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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Publication date
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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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Publication of JPH05256602A publication Critical patent/JPH05256602A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring 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
    • G01B21/04Measuring 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
    • G01B21/042Calibration or calibration artifacts
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37101Vector 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
GB9116244.6 1992-02-08

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