JPH0536161Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 ［産業上の利用分野］ 本考案は、工作機械の機械精度の検査に使用さ
れる基準ゲージに関する。

［従来の技術］ 工作機械の機械精度、例えば、マシニングセン
タの各軸における主軸、パレツトの移動相互の直
角度、平行度といつた内容を検査する場合、通
常、パレツトに基準ゲージを固定し、基準ゲージ
の平らな基準面に沿つてテストインジケータを移
動させることによつてなされる。

従来、こうした基準ゲージは基準面を有しただ
けのブロツク状のものであり、単一の検査項目に
しか適用できなかつた。

ところで、最近、工作機械の自動化が進み、夜
間の無人運転中にも機械精度を検査したいという
要求がある。つまり、機械精度が良好な間は、そ
のまま加工運転を継続するのである。

また、加工運転中に定期的に繰返し検査を行
い、機械精度の経時変化を測定したいという要求
もあつた。

こうした検査を単純化するために、機械精度の
うち、多くの検査項目に適用しうる単一の基準ゲ
ージの存在が望まれていた。

例えば、第５図に示す基準ゲージａが検討され
ていた。図示するように、これは、立方体形状か
らなり、それぞれの面に平らな基準面ｂを有す
る。隣接する面上の基準面ｂは互いに精度よく直
角が出されている。したがつて、主軸やパレツト
の移動に際してテストインジケータやタツチセン
サなどを走査させることにより移動方向の平行
度、直角度を知ることができる。

また、基準ゲージａの各面の中心には、対向す
る反対側の面と同軸な円形の貫通穴ｃが設けられ
ている。この穴ｃの壁面をタツチセンサで３点計
測することにより、その中心座標を知り、対向す
る面の中心座標と足して値２で除算して中心座標
を求める。つぎに、180度回転させて同様に中心
座標を求めると、旋回中心の座標を知ることがで
きる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、このような基準ゲージａでは、
機械精度のうち、ピツチ精度を検査する手立てが
なかつた。

このため、従来から行われているようにテスト
ワークを別体として設け、このテストワークに目
標距離（たとえば200［mm］，400［mm］）離して４箇
所に穴を空ける。その後、穴の中心間の距離を測
定するといつたことを行わなければならなかつ
た。

したがつて、その段取り作業に人手を要し、無
人化するといつたことができなくなつてしまう。
また、経時的に繰返し検査しようとする際には、
テストワークの交換といつた作業に多くの手間を
要してしまうことが考えられた。

また、工作機械の加工作業中に生ずる熱により
機械本体はかなりの高温を達している。機械本体
からの熱が伝導されると、基準ゲージの温度が上
昇して、熱膨脹によるわずかの歪みを生じてしま
う。この結果、精度よく機械精度の検査を行うこ
とができないといつた問題もあつた。

そこで、本考案の基準ゲージは、機械精度を総
合的な検査に使用しうる基準ゲージであつて、機
械本体からの熱の影響を受けにくい基準ゲージを
提供することを目的とする。

考案の構成 ［課題を解決するための手段］ かかる問題点を解決するためになされた本考案
の請求項１における基準ゲージは、 立方体形状をなし、互いに直角をなす平らな基
準面をそれぞれの面の少なくとも一部に形成する
と共に該それぞれの面の中心に円径の穴部を形成
したブロツク部材と、 該ブロツク部材を工作機械のパレツトに固定す
る取付け部材と、 から構成され、 工作機械の機械精度の検査に使用される基準ゲ
ージにおいて、 少なくとも一面に、中心間の距離が特定された
複数の円部を設けたことを特徴とする。

また、本考案の請求項２における基準ゲージ
は、前述した基準ゲージの構成に、更にブロツク
部材と取付け部材との間に、断熱部材を介在させ
たことを特徴とする。

ここで、ブロツク部材としては、できるだけ６
面体の各面の形状を揃えて、熱膨脹などによる歪
みを各面において均等になるようにしたものがよ
い。また、軽量化を図るために必要のないブロツ
ク部材の内部をくりぬいておいてもよい。

ブロツク部材の材質としては、全体が鋳鉄であ
つても、セラミツクスであつてもよく、あるい
は、一部の材質を違えておいてもよい。

円部としては、面上に丸く形成された貫通穴や
窪み（いわゆる内径を有するもの）の他に、面上
に突起した円柱部（いわゆる外径を有するもの）
とすることができる。

断熱部材としては、熱伝導率の低い物質であつ
て、剛性が高く平らな面を有したもの等を挙げる
ことができる。例えば、アルミナ等のセラミツク
ス材料、あるいは大理石、斑れい岩等の自然石を
板状もしくはブロツク状にしたものを用いること
ができる。

［作用］ 本考案の基準ゲージは、ブロツク部材の各面に
形成された基準面、穴部を利用しての検査の他
に、中心間の距離が特定された複数の円部を利用
して機械精度のうちピツチ精度の検査にも用しう
る。

