JP5351639B2 - 機上測定方法及び測定装置 - Google Patents
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Description
ワークを保持するワーク保持機構を備えたテーブルと、工具を保持する工具保持機構部と、前記テーブルと工具保持機構部とを平行移動させる第1軸方向、該第1軸方向と直交し、前記テーブルと工具保持機構部と離接させる方向の第2軸方向、並びに前記第1軸及び第2軸と直交する第3軸方向に前記テーブルと工具保持機構部とを相対移動させる送り機構部とを備えた工作機械において、該工作機械により加工されたワークの加工面形状を機上で測定する方法であって、
鏡面状の基準面を備えた基準ミラーを前記テーブル上に配置し、
前記ワークの加工面の変位を測定する第1のレーザ変位計、及び前記基準ミラーの基準面の変位を測定する第2のレーザ変位計を前記工具保持機構部に配置し、
前記第1軸方向と一致する走査方向に沿って前記第2軸方向に振動する正弦波軌跡を描くように、前記テーブルと前記工具保持機構部とを相対移動させ、且つ該相対移動の間に、前記第1のレーザ変位計によって前記加工面の変位を測定するとともに、前記第2のレーザ変位計によって前記基準面の変位を測定し、
得られた加工面の変位データ及び基準面の変位データを解析して、前記第1のレーザ変位計の感度を算出した後、算出した感度を基に、前記加工面の変位データを補正し、
ついで、補正後の加工面の変位データと前記基準面の変位データとの差分をとって、前記加工面の実形状を算出するようにしたことを特徴とする。
ワークを保持するワーク保持機構を備えたテーブルと、工具を保持する工具保持機構部と、前記テーブルと工具保持機構部とを平行移動させる第1軸方向、該第1軸方向と直交し、前記テーブルと工具保持機構部と離接させる方向の第2軸方向、並びに前記第1軸及び第2軸と直交する第3軸方向に前記テーブルと工具保持機構部とを相対移動させる送り機構部とを備えた工作機械に設けられ、該工作機械によって加工されたワークの加工面形状を機上で測定する測定装置であって、
鏡面状の基準面を備え、前記テーブル上に配設される基準ミラーと、
前記工具保持機構部にそれぞれ配設され、前記ワークの加工面の変位を測定する第1のレーザ変位計、及び前記基準ミラーの基準面の変位を測定する第2のレーザ変位計と、
前記テーブルと前記工具保持機構部とが前記第1軸方向と一致する走査方向に沿って前記第2軸方向に振動する正弦波軌跡で相対移動する測定運動を、前記工作機械に付与する測定運動付与部と、
前記第1のレーザ変位計によって測定される前記加工面の変位データと、前記第2のレーザ変位計によって測定される前記基準面の変位データとを解析して、前記第1のレーザ変位計の感度を算出する感度算出部と、
前記感度算出部によって算出された前記第1のレーザ変位計の感度を基に、前記加工面の変位データを補正し、補正後の加工面の変位データと前記基準面の変位データとの差分をとって、前記加工面の実形状を算出する実形状データ算出部とを備える。
L(a)=S1[p(a)+ez(a)]
L1(a)=S1[p(a)+ez(a)]
L2(a)=ez(a)
Lh(a)=L1(a)/S1=p(a)+ez(a)
Lh(a)−L2(a)=[p(a)+ez(a)]−ez(a)=p(a)
bs(a)=A・sin[2π(a−a0)/λc]
zs(x)=A・sin[2π(x−x0)/λc]
L1(x)=S1[p(x)+ez(x)]
L2(x)=ez(x)
max[L1(x)+zs(x)]=dmax
min[L1(x)+zs(x)]=dmin
Lh(x)=L1(x)/S1
p(x)=Lh(x)−L2(x)
2 テーブル
3 工具保持台
4 ワーク保持具
20 機上測定装置
21 基準ミラー
22 測定処理装置
23 測定制御部
24 測定運動付与部
25 データ取込部
26 L1データ記憶部
27 L2データ記憶部
28 感度算出部
29 実形状データ算出部
30 実形状データ記憶部
L1 第1のレーザ変位計
L2 第2のレーザ変位計
W ワーク
Claims (6)
- ワークを保持するワーク保持機構を備えたテーブルと、工具を保持する工具保持機構部と、前記テーブルと工具保持機構部とを平行移動させる第1軸方向、該第1軸方向と直交し、前記テーブルと工具保持機構部と離接させる方向の第2軸方向、並びに前記第1軸及び第2軸と直交する第3軸方向に前記テーブルと工具保持機構部とを相対移動させる送り機構部とを備えた工作機械において、該工作機械により加工されたワークの加工面形状を機上で測定する方法であって、
