JP5151545B2

JP5151545B2 - 同時多軸制御評価方法

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Publication number: JP5151545B2
Application number: JP2008045401A
Authority: JP
Inventors: 英樹岩井
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: JP2009202257A

Description

本発明は、超精密加工機における同時多軸制御の精度を評価する方法に関する。

従来、光通信などの情報通信機器、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話などの撮像装置、ＤＶＤ・ＣＤなどのＡＶ機器、内視鏡などの医療機器において高性能なレンズが用いられている。これらのレンズを成形する金型には形状精度１００ｎｍ以下、表面粗さ１０ｎｍ以下の厳しい精度が要求されるようになった。そして、これらの光学レンズ等、非軸対称非球面を精密加工するため、複数の移動軸と複数の回転軸とを同時に制御してミクロンオーダ以下の分解能で加工できる工作機械が製作されるようになった。そして、その加工精度を評価して調整する方法として、非特許文献１に記載の評価方法がある。この非特許文献１によると、図１５に示すように、主軸１００に球形の基準面を有する基準部材１０２を取付けるとともに、図略の刃物台に静電容量センサ１０４を取付け、主軸１００に刃物台が接近する方向であるＺ軸、Ｚ軸に直角な方向であるＸ軸、Ｘ軸及びＺ軸に直角なＹ軸（垂直方向）を設ける。そして、Ｙ軸回りの回転であるＢ軸中心で回転するＢ軸テーブル１０６に前記刃物台を設定している。そして、図１５に示す、前端部ＳＰより、図１６に示す、Ｂ軸が９０度回転する位置まで、前記基準面上の測定線に沿って静電容量センサ１０４を移動させるＸ軸・Ｚ軸・Ｂ軸の同時３軸制御を行ったときの、軌跡精度により加工精度を評価するものである。このとき静電容量センサ１０４と基準部材１０２の基準面との距離の変化量が同時３軸制御の誤差となって検出され、同時３軸制御の精度評価を行うことができる。
機械と工具２００５年８月号２９頁乃至３５頁

近年の非軸対称非球面等を精密に加工するため、同時４軸制御以上の同時５軸制御や同時６軸制御が行われるようになった。しかし、上記非特許文献１の同時３軸制御を評価する手法において、例えば前記Ｚ軸回りの回転であるＣ軸は、球形の基準部材では、該Ｃ軸回りに球形を回転させながら前記測定線上を測定しても、測定線からずれたことによる静電容量センサ１０４と基準部材１０２の基準面との距離の変化を生じないので、かかるずれが検出できない。そのため、同時４軸以上の制御として同時５軸制御・同時６軸制御の加工精度を評価することができなかった。また、基準部材１０２に製作誤差がある場合に、１軸だけを作動させて製作誤差を測定することが考えられたが、従来の静電容量センサ１０４（測定子）では、基準部材１０２の球面状の測定面と静電容量センサ１０４（測定子）とが成す測定角度の変化によって、精度のよい測定ができなかった。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、同時５軸制御・同時６軸制御等の同時多軸制御における加工装置の加工精度を評価できる手法を提供するものである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、被加工物及び加工工具を直交する３軸方向に相対移動させる直交３軸と、前記被加工物及び加工工具を前記３軸のうちの少なくとも２軸の回りに相対回転させる回転軸と、を有し、かつこれらの直交３軸及び回転軸の動作の同時制御が可能な制御装置を有する加工装置において、前記加工装置の被加工物の取付位置に非軸対称形状の測定基準部材を設ける基準部材取付工程と、前記加工装置の加工工具取付位置に寸法測定装置の測定子を取付ける測定子取付工程と、前記直交３軸及び前記回転軸の動作を同時制御することにより、前記非軸対称形状の所定断面及び表面が形成する曲率一定の円弧状外形線に沿って前記測定子を移動させ、前記測定基準部材の形状を測定する基準部材形状測定工程と、を備えていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記測定子は、前記測定基準部材の測定面に対する角度に影響されない測定子であり、前記基準部材形状測定工程の前又は後の工程として、前記直交３軸及び前記回転軸の同時制御を停止させた状態で、前記被加工物取付位置の回転軸に直交し、かつ前記円弧状外形線を形成する所定断面に含まれる所定直交１軸を動作させることにより前記円弧状外形線に沿って前記測定子を移動させて前記測定基準部材の円弧状外形線の形状を測定する外形線形状測定工程を設け、前記基準部材形状測定工程及び前記外形線形状測定工程の後に、前記基準部材形状測定工程で測定された測定データを、前記外形線形状測定工程で測定された測定データと比較するデータ修正工程を設けたことである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記基準部材取付工程は、前記被加工物取付位置の前記回転軸の軸心と直交する所定直交１軸とが前記所定断面に含まれ、かつ前記軸心が前記円弧状外形線の円弧中心を通過するように、前記測定基準部材を取り付けるものであり、前記基準部材形状測定工程は、前記測定基準部材を前記被加工物取付位置の回転軸回りに回転させるとともに前記直交３軸及び前記回転軸の動作を同時制御することにより、前記円弧状外形線に沿って前記測定子を移動させ、前記測定子と前記円弧状外形線の円弧中心との距離の変化を測定することにより前記測定子の移動軌跡の前記円弧状外形線に対するずれを測定するものであることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記測定基準部材は、シリンドリカル形状であることである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２乃至４のいずれか１項において、前記測定子は、球面プローブであることである。

