JP3275549B2 - 測定装置組込み式のｎｃ工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三次元測定を行う測定
装置を組込んだＮＣ工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＣ工作機械において、加工前の
ワークの芯出しや、加工後のワークの寸法精度の測定な
どを行うために、タッチセンサーなどの測定装置が使用
されている。

【０００３】このような従来のタッチセンサーは、ツー
ルと同様にして工作機械の主軸に着脱自在に取り付けら
れている。

【０００４】次に、このようなＮＣ工作機械について図
１２を参照して説明する。図１２は、ＮＣ工作機械を部
分的に示す。

【０００５】ＮＣ工作機械の主軸頭１００は、回転自在
な主軸１０１を備えている。主軸の一端にはテーパ形状
の取付穴１０１ａが形成されている。

【０００６】タッチセンサー１０２は、テーパ形状のホ
ルダー部１０２ａおよびプローブ１０２ｂを備えてい
る。ホルダー部１０２ａの形状は、ツールホルダーの形
状と同様であり、主軸１０１の取付穴１０１ａの形状に
対応している。タッチセンサー１０２は、ツールホルダ
ーと同様にして主軸１０１に取り付けられる。つまり、
通常の工具交換の手順によって主軸１０１の取付穴１０
１ａにタッチセンサー１０２のホルダー部１０２ａが係
合される。

【０００７】このタッチセンサー１０２のプローブ１０
２ｂをワークに接触させ、その接触に応じてタッチセン
サー１０２からＮＣ装置に信号を送信する。この信号に
基づいて前述の芯出しなどを行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の工作機械
においては、タッチセンサー１０２が主軸１０１に着脱
自在に設定されるので、電源からタッチセンサー１０２
への電力供給や、タッチセンサー１０２からＮＣ装置へ
の信号送信は、無線によって行われる。

【０００９】そのため、ノイズの発生などにより無線状
態が悪化し易く、測定結果が正確さに欠けるという問題
がある。

【００１０】そこで、本発明は、ノイズによる悪影響を
防止して、正確な測定を行うことができる測定装置組込
み式のＮＣ工作機械を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸頭の内部
に測定装置収納用空間を形成し、主軸頭に対して測定装
置を移動可能に配置し、測定装置は加工物に対してプロ
ーブで三次元変位量測定を行う構成にして、ワークを加
工する場合、プローブを測定装置収納用空間に収納し、
加工物を測定する場合、測定装置収納用空間から主軸頭
の外側にプローブを突出させる構成にし、しかも測定装
置が有線によってＮＣ装置に電気的に接続されているこ
とを特徴とする測定装置組込み式のＮＣ工作機械を要旨
とする。

【００１２】

【実施例】第１実施例 図１を参照して、本発明の第１実施例による測定装置組
込み式のＮＣ工作機械について説明する。

【００１３】図示例の測定装置組込み式のＮＣ工作機械
は、立形マシニングセンタであるが、本発明はこれに限
らず、例えば横形マシニングセンタでもよい。

【００１４】測定装置組込み式のＮＣ工作機械は、ベッ
ド４１、テーブル４２、コラム４３、主軸頭４４、第１
〜第３モータ４５〜４７、ＮＣ装置４９を備えている。

【００１５】テーブル４２は、ベッド４１に対してＸ軸
方向に移動可能に設定されており、第１モータ４５の駆
動により移動される。Ｘ軸方向は、図１において紙面に
対して垂直な方向である。

【００１６】コラム４３は、ベッド４１に対してＹ軸方
向に移動可能に設定されており、第２モータ４６の駆動
によりＹ軸方向に移動される。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に
対して垂直な方向である。

【００１７】主軸頭４４は、コラム４３に対してＺ軸方
向に移動可能に設定されており、第３モータ４７の駆動
によりＺ軸方向に移動される。Ｚ軸方向は、上下方向で
あり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれに対して垂直な方
向である。

【００１８】次に、図２を参照して、主軸頭４４につい
て説明する。

【００１９】主軸頭４４は、測定装置１０、主軸駆動用
モータ５１、主軸５２、第１ギア５３、第２ギア５４、
第３ギア５５、伝動軸５６、第４ギア５７、フレーム６
０、ガイド部材７１、移動手段７２、サドル７３、開閉
手段７４を備えている。

