JPH05256602A - 較正兼測定装置 - Google Patents

較正兼測定装置

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JPH05256602A
JPH05256602A JP4199977A JP19997792A JPH05256602A JP H05256602 A JPH05256602 A JP H05256602A JP 4199977 A JP4199977 A JP 4199977A JP 19997792 A JP19997792 A JP 19997792A JP H05256602 A JPH05256602 A JP H05256602A
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JP
Japan
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bar
ball
transducer
socket
machine
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Pending
Application number
JP4199977A
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English (en)
Inventor
Mark A V Chapman
マーク エイドリアン ヴィンセント チャップマン，
Seamus Mcfadden
シーマス マクファーデン，
Marcus J Eales
マーカス ジェイムズ イールズ，
Andrew M Bailey
アンドルー マイケル ベイレイ，
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renishaw Transducer Systems Ltd
Original Assignee
Renishaw Transducer Systems Ltd
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Priority claimed from GB919126916A external-priority patent/GB9126916D0/en
Priority claimed from GB929202677A external-priority patent/GB9202677D0/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/042—Calibration or calibration artifacts
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37101—Vector gauge, telescopic ballbar

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボール・バーまたは電子的なダイヤル・ゲー
ジとして構成された較正装置または測定装置を提供す
る。 【構成】 工作機械や座標測定機を較正するボール・バ
ー２６は、精密なボール２８の軸方向の変位を測定する
ため、変位型トランスデューサーを包有したトランスデ
ューサー・ユニット３０を備えている。ボール２８は機
械のスピンドル１２上に枢動可能に配置され、較正作業
を行うに際しては、ボール・バーの他端で機械のテーブ
ル１０上に取り付けられたボール２２の回りの円形に経
路に沿って駆動される。ボール・バーはモジュラー構造
に作られていて、前記ユニット３０、延長バー４０、磁
気ソケット２４，２９等の要素から構成されている。支
持装置１４と磁気クランプ１６は、ねじ１８，４２，４
４を介して互いに接続されている。かくして、例えば、
電子ダイヤル・ゲージとして使用するため、ユニット３
０を他の構成要素に接続し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は較正兼測定装置に関す
る。本発明装置は、工作機械や座標測定機のごとき座標
位置決め機上で較正や測定を行うために特に使用される
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、このような機械は、例えば、ワ
ークピースが支持されているテーブルに関して三次元の
方向に移動することができるヘッドを備えている。スケ
ールや読取ヘッドまたは位置トランスデューサーがテー
ブルに関するヘッドの座標位置を測定するために設けら
れている。このような機械を較正するため、米国特許第
４，４３５，９０５号（ブライアン）に開示されている
ようなボール・バーと呼ばれている装置を設けることは
公知のことである。この装置は、両端にボールを設けた
細長い入れ子式バーを備えている。使用に際しては、機
械のヘッドとテーブルに設けられたソケットにボールが