請求項１に係る発明によると、被加工物の取付位置に測定基準部材を設け、加工工具取付位置に測定子を取付けることにより、実際の加工作業での同時多軸制御状態を作り出すことができる。そして加工測定基準部材として非軸対称形状を使用するので、曲率一定の円弧状外形線から制御誤差により測定子が外れると、円弧形状から外れた形状を精度誤差として検出して精度評価を行うことができる。

請求項２に係る発明によると、被加工物取付位置の回転軸の軸心に直交し、かつ円弧状外形線を形成する所定断面に含まれる所定直交１軸の方向に、測定基準部材と測定子を相対移動させて測定基準部材の円弧状外形線を測定すると、同時多軸制御による誤差の影響をなくした状態で、円弧状外形線の円弧形状を測定することができる。そして、正しい円弧形状から外れた形状の変化は、測定基準部材の製作誤差と考えられる。そのため、測定基準部材に製作誤差が生じていた場合において、基準部材形状測定工程で測定された測定データには該製作誤差が含まれることになるが、基準部材形状測定工程で測定された測定データを、外形線形状測定工程で測定された測定データと比較することにより、同時多軸制御による誤差だけを算出して精度評価を行うことができる。

請求項３に係る発明によると、被加工物取付位置の回転軸回りに測定基準部材を回転させても、円弧状外形線から測定子の軌跡が外れない限り、被加工物取付位置の回転軸の回転中心と測定子の距離とが変わらないようにするため、回転軸が円弧状外形線を形成する断面上にあり、かつ円弧状外形線の円弧中心を通過するように、測定基準部材を被加工物の取付位置に取り付ける。

そして、前記非軸対称形状の所定断面及び表面が形成する曲率一定の円弧状外形線に沿って測定子を移動させる際に、被加工物取付位置の回転軸回りに測定基準部材を回転させながら同時多軸制御を行うと、同時多軸制御の誤差動によって測定子の軌跡が円弧状外形線から外れた場合、球面と違って非軸対称形状では測定子と円弧状外形線の円弧中心との距離が変化するので、測定されたこの距離の変化量を同時多軸制御における精度誤差として精度評価を行うことができる。このように２点間の距離として誤差を求めることで、直線軸上のデータとするので、制御誤差をより捉え易くかつ該誤差の発生をわかりやすくすることができる。

請求項４に係る発明によると、測定基準部材を精密な製作が比較的容易な非軸対称形状のシリンドリカル形状とすることで、簡単に同時多軸制御の誤差を求めて精度評価を行うことができる。

請求項５に係る発明によると、測定子を球面状とすることで、被測定物の測定面に対する角度に影響されないで、形状測定を行うことができるとともに、容易に製作できる球面とすることで、安価な製作コストで同時多軸制御の誤差を求めて精度評価を行うことができる。

本発明に係るＮＣ加工機の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１はＮＣ加工機の構造を示した平面概念図であり、図２は非軸対称形状のシリンドリカル形状を示す斜視図である。このＮＣ加工機は特許請求の範囲における加工装置に対応する。

ＮＣ加工機２は、加工機２の正面より加工工具と被加工物の相対運動が左右方向となる移動軸をＸ軸とし、同じく加工工具と被加工物の相対運動が上下方向になる移動軸をＹ軸とし、同じく加工工具と被加工物の相対運動が前後方向になる移動軸をＺ軸とする。そして、Ｙ軸回りの回転軸としてＢ軸、Ｚ軸回りの回転軸としてＣ軸を加えた５軸を制御する同時５軸制御加工装置である。また、Ｘ・Ｙ・Ｚの３軸は夫々直交している。