【００２０】主軸５２及び伝動軸５６は、それぞれフレ
ーム６０に回転可能に支持されている。主軸５２には、
第１ギア５３が固定されている。第１ギア５３は、第２
ギア５４と噛み合っている。第２ギア５４と第３ギア５
５は、それぞれ伝動軸５６に固定されている。第３ギア
５５は、第４ギア５７に噛み合っている。第４ギア５７
は、主軸駆動用モータ５１の出力軸５８に固定されてい
る。これにより、主軸駆動用モータ５１の出力軸５８が
回転すると、第４ギア５７，第３ギア５５，伝動軸５
６、第２ギア５４，第１ギア５３を介して主軸５２を回
転可能である。

【００２１】主軸５２の回転中心の軸線は、Ｚ軸方向に
沿っている。主軸５２の下端には、ツールホルダ５０が
着脱可能に取付けられる。図１は、主軸５２の下端にツ
ールホルダ５０を取付けた状態を示し、図２は、主軸５
２からツールホルダ５０を取り外した状態を示す。ツー
ルホルダー５０には、ツール５９が設定されている。第
１〜第３モータ４５〜４７、主軸駆動用モータ５１は、
それぞれＮＣ装置４９に電気的に接続されており、ＮＣ
装置４９によって制御される。

【００２２】フレーム６０は、箱形であり、その内側に
は、測定装置収納用空間６０ａが形成されている。この
測定装置収納用空間６０ａからフレーム６０の下方に向
けて貫通する突出口６０ｂがフレーム６０に形成されて
いる。

【００２３】測定装置収納用空間６０ａは、主軸駆動用
モータ５１、主軸５２、第１ギア５３、第２ギア５４、
第３ギア５５、伝動軸５６、第４ギア５７から隔離され
た空間である。

【００２４】ガイド部材７１、移動手段７２は、それぞ
れフレーム６０に固定され、測定装置収納用空間６０ａ
内に位置している。

【００２５】ガイド部材７１には、サドル７３がＺ軸方
向に移動可能に設けられている。サドル７３には、測定
装置１０が取り付けられている。移動手段７２は、ロッ
ド７２ａを備えた油圧シリンダである。サドル７３は、
ロッド７２ａに固定されている。

【００２６】移動手段７２は、ＮＣ装置４９の制御によ
って、ロッド７２ａをＺ軸方向に伸ばしたり引込めたり
する。それによって、サドル７３および測定装置１０を
Ｚ軸方向に往復動させる。

【００２７】開閉手段７４は、フレーム６０に設けられ
ている。開閉手段７４は、カバー７４ａを備えている。
開閉手段７４は、ＮＣ装置４９の制御によって、カバー
７４ａを移動して突出口６０ｂを開閉する。開閉手段７
４は、図示例のものに限らず、突出口６０ｂを開閉する
ことができるものであればよい。

【００２８】測定装置１０は、有線によってＮＣ装置４
９および電源にそれぞれ電気的に接続されている。測定
装置１０から有線によってＮＣ装置４９に、信号が送信
される。

【００２９】次に、図２を参照して、測定装置１０によ
る測定を行わない場合について説明する。

【００３０】移動手段７２は、ロッド７２ａを引込め
て、サドル７３および測定装置１０を測定装置収納用空
間６０ａ内の収納位置に移動させる。

【００３１】突出口６０ｂは、カバー７４ａによって閉
じられている。それによって、測定装置収納用空間６０
ａが密閉されている。この状態で、ワークＷの加工を行
う。次に、図１を参照して、ワークＷを加工する手順に
ついて説明する。

【００３２】まず、テーブル４２の上にワークＷを設定
する。そして、ＮＣ装置４９の制御によって、テーブル
４２の位置を設定し、コラム４３の移動を行い、更に主
軸頭４４を下げてツール５９によりテーブル４２の上の
ワークＷを加工する。

【００３３】次に、図３を参照して、測定装置１０によ
る測定を行う場合について説明する。

【００３４】まず、カバー７４ａを移動して突出口６０
ｂを開く。その後、ロッド７２ａを伸ばす。それによっ
て、測定装置収納用空間６０ａからフレーム６０の下側
に向けて突出口６０ｂを通して測定装置１０を部分的に
突出させて、突出位置に移動させる。その後、後述のよ
うにして測定を行う。

