JPH03281149A - タッチプローブによる精密測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、タッチプローブと被測定物との接触状態に関
係なく高精度測定が出来るタッチプローブによる精密測
定方法に関する。

［従来の技術］ ワークの形状の同一性を判断する場合や、ワークの取付
位置や加工寸法を測定する場合にはタッチプローブが従
来より使用されている。タッチプローブはワークに接触
する接触子（一般に球状のものから形成される）と、前
記接触子がワークに接触した際にＯＮ、ＯＦＦ信号を発
する信号発生部等とから構成される。前記構造のタッチ
プローブを工作機械の主軸内に装着し、ワークの測定箇
所に前記接触子を接触せしめて所望の測定するものであ
る。

第１図はタッチプローブ１概要を示すもので、ワーク５
の内壁等の測定箇所には球状の接触子２が当接係合し、
接触子２は本体３の内部に設けられた信号発生部（回路
）に連結し、接触子２の接触時に生ずる押圧力により前
記信号発生部の接点のＯＮ、ＯＦＦを行うように形成さ
れる。

タッチプローブ１の信号発生部からのＯＮ、ＯＦＦ信号
は回路の信号伝達手段を介してＮＣ装置４側に伝えられ
る。ＮＧ装置４はＯＮ、ＯＦＦ信号の入力により機械系
を動作（停止）させ、ワーク５の寸法測定等が行われる
ことになる。

［発明が解決しようとする課題］ 第２図に概要表示するように、接触子２の軸体６は本体
３内で吊り部材７により支持される。そのため、接触子
２がワーク５に接触した瞬間にＯＮ、ＯＦＦ信号が発せ
られず、若干の時間ズレ誤差が生ずる。その時間ズレ誤
差は接触子２とワークとの接触状態や、前記した吊り部
材７等とから決められるタッチプローブ１の構造上の固
有特性およびタッチプローブ１全体の測定系の剛性等に
より異った値となる。従って、タッチプローブ１を使用
するに先立って前記時間ズレ誤差を補正するキャリブレ
ーション操作をタッチプローブ１側において行うように
していた。

第３図は従来一般に行われているワーク５とタッチプロ
ーブ１の接触子２との接触状態を示すものである。

図に示すように、接触子２はワーク５の図に水３− 平直径上に沿った位置においてワーク５の内壁に接触し
、Ｐの力で押圧係合する。すなわち、接触角度θが００
の状態で接触子２はワーク５の内壁に接触係合して測定
が行われる。そのため、前記したタッチプローブ１のキ
ャリブレーションは第３図のような状態において行われ
ることになる。

しかしながら、第４図に示すようにワーク５ａの水平直
径方向に凹溝８等が設けられている場合には、接触子２
は接触子２が凹溝８に干渉し接触子２をワーク５ａの水
平直径方向に沿って接触係合させることが出来ない。従
って、図示のように接触角度θの位置において接触子２
はワーク５ａの内壁に接触させ押圧力Ｐを加えて測定を
せざるを得ない。

押圧力Ｐは図示のように、水平直径方向に沿って作用す
るため、接触子２とワーク５ａの内壁との接触が接触角
度θを有する状態で行われると、接触子２の軸体６に加
わる力が減少する。従って、接触子２がワーク５ａの内
壁に所定の力で押圧されているも拘らず、０Ｎ−ＯＦＦ
信号が前記発生部から発せられない問題点が生ずる。そ
のため、ワークの高精度測定が困難となる問題点が生ず
る。

本発明は、以上の問題点を解決するもので、タッチプロ
ーブとの接触角度に関係なく高精度測定が可能となるタ
ッチプローブによる精密測定方法を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上の目的を達成するために、タッチプロー
ブのＯＮ、ＯＦＦ信号により機械側の動作制御をするＮ
Ｇ装置内に、前記タッチプローブと被測定物との接触状
態と前記タッチプローブの固有特性およびタッチプロー
ブの測定系の剛性等により変化する前記○Ｎ、ＯＦＦ信
号の時間ズレ誤差を補正するキャリブレーション回路を
設けてなるタッチプローブによる精密測定方法を特徴と
するものである。

