JPH03281151A - テーブル移動真直度誤差検出方法及び装置 - 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、超精密加工機等の工作機械のテーブル移動真
直度誤差検出方法及び装置に関するものである。

従来の技術 超精密加工機の工具刃先の移動真直度は、テーブル移動
軸のボールねじの振れ、案内面の曲がり等の影響を受け
、高精度な移動真直精度を得ることが非常に困難で、こ
の移動真直度誤差が加工面にうねりとなって表れ、加工
精度を劣化させる原因となっている。このためこの誤差
を補正して工具刃先の移動軌跡が真直になるような修正
が行われている。従来この補正量を得るためのテーブル
移動真直度誤差を検出する方法は、予め直定規により工
具刃先に近い位置の移動真直度誤差を測定しておく方法
と、第４図に示すように機械内に組み込まれた直定規１
０１を基準に、光電センサ１０２によりリアルタイムに
移動真直度誤差を検出する方法が一般的に行われている
。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で述べた方法は、何れも基準となる直定規の
基準面が、熱変形等外乱の影響を受けやすく、工具切削
点の移動真直度を補正するデータとして不十分であると
いう問題点を有していた。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、工具切
削点近くの移動真直度誤差をリアルタイムに微少量まで
正確に検出できる検出方法及び装置を提供しようとする
ものである。

！ｉ題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明におけるテーブル移
動真直度誤差検出方法及び装置は、テーブル上に固着の
円弧面反射ミラーの工具刃先高さ位置にテーブル移動軸
上の固定部より補正軸に対して直角に光スポット又は光
スリットを投光し、前記テーブル上の前記円弧面反射ミ
ラーに対向する所定距離はなれた平面上に照射される拡
大された反射光の位置を検出して誤差を求めるものであ
る。

またテーブル上に固着のテーブル移動軸方向を向（円弧
面反射ミラーと、前記テーブル移動軸上の固定部に設け
られ該円弧面反射ミラーの工具刃先高さ位置に補正軸に
対して直角に光スポット又は光スリットを照射する投光
手段と、前記円弧面反射ミラーに対向して前記テーブル
上の所定距離はなれた位置に設けられ前記円弧面反射ミ
ラーにより拡大された反射光の照射位置を検出する検出
手段と、該検出手段の出力信号より誤差を求める゛演算
手段とを含むものである。

作用 刃物台を載置したテーブルが移動されると、移動軸案内
面の曲がりやボールねじの振れ等の影響で、テーブル移
動真直度誤差が表れる。この誤差によりテーブル上の刃
物台又はその近くに設けられた円弧面反射ミラーの刃先
高さ位置に投光されている光スポット又は光スリットの
補正軸方向の位置が変化し、円弧面反射ミラーからの反
射光軸は、照射位置によりそれぞれ反射角が変わり、所
定距離はなれた対向面上の検出素子の受光面上に拡大さ
せて照射される。この受光面上の照射位置に対応して出
力される検出手段の出力信号から演算により誤差を算出
する。

実施例 実施例について第１図〜第３図を参照して説明する。

公知の超精密加工機において、除振台１を介して床上に
設置されたベツド２上の後側に、Ｘ軸方向の案内を存す
るスライドベース３が取付けられており、スライドベー
ス３上に主軸台４が移動可能に載置されている。主軸台
４は制御装置５により回転制御されるスライドベース固
着のＺ軸サーボモータ６によりボールねじ７を介して移
動位置決めされる。主軸台４に主軸８が回転可能に軸承
されており、主軸先端に真空チャックにより工作物Ｗが
着脱可能に取付けられている。

更にベツド２Ｌの前側にＸ軸方向の案内を有するスライ
ドベース９が取付けられており、スライドベース９上に
テーブル１１が移動可能に載置される。テーブル１１は
制御装置５により回転制御されるＸ軸サーボモータ１２
によりボールねじ１３を介して移動位置決めされ、テー
ブル１１上に刃物台１４が固着され、刃物台１４に主軸
側を向くバイト１５が着脱可能に取付けられている。更
にスライドベース９の左端面に、投光器１６が光源を刃
物台１４側に向けて固着されており、刃物台１４上にバ
イト１５の刃先高さとほぼ同一高さに半円筒形状又は半
球形状の円弧面反射ミラー１７が、円弧面を投光器１６
の光源に向けて取付け・られ、テーブル１１上の左側に
２本の支え１８を介してＸ軸方向に長い検出素子１９が
取付けられている。投光器１６は光源より光スポット又
はたて長の光スリットが補正軸であるＺ軸に対して直角
かつ僅かに仰角θを有して投光されるよう正しく調整さ
れており、この投光光線は、第３図に示すように検出素
子１９の下を通って凸面反射ミラー１７のバイト１５の
刃先高さ位置で円弧中心をめがけて投光され、テーブル
１１のＸ軸移動によりＺ軸方向（補正方向）に刃物台１
４がδもたけ変位すると、ミラーの円弧面に当たって反
射される光は距＠Ｉｔたけ水平方向に拡大された反射光
となって検出素子１９の受光面に照射されるようになっ
ている。検出素子１９は、ＣＣＤ又はＰＳＤ素子が使用
され、投光された光スポット又は光スリットの受光面上
の位置に応した信号を出力する。