【００３５】次に、図４を参照して、測定装置１０につ
いて説明する。

【００３６】測定装置１０は、三次元変位量測定器であ
る。図４は、測定装置１０を示す側面図であり、一部断
面をとって内部構造を見易くしてある。

【００３７】測定器１０は、ホルダー部１１、プローブ
１２、接触子１２ｂ、発光素子１３、球１４、支承部材
１５、ばね１６、二次元計測用素子１７、ハウジング１
８、リミットスイッチ１９を備えている。

【００３８】ホルダー部１１は、テーパ形状であり、サ
ドル７３に取付けられている。

【００３９】ホルダー部１１の下方には円筒形状のハウ
ジング１８が設けてあり、その内部に測定機構が設置し
てある。

【００４０】ハウジング１８の中心軸線にそって細長い
プローブ１２が設けてある。プローブ１２は支承部材１
５により、ハウジング１８の内側にスライド可能かつ回
転可能に支承してある。ハウジング１８の中心軸線は、
Ｚ軸に平行である。

【００４１】支承部材１５は中心部に穴を有し、その穴
の内面がプローブ１２を支承する支承面になっている。
この支承面は球面形状をしている。プローブ１２は、支
承部１２ａを備える。支承部１２ａの形状は、支承部材
１５の支承面に対応する球面形状である。従ってプロー
ブ１２は、支承部材１５に対して、支承部１２ａの中心
を回転中心として自由に回転できる。支承部材１５とプ
ローブ１２の支承部１２ａの間には必要に応じて潤滑油
（剤）を供給する。

【００４２】支承部材１５の外周には、複数の球１４が
回転可能に設けてある。球１４はハウジング１８の内面
に接している。従って、支承部材１５は、ハウジング１
８に対してその軸線の方向（Ｚ軸方向）にスライド可能
である。

【００４３】プローブ１２の下側の先端には、球状の接
触子１２ｂが設けてある。接触子１２ｂとしては例えば
ルビーを用いることができる。

【００４４】プローブ１２は、皿状のフランジ部１２ｃ
を備えている。フランジ部１２ｃは、支承部１２ａと接
触子１２ｂの間に設けてある。図４に示すように、プロ
ーブ１２が基準位置にある時、つまりＺ軸方向に変位し
ていない時には、フランジ部１２ｃの下面はハウジング
１８の下端部１８ｂの上面と接している。フランジ部１
２ｃの下面の形状は球面の一部の形状であり、その中心
は、支承部１２ａの中心、つまりプローブ１２の回転中
心と一致する。また、ハウジング１８の下端部１８ｂの
上面の形状はフランジ部１２ｃの下面に対応する球面形
状になっている。従って、フランジ部１２ｃがハウジン
グ１８の内面に接触した状態で、プローブ１２は支承部
１２ａの中心を回転中心としてハウジング１８に対して
自由に回転できる。

【００４５】ハウジング１８はフランジ部１８ａを有す
る。フランジ部１８ａは、ハウジング１８の中間部分に
設けられている。フランジ部１８ａの中央には穴があい
ている。プローブ１２は、ハウジング１８のフランジ部
１８ａの穴を通るように配置されている。

【００４６】プローブ１２のフランジ部１２ｃとハウジ
ング１８のフランジ部１８ａの間には、ばね１６が設け
てある。このばね１６は、常にプローブ１２を下方に押
圧し、プローブ１２を図４に示す基準位置にもどそうと
する働きをもつ。

【００４７】主軸頭４４とワークＷが相対的に移動し
て、接触子１２ｂがワークＷに接触した時に、接触子１
２ｂはランダムに変位する。例えば、プローブ１２のフ
ランジ部１２ｃの下面がハウジング１８の内面に接触し
た状態でプローブ１２がその支承部１２ａの中心を回転
中心として回転するように、接触子１２ｂが変位する。
あるいは、プローブ１２のフランジ部１２ｃがハウジン
グ１８の内面からＺ軸方向に上向きに離れるように、接
触子１２ｂが変位する。測定が終了した後、プローブ１
２は、ばね１６によって基準位置に復帰する。