［作用］ ＮＧ装置内には、タッチプローブとワークとの接触角度
やタッチプローブの構造上の固有特性および測定系の剛
性等により変化する時間ズレ誤差の値が予め記憶される
。従って、タッチプローブの測定に先立ってＮＧ装置内
に前記時間ズレ誤差を補正するキャブレーション回路を
作り、測定時には接触角度θの値を入力することにより
自動的にタッチプローブ１の時間ズレ誤差が補正され、
高精度測定が行われる。

［実施例］ 次に１本発明の実施例を図面等により説明する。

第１図に示すように、タッチプローブ１はＮＧ装置４に
連結する。

前記したように、タッチプローブ１の接触子２がワーク
５ａの内壁に対し接触角度θで接触すると両者の間にフ
リクションロスが生じ、両者が接触係合しているにも拘
らずタッチプローブ１の信号発信号よりＯＮ−〇ＦＦ信
号が発せられず時間ズレ誤差が生しる。その値は前記の
接触角度θと第２図に示したタッチプローブ１の構造上
の固有特性やタッチプローブ１の全体の測定系の剛性等
により変化する。

ＮＣ装置４内には時間ズレ誤差と前記接触角度θ、固有
特性および測定系の剛性等との関係式を構成するキャリ
ブレーション回路９がマイクロソフトとして形成される
。前記関係式は公知の理論により求められるが説明を省
略する。キャリブレーション回路９に予めタッチプロー
ブ１の接触角度θをＮＣ装置４内に入力することにより
、タッチプローブ１側から０Ｎ−ＯＦＦ信号がＮＣ装置
４側に入力されても前記関係式によって演算される時間
ズレ誤差分だけ０Ｎ−ＯＦＦ信号の発信時期を調整する
ように形成されるものである。従って、タッチプローブ
１による測定に当り、接触子２とワーク５ａ等との接触
角度を求めてＮＣ装置４内に予め入力さえすれば、時間
ズレ誤差が自動的に調整され、高精度測定が行われるこ
とになる。

本実施例では、第４図に示すようなワーク５ａをタッチ
プローブ］の接触子２により測定する場合について説明
し、両者の接触状態を表示するも７− のとして接触角度０を用いたが、ワークの形状により単
純な接触角度θで両者の接触状態を表示し得ない場合も
ある。その場合にもワークと接触子との接触状態を表す
因子を用いてＮＣ装置４内該因子に対応するキャリブレ
ーション回路を形成することに前記と同様に高精度測定
を行うことが出来る。

［発明の効果］ 本発明によれば、次のような効果が上げられる。

１）ワーク形状によりタッチプローブをすベリの生じな
い正常の接触位置に接触係合し得ない場合においてもＮ
Ｇ装置内にその時間ズレ誤差を補正するキャリブレーシ
ョン回路を形成することにより、正確なＯＮ、ＯＦＦ信
号が発せられ、機械系の動作制御が行われる。その結果
高精度のワーク測定が行われる。

２）高精度測定を可能にするため特別の装置を付設する
ものでなく、ＮＧ装置内に時間ズレ誤差８ を補正するキャリブレーション回路をマイクロソフトと
して設けたもので、容易に、かつ安価に実施することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要構成図、第２図はタッチプローブ
の内部構造の概要を示す軸断面図、第３図および第４図
はワークと接触子との接触係合状態を示す横断面図であ
る。 １・・・タッチプローブ、２・・・接触子、３・・・本
体、４・・・ＮＣ装置、５，５ａ・・・ワーク、６・・
・軸体、７・・・吊り部材、８・・・凹溝、９・・・キ
ャリブレーション回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タッチプローブのＯＮ，ＯＦＦ信号により機械側の動作
   制御をするＮＣ装置内に、前記タッチプローブと被測定
   物との接触状態と前記タッチプローブの固有特性および
   タッチプローブの測定系の剛性等により変化する前記Ｏ
   Ｎ，ＯＦＦ信号の時間ズレ誤差を補正するキャリブレー
   ション回路を設けることを特徴とするタッチプローブに
   よる精密測定方法。