CN111432966A - 机床及工件测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明是提高工件直径的测量精度。本发明的机床具备：位移传感器，搭载在导套或支撑部的至少一方，所述导套在主轴的前方支撑由所述主轴固持的工件，所述支撑部支撑所述主轴；以及运算部，基于所述位移传感器对加工后的所述工件的测量值而运算加工后的所述工件的直径。所述主轴可沿轴向进行前后移动，通过加工所述工件后的所述主轴的后退使所述工件的被加工部位向所述轴向上的所述位移传感器的特定测量位置移动，由所述位移传感器对所述移动后的所述工件的被加工部位进行测量。

Description

机床及工件测量方法

技术领域

本发明涉及一种机床及工件测量方法。

背景技术

在机床领域中，已公开了测量工件直径的方法(参照专利文献1、2、3)。

在文献1中，NC(Numerical Control，数控)车床是在转塔刀架的一面安装测定器，使测定器的触控传感器接触工件而检测工件的直径。

在文献2中，具备激光测定器的工件直径测量装置安装在刀床上，所述刀床上载置着所有的主轴台、刀架、对向主轴、转塔型刀架。

在文献3中，测定工件直径的测定器是通过在一对测定爪之间夹持测定对象物而测定夹持部位的尺寸。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭62-130156号公报

专利文献2：日本专利第4865490号

专利文献3：日本专利第3901290号

发明内容

[发明所要解决的问题]

在文献1、2中，因测定器与测定对象物(工件)的距离较远，且测定器及工件、或连接测定器与工件的路径上存在的多个构造体(例如刀架、刀床、主轴台等)各自产生的热位移的影响，使测定器与工件的位置关系不稳定。因此，工件直径的测量结果容易产生误差。另外，文献3的在一对测定爪间夹持测定对象物而测定的构成的情况下，在如车床那样大量产生工件切屑的环境下，夹着切屑等容易产生测定误差，难以精度良好地测量工件的直径。

本发明是鉴于所述问题而完成，提供一种正确地测量工件直径的机床及工件测量方法。

[解决问题的技术手段]

本发明的一个形态是一种机床，具备：位移传感器，搭载在导套或支撑部的至少一方，所述导套在主轴的前方支撑由所述主轴固持的工件，所述支撑部支撑所述主轴；以及运算部，基于所述位移传感器对加工后的所述工件的测量值，运算加工后的所述工件的直径。

根据所述构成，位移传感器搭载在支撑工件的导套或支撑主轴的支撑部的至少一方。也就是说，位移传感器与工件的距离较近，且两者所处的环境也几乎相同。因此，可获得误差较少的工件直径的测量结果(运算结果)。

本发明的一个形态也可为，所述主轴可在轴向前后移动，通过使所述工件加工后的所述主轴后退而使所述工件的被加工部位向所述轴向上的所述位移传感器的特定测量位置移动，且通过所述位移传感器对所述移动后的所述工件的被加工部位进行测量。

根据所述构成，可通过位移传感器而准确地测量加工后的工件的被加工部位。

本发明的一个形态也可为，所述导套包含不旋转的筒状的非旋转部及旋转部，所述旋转部可在所述非旋转部的内侧与所述主轴的旋转同步旋转且支撑所述工件，所述旋转部具有使所支撑的所述工件的一部分露出的贯通孔，且搭载在所述非旋转部的所述位移传感器通过所述贯通孔对所述工件进行测量。

根据所述构成，搭载于导套的非旋转部的位移传感器可通过设置在旋转部的贯通孔对加工后的工件进行测量。

本发明的一个形态也可为，所述支撑部能够装卸所述导套，且搭载在所述支撑部的所述位移传感器在已从所述支撑部卸下所述导套的状态下，对所述主轴所固持的所述工件进行测量。

根据所述构成，搭载在支撑部的位移传感器可对支撑部支撑的主轴所固持的加工后的工件进行测量。

本发明的一个形态也可为，机床进而具备温度传感器，所述温度传感器测量供所述位移传感器搭载的位置附近的温度，所述运算部基于所述温度传感器的测量值而修正所述位移传感器的测量值，并基于所述补正后的所述位移传感器的测量值而运算所述直径。

