JP2711273B2

JP2711273B2 - ラジアルボール盤の座標表示器

Info

Publication number: JP2711273B2
Application number: JP5017464A
Authority: JP
Inventors: 宏宮下
Original assignee: 宮下電機株式会社
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH06226592A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ラジアルボール盤の
主軸頭の主軸の座標を検出して表示するラジアルボール
盤の座標表示器に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ラジアルボール盤は、コ
ラムの回りを回転するアームと、このアームに沿って滑
動する主軸頭とを備え、このアームを回転し、この主軸
頭を滑動することにより、この主軸頭の主軸を移動でき
るように構成されている。勿論、この主軸頭の主軸に
は、例えばドリルが取り付けられ、このドリルが回転さ
れることにより、孔開け加工が行われる。

【０００３】ところで、この孔開け加工に際しては、こ
の孔の位置を示すけがき線を被加工物に予め描き、この
後に主軸頭の主軸を移動して、ドリルの先端をその位置
に合わせ、この位置に孔を開けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
複数の孔の位置を高精度で決めねばならないときには、
けがき線を描くための作業が困難になり、熟練を要する
ばかりでなく、作業時間が非常に長くなった。このた
め、孔の位置を高精度で決めるための作業の簡単化と、
作業時間の短縮が望まれていた。

【０００５】そこで、この発明の課題は、主軸頭の主軸
の座標を検出して表示し、これにより孔の位置を明確に
指し示すことが可能なラジアルボール盤の座標表示器を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明のラジアルボール盤の座標表示器において
は、アームの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
主軸頭の滑動位置を検出する滑動位置検出手段と、アー
ムを回転させるとともに、主軸頭を滑動させつつ、予め
定められた幾何図形である正三角形あるいは正方形を主
軸を用いて描き、その際、主軸頭が移動した距離を測定
し、その測定した値を入力する測定値入力手段と、主軸
頭の主軸を該幾何図形の各頂点に移動させたそれぞれの
ときに回転角度検出手段によって検出された各回転角度
と滑動位置検出手段によって検出された滑動位置、およ
び測定値入力手段によって入力された該移動距離に基づ
いて、コラム中心から滑動位置検出手段によって検出さ
れる主軸頭の基準位置までのオフセット距離、およびア
ームと主軸頭の主軸間の離間距離を求める第１の演算手
段と、この第１の演算手段によって求められたオフセッ
ト距離と離間距離、および主軸頭の主軸を任意位置に移
動させたときに回転角度検出手段によって検出された回
転角度と滑動位置検出手段によって検出された滑動位置
に基づいて、コラム中心を原点とする第１の座標系にお
ける該任意位置の座標を求める第２の演算手段と、この
第２の演算手段によって求められた第１の座標系におけ
る該任意位置の座標を表示する表示手段とを備えた構成
を採用したのである。

【０００７】また、このとき、主軸頭の主軸を第２の座
標系の原点および座標軸上の一点に移動させたことを指
定する指定入力手段と、第３の演算手段を備え、第２の
演算手段は、第１の演算手段によって求められたオフセ
ット距離と離間距離、および指定入力手段によって指定
されたそれぞれのときに回転角度検出手段によって検出
された各回転角度と滑動位置検出手段によって検出され
た各滑動位置に基づいて、第２の座標系の原点および座
標軸上の一点を第１の座標系の各座標として求め、第３
の演算手段は、第２の演算手段によって主軸頭の主軸の
任意の位置が第１の座標として求められると、第２の座
標系の原点と座標軸上の一点に対応する第１の座標系の
各座標、および該任意位置に対応する第１の座標系の座
標に基づいて、この任意位置に対応する第２の座標系の
座標を求め、表示手段は、この任意位置に対応する第１
の座標系の座標、および該任意位置に対応する第２の座
標系の座標のうち少なくとも一方を表示する構成を採用
することができる。