保持される。機械のヘッドはテーブルのソケットに保持
されており、ボールの中心の回りの円形の経路に沿って
駆動される。入れ子式バー上に設けられ、軸方向にまっ
すぐに移動するようにされたトランスデューサーは、ヘ
ッドの経路がどの程度所要の円形の経路から変位してい
るかを判定する。長いボール・バーが必要な場合、該ボ
ール・バーの中心の適所にエクステンション・バーがね
じ込まれる。別のこのような装置が本出願人の同時係属
中の特願平４−９３０５９号に開示されている。
【０００３】別のタイプの公知の測定装置は、ダイヤル
・ゲージまたはクロック・ゲージである。この機械的な
ダイヤル・ゲージは軸方向に移動可能なスタイラスまた
はプランジャーを備えている。スタイラスまたはプラン
ジャーの自由端は、測定すべき位置を有する表面と係合
するようになっている。この表面との係合によりスタイ
ラスまたはプランジャーが移動した量は、上記の機械的
な装置のダイヤル上の回転可能な針により表示される。
しかし、現在ではスタイラスまたはプランジャーの変位
は、軸方向にまっすぐに移動するようにされたトランス
デューサーにより測定されるのがしばしばであり、ダイ
ヤルの代わりに電子的な読取装置が設けられている。そ
れにもかかわらず“電子ダイヤル・ゲージ”なる用語が
まだ使用されている。工作機械、座標測定機、ロボット
等のごとき多軸機またはレイアウト機のごとき２軸機械
上で設定作業を行う目的でダイヤル・ゲージが使用され
ることがしばしばである。例えば、ダイヤル・ゲージ
は、機械の移動軸のうちの１つに平行または直角なワー
クピースまたは他の対象物の真直整合状態を設定するた
めに使用されている。
【０００４】本発明の好ましい実施例は、モジュラー測
定システムであって、その構成要素がボール・バー、電
子ダイヤル・ゲージのごときいろいろなタイプの較正装
置または測定装置を形成するよう相互に接続することが
できるように構成された測定システムを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
細長いバーと、該バーの一方の端部に取り付けられた
（ボールのごとき）第１の基準要素と、該第１の基準要
素から隔置されている前記バー上の位置に設けられた
（ボールまたは該ボールを受け支えるためのソケットの
ごとき）第２の基準要素と、該第２の基準要素に関して
第１の基準要素をバーの軸方向に移動させることができ
る入れ子手段と、このような移動を測定するトランスデ
ューサーとより成る座標位置決め機に使用される較正装
置であって、前記バーを堅固に機械に取り付けるために
前記バーに取り外し可能に接続することができる堅固な
支持部材が設けられていることを特徴とする装置を提供
する。
【０００６】好ましい実施態様によれば、第１の基準要
素と入れ子手段およびトランスデューサーが丈夫な支持
要素に接続されると、これらの構成要素は、例えば、電
子ダイヤル・ゲージとして使用することができる。第２
の基準要素を使用することにより、装置は、ボール・バ
ーに類似したやり方で使用することができる較正装置を
形成することができる。第２の基準要素は取り外し可能
にバーに接続されていることが好ましい。別の実施態様
によれば、第２の基準要素に代わって支持部材が取り外
し可能にバーに接続されている。
【０００７】本発明の第２の形態は、互いに二次元の方
向または三次元の方向に移動可能な２つの機械部品を備
えた座標位置決め機を較正するために使用される較正装
置であって、該装置が、一方の端部に第１のコネクター
を備えている細長いバーであって、前記一方の端部を前
記２つの機械部品のうちの一方に枢動可能に接続させる
ことができるとともに、前記第１のコネクターが反対側
の端部に関して軸方向に移動可能であるよう構成された
細長いバーと、該軸方向の移動を測定するよう前記細長
いバーに設けられたトランスデューサーと、前記細長い
バーと前記２つの機械部品のうち他方との間を枢動可能
に接続するために設けられた第２のコネクターとを有す
る較正装置において、前記第２のコネクターが前記細長
いバーの両端の間の中間位置に設けられていることを特
徴とする装置を提供する。
【０００８】第２のコネクターは、複数の上記のような
中間位置のうちのいずれか１つに固定することができる
要素上に設けられていることが好ましい。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図解した添付
図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００１０】まず、図１を参照すれば、ボール・バー
が、ワークピース保持テーブルまたは保持ヘッド１０と
切削工具を保持するために使用されるスピンドルまたは
ヘッド１２を備えた工作機械上に取り付けられている。
ヘッド１２はテーブル１０に関して３つの座標方向、す
なわちＸ方向とＹ方向とＺ方向とに移動可能であるとと
もに、座標位置を測定するスケールと読取ヘッドまたは
トランスデューサー（図示せず）を備えている。なお、