根据所述构成，运算部可基于温度传感器的测量值而修正位移传感器的测量值的因温度影响所致的变动，由此更正确地运算加工后的工件的直径。

本发明的技术思想也通过机床以外的物体而实现。

例如，可将工件测量方法作为一个发明而掌握，所述工件测量方法具备：测量步骤，通过位移传感器对加工后的所述工件进行测量，所述位移传感器搭载在导套或支撑部的至少一方，所述导套在主轴的前方支撑由所述主轴固持的工件，所述支撑部支撑所述主轴；以及运算步骤，基于所述测量步骤的测量值，运算加工后的所述工件的直径。另外，用于实现所述方法的程序、或存储有程序的计算机可读取的存储媒体可分别作为发明而成立。

附图说明

图1是简易表示NC车床的构成的图。

图2是简易表示NC车床的电性连接关系的框图。

图3是表示加工后工件直径的测量处理的流程图。

图4是用来说明第1实施例的位移传感器的图。

图5是以从Z轴方向前侧的视点简易表示导套的图。

图6是用来说明第2实施例的位移传感器的图。

图7是表示与第2实施例对应的加工后工件直径的测量处理的流程图。

具体实施方式

以下，一边参照各图一面对本发明的实施方式进行说明。各图仅为用来说明本实施方式的例示。另外，由于各图为例示，所以也有形状或比例等相互不一致的情况。

1.装置构成的说明：

图1简易表示本实施方式的NC(Numerical Control)车床10的一例。NC车床10是机床的一种。NC车床10具有作为计算机的NC(Numerical Control)装置11，通过由NC装置11数值控制以主轴52为代表的为了加工工件W而动作的各部分(加工部)，而对工件W实施加工。通过NC车床10包含的至少一部分构成，实现工件测量方法。

NC车床10的加工部例如包含主轴52、搭载主轴52的主轴台53、刀架43、导套(GB)20、GB支撑部30、致动器61。主轴台53可在主轴52的轴(Z轴)方向与主轴52一起移动。Z轴在图1中朝向左右方向。为了方便起见，将Z轴方向的正侧(图1中为右侧)作为“前”，将Z轴方向的负侧(图1中为左侧)作为“后”而进行说明。主轴52在前端部具备夹头(参照图6的符号57)，所述夹头将从主轴台53后方被供给到Z轴上的棒状工件W以可释放的方式固持。

主轴52以Z轴为中心旋转。图1中以符号52表示的部位包含固持工件W且能以Z轴为中心旋转的主轴、与内包主轴且不旋转的筒状构件等，也将这种部位称为主轴构造体。也就是说，主轴52也可解释为指主轴构造体。

在主轴52的前方，设置有GB支撑部30。GB支撑部30在NC车床10的加工部内被固定。GB支撑部30具有在包含Z轴的范围内沿Z方向贯通的贯通孔31，且对应于贯通孔31安装有GB20。GB20是可相对于GB支撑部30装卸的构件，例如通过将一部分嵌入GB支撑部30的贯通孔31而安装到GB支撑部30。在图1中，表示将GB20安装(支撑)到GB支撑部30的状态。另外，如图1所示，从主轴52朝前方突出的工件W贯通GB支撑部30及GB20进一步朝前方突出。GB20从周围支撑贯通该GB20并朝前方突出的Z轴上的工件W。

在刀架43上安装工具43a，所述工具43a用于加工比GB支撑部30更朝前方突出(在图1的例中，比GB20更朝前方突出)的工件W。在刀架43上，也可以同时安装包含正面加工用刀头、切断加工用刀头等多种工具，也可以将这些工具以能够更换的方式安装。供刀架43移动的X轴方向相对于Z轴方向垂直，在图1中朝向上下方向。另外，供刀架43移动的Y轴方向为相对于X轴方向及Z轴方向垂直的方向(相对于图1的纸面垂直的方向)。在图1中，刀架43与GB支撑部30分开，但是，例如，刀架43也能以可在X轴方向及Y轴方向上移动的状态由GB支撑部30支撑。或者，GB支撑部30也可以兼作支撑与刀架43不同的未图示的刀架的构造。

