*H
rb11＝dYca+dYay-(dAca+dAxz)*H
rb21＝dCyx*R1/2
aa11＝dBca+dBay
ab11＝dAca
ra12＝-dYay
rb12＝dZay
rb22＝-dAxz*R2/2
aa12＝dCay
ab12＝-(dBay+dBxz)
rb23＝dBxz*R3/2
这样，根据上述方式的误差辨识方法及误差辨识系统，在进行用于几何误差辨识的一系列计测时，能够进行接触式探头30的长度/径向校正值的校准。此外，除了事先准备作业以外不需要手动作业，不必另外准备用具，因此能够减少机床的操作者的负担，辨识几何误差时可靠地进行接触式探头30的校准。由此，即使接触式探头30的状态因热位移等而发生变化，接触式探头30的计测精度也不下降，能够高精度地辨识几何误差。
而且，不需要利用了CCD相机的测定系统等，能比较廉价地实现。
另外，在上述方式中，取得基准块位置时，使用块规使基准刀具间接地与基准块接触，但也可以没有块规，使基准刀具直接与基准块接触。
此外，在上述方式中，执行一次从刀具传感器位置取得步骤至几何误差辨识步骤的处理，但也可以执行一次从刀具传感器位置取得步骤至相对位置计算步骤的处理，执行多次从基准刀具位置取得步骤至几何误差辨识步骤的处理。
接着，对与技术方案8至14的误差辨识方法及误差辨识系统进行说明。但是，由于计测准备作业以外的情况与之前的方式相同，因此基于图17的流程图17，对计测准备作业进行说明。
首先，步骤SQ1与图7的步骤SR1相同。即，如图8所示，在主轴2上安装基准刀具8，用激光传感器40进行计测。此处，以基准刀具8接近激光14的方式使Z轴移动，取得基准刀具8的末端截断激光14从而受光率成为阈值以下的时刻或考虑到信号延迟的时刻的Z轴位置。所取得的Z轴位置Zl存储于未图示的控制装置内的存储部(刀具传感器位置取得步骤及刀具传感器位置取得单元)。此外，基准刀具8的长度Td也预先存储在存储部。
接着，在步骤SQ2中，通过基准刀具8取得工作台、用具上表面等任意的基准面的位置(基准刀具计测位置取得步骤及基准刀具计测位置取得单元)。例如图18所示，在主轴2上安装基准刀具8的状态下，经由块规43，使其与工作台3的上表面接触，取得此时的Z轴位置Za，使减去块规43的厚度Hb而得的值Za’(＝Za-Hb)存储于未图示的控制装置内的存储部。另外，也可以不是块规，而是厚度尺寸已知的块等。
接着，在步骤SQ3中，在主轴2上安装接触式探头30，与步骤SQ2同样地用接触式探头30计测任意的基准面的位置(位置计测传感器计测位置取得步骤及位置计测传感器计测位置取得单元)。例如如图19所示，以接触式探头30接近工作台3的上表面的方式使Z轴移动，取得接触式探头30的探针接触而发送触发信号的时刻或考虑到信号延迟的时刻的Z轴位置Zq。使取得的Z轴位置Zq存储于未图示的控制装置内的存储部。
接着，在步骤SQ4中，计算接触时的接触式探头的长度。根据步骤SQ2中存储的Za、步骤SQ3中存储的Zq、基准刀具长Td，求出接触式探头接触时长度Tp(＝Zq-Za+Td)，将其存储于存储部(位置计测传感器长度计算步骤及位置计测传感器长度计算单元)。
接着，在步骤SQ5中，用接触式探头30计测基准块42(第1基准块位置取得步骤及第1基准块位置取得单元)。即，如图10所示，以接触式探头30接近基准块42的方式使Z轴移动，取得接触式探头30的探针接触而发送触发信号的时刻或考虑到信号延迟的时刻的Z轴位置Zp。使取得的Z轴位置Zp存储于未图示的控制装置内的存储部。
接着，在步骤SQ6中，根据步骤SQ1中存储的Z轴位置Zl、步骤SQ4中算出的接触式探头30的接触时长度Tp、步骤SQ5中存储的Z轴位置Zp、基准刀具长Td，计算基准块42相对于激光传感器40的相对位置dZb(＝Zl-Td-Zp+Tp)，并存储在控制装置内的存储部。(相对位置计算步骤及相对位置计算单元)。
在此之后的几何误差辨识的流程与图11至图16中说明的之前的方式相同，但图13的步骤S1-2为与技术方案8及技术方案14对应的第2基准块位置取得步骤及第2基准块位置取得单元。
此外，在该变更例中，也可以执行一次从步骤SQ1的刀具传感器位置取得步骤至步骤SQ6的相对位置计算步骤的处理，执行多次之后的基准刀具位置取得步骤至几何误差辨识步骤的处理。

Claims (14)

1.一种机床的误差辨识方法，该机床具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置，所述误差辨识方法是在所述机床中利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测被固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据计测出的所述位置的值辨识所述机床的几何误差，
所述误差辨识方法的特征在于，执行如下步骤：
刀具传感器位置取得步骤，将作为所述刀具的长度基准的基准刀具安装在所述主轴上，使用刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置；
基准块位置取得步骤，取得使安装在所述主轴上的所述基准刀具直接或间接地接触设在所述刀具传感器侧的基准块时的所述平移轴的位置；
相对位置计算步骤，根据所述刀具传感器位置取得步骤中取得的所述检测位置和所述基准块位置取得步骤中取得的所述平移轴的位置，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置；
基准刀具位置取得步骤，将所述基准刀具安装在所述主轴上，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置；
位置计测传感器计测步骤，在所述主轴上安装所述位置计测传感器，使用所述位置计测传感器来计测所述基准块的位置；