【０００８】

【作用】上記構成の発明によれば、表示器を起動した
後、アームを回転させるとともに、主軸頭を滑動させ、
主軸頭の主軸でもって予め定められた三角形あるいは正
方形からなる平面図形を描き、その幾何図形を描くこと
により得られる主軸頭の移動距離を測定して測定値入力
手段からその値を入力すると、その幾何図形の各頂点に
対応するアームの回転角度が回転角度検出手段によって
検出され、第１の演算手段に入力される。また、同時
に、滑動位置検出手段によって主軸頭の滑動位置が検出
され、第１の演算手段に入力される。第１の演算手段
は、回転角度検出手段によって検出された幾何図形の各
頂点での各回転角度と滑動位置検出手段によって検出さ
れた主軸頭の滑動位置、および測定値入力手段から入力
された主軸頭の移動距離とに基づいて、コラム中心から
主軸頭の基準位置までのオフセット距離、およびアーム
と主軸頭の主軸間の離間距離を算出する。この後、主軸
頭の主軸を任意位置に移動させると、第２の演算手段
は、オフセット距離と離間距離、アームの回転角度、お
よび主軸頭の滑動位置に基づいて、第１の座標系におけ
る任意位置の座標を求め、この任意位置の座標を表示手
段に表示させる。

【０００９】このとき、指定入力手段と第３の演算手段
を備えたものでは、指定入力手段から、主軸頭の主軸を
第２の座標系の原点および座標軸上の一点に移動させた
ことを指定すると、指定入力手段によって指定されたそ
れぞれのときに回転角度検出手段によって検出された各
回転角度と滑動位置検出手段によって検出された各滑動
位置に基づいて、第２の演算手段が、第２の座標系の原
点および座標軸上の一点を第１の座標系の各座標として
求める。そして、第３の演算手段が、第２の座標系の原
点と座標軸上の一点に対応する第１の座標系の各座標、
および該任意位置に対応する第１の座標系の座標に基づ
いて、この任意位置に対応する第２の座標系の座標を求
め、この任意位置に対応する第１の座標系の座標、およ
び該任意位置に対応する第２の座標系の座標のうち少な
くとも一方を表示手段に表示させる。

【００１０】

【実施例】まず、この発明の実施例を説明する以前に、
この発明の原理を明らかにしておく。

【００１１】図３は、ラジアルボール盤を上から見たと
きの概略構成を示している。同図において、コラム１０
１には、アーム１０２が回動自在に連結され、このアー
ム１０２には、主軸頭１０３が滑動自在に取り付けられ
ている。この主軸頭１０３は、主軸１０４を持ち、この
主軸１０４を回転させる。この主軸１０４には、例えば
ドリルが取り付けられ、このドリルによって被加工物に
孔が開けられる。

【００１２】ここで、アーム１０２に沿って滑動する主
軸頭１０３の滑動軌跡で、かつコラム１０１の中心を通
る直線をｓ₁とし、この直線ｓ₁に直交し、かつ主軸１
０４の中心を通る直線をｓ₂とする。そして、コラム１
０１の中心から各直線ｓ₁，ｓ₂が直交する位置ｔまで
の滑動距離をＬとし、この位置ｔから主軸１０４の中心
までの離間距離をＡとし、アーム１０２の回転角度をθ
とすると、図４に示すように直交座標系において主軸１
０４の位置ｐ₁を表すことができ、この位置ｐ₁の座標
（ｘ₁，ｙ₁）が次の各式（１），（２）で求められ
る。

【００１３】

【数１】

【００１４】また、図５に示すように主軸１０４の位置
ｐ₁を極座標系において表すこともでき、このときには
コラム１０１の中心から主軸１０４の位置ｐ₁までの距
離ｚ、および各角度α，βが次の各式（３），（４），
（５）で求められる。

【００１５】

【数２】

【００１６】したがって、滑動距離Ｌ、離間距離Ａ、お
よび回転角度θが判れば、主軸１０４の位置ｐ₁を直交
座標系および極座標系のうちのいずれにおいても表すこ
とができる。

【００１７】ところで、回転角度θは、角度センサを用
いて簡単に検出できるが、滑動距離Ｌは、位置ｔ、つま
り主軸頭１０３の滑動位置をリニアセンサを用いて検出
し、この滑動位置ｔと、リニアセンサの検出が開始され
る基準位置ｔ₀（図３に示す）間の距離ΔＬをコラム１
０１の中心から基準位置ｔ₀までのオフセット距離Ｌ
_offに加算して求められる。したがって、このオフセッ
ト距離Ｌ_offが正確に判っていなければ、滑動距離Ｌを
求めることができない。また、離間距離Ａも、正確に判
っていなければならない。