在图1的例中，致动器61通过使滚珠螺杆机构62动作，而使直进移动体64沿着滚珠螺杆机构62的与Z轴方向平行的螺杆轴63移动。由于滚珠螺杆机构62的直进移动体64与主轴台53直接或间接地固定，所以主轴台53及搭载在主轴台53的主轴52与直进移动体64一起沿着Z轴方向前后移动。致动器61是成为滚珠螺杆机构62的动力源的马达(伺服马达、线性马达等)。但是，滚珠螺杆机构62仅为用以使主轴台53及主轴52在Z轴方向移动的一个机构。例如，致动器61也可通过使以油压或电动进行直线运动的缸体动作，而使主轴台53及主轴52在Z轴方向移动。

图2通过框图而简易表示NC车床10的各部分的电性连接关系。NC装置11例如具有作为控制器的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)11a、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)11b、ROM(Read Only Memory：只读存储器)11c。另外，伺服放大器40、主轴用放大器50、伺服放大器60、位移传感器70等通过总线11d可通信地连接于NC装置11。伺服放大器40与X轴马达41、Y轴马达42分别连接，对连接的各马达41、42供给电力。X轴马达41及Y轴马达42与刀架43连接，将供给的电力转换成用以使刀架43移动的动力，从而使刀架43分别向X轴方向、Y轴方向移动。

伺服放大器60与致动器61连接，对致动器61供给电力。主轴用放大器50与主轴马达51连接，对主轴马达51供给电力。主轴马达51与主轴52连接。主轴马达51将供给的电力转换成用以使主轴52旋转的动力，从而使主轴52旋转。此外，使主轴52具备的夹头57进行开闭动作的致动器(未图示)等也通过NC装置11控制。

在NC装置11中，CPU11a将RAM11b作为工作区执行依据加工程序P的处理，且数值控制各放大器40、50、60的电力供给等。作为结果，实现NC车床10对工件W的加工，而由工件W制造产品。加工程序P由各种指令构成。另外，NC装置11具备操作受理部12或显示部13等。操作受理部12可由受理用户的输入操作的多个按钮或键等构成，且包含显示部13上的触控面板。显示部13是将用户经由操作受理部12输入的各种数值或设定的内容、或关于NC车床10的各种信息显示到画面的显示器。

位移传感器70搭载在GB20或支撑部的至少一方，所述GB20是在主轴52的前方支撑由主轴52固持的工件W，所述支撑部支撑主轴52。所谓支撑主轴52的支撑部，在图1的例中，相当于GB支撑部30。关于位移传感器70的搭载位置的具体例子，稍后使用图4～6叙述。

当然，NC车床10的构成并不限于所述的内容。例如，刀架43可移动的方向并不限定于所述方向。另外，NC车床10也可具有固持从主轴52朝前方突出的工件W的前端部并可旋转的背面主轴等。

2.加工后工件直径的测量处理：

图3通过流程图表示本实施方式中NC装置11(CPU11a)根据加工程序P执行的加工后工件直径的测量处理。如上所述，NC装置11通过执行依据构成加工程序P的各种指令的处理，而实现NC车床10(加工部)对工件W的加工。加工后工件直径的测量处理是组入到依据这种加工程序P的工件W的加工处理中的处理。也就是说，与加工后工件直径的测量处理对应的指令也被组入到加工程序P。NC装置11通过执行与加工后工件直径的测量处理对应的指令，而开始加工后工件直径的测量处理。开始加工后工件直径的测量处理的时刻是工件W的加工处理的特定时刻。

所谓开始加工后工件直径的测量处理的时刻，例如是在执行上一次加工后工件直径的测量处理后，经过特定时间(例如几十分钟)的时刻。也就是说，NC装置11在以产品单位重复利用加工部对工件W进行加工(由工件W制造产品)中，定期地执行加工后工件直径的测量处理。另外，所谓所述特定时刻，也可为例如执行上一次加工后工件直径的测量处理后，由工件W制造出特定个数(例如几十个)产品的时刻。另外，NC装置11也可在根据用户的指示等停止工件W的加工处理后，重启加工处理后首先完成工件W的加工(制造了重启后的第1个产品)的时刻，开始加工后工件直径的测量处理。加工程序P构成为在这种特定时刻执行与加工后工件直径的测量处理对应的指令。