また、機械本体からの熱の伝導をブロツク部材
と取付け部材との間に介在された断熱部材により
遮蔽しうる。

［実施例］ 以下に、本考案の基準ゲージの好適な実施例に
ついて説明する。

第１図は、本実施例の基準ゲージの構造を示す
一部破断正面図であり、第２図は、基準ゲージの
構造を示す平面図である。

図示するように、本実施例の基準ゲージ１は、
立方体形状のブロツク部材５、このブロツク部材
５をパレツト１０に据え付けるための取付け部材
２０、およびブロツク部材５、取付け部材２０の
間に介装されたセラミツクス棒材２５から構成さ
れる。

ブロツク部材５は、６面とも同一な形状をして
おり、どの面を底部にしても取り付けできるよう
にされている。

また、本実施例のブロツク部材５は、鋳物
（FC３０）で成形されている（一辺の長さ320
［mm］）。このブロツク部材５の縁には、面に沿つ
て平らな基準面３４（幅25［mm］）が形成されてい
る。四角形を構成する基準面３４の内側には、一
辺200［mm］の正方形の角を中心として口径40［mm］
の小円部３７が４か所に穿設されている。これら
の小円部３７の中心間の距離は正確に200［mm］に
決定されている。

４箇の小円部３７の内側中心には、口径81［mm］
の大円部４６が空けられており、この大円部４６
はブロツク部材５の反対側の面にまで貫通されて
いる。大円部４６の開口には、トロイダル形のリ
ング５３が嵌め込まれボルト５４で固定されてい
る。また、リング５３には、後述する取付け部材
２０への固定用の雌ねじ部５５が形成されてい
る。このほか、ブロツク部材５の各面には、軽量
化を図るために略台形状の空洞部５６が複数形成
されている。

一方、取付け部材２０は、パレツト１０と同じ
大きさ（400×400［mm］）の正方形状の板材であ
り、ブロツク部材５と同じ鋳物（FC３０）の材
質でできている。

取付け部材２０の面には、ブロツク部材５の基
準面３４に応じた略四角形と合致するよう４箇所
に区画された溝部６５を有する。４箇所の溝部６
５の各々には、四角柱のセラミツクス棒材２５が
取付け部材２０の面より高さ５［mm］突出して嵌
め込まれボルト６８により固定される。

ブロツク部材５は、基準面３４をセラミツクス
棒材２５の上面に重ねて取付け部材２０に載置さ
れる。載置後に、前述したリング５３の周方向に
形成された雌ねじ部５５に取付け部材２０の裏側
からボルトで締め付けることにより、ブロツク部
材５、セラミツクス棒材２５、取付け部材２０は
一体化される。

こうして一体化された基準ゲージは、取付け部
材２０の四隅に形成された貫通穴７７を介してボ
ルト７９によりパレツト１０に取り付けられる。

このように、ブロツク部材５は、セラミツクス
棒材２５を介して機械本体から熱的に浮いた構造
を有する。

つぎに、以上示した構造を有する基準ゲージ１
を使用しての機械精度の検査について示す。

第３図は、適用されるマシニングセンタを概略
的に示す。

図示するように、マシニングセンタ１００は、
水平に主軸１１０が設けられた横形のもので、数
値制御装置（NC装置）を備えている。主軸１１
０はＹ軸方向に移動自在であり、主軸１１０が取
り付けられたコラム１２０は、Ｚ軸方向に移動自
在である。また、基準ゲージ１が載置されるパレ
ツト１０を備えたテーブル１３０はＸ軸方向に移
動自在、かつ割出し自在となつている。

検査に際して、第４図に示す周知のタツチセン
サ８５が主軸１１０に取り付けられる。このタツ
チセンサ８５は、先端に３個の接触子８５ａを有
するもので、接触子８５ａの接触により内部のリ
ミツトスイツチ（図示せず）が作動する。図示し
ないNC装置は、リミツトスイツチの作動を検知
して接触点の座標を判断する。

本実施例の基準ゲージ１は、以下に示す検査に
主に使用される。

(a) 各軸方向への移動における相互の直角度 (b) Ｘ軸方向の移動とパレツト１０上面との平行
度 (c) Ｚ軸方向の移動とパレツト１０上面との平行
度 (d) 旋回テーブルの割出しの直角度 (e) パレツト交換の繰返し精度 (f) Ｘ軸、Ｙ軸のピツチ精度 (g) テーブル旋回中心とＸ軸原点との間の距離 これらの検査のうち、(f)の検査を除いてはすで
に周知であるので、ここでは、説明を簡単に済ま
し、(f)の検査について詳しく述べる。

