JPH0525627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は一般的に閉ループ数値制御加工装
置、更に具体的に云えば、計測用の工具接触検出
器に関する。

従来技術の説明 自動精密加工に関する技術は非常に急速に発展
している。全体的に手作業に頼る装置は、汎用数
値制御加工装置で製造部品を作る方法に大部分道
を譲つている。この様な装置では、切削又は材料
その他の除去は自動的に行われるが、主に加工寸
法を測定する為と、普通の数値制御カツタのオフ
セツトを用いるカツタの調節を行う為に、数多く
の手作業が依然として必要である。この手動の測
定及び切削工具の調節は、切削工具の摩耗（即
ち、使用により工具先端が摩耗し、定期的な測
定・調節を必要とする。）、切削工具の位置変更並
びに／又は交換、及び切削工具や工作物や、加
熱、荷重による撓み等の原因による加工装置自体
の寸法変化の様な多数の変数を考慮に入れる為に
必要である。

例として云うと、数値制御の旋盤の様な工作機
械を用いて行われる典型的な作業では、或る調
節、即ち工具のオフセツトは、特定の工作物又は
部品を製造する様に工作機械が設定された後、オ
ペレータが手作業で実施しなければならない。加
工を開始する前に、オペレータが切削工具を工具
設定面に進め、工具と基準面の間の間隔を手作業
で測定することによつて、工具位置を決定しなけ
ればならない。これは１個のシム材料等を用いて
行われるのが普通であり、この測定が手作業で工
具のオフセツトを行う根拠となる。旋盤が多重工
具タレツトの様な工具保持手段を持つ場合、各々
の工具に対し、並びに機械の各々の（運動）軸線
に対し、こういう作業を別々に実行しなければな
らない。工作物の特定の面に対する最終又は仕上
げ切削を行う前に、手持ちのゲージを使つて、半
ば仕上げられた工作物の面の種々の寸法を測定す
る。これによつてオペレータが、仕上げ切削に使
われる切削工具の所要のオフセツトを決定するこ
とが出来る。仕上げ切削を行つた後、工作物を再
び手持ちゲージで検査して、仕上げられた面の実
際の寸法が所望の寸法に合つているかどうかを測
定する。

上に述べた様な手作業は個別に時間がかかり、
特定の工作物を所望の寸法に加工するのに要する
合計時間のかなりの部分を占める。これは工作機
械の製造能力を制限する。旋盤又はフライス盤
（マシーニング・センター）の今日のコストを考
えれば、工作機械の能力を幾らかでも引下げるこ
とは、経済的に重要な問題である。更に、この様
な全ての手作業は、製造過程に人間による誤差が
入り込み易い。

一般的に認識されている様に、上に述べた問題
に対する解決策は、例えば計算機によつて作動さ
れる数値制御（NC）装置を使うことにより、手
作業の測定及び切削工具の手作業による調節を自
動化することである。この様な装置では、計算機
は数値制御装置とは離れた場所にあつてもよい
し、或いは例えばマイクロコンピユータの形にし
て数値制御装置の中に取入れてもよい。この代り
に、計算能力を数値制御装置の中に取入れると共
に、それから離れた場所にも設けることが出来
る。普通のNC装置で行われる様に、テープ等に
記憶された相次ぐデータ・ブロツクをダウンロー
ド（装入）する代りに、計算機数値制御（CNC）
装置はプログラム全体を記憶しておいて、所望の
順序でそのプログラムを呼出し、例えばブロツク
の追加又は削除により、プログラムを編集し、オ
フセツト等の計算を実行することが出来る。

精密加工の分野の現在の発展段階では、完全自
動装置は広く採用されていないが、これまでにか
なりの研究がなされており、その多くは、１種類
の加工作業を反復的に実行する特殊用の場合に限
られている。接触トリガ・プローブの形をしたセ
ンサを加工装置のベツド、或いは希望する時にそ
の場所から外へ旋回させることも出来る旋回アー
ムに取付けることも知られている。プローブとの
接触が起つた時の工具の位置に注目することによ
り、切削工具の位置をこういうプローブに対して
較正することが出来る。プログラムされた位置と
実際の位置の間の観測された偏差から、補償用の
オフセツトを決定し、計算機数値制御手段に付設
されたメモリに記憶することが出来る。このオフ
セツトが、プログラムされた接触位置と実際の接
触位置の間の差を補償する。