【００１８】このため、既存のラジアルボール盤に角度
センサとリニアセンサを取り付けて、主軸１０４の位置
ｐ₁を求める場合は、オフセット距離Ｌ_offと離間距離
Ａを測定して明らかにしておく必要がある。これらの距
離の測定手順の一例を図６（ａ），（ｂ）を参照して述
べる。

【００１９】図６（ａ）においては、主軸１０４が位置
ｇ₁に在り、主軸頭１０３の滑動距離がＬ₁で、コラム
１０１の中心Ｏから主軸１０４までの距離がｌ₁であ
る。この状態で、角度センサによってアーム１０２の回
転角度を検出しつつ、アーム１０２を６０°回転させ、
主軸１０４を位置ｇ₂に移動すると、コラム１０１の中
心Ｏ、各位置ｇ₁，ｇ₂をそれぞれの頂点とする正三角
形が形成され、各位置ｇ₁，ｇ₂間の距離が中心Ｏから
主軸１０４までの距離ｌ₁と等しくなる。

【００２０】引き続き、リニアセンサによって主軸頭１
０３の滑動位置を検出しつつ、主軸頭１０３をアーム１
０２に沿って移動させ、図６（ｂ）に示すように主軸１
０４を位置ｇ₂から先の距離ｌ₁だけ離れた位置ｇ₃に
移動する。そして、角度センサによる検出を行いつつ、
アーム１０２を先の回転と逆方向に６０°反転させ、主
軸１０４を位置ｇ₄に移動する。このとき、コラム１０
１の中心Ｏ、各位置ｇ₃，ｇ₄をそれぞれの頂点とする
正三角形が形成され、各位置ｇ₃，ｇ₄間の距離が中心
Ｏから主軸１０４までの距離ｌ₂と等しくなる。

【００２１】こうして主軸１０４を移動させるに際し、
各位置ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄を印して、各距離ｌ₁，
ｌ₂を測定する。そして、次の様な演算を展開していく
と、その結果としてオフセット距離Ｌ_offと離間距離Ａ
を求めることができる。

【００２２】

【数３】

【００２３】上記式（６）を上記式（７）に代入して、
離間距離Ａを消去する。

【００２４】

【数４】

【００２５】さらに、上記式（８）と、（sin²θ＋cos²
θ＝１）から次式（９）を導く。

【００２６】

【数５】

【００２７】ここで、上記式（６）に上記式（９）を代
入して、次式（１０）を導く。この式（１０）に各距離
ｌ₁，ｌ₂を代入すると、離間距離Ａが求められる。

【００２８】

【数６】

【００２９】また、主軸１０３の滑動距離Ｌ₁は、次式
（１１）で表されるので、距離ｌ₁と上記式（１０）に
よって求められた離間距離Ａを次式（１１）に代入すれ
ば、この滑動距離Ｌ₁が求められる。

【００３０】

【数７】

【００３１】さらに、この滑動距離Ｌ₁は、滑動位置t₁
とリニアセンサの検出が開始される基準位置t₀間の距離
ΔＬ₁をオフセット距離Ｌ_offに加算して求められる。

【００３２】

【数８】

【００３３】故に、オフセット距離Ｌ_offは、上記式
（１１）によって求められた滑動距離Ｌ₁から距離ΔＬ
₁を差し引いて求めることができる。

【００３４】

【数９】

【００３５】このように図６（ａ），（ｂ）の測定手順
では、アーム１０２を６０°回転させて距離ｌ₁を測定
し、主軸頭１０３を距離ｌ₁だけ滑動させてから、アー
ム１０２を６０°反転させて距離ｌ₂を測定し、これら
の距離ｌ₁，ｌ₂を上記式（１０）に代入することによ
り、離間距離Ａを求めている。また、この離間距離Ａと
距離ｌ₁を上記式（１１）に代入することにより、滑動
距離Ｌ₁を求め、この滑動距離Ｌ₁、および滑動位置ｔ
₁と基準位置ｔ₀間の距離ΔＬ₁を上記式（１３）に代
入して、オフセット距離Ｌ_offを求めている。

