JP4447348B2 - 計測基準装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば研削盤において、ベッド上で往復移動される加工テーブル上のワーク支持面等の真直度を計測する場合に用いられる計測基準装置に関するものである。

一般に、研削盤においては、図８に示すように、ベッド３１上に加工テーブル３２がレール３３を介して往復移動可能に支持され、その加工テーブル３２上のワーク支持面３２ａにはワークＷが着脱可能にセットされる。ベッド３１上のコラム３４には加工ヘッド３５が昇降可能に支持され、その加工ヘッド３５の加工軸３６には回転砥石３７が着脱可能に装着されている。そして、回転砥石３７が回転されながらワークＷの上面に接触されるとともに、加工テーブル３２が往復移動されることにより、ワークＷが研削加工されるようになっている。

ところで、この種の研削盤においては、加工テーブル３２が水平面内で正確に往復移動されないと、所要の研削加工精度を得ることができない。このために、従来ではワークＷの研削加工に先立って、加工テーブル３２の移動状態でワーク支持面３２ａの真直度を計測し、その計測結果に基づいてワークＷに対する回転砥石３７の昇降位置等を調整制御しながら、研削加工を行うようにしている。

従来、このように真直度を計測する場合には、図８に示すように、加工テーブル３２のワーク支持面３２ａ上にワークＷが搭載されない状態にして、そのワーク支持面３２ａ上に計測基準装置３８を載置している。また、加工軸３６から回転砥石３７を取り外して、加工ヘッド３５の下面に計測器３９を磁石にて吸着支持している。そして、計測基準装置３８の上面をワーク支持面３２ａに対して平行となるように調整し、計測器３９の下端の接触子３９ａを計測基準装置３８の上面に接触させた状態で、加工テーブル３２を移動させながら、計測器３９により計測基準装置３８を介してワーク支持面３２ａの真直度を計測している。

図９及び図１０に示すように、この従来の計測基準装置３８においては、加工テーブル３２のワーク支持面３２ａ上に設置される一対の支持脚４１，４２間に被計測部材４３が橋架支持され、その被計測部材４３の上面が被計測平面４３ａとなっている。各支持脚４１，４２には、支持台４４と、その支持台４４上に傾動可能に支持された傾動台４５とが装備されている。一方の支持脚４１側において、傾動台４５の両端には一対の調整ネジ４６，４７が螺合され、これらの調整ネジ４６，４７の回動調整により、ワーク支持面３２ａに対する被計測平面４３ａの２方向の水平度あるいは傾斜角度が調整されるようになっている。

すなわち、両調整ネジ４６，４７を同一量回動調整した場合には、被計測部材４３が一方の支持脚４２の部分を中心にして図９の矢印Ｄ１方向に傾動されて、ワーク支持面３２ａに対する被計測平面４３ａの長手方向の傾斜角度が調整される。これに対して、いずれか一方の調整ネジ４６，４７を回動調整したり、両調整ネジ４６，４７を異なった回動量で回動調整したりした場合には、被計測部材４３が軸線Ｌあるいは軸線Ｌと平行な軸線を中心にして図９の矢印Ｄ２方向に傾動され、ワーク支持面３２ａに対する被計測平面４３ａの幅方向の水平度あるいは傾斜角度が調整される。これにより、前記ワーク支持面３２ａの真直度の計測に際して、被計測平面４３ａが長手方向及び幅方向の２方向でワーク支持面３２ａに対して平行となるように調整される。

しかしながら、前述した従来の計測基準装置３８においては、被計測平面４３ａの長手方向の水平度あるいは傾斜角度を調整する場合、両調整ネジ４６，４７を正確に同一量回動調整しなければ、幅方向の水平度あるいは傾斜角度も変化してしまう。このため、調整作業が困難であるとともに、長手方向の傾斜角度の調整を正確に行うことができないという問題があった。