【００４８】プローブ１２の上端部は２股に分れてい
て、それぞれの端部には発光素子１３が設けてある。

【００４９】ハウジング１８の内面には、発光素子１３
に対面するように１つの二次元計測用素子１７、例えば
二次元位置検出用ＰＳＤが取り付けてある。（以下、二
次元計測用素子をＰＳＤという。）発光素子１３は、プ
ローブ１２に固定されているが、ＰＳＤ１７はハウジン
グ１８と固定関係に設けられている。ＰＳＤとは、半導
体位置検出用素子の一種である。ＰＳＤ１７は、発光素
子１３の光線Ｌ１あるいはＬ２の当った位置（以下、ス
ポットという）を検出できる。発光素子１３は時分割方
式で交互に点灯する。従って、１つのＰＳＤ１７によっ
て２つの発光素子１３からの光線Ｌ１、Ｌ２のスポット
位置をそれぞれ検出できる。

【００５０】ハウジング１８のフランジ部１８ａの上面
には、リミットスイッチ１９が設けてある。リミットス
イッチ１９は、支承部材１５とプローブ１２が基準位置
からＺ軸方向に変位したか否かを検出する。

【００５１】次に、図６を参照して、この測定装置１０
の測定動作を説明する。

【００５２】測定装置１０は、前述の突出位置に移動さ
れている。測定装置１０の中心軸線１０ａは、主軸５２
の中心軸線５２ａと平行である。測定装置１０の中心軸
線１０ａと主軸５２の中心軸線５２ａは、距離Ｌだけ離
れている。

【００５３】図６の３ａは、プローブ１２が基準位置に
ある場合を示している。基準位置では、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方
向の変位は全て０である。発光素子１３からの光線Ｌ
１，Ｌ２のスポットＳ１，Ｓ２はそれぞれＰＳＤ１７上
の原点（０，０）に位置している。ＰＳＤ１７上には、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に座標軸が設定されており、ＰＳ
Ｄ１７の中央に原点が設定されている。

【００５４】図６の３ｂは、接触子１２ｂがＺ軸方向に
Ｚ１だけ変位した場合を示している。スポットＳ１，Ｓ
２は反対方向に同じ距離だけ移動する。ＰＳＤ１７上で
のスポットＳ１，Ｓ２の移動距離を、接触子１２ｂのＺ
軸方向の移動距離Ｚ１に換算する。

【００５５】図６の３ｃは、プローブ１２の先端にある
接触子１２ｂが基準位置からＸ軸方向にＸ１だけ動いた
場合を示している。スポットＳ１，Ｓ２はＰＳＤ１７上
で同じ方向に移動する。スポットＳ１，Ｓ２の移動距離
を接触子１２ｂのＸ軸方向の移動距離Ｘ１に換算する。

【００５６】図６の３ｄは、プローブ１２の先端にある
接触子１２ｂが基準位置からＹ軸方向にＹ１だけ動いた
場合を示している。スポットＳ１，Ｓ２はＰＳＤ１７上
で同じ方向に同じ距離だけ移動する。ＰＳＤ１７上での
スポットＳ１，Ｓ２の移動距離を接触子１２ｂのＹ軸方
向の移動距離Ｙ１に換算する。

【００５７】実際の測定においては、接触子１２ｂは、
ランダムに変位する。

【００５８】スポットＳ１，Ｓ２のＰＳＤ１７上でのＸ
軸、Ｙ軸方向への移動距離は、それぞれ図７に示す算出
手段によって算出できる。算出方法は、周知の一次元計
測器による算出方法と同様である。ただし、発光素子１
３が時分割方式で交互に発光し、スポットＳ１，Ｓ２が
時分割方式で交互に現れるので、ＰＳＤ１７上でのスポ
ットＳ１の変位量Ｄ１（ｘ１，ｙ１）及びＰＳＤ１７上
でのスポットＳ２の変位量Ｄ２（ｘ２，ｙ２）は、時分
割方式で交互に求める。

【００５９】次に、図８を参照して、この変位量Ｄ１
（ｘ１，ｘ２）及びＤ２（ｙ１，ｙ２）から接触子１２
ｂの変位量を求める方法について説明する。Ｚ信号は、
リミットスイッチ１９から出力され、Ｚ軸方向の変位が
０か否かを示す信号である。

【００６０】この実施例のように、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標を設
定した場合には、常にＹ軸方向の変位量を求めることが
できる。接触子１２ｂのＹ軸方向の変位量はスポットＳ
１（あるいはＳ２）のＹ軸方向の変位量ｙ１（又はｙ
２）から求められる。