(a)の検査では、例えばＸ軸に垂直な方向の基準
面３４にタツチセンサ８５を適宜接触させると共
に、タツチセンサ８５をＹ軸方向に移動させる。
移動に伴う接触点の座標を連続的に読み取ること
で、その座標値からＸ−Ｙ軸の直角度を計測す
る。Ｙ−Ｚ軸およびＺ−Ｘ軸についても同様であ
る。

(b)，(c)の検査では、ブロツク部材５の上面に形
成された基準面３４にタツチセンサ８５を適宜接
触させると共に、パレツト１０をＸ軸方向に移動
させるか、主軸１１０をＺ軸方向に移動させるこ
とで計測する。

(d)の検査では、(a)と同様にＸ軸方向に沿つてパ
レツト１０を移動させタツチセンサ８５を用いて
計測した後に、パレツト１０を90度旋回させて同
様にパレツト１０をＸ軸方向に移動させて計測す
る。その結果、旋回テーブルの割出しの直角度を
計測する。

(e)の検査では、基準ゲージ１の所定位置の座標
をパレツト１０を交換する度に計測する。

(f)の検査では、始めに基準ゲージ１をＸ軸、Ｙ
軸方向に基準面を揃えて固定する。つぎに、タツ
チセンサ８５を基準ゲージ１の面に形成された小
円部３７の内側に定置する。このあと、小円部３
７の側壁にタツチセンサ８５の接触子８５ａを接
触させて小円部３７周上における接触点の座標を
求める。別々の接触点の座標を３点求めた後、三
角形の外心を計算する。この外心の座標が小円部
３７の中心座標となる。同様の手順に従つて、他
の小円部３７の中心座標を計算する。

隣合う小円部３７の中心座標が求まつたら、こ
れらの中心間距離、つまり小円部３７間のピツチ
を計算する。計算された小円部３７間のピツチが
基準ゲージ１に穿設された実際の小円部３７間の
ピツチ200［mm］からどのくらいのずれているかを
求め、その値をピツチ精度とする。また、小円部
３７、大円部４６の中心間の距離に対しても同様
に計算される。

こうしたピツチ精度の検査はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
のそれぞれの方向に沿つて為される。

つぎに、(g)の検査では、Ｘ軸上に対向する大円
部４６の中心座標をそれぞれ求め、これらの値を
足して値２で除算することによりＸ軸方向におけ
る基準ゲージ１の中心座標を計算する。つぎに、
パレツト１０を180度旋回させて同様に基準ゲー
ジ１の中心座標を計測する。先に求めた中心座標
との差分から旋回中心とＸ軸原点との差を知るこ
とができる。

以上示したように、本実施例の基準ゲージ１に
よれば、種々の機械精度の検査に加えてピツチ精
度の検査にも使用することができる。したがつ
て、ピツチ精度の検査の場合に別にテストワーク
を設けるといつたことを回避でき、無人化に適し
た検査を実施できる。

また、ブロツク部材５と取付け部材２０との間
に設けられたセラミツクス棒材２５が機械本体か
らの熱の伝導を遮断するので、基準ゲージ１の温
度が上昇してしまうといつたことを著しく低減で
き、検査精度を高めることができる。

尚、タツチセンサ８５を使用する代わりに、電
気マイクロやテストインジケータを用いてもよ
い。

考案の効果 以上詳述したように、本考案の請求項１に係わ
る基準ゲージによれば、種々の機械精度の検査に
加えてピツチ精度の検査にも適用できるという優
れた効果を奏する。したがつて、ピツチ精度の検
査に別にテストワークを設けるといつたことを回
避でき、無人化に適した検査を実施できる。

また、請求項２に係わる基準ゲージによれば、
前記の効果に加えて、ブロツク部材と取付け部材
との間に設けられた断熱部材が機械本体からの熱
の伝導を遮断するので、基準ゲージの温度が上昇
してしまうといつたことを著しく低減でき、検査
精度を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例の基準ゲージの構造を示す
一部破断正面図、第２図は、基準ゲージの構造を
示す平面図、第３図は、マシニングセンタの構造
を概略的に説明する説明図、第４図は、タツチセ
ンサの構造を示す正面図、第５図は、従来の基準
ゲージの構造を示す斜視図である。 １……基準ゲージ、５……ブロツク部材、２０
……取付け部材、２５……セラミツクス棒材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 立方体形状をなし、互いに直角をなす平らな
   基準面をそれぞれの面の少なくとも一部に形成
   すると共に該それぞれの面の中心に円形の穴部
   を形成したブロツク部材と、 該ブロツク部材を工作機械のパレツトに固定
   する取付け部材と、 から構成され、 工作機械の機械精度の検査に使用される基準
   ゲージにおいて、 少なくとも一面に、中心間の距離が特定され
   た複数の円部を設けたことを特徴とする基準ゲ
   ージ。 (2) ブロツク部材と取付け部材との間に、断熱部
   材を介在させたことを特徴とする請求項１に記
   載の基準ゲージ。