NC装置11在加工后工件直径的测量处理开始后，首先，使加工后的工件W向位移传感器70的特定测量位置移动(步骤S100)。当前，工件W的前端部处于由工具43a等实施加工后的状态(且，将实施过加工的所述前端部从工件W分断前的状态)。也将由工具43a等实施加工后的状态的工件W的前端部称为工件W的被加工部位。NC装置11当然掌握Z轴方向上的工件W的被加工部位的位置。在步骤S100中，NC装置11通过伺服放大器60使致动器61动作而使主轴台53及主轴52向后方移动。工件W因处于由主轴52具有的夹头57固持的状态，所以与主轴52一起向后方移动。此时，NC装置11使主轴台53及主轴52向后方移动，直到工件W的被加工部位到达预先决定为所述测量位置的Z轴上的特定位置。

在步骤S100的移动后，NC装置11以位移传感器70执行对加工后的工件W也就是被加工部位的测量，并取得位移传感器70的测量结果(测量值)(步骤S110)。步骤S110相当于本发明的测量步骤的一种。

位移传感器70在可运作的状态下，例如始终或重复执行对工件W的测量。因此，NC装置11可通过在步骤S110的时刻取得位移传感器70的测量值，而取得位移传感器70对加工后的工件W的测量值。

NC装置11基于步骤S110中取得的测量值而运算加工后的工件W的直径(加工后工件直径)(步骤S120)。步骤S120相当于本发明的运算步骤。就执行步骤S120的方面来看，可以说NC装置11作为运算部发挥功能。通过以上，可认为加工后工件直径的测量结束。但是，在图3的例中，NC装置11在步骤S120后，执行步骤S130。

在步骤S130中，NC装置11基于步骤S120中运算出的加工后工件直径，运算工件W的加工误差。NC装置11具有加工后工件直径“d1”的目标值“d2”作为信息。目标值d2是例如用户对操作受理部12进行操作而预先设定的值。因此，NC装置11将步骤S120中运算出的加工后工件直径d1与目标值d2的差量|d1-d2|作为工件W的加工误差。像这样结束加工误差的运算后，NC装置11结束图3的流程图(加工后工件直径的测量处理)，返回到所述工件W的加工处理。

NC装置11可基于运算出的加工误差，对返回后的加工处理施加修正。也就是说，NC装置11例如基于加工误差对刀架43的移动量等关于加工部的动作的各数值设定进行修正，以便在此后的工件W的加工中使加工误差接近0。运算出的加工误差可以说是将构成加工部的各部分各自的热位移组合而得的结果的加工误差。因此，也将基于运算出的加工误差的修正称为热位移修正。

3.实施例：

接着，说明本实施方式所含的若干实施例。

[第1实施例]

图4是用来主要说明第1实施例的位移传感器70的图，表示安装在GB支撑部30的贯通孔31的GB20等的截面(垂直于Y轴方向的面)。图4为剖视图，但优选考虑易观察性，省略标注在GB20各部位的截面的阴影线。

GB20包含不旋转的筒状的非旋转部21及旋转部(23、24)，所述旋转部(23、24)可在非旋转部21的内侧与主轴52的旋转同步地以Z轴为中心旋转且支撑工件W。在非旋转部21与旋转部(23、24)间，设置有轴承部22，而成为轴承部22的内侧也就是旋转部(23、24)旋转的构成。旋转部(23、24)例如通过受到使主轴52旋转的主轴马达51(图2)产生的动力，而与主轴52同步旋转。或者，旋转部(23、24)可受到与主轴马达51不同的马达(未图示)产生的动力而旋转，NC装置11通过以使主轴马达51与所述另一马达同步的方式进行控制，而使旋转部(23、24)与主轴52的旋转同步地旋转。

旋转部(23、24)包含外侧也就是非旋转部21侧的第1旋转部23、与第1旋转部23的内侧的夹头(固持机构)24。在GB20的内部，夹头24支撑工件W。夹头24以工件W可在Z轴方向上滑动的程度支撑工件W。当然，夹头24可固持、释放工件W，夹头24对工件W的固持与释放均基于加工程序P由NC装置11控制。

在图4的例中，位移传感器70内置于非旋转部21的面向第1旋转部23侧的位置。位移传感器70是例如基于涡电流式、光学式、图像辨识方式等的传感器，测量与测定对象物的距离。也可将位移传感器70称为测距传感器。图4所示的工件W的一部分假定为所述被加工部位。也就是说，图4表示步骤S100(图3)结束，工件W的被加工部位到达作为位移传感器70的测量位置的Z轴上的特定位置的状态。NC装置11在步骤S100结束后，使夹头24固持工件W以不使工件W的位置变动，直到例如步骤S110。