工作機械についての説明はあくまで一例を示したものに
すぎず、座標軸測定機、ロボット、レイアウト設定機の
ごとき２軸の方向にだけ移動可能なヘッドを備えた機械
等、他の座標位置決め機にも本発明を適用することがで
きることは理解されるべきである。
【００１１】調節可能な支持装置１４が磁気的に動作す
るワークホルダー１６によりテーブル１０に取り付けら
れている。磁気ワークホルダー１６はエクリプス（Ｅｃ
ｌｉｐｓｅ）の商標名のもとで入手可能であって、支持
装置１４の下側から突設されたねじを収容するＭ６のね
じ穴を備えている。磁気ワークホルダー１６はレバー２
０を操作することによりテーブル１０に取り付けること
ができるとともに、テーブル１０から取り外すこともで
きる。しかし、簡単な固定永久磁石またはフィンガー・
クランプを使用してテーブルに保持されるワークホルダ
ーを使用することも可能である。
【００１２】支持装置１４は本出願人の上記の同時係属
出願中に詳細に説明されていて、調節可能に基準ボール
２２を支持している。以下に詳細に説明されているボー
ル・バー２６はその一端に磁気キャップまたは磁気ソケ
ット２４を備えており、該磁気キャップまたは磁気ソケ
ット２４は、基準ボール２２の中心の回りで正確にボー
ル・バー２６が枢動するよう一般的な枢動のやり方で運
動学的（Ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｌｙ）に基準ボール２
２を収容している。別の基準ボール２８がボール・バー
２６の多端に設けられている。この基準ボール２８も同
様、一般的な枢動のやり方で運動学的に磁気ソケット２
９の中に収容されている。磁気ソケット２９は、一体物
のスピゴット３３とコレット（図示せず）を介して機械
の移動可能なヘッド１２に取り付けられている。基準ボ
ール２８と磁気ソケット２４は、ボール・バー２６の両
端で第１と第２の基準要素を形成している。磁気ソケッ
ト２４と２９は、上記の本出願人の同時係属出願中に説
明されているとともに、“プレシジョン・エンジニヤリ
ング”（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ）の１９８２年４月号、第４版、第２号の６１ページ
から６９ページまでにも説明されている。
【００１３】ボール・バー２６はモジュラー構造に作ら
れていて、その主要な構成要素はトランスデューサー・
ユニット３０である。第１の基準ボール２８は、ボール
・バー２６の軸方向に入れ子式に摺動可能なガイド・ロ
ッド３２上に取り付けられたトランスデューサー・ユニ
ット３０から突設されている。軸方向にまっすぐに移動
可能なトランスデューサー３４がトランスデューサー・
ユニット３０内に配置されている。トランスデューサー
３４は、磁気ソケット２４内の基準ボール２２に関する
基準ボール２８の軸方向の移動量を表示する信号をケー
ブル３６を介して出力する。トランスデューサー３４
は、基準ボール２８を外向きにかたよらせるスプリング
を備えている。
【００１４】図示の構成より明らかなように、トランス
デューサー・ユニット３０はエクステンション・バー４
０を介して磁気ソケット２４に接続されている。この目
的のため、トランスデューサー・ユニット３０の基準ボ
ール２８と反対側の端部にＭ６のねじ穴４２が形成され
ており、エクステンション・バー４０の一端に刻設され
たＭ６のねじ部が前記ねじ穴４２に螺合されるようにな
っている。磁気ソケット２４に設けられたＭ６のねじ部
が螺合するＭ６のねじ穴４４がエクステンション・バー
４０の他端に形成されている。エクステンション・バー
４０を交換して長さを調節することによりいろいろな長
さのボール・バー２６を製作することができる。エクス
テンション・バーを介在させることなく、トランスデュ
ーサー・ユニット３０のねじ穴４２を磁気ソケット２４
のボスに直接螺合させることにより短いボール・バー２
６を製作することもできる。
【００１５】機械を較正するに際しては、基準ボール２
２の中心の回りの円形の経路に沿ってヘッド１２を駆動
させる。トランスデューサー３４は真の円形の経路から
の偏位を検出する。本発明装置の使用方法は、上記の本
出願人の同時係属出願に記載されている方法、または米
国特許第４，４３５，９０５号に記載されている方法に
ほぼ類似している。
【００１６】図２は、トランスデューサー・ユニット３
０をボール・バーとして使用するのではなく、電子ダイ
ヤル・ゲージとして使用するやり方を示したものであ
る。この例によれば、ヘッド１２の垂直方向（Ｚ方向）
の位置決めの繰返性をチェックすることができる。この
目的のため、ボール２８を備えたトランスデューサー・
ユニット３０は、磁気ワーク・ホルダー１６とトランス
デューサー・ユニット３０のＭ６のねじ穴１８と４２と
を使用して磁気ワークホルダー１６に垂直に固定されて
いる。両端にＭ６のねじが刻設されたボスを備えた雌雄
式アダプター４６を介して、磁気ワークホルダー１６と
トランスデューサー・ユニット３０とが互いに接続され