このＮＣ加工機２は、図１に示すように、主軸４をＣ軸回りに回転させるスピンドルモータ６を組み込んだ主軸台８と、主軸４の長手方向であるＺ軸方向に移動可能なＺ軸テーブル１０と、後述するＸ軸方向及びＺ軸方向に直交するＹ軸方向（垂直方向）に沿って主軸台８を移動可能に支持する縦支持部材１２と、主軸４の先端に設けられたチャック（被加工物の取付位置に対応）１４と、チャック１４に保持される測定基準部材Ｓと対向する位置に設置され、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交するＸ軸方向（図１において左右方向）に移動可能なＸ軸テーブル１５と、Ｘ軸テーブル１５に載置され、Ｙ軸方向（垂直方向）に平行なＢ軸回りに回動可能なターンテーブル１６と、ターンテーブル１６に設けられた刃物台１８と、直交する前記Ｘ・Ｙ・Ｚの３軸とＢ・Ｃ２つの回転軸の動作を制御する制御装置１９から構成されている。前記測定基準部材Ｓは、図２に示すように、非軸対称形状であるシリンドリカル形状のマスターである。

主軸台８は背面にＹ軸方向（垂直方向）の一対のスライダ７が設けられ、スライダ７は縦支持部材１２に設けられた一対のガイドレール９に摺動可能に嵌合されている。主軸台８はＹ軸リニアモータ５により、縦支持部材１２に対してＹ軸方向（垂直方向）に移動可能に構成されている。縦支持部材１２はＺ軸テーブル１０上に固定され、Ｚ軸テーブル１０は、図略のリニアモータによりベース１上にＺ軸方向に配設されたＺ軸ガイド１３に沿って移動するようになっている。

Ｘ軸テーブル１５は、図略のリニアモータによりベース１上にＸ軸方向に設置されたＸ軸ガイド１１に沿って移動する。Ｘ軸テーブル１５上に載置されたターンテーブル１６にはそのテーブル１６の周囲にターンテーブルリニアモータ１７がリング状に配置されている。このターンテーブルリニアモータ１７は、Ｘ軸テーブル１５にターンテーブル１６を囲うように設けられた図略の複数のマグネットと、該コイルに複数個所で対向するようターンテーブル１６の外周に設けられた図略の複数のコイルとから構成されている。

また、前記主軸台８のチャック１４は、工作物Ｓを保持して前記スピンドルモータ６によりＺ軸に平行なＣ軸回りに回転するようになっている。また、図略のリニアエンコーダにより主軸台８のＹ軸方向の移動位置、Ｘ軸テーブル１５及びＺ軸テーブル１０の移動位置が検知され、また、図略のロータリエンコーダにより主軸４及びターンテーブル１６の回転位置が検知される。これらの移動位置及び回転位置の信号に基づき制御装置１９によってＹ軸リニアモータ５、前記リニアモータ、スピンドルモータ６及びターンテーブルリニアモータ１７の作動が制御される。

刃物台１８は、ターンテーブル１６上に固定された基枠（図略）に囲まれたスライダベース（図略）に対してＺ軸方向に摺動可能に配設されたスライダ（図略）と、スライダの先端側（図１において上側）に組み付けられる工具ホルダ（加工工具の取付位置に対応）２０と、スライダの基端側に配設される（図略）光学式リニアスケールと、前記スライダと前記スライダベースの間に配設された図略のリニアモータとから構成される。工具ホルダ２０には、測定子として先端が球形の接触部を持つ球面プローブ２４が円筒状の支持部２４ａにおいてＺ軸方向に平行に保持されている。この支持部２４ａは、図示はしないが２段の筒状体により構成され、図略のばね部材により進出方向に付勢されるとともに、例えば５ｍｍ程度の範囲で出入り可能なストロークを有している。この球面プローブ２４は、例えばプローブの球形中心ｃと測定基準部材Ｓの円弧状外形線の円弧中心Ｃとの距離Ｌｃを測定することにより（図３又は図４参照）、接触する被測定物の測定面に対する角度に影響されないで測定が可能となっている。なお、円弧中心Ｃは、例えば円弧状外形線ＯＬ上の複数の点の形状データより円弧中心座標を算出することで求められ、この円弧中心座標とプローブの球形中心ｃが示す位置座標より距離Ｌｃが求められる。この球面プローブ２４により測定された寸法は、電気信号としてアンプ装置２２により増幅され、アンプ装置２２より制御装置１９内に設けられた図略の記録装置に送信されて記録される。これらの球面プローブ２４、アンプ装置２２及び記録装置により寸法測定装置が構成される。

