JP3305288B2 - 工作機械精度計測装置 - Google Patents
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- B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
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- B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
-
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
- G01B21/045—Correction of measurements
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の加工精
度を測定、評価するための工作機械精度計測装置に関す
る。
度を測定、評価するための工作機械精度計測装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の精密加工技術には、ＮＣ工作機械
の高い加工精度が必要とされている。ＮＣ工作機械に
は、誤差を補間する動作補間機能が備えられているが、
これの評価方法として、例えば、実切削加工法と円弧軌
跡測定法がある。実切削加工法は、工作物をＮＣ工作機
械の動力軸に取付けたエンドミルによって実際に切削加
工し、その後、工作物を取外し、精密測定器で工作物の
加工形状を計測、評価する方法である。一方、円弧軌跡
測定法は、まず、ＮＣ工作機械のテーブル上に球面受
を、その上に磁着物である球体を設置し、動力軸には球
面座を取付け、作動トランス等の測長器を内蔵する半径
方向伸延棒を磁石によって球体及び球面座に支承させて
おく。そして、テーブル上の球面受の中心を回転中心と
してＮＣ工作機械の動力軸を円運動させ、その軌跡を測
定し、評価するものである。しかしながら、前記実切削
加工法は、エンドミル等の切削工具に起因する切削加工
の誤差等が計測結果に混在するため、動力軸の位置を正
確に計測することができなかった。
の高い加工精度が必要とされている。ＮＣ工作機械に
は、誤差を補間する動作補間機能が備えられているが、
これの評価方法として、例えば、実切削加工法と円弧軌
跡測定法がある。実切削加工法は、工作物をＮＣ工作機
械の動力軸に取付けたエンドミルによって実際に切削加
工し、その後、工作物を取外し、精密測定器で工作物の
加工形状を計測、評価する方法である。一方、円弧軌跡
測定法は、まず、ＮＣ工作機械のテーブル上に球面受
を、その上に磁着物である球体を設置し、動力軸には球
面座を取付け、作動トランス等の測長器を内蔵する半径
方向伸延棒を磁石によって球体及び球面座に支承させて
おく。そして、テーブル上の球面受の中心を回転中心と
してＮＣ工作機械の動力軸を円運動させ、その軌跡を測
定し、評価するものである。しかしながら、前記実切削
加工法は、エンドミル等の切削工具に起因する切削加工
の誤差等が計測結果に混在するため、動力軸の位置を正
確に計測することができなかった。
【０００３】また、円弧軌跡測定法では、円弧形状以外
の形状には対応できず、例えば、直線補間や、自由曲線
等を表現する関数式を用いたＮＵＲＢＵＳ補間で指定さ
れる軌跡には対応することができなかった。これらの問
題点を解決するための計測装置として、特開平１１−５
８１８２号公報に開示されているものがある。図１０に
示すように、計測装置１００のベースプレート１１０上
には、上下方向に段違い状態で、かつ、直交状態に、Ｘ
方向可動リニアガイドレール１１１とＹ方向可動リニア
ガイドレール１１２とが配設されている。Ｘ方向可動リ
ニアガイドレール１１１の両端は、それぞれ、ベースプ
レート１１０の左右縁に沿って配設された左、右固定リ
ニアガイドレール１１３、１１４上をＹ方向に移動自在
なサポート用リニアガイドブロック１１５、１１６上に
載置されている。一方、Ｙ方向可動リニアガイドレール
１１２の両端は、それぞれ、ベースプレート１１０の前
後縁部に沿って配設された前、後固定リニアガイドレー
ル１１７、１１８上をＸ方向に移動自在なサポート用リ
ニアガイドブロック１１９、１２０上に載置されてい
る。従って、Ｘ、Ｙ方向可動リニアガイドレール１１
１、１１２はＹ、Ｘ方向にそれぞれ平行移動することが
できる。
の形状には対応できず、例えば、直線補間や、自由曲線
等を表現する関数式を用いたＮＵＲＢＵＳ補間で指定さ
れる軌跡には対応することができなかった。これらの問
題点を解決するための計測装置として、特開平１１−５
８１８２号公報に開示されているものがある。図１０に
示すように、計測装置１００のベースプレート１１０上
には、上下方向に段違い状態で、かつ、直交状態に、Ｘ
方向可動リニアガイドレール１１１とＹ方向可動リニア
ガイドレール１１２とが配設されている。Ｘ方向可動リ
ニアガイドレール１１１の両端は、それぞれ、ベースプ
レート１１０の左右縁に沿って配設された左、右固定リ
ニアガイドレール１１３、１１４上をＹ方向に移動自在
なサポート用リニアガイドブロック１１５、１１６上に
載置されている。一方、Ｙ方向可動リニアガイドレール
１１２の両端は、それぞれ、ベースプレート１１０の前
後縁部に沿って配設された前、後固定リニアガイドレー
ル１１７、１１８上をＸ方向に移動自在なサポート用リ
ニアガイドブロック１１９、１２０上に載置されてい
る。従って、Ｘ、Ｙ方向可動リニアガイドレール１１
１、１１２はＹ、Ｘ方向にそれぞれ平行移動することが
できる。
【０００４】Ｘ方向可動リニアガイドレール１１１と、
Ｙ方向可動リニアガイドレール１１２の直交部には矩形
箱体からなる主ブロック１２１がＸ、Ｙのそれぞれの方
向に移動可能に配設されている。そして、主ブロック１
２１は、連結軸１２４を介して工作機械の動力軸１２５
に連結されている。動力軸１２５を移動すると主ブロッ
ク１２１も移動し、これに連動してＸ方向可動リニアガ
イドレール１１１とＹ方向可動リニアガイドレール１１
２もそれぞれＹ、Ｘ方向に平行移動する。また、Ｘ方向
可動リニアガイドレール１１１の上面とＹ方向可動リニ
アガイドレール１１２の下面には、それぞれ、略全長に
わたってリニアスケール１２６、１２７が取付けられて
おり、図示しない位置検出ヘッドによって位置データを
検出することができる。このように構成することによっ
て、動力軸１２５の円弧軌跡以外の移動軌跡を測定する
ことができた。
Ｙ方向可動リニアガイドレール１１２の直交部には矩形
箱体からなる主ブロック１２１がＸ、Ｙのそれぞれの方
向に移動可能に配設されている。そして、主ブロック１
２１は、連結軸１２４を介して工作機械の動力軸１２５
に連結されている。動力軸１２５を移動すると主ブロッ
ク１２１も移動し、これに連動してＸ方向可動リニアガ
イドレール１１１とＹ方向可動リニアガイドレール１１
２もそれぞれＹ、Ｘ方向に平行移動する。また、Ｘ方向
可動リニアガイドレール１１１の上面とＹ方向可動リニ
アガイドレール１１２の下面には、それぞれ、略全長に
わたってリニアスケール１２６、１２７が取付けられて
おり、図示しない位置検出ヘッドによって位置データを
検出することができる。このように構成することによっ