【００６１】一方、Ｘ軸，Ｚ軸方向の変位は、常に測定
できるわけではない。プローブ１２の移動の形態を次の
（ａ）〜（ｃ）の場合に分けて、Ｘ軸，Ｚ軸方向の変位
の測定について述べる。

【００６２】（ａ）の場合は、次の条件式を満たす場合
である。

【００６３】 ｜ｘ１｜＝｜ｘ２｜かつｘ１・ｘ２＜０ この場合、接触子１２ｂはＺ軸方向に移動していてＸ軸
方向には移動していない。

【００６４】この場合には、ｘ１又はｘ２の値を接触子
１２ｂのＺ軸方向の変位に換算する。Ｘ軸方向の変位は
０である。

【００６５】（ｂ）の場合は、次の条件式を満たす場合
である。

【００６６】ｘ１・ｘ２≧０かつＺ≠０ この場合、接触子１２ｂはＸ軸方向とＺ軸方向の両方に
移動している。この場合には接触子１２ｂのＸ軸方向、
Ｚ軸方向の移動距離は計測不可能である。

【００６７】（ｃ）の場合は、次の条件式を満たす場合
である。

【００６８】ｘ１・ｘ２≧０かつＺ＝０ この場合、プローブ１２の先端にある接触子１２ｂはＺ
軸方向に移動せず、Ｘ軸方向に移動している。この場合
にはｘ１，ｘ２の値を接触子１２ｂのＸ軸方向の変位に
換算する。

【００６９】このように、（ａ）、（ｃ）の場合には、
接触子１２ｂのＺ軸方向の変位、Ｘ軸方向の変位をそれ
ぞれ測定できる。さらに、（ａ）、（ｃ）の場合には、
接触子１２ｂがＹ軸方向及びＺ軸方向の両方、あるいは
Ｙ軸方向およびＸ軸方向の両方に変位した場合に、接触
子１２ｂのＹ軸方向の変位も測定できる。（ｂ）の場合
には、接触子１２ｂのＹ軸方向の変位だけを測定でき
る。

【００７０】測定装置１０は、これらの測定結果に応じ
た信号をＮＣ装置４９に送信する。ＮＣ装置４９は、主
軸５２と測定装置１０の距離Ｌを補正するように信号を
演算処理する。この処理結果に基づいてワークの芯出し
などを行う。

【００７１】本発明は、このような測定装置１０に限ら
ず、その他の測定装置を採用することができる。例え
ば、図５、図９、図１０、図１１にそれぞれ示す測定装
置を採用することができる。これらの測定装置について
次に順に説明する。

【００７２】まず、図５に示す測定装置２０について説
明する。

【００７３】この測定装置２０は、プローブ２２を備え
ており、図４に示す測定装置１０と比較してプローブの
支え方について異なるので、主にその点について説明す
る。プローブ２２は、スライド体２５、円盤状の上板２
２ｃ、円盤状の下部材２２ｂ、中間部材２２ｄを備えて
いる。下部材２２ｂは接触子２２ａを備える。中間部材
２２ｄは、上板２２ｃと下部材２２ｂをつなげる。

【００７４】スライド体２５は、ハウジング２８にＺ軸
方向に移動可能に設けられている。スライド体２５の下
端２５ａは球形状に形成されている。プローブ２２の下
部材２２ｂの上面に形成された球面形状の凹面によっ
て、スライド体２５の下端２５ａが支持されている。ス
ライド体２５の下端２５ａとプローブ２２の下部材２２
ｂは一種の自在継手を形成しており、プローブ２２の下
部材２２ｂがスライド体２５に対して回転自在である。
スライド体２５の上端は、球２５ｃを備えている。この
球２５ｃは、プローブ２２の上板２２ｃの下面と接して
いる。

【００７５】スライド体２５はガイド体２８ｂにＺ軸方
向に移動可能に設けられている。ガイド体２８ｂは、う
で２８ａに固定されている。うで２８ａは、ハウジング
２８に固定されている。うで２８ａと中間部材２２ｄは
プローブ２２が動いた時に互いに接触しないように、互
いに離して設けられている。