长度方向校正值计算步骤，根据所述基准刀具位置取得步骤中取得的所述基准刀具位置、所述位置计测传感器计测步骤中计测出的所述基准块的位置、所述相对位置计算步骤中计算出的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值；
径向校正值取得步骤，使用所述被计测用具来取得所述位置计测传感器的径向校正值；
位置计测步骤，将所述旋转轴转位到任意的多个角度，利用所述位置计测传感器分别计测所述被计测用具的位置；
位置校正步骤，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值，校正所述位置计测步骤中计测出的所述位置的值；以及
几何误差辨识步骤，根据所述位置校正步骤中校正了的被计测出的所述位置的多个值来辨识所述几何误差。
2.根据权利要求1所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
执行一次从所述刀具传感器位置取得步骤至所述相对位置计算步骤的处理，
执行多次从所述基准刀具位置取得步骤至所述几何误差辨识步骤的处理。
3.根据权利要求1所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
由所述位置计测传感器计测的位置是检测到所述位置计测传感器接触到计测对象物时的所述平移轴的位置。
4.根据权利要求1所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
由所述刀具传感器计测的位置是检测到安装在所述主轴上的刀具由于所述平移轴而移动从而接触或通过了所述刀具传感器时的所述平移轴的位置。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
所述被计测用具是球形状的。
6.根据权利要求5所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
在所述径向校正值取得步骤中，利用所述位置计测传感器计测所述被计测用具的初始位置，并且取得所述位置计测传感器的径向的校正值。
7.一种机床的误差辨识系统，该机床具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置，所述误差辨识系统在所述机床中利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据计测出的所述位置的值辨识所述机床的几何误差，
所述误差辨识系统的特征在于，具有：
基准刀具，其成为所述刀具的长度基准；
刀具传感器，其检测安装在所述主轴上的所述基准刀具的末端位置；
基准块，其被设置在所述刀具传感器侧；
刀具传感器位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置并进行存储；
基准块位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动而直接或间接地接触所述基准块，取得接触时的所述平移轴的位置并进行存储；
相对位置计算单元，其根据由所述刀具传感器位置取得单元取得的所述检测位置和由所述基准块位置取得单元取得的所述平移轴的位置，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置并进行存储；
基准刀具位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置并进行存储；
计测位置取得单元，其通过安装在所述主轴上的所述位置计测传感器计测所述基准块的位置并进行存储；
长度方向校正值计算单元，其根据所述基准刀具位置取得单元所取得的所述基准刀具位置、所述计测位置取得单元所取得的所述基准块的位置、所述相对位置计算单元所取得的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值并进行存储；
径向校正值取得单元，其使用所述被计测用具取得所述位置计测传感器的径向校正值并进行存储；
位置校正单元，其将所述旋转轴转位到任意的多个角度，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值校正由所述位置计测传感器计测出的所述被计测用具的进行了计测的所述位置的各个值并进行存储；以及
几何误差辨识单元，其根据由所述位置校正单元校正了的被计测出的所述位置的多个值来辨识所述几何误差。
8.一种机床的误差辨识方法，该机床具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置，所述误差辨识方法是在所述机床中利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据计测出的所述位置的值辨识所述机床的几何误差，
所述误差辨识方法的特征在于，执行如下步骤：
刀具传感器位置取得步骤，将作为所述刀具的长度基准的基准刀具安装在所述主轴上，使用刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置；
基准刀具计测位置取得步骤，使用安装在所述主轴上的所述基准刀具取得任意的刀具计测位置；
位置计测传感器计测位置取得步骤，使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器取得任意的传感器计测位置；
位置计测传感器长度计算步骤，求出所述刀具计测位置与所述传感器计测位置之差，根据该差和所述基准刀具的长度求出所述位置计测传感器的长度；
第1基准块位置取得步骤，使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器来计测被设在刀具传感器侧的基准块的位置；