【００３６】次に、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照
して、オフセット距離Ｌ_offと離間距離Ａを測定する手
順の他の例を述べる。なお、ここでは、正方形が描かれ
た定盤を利用している。

【００３７】まず、図７（ａ）に示すような各位置
ｈ₁，ｈ₂を結ぶ線分、つまり定盤の正方形の一辺と、
アーム１０２を平行にし、かつ主軸１０４を位置ｈ₁に
一致させ、この状態で主軸頭１０３を滑動させて、主軸
１０４を位置ｈ₂まで移動させる。このとき、主軸頭１
０３の滑動距離をＬ_aとし、コラム１０１の中心Ｏから
主軸１０４までの距離をｚ_aとする。

【００３８】引き続いて、図７（ｂ）に示すように主軸
１０４を位置ｈ₂から位置ｈ₃まで移動させ、正方形の
一辺の垂線を描く。このとき、各位置ｈ₂，ｈ₃間の距
離がｌ_aであり、主軸頭１０３の滑動距離が距離ｍ_bだ
け延びてＬ_bとなり、コラム１０１の中心Ｏから主軸１
０４までの距離がｚ_bとなる。この図７（ｂ）において
は、次式（１４）を導くことができる。

【００３９】

【数１０】

【００４０】上記式（１４）を整理すると、次式（１
５）が導かれる。

【００４１】

【数１１】

【００４２】上記式（１５）では、滑動距離をＬ_aと、
離間距離Ａを未知数としている。

【００４３】さらに、図７（ｃ）に示すように主軸１０
４を位置ｈ₄まで移動させ、正方形の一辺の水平線を描
く。このとき、主軸頭１０３の滑動距離が距離Ｌ_aより
も距離ｍ_cだけ延びてＬ_cとなり、コラム１０１の中心
から主軸１０４までの距離がｚ_cとなる。この図７
（ｃ）においては、次式（１６）を導くことができる。

【００４４】

【数１２】

【００４５】上記式（１６）を整理すると、滑動距離Ｌ
_aと、離間距離Ａを未知数とする次式（１７）が導かれ
る。

【００４６】

【数１３】

【００４７】ここで、上記各式（１５）と（１７）を連
立方程式として、２つの未知数である滑動距離Ｌ_aと離
間距離Ａを求めると、次の様な解が得られる。

【００４８】

【数１４】

【００４９】さらに、この滑動距離Ｌ_aは、上記式（１
２）における距離Ｌ₁と同様に、滑動位置ｔ_aと基準位
置ｔ₀間の距離ΔＬ_aをオフセット距離Ｌ_offに加算し
て求められる。そして、オフセット距離Ｌ_offは、上記
式（１３）と同様に、滑動距離Ｌ_aから距離ΔＬ_aを差
し引いて求められる。

【００５０】したがって、この測定手順では、主軸１０
４を定盤の正方形に沿って移動させるに際し、各距離ｌ
_a，ｍ_b，ｍ_cを検出して、これらの距離を上記式（１
８）に代入することにより、離間距離Ａを求めている。
また、各距離ｌ_a，ｍ_b，ｍ_cを上記式（１９）に代入
することにより、滑動距離Ｌａを求めてから、上記式
（１３）に基づいて、オフセット距離Ｌ_offを求めてい
る。

【００５１】このように図６（ａ），（ｂ）に示した測
定手順、または図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した測
定手順によって、オフセット距離Ｌ_offと離間距離Ａを
明らかにすることができる。これらの距離Ｌ_off，Ａが
判っていれば、先に述べたように図３に示す滑動位置ｔ
をリニアセンサによって検出して、滑動距離Ｌを求める
ことができ、滑動距離Ｌ、離間距離Ａ、および回転角度
θに基づいて、主軸１０４の位置を直交座標系および極
座標系のうちのいずれにおいても表すことができる。