上に述べた特徴を取入れた装置及び方法が、米
国特許第4382215号に記載されている。この米国
特許に記載されている様に、接触トリガ・プロー
ブ又は部品センサが工具保持手段に取付けられ
る。このプローブが最初は基準面に対して較正さ
れ、その後それを使つて工具センサ・プローブを
較正する。その時にだけ、選ばれた工具の刃先が
工具センサ・プローブとの接触によつて較正され
る。この作業の結果から決定された工具の初期オ
フセツトが数値制御（NC）手段に記憶される。
加工が行われた後、部品センサ・プローブを再び
較正し、次にそれを使つて工作物の加工面を探査
する。こうして得られた情報が、仕上げ切削に必
要な最終オフセツトを決定する。その後、仕上げ
面を探査して、所望の寸法にあつているかどうか
を判定することが出来る。接触トリガ・プローブ
は、構造が簡単であるが、探査すべき１群の特徴
に対して特別な形にしなければならない。こうい
うプローブ自体は、特定の販売業者から商品とし
て購入するのが普通であるが、脆い傾向があると
共に、工具保持手段、例えば旋盤タレツト上で少
なくとも１つの工具位置を占め、更に全ての切込
みにとどかない。

接触トリガ・プローブ装置の制約を克服する
為、従来は、前に工具自体によつて加工された部
品を計測する手段として、切削工具自体を利用す
る方向に進んでいる。こういう装置が米国特許第
4428055号に記載されている。この米国特許に記
載されている様に、振動の感知を利用して、切削
工具の刃先と位置基準面の間の接触を検出し、閉
ループ制御によつて刃先をこの面に対して較正す
る。各々の基準面に於ける刃先のプログラムされ
た位置と実際の位置の間の偏差を決定し、各軸
で、補償用の工具の初期位置オフセツトが自動的
に発生されて数値制御装置に送込まれる。加工を
開始した後、最終的な切削の前に少なくとも１
回、工作物の探査が行われ、工具がこの作業中は
工具接触プローブとして作用する。較正された刃
先を加工面と接触させる時、タレツトに装着され
た周波数を釣合せた音響振動変換器が工具から出
て来る振動を記憶する。適当な工具位置オフセツ
トが決定され、この時点で数値制御手段に送込ま
れて、仕上げ面の寸法が所望の寸法と合う様に保
証する。最終的な加工が行われた後、振動の感知
を利用して、仕上げ面を再び較正された刃先で探
査する。この種の装置ではかなりの技術的な進歩
があるにもかかわらず、工具自体がゲージとして
使われる時、工具接触プローブが必ずしも特定の
機械の２つの基準面にとどかない。

ここでは参考として、米国特許第4382215号及
び同第4428055号を挙げた。

従つて、この発明の目的は、加工部品の計測を
改良することである。

この発明の別の目的は、閉ループ数値制御加工
装置に使われる接触プローブ装置を改良すること
である。

この発明の別の目的は、工具接触プローブ装置
の基準面手段を改良することである。

この発明の別の目的は、例えば旋盤形の数値制
御工作機械の主軸の基準リングの代りとして使う
ことが出来る基準面となる手段を提供することで
ある。

発明の概要 簡単に云うと、上記並びにその他の目的が、こ
の発明の好ましい１形式では、（旋盤の様な）数
値制御工作機械の回転自在の主軸（又はその他の
既知の基準点）の中心線から既知の距離の所に予
定の断面を持つ超音波振動をする細長い基準柱を
取付け、その縦軸線を工作物に対して垂直な向き
にすることによつて達成される。切削素子として
だけでなく接触プローブとしても作用する切削工
具を、振動する基準柱と共に利用して、加工され
る部品を計測する。基準柱は縦振動にすることが
好ましい。切削工具を保持するタレツトに取付け
られた周波数を釣合せた加速度計により、切削工
具が基準柱並びに加工される部品の面と接触した
ことが感知される。加速度計の出力信号は切削工
具が接触したことを表わす。これらの信号が、回
転カプラ及び信号調節手段により、閉ループ数値
制御手段に結合される。振動する基準柱の基準面
の精密な位置が、切削工具座標基準系内で精密に
判つているから、一旦切削工具と基準柱との接触
が判れば、切削工具の面の位置が精密に判る。こ
れによつて、例えば切削工具の摩耗並びに切削工
具の寸法変化を数値制御装置で補正することが出
来る。事実上、振動する基準面が切削工具の面の
較正器として使われる。一旦較正すると、切削工
具は工作物の面の探査に使える。工作物の面との
接触が、「擦れ合い振動」が加速度計に伝達され
ることによつて検出される。工作物の面の位置を
座標系の中で相互に又は基準柱の位置に対して比
較することにより、工作物の寸法を決定すること
が出来る。