ている。必須の要件ではないが、所要の角度に向けてト
ランスデューサー・ユニット３０を固定することができ
るようにするため、ロック・ナット４８がアダプター４
６に取り付けられている。したがって、アダプター４６
とワークホルダー１６とは、トランスデューサー・ユニ
ット３０をテーブル１０にしっかりと固定する堅固な支
持部材を形成している。
【００１７】図２に示されているように構成された装置
は次のように使用される。機械の制御系に命令を出し
て、機械の移動軸上にあるスケールと読取ヘッドとによ
り表示された特定の箇所までヘッド１２が垂直方向下向
きに移動すると、ヘッド１２はボール２８と係合する。
トランスデューサー３４からの出力は記録される。しか
るのち、ヘッド１２に命令を与え、ボール２８から離れ
る向きにヘッド１２が上昇する。このような動作により
機械の作業範囲内でヘッド１２は移動する。再度、ヘッ
ド１２は上記と同じ位置まで垂直方向に降下してボール
２８と係合し、トランスデューサー３４の出力が再び読
み取られる。もし、トランスデューサー３４の上記の２
つの読取の間に差があれば、ヘッド１２の垂直方向の位
置決めの繰返性が低いことを表す。上述の工程が所定回
数繰り返される。トランスデューサー３４の読取値につ
いて統計的な解析が行われていて、例えば、繰返性を表
す２σの値が得られている。必要な場合、図２に示され
ている構成の装置を使用して、ヘッド１２に取り付けら
れている切削工具の垂直方向の位置を設定することがで
きる。すなわち、本発明装置は従来の工具位置設定用プ
ローブに類似した動作を行う。
【００１８】図３は、トランスデューサー・ユニット３
０を電子ダイヤル・ゲージとして使用する別の方法を図
解したものである。この実施例によれば、トランスデュ
ーサー・ユニット３０は、ヘッド１２の垂直方向（Ｚ軸
方向）の移動軸がテーブル１０に関する垂直軸と正しく
整合しているかどうかをチェックするために使用され
る。この目的のため、ゲージ・ブロック５０をテーブル
１０に取り付け、該ゲージ・ブロック５０の基準表面５
２をテーブル１０に関して正確に垂直方向に延在させ
る。トランスデューサー・ユニット３０をヘッド１２に
取り付け、次の要領で水平方向に位置決めを行う。すな
わち、ワークホルダー１６をヘッド１２に磁気的に取り
付け、下向きに延在しているエクステンション・バー５
４をＭ６のねじ穴１８に差し込む。ねじ５８をねじ込む
ことによりクランプ・ブロック５６をエクステンション
・バー５４に固定する。Ｍ６のねじ穴６０がクランプ・
ブロック５６に形成されていて、雌雄式アダプター４６
を介して水平方向の姿勢を維持しながらトランスデュー
サー・ユニット３０を前記のねじ穴６０に差し込む。し
たがって、アダプター４６とクランプ・ブロック５６と
エクステンション・バー５４とホルダー１６とは、トラ
ンスデューサー・ユニット３０をヘッド１２にしっかり
と固定する丈夫な支持部材を形成する。
【００１９】図３に示されているよう構成された装置は
次のように使用される。ヘッド１２を移動させ、図示の
ごとくボール２８をゲージ・ブロック５０の基準面５２
と接触させる。トランスデューサー３４の読取が記録さ
れる。しかるのち、ヘッド１２に命令を与えて、垂直方
向にゆっくりとヘッド１２を移動させ、基準面５２に沿
って垂直方向にボール２８を摺動させる。トランスデュ
ーサー３４の出力に差異があれば、ヘッド１２がＺ軸方
向に移動する際の直進性にエラーがあることが表示され
ることになる。
【００２０】ボール・バーとして使用する際、基準ボー
ル２８は正確な球体であることが好ましいが、図２と図
３に示されているやり方で繰り返し使用しているうちに
精度が劣化するおそれがある。この問題を解消するた
め、ガイド・ロッド３２の端部から精度が劣化したボー
ル３２をねじり外す。しかるのち、新しいボールまた他
の形状の端部要素をねじ込むことにより取り替えが行わ
れる。別のやり方として、ガイド・ロッド３２がソケッ
ト２４に類似した磁気ソケットを担持するようにしても
よい。ボール・バーとして使用する際に、この磁気ソケ
ットはヘッド１２上のソケット２９の代わりに取り付け
られた精密なボールを枢動可能に受け支える働きをす
る。ダイヤル・ゲージとして使用する際に、磁気ソケッ
トは精密なボールまたは他の端部要素を受け支えるよう
にする。さらに別のやり方として、ボール２８に保護キ
ャップをかぶせるようにしてもよい。
【００２１】電子ダイヤル・ゲージとして使用されるト
ランスデューサー・ユニット３０のその他のいろいろな
構成は当業者であれば容易に想到することができよう。
例えば、トランスデューサー・ユニット３０は、磁気ホ
ルダーと雄雌式アダプター４６を介してヘッド１２から
垂直方向に向って延在するよう取り付けることができ
る。しかるのち、垂直方向下に向ってヘッド１２が移動
し、ボール２８をテーブル１０に接触させ、図２を参照
して上述したやり方に類似したプロセスにより垂直方向
の繰返性をチェックすることができるかまたはテーブル