上記のように構成されたＮＣ加工機２の同時５軸制御の評価方法を以下に説明する。まず、刃物台１８の工具ホルダ２０に、球面プローブ２４の支持部２４ａをＺ軸に平行にして取り付ける（測定子取付工程）。次に、Ｚ軸回りの回転軸であるＣ軸（被加工物取付位置の回転軸）が、円弧状外形線ＯＬを形成する断面ＤＭ上にあり、かつ円弧状外形線ＯＬの円弧中心Ｃを通過するように、測定基準部材Ｃをチャック（被加工物の取付位置）１４に取り付ける（測定基準部材取付工程）。このように測定基準部材Ｓを取り付けることにより、Ｃ軸回りに測定基準部材Ｓを回転させても、円弧状外形線ＯＬから球面プローブ２４の軌跡が外れない限り、Ｃ軸の回転中心と球面プローブ２４の距離とが変わらないようにする。そして、Ｚ軸テーブル１０をＺ軸方向に移動させて刃物台１８に測定基準部材Ｓを接近させ、図２及び図３に示すように、円弧部分の中央の端部に球面プローブ２４を接触させてスタート位置ＳＰとして確認する。そして、Ｘ軸テーブル１５のリニアモータのみを駆動させて、Ｘ軸（所定直交１軸）方向（図１において右側）にＸ軸テーブル１５を移動させて、球面プローブ２４を円弧面の端部ＥＰまで移動させる。この移動は、図２及び図３に示すように、シリンドリカル形状の平らな断面（所定断面）ＤＭと円弧状表面とが形成する曲率一定の円弧状外形線ＯＬに沿って球面プローブ２４を移動させることとなる。そして、その移動していく間の円弧状外形線ＯＬの中心Ｃと球面プローブ２４の球形中心ｃとの間の距離Ｌｃの変化を測定する（外形線形状測定工程）。このＸ軸方向だけの移動によって、プローブ全体とシリンドリカルの円弧面とが成す測定角度は変化するが、プローブの先端が球面である球面プローブ２４であることにより、測定角度に影響されず高い精度で、円弧状外形線ＯＬの中心Ｃと球面プローブ２４の球形中心ｃとの間の距離Ｌｃを測定することができる。

このとき例えば、図１１に示すグラフのような軌跡が得られる。このグラフは、縦軸が測定値である距離Ｌｃと測定基準部材Ｓの設計上の設定値との差すなわち測定基準部材Ｓの製作上の誤差を示し、横軸が球面プローブ２４の測定基準部材Ｓ上の移動距離を示している。（測定基準部材Ｓの形状が設計通りならば、原点を通る水平な軌跡のグラフとなる。）このようにＣ，ｃ２点間の距離として誤差を求めることで、直線軸上のデータとなるので、制御誤差をより捉え易くかつ該誤差の発生をわかりやすくすることができる。

次に、図４、図５及び図６に示すように、同時５軸制御により前記基準位置においてスタート位置ＳＰから球面プローブ２４を円弧状外形線ＯＬに沿って移動させる。この際、制御装置１９によりスピンドルモータ６を回転させることにより主軸４をＣ軸回りに回転させ、同時にターンテーブル１６をＢ軸回りに回転させ、同時にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のリニアモータ５等の駆動による移動を制御することにより、球面プローブ２４を円弧状外形線ＯＬに沿ってスタート位置ＳＰから円弧面の端部ＥＰまで移動させる（図７、図８及び図９参照）。本実施形態では、スタート位置ＳＰから円弧面の端部ＥＰまで球面プローブ２４を移動させる間にＣ軸回りに９０度、Ｂ軸回りに９０度夫々回転させて行う（図１０参照）。前記曲率一定の円弧状外形線ＯＬに沿って球面プローブ２４を移動させる際に、球面プローブ２４の軌跡が円弧状外形線ＯＬからずれると、球面と違ってシリンドリカル形状では球面プローブ２４（球形の中心ｃ）と円弧状外形線の中心Ｃとの距離Ｌｃが離れるので、この距離の変化量を同時制御における精度誤差として検出する（基準部材形状測定工程）。