【００７６】プローブ２２が前述のように支えられてい
るので、プローブ２２は、Ｚ軸方向に移動可能であり、
しかもスライド体２５の下面２５ａの球面の中心を回転
中心として自由に回転できる。

【００７７】第５図では、プローブ２２は基準位置に位
置している。この実施例では、プローブ２２は、ばね２
６の力と自重により基準位置に復帰し易い。

【００７８】次に、図９に示す測定装置について要点の
みを簡単に説明する。

【００７９】図９は、この測定装置の主要部のみを示
す。プローブ３２の上部には反射鏡３２ａが設けてあ
る。２個の発光素子３３はハウジング３１に固定してあ
る。二次元計測用素子３９はハウジング３１に固定して
ある。プローブ３２を支持する構成は、前述の各測定装
置と同様のものを採用できる。

【００８０】発光素子３３から発した２つの光線は、反
射鏡３２ａで反射して二次元計測用素子３９に入射す
る。

【００８１】プローブ３２が移動し、それによって反射
鏡３２ａが動いた時、光線のスポットがプローブ３２の
移動に応じて移動する。このスポットの移動により、プ
ローブ３２の先端に設けられた接触子の変位を前述の測
定装置と同様の方法によって求める。

【００８２】次に、図１０に示す測定装置８０について
説明する。

【００８３】この測定装置８０は、ホルダー部８１を除
いて、前述の図４に示す測定装置１０と同様の構成であ
り、同じ符号を付してある。ホルダー部８１は、円筒形
状であり、サドルに対して固定される。

【００８４】次に、図１１に示す測定装置９０について
説明する。

【００８５】この測定装置９０は、タッチプローブであ
り、プローブ９２を備えている。これは、ワークＷと相
対的に移動して、プローブ９２の先端９２ｂがワークＷ
に接触したか否かを検出するものである。つまり、ＯＮ
−ＯＦＦの検出機能を有する。測定結果は、測定装置９
０とワークＷの相対的な移動量と、ＯＮ−ＯＦＦの検出
結果から求められる。

【００８６】また、本発明は、測定装置として、プロー
ブ先端の変位量が測定できるタッチプローブを採用する
こともできる。このタッチプローブは、三次元測定器用
のプローブである。このプローブはＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の
３つの自由度を持ち、それぞれの方向の移動量を差動ト
ランス等で検出するものである。測定結果は、これらの
検出結果から求められる。

【００８７】また、本発明は、その他の従来の工作機械
用タッチプローブを採用することができる。例えば、光
学式のタッチプローブを採用することもできる。

【００８８】第２実施例 図１３を参照して、本発明の第２実施例による測定装置
組込み式のＮＣ工作機械について説明する。

【００８９】このＮＣ工作機械は、主軸頭１４４を備え
ている。

【００９０】図１３は、主軸頭１４４だけを示し、その
他の構成については省略している。主軸頭１４４は、測
定装置１１０、主軸１５２、フレーム１６０、ガイド部
材１７１、移動手段１７２、サドル１７３、開閉手段１
７４、支持部材１７５を備えている。

【００９１】支持部材１７５がガイド部材１７１に固定
され、移動手段１７２が支持部材１７５に固定されてい
る。

【００９２】測定装置１１０は、前述の図１１に示す測
定装置と同様のものであるが、これに限らず、その他の
種々の測定装置を採用できる。

【００９３】その他の構成については、前述の第１実施
例のＮＣ工作機械と同様の構成であるが、これに限ら
ず、その他の従来の工作機械と同様の構成にしてもよ
い。

【００９４】図１４は、測定装置１１０を主軸頭１４４
から部分的に突出させた状態を示す。主軸１５２と測定
装置１１０の距離Ｌ２は、前述の第１実施例と同様のＮ
Ｃ装置によって補正される。

【００９５】ところで、本発明は前述の第１、第２実施
例に限定されない。例えば、二次元計測用素子を２個設
けて、それぞれが対応する発光素子からの光を受光する
ようにしてもよい。