この発明の要旨は特許請求の範囲に記載してあ
るが、この発明は以下図面について説明する所か
ら更によく理解されよう。

好ましい実施例の説明 次に図面について説明する。第１図には横形タ
ーレツト旋盤の形をした加工装置の簡略側面図が
示されている。典型的にはターレツト旋盤は互い
に直交する２軸、即ちＸ軸及びＺ軸に沿つて動作
し、Ｘ軸は工作機械のベツドを横切る軸線とし、
Ｚ軸はベツドの長さに沿つた軸線とする。図示の
様に、旋盤のベツドが枠１０を持ち、この枠に１
対の案内面が設けられている。１つの案内面が参
照数字１２で示されており、Ｚ軸に沿つて伸び
る。旋盤の主軸１６の中心線１４がＺ軸と平行で
ある。サドル又は横スライド１８が案内面１２上
に摺動自在に配置されていて、第１図に示す位置
から、Ｚ軸に沿つて前向き（工作物に向う方向、
−Ｚ）又は逆方向（工作物から離れる方向、＋Ｚ）
の何れにも２方向に位置ぎめすることが出来る。
Ｚ軸に沿つたサドル１８の位置ぎめが図面に示し
てない親ねじ装置によつて行われるが、これは普
通の位置ぎめ直流モータ装置によつて駆動するこ
とが出来る。

更にサドル１８が１対の横案内２０，２２を持
ち、その上に交差スライド２４が摺動自在に配置
されていて、図面に示していないがＸ軸方向に位
置ぎめすることが出来る。Ｘ軸は図面の平面に対
して垂直である。Ｘ軸方向の交差スライド２４の
位置ぎめも、位置ぎめ直流モータによつて駆動し
得る親ねじ装置によつて行われる。各々のモータ
又は親ねじには普通のレゾルバ又はエンコーダで
結合されていて、対応する部品の回転位置を表わ
す帰還を発生する様になつている。こういう帰還
信号が夫々の軸線に沿つたサドル１８及び交差ス
ライド２４の直線位置を表わす。この代りに、適
当な電子式又は光学電子式符号化装置を用いて、
サドル１８及び交差スライド２４の直線位置を直
接的に表わす信号を発生してもよい。

タレツト２６が交差スライド２４に支持されて
いて、何れも工具ホルダ３０を取付けることの出
来る複数個の工具位置２８を持つている。第１図
に示す構成では、タレツト２６は典型的には工具
位置２８に８個の別々の切削工具又は接触プロー
ブを取付けることが出来る。タレツト２６を適当
に割出すことにより、即ち回転することにより、
各々の工具又はプローブを図面に示す動作位置に
持つて来ることが出来る。簡単の為、第１図で
は、タレツトが１個の工具ホルダ３０だけを持つ
ものとして示してあり、この為１つの切削工具２
９だけが示されている。更に工具２９が工具挿着
体３１を持つことが示されており、その刃先３２
が工作物と向い合つている。

第１図に示す旋盤のベツドが、その１端に配置
された主軸駆動及び歯車箱３４を有する。回転自
在の主軸１６が駆動及び歯車箱集成体３４からと
び出していて、チヤツク３６を有する。このチヤ
ツクが工作物４１を保持する為の一組のジヨー３
８を有する。更に主軸１６がチヤツク３６に接す
る主軸ノーズ又は面４０を有する。面４０の平面
と主軸の軸線又は中心線１４との交点が「０」原
点位置、即ち、特定の工作機械の製造業者が、装
置のプログラミングに使う為の機械要素及び切削
工具の位置ぎめの仕様を設定する時の原点を定め
る。全てのプログラム位置はこの原点を基準とす
るが、工作機械自体の測定装置は常に定位置に対
して測定する。この定位置は、サドル１８及び交
差スライドが主軸ノーズ及び中心線から移動し得
るだけ離れた所に設けるのが普通である。