【００５２】さて、これまで述べてきた直交座標系およ
び極座標系では、原点がコラム１０１の中心であり、座
標軸がコラム１０１の中心を通る。つまり、原点や座標
軸が予め定められているので、実用上不便なことがあ
る。例えば、座標の原点に対して被加工物を正確に配置
せねばならず、このための作業は、簡単ではない。そこ
で、任意の原点や座標軸を設定するための演算処理を次
に述べる。

【００５３】いま、図８に示すようにコラム１０１の中
心Ｏが原点の位置となるＸ−Ｙ座標系において、被加工
物が配置されており、この被加工物に対する任意のＵ−
Ｖ座標系が設定されたとする。この場合、アーム１０２
を回転するとともに、主軸頭１０３をアーム１０２に沿
って滑動することにより、主軸１０４をＵ−Ｖ座標系の
原点ｊ₀₀に移動し、アーム１０２の回転角度θ₀₀と、主
軸１０４の滑動距離Ｌ₀₀を求める。そして、回転角度θ
₀₀と滑動距離Ｌ₀₀、一定の離間距離Ａを次の各式（２
０）、（２１）に代入して、Ｘ−Ｙ座標系におけるＵ−
Ｖ座標系の原点ｊ₀₀の座標（ｘ₀₀，ｙ₀₀）を求める。

【００５４】

【数１５】

【００５５】次に、主軸１０４をＵ−Ｖ座標系のｕ軸上
の位置ｐ₁₁、つまりＵ−Ｖ座標系における座標（ｌ₁₁，
０）に移動し、このときのアーム１０２の回転角度θ₁₁
と、主軸１０４の滑動距離Ｌ₁₁を求める。そして、次の
各式（２２）、（２３）に基づいて、主軸１０４のＸ軸
方向の変化分Δｘ、および主軸１０４のＹ軸方向の変化
分Δｙを求める。

【００５６】

【数１６】

【００５７】こうして各値ｘ₀₀，ｙ₀₀，Δｘ，Δｙを求
めれば、これらの値と、次の各式（２４）、（２５）に
基づいて、Ｘ−Ｙ座標系の座標（ｘ，ｙ）からＵ−Ｖ座
標系の座標（ｕ，ｖ）を導出することができる。なお、
Ｕ−Ｖ座標系の座標（ｌ₁₁，０）の値ｌ₁₁は、予め設定
された既知のものである。

【００５８】

【数１７】

【００５９】次に、Ｕ−Ｖ座標系における任意の座標
（ｕ，ｖ）が指定されたことを想定し、ここに主軸１０
４を移動させるためのアーム１０２の回転角度θ₂₂と、
滑動距離Ｌ₂₂を求めることにする。まず、Ｕ−Ｖ座標系
の座標（ｕ，ｖ）をＸ−Ｙ座標系の座標（ｘ，ｙ）に変
換するために、上記各式（２０）、（２１）、（２
２）、（２３）から次の各式（２６）、（２７）を導出
する。

【００６０】

【数１８】

【００６１】また、図９から明らかなように次式（２
８）が成り立ち、更に次の各式（２９）、（３０）が上
記各式（２０）、（２１）と同様に成り立つ。

【００６２】

【数１９】

【００６３】上記各式（２８）、（２９）、（３０）か
ら次の各式（３１）、（３２）を導出することができ
る。

【００６４】

【数２０】

【００６５】すなわち、上記各式（２６）、（２７）に
基づいて、Ｕ−Ｖ座標系の座標（ｕ，ｖ）をＸ−Ｙ座標
系の座標（ｘ，ｙ）に変換し、この座標（ｘ，ｙ）と離
間距離Ａを上記式（３１）に代入することにより、滑動
距離Ｌ₂₂を求めることができる。また、滑動距離Ｌ₂₂、
座標（ｘ，ｙ）、離間距離Ａを上記式（３２）に代入す
ることにより、回転角度θ₂₂を求めることができる。そ
して、アーム１０２を回転角度θ₂₂だけ回転させ、主軸
頭１０３を滑動距離Ｌ₂₂だけ滑動させれば、主軸１０４
をＵ−Ｖ座標系の座標（ｕ，ｖ）に移動することができ
る。