また、被計測平面４３ａの幅方向の水平度あるいは傾斜角度を調整する場合には、調整ネジ４６，４７が一方の支持脚４１側にのみ設けられている。このため、他方の支持脚４２側との間で被計測部材４３に捻り方向への力あるいは応力が発生し、他方の支持脚４２の下面が浮き上がったりして、被計測平面４３ａの長手方向の水平度あるいは傾斜角度を一定に維持することは難しい場合もある。このため、従来の計測基準装置３８では、一方の調整ネジ４６または４７を回動調整したり、両調整ネジ４６，４７を異なった回動量で回動調整したりして、被計測平面４３ａの幅方向の水平度あるいは傾斜角度を調整する場合、その調整ネジ４６，４７の調整量に対応する厚さまたは枚数のスペーサを、他方の支持脚４２の下側に介装していた。よって、厚さの異なった複数種のスペーサ等を用意する必要があって、構造が複雑で部品管理が繁雑になるとともに、それでもなお支持脚の浮き上がりを完全に解消することができず、幅方向の水平度あるいは傾斜角度の調整を正確に行うことができないという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、装置の構成が簡単であるとともに、加工計測面に対する被計測部材の被計測平面の２方向の水平度あるいは傾斜角度を容易かつ正確に調整することができて、加工計測面の真直度を高精度に計測することができる計測基準装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定の加工計測面上に設置される第１及び第２支持脚と、その両支持脚間に橋架支持され、上面を被計測平面とした被計測部材とを備え、前記加工計測面に対する被計測平面の２方向の傾斜角度を調整できるように、被計測部材を傾動可能とした計測基準装置において、前記第１及び第２支持脚が、支持台と、その支持台に対して傾動可能に支持され、前記被計測部材を載置する傾動台と、その傾動台の傾斜角度を変更するための変更手段とをそれぞれ備え、いずれか一方の支持脚が前記加工計測面に対して１点で設置されるとともに、他方の支持脚が加工計測面に対して２点で設置されるように構成したことを特徴とするものである。

（作用）
請求項１に記載の発明においては、一方の支持脚側で被計測部材を傾動調整することにより、被計測平面の２方向中の一方向の傾斜角度を調整することができ、他方の支持脚側で被計測部材を傾動調整することにより、被計測平面の他方向の傾斜角度を調整することができる。よって、装置の構成が簡単であるとともに、加工計測面に対する被計測部材の被計測平面の２方向の傾斜角度を容易かつ正確に調整することができる。その結果、被計測平面を加工計測面に対して平行となるように正確に調整配置することができて、加工計測面の真直度を高精度に計測することができる。

また、第１支持脚と第２支持脚とをほぼ共通の部品から構成することができて、装置の構成をより簡略化することができるとともに、被計測平面の傾斜角度の調整を一層を容易かつ正確に行うことができる。

以上のように、この発明によれば、装置の構成が簡単であるとともに、加工計測面に対する被計測部材の被計測平面の２方向の水平度あるいは傾斜角度を容易かつ正確に調整することができて、加工計測面の真直度を高精度に計測することができる。

以下に、この発明の一実施形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態の計測基準装置１１は、例えば研削盤における加工テーブルのワーク支持面等の加工計測面１２上に設置される第１及び第２支持脚１３，１４と、その両支持脚１３，１４間に橋架支持された被計測部材１５とから構成されている。被計測部材１５は横長四角柱状に形成され、その上面には平坦状の被計測平面１５ａが設けられている。そして、被計測部材１５を第１支持脚１３側と第２支持脚１４側とに分担して傾動調整することにより、加工計測面１２に対する前記被計測平面１５ａの長手方向及び幅方向の２方向の水平度あるいは傾斜角度が調整されるようになっている。

図１〜図４に示すように、前記第１及び第２支持脚１３，１４は、支持台１６と、その支持台１６上に一側端部の支軸１７を介して傾動可能に支持された傾動台１８とを備えている。傾動台１８の上面には被計測部材１５を載置するための載置凹部１９が設けられ、その載置凹部１９の底部内面及び一側内面には規制面１９ａが形成されるとともに、他側内面には傾斜面１９ｂが形成されている。

前記傾動台１８の載置凹部１９の規制面１９ａ側に被計測部材１５を載置した状態で、載置凹部１９の傾斜面１９ｂと被計測部材１５との間には楔部材２０が挿入配置されている。そして、この楔部材２０がネジ２１にて傾動台１８側に引き寄せられることにより、楔部材２０の傾斜面２０ａと載置凹部１９の傾斜面１９ｂとの係合作用で、被計測部材１５が載置凹部１９の規制面１９ａ側に押圧されて、所定の載置位置に固定保持されるようになっている。

前記第１及び第２支持脚１３，１４において、支持台１６の支軸１７と反対側の端部上面にはネジ棒２２が螺着され、傾動台１８上の貫通孔１８ａを介して上方に突出されている。ネジ棒２２の頭部と傾動台１８との間に位置するように、ネジ棒２２にはバネ２３が嵌挿され、このバネ２３の付勢力により、傾動台１８が支軸１７を中心にして支持台１６と接近する方向に回動付勢されている。