このとき例えば、図１２に示すグラフのような軌跡が得られる。このグラフの縦軸は、上記と同様に、測定値である距離Ｌｃと測定基準部材Ｓの設計上の設定値との差を示しているが、同時５軸制御による精度誤差に、図１１に示される測定基準部材Ｓ自体の製作誤差が含まれる。そのため、図１２に示す測定データと図１１に示す測定データとを比較してその差を求めることにより、図１３に示すように、同時５軸制御による精度誤差のみを算出する（データ修正工程）。

なお、Ｘ軸（所定直交１軸）方向にＸ軸テーブル１５だけを移動させて、前記距離Ｌｃの変化を測定する外形線形状測定工程は、前記基準部材形状測定工程の後から行ってもよい。また、測定基準部材Ｓと球面プローブ２４との接触点はＢ軸の回転中心に一致させて回転させる。実際の加工においてバイトにより切削点となる先端がＢ軸の回転中心とほぼ一致されることにより、工作物の曲面に合わせて一定の角度（すくい角）で切削が可能となるので、曲面に対して均一な超精密切削仕上げが可能となる。このように実際の加工条件に合わせて、同時制御の精度を測定することができる。

上記実施形態における評価方法によると、ＮＣ加工装置２のチャック１４に取り付けられたシリンドリカル形状の測定基準部材Ｓと、ＮＣ加工機２の工具ホルダ２０に取り付けられた球面プローブ２４とを、ＮＣ加工機２の直交する３軸（Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸）及び前記直交３軸のうちの２軸の回りに回転する回転軸（Ｂ軸、Ｃ軸）で相対移動させる同時５軸制御により測定基準部材Ｓの円弧状外形線に沿った円弧中心Ｃと球面プローブ２４の球形中心ｃの距離Ｌｃの変化の寸法測定を行う。

そして、前記シリンドリカル形状の円弧状外形線ＯＬに沿って球面プローブ２４を移動させる際に、Ｃ軸回りに測定基準部材Ｓを回転させながら同時５軸制御を行うと、同時５軸制御の誤差動によって球面プローブ２４の軌跡が円弧状外形線ＯＬから外れた場合、上述のように球面と違ってシリンドリカル形状では球面プローブ２４（球状中心ｃ）と円弧状外形線ＯＬの円弧中心Ｃとの距離Ｌｃが変化するので、測定されたこの距離Ｌｃの変化量を同時５軸制御における精度誤差として精度評価を行うことができる。

また、所定断面ＤＭに含まれるＸ軸（所定直交１軸）方向だけを動作させて測定基準部材Ｓの円弧状外形線ＯＬを測定すると５軸の同時制御による誤差の影響を除いて、測定基準部材Ｓの円弧状外形線ＯＬの半径寸法を測定することができる。そのため、例え測定基準部材Ｓに製作誤差が生じていた場合においても、前記直交３軸（Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸）及び前記回転軸（Ｂ軸、Ｃ軸）の動作を同時制御して球面プローブ２４の球形中心ｃと円弧状外形線ＯＬの円弧中心Ｃとの距離Ｌｃを測定した測定データを、Ｘ軸だけを動かして測定された製作誤差を示す測定データと比較して差を求めることにより、同時５軸制御の誤差だけを求めることができる。

また、測定基準部材Ｓを精密な製作が比較的容易なシリンドリカル形状とすることで、簡単に同時５軸制御の誤差を求めて精度評価を行うことができる。また、測定子を球面プローブ２４とすることで、被測定物の測定面に対する角度に影響されないで、形状測定を行うことができるとともに、容易に製作できる球面とすることで、安価な製作コストで同時多軸制御の誤差を求めて精度評価を行うことができる。

なお、上記実施形態においては、非軸対称形状としてシリンドリカル形状としたが、これに限定されず、例えば、図１４に示すような、トロイダル形状など公知の非軸対称形状の測定基準部材２Ｓであれば使用することができる。この場合、破線５０又は１点鎖線５２で示す円弧状外形線に沿って測定することで、精度評価を行うことができる。

また、上記実施形態では、同時５軸制御による精度評価を行ったが、同時５軸制御評価に限定されず、例えば、Ｘ軸回りの回転軸であるＡ軸を加えた同時６軸制御の精度評価や同時４軸制御の精度評価を行うことができる。また、所定直交１軸としてＸ軸としたが、これに限定されず、例えばＹ軸でもよい。