【００６６】なお、ここでは、２つの直交座標系間での
相互変換を述べているが、２つの極座標間での相互変換
も同様に行うことが可能である。

【００６７】さて、これまでに発明の原理を説明してき
たが、以降には、この発明の実施例を述べる。

【００６８】図１は、この発明に係わる座標表示器の一
実施例を示すブロック図である。同図において、角度セ
ンサ１は、アーム１０２（図３に示す）の回転角度θを
検出し、この回転角度θを演算処理部２に通知する。ま
た、リニアセンサ３は、主軸頭１０３（図３に示す）の
滑動位置ｔを検出し、この滑動位置ｔを演算処理部２に
通知する。

【００６９】演算処理部２は、入出力装置、中央処理装
置および記憶装置等を備えており、各センサ１，３から
のデータや、入力部４からのデータ並びに指示に応答し
て、各種の演算を行う。この演算処理部２における第１
の演算部２１、第２の演算部２２および第３の演算部２
３は、それぞれの演算機能を表しており、これらの機能
については後で述べる。

【００７０】表示部５は、各種のデータが演算処理部２
から通知され、これらのデータを表示する。図２には、
この座標表示器の外観が示されており、表示部５と入力
部４が配置されている。表示部５は、直交座標系の座標
（ｘ，ｙ）のｘ値や回転角度θ等を表示する列５ａと、
ｙ値や滑動位置ｔ等を表示する列５ｂと、各種のプログ
ラムやデータに付与された整理番号を表示する列５ｃと
を備えている。また、入力部４は、複数のキー４ａを配
列してなり、これらのキー４ａを予め定められた手順に
従って押下することにより、各種のプログラムやデータ
を演算処理部２に与えたり、各種の指示を演算処理部２
に与えることができる。

【００７１】このような構成において、図４に示すよう
な主軸１０４の座標（ｘ，ｙ）を表示するには、先に述
べたようにオフセット距離Ｌ_offと離間距離Ａを測定し
て明らかにしておく必要がある。このために、例えば図
６（ａ），（ｂ）の測定手順が演算処理部２における第
１の演算部２１として予め設定されており、入力部４を
操作することにより、オフセット距離Ｌ_offと離間距離
Ａの測定を指定すると、この第１の演算部２１が起動さ
れる。

【００７２】この第１の演算部２１を起動した場合、第
１の演算部２１は、角度センサ１から回転角度θを取り
込むとともに、リニアセンサ３から滑動位置ｔを取り込
む。

【００７３】そして、第１の演算部２１は、表示部５の
列５ａにアーム１０２の回転角度θを表示する。また、
第１の演算部２１は、表示部５の列５ｂに主軸等１０３
の滑動位置ｔを表示する。これにより、表示部５に表示
されている回転角度θと滑動位置ｔを見ながら、アーム
１０２を６０°回転させて距離ｌ₁を測定し、主軸頭１
０３を距離ｌ₁だけ滑動させてから、アーム１０２を６
０°反転させて距離ｌ₂を測定することができる。

【００７４】これらの距離ｌ₁，ｌ₂を測定したなら
ば、入力部４を操作することにより、各距離ｌ₁，ｌ₂
を第１の演算部２１に入力する。また、図６（ａ）の状
態における主軸頭１０３の滑動位置ｔ₁とリニアセンサ
の検出が開始される基準位置ｔ₀間の距離ΔＬ₁を第１
の演算部２１に入力する。すると、第１の演算部２１
は、各距離ｌ₁，ｌ₂、距離ΔＬ₁を参照し、上記各式
（１０），（１１），（１３）に基づいて、オフセット
距離Ｌ_offと離間距離Ａを求める。そして、オフセット
距離Ｌ_offと離間距離Ａは、演算処理部２内に記憶され
る。