前記両支持脚１３，１４において、傾動台１８の自由端部には変更手段としてのマイクロメータヘッドよりなる傾動調整体２４が貫設され、その下端のスピンドル２４ａが支持台１６の上面に当接されている。そして、この傾動調整体２４の上端の操作つまみ２４ｂを回転操作することにより、ネジの作用によりスピンドル２４ａが出没されて、支持台１６に対する傾動台１８の水平度あるいは傾斜角度が変更されるようになっている。

図２〜図４に示すように、前記第１支持脚１３側の支持台１６の下面両側には、球状頭部を有する一対の設置用ネジ２５が螺合されている。また、第２支持脚１４側の支持台１６の下面中央には、球状頭部を有する１つの設置用ネジ２６が螺合されている。そして、第１支持脚１３側の支持台１６は、被計測部材１５の幅方向の両側下部付近において、一対の設置用ネジ２５の頭部により、加工計測面１２に対して２点で設置されるようになっている。一方、第２支持脚１４側の支持台１６は、被計測部材１５の幅方向の中央下部付近において、１つの設置用ネジ２６の頭部により、加工計測面１２に対して１点で設置されるようになっている。

次に、前記のように構成された計測基準装置１１の作用を説明する。
さて、この計測基準装置１１を使用して、例えば図８に示すような研削盤における加工テーブル上のワーク支持面の真直度を計測する場合には、従来の計測時と同様に、加工計測面１２としてのワーク支持面上に計測基準装置１１を載置するとともに、加工ヘッドの下面に計測器を装着する。この状態で、加工テーブルを移動させるとともに、加工ヘッドを下降させて、計測器の下端の接触子を図１に示す被計測部材１５の被計測平面１５ａの左端位置Ｐ１に接触させ、その左端位置Ｐ１の高さを計測器により計測する。続いて、加工テーブルを移動させて、計測器の接触子を被計測平面１５ａの右端位置Ｐ２に接触させ、その右端位置Ｐ２の高さを計測器により計測する。

そして、この被計測平面１５ａの左端位置Ｐ１と右端位置Ｐ２との計測値を比較し、両計測値間に差がなくなるように、第２支持脚１４側の傾動調整体２４を操作して、被計測部材１５の被計測平面１５ａの長手方向の傾斜角度を調整する。すなわち、第２支持脚１４側の傾動調整体２４の操作つまみ２４ｂを回転操作すると、そのスピンドル２４ａが出没される。この場合、図２及び図３に示すように、第１支持脚１３側においては、支持台１６が加工計測面１２に対し、一対の設置用ネジ２５を介して２点で傾動不能に設置された状態にある。

このため、第２支持脚１４側の傾動調整体２４のスピンドル２４ａが出没されると、その傾動台１８が支持台１６上で後側端の支軸１７を中心に傾動されるが、その傾動は１点支持の設置用ネジ２６を中心とした支持台１６の傾動で吸収される。そして、結果として図５に矢印Ｄ１で示すように、被計測部材１５が第１支持脚１３の設置用ネジ２５を中心に回動して、被計測部材１５の被計測平面１５ａの右端側がほぼ垂直方向に傾動される。これにより、被計測平面１５ａの左右両端位置Ｐ１，Ｐ２が同一高さ状態、すなわち加工計測面１２と平行な水平状態となるように調整される。

次いで、加工テーブルを移動させて、計測器の接触子を図１に示す被計測平面１５ａの前端位置Ｐ３に接触させ、その前端位置Ｐ３の高さを計測器により計測する。同様に、計測器の接触子を被計測平面１５ａの後端位置Ｐ４に接触させ、その後端位置Ｐ４の高さを計測器により計測する。そして、この被計測平面１５ａの前端位置Ｐ３と後端位置Ｐ４との計測値間に差がなくなるように、第１支持脚１３側の傾動調整体２４を操作して、被計測部材１５の被計測平面１５ａの幅方向の傾斜角度を調整する。

すなわち、第１支持脚１３側の傾動調整体２４の操作つまみ２４ｂを回転操作すると、そのスピンドル２４ａが出没される。この場合、図２及び図４に示すように、第２支持脚１４側においては、支持台１６が加工計測面１２に対し、１つの設置用ネジ２６を介して１点で傾動可能に設置された状態にある。また、第２支持脚１４側の傾動台１８は、被計測部材１５を介して、２点で設置されている第１支持脚１３側の傾動台１８と連結されて、その傾動が規制された状態にある。

このため、第１支持脚１３側の傾動調整体２４のスピンドル２４ａが出没されて、その第１支持脚１３の傾動台１８の傾斜角度が変更されると、それに追随して、第２支持脚１４全体が加工計測面１２に対する設置用ネジ２６の設置点を中心に傾動される。これにより、図６に矢印Ｄ２で示すように、被計測部材１５の被計測平面１５ａが前後方向に傾動されて、その被計測平面１５ａの前後両端位置Ｐ３，Ｐ４が同一高さ状態、すなわち加工計測面１２と平行な水平状態となるように調整される。