て、動力軸１２５の円弧軌跡以外の移動軌跡を測定する
ことができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の計測装置１００は、動力軸１２５を移動するときに
摺動する部分がＸ、Ｙ方向にそれぞれ３箇所ずつ、計６
箇所あり、これを支持するレール部材を６本必要として
いた。このため、計測装置１００の構造が複雑になり、
また、重量が大きくなっていた。また、ＮＣ工作機械を
測定しようとする場合には、計測装置１００の構造が複
雑であるため分解、組立てに時間がかかり、重量が大き
いため移動が困難で、さらに部材の数が多いため組み立
て後の調整に時間がかかっていた。本発明はかかる事情
に鑑みてなされたもので、簡単な構造で重量が小さく携
帯性を有する工作機械精度計測装置を提供することを目
的とする。
来の計測装置１００は、動力軸１２５を移動するときに
摺動する部分がＸ、Ｙ方向にそれぞれ３箇所ずつ、計６
箇所あり、これを支持するレール部材を６本必要として
いた。このため、計測装置１００の構造が複雑になり、
また、重量が大きくなっていた。また、ＮＣ工作機械を
測定しようとする場合には、計測装置１００の構造が複
雑であるため分解、組立てに時間がかかり、重量が大き
いため移動が困難で、さらに部材の数が多いため組み立
て後の調整に時間がかかっていた。本発明はかかる事情
に鑑みてなされたもので、簡単な構造で重量が小さく携
帯性を有する工作機械精度計測装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る工作機械精度計測装置は、それぞれ第１、第２のス
ライド軸、該第１、第２のスライド軸が摺動可能に装着
された第１、第２のスライドブッシュ、及び前記第１、
第２のスライドブッシュに対する前記第１、第２のスラ
イド軸の相対移動距離を測定する第１、第２の距離セン
サを備えた第１、第２の直線移動距離測定手段を、その
距離測定方向を直交させて連結し、前記第１の直線移動
距離測定手段に測定しようとする工作機械の動力軸を固
定し、前記第２の直線移動距離測定手段は基台に固定配
置して、前記動力軸のＸＹ方向の移動軌跡を測定する工
作機械精度計測装置であって、前記第１の直線移動距離
測定手段は、前記動力軸と連結する取付け軸と、前記取
付け軸が長手方向に変更可能に取付けられ、前記第１の
スライド軸の両端部にブラケットを介して取付けられる
取付け部材とを有する。
係る工作機械精度計測装置は、それぞれ第１、第２のス
ライド軸、該第１、第２のスライド軸が摺動可能に装着
された第１、第２のスライドブッシュ、及び前記第１、
第２のスライドブッシュに対する前記第１、第２のスラ
イド軸の相対移動距離を測定する第１、第２の距離セン
サを備えた第１、第２の直線移動距離測定手段を、その
距離測定方向を直交させて連結し、前記第１の直線移動
距離測定手段に測定しようとする工作機械の動力軸を固
定し、前記第２の直線移動距離測定手段は基台に固定配
置して、前記動力軸のＸＹ方向の移動軌跡を測定する工
作機械精度計測装置であって、前記第１の直線移動距離
測定手段は、前記動力軸と連結する取付け軸と、前記取
付け軸が長手方向に変更可能に取付けられ、前記第１の
スライド軸の両端部にブラケットを介して取付けられる
取付け部材とを有する。
【０００７】ここで、前記動力軸を前記第１の直線移動
距離測定手段に対して、前記第１の直線移動距離測定手
段を前記第２の直線移動距離測定手段に対して、又は前
記第２の直線移動距離測定手段を前記基台に対して、相
対的に上下方向に摺動可能に取付けることも可能であ
る。このように構成することによって、動力軸の基台に
対する上下動を摺動部分で吸収して、測定誤差を小さく
することができる。また、前記第１の直線移動距離測定
手段を前記第２の直線移動距離測定手段に対して相対的
に上下方向に摺動可能に取付け、しかもその上下方向の
移動距離を測定する第３の距離センサを設け、前記動力
軸のＺ方向の移動軌跡も併せて測定可能にしてもよい。
第３の距離センサを設けて上下方向の移動距離も併せて
測定しているので、空間移動する動力軸の移動軌跡を測
定することができる。さらに、前記第１、第２の直線移
動距離測定手段の第１、第２のスライド軸及びこれと対
となる第１、第２のスライドブッシュを、それぞれ摺動
部分に圧縮気体が流れる気体軸受にすることも可能であ
る。気体軸受を使用することによって非接触で摺動する
ので、摩擦による発熱がなくなり、また、振動の影響も
小さくすることができて、高い位置精度を得ることがで
きる。また、前記第３の距離センサを、第３のスライド
軸、該第３のスライド軸が摺動可能に装着された第３の
スライドブッシュを有する第３の直線移動距離測定手段
に、前記第３のスライドブッシュに対する前記第３のス
ライド軸の相対移動距離を測定可能に備え、前記第３の
直線移動距離測定手段を、前記第１、第２の直線移動距
離測定手段にその距離測定方向を交叉させて連結し、前
記第１〜第３の直線移動距離測定手段の第１〜第３のス
ライド軸及びこれと対となる第１〜第３のスライドブッ
シュを、それぞれ摺動部分に圧縮気体が流れる気体軸受
からなる構成とすることも可能である。３軸をそれぞれ
気体軸受とするので、二次元測定、又は三次元測定のと
きの測定誤差を小さくすることができる。
距離測定手段に対して、前記第１の直線移動距離測定手
段を前記第２の直線移動距離測定手段に対して、又は前
記第２の直線移動距離測定手段を前記基台に対して、相
対的に上下方向に摺動可能に取付けることも可能であ
る。このように構成することによって、動力軸の基台に
対する上下動を摺動部分で吸収して、測定誤差を小さく
することができる。また、前記第１の直線移動距離測定
手段を前記第２の直線移動距離測定手段に対して相対的
に上下方向に摺動可能に取付け、しかもその上下方向の
移動距離を測定する第３の距離センサを設け、前記動力
軸のＺ方向の移動軌跡も併せて測定可能にしてもよい。
第３の距離センサを設けて上下方向の移動距離も併せて
測定しているので、空間移動する動力軸の移動軌跡を測
定することができる。さらに、前記第１、第２の直線移
動距離測定手段の第１、第２のスライド軸及びこれと対
となる第１、第２のスライドブッシュを、それぞれ摺動
部分に圧縮気体が流れる気体軸受にすることも可能であ
る。気体軸受を使用することによって非接触で摺動する
ので、摩擦による発熱がなくなり、また、振動の影響も
小さくすることができて、高い位置精度を得ることがで
きる。また、前記第３の距離センサを、第３のスライド
軸、該第３のスライド軸が摺動可能に装着された第３の
スライドブッシュを有する第３の直線移動距離測定手段
に、前記第３のスライドブッシュに対する前記第３のス
ライド軸の相対移動距離を測定可能に備え、前記第３の
直線移動距離測定手段を、前記第１、第２の直線移動距
離測定手段にその距離測定方向を交叉させて連結し、前
記第１〜第３の直線移動距離測定手段の第１〜第３のス
ライド軸及びこれと対となる第１〜第３のスライドブッ
シュを、それぞれ摺動部分に圧縮気体が流れる気体軸受
からなる構成とすることも可能である。３軸をそれぞれ
気体軸受とするので、二次元測定、又は三次元測定のと
きの測定誤差を小さくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。図１に示すように、本発明の一実