１０に沿って水平に横移動して、テーブル１０の水平方
向の真直整合性を表示することができる。別のやり方と
して、図３に示されている垂直方向の構成または水平方
向の構成をワークピースの寸法を測定する単軸アナログ
・プローブとして適用してもよい。別の構成によれば、
ワークホルダー１６は磁気的にテーブル１０に図２に示
されているように取り付けられ、エクステンション・バ
ー５４とクランプ・ブロツク５６とアダプター４６を介
して水平方向の姿勢を保持しながらトランスデューサー
・ユニット３０がワークホルダー１６に取り付けられ
る。このような構成は、ヘッド１２が垂直方向ではなく
て水平方向にボール２８と係合することを除いて、図２
を参照して上述されたやり方と類似したやり方でヘッド
１２の繰返性をチェックするか、または切削工具の水平
方向の位置が設定されている状態をチェックするのに有
用である。この構成またはこれに類似した構成は、テー
ブル１０に取り付けられつつある対象物の真直整合性を
調節するため、テーブル１０上に設けられた回転テーブ
ルに取り付けられたワークピースをセンター合わせする
ため、または旋盤のチェック内でワークピースをセンタ
ー合わせするために使用することができる。
【００２２】電子ダイヤル・ゲージまたは軸方向に延在
したプローブとしてのトランスデューサー・ユニット３
０の使用は、エキステンション・バー５４とクランプ・
チャック５６とアダプター４６のごとき接続要素の適当
な組み合せを利用することにより非常にフレキシブルな
ものとなる。このような要素を互いに接続することによ
り、所要の位置と向きにトランスデューサー・ユニット
３０を取り付けることができる。したがって、上述の装
置は、いろいろな長さのボール・バーを作るためのいろ
いろな長さをもったエキステンション・バー４０を含
め、図１に示されているボール・バー４０を提供するに
必要な全ての部品を包有するとともに、エクステンショ
ン・バー５４とクランピング・ブロック５６と雌雄式ア
ダプター４６とが選択的に使用されたキットとして供給
されることが好ましい。接続要素５４，５６，４６は、
干渉計システムの光学的な構成要素を取り付けるキット
として、本出願人であるレニショウ・トランスデューサ
ー・リミテッドから商業的に入手することができる。
【００２３】トランスデューサー・ユニット３０を使用
する際のフレキシビリティはいろいろな構成要素にＭ６
のねじをベースにした接続手段を使用することにより確
保することができるとともに、多くの異なったやり方で
これらの接続手段を相互に接続することができることは
容易に理解できよう。本発明がＭ６のねじをベースにし
た接続手段の使用にのみ限定されるものではなく、他の
タイプのねじ接続手段または他のタイプの相互に交換可
能な接続手段を使用してさしつかえないことは勿論のこ
とである。
【００２４】図４は、上述の構成要素に類似した構成要
素を使用したボール・バーを示す。このボール・バーの
主要な部分は細長いトランスデューサー・ユニット１１
０であり、基準ボール１１２はフレキシブルなゲートル
１１４内を軸方向で摺動するバー１１６に沿って前記ト
ランスデューサー・ユニット１１０の一方の端部から入
れ子式に突設されている。ロッド１１６の摺動変位を測
定し、これにより基準ボール１１２の位置を測定すると
ともに、基準ボール１１２を外に向ってかたよらせるス
プリングを包有し軸方向にまっすぐに変位するトランス
デューサー１１８が、トランスデューサー・ユニット１
１０内に設けられている。使用に際しては、上記のボー
ル・バーは、工作機械のヘッドまたはスピンドルに固定
された基準ボール１２２と、図１に示されている基準ボ
ール２２と同じやり方で調節可能な支持装置を介して工
作機械のベッドまたはテーブルにクランプされる精密な
磁気ソケット１２４との間に枢動可能に取り付けられて
いる。
【００２５】第２の基準ボールを収容する類似の磁気ソ
ケットをトランスデューサー・ユニット１１０の他方の
端部１２０に設けるようにしてもよく、また図１の参照
数字４２により表示されているようなソケットを収容す
るためにねじ式の接続手段を設けるようにしてもよい。
この構成によれば、図１に示されているやり方と同じや
り方でボール・バーとして本発明装置を使用することが
できる。しかし、図４に示されている構成の場合、端部
１２０には上述のようなソケットは使用されていない。
【００２６】基準ボール１２２を端部１２０でソケット
に接続する代わりに、カラー１２８が軸方向に摺動可能
にトランスデューサー・ユニット１１０の外側に取り付
けられている。磁気ソケット１２４に類似した精密な磁
気ソケット１３０はＭ６のねじが刻設されたボス１３２
を備えており、該ボス１３２はカラー１２８のＭ６のね
じ穴に螺合されている。基準ボール１２２はソケット１
３０内に収容されている。カラー１２８はトランスデュ
ーサー・ユニット１１０の長さに沿った所要の位置で固
定することができる。このための簡単なやり方は、ソケ
ット１３０のねじが刻設されたボス１３２を使用して、