このように、被計測部材１５の被計測平面１５ａが長手方向及び幅方向の２方向において、加工計測面１２すなわちワーク支持面と平行な水平状態に調整された後、計測器の接触子を被計測平面１５ａに接触させるとともに、加工テーブルを移動させて、計測器によりワーク支持面の真直度を計測する。これにより、加工テーブルの移動位置に応じて発生するワーク支持面の高さ位置の変動を、計測器にて計測することができる。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この計測基準装置においては、被計測部材１５の被計測平面１５ａの長手方向及び幅方向の２方向の水平度あるいは傾斜角度を、第１支持脚１３側と第２支持脚１４側とに分担して調整するようになっている。このため、加工計測面１２に対する被計測部材１５の被計測平面１５ａの２方向の水平度あるいは傾斜角度を容易かつ正確に調整することができる。その結果、被計測平面１５ａを加工計測面１２に対して平行となるように正確に調整配置することができて、加工計測面１２の真直度を高精度に計測することができる。

（２） この計測基準装置においては、両支持脚１３，１４が、支持台１６と、傾動台１８と、傾動調整体２４とから構成されている。そして、第１支持脚１３の支持台１６が加工計測面１２に対して２点で設置されるとともに、第２支持脚１４の支持台１６が加工計測面１２に対して１点で設置されている。つまり、第１，第２支持脚１３，１４は、設置用ネジ２５，２６の数が相違するのみである。このため、第１支持脚１３と第２支持脚１４とをほぼ共通の部品から構成することができて、装置の構成をより簡略化することができる。しかも、前後左右の２方向の調整を無段階に行うことが可能であるため、前述した支持脚の下面に介在させるスペーサが不要になって、構成が簡単であるとともに、取り扱いが容易になる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図７に示すように、楔部材２０の側面にゴム等の弾性押圧材２９を固定し、この弾性押圧材２９を介して楔部材２０が被計測部材１５の側面に滑りを生じることなく圧接されるように構成すること。従って、被計測部材１５に傷がつくのを防止できる。

・前記実施形態とは逆に、第１支持脚１３側の支持台１６を加工計測面１２に対して１点で設置するとともに、第２支持脚１４側の支持台１６を加工計測面１２に対して２点で設置するように構成すること。

（他の技術的思想）
（１） 第１支持脚１３が加工計測面１２に対して２点支持、第２支持脚１４が加工計測面１２に対して１点支持される請求項１または２に記載の計測基準装置。

（２） 両支持脚１３，１４は、ネジの頭部を加工計測面１２に対する支持点とした請求項１，請求項２及び前記（１）項のうちのいずれか一項に記載の計測基準装置。
（３） 加工計測面１２に対して、全体として３点支持である請求項１，請求項２及び前記（１），（２）項のうちのいずれか一項に記載の計測基準装置。

一実施形態の計測基準装置を示す斜視図。 図１の計測基準装置の平面図。 図１の３−３線における拡大断面図。 図１の４−４線における拡大断面図。 被計測部材の幅方向の傾き調整状態を示す説明図。 被計測部材の長手方向の傾き調整状態を示す説明図。 計測基準装置の変更例を示す部分側面図。 従来の研削盤における加工テーブルのワーク支持面の計測状態を示す正面図。 図８の計測に使用する計測基準装置を拡大して示す斜視図。 同計測基準装置の平面図。

符号の説明

１１…計測基準装置、１２…加工計測面、１３…第１支持脚、１４…第２支持脚、１５…被計測部材、１５ａ…被計測平面、１６…支持台、１７…支軸、１８…傾動台、２３…バネ、２４…変更手段としての傾動調整体、２５，２６…設置用ネジ。

Claims (1)

1. 所定の加工計測面上に設置される第１及び第２支持脚と、その両支持脚間に橋架支持され、上面を被計測平面とした被計測部材とを備え、前記加工計測面に対する被計測平面の２方向の傾斜角度を調整できるように、被計測部材を傾動可能とした計測基準装置において、前記第１及び第２支持脚が、支持台と、その支持台に対して傾動可能に支持され、前記被計測部材を載置する傾動台と、その傾動台の傾斜角度を変更するための変更手段とをそれぞれ備え、いずれか一方の支持脚が前記加工計測面に対して１点で設置されるとともに、他方の支持脚が加工計測面に対して２点で設置されるように構成した計測基準装置。

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