施の形態に係る工作機械精度計測装置１０は、それぞれ
スライド軸１１、１２（第１、第２のスライド軸）と、
スライド軸１１、１２がＹ、Ｘ方向に摺動可能に装着さ
れたスライドブッシュ１３、１４（第１、第２のスライ
ドブッシュ）と、スライドブッシュ１３、１４に対する
スライド軸１１、１２の相対移動距離を測定する距離セ
ンサ１５、１６（第１、第２の距離センサ）を備えた直
線移動距離測定手段１７、１８（第１、第２の直線移動
距離測定手段）を有している。以下、詳しく説明する。
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。図１に示すように、本発明の一実
施の形態に係る工作機械精度計測装置１０は、それぞれ
スライド軸１１、１２（第１、第２のスライド軸）と、
スライド軸１１、１２がＹ、Ｘ方向に摺動可能に装着さ
れたスライドブッシュ１３、１４（第１、第２のスライ
ドブッシュ）と、スライドブッシュ１３、１４に対する
スライド軸１１、１２の相対移動距離を測定する距離セ
ンサ１５、１６（第１、第２の距離センサ）を備えた直
線移動距離測定手段１７、１８（第１、第２の直線移動
距離測定手段）を有している。以下、詳しく説明する。
【０００９】図２に示すように、スライド軸１１、１
２、及びこれと対となるスライドブッシュ１３、１４
は、アルミナ等のセラミックスからなってそれぞれ摺動
部分に圧縮気体の一例である空気が流れる気体軸受によ
って構成されている。可撓性管１９からスライドブッシ
ュ１３、１４に供給された空気は、図示しない絞りを介
して約４ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の加圧空気をスライド軸１
１、１２に噴出し、発生した静圧によってスライドブッ
シュ１３、１４を浮上させている。材質がセラミックス
であるので、部材変形が小さく高精度の加工ができ、比
重が小さいので重量を軽くすることができる。また、部
材の経年変化が少なく、耐摩耗性に優れ、接触した場合
にも傷がつきにくくなっている。さらに、熱膨張係数が
小さいので温度変化による誤差が生じにくく、さびにく
く、水を吸収しないので膨潤変形がないという利点があ
る。
２、及びこれと対となるスライドブッシュ１３、１４
は、アルミナ等のセラミックスからなってそれぞれ摺動
部分に圧縮気体の一例である空気が流れる気体軸受によ
って構成されている。可撓性管１９からスライドブッシ
ュ１３、１４に供給された空気は、図示しない絞りを介
して約４ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の加圧空気をスライド軸１
１、１２に噴出し、発生した静圧によってスライドブッ
シュ１３、１４を浮上させている。材質がセラミックス
であるので、部材変形が小さく高精度の加工ができ、比
重が小さいので重量を軽くすることができる。また、部
材の経年変化が少なく、耐摩耗性に優れ、接触した場合
にも傷がつきにくくなっている。さらに、熱膨張係数が
小さいので温度変化による誤差が生じにくく、さびにく
く、水を吸収しないので膨潤変形がないという利点があ
る。
【００１０】また、非接触の気体軸受を使用するので、
スティックスリップ（すべり面の運動が間欠的になる現
象）を起こさずに再現性に優れている。また、摺動抵抗
が極めて小さいので、高い位置精度での測定が可能とな
り、さらに、摩擦による発熱が無いため、高速移動が可
能となっている。セラミックス製のスライド軸１１、１
２とスライドブッシュ１３、１４に気体軸受を使用して
このように高精度の測定を行うことができるが、安価に
するためにＳＵＳ製のスライド軸とスライドブッシュに
転がり軸受を組み合わせて使用することも可能である。
スティックスリップ（すべり面の運動が間欠的になる現
象）を起こさずに再現性に優れている。また、摺動抵抗
が極めて小さいので、高い位置精度での測定が可能とな
り、さらに、摩擦による発熱が無いため、高速移動が可
能となっている。セラミックス製のスライド軸１１、１
２とスライドブッシュ１３、１４に気体軸受を使用して
このように高精度の測定を行うことができるが、安価に
するためにＳＵＳ製のスライド軸とスライドブッシュに
転がり軸受を組み合わせて使用することも可能である。
【００１１】図１に示すように、スライドブッシュ１４
に側方から挿入したスライド軸１２は、台座２０、２１
によって両端部２４、２５の下側を固定支持され、台座
２０、２１は基台２２に固定配置されている。このと
き、スライドブッシュ１４は、基台２２との間に隙間を
有して、スライド軸１２に沿って摺動移動可能となって
いる。また、図１、図３に示すように、スライド軸１２
の両端部２４、２５の上側には、平面視してコ字状のブ
ラケット２３の両端部がそれぞれボルト２６によって取
付けられ、このとき、ブラケット２３の中央部は、スラ
イドブッシュ１４の側部との間に隙間を有し、且つ、ス
ライド軸１２と平行に設けられている。ブラケット２３
の内側（スライドブッシュ１４側）には、スケール２７
がスライド軸１２と平行に取付けられている。また、ス
ライドブッシュ１４の側部には、スケール２７に対向し
少しの隙間を有してスケールの目盛を読み取り可能な読
み取りヘッド２８が取付けられている。そして、スケー
ル２７、及び読み取りヘッド２８によって距離センサ１
６を構成している。この距離センサ１６には、磁気、
光、電波等を利用したものを使用することができる。
に側方から挿入したスライド軸１２は、台座２０、２１
によって両端部２４、２５の下側を固定支持され、台座
２０、２１は基台２２に固定配置されている。このと
き、スライドブッシュ１４は、基台２２との間に隙間を
有して、スライド軸１２に沿って摺動移動可能となって
いる。また、図１、図３に示すように、スライド軸１２
の両端部２４、２５の上側には、平面視してコ字状のブ
ラケット２３の両端部がそれぞれボルト２６によって取
付けられ、このとき、ブラケット２３の中央部は、スラ
イドブッシュ１４の側部との間に隙間を有し、且つ、ス
ライド軸１２と平行に設けられている。ブラケット２３
の内側（スライドブッシュ１４側）には、スケール２７
がスライド軸１２と平行に取付けられている。また、ス
ライドブッシュ１４の側部には、スケール２７に対向し
少しの隙間を有してスケールの目盛を読み取り可能な読
み取りヘッド２８が取付けられている。そして、スケー
ル２７、及び読み取りヘッド２８によって距離センサ１
６を構成している。この距離センサ１６には、磁気、
光、電波等を利用したものを使用することができる。
【００１２】図１、図４に示すように、スライドブッシ
ュ１４の上部には固定板２９が取付けられ、固定板２９
には軸芯を上下方向に向けた直動軸受３０が３箇所に均
等配置されている。一方、スライド軸１１の両端部３１
ａ、３２ａの上側には、ブラケット２３と同形状のブラ
ケット３３の両端部がそれぞれ取付けられている。さら
に、ブラケット３３の内側（スライドブッシュ１３側）
には、スケール３４がスライド軸１１と平行に取付けら
れ、また、スライドブッシュ１３の側部には、スケール
３４に対向し少しの隙間を有して読み取りヘッド３５が
取付けられている。そして、スケール３４、及び読み取
りヘッド３５によって距離センサ１５を構成している。