相对位置计算步骤，根据所述刀具传感器位置取得步骤中取得的所述检测位置、所述第1基准块位置取得步骤中取得的所述基准块的位置、所述位置计测传感器长度计算步骤中计算出的所述位置计测传感器的长度、以及所述基准刀具的长度，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置；
基准刀具位置取得步骤，将所述基准刀具安装在所述主轴上，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置；
第2基准块位置取得步骤，在所述主轴上安装所述位置计测传感器，使用所述位置计测传感器来计测所述基准块的位置；
长度方向校正值计算步骤，根据所述基准刀具位置取得步骤中取得的所述基准刀具位置、所述第2基准块位置取得步骤中计测出的所述基准块的位置、所述相对位置计算步骤中计算出的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值；
径向校正值取得步骤，使用所述被计测用具来取得所述位置计测传感器的径向校正值；
位置计测步骤，将所述旋转轴转位到任意的多个角度，利用所述位置计测传感器分别计测所述被计测用具的位置；
位置校正步骤，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值，校正所述位置计测步骤中计测出的所述位置的值；以及
几何误差辨识步骤，根据所述位置校正步骤中校正了的被计测出的所述位置的多个值来辨识所述几何误差。
9.根据权利要求8所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
执行一次从所述刀具传感器位置取得步骤至所述相对位置计算步骤的处理，
执行多次从所述基准刀具位置取得步骤至所述几何误差辨识步骤的处理。
10.根据权利要求8所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
由所述位置计测传感器计测的位置是检测到所述位置计测传感器接触到计测对象物时的所述平移轴的位置。
11.根据权利要求8所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
由所述刀具传感器计测的位置是检测到安装在所述主轴上的刀具由于所述平移轴而移动从而接触或通过了所述刀具传感器时的所述平移轴的位置。
12.根据权利要求8至11中的任意一项所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
所述被计测用具是球形状的。
13.根据权利要求12所述的机床的误差辨识方法，其特征在于，
在所述径向校正值取得步骤中，利用所述位置计测传感器计测所述被计测用具的初始位置，并且取得所述位置计测传感器的径向的校正值。
14.一种机床的误差辨识系统，该机床具有三个以上的平移轴、一个以上的旋转轴、能够安装刀具并旋转的主轴、工作台以及分别控制所述平移轴、所述旋转轴和所述主轴的控制装置，所述误差辨识系统在所述机床中利用安装在所述主轴上的位置计测传感器，计测固定在所述工作台上的被计测用具的三维空间上的位置，根据计测出的所述位置的值辨识所述机床的几何误差，
所述误差辨识系统的特征在于，具有：
基准刀具，其成为所述刀具的长度基准；
刀具传感器，其检测安装在所述主轴上的所述基准刀具的末端位置；
基准块，其被设置在所述刀具传感器侧；
刀具传感器位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得所述基准刀具的末端的检测位置并进行存储；
基准刀具计测位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述基准刀具取得任意的刀具计测位置并进行存储；
位置计测传感器计测位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器取得任意的传感器计测位置并进行存储；
位置计测传感器长度计算单元，其求出所述刀具计测位置与所述传感器计测位置之差，根据该差和所述基准刀具的长度计算所述位置计测传感器的长度并进行存储；
第1基准块位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器计测所述基准块的位置并进行存储；
相对位置计算单元，其根据所述刀具传感器位置取得单元所取得的所述检测位置、所述第1基准块位置取得单元所取得的所述基准块的位置、所述位置计测传感器长度计算单元所计算出的所述位置计测传感器的长度、以及所述基准刀具的长度，计算所述基准块相对于所述检测位置的相对位置并进行存储；
基准刀具位置取得单元，其利用所述平移轴使安装在所述主轴上的所述基准刀具移动，使用所述刀具传感器取得作为所述基准刀具的末端位置的基准刀具位置并进行存储；
第2基准块位置取得单元，其使用安装在所述主轴上的所述位置计测传感器计测所述基准块的位置并进行存储；
长度方向校正值计算单元，其根据所述基准刀具位置取得单元所取得的所述基准刀具位置、所述第2基准块位置取得单元所计测出的所述基准块的位置、所述相对位置计算单元所计算出的所述相对位置、以及所述基准刀具的长度，计算所述位置计测传感器的长度方向校正值并进行存储；
径向校正值取得单元，其使用所述被计测用具取得所述位置计测传感器的径向校正值并进行存储；
位置校正单元，其将所述旋转轴转位到任意的多个角度，使用所述长度方向校正值和所述径向校正值校正由所述位置计测传感器计测出的所述被计测用具的进行了计测的所述位置的各个值；以及
几何误差辨识单元，其根据由所述位置校正单元校正了的被计测出的所述位置的多个值来辨识所述几何误差。
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