旋转部(23、24)具有使工件W的一部分露出的贯通孔25(第2贯通孔)。进而，第1旋转部23具有使夹头24的一部分露出的贯通孔26(第3贯通孔)。贯通孔25贯通第1旋转部23及夹头24。贯通孔26在与贯通孔25不同的位置，贯通第1旋转部23。贯通孔25、26的Z轴方向上的位置均与位移传感器70的测量位置一致。

图5是用来主要说明贯通孔25、26的位置的例的图，以从Z轴方向前侧的视点简易地表示GB20。如上所述，位移传感器70内置于非旋转部21的面向第1旋转部23侧的位置。在图5的例中，贯通第1旋转部23及夹头24的贯通孔25、与贯通第1旋转部23的贯通孔26在垂直于Z轴的面内，分别形成在以Z轴为中心相差180度的位置。但是，贯通孔25与贯通孔26只要位于与Z轴垂直的面内彼此不重叠的位置即可。

根据这种构成，旋转部(23、24)以Z轴为中心旋转，在垂直于Z轴的面内，在连结Z轴与位移传感器70的直线上贯通孔25一致时，位移传感器70可通过贯通孔25测量到工件W(被加工部位)表面的距离L2。另外，旋转部(23、24)以Z轴为中心旋转，在垂直于Z轴的面内，在连结Z轴与位移传感器70的直线上贯通孔26一致时，位移传感器70可通过贯通孔26测量到夹头24的表面的距离L1。位移传感器70在旋转部(23、24)以Z轴为中心旋转的期间，贯通孔25、26相对于位移传感器70的位置皆不一致的期间，测量的距离为接近0的极短距离(位移传感器70到第1旋转部23表面的距离)。也就是说，位移传感器70在旋转部(23、24)以Z轴为中心旋转的期间，可分别测量明显不同的3种距离。因此，NC装置11可将所述3种距离中最长的距离设为距离L2，第2长的距离设为距离L1。

在步骤S110(图3)中，NC装置11从位移传感器70测得的经时变化的测量值取得如上所述的距离L1、L2。NC装置11在步骤S110中，使GB20(旋转部(23、24))旋转。

在步骤S120中，NC装置11基于步骤S110中取得的测量值(距离L1、L2)，通过以下的式(1)，运算加工后工件直径d1。

d1＝D1-2×ΔLa (1)

距离D1(图4)为夹头24的直径，且为已知的值。NC装置11预先具有距离D1的值作为信息。距离ΔLa(图4)为L2-L1。这样一来，根据第1实施例，通过利用搭载在支撑工件W的GB20的位移传感器70所测量的距离L1、L2与已知的距离D1，NC装置11可正确地运算加工后工件直径d1。

[第2实施例]

图6是用来主要说明第2实施例的位移传感器70的图，表示插入到GB支撑部30的贯通孔31的主轴52等的截面(垂直于Y轴方向的面)。图6为剖视图，但优先考虑易观察性，省略标注在主轴52各部位的截面的阴影线。图6如与图1、4比较可判断，GB20已从GB支撑部30卸下。也就是说，在NC车床10中，通过在GB20从GB支撑部30卸下的状态下，使主轴台53及主轴52向前方移动，且使主轴52插入到GB支撑部30的贯通孔31，可使GB支撑部30支撑主轴52。GB支撑部30的贯通孔31的内壁设为插入主轴52时可稳定支撑主轴52的形状。

在GB支撑部30的贯通孔31中插入主轴52，相对于GB支撑部30定位主轴52时，如图6的上段所示，主轴52的前端的一部分比GB支撑部30更向前方突出。因此，在NC车床10中，可对由支撑在GB支撑部30的主轴52固持且比主轴52的前端更向前方突出的工件W，使刀架43的工具43a等作用而进行加工。将像这样在由GB支撑部30支撑主轴52的状态下执行的工件W的加工称为无导套方式的加工处理。另一方面，如图1、4所示，将在GB20安装于GB支撑部30且由比主轴52更靠前方的GB20支撑主轴52所固持的工件W的状态下执行的工件W的加工称为导套方式的加工处理。所述第1实施例是与导套方式的加工处理中在特定时刻执行的加工后工件直径的测量处理对应的实施例。