スライド軸１１を側方から挿入したスライドブッシュ１
３の下部には、昇降板３１が取付けられ、昇降板３１に
は下方に伸延して直動軸受３０に挿入される昇降軸３２
が３本設けられている。昇降軸３２を直動軸受３０に挿
入することによって、直線移動距離測定手段１７は直線
移動距離測定手段１８に対して、その距離測定方向が交
叉するように平面視したとき実質的に直交するように連
結され、また、相対的に上下方向に摺動可能に取付けら
れている。このように構成することによって、工作機械
の動力軸の上下動を昇降軸３２及び直動軸受３０で吸収
して精度良く測定を行うことができる。
ュ１４の上部には固定板２９が取付けられ、固定板２９
には軸芯を上下方向に向けた直動軸受３０が３箇所に均
等配置されている。一方、スライド軸１１の両端部３１
ａ、３２ａの上側には、ブラケット２３と同形状のブラ
ケット３３の両端部がそれぞれ取付けられている。さら
に、ブラケット３３の内側（スライドブッシュ１３側）
には、スケール３４がスライド軸１１と平行に取付けら
れ、また、スライドブッシュ１３の側部には、スケール
３４に対向し少しの隙間を有して読み取りヘッド３５が
取付けられている。そして、スケール３４、及び読み取
りヘッド３５によって距離センサ１５を構成している。
スライド軸１１を側方から挿入したスライドブッシュ１
３の下部には、昇降板３１が取付けられ、昇降板３１に
は下方に伸延して直動軸受３０に挿入される昇降軸３２
が３本設けられている。昇降軸３２を直動軸受３０に挿
入することによって、直線移動距離測定手段１７は直線
移動距離測定手段１８に対して、その距離測定方向が交
叉するように平面視したとき実質的に直交するように連
結され、また、相対的に上下方向に摺動可能に取付けら
れている。このように構成することによって、工作機械
の動力軸の上下動を昇降軸３２及び直動軸受３０で吸収
して精度良く測定を行うことができる。
【００１３】直線移動距離測定手段１７のブラケット３
３の両端部３１ａ、３２ａの上側には、中央に取付け長
孔３６が形成された取付け部材３７の両端部がブラケッ
ト３３を介してそれぞれボルト２６によって取付けられ
ている。そして、取付け長孔３６には、工作機械の図示
しない動力軸を固定する取付け軸３８が、その取付け位
置を取付け長孔３６の長手方向に沿って変更可能に取付
けられている。取付け長孔３６が形成されているので、
スライド軸１１の一側がスライドブッシュ１３から突出
して下方に傾くときには取付け軸３８の取付け位置をス
ライド軸１１が突出した方に移動して、動力軸でスライ
ド軸１１を上方から支持してその傾きを抑えることがで
きる。このように、直線移動距離測定手段１７に測定し
ようとする工作機械の動力軸を取付け軸３８及び取付け
部材３７を介して固定することによって、動力軸のＸＹ
方向の移動軌跡を測定することができる。
３の両端部３１ａ、３２ａの上側には、中央に取付け長
孔３６が形成された取付け部材３７の両端部がブラケッ
ト３３を介してそれぞれボルト２６によって取付けられ
ている。そして、取付け長孔３６には、工作機械の図示
しない動力軸を固定する取付け軸３８が、その取付け位
置を取付け長孔３６の長手方向に沿って変更可能に取付
けられている。取付け長孔３６が形成されているので、
スライド軸１１の一側がスライドブッシュ１３から突出
して下方に傾くときには取付け軸３８の取付け位置をス
ライド軸１１が突出した方に移動して、動力軸でスライ
ド軸１１を上方から支持してその傾きを抑えることがで
きる。このように、直線移動距離測定手段１７に測定し
ようとする工作機械の動力軸を取付け軸３８及び取付け
部材３７を介して固定することによって、動力軸のＸＹ
方向の移動軌跡を測定することができる。
【００１４】次に、使用方法について説明する。工作機
械精度計測装置１０を基台２２に設置し、取付け軸３８
を工作機械の動力軸に固定する。そして、工作機械にＮ
Ｃ制御装置から命令を与えて任意の軌跡動作を行わせる
と、動力軸は、取付け軸３８を任意軌跡で平面移動させ
る。取付け軸３８に取付け部材３７を介して取付けられ
たスライド軸１１は、スライドブッシュ１３に対してＹ
方向に直線的に移動し、スライド軸１１にブラケット３
３を介して取付けられたスケール３４もこれに追随して
移動する。スライド軸１１のスライドブッシュ１３に対
するＹ方向の相対位置は、読み取りヘッド３５で検出さ
れ、電気信号として出力される。なお、このときの動力
軸のＺ方向の移動位置誤差は、昇降軸３２及び昇降軸受
３０によって吸収される。
械精度計測装置１０を基台２２に設置し、取付け軸３８
を工作機械の動力軸に固定する。そして、工作機械にＮ
Ｃ制御装置から命令を与えて任意の軌跡動作を行わせる
と、動力軸は、取付け軸３８を任意軌跡で平面移動させ
る。取付け軸３８に取付け部材３７を介して取付けられ
たスライド軸１１は、スライドブッシュ１３に対してＹ
方向に直線的に移動し、スライド軸１１にブラケット３
３を介して取付けられたスケール３４もこれに追随して
移動する。スライド軸１１のスライドブッシュ１３に対
するＹ方向の相対位置は、読み取りヘッド３５で検出さ
れ、電気信号として出力される。なお、このときの動力
軸のＺ方向の移動位置誤差は、昇降軸３２及び昇降軸受
３０によって吸収される。
【００１５】スライドブッシュ１３の下方に昇降軸３２
及び昇降軸受３０を介して取付けられたスライドブッシ
ュ１４は、スライド軸１２に対してＸ方向に直線的に移
動し、スライドブッシュ１４に取付けられた読み取りヘ
ッド２８もこれに追随して移動する。スライドブッシュ
１４のスライド軸１２に対するＸ方向の位置は、読み取
りヘッド２８がスケール２７を検出することによって行
われ、電気信号として出力される。それぞれ出力された
Ｘ方向、Ｙ方向の相対位置データは、図示しない計測制
御装置内で合成されて位置座標データとなり、一定時間
おきに測定した位置座標データを集計して、軌跡座標デ
ータとすることができる。この軌跡座標データは、ディ
スプレイに表示、又は印刷して比較評価することがで
き、また、電磁気的方法によって保存することも可能で
ある。
及び昇降軸受３０を介して取付けられたスライドブッシ
ュ１４は、スライド軸１２に対してＸ方向に直線的に移
動し、スライドブッシュ１４に取付けられた読み取りヘ
ッド２８もこれに追随して移動する。スライドブッシュ
１４のスライド軸１２に対するＸ方向の位置は、読み取
りヘッド２８がスケール２７を検出することによって行
われ、電気信号として出力される。それぞれ出力された
Ｘ方向、Ｙ方向の相対位置データは、図示しない計測制
御装置内で合成されて位置座標データとなり、一定時間
おきに測定した位置座標データを集計して、軌跡座標デ
ータとすることができる。この軌跡座標データは、ディ
スプレイに表示、又は印刷して比較評価することがで
き、また、電磁気的方法によって保存することも可能で
ある。
【００１６】次に、第３の距離センサを追加した変形例
を示す。図４に二点鎖線で示すように、スライドブッシ
ュ１４の側部に読み取りヘッド３９を取付け、読み取り
ヘッド３９に対向させ、且つ、少しの隙間を有してスケ
ール４０を垂直方向に設け、スケール４０を裏側から支
持するブラケットの上端部を昇降板３１に取付けること
ができる。読み取りヘッド３９及びスケール４０を有す
る距離センサ４１（第３の距離センサ）によって直線移