【００７５】こうしてオフセット距離Ｌ_offと離間距離
Ａが求められた後に、入力部４を操作することにより、
主軸１０４の座標（ｘ，ｙ）の表示を指定すると、第２
の演算部２２が起動される。この第２の演算部２２は、
角度センサ１から回転角度θを取り込むとともに、リニ
アセンサ３から滑動位置ｔを取り込み、滑動位置ｔと基
準位置ｔ₀の差である距離ΔＬを求める。そして、第２
の演算部２２は、距離ΔＬとオフセット距離Ｌ_offを上
記式（１２）に代入して、滑動距離Ｌを求める。さら
に、第２の演算部２２は、この滑動距離Ｌと回転角度θ
を上記各式（１），（２）に代入して、主軸１０４の座
標（ｘ，ｙ）を求め、この座標（ｘ，ｙ）のｘ値を表示
部５の列５ａに表示するとともに、ｙ値を表示部５の列
５ｂに表示する。このような座標（ｘ，ｙ）の表示処理
は、予め定められた周期で繰り返し行われ、表示部５の
表示内容が逐次更新される。このため、主軸１０４を移
動しても、主軸１０４の新たな座標（ｘ，ｙ）が常に知
らされる。

【００７６】また、入力部４を操作することにより、Ｘ
−Ｙ座標系からＵ−Ｖ座標系への変換を指定すると、第
３の演算部２３が起動される。この場合は、まず主軸１
０４をＵ−Ｖ座標系の原点ｊ₀₀に移動し、入力部４を操
作して、このときの回転角度θ₀₀と滑動位置ｔ₁の取り
込みを指示する。これに応答して、第３の演算部２３
は、回転角度θ₀₀と滑動位置ｔ₀₀を取り込み、滑動距離
Ｌ₀₀を求めてから、上記各式（２０），（２１）の演算
を行って、Ｕ−Ｖ座標系の原点ｊ₀₀の座標（ｘ₀₀，
ｙ₀₀）を求める。引き続き、主軸１０４をＵ−Ｖ座標系
のｕ軸上の座標（ｌ₁₁，０）に移動し、入力部４を操作
して、このときの回転角度θ₁₁と滑動位置ｔ₁₁の取り込
みを指示すると、第３の演算部２３は、回転角度θ₁₁と
滑動位置ｔ₁₁の取り込み、滑動距離Ｌ₁₁を求めてから、
上記各式（２２），（２３）の演算を行って、主軸１０
４の各変化分Δｘ，Δｙを求める。さらに、入力部４を
操作することにより、距離ｌ₁₁を第３の演算部２３に与
えたのち、入力部４を操作して、Ｕ−Ｖ座標系における
主軸１０４の座標（ｕ，ｖ）の表示を指示すると、第２
の演算部２２が起動される。

【００７７】第２の演算部２２は、先に述べた手順で主
軸１０４の座標（ｘ，ｙ）を求め、この座標（ｘ，ｙ）
を第３の演算部２３に通知する。第３の演算部２３は、
この座標（ｘ，ｙ）を与えられると、この座標（ｘ，
ｙ）、先の座標（ｘ₀₀，ｙ₀₀）、各変化分Δｘ，Δｙ、
および距離ｌ₁₁を上記各式（２４），（２５）に代入す
る。そして、Ｕ−Ｖ座標系における主軸１０４の座標
（ｕ，ｖ）を求め、この座標（ｕ，ｖ）のｕ値を表示部
５の列５ａに表示するとともに、ｖ値を表示部５の列５
ｂに表示する。勿論、このような座標（ｕ，ｖ）の表示
処理は、予め定められた周期で繰り返し行われる。

【００７８】したがって、この実施例の座標表示器で
は、図６（ａ），（ｂ）の測定手順に従ってオフセット
距離Ｌ_offと離間距離Ａを測定することができ、この後
には、主軸１０４の座標（ｘ，ｙ）を表示することがで
きる。また、任意のＵ−Ｖ座標系を指定することもで
き、この場合には、Ｕ−Ｖ座標系における主軸１０４の
座標（ｕ，ｖ）が表示されることとなる。

【００７９】なお、図６（ａ），（ｂ）の測定手順の代
わりに、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）の測定手順を第１
の演算部２１として予め設定しても構わない。また、直
交座標系から極座標系への変換処理、つまり上記各式
（３），（４），（５）を第２および第３の演算部２
２，２３に与えておけば、この変換処理を行って、極座
標系における主軸１０４の位置を表示できるようにな
る。さらに、上記各式（３１），（３２）を第３の演算
部２３に与えておけば、主軸１０４をＵ−Ｖ座標系の座
標（ｕ，ｖ）に移動するための回転角度と滑動距離を求
めて表示できるようになる。