光位置検出回路２１は検出素子１９から送られてくる信
号により光スポット又は光スリットの中心位置を求めて
、誤差δｔに対して所定倍率に拡大された位置信号を出
力する回路である。　補正値演算回路２２は、拡大倍率
から逆算して光位置検出回路２１の出力値を、誤差δｔ
に換算して補正値を求める回路である。そして制御装置
５内でＺ軸指令値に対して求められた補正値を加減算し
てリアルタイムに補正を行うようになっている。

続いて本実施例の作用について説明する。

Ｘ軸サーボモータ１２を回転して、テーブル１１を移動
すると、スライドベース９の案内面の曲がりや、ローリ
ング、ヨーイング等の影響で移動真直度誤差δｔが連続
的に発生する。このテーブル１１の移動に対応して変化
する誤差δｔにより、投光器１６より投光されている光
スポット又は光スリットの円弧面反射ミラー１７の円弧
面上の投光位置が変わり、この投光位置に応じて反射角
が変わった反射光は、距離ｌだけ拡大されて検出素子１
９の受光面に照射される。そして検出素子１９から照射
光位置に応じた信号が出力され、光位置検出回路により
光の中心位置が求められて、拡大倍率の明確な位置信号
が出力され、補正値演算回路２２にて拡大倍率から逆算
して補正値が求め。

られる。そして制御装置５でＺ軸位置指令値にこの補正
値が加減算されてＺ軸サーボモータ６が駆動制御され、
バイト刃先位置の移動真直度誤差に対応してリアルタイ
ムにＺ軸補正が行われる。

尚、本発明のテーブル移動真直度誤差検出方法及び装置
は、本実施例のようにバイト刃先位置の補正量を求める
ためのものと限定されるものではなく、あらゆる移動台
の移動真直精度測定にも適用可能なことは勿論である。

発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

テーブル上に固着の円弧面反射ミラーの工具刃先高さ位
置に、移動軸上の固定部に設けた投光器により補正軸に
対して直角に光スポット又は光スリットを投光し、円弧
面反射ミラーより所定距離はなれたテーブル上の対向面
に設けられた検出素子により拡大された反射光の照射位
置を検出し、演算により誤差を求めて、テーブル移動に
合わせてリアルタイムに補正値を求めるようになしたの
で、補正軸の指令値にこの補正値を加減算することによ
り、正確な補正を行うことができ、相対的な移動真直精
度が向上し、高精密な加工面が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の超精密加工機のテーブル移動真直度
誤差検出装置の斜視図、第２図は第１図の上視構造図並
びに制御回路のブロック線図、第３図は投光軸と反射光
軸の経路を示す第１図の要部側面図、第４図は従来の技
術の説明図である。 １１・・テーブル　１４・・刃物台 １５・・バイト　　１６・・投光器 １９・・検出素子　２１・・光位置検出回路２２・・補
正値演算回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）テーブル上に固着の円弧面反射ミラーの工具刃先
   高さ位置にテーブル移動軸上の固定部より補正軸に対し
   て直角に光スポット又は光スリットを投光し、前記テー
   ブル上の前記円弧面反射ミラーに対向する所定距離はな
   れた平面上に照射される拡大された反射光の位置を検出
   して誤差を求めることを特徴とするテーブル移動真直度
   誤差検出方法。
2. （２）テーブル上に固着のテーブル移動軸方向を向く円
   弧面反射ミラーと、前記テーブル移動軸上の固定部に設
   けられ該円弧面反射ミラーの工具刃先高さ位置に補正軸
   に対して直角に光スポット又は光スリットを照射する投
   光手段と、前記円弧面反射ミラーに対向して前記テーブ
   ル上の所定距離はなれた位置に設けられ前記円弧面反射
   ミラーにより拡大された反射光の照射位置を検出する検
   出手段と、該検出手段の出力信号より誤差を求める演算
   手段とを含んでなるテーブル移動真直度誤差検出装置。