動距離測定手段１８に対する直線移動距離測定手段１７
の上下方向の移動距離を測定して、動力軸のＺ方向の移
動軌跡も併せて測定することが可能となり、ロボットの
アーム等の三次元動作を行う対象物も測定することがで
きる。続いて、第３の距離センサを追加した他の変形例
について説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
距離センサ６７（第３の距離センサ）は、スライド軸６
８（第３のスライド軸）、スライド軸６８が摺動可能に
装着されたスライドブッシュ６９（第３のスライドブッ
シュ）を有する直線移動距離測定手段７０（第３の直線
移動距離測定手段）に、スライドブッシュ６９に対する
スライド軸６８の相対移動距離を測定可能に備えられ、
直線移動距離測定手段７０は、直線移動距離測定手段１
７、１８にその距離測定方向を交叉させて連結され、直
線移動距離測定手段１７、１８、７０のスライド軸１
１、１２、６８及びこれと対となるスライドブッシュ１
３、１４、６９は、それぞれ摺動部分に圧縮気体が流れ
る気体軸受から構成されている。スライドブッシュ１
３、１４には、ボルト７１によって固定板７３、７４が
それぞれ固着され、スライドブッシュ６９は、固定板７
４にボルト７２によって固定されている。一方、スライ
ド軸６８は、固定板７３にボルト７２によって固定され
ている。また、二点鎖線で示すように、スライドブッシ
ュ６９の側部に読み取りヘッド７５を取付け、読み取り
ヘッド７５に対向させ、且つ、少しの隙間を有してスケ
ール７６を鉛直方向に設け、スケール７６を裏側から支
持するブラケット７７の上端部を固定板７３に取付けて
いる。３軸をそれぞれ気体軸受とするので、二次元測
定、又は三次元測定のときの上下方向の誤差を小さくす
ることができる。
を示す。図４に二点鎖線で示すように、スライドブッシ
ュ１４の側部に読み取りヘッド３９を取付け、読み取り
ヘッド３９に対向させ、且つ、少しの隙間を有してスケ
ール４０を垂直方向に設け、スケール４０を裏側から支
持するブラケットの上端部を昇降板３１に取付けること
ができる。読み取りヘッド３９及びスケール４０を有す
る距離センサ４１（第３の距離センサ）によって直線移
動距離測定手段１８に対する直線移動距離測定手段１７
の上下方向の移動距離を測定して、動力軸のＺ方向の移
動軌跡も併せて測定することが可能となり、ロボットの
アーム等の三次元動作を行う対象物も測定することがで
きる。続いて、第３の距離センサを追加した他の変形例
について説明する。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
距離センサ６７（第３の距離センサ）は、スライド軸６
８（第３のスライド軸）、スライド軸６８が摺動可能に
装着されたスライドブッシュ６９（第３のスライドブッ
シュ）を有する直線移動距離測定手段７０（第３の直線
移動距離測定手段）に、スライドブッシュ６９に対する
スライド軸６８の相対移動距離を測定可能に備えられ、
直線移動距離測定手段７０は、直線移動距離測定手段１
７、１８にその距離測定方向を交叉させて連結され、直
線移動距離測定手段１７、１８、７０のスライド軸１
１、１２、６８及びこれと対となるスライドブッシュ１
３、１４、６９は、それぞれ摺動部分に圧縮気体が流れ
る気体軸受から構成されている。スライドブッシュ１
３、１４には、ボルト７１によって固定板７３、７４が
それぞれ固着され、スライドブッシュ６９は、固定板７
４にボルト７２によって固定されている。一方、スライ
ド軸６８は、固定板７３にボルト７２によって固定され
ている。また、二点鎖線で示すように、スライドブッシ
ュ６９の側部に読み取りヘッド７５を取付け、読み取り
ヘッド７５に対向させ、且つ、少しの隙間を有してスケ
ール７６を鉛直方向に設け、スケール７６を裏側から支
持するブラケット７７の上端部を固定板７３に取付けて
いる。３軸をそれぞれ気体軸受とするので、二次元測
定、又は三次元測定のときの上下方向の誤差を小さくす
ることができる。
【００１７】次いで、測定精度を向上させた距離センサ
の取付け位置の変形例を示す。図６に示すように、スラ
イド軸（第２のスライド軸）４２の長さ方向の半分より
少し左側の上部には、読み取りヘッド４３が読み取り方
向をスライド軸４２の中心軸（図中の一点鎖線）に向け
て設けられている。また、読み取りヘッド４３に対向す
るスケール４４が、スライドブッシュ（第２のスライド
ブッシュ）４５の側部に固定された状態で、その表面を
スライド軸４２の中心軸に一致させて設けられている。
スライドブッシュ４５が左右に移動すると、スケール４
４もこれに追従して移動し、このときの移動距離を読み
取りヘッド４３で読みとることができる。ここで、アッ
ベ（Ｅ．Ａｂｂｅ）の原理によると、図３に示すよう
に、前記実施の形態においては、スライドブッシュ１４
の中心からスケール２７までの距離がｈだけ離れている
ときに、スライドブッシュ１４が微小角度Δθ傾くと、
読み取りヘッド２８の先端はスケール２７の長手方向に
移動するので、このときの測定誤差δＬ１は、δＬ１＝
ｈΔθとなる。
の取付け位置の変形例を示す。図６に示すように、スラ
イド軸（第２のスライド軸）４２の長さ方向の半分より
少し左側の上部には、読み取りヘッド４３が読み取り方
向をスライド軸４２の中心軸（図中の一点鎖線）に向け
て設けられている。また、読み取りヘッド４３に対向す
るスケール４４が、スライドブッシュ（第２のスライド
ブッシュ）４５の側部に固定された状態で、その表面を
スライド軸４２の中心軸に一致させて設けられている。
スライドブッシュ４５が左右に移動すると、スケール４
４もこれに追従して移動し、このときの移動距離を読み
取りヘッド４３で読みとることができる。ここで、アッ
ベ（Ｅ．Ａｂｂｅ）の原理によると、図３に示すよう
に、前記実施の形態においては、スライドブッシュ１４
の中心からスケール２７までの距離がｈだけ離れている
ときに、スライドブッシュ１４が微小角度Δθ傾くと、
読み取りヘッド２８の先端はスケール２７の長手方向に
移動するので、このときの測定誤差δＬ１は、δＬ１＝
ｈΔθとなる。
【００１８】一方、本変形例において、図６に示すよう
にスライドブッシュ４５の中心からスケール４４の被測
定点までの距離がＨだけ離れているときに、スライドブ
ッシュ４５が微小角度Δθ傾くと、スケール４４の読み
取り点は、読み取りヘッド４３の向きと同じ方向に移動
するので、測定誤差δＬ２は、δＬ２＝ＨΔθ2 ／２と
なる。同じΔθの傾きがあっても、変形例のように構成
しておくと、測定誤差は、微小角度Δθの二次の微小量
にすることができる。このように、アッベの原理を守る
と、スライド軸４２とスケール４４を一直線上に配置す
ることになるので、測定範囲はスライド軸４２の長さの
半分になる。測定範囲を広くしたいときは、前記実施の
形態に示すようにスケール２７を設置し、測定精度を重
視する場合には、本変形例に示すようにスケール４４を
設置するとよい。
にスライドブッシュ４５の中心からスケール４４の被測
定点までの距離がＨだけ離れているときに、スライドブ
ッシュ４５が微小角度Δθ傾くと、スケール４４の読み
取り点は、読み取りヘッド４３の向きと同じ方向に移動
するので、測定誤差δＬ２は、δＬ２＝ＨΔθ2 ／２と
なる。同じΔθの傾きがあっても、変形例のように構成