【００９６】また、Ｚ信号は、工作機械のコントロール
ユニット、例えばＮＣ装置からの指令に基いてもよい。
つまり、ワークの動かし方によって決定することも可能
である。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば、主軸頭の内部に測定装
置収納用空間を形成し、主軸頭に対して測定装置を移動
可能に配置し、測定装置は加工物に対してプローブで三
次元変位量測定を行う構成にして、ワークを加工する場
合、プローブを測定装置収納用空間に収納し、加工物を
測定する場合、測定装置収納用空間から主軸頭の外側に
プローブを突出させるので、測定装置を突出させた状態
で測定装置による測定を行うことができる。それゆえ、
測定装置を主軸頭の外側に着脱自在に設定する場合と違
って、作業効率を大幅に向上できる。 また、有線によっ
て測定装置からの信号を受けることができるため、ノイ
ズによる悪影響を防止して、測定を正確に行うことがで
きる。

【００９８】また、測定装置は加工物に対してプローブ
で三次元変位量測定を行う構成にしているため、機械上
で三次元的な計測が可能であり、加工物の良否の判定が
できる。加工途中での計測も可能であるため、補正によ
る追加加工ができる。ワークを加工する前に、ワークの
芯出しや基準を容易に出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による測定装置組込み式の
ＮＣ工作機械を示す側面図。

【図２】図１に示す工作機械の主軸頭を部分的に示す一
部切欠き断面図。

【図３】図２に示す主軸頭の測定装置を突出させた状態
を示す一部切欠き側面図。

【図４】測定装置を一部断面をとって示す側面図。

【図５】他の測定装置を示す側面図。

【図６】図４に示す測定装置の動作を説明するための概
念図。

【図７】図４に示す測定装置の二次元計測用素子上にお
けるスポットの移動距離を求めるための信号の処理方法
を示すブロック図。

【図８】スポットの移動距離からプローブ先端の移動距
離を求めるための信号の処理方法を示すブロック図。

【図９】他の測定装置の主要部のみを示した図

【図１０】さらに他の測定装置を示す側面図。

【図１１】タッチセンサーを示す側面図。

【図１２】従来のタッチセンサーを備えた工作機械を部
分的に示す図。

【図１３】本発明の第２実施例による測定装置組込み式
のＮＣ工作機械の主軸頭を示す一部切欠き断面図

【図１４】図１３に示す主軸頭の測定装置を突出させた
状態を示す図。

【符号の説明】

１０，１１０ 測定装置 １１ ホルダー部 １２ プローブ １２ａ 支承部 １２ｂ 接触子 １２ｃ フランジ部 １３ 発光素子 １４ 球 １５ 支承部材 １６ ばね １７ 二次元計測用素子 １８ ハウジング １８ａ フランジ部 １８ｂ 下端部 １９ リミットスイッチ ２０ 測定装置 ２２ プローブ ２２ａ プローブ先端 ２２ｂ 下部材 ２２ｃ 上板 ２２ｄ 中間部材２２ｄ ２５ スライド体 ２５ａ 球 ２５ｂ 球 ２６ ばね ２８ ハウジング ２８ａ うで ２８ｂ ガイド体 ３１ ハウジング ３２ プローブ ３２ａ 反射鏡 ３３ 発光素子 ３９ 二次元計測用素子 ４１ ベッド ４２ テーブル ４３ コラム ４４，１４４ 主軸頭 ４５〜４７ 第１〜第３モータ ４９ ＮＣ装置 ５０ ツールホルダー ５１ 主軸駆動用モータ ５２，１５２ 主軸 ５３ 第１ギア ５４ 第２ギア ５５ 第３ギア ５６ 伝動軸 ５７ 第４ギア ５８ 出力軸 ５９ ツール ６０，１６０ フレーム ６０ａ 測定装置収納用空間 ６０ｂ 突出口 ７１，１７１ ガイド部材 ７２，１７２ 移動手段 ７２ａ ロッド ７３，１７３ サドル ７４，１７４ 開閉手段 ７４ａ カバー Ｌ１，Ｌ２ 光線 Ｓ１，Ｓ２ スポット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−98745（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104406（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸頭の内部に測定装置収納用空間を形
   成し、主軸頭に対して測定装置を移動可能に配置し、測
   定装置は加工物に対してプローブで三次元変位量測定を
   行う構成にして、ワークを加工する場合、プローブを測
   定装置収納用空間に収納し、加工物を測定する場合、測
   定装置収納用空間から主軸頭の外側にプローブを突出さ
   せる構成にし、しかも測定装置が有線によってＮＣ装置
   に電気的に接続されていることを特徴とする測定装置組
   込み式のＮＣ工作機械。