従来公知の場合、チヤツク３６は、夫々Ｘ軸及
びＺ軸に対して垂直な少なくとも１対の位置基準
面を持つ基準リングを持つ様に構成されている。
この各々の面は原点、即ち、「０」位置から較正
された既知の距離の所にある。図示の場合、チヤ
ツクの円筒形外面４２が一方の基準面となり、チ
ヤツクの面４４が他方の基準面となる。

前に引用した米国特許第4428055号に記載され
ている様に、所定の型式の音響振動変換器３７が
タレツトの上側に取付けられていて、感知された
機械的な又は音響的な振動に応答して、電気信号
を発生する。例えば、刃先３２が回転中の工作物
４１と接触する時、「擦れ合い振動」が音響振動
変換器に伝達される。刃先に対する工作物の回転
により、振動を発生するのに必要な高速の相対運
動が起る。探査の目的の為、工具３２を工作物の
面と軽く接触させ、直ぐに引戻す。探査動作の
間、面に切込むことを避けることにより、加える
力を最小限に抑える。仕上げられた工作物にしる
しが出来ることを許すことが出来ない様な或る状
態では、探査動作の間、工作物は逆方向にも回転
することが出来る。そういう場合でも、仕上げら
れた工作物の面は、若干ではあつても、刃先との
接触により、傷がつくことがある。従つて、希望
する時、チヤツク３６に装着するものとして示し
た振動子３９が、回転していない工作物に振幅の
小さい振動を与える。こういう振動が工作物４１
から工具３２に伝達され、その後工具ホルダ３０
及びタレツト２６で構成された工具保持手段を介
して音響振動変換器３７に伝達される。この為、
工作物の回転ではなく、振動により、工作物に誘
起された振幅の小さい往復動により、工具の刃先
と工作物の面の間の高速の相対運動が発生され
る。探査中、振動子３９を作動する間は、工作物
の回転を止めておくのが普通である。

第１図に参照数字４６で示す装置が数値制御
（NC）装置である。この装置が、直流位置ぎめ
モータ、レゾルバ及び音響変換器等の様な工作機
械（例えば旋盤）内の多数の相異なる部品に電気
的に結合されている。数値制御装置４６はテープ
駆動機構４８をも持つており、これは異なる種類
の命令を表わす符号ワードの形で工作物を加工す
る為の数値制御プログラミングを記憶する様にな
つている。例えば、プログラムは、タレツト２６
の割出し、加工に必要な冷却剤のオン転化、選ば
れた方向の選ばれた速度での主軸の回転、特定の
順序の工程に於けるプローブ又は工具の移動、及
びその他の関連した種々の目的の為に使うことが
出来る。テープは、加工すべき特定の面の所望の
寸法、各々の寸法に対して許容し得る加工許容公
差、及び加工すべき部品に応じて考慮しなければ
ならない或るパラメータ、使うべき特定の工具
（１つ又は複数）等に対するデータをも持つてい
てよい。

数値制御装置４６は、テープに記憶された命令
に応答するマイクロプロセツサを持つことが好ま
しい。このマイクロプロセツサが適当な制御信号
を発生し、それがテープ指令を実施する。マイク
ロプロセツサは、加工プログラムによつて実行さ
れた切削作業を変更する様な、オフセツトを計算
する為の、種々の探査（ゲージ測定）作業を通じ
て収集されたデータをも処理する。然し、この内
の或る機能は、分散型数値制御装置の中央計算機
にある様な離れた場所にある計算機で実施しても
よく、この時処理されたデータが装置４６に送ら
れ、装置４６が適当な制御信号を発生する。この
構成では、数値制御装置４６に計算能力を持たせ
ておくことが出来る。