しておくと、測定誤差は、微小角度Δθの二次の微小量
にすることができる。このように、アッベの原理を守る
と、スライド軸４２とスケール４４を一直線上に配置す
ることになるので、測定範囲はスライド軸４２の長さの
半分になる。測定範囲を広くしたいときは、前記実施の
形態に示すようにスケール２７を設置し、測定精度を重
視する場合には、本変形例に示すようにスケール４４を
設置するとよい。
【００１９】続いて、第１、第２の直線移動距離測定手
段の連結手段についての変形例を示す。ここで、図７
（Ａ）〜（Ｃ）においては、直線移動距離測定手段４６
〜５１を、それぞれ昇降軸５２〜５４を介して上下に設
けているが、各図中の直線移動距離測定手段４６〜５１
のそれぞれの移動方向は、下段に設けている直線移動距
離測定手段４７、４９、５１はＸ方向に、上段に設けて
いる直線移動距離測定手段４６、４８、５０はＹ方向に
移動可能に連結されている。図７（Ａ）に示すように、
工作機械精度計測装置５５は、直線移動距離測定手段４
６、４７（第１、第２の直線移動距離測定手段）を有し
ている。なお、直線移動距離測定手段４７は、直線移動
距離測定手段１８と実質的に同じ構成としているので、
説明は省略する。直線移動距離測定手段４６は、ブラケ
ット５６を下側に向け、ブラケット５６に取付けた昇降
軸５２を介して直線移動距離測定手段４７に連結し、図
示しない距離センサは、ブラケット５６とスライドブッ
シュ５７に設けられている。また、スライドブッシュ５
７の上部には、取付け軸５８が取付けられている。取付
け軸５８を介して直線移動距離測定手段４６に工作機械
の動力軸を固定して、動力軸を移動させると直線移動距
離測定手段４６、４７はこれに追従して移動し、動力軸
のＸＹ方向の移動軌跡を測定することができる。
段の連結手段についての変形例を示す。ここで、図７
（Ａ）〜（Ｃ）においては、直線移動距離測定手段４６
〜５１を、それぞれ昇降軸５２〜５４を介して上下に設
けているが、各図中の直線移動距離測定手段４６〜５１
のそれぞれの移動方向は、下段に設けている直線移動距
離測定手段４７、４９、５１はＸ方向に、上段に設けて
いる直線移動距離測定手段４６、４８、５０はＹ方向に
移動可能に連結されている。図７（Ａ）に示すように、
工作機械精度計測装置５５は、直線移動距離測定手段４
６、４７（第１、第２の直線移動距離測定手段）を有し
ている。なお、直線移動距離測定手段４７は、直線移動
距離測定手段１８と実質的に同じ構成としているので、
説明は省略する。直線移動距離測定手段４６は、ブラケ
ット５６を下側に向け、ブラケット５６に取付けた昇降
軸５２を介して直線移動距離測定手段４７に連結し、図
示しない距離センサは、ブラケット５６とスライドブッ
シュ５７に設けられている。また、スライドブッシュ５
７の上部には、取付け軸５８が取付けられている。取付
け軸５８を介して直線移動距離測定手段４６に工作機械
の動力軸を固定して、動力軸を移動させると直線移動距
離測定手段４６、４７はこれに追従して移動し、動力軸
のＸＹ方向の移動軌跡を測定することができる。
【００２０】図７（Ｂ）に示すように、工作機械精度計
測装置５９は、直線移動距離測定手段４８、４９（第
１、第２の直線移動距離測定手段）を有している。直線
移動距離測定手段４９は、スライドブッシュ６０を基台
に固定配置している。直線移動距離測定手段４９は、ブ
ラケット６１を上側に向け、これに昇降軸５３を介して
直線移動距離測定手段４８を連結している。直線移動距
離測定手段４８のブラケット６２も上側に向けて設けら
れ、ブラケット６２の上部には、取付け軸６４が設けら
れている。図示しない距離センサは、ブラケット６１、
６２及びこれに対向して設けられたスライドブッシュ６
０、６３に取付けられている。取付け軸６４を介して直
線移動距離測定手段４８に工作機械の動力軸を固定し
て、動力軸を移動させると直線移動距離測定手段４８、
４９はこれに追従して移動し、動力軸のＸＹ方向の移動
軌跡を測定することができる。
測装置５９は、直線移動距離測定手段４８、４９（第
１、第２の直線移動距離測定手段）を有している。直線
移動距離測定手段４９は、スライドブッシュ６０を基台
に固定配置している。直線移動距離測定手段４９は、ブ
ラケット６１を上側に向け、これに昇降軸５３を介して
直線移動距離測定手段４８を連結している。直線移動距
離測定手段４８のブラケット６２も上側に向けて設けら
れ、ブラケット６２の上部には、取付け軸６４が設けら
れている。図示しない距離センサは、ブラケット６１、
６２及びこれに対向して設けられたスライドブッシュ６
０、６３に取付けられている。取付け軸６４を介して直
線移動距離測定手段４８に工作機械の動力軸を固定し
て、動力軸を移動させると直線移動距離測定手段４８、
４９はこれに追従して移動し、動力軸のＸＹ方向の移動
軌跡を測定することができる。
【００２１】図７（Ｃ）に示すように、工作機械精度計
測装置６５は、直線移動距離測定手段５０、５１（第
１、第２の直線移動距離測定手段）を有している。直線
移動距離測定手段５０、５１は、それぞれ直線移動距離
測定手段４６、４９と実質的に同じ構成としているので
説明は省略する。直線移動距離測定手段５０に設けられ
た取付け軸６６を介して直線移動距離測定手段５０に工
作機械の動力軸を固定して、動力軸を移動させると直線
移動距離測定手段５０、５１はこれに追従して移動し、
動力軸のＸＹ方向の移動軌跡を測定することができる。
測装置６５は、直線移動距離測定手段５０、５１（第
１、第２の直線移動距離測定手段）を有している。直線
移動距離測定手段５０、５１は、それぞれ直線移動距離
測定手段４６、４９と実質的に同じ構成としているので
説明は省略する。直線移動距離測定手段５０に設けられ
た取付け軸６６を介して直線移動距離測定手段５０に工
作機械の動力軸を固定して、動力軸を移動させると直線
移動距離測定手段５０、５１はこれに追従して移動し、
動力軸のＸＹ方向の移動軌跡を測定することができる。
【００２２】以上、本発明に係る実施の形態について説
明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、第１の直線移動距離測定手段を
上側、第２の直線移動距離測定手段を下側に配置して連
結するようにして説明してきたが逆でもよい。また、第
１、第２の直線移動距離測定手段が移動するＸＹ方向は
直交するものとして説明してきたが、方向が異なってい
て、交叉していればよい。さらに、昇降軸及び直動軸受
による昇降機構は、第１、第２の直線移動距離測定手段
の間に設けた状態について説明したが、相対的に上下方
向に摺動可能となるように動力軸と第１の直線移動距離
測定手段の間に設けてもよく、また、第２の直線移動距
離測定手段と基台の間に設けてもよい。
明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、第１の直線移動距離測定手段を
上側、第２の直線移動距離測定手段を下側に配置して連
結するようにして説明してきたが逆でもよい。また、第
１、第２の直線移動距離測定手段が移動するＸＹ方向は
直交するものとして説明してきたが、方向が異なってい
て、交叉していればよい。さらに、昇降軸及び直動軸受
による昇降機構は、第１、第２の直線移動距離測定手段