該ボス１３２を押込むねじとして機能させることであ
る。必要な場合、トランスデューサー・ユニット１１０
が損傷することを防止するため、比較的柔らかい材料か
ら作られた中間要素をねじが刻設されたボス１３２の端
部とトランスデューサー・ユニット１１０との間でカラ
ー１２８に挿入するようにしてもよい。
【００２７】使用に際しては、所要の半径に対応したト
ランスデューサー・ユニット１１０の長さに沿った所要
の位置でカラー１２８が固定される。基準ボール１１２
がソケット１２４に取り付けられるとともに、基準ボー
ル１２２がソケット１３０に取り付けられる。しかるの
ち、機械のスピンドルに命令を伝え、矢印１３４により
表示されているように、基準ボール１１２の中心を通っ
て延在した垂直線の回りの円形の経路に沿って機械のス
ピンドルを移動させる。トランスデューサー１１８は、
機械のスピンドルが真の円形の経路からのずれを表示す
る出力信号を発信する。図１に示されている実施例より
優れているこの実施例の特長は、トランスデューサー・
ユニット１１０の長さより小さい選択された半径を有す
る円形の経路に沿って較正を行うことが可能であること
である。
【００２８】基準ボール１１２，１１２とソケット１２
４，１３０を他のやり方で構成することにより上述と同
じ効果を得ることができることは容易に理解することが
できよう。例えば、基準ボール１２２をＭ６のねじ接続
手段によりカラー１２８に固定した状態で、工作機械の
スピンドルにソケット１３０を取り付けるようにしても
よい。この構成の特長は、上述と同じ標準化された構成
要素のキットからいろいろな構成要素を選択的に取り出
して使用することができることである。別のやり方とし
て、図４の構成を反転させ、工作機械のスピンドル内に
取り付けられたソケットに基準ボール１１２を収容する
とともに、図１に示されているボール／ソケットの組み
合わせと支持装置１４を介してカラー１２８を工作機械
のヘッドまたはテーブル上に枢動可能に取り付けるよう
にしてもよい。
【００２９】図５は、電子的なダイヤル・ゲージとして
トランスデューサー・ユニット１１０を使用したときに
有用な変更された構成を示す。この構成によれば、エク
ステンション・バーまたはロッド１３６は工作機械のス
ピンドルに取り付けられるかまたは工作機械のベッドに
取り付けられるか、または所要の他のやり方で取り付け
られる。エクステンション・バー１３６は、図４に示さ
れているソケット１３０に類似したやり方でＭ６のねじ
が刻設されたボス１３２を備えている。該ボス１３２は
カラー１２８にねじ込まれ、トランスデューサー・ユニ
ット１１０に沿った所要の位置でカラー１２８を固定す
る働きをする。この構成は図３に示されている構成と同
じやり方で使用することができる。
【００３０】図６は図４に示されている配列を変更した
例を示す。この構成によれば、カラー１２８の代わりに
精密なボール１４４が使用されている。トランスデュー
サー・ユニット１１０を摺動可能に収容する貫通穴１４
５がボール１４４の中心を貫通して形成されている。押
込みねじ１４６がトランスデューサー・ユニット１１０
に沿った所要の位置でボール１４４を固定している。基
準ボール１１２の代わりに比較的大きな精密なボール１
４０が使用されている。このボール１４０は較正作業を
正確に行うことができるようにするために、ボール１４
４と同じ寸法に作られている。これらのボール１４０と
１４４とは、該ボール１４０，１４４の寸法に適合する
よう上述のものより大きく精密な磁気ソケット１４２，
１４８に枢動可能に取り付けられている。ソケット１４
２，１４８はそれぞれ、上述と同様、工作機械のテーブ
ル、ヘッドまたはスピンドルに取り付けられる。図６に
示されている構成は図４に示されている構成より寸法的
に正確である。なぜなら、ボール１４４は、トランスデ
ューサー・ユニット１１０を水平の状態に保持しなが
ら、ボール１４０と同じ水平面内で回動することができ
るからである。
【００３１】図７を参照しながら説明を続ける。旋盤上
に配置された工具ホルダーまたは工具ポストの能力を較
正するため、英国工業規格４６５６の第２８条は、変位
型トランスデューサーを切削工具の代わりに旋盤の工具
ポスト上に取り付けることを要求している。旋盤は、変
位型トランスデューサーの先端がワークピースの表面上
を移動している間、ワークピースの中心の回りの円形の
経路に沿って工具ポストを駆動するようにプログラミン
グされている。図７は上述のものと類似したやり方で較
正を行う方法を図解したものである。
【００３２】図７に示されているように、旋盤は、軸２
１２の回りで回転可能なスピンドル２１０と、スピンド
ル２１０の軸線２１２に平行な方向（Ｚ方向）にスピン
ドル２１０に関して移動するよう取り付けられた工具ポ
スト２１４とを備えており、クロス・スライド２１８自
身はキャリッジ２１６上に軸線２１２と直交する方向
（Ｘ方向）に移動するよう取り付けられている。ボール
１１２が入れ子式に取り付けられている図４に示されて