【００８０】

【効果】以上説明したように、この発明によれば、コラ
ム中心から主軸頭の基準位置までのオフセット距離、お
よびアームと主軸間の離間距離を明らかにすることがで
き、この後には主軸頭の主軸の座標を求めて表示するこ
とができる。このため、被加工物の孔の位置を簡単かつ
速やかに決めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる座標表示器の一実施例を示す
ブロック図

【図２】図１の座標表示器の外観を示す図

【図３】ラジアルボール盤を上から見たときの概略構成
を示す図

【図４】図３のラジアルボール盤を直交座標系において
示す図

【図５】図３のラジアルボール盤を極座標系において示
す図

【図６】図３のラジアルボール盤におけるオフセット距
離と離間距離の測定手順の一例を説明するために用いら
れた図

【図７】オフセット距離と離間距離の測定手順の他の例
を説明するために用いられた図

【図８】Ｘ−Ｙ座標系からＵ−Ｖ座標系への変換手順を
説明するために用いられた図

【図９】図３のラジアルボール盤におけるアームの回転
角度と主軸頭の滑動距離を求める手順を説明するために
用いられた図

【符号の説明】

１角度センサ２演算処理部３リニアセンサ４入力部５表示部２１第１の演算部２２第２の演算部２３第３の演算部１０１コラム１０２アーム１０３主軸頭１０４主軸

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コラムの回りを回転するアームと、この
アームに沿って滑動する主軸頭とを備えるラジアルボー
ル盤に付設され、この主軸頭の主軸の座標を検出して表
示するラジアルボール盤の座標表示器において、アームの回転角度を検出する回転角度検出手段と、主軸頭の滑動位置を検出する滑動位置検出手段と、アームを回転させるとともに、主軸頭を滑動させつつ、
予め定められた幾何図形である正三角形あるいは正方形
を主軸を用いて描き、その際、主軸頭が移動した距離を
測定し、その測定した値を入力する測定値入力手段と、主軸頭の主軸を該幾何図形の各頂点に移動させたそれぞ
れのときに回転角度検出手段によって検出された各回転
角度と滑動位置検出手段によって検出された滑動位置、
および測定値入力手段によって入力された該移動距離に
基づいて、コラム中心から滑動位置検出手段によって検
出される主軸頭の基準位置までのオフセット距離、およ
びアームと主軸頭の主軸間の離間距離を求める第１の演
算手段と、この第１の演算手段によって求められたオフセット距離
と離間距離、および主軸頭の主軸を任意位置に移動させ
たときに回転角度検出手段によって検出された回転角度
と滑動位置検出手段によって検出された滑動位置に基づ
いて、コラム中心を原点とする第１の座標系における該
任意位置の座標を求める第２の演算手段と、この第２の演算手段によって求められた第１の座標系に
おける該任意位置の座標を表示する表示手段とを備える
ラジアルボール盤の座標表示器。
【請求項２】主軸頭の主軸を第２の座標系の原点およ
び座標軸上の一点に移動させたことを指定する指定入力
手段と、第３の演算手段を備え、第２の演算手段は、第１の演算手段によって求められた
オフセット距離と離間距離、および指定入力手段によっ
て指定されたそれぞれのときに回転角度検出手段によっ
て検出された各回転角度と滑動位置検出手段によって検
出された各滑動位置に基づいて、第２の座標系の原点お
よび座標軸上の一点を第１の座標系の各座標として求
め、第３の演算手段は、第２の演算手段によって主軸頭の主
軸の任意の位置が第１の座標として求められると、第２
の座標系の原点と座標軸上の一点に対応する第１の座標
系の各座標、および該任意位置に対応する第１の座標系
の座標に基づいて、この任意位置に対応する第２の座標
系の座標を求め、表示手段は、この任意位置に対応する第１の座標系の座
標、および該任意位置に対応する第２の座標系の座標の
うち少なくとも一方を表示する請求項１に記載のラジア
ルボール盤の座標表示器。