の間に設けた状態について説明したが、相対的に上下方
向に摺動可能となるように動力軸と第１の直線移動距離
測定手段の間に設けてもよく、また、第２の直線移動距
離測定手段と基台の間に設けてもよい。
【００２３】
【実施例】図８に比較例を示し、図９に実施例を示す。
使用した比較例は、従来例に係る計測装置（特開平１１
−５８１８２号公報に開示されている６軸タイプ）の各
摺動部分を空気の流れる気体軸受に置き換えて精度を高
めたものである。また、実施例は、前記実施の形態で説
明した２軸タイプのものである。図８、図９の縦軸及び
横軸は、それぞれ原点からＸ方向、Ｙ方向の移動距離を
示している。また、図中に２点鎖線で示す移動基準線か
らの誤差は１０００倍にして表示している。比較例で
は、図８に示すように、円弧補間の誤差を測定し、振幅
約２μｍの振動を観測することができた。一方、実施例
でも、図９に示すように、円弧補間の誤差を測定した。
従来例と同様に振幅約２μｍの振動を観測することがで
きた。このように、構成を簡単にしても６軸タイプと同
様の高い精度を得ることができることが確認できた。
使用した比較例は、従来例に係る計測装置（特開平１１
−５８１８２号公報に開示されている６軸タイプ）の各
摺動部分を空気の流れる気体軸受に置き換えて精度を高
めたものである。また、実施例は、前記実施の形態で説
明した２軸タイプのものである。図８、図９の縦軸及び
横軸は、それぞれ原点からＸ方向、Ｙ方向の移動距離を
示している。また、図中に２点鎖線で示す移動基準線か
らの誤差は１０００倍にして表示している。比較例で
は、図８に示すように、円弧補間の誤差を測定し、振幅
約２μｍの振動を観測することができた。一方、実施例
でも、図９に示すように、円弧補間の誤差を測定した。
従来例と同様に振幅約２μｍの振動を観測することがで
きた。このように、構成を簡単にしても６軸タイプと同
様の高い精度を得ることができることが確認できた。
【００２４】
【発明の効果】請求項１〜３記載の工作機械精度計測装
置においては、第１、第２の直線移動手段を直交させて
連結するので、２本のスライド軸だけで、平面移動する
動力軸の移動軌跡を測定することができ、構造を簡単に
し、重量を軽くして、簡単に携帯することができる。更
に、第１の直線移動距離測定手段は、動力軸と連結する
取付け軸と、取付け軸が長手方向に変更可能に取付けら
れ、第１のスライドブッシュの両端部にブラケットを介
して取付けられる取付け部材とを有しているので、第１
のスライド軸の一側が第１のスライドブッシュから突出
して下方に傾く場合には、取付け軸の取付け位置を第１
のスライド軸の突出した方向に移動して、動力軸で第１
のスライド軸を上方から支持してその傾きを抑えること
ができる。特に、請求項２記載の工作機械精度測定装置
は、第１の直線移動距離測定手段が第２の直線移動距離
測定手段に対して、相対的に上下方向に摺動可能に取付
けられているので、動力軸の基台に対する上下動を摺動
部分で吸収して、測定誤差を小さくすることができる。
更に、第１、第２の直線移動距離測定手段の第１、第２
のスライド軸及びこれと対となる第１、第２のスライド
ブッシュは、それぞれ摺動部分に圧縮気体が流れる気体
軸受からなるので、これらが非接触で摺動し、摩擦によ
る発熱がなくなり、また、振動の影響も小さくすること
ができ、高い位置精度を得ることができる。そして、請
求項３記載の工作機械精度計測装置においては、第３の
距離センサを設けて上下方向の移動距離も併せて測定し
ているので、空間移動する動力軸の移動軌跡を測定する
ことができる。
置においては、第１、第２の直線移動手段を直交させて
連結するので、２本のスライド軸だけで、平面移動する
動力軸の移動軌跡を測定することができ、構造を簡単に
し、重量を軽くして、簡単に携帯することができる。更
に、第１の直線移動距離測定手段は、動力軸と連結する
取付け軸と、取付け軸が長手方向に変更可能に取付けら
れ、第１のスライドブッシュの両端部にブラケットを介
して取付けられる取付け部材とを有しているので、第１
のスライド軸の一側が第１のスライドブッシュから突出
して下方に傾く場合には、取付け軸の取付け位置を第１
のスライド軸の突出した方向に移動して、動力軸で第１
のスライド軸を上方から支持してその傾きを抑えること
ができる。特に、請求項２記載の工作機械精度測定装置
は、第１の直線移動距離測定手段が第２の直線移動距離
測定手段に対して、相対的に上下方向に摺動可能に取付
けられているので、動力軸の基台に対する上下動を摺動
部分で吸収して、測定誤差を小さくすることができる。
更に、第１、第２の直線移動距離測定手段の第１、第２
のスライド軸及びこれと対となる第１、第２のスライド
ブッシュは、それぞれ摺動部分に圧縮気体が流れる気体
軸受からなるので、これらが非接触で摺動し、摩擦によ
る発熱がなくなり、また、振動の影響も小さくすること
ができ、高い位置精度を得ることができる。そして、請
求項３記載の工作機械精度計測装置においては、第３の
距離センサを設けて上下方向の移動距離も併せて測定し
ているので、空間移動する動力軸の移動軌跡を測定する
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る工作機械精度計測
装置の斜視図である。
装置の斜視図である。
【図２】同工作機械精度計測装置の軸受構造を示す断面
図である。
図である。
【図３】同工作機械精度計測装置の距離センサの取付け
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
【図４】同工作機械精度計測装置の第１、第２の直線移
動距離測定手段の連結構造を示す断面図である。
動距離測定手段の連結構造を示す断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、第１、第２及び第３の直線
移動距離測定手段の連結構造を示す断面図である。
移動距離測定手段の連結構造を示す断面図である。
【図６】変形例に係る距離センサの取付け状態を示す説
明図である。
明図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例に係る第１、第２の
直線移動距離測定手段の連結構造を示す説明図である。
直線移動距離測定手段の連結構造を示す説明図である。
【図８】比較例に係る計測装置の円弧補間における測定
誤差を示すグラフである。
誤差を示すグラフである。
【図９】実施例に係る工作機械精度計測装置の円弧補間
における測定誤差を示すグラフである。
における測定誤差を示すグラフである。
【図１０】従来例に係る計測装置の斜視図である。
１０：工作機械精度計測装置、１１、１２：スライド軸
（第１、第２のスライド軸）、１３、１４：スライドブ
ッシュ（第１、第２のスライドブッシュ）、１５、１
６：距離センサ（第１、第２の距離センサ）、１７、１
８：直線移動距離測定手段（第１、第２の直線移動距離
測定手段）、１９：可撓性管、２０、２１：台座、２
２：基台、２３：ブラケット、２４、２５：端部、２
６：ボルト、２７：スケール、２８：読み取りヘッド、
２９：固定板、３０：直動軸受、３１：昇降板、３１
ａ：端部、３２：昇降軸、３２ａ：端部、３３：ブラケ
ット、３４：スケール、３５：読み取りヘッド、３６：
取付け長孔、３７：取付け部材、３８：取付け軸、３