另一方面，第2实施例是与无导套方式的加工处理中在特定时刻执行的加工后工件直径的测量处理对应的实施例。

主轴52包含不旋转的筒状的非旋转部54及旋转部(56、57)，所述旋转部(56、57)可在非旋转部54的内侧以Z轴为中心旋转且固持工件W。在非旋转部54与旋转部(56、57)间，设置有轴承部55，轴承部55的内侧也就是旋转部(56、57)旋转。旋转部(56、57)受到主轴马达51(图2)产生的动力而旋转。旋转部(56、57)的前端侧的一部分是用来固持工件W的夹头(固持机构)57。

在图6的例中，位移传感器70内置于GB支撑部30。另外，在GB支撑部30，形成有从贯通孔31的内壁到达位移传感器70的与X轴方向平行的贯通孔32(第4贯通孔)。此处，图6所示的工件W的前端部(较细部分)假定为被加工部位。也就是说，图6的上段表示无导套方式的加工处理中对工件W的加工结束(工件W的前端部成为被加工部位)的状态，图6的下段表示步骤S100(图3)结束，工件W的被加工部位到达作为位移传感器70的测量位置的Z轴上的特定位置的状态。

但是，第2实施例的加工后工件直径的测量处理替代图3而使用图7的流程图进行说明。将图7与图3进行比较时，位移传感器70的测量位置、或位移传感器70的测量值的内容不同，但基本上，步骤S210～S240相当于步骤S100～S130。图7与图3的较大不同点为具有步骤S200。

在第2实施例中，NC装置11判定为已是开始加工后工件直径的测量处理的特定时刻的情况下，以位移传感器70执行对主轴52的测量，并取得位移传感器70的测量结果(测量值)(步骤S200)。在步骤S200的时点，由于如图6的上段所示为结束对工件W的加工的状态，也就是主轴52的前端部比GB支撑部30更向前方突出的状态，所以位移传感器70通过贯通孔32测量位移传感器70到主轴52(非旋转部54)的表面的距离L3。NC装置11可通过在步骤S200的时刻取得位移传感器70的测量值，而取得距离L3。

NC装置11在步骤S200后，进入步骤S210，使加工后的工件W向位移传感器70的特定测量位置移动。也就是说，使主轴台53及主轴52向后方移动，直到工件W的被加工部位到达预先决定为所述测量位置的Z轴上的特定位置。

步骤S210的移动后，NC装置11以位移传感器70执行对加工后的工件W也就是被加工部位的测量，并取得位移传感器70的测量结果(测量值)(步骤S220)。步骤S220相当于本发明的测量步骤的一种。在步骤S220的时点，如图6的下段所示，工件W的被加工部位在Z轴方向上，位于与位移传感器70对应的位置。因此，位移传感器70通过贯通孔32，测量位移传感器70到主轴52所固持的工件W的被加工部位的表面的距离L4。NC装置11可通过在步骤S220的时刻取得位移传感器70的测量值，而取得距离L4。

NC装置11基于步骤S200与步骤S220中取得的测量值而运算加工后工件直径d1(步骤S230)。步骤S230相当于本发明的运算步骤。在步骤S230中，NC装置11基于取得的测量值(距离L3、L4)，通过以下的式(2)，运算加工后工件直径d1。

d1＝D2-2×ΔLb (2)

距离D2(图6)为主轴52的直径(主轴52的步骤S200中测量的位置的直径)，且为已知的值。NC装置11预先具有距离D2的值作为信息。距离ΔLb(图6)为L4-L3。这样一来，根据第2实施例，通过利用位移传感器70所测量的距离L3、L4与已知的距离D2，NC装置11可正确地运算加工后工件直径d1，所述搭载在支撑主轴52的GB支撑部30以进行无导套方式的加工处理。

在步骤S240中，与步骤S130同样，NC装置11进行将步骤S230中运算出的加工后工件直径d1与目标值d2的差量|d1-d2|作为工件W的加工误差的运算。

4.总结及其他说明：

如此，根据本实施方式，机床具备：位移传感器70，搭载在GB20或支撑部(GB支撑部30)的至少一方，所述GB20在主轴52的前方支撑由主轴52固持的工件W，所述支撑部支撑主轴52；以及运算部(NC装置11、CPU11a)，基于位移传感器70对加工后的工件W的测量值而运算加工后工件直径d1。也就是说，由于位移传感器70与测量对象的工件W存在于窄范围，所以可测量(运算)几乎不出现因热位移的影响所致的误差的正确的加工后工件直径d1。