鏡面状の基準面を備えた基準ミラーを前記テーブル上に配置し、
前記ワークの加工面の変位を測定する第1のレーザ変位計、及び前記基準ミラーの基準面の変位を測定する第2のレーザ変位計を前記工具保持機構部に配置し、
前記第1軸方向と一致する走査方向に沿って前記第2軸方向に振動する正弦波軌跡を描くように、前記テーブルと前記工具保持機構部とを相対移動させ、且つ該相対移動の間に、前記第1のレーザ変位計によって前記加工面の変位を測定するとともに、前記第2のレーザ変位計によって前記基準面の変位を測定し、
得られた加工面の変位データ及び基準面の変位データを解析して、前記第1のレーザ変位計の感度を算出した後、算出した感度を基に、前記加工面の変位データを補正し、
ついで、補正後の加工面の変位データと前記基準面の変位データとの差分をとって、前記加工面の実形状を算出するようにしたことを特徴とする機上測定方法。 - 前記加工面の変位データ及び基準面の変位データからそれぞれ前記正弦波の成分を分離した後、その振幅比を算出し、算出した振幅比を基に前記感度を算出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の機上測定方法。
- 前記正弦波軌跡は、前記第1軸の座標値をaとし、その前記正弦波軌跡における第2軸の座標値をbs(a)としたとき、下式によって定義されるものである請求項1又は2記載の機上測定方法。
bs(a)=A・sin[2π(a−a0)/λc]
但し、Aは正弦波軌跡の片振幅、a0は初期位相である。また、λcは前記正弦波軌跡の波長であり、前記テーブルと工具保持機構部とを前記走査方向に相対移動させたときに前記第1のレーザ変位計によって測定される前記加工面の変位データを波長分析し、その結果の最も少ない波長成分から選定される波長である。 - ワークを保持するワーク保持機構を備えたテーブルと、工具を保持する工具保持機構部と、前記テーブルと工具保持機構部とを平行移動させる第1軸方向、該第1軸方向と直交し、前記テーブルと工具保持機構部と離接させる方向の第2軸方向、並びに前記第1軸及び第2軸と直交する第3軸方向に前記テーブルと工具保持機構部とを相対移動させる送り機構部とを備えた工作機械に設けられ、該工作機械によって加工されたワークの加工面形状を機上で測定する測定装置であって、
鏡面状の基準面を備え、前記テーブル上に配設される基準ミラーと、
前記工具保持機構部にそれぞれ配設され、前記ワークの加工面の変位を測定する第1のレーザ変位計、及び前記基準ミラーの基準面の変位を測定する第2のレーザ変位計と、
前記テーブルと前記工具保持機構部とが前記第1軸方向と一致する走査方向に沿って前記第2軸方向に振動する正弦波軌跡で相対移動する測定運動を、前記工作機械に付与する測定運動付与部と、
前記第1のレーザ変位計によって測定される前記加工面の変位データと、前記第2のレーザ変位計によって測定される前記基準面の変位データとを解析して、前記第1のレーザ変位計の感度を算出する感度算出部と、
前記感度算出部によって算出された前記第1のレーザ変位計の感度を基に、前記加工面の変位データを補正し、補正後の加工面の変位データと前記基準面の変位データとの差分をとって、前記加工面の実形状を算出する実形状データ算出部とを備えてなることを特徴とする機上測定装置。 - 前記感度算出部は、前記加工面の変位データ及び基準面の変位データからそれぞれ前記正弦波の成分を分離した後、その振幅比を算出し、算出した振幅比を基に前記感度を算出するように構成されてなることを特徴とする請求項4記載の機上測定装置。
- 前記測定運動付与部は、前記第1軸の座標値をaとし、その前記正弦波軌跡における第2軸の座標値をbs(a)としたとき、下式によって定義される正弦波軌跡の測定運動を前記工作機械に付与するように構成されてなる請求項4又は5記載の機上測定装置。
bs(a)=A・sin[2π(a−a0)/λc]
但し、Aは正弦波軌跡の片振幅、a0は初期位相である。また、λcは前記正弦波軌跡の波長であり、前記テーブルと工具保持機構部とを前記走査方向に相対移動させたときに前記第1のレーザ変位計によって測定される前記加工面の変位データを波長分析し、その結果の最も少ない波長成分から選定される波長である。
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