９：読み取りヘッド、４０：スケール、４１：距離セン
サ（第３の距離センサ）、４２：スライド軸（第２のス
ライド軸）、４３：読み取りヘッド、４４：スケール、
４５：スライドブッシュ（第２のスライドブッシュ）、
４６、４７：直線移動距離測定手段（第１、第２の直線
移動距離測定手段）、４８、４９：直線移動距離測定手
段（第１、第２の直線移動距離測定手段）、５０、５
１：直線移動距離測定手段（第１、第２の直線移動距離
測定手段）、５２〜５４：昇降軸、５５：工作機械精度
計測装置、５６：ブラケット、５７：スライドブッシ
ュ、５８：取付け軸、５９：工作機械精度計測装置、６
０：スライドブッシュ、６１、６２：ブラケット、６
３：スライドブッシュ、６４：取付け軸、６５：工作機
械精度計測装置、６６：取付け軸、６７：距離センサ
（第３の距離センサ）、６８：スライド軸（第３のスラ
イド軸）、６９：スライドブッシュ（第３のスライドブ
ッシュ）、７０：直線移動距離測定手段（第３の直線移
動距離測定手段）、７１、７２：ボルト、７３、７４：
固定板、７５：読み取りヘッド、７６：スケール、７
７：ブラケット
（第１、第２のスライド軸）、１３、１４：スライドブ
ッシュ（第１、第２のスライドブッシュ）、１５、１
６：距離センサ（第１、第２の距離センサ）、１７、１
８：直線移動距離測定手段（第１、第２の直線移動距離
測定手段）、１９：可撓性管、２０、２１：台座、２
２：基台、２３：ブラケット、２４、２５：端部、２
６：ボルト、２７：スケール、２８：読み取りヘッド、
２９：固定板、３０：直動軸受、３１：昇降板、３１
ａ：端部、３２：昇降軸、３２ａ：端部、３３：ブラケ
ット、３４：スケール、３５：読み取りヘッド、３６：
取付け長孔、３７：取付け部材、３８：取付け軸、３
９：読み取りヘッド、４０：スケール、４１：距離セン
サ（第３の距離センサ）、４２：スライド軸（第２のス
ライド軸）、４３：読み取りヘッド、４４：スケール、
４５：スライドブッシュ（第２のスライドブッシュ）、
４６、４７：直線移動距離測定手段（第１、第２の直線
移動距離測定手段）、４８、４９：直線移動距離測定手
段（第１、第２の直線移動距離測定手段）、５０、５
１：直線移動距離測定手段（第１、第２の直線移動距離
測定手段）、５２〜５４：昇降軸、５５：工作機械精度
計測装置、５６：ブラケット、５７：スライドブッシ
ュ、５８：取付け軸、５９：工作機械精度計測装置、６
０：スライドブッシュ、６１、６２：ブラケット、６
３：スライドブッシュ、６４：取付け軸、６５：工作機
械精度計測装置、６６：取付け軸、６７：距離センサ
（第３の距離センサ）、６８：スライド軸（第３のスラ
イド軸）、６９：スライドブッシュ（第３のスライドブ
ッシュ）、７０：直線移動距離測定手段（第３の直線移
動距離測定手段）、７１、７２：ボルト、７３、７４：
固定板、７５：読み取りヘッド、７６：スケール、７
７：ブラケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛尾 雅樹 福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６− １ 福岡県工業技術センター 機械電子 研究所内 (72)発明者 神谷 昌秀 福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６− １ 福岡県工業技術センター 機械電子 研究所内 (72)発明者 松田 弘道 福岡県北九州市八幡西区則松３丁目６− １ 福岡県工業技術センター 機械電子 研究所内 (72)発明者 山口 由彦 福岡県遠賀郡芦屋町大字山鹿字後水74番 地３ 折尾精密株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−58182（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−131612（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 5/20 G01B 21/20
Claims (3)
- 【請求項１】 それぞれ第１、第２のスライド軸、該第
１、第２のスライド軸が摺動可能に装着された第１、第
２のスライドブッシュ、及び前記第１、第２のスライド
ブッシュに対する前記第１、第２のスライド軸の相対移
動距離を測定する第１、第２の距離センサを備えた第
１、第２の直線移動距離測定手段を、その距離測定方向
を直交させて連結し、前記第１の直線移動距離測定手段
に測定しようとする工作機械の動力軸を固定し、前記第
２の直線移動距離測定手段は基台に固定配置して、前記
動力軸のＸＹ方向の移動軌跡を測定する工作機械精度計
測装置であって、 前記第１の直線移動距離測定手段は、前記動力軸と連結
する取付け軸と、前記取付け軸が長手方向に変更可能に
取付けられ、前記第１のスライド軸の両端部にブラケッ
トを介して取付けられる取付け部材とを有することを特
徴とする工作機械精度測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の工作機械精度測定装置に
おいて、前記第１の直線移動距離測定手段が前記第２の
直線移動距離測定手段に対して、相対的に上下方向に摺
動可能に取付けられ、更に、前記第１、第２の直線移動
距離測定手段の第１、第２のスライド軸及びこれと対と
なる前記第１、第２のスライドブッシュは、それぞれ摺
動部分に圧縮気体が流れる気体軸受からなることを特徴
とする工作機械精度計測装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の工作機械精度計測
装置において、前記第１の直線移動距離測定手段の前記
第２の直線移動距離測定手段に対する上下方向の移動距
離を測定する第３の距離センサが設けられ、前記動力軸
のＺ方向の移動軌跡も併せて測定可能なことを特徴とす
る工作機械精度計測装置。
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| JPH03502608A (ja) * | 1988-10-11 | 1991-06-13 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 位置決め装置用測定プローブ |
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| GB9601679D0 (en) * | 1996-01-27 | 1996-03-27 | Renishaw Plc | Ball bar apparatus for calibrating a machine |
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- 1999-09-20 JP JP26495699A patent/JP3305288B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-15 US US09/662,908 patent/US6463667B1/en not_active Expired - Fee Related
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