また、Ｃ軸回りに９０度、Ｂ軸回りに９０度夫々回転させて精度評価を行ったが、これに限定されず、例えばＣ軸回りに６０度、Ｂ軸回りに３０度回転させて精度評価を行ってもよい。

また、測定子を接触式の球面プローブとしたが、これに限定されず、例えば原子間力プローブやオートフォーカスプローブのような測定子が測定面の法線方向からでなくても測定できるプローブであればよい。

本発明に係る実施形態に使用するＮＣ加工機の平面概要図。同シリンドリカル形状を示す斜視図。測定子のＸ軸方向の移動により円弧状外形線に沿って形状を測定する方法を示す概要図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する方法を示す平面図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する方法を示す側面図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する方法を示す正面図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する過程を示す平面図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する過程を示す側面図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する過程を示す正面図。同時５軸制御を使用して円弧状外形線に沿って形状を測定する最後の位置を示す正面図。測定基準部材の製作誤差を示すグラフ。同時５軸制御を使用した測定誤差を示すグラフ。同時５軸制御を使用した測定誤差から製作誤差を引いた同時５軸制御のみの誤差を示すグラフ。測定基準部材の別例を示す斜視図。従来技術の例を示す概要図。従来技術の例を示す概要図。

符号の説明

２…ＮＣ加工機、１４…被加工物取付位置（チャック）、１９…制御装置、２０…加工工具取付位置（工具ホルダ）、２２…寸法測定装置（アンプ装置）、２４…測定子・寸法測定装置（球面プローブ）、５０……円弧状外形線、５２…円弧状外形線、Ｃ…円弧中心、Ｃ軸…被加工物取付位置の回転軸・軸心、ＤＭ…所定断面（断面）、ＯＬ…円弧状外形線、Ｓ…測定基準部材、２Ｓ…測定基準部材、Ｘ軸…所定直交１軸。

Claims

被加工物及び加工工具を直交する３軸方向に相対移動させる直交３軸と、前記被加工物及び加工工具を前記３軸のうちの少なくとも２軸の回りに相対回転させる回転軸と、を有し、かつこれらの直交３軸及び回転軸の動作の同時制御が可能な制御装置を有する加工装置において、
前記加工装置の被加工物の取付位置に非軸対称形状の測定基準部材を設ける基準部材取付工程と、
前記加工装置の加工工具取付位置に寸法測定装置の測定子を取付ける測定子取付工程と、
前記直交３軸及び前記回転軸の動作を同時制御することにより、前記非軸対称形状の所定断面及び表面が形成する曲率一定の円弧状外形線に沿って前記測定子を移動させ、前記測定基準部材の形状を測定する基準部材形状測定工程と、
を備えていることを特徴とする同時多軸制御の評価方法。
請求項１において、前記測定子は、前記測定基準部材の測定面に対する角度に影響されない測定子であり、
前記基準部材形状測定工程の前又は後の工程として、前記直交３軸及び前記回転軸の同時制御を停止させた状態で、前記被加工物取付位置の回転軸に直交し、かつ前記円弧状外形線を形成する所定断面に含まれる所定直交１軸を動作させることにより前記円弧状外形線に沿って前記測定子を移動させて前記測定基準部材の円弧状外形線の形状を測定する外形線形状測定工程を設け、
前記基準部材形状測定工程及び前記外形線形状測定工程の後に、前記基準部材形状測定工程で測定された測定データを、前記外形線形状測定工程で測定された測定データと比較するデータ修正工程を設けた
ことを特徴とする同時多軸制御の評価方法。
請求項１又は２において、前記基準部材取付工程は、前記被加工物取付位置の前記回転軸の軸心と直交する所定直交１軸とが前記所定断面に含まれ、かつ前記回転軸の軸心が前記円弧状外形線の円弧中心を通過するように、前記測定基準部材を取り付けるものであり、
前記基準部材形状測定工程は、前記測定基準部材を前記被加工物取付位置の回転軸回りに回転させるとともに前記直交３軸及び前記回転軸の動作を同時制御することにより、前記円弧状外形線に沿って前記測定子を移動させ、前記測定子と前記円弧状外形線の円弧中心との距離の変化を測定することにより前記測定子の移動軌跡の前記円弧状外形線に対するずれを測定するものであることを特徴とする同時多軸制御の評価方法。
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記測定基準部材は、シリンドリカル形状であることを特徴とする同時多軸制御の評価方法。
請求項２乃至４のいずれか１項において、前記測定子は、球面プローブであることを特徴とする同時多軸制御の評価方法。