探査動作から受取つたデータ、レゾルバからの
帰還データ、及びプログラム自体からロード（装
入）されたデータがマイクロプロセツサによつ
て、前述のオフセツトを計算する為に処理され
る。処理されたデータから得られたモータ制御信
号が、夫々のモータ・レゾルバ又はその他の位置
帰還手段から受取つた位置帰還データと比較され
る。２つの信号の比較によつて決定された差が工
具の刃先の位置又は測定プローブの位置を制御す
る様な閉ループ装置が出来る。数値制御装置４６
は、工作物の物理的な寸法の計算、表示及び印刷
と、プログラムされた値からの偏差の計算及び許
容し得る加工許容公差の表示とにも使うことが出
来る。数値制御装置４６は例えばゼネラル・エレ
クトリツク・カンパニイからマーク・センチユリ
2000コンピユータ・ニユメニカル・コントロール
の名称で市場に供給されている装置で構成するこ
とが出来る。第１図に示した加工装置の動作につ
いて更に包括的な説明は、前掲米国特許第
4428055号を参照されたい。この米国特許は、加
工する部品又は工作物４１を計測する為の工具接
触プローブとして切削工具２９を利用する考えを
も記載している。然し、特定の機械に対し、切削
工具をゲージとして使う時、２つの基準面に必ず
しも届く様にすることが出来ない。

その為、次にこの発明を特に第２図について説
明する。第２図について説明すると、ベツドに取
付けられた振動基準柱集成体５０が、工具接触プ
ローブ装置に使うことの出来る少なくとも１つ、
好ましくは２つ或いはそれ以上の基準面となる様
になつている。柱集成体５０の詳細が第３図及び
第４図に示されている。基準柱集成体５０は第１
図の基準リング形の面４２，４４の代りになるも
のである。基準柱５０は中心線１４から既知の距
離の所に配置されていて、その縦軸線を工作物４
１及び工具２９に対して垂直の向きにすることが
好ましい。基準柱が工具に対して精密に判つてい
る固体基準位置を設定し、工作物に接触する前の
工具の位置を較正する為に使われる。基準柱５０
を旋盤の座標基準系内で希望する所に配置するこ
とが出来ることは云うまでもない。重要な点は、
基準面が精密で固定の位置にあることである。

次に第３図及び第４図について説明すると、基
準柱集成体５０は特に細長い基準柱部材５２を持
つている。この基準柱部材の断面は４角の場合を
示してあるが、希望する場合、６角形、８角形又
は円形の様なその他の適当な形にすることが出来
る。４角にすると、互いに直角の面が得られ、こ
の為、Ｘ軸及びＺ軸の両方に平行な基準面が得ら
れる。細長い部材５２は、１つ又は更に多くの圧
電素子５４により縦モードで音響周波数（好まし
くは超音波周波数）で振動する様に励振される。
圧電素子５４は第４図に示す発信機（OSC）５
６によつて付勢され、例えば50kHzで動作する。
適当な電気導線５８，６０が所要の電気結合をす
る。圧電素子は、基準柱５２が、図示の様に垂直
方向に直線的に往復動する様に、基準柱を励振す
る様に作用する。更に、基準柱５２が板６２によ
つて支持される。板６２は、柱の振動の節に配置
されていて、等間隔の３つの取付け孔６４を持
ち、これらの取付け孔でアングル・ブラケツト６
６に弾力的に取付けられる様になつている。ブラ
ケツト６６は、例えば第２図に示す歯車箱３４の
内面６８で、旋盤のベツドに固定される。然し、
希望する場合、ブラケツト６６が下向きに伸び
て、隣接する案内１２に直接的に取付けられてい
てもよい。何れにせよ、ブラケツトが旋盤にしつ
かりと固定され、基準柱５２はベツドに取付けら
れた集成体の一部分とみなすことが出来る。更
に、柱部材５２及び板６２は孔６４と協働する適
当なハードウエアにより、３つの取付けばね７０
によつてブラケツト６６に弾力的に取付けられ、
この結果得られる構造が、工具の行過ぎがあつた
場合、±Ｘ及び±Ｚ方向に移動し得る柔軟な台と
なつて、柱の基準位置の完全さを乱さない様にす
る。

第３図及び第４図に示す基準柱集成体、特に超
音波周波数で振動する基準柱５２は第２図に参照
数字７２で示した加速度計と共に作用する様にな
つている。加速度計がタレツト２６に取付けら
れ、プローブとして作用する工具２９が垂直向き
の、振動する振動柱５２と接触した時、基準柱部
材５２からの超音波振動を検出する。加速度計は
市場で入手し得る多数の種類の内のどれであつて
もよい。例えば、ビブラ・メドリツクス社から部
品番号／形式番号1018の名前で入手し得るもの
が、この発明の目的にとつて満足に作用すること
が判つた。