いるトランスデューサー・ユニット１１０が、例えば、
上述のカラー１２８を使用してクランプすることにより
工具ポスト２１４上に取り付けられている。トランスデ
ューサーユニット１１０の代わりに、図１に示されてい
るトランスデューサー・ユニット３０使用してもさしつ
かえない。
【００３３】旋盤のスピンドル２１０は、上述と同様な
やり方で精密な磁気ソケットまたは磁気カップ２３２を
支持している。枢動リンク２３６が磁気ソケット２３２
とトランスデューサー・ユニット１１０のボール１１２
との間に設けられている。枢動リンク２３６はボール２
４０と磁気ソケット２３２と同一の別の磁気ソケットま
たは磁気カップ２４２を備えている。ロッド２４４がボ
ール２４０と磁気ソケット２４２とをしっかりと接続し
ている。枢動リンク２３６のボール２４０は磁気ソケッ
ト２３２内に枢動可能に保持されており、トランスデュ
ーサー・ユニット１１０の端部にあるボール１１２は枢
動リンク２３６の他端にある磁気ソケット２４２内では
枢動可能に保持されている。したがって、枢動リンク２
３６は、トランスデューサー・ユニット１１０のボール
１１２をスピンドル２１２内に設けられた磁気ソケット
２３２と枢動可能に接続する所定の長さを有する一種の
ワークピースを構成している。
【００３４】旋盤を較正するに際しては、工具ポスト２
１４がＸ軸方向のスライド２１８とＺ軸方向のスライド
２１６により駆動され、破線２４６により表示されてい
る湾曲した経路に沿ってトランスデューサー・ユニット
１１０のボール１１２を移動させる。磁気ソケット２４
２とボール１１２との間が枢動可能に接続されているの
で、ボール１１２と２４０との間のセンター間距離を一
定に保持した状態で、枢動リンク２３６はボール１１２
といっしょに枢動する。したがって、工具ポスト２１４
が経路２４６から移動するに伴って生じる変位はトラン
スデューサー・ユニット１１０の入れ子式の構成により
調整することができる。トランスデューサー・ユニット
１１０の軸方向のこのような変位の大きさはトランスデ
ューサー１１０内にあるトランスデューサーにより測定
され、コンピューターのごとき記録装置に伝達される。
記録装置に記録されたデータに基づいて、工具ポスト２
１４が経路２４６に沿って駆動される間の精度を判定す
ることが可能である。
【００３５】経路２４６に沿った変位の２つの端部に生
じる側部負荷を最小に抑えるため、トランスデューサー
・ユニット１１０の軸が旋盤のスピンドル２１０の軸線
２１２に関して４５°の角度で延在するようトランスデ
ューサー・ユニット１１０が工具ポスト２１４上に取り
付けられていることが好ましい。
【００３６】枢動リンク２３６は上述のいろいろなモジ
ュラー要素から構成されていることが好ましい。ロッド
２４４は、精密なボール２４０を一端にねじ込ませ、磁
気ソケットまたは磁気カップ２４２を他端にねじ込ませ
た図１に示されているようなエクステンション・バー４
０により構成するようにしてもよい。別のやり方とし
て、磁気ソケットまたは磁気カップ２３２をロッド２４
４上に設け、ボール２４０をスピンドル２１０に固定す
るようにしてもよい。さらに別のやり方によれば、ボー
ル２４０をスピンドル２１０上の磁気ソケット２３２と
ロッド２４４上の別の磁気ソケットとの間に収容するよ
うにしてもよい。この場合、ボール２４０を枢動可能に
収容するのではなくて、固定状態でボール２４０を収容
するように磁気ソケットの一方を変更してもよい。
【００３７】別の実施態様によれば、トランスデューサ
ー・ユニット１１０上のボール１１２の代わりに磁気ソ
ケットが設けられている。この場合、（両端にボールを
備えた）所定の長さを有する標準のボール・バー・テス
ト・ゲージ装置を枢動リンク２３６として使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械上で使用されるボール・バーを示す側
面図である。
【図２】第１の構成態様としてダイヤル・ゲージとして
使用されるボール・バーの一部を示す側面図である。
【図３】第２の構成態様としてダイヤル・ゲージとして
使用されるボール・バーの一部を示す側面図である。
【図４】別のボール・バーの構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示されている構成要素の斜視図でありダ
イヤル・ゲージとして構成されている。
【図６】図４に示されている構成から変更された実施例
の部分的な断面図である。
【図７】旋盤上に取り付けられている図１から図５まで
に示されている構成要素の別の構成を示す概念的な平面
図である。
【符号の説明】
１０ ワークピース保持テーブル １２ ヘッド １４ 支持装置 １６ ワークホルダー １８，４２，４４，６０ ねじ穴 ２０ レバー ２２，２８，１１２，１４０ 基準ボール ２４，２９，１２４，１３０，１４２，１４８，２３