更详细地说明本发明的效果。

例如，由于图4所示的GB20或工件W、或其他周围的各部位在工件W的加工中，在NC车床10内暴露于大量的切削油，所以其等的温度追随切削油的温度，结果，存在于窄范围的GB20、或搭载在GB20的位移传感器70、或工件W的被加工部位的温度大致相同。物体只要温度发生变化，那么热位移的程度也会变化，但彼此的温度无差异的多个物体各自的热位移的程度彼此相似。因此，如本发明那样，加工部中的有关位移传感器70对工件W的被加工部位进行测量的系统整体上为相同温度的构成中，即便以温度不同的条件分别进行测量，测量结果也几乎不变化。

示出具体例。

在第1实施例的NC车床10中，再现了以所述加工误差为0(也就是说，加工后工件直径d1＝d2)的方式调整加工部的各设定的状态(理想状态)。此时，在理想状态下，包含GB20、或搭载在GB20的位移传感器70、或包括被加工部位的工件W的系统的温度为20℃，

距离D1＝30.000mm，

目标值d2＝10.000mm，

距离L1＝5.000mm，

距离L2＝15.000mm。

另一方面，相对于所述理想状态使所述系统的温度上升到30℃的情况下，通过所述系统中各物体的热位移，作为位移传感器70的测量值的距离L1为5.00006mm。

所述情况下，根据所述式(1)，

d1＝30.000-2×(9.99994)＝10.0001 mm。

也就是说，因将所述系统的温度提高10℃的影响，与目标值d2产生0.0001mm的偏差(加工误差)。但是，作为目标值d2＝10.000mm，受到加工部的各部分(例如，工件W、主轴52、主轴台53、支撑主轴台53的工作台、刀架43、支撑刀架43的工作台等…)各自产生的热位移的影响而产生的加工误差约为1/100毫米的标度，鉴于这样的实际情况，所述0.1μm左右的加工误差相对非常小，可以说几乎可忽略不计。也就是说，根据本实施方式，不论加工部的温度如何，均可正确地测量加工后工件直径。

根据文献1～3等的背景技术，加工后工件直径的测量本身容易出现误差。加工后工件直径的测量不正确的情况下，当然加工后工件直径与目标值的差量也就是加工误差也为不可靠的值，也无法适当地执行基于加工误差的热位移修正。相对于此，本实施方式不论位移传感器70所处的环境温度如何，均可正确地测量加工后工件直径。因此，加工后工件直径与目标值的差分量也就是加工误差准确地表示NC车床10(加工部)的热位移，作为结果，可适当地执行热位移修正而提高工件W的加工精度。

作为本实施方式之一，位移传感器70可为具有CPU等处理器或存储器等存储部的构成。且，位移传感器70也可从NC装置11在步骤S110或步骤S200或步骤S220的各时刻接收测量指示，根据接收到的测量指示对工件W或主轴52进行测量，且将测量值发送到NC装置11。另外，在第2实施例中，也可为位移传感器70将步骤S200的测量值(距离L3)暂时存储到存储部，NC装置11在步骤S220中，读取位移传感器70测量出的测量值(距离L4)、与存储在位移传感器70的存储部的距离L3。NC装置11与位移传感器70间的通信可为有线方式、无线方式的任一方式。

作为本实施方式之一，可为进而具备测量供位移传感器70搭载的位置附近的温度的温度传感器80，且NC装置11基于温度传感器80的测量值，修正位移传感器70的测量值，并基于所述修正后的位移传感器70的测量值而运算加工后工件直径。

如果参照图4，那么在GB20的非旋转部21，安装有温度传感器80。温度传感器80亦与位移传感器70同样地，可通过有线或无线与NC装置11通信。根据图4所示的温度传感器80，可测量供位移传感器70搭载的GB20的温度、或GB20附近的温度。当然，在图6的例中，也可在GB支撑部30的贯通孔31附近等安装温度传感器80。作为位移传感器70的测量值(距离L1、L2或距离L3、L4)的电信号受环境温度影响，其电平有时微妙地变动。因此，NC装置11从温度传感器80例如在步骤S110或步骤S200或步骤S220的时刻一起取得温度的测量值。且，在步骤S120、或步骤S230中，在运算加工后工件直径前，将从位移传感器70取得的测量值(距离L1、L2或距离L3、L4)，乘以与从温度传感器80取得的温度的测量值相应的修正系数(预先对应各温度而准备的修正系数)等而进行修正。由此，NC装置11可获得排除温度影响后的更正确的加工后工件直径。