第５図に示す様に、加速度計の電気信号出力を
数値制御（NC）装置４６（第１図）に結合する
為に、加速度計が回転カプラ（回転自在のタレツ
トから固定の信号調節装置に送る総合器）７４に
結合される。然し、加速度計の信号は、数値制御
装置４６に供給される前に、信号調節装置（増幅
及び帯域フイルタ手段及び弁別手段等よりなる）
７６を通すことによつて調節される。この信号の
調節により、数値制御装置４６には擬似信号のな
い信号が供給される。更に第５図に示す様に、適
当な信号処理回路７８が信号調節装置７６と数値
制御装置４６の間に入つている。加速度計７２は
基準柱５２の振動数と同じ振動数で共振すること
が好ましい。これは感度を強めて、工具の面と柱
５２の面の間の接触が尚更検出し易くなる様にす
る効果を持つ。振動数は、発振器５６の周波数の
適当な選択によつて選ぶことが出来る。前に述べ
た様に、これは50kHzにすることが出来る。

動作について説明すると、工具接触プローブ、
例えば第２図に示した工具２９を、加速度計７２
が信号調節装置を通じて接触が起つたことを検出
するまで、基準柱５２に接近させる。その接触位
置で、工具の位置を特定する。その位置を記録
し、数値制御装置４６に記憶する。工具２９を次
に戻して、切削信号とは対照的に、「擦れ合い」
信号の形をした接触が加速度計７２によつて感知
されるまで、回転する工作物４１（第２図）に向
つて駆動する。第６図に示す様に、工作物に対す
る工具の擦れ合いにより、比較的小さい一定の振
幅の信号が発生され、これは工作物の切削、刻み
づけ及び又は掘り込みから生ずる信号とは異な
る。工作物に擦りつけた時、位置を再び記録して
記憶し、工具を反転する。既知の基準位置と工作
物の接触点の間の差が、部品の寸法を計算する為
に必要な情報になる。これは米国特許第4428055
号に記載されている様に、数値制御装置４６で周
知の形で実行される。

この発明は第１図に示した主軸４０上の回転基
準リング３６を使うことを避ける。この発明の方
式の利点は幾つかある。例えば、基準リングと異
なり、基準柱５２は全ての工具が接近し得る位置
にあつて、あらゆる方向に較正の為に接近するこ
とが出来る。更に、希望する時、異なる寸法の点
又は工具に対し、多数の基準柱を使うことが出来
る。更に、従来技術では、主軸１６のチヤツク面
４４と円筒形外面４２を基準リングとして使用す
るので長期間にわたり工具のオフセツト決定を行
うと傷がつき溝が出来る。本願発明では、基準柱
を使うので、主軸１６の寿命は長い。更に、工具
３２を工作物４１と接触させる前に最初に振動す
る柱５２と接触させることにより、超音波検出器
回路の診断検査を行う機会が得られ、この為、超
音波ピツクアツプ又はその関連回路が何等かの形
で故障した場合、誤つて工作物に掘りこむことが
避けられる。何等かの理由で故障した回路を用い
て主軸の基準面に接近すると、極端な刻み目又は
損傷が起り得る。例えば、計算機数値制御計測ル
ーチンでは、検査される部品又は基準面に対して
小さい有意（例えば0.1吋）の行過ぎ（行程超過）
をプログラムしてしまうことがよく起る。基準柱
の柔軟性がこの工具の行過ぎを吸収して損傷を生
じないが、主軸の基準面ではそういうことが出来
ない。行過ぎ距離を通過した後、CNC運動停止
をプログラムして、オペレータに故障を知らせる
ことが出来る。

上に述べた様に、矩形断面を持つ柱部材を説明
したが、特定の用途に応じて、異なる計測接近方
向に対して異なる形の柱を使うことが出来る。こ
れはＺ軸並びに／又はＸ軸以外の接近方向を必要
とする場合である。例えば８角形の柱では、較正
の為に、Ｘ軸及びＺ軸と共に45°の接近方向を使
うことが出来る。