２，２４２ 磁気ソケット ２６ ボール・バー ３０，１１０ トランスデューサー・ユニット ３２ ガイド・ロッド ３４，１１８ トランスデューサー ３６ 信号 ４０，１３６ エクステンション・バー ４０ アダプター ４８ ロック・ナット ５０ ゲージ・ブロック ５２ 基準面 ５４ エクステンション・バー ５６ クランプ・ブロック ５８ ねじ １１４ ゲートル １１６ バー １２０ 端部 １２８ カラー １３２ ボス １４４，２４０ ボール １４５ 貫通穴 １４６ 押込ねじ ２１０ スピンドル ２１２ スピンドルの軸 ２１４ 工具ポスト ２１６ クロス・スライド ２３０ 枢動リンク ２４４ ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マクファーデン， シーマス イギリス ブリストル ホーフィールド ミルナー ロード 27 (72)発明者 イールズ， マーカス ジェイムズ イギリス グロスターシャ州 ワットン− アンダー−エッジ ハウレイ デイジー グリーン （番地なし) (72)発明者 ベイレイ， アンドルー マイケル イギリス ブリストル ソーンベリー ス ワロー パーク 14

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 細長いバーと、該バーの一方の端部に取
    り付けられた第１の基準要素と、該第１の基準要素から
    隔置されている前記バー上の位置に設けられた第２の基
    準要素と、該第２の基準要素に関して第１の基準要素を
    バーの軸方向に移動させることができる入れ子手段と、
    このような移動を測定するトランスデューサーとより成
    る座標位置決め機に使用されるる較正装置であって、前
    記バーを堅固に機械に取り付けるために前記バーに取り
    外し可能に接続することができる堅固な支持部材が設け
    られていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 第２の基準要素が、前記細長いバーに取
    り外し可能に接続され得ることを特徴とする請求項１記
    載の装置。
  3. 【請求項３】 前記堅固な支持部材が、第２の基準要素
    の代わりに前記細長いバーに取り外し可能に接続され得
    ることを特徴とする請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 エクステンション・バーが前記細長いバ
    ーと前記第２の基準要素との間に取り外し可能に接続さ
    れ得ることを特徴とする請求項２または３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記第１の基準要素が、ボールであるこ
    とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 前記第２の基準要素が、ボールを枢動可
    能に受け支えるカップまたはソケットであることを特徴
    とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記第２の基準要素が、前記細長いバー
    の両端の間の中間位置で該細長いバーに接続され得るこ
    とを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 前記第２の基準要素が、前記細長いバー
    の両端の間の複数の中間位置のいずれかで細長いバーに
    接続され得ることを特徴とする請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 互いに二次元の方向または三次元の方向
    に移動可能な２つの機械部品を備えた座標位置決め機を
    較正するために使用される較正装置であって、該装置
    が、一方の端部に第１のコネクターを備えている細長い
    バーであって、前記一方の端部を前記機械部品のうちの
    一方に枢動可能に接続させることができるとともに、前
    記第１のコネクターが反対側の端部に関して軸方向に移
    動可能であるよう構成された細長いバーと、該軸方向の
    移動を測定するよう前記細長いバーに設けられたトラン
    スデューサーと、前記細長いバーと前記２つの機械部品
    のうちの他方との間を枢動可能に接続するために設けら
    れた第２のコネクターとを有する較正装置において、前
    記第２のコネクターが前記細長いバーの両端の間の中間
    位置に設けられていることを特徴とする較正装置。
  10. 【請求項１０】 前記第２のコネクターが、前記細長い
    バーの両端の間の複数の中間位置のうちのいずれか１つ
    に固定することができる要素上に設けられていることを
    特徴とする請求項９記載の装置。
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GB9126916.7 1992-02-08
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