此外，加工后工件直径的运算并不限于所述方法。在第1实施例中，NC装置11具有GB20的第1旋转部23(图4)的外径作为已知的值(距离D3)。所述情况下，在步骤S120(图3)中，NC装置11可通过从距离D3减去距离L2的2倍的值，而获得加工后工件直径d1。

在步骤S100(图3)或步骤S210(图7)的说明中，通过使加工后的工件W与主轴52一起向后移动，而将被加工部位对位到位移传感器70的测量位置。但是，也可设为可使GB支撑部30在Z轴方向上移动的构成，NC装置11在步骤S100或步骤S210中，通过使GB支撑部30向前方移动而将工件W的被加工部位与位移传感器70的测量位置对位。

本实施方式中，不仅在GB20、支撑主轴52的支撑部(GB支撑部30)的任一方搭载位移传感器70的构成外，在GB20、支撑主轴52的支撑部(GB支撑部30)的两方均搭载位移传感器70的构成也包含在揭示范围内。也就是说，NC车床10可在导套方式的加工处理中以特定时刻执行的加工后工件直径的测量处理中，利用GB20所搭载的位移传感器70进行测量，在无导套方式的加工处理中以特定时刻执行的加工后工件直径的测量处理中，利用GB支撑部30所搭载的位移传感器70进行测量。

在本案中，搭载位移传感器70的支撑主轴52的前端部附近的支撑部也可为GB支撑部30以外的构造物。例如，可在不具有供导套装卸的功能但可支撑主轴52的前端部附近的支撑部，搭载位移传感器70。

[符号的说明]

10 NC车床

11 NC装置

11a CPU

11b RAM

11c ROM

12 操作受理部

13 显示部

20 GB

21 非旋转部

23、24 旋转部(第1旋转部)

25 贯通孔

26 贯通孔

30 GB支撑部

31 贯通孔

32 贯通孔

43 刀架

52 主轴

53 主轴台

61 致动器

70 位移传感器

80 温度传感器

P 加工程序

W 工件

Claims (6)

1.一种机床，其特征在于具备：

位移传感器，搭载在导套或支撑部的至少一方，所述导套在主轴的前方支撑由所述主轴固持的工件，所述支撑部支撑所述主轴；以及

运算部，基于所述位移传感器对加工后的所述工件的测量值，运算加工后的所述工件的直径。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于：所述主轴可沿轴向进行前后移动，通过加工所述工件后的所述主轴的后退而使所述工件的被加工部位向所述轴向上的所述位移传感器的特定测量位置移动，且由所述位移传感器对所述移动后的所述工件的被加工部位进行测量。

3.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于：所述导套包含不旋转的筒状的非旋转部及旋转部，所述旋转部可在所述非旋转部的内侧与所述主轴的旋转同步旋转且支撑所述工件；且

所述旋转部具有使所支撑的所述工件的一部分露出的贯通孔，

搭载在所述非旋转部的所述位移传感器通过所述贯通孔对所述工件进行测量。

4.根据权利要求1或2所述的机床，其特征在于：所述支撑部能够装卸所述导套，且搭载于所述支撑部的所述位移传感器在所述导套从所述支撑部卸下的状态下，对所述主轴所固持的所述工件进行测量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机床，其特征在于：进而具备温度传感器，所述温度传感器测量供所述位移传感器搭载的位置附近的温度；且

所述运算部基于所述温度传感器的测量值而修正所述位移传感器的测量值，且基于所述修正后的所述位移传感器的测量值而运算所述直径。

6.一种工件测量方法，其特征在于具备：

测量步骤，通过位移传感器对加工后的所述工件进行测量，所述位移传感器搭载在导套或支撑部的至少一方，所述导套在主轴的前方支撑由所述主轴固持的工件，所述支撑部支撑所述主轴；以及

运算步骤，基于所述测量步骤中所得的测量值，运算加工后的所述工件的直径。

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