この発明の現在好ましいと考えられる実施例を
図面に示して説明したが、当業者にはいろいろな
変更が考えられよう。例えば、例としてこの発明
を数値制御旋盤に用いた場合を説明したが、当業
者であれば、この発明が旋盤に限らず、他の工作
機械や物体の精密な位置ぎめを達成しようとする
加工装置にも有利に用いることが出来ることが理
解されよう。従つて、この発明は図面に示して説
明した特定の実施例に制限されず、特許請求の範
囲に記載されたこの発明の範囲内に含まれる全て
の変更を包括するものであることを承知された
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の横形ターゲツト旋盤の簡略側面
図であり、この回転自在のタレツトは複数個の切
削工具又はプローブを動作位置に持つて来ること
が出来る様になつている。第２図は第１図に示す
様な横形ターレツト旋盤にこの発明を取入れた場
合の簡略平面図、第３図はこの発明の好ましい実
施例の基準柱の斜視図、第４図は第３図に示した
基準柱を第２図に示した旋盤にばねで弾力的に取
付けた基準柱集成体を示す簡略側面図、第５図は
第２図に示した旋盤に取付けられた加速度計と第
１図に示す様な数値制御手段との間の電気信号通
路を示すブロツク図、第６図はこの発明の動作を
説明する特性曲線のグラフである。 主な符号の説明、１４：主軸軸線、２９：工
具、、４１：工作物、４６：数値制御手段、５
２：基準柱、５４：圧電素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 数値制御の為の切削工具位置信号を発生する
   様になつている工作機械の座標基準系内で位置ぎ
   めし得る切削工具の面を精密に位置ぎめする装置
   に於て、 前記座標基準系内の精密に判つている位置に固
   定配置された基準面と、 該基準面を振動させる手段と、 前記切削工具に比較的接近して配置されてい
   て、前記切削工具に起る振動に応答して、該振動
   を表わす信号を発生する様になつているセンサ手
   段と、 前記切削工具の面と基準面とを接触させる様に
   切削工具を位置ぎめする手段と、 前記振動を表わす信号及び前記切削工具位置信
   号を受取る手段とを有し、振動を表わす信号は前
   記接触の時に発生し、前記切削工具位置信号が工
   具の面の精密な位置を表わすようにした装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した装置に於て、前
   記基準面が少なくとも１つの直角を持つ様に形成
   されていて、直交する２軸と平行な振動する基準
   面が得られる様にした装置。 ３ 特許請求の範囲２に記載した装置に於て、前
   記基準面がその長軸に対して垂直な４角の断面を
   持つ細長い棒の形をしている装置。 ４ 特許請求の範囲３に記載した装置に於て、前
   記センサ手段が加速度計である装置。 ５ 特許請求の範囲４に記載した装置に於て、前
   記基準面を振動させる手段が、該基準面に取付け
   られた少なくとも１つの圧電素子と、該圧電素子
   を超音波振動数で付勢する発振器とで構成されて
   いる装置。 ６ 特許請求の範囲５に記載した装置に於て、前
   記基準面が縦モードで振動する様になつている装
   置。 ７ 特許請求の範囲５に記載した装置に於て、前
   記加速度計げ超音波振動数で共振する装置。 ８ 工作機械で加工する様に装着された工作物の
   面の位置を決定する為に、工作機械の切削工具を
   計測プローブとして使う方法に於て、 (イ) 工作機械の座標基準系内の精密に判つている
   固定位置に、工作物の取付け部から切離した基
   準面を設け、 (ロ) 該基準面を振動させ、 (ハ) 切削工具の面を前記基準面と接触させて、前
   記切削工具を介して振動センサに振動が伝わる
   ことによつて接触が起つたことを検出し、 (ニ) 前記工程(ハ)で検出した接触を用いて、切削工
   具の面の位置を設定し、 (ホ) 工作物の運動中、切削工具の面を工作物の、
   寸法を決定しようとする点と接触させて、工具
   の擦り合いの振動が前記切削工具を介して前記
   振動センサに伝達されることによつて、接触が
   起つたことを検出し、 (ヘ) 前記工程(ホ)で検出された接触から、接触点に
   於ける工作物の面の位置を決定し、 (ト) 工作物の寸法の目安として、座標基準系内の
   基準位置に対する工作物の面の位置を決定する
   工程から成る方法。 ９ 特許請求の範囲８に記載した方法に於て、前
   記工作物を回転させ、基準位置が回転軸線である
   方法。 １０ 特許請求の範囲８に記載した方法に於て、
   基準面を超音波振動数で振動させ、振動センサが
   超音波振動数に共振応答を持つ加速度計である方
   法。