JPH10111706A

JPH10111706A - 数値制御工作機械の自動測定装置

Info

Publication number: JPH10111706A
Application number: JP26748996A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Goto; 克志後藤
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: JP3269405B2

Abstract

(57)【要約】【課題】測定軸の移動に対する測定データを自動的に取
得し、その測定データに基づいて高精度の補正量を求め
ることができる数値制御工作機械の自動測定装置を提供
する。【解決手段】パソコン２０のキーボード２８から、測定
軸の軸コード、測定長さ、測定間隔等の指示データを入
力し、該入力データに基づいて測定用のＮＣプログラム
を作成する。そして、該ＮＣプログラムによって工作機
械の測定軸を制御しつつ、測定間隔毎にレーザ測長装置
（１０、１４、１２）を用いて測定値（ピッチ誤差量）
を取得する。そして、各測定位置の測定値を予め決めら
れた補間方法（直線補間等）で補間し、補正間隔で区切
られた補正区間の補間値平均を当該補正区間の補正値と
して、ＮＣ装置５に伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は数値制御工作機械の
自動測定装置に係り、特に、ＮＣ工作機械の軸送りピッ
チ誤差の測定及び補正値の算出等を自動的に行う装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械には送りネジのピッチ誤差やバ
ックラッシ等があり、モータに加える信号と機械の移動
量との間に誤差が生じる。このような誤差は工作機械の
個体毎に特有なものであり、かかる誤差の測定を自動的
に行い、その測定値に応じてピッチ誤差補正値を計算し
てＮＣ装置に伝送する自動測定装置が特開昭６１−９５
８５３号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された数値制御工作機械の自動測定装置は、各
測定位置の測定値（ピッチ誤差量）を直線で結び、その
傾きから各補正間隔における補正値を割り付けるという
方法が採用されているために、測定値が減少に転じるな
ど、測定値のバラツキが大きい場合に精度が悪く、適正
な補正が行えないという欠点がある。即ち、通常、ピッ
チ誤差量は上記公報の第４図のように単調増加的な直線
的変化をするものではなく、一般には増減を繰り返す曲
線的変化をすることから、直線近似による割り振りでは
精度のよい補正値を求めることができない。

【０００４】また、従来の方法では、補正間隔以下の測
定間隔で測定したデータについては、補正区間の境を跨
ぐ２点のデータのみが利用され、他のデータは利用され
ないので、測定位置の間隔を狭めて測定回数を増やして
も、精度のよい補正値を算出することができないという
問題がある。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、測定値のバラツキが大きい場合にもその測定結
果に基づいて高精度の補正値を求めることができる数値
制御工作機械の自動測定装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、数値制御装置により駆動制御される工作機械
のコラム、主軸頭又はテーブル等の移動体の位置又は移
動速度を測定する測定手段と、前記測定手段による測定
対象となる可動体の選択、前記測定範囲、測定間隔、及
び測定内容の指令等の指示データを入力するデータ入力
手段と、前記データ入力手段から入力された指示データ
に基づいて前記可動体の移動及び停止を指令する数値制
御プログラムを生成し、該数値制御プログラムによって
前記数値制御装置及び前記測定手段を制御して測定間隔
毎に測定データを取り込み、予め決められた補間方法に
より未測定位置の測定データを補間し、前記補正間隔で
区切られた補正区間の測定データ及び補間値データの平
均を該補正区間の補正値とし、該補正値を前記数値制御
装置に伝送する測定制御手段と、を備えたことを特徴と
している。

【０００６】本発明によれば、測定間隔毎に取得された
測定値の測定データと、該測定値に基づいて補間された
補間値データの全てのデータを用いてその平均を補正値
として求めている。従って、従来の直線近似による割り
付けによる補正値の算出方法に比べ、一層精度の高い補
正値を得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る数値制御工作機械の自動測定装置の好ましい実施の
形態について詳説する。図１には、本発明に係る数値制
御工作機械の自動測定装置を縦型ＮＣマシニングセンタ
に適用した例が示されている。同図中符号１はマシニン
グセンタ（工作機械本体）のベッドであり、該ベッド１
上にはテーブル２及びコラム３が設けられている。テー
ブル２は、図中左右方向（ｘ軸方向）及び紙面垂直方向
（ｙ軸方向）に移動自在に支持され、コラム３には、主
軸頭（可動体）４が図の上下方向（ｚ方向）に移動自在
に設けられている。

【０００８】図中符号５は、前記テーブル２及び主軸頭
４の移動、並びに、主軸６の回転等を制御するＮＣ装置
であり、トップビーム等の適当な位置にアーム部材８を
介して取付けられている。尚、コラム３はベッド１上に
固定されているものとして説明するが、コラム３はベッ
ド１上に移動自在に支持されていてもよい。このマシニ
ングセンタの自動測定を行う自動測定装置は、主として
レーザ光源１０、カウンター１２、干渉光学ヘッド１４
及び反射鏡１６、１７、１８等から成るレーザ測長装置
と、前記レーザ測長装置及び前記ＮＣ装置５等を制御す
るノート型のパソコン２０とから構成される。

【０００９】前記レーザ測長装置のレーザ光源１０に
は、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ発振器が採用され、該レー
ザ光源１０から出た光は光ファイバー（送信ファイバ
ー）２２を介して干渉光学ヘッド１４に導かれる。ｘ軸
又はｙ軸方向の測定を行う場合は、干渉光学ヘッド１４
の光出射部が前記反射鏡１６、１７の高さに一致するよ
うに前記主軸頭４を降下させることにより行う。このと
き、ｘ軸及びｙ軸の測定方向の切り換えはマシニングセ
ンタの主軸６を９０度回転させて行う。また、ｚ軸方向
の測定は前記干渉光学ヘッド１４から出射される光を下
側に向けることにより行う。

【００１０】前記干渉光学ヘッド１４から出射された光
は、反射鏡１６、１７、１８のうち測定対象として選択
された軸方向に移動する反射鏡によって反射された後、
再び該干渉光学ヘッド１４に入射する。干渉光学ヘッド
１４は、反射鏡１６、１７、１８の移動量（ｚ軸測定の
場合は、相対移動量）を干渉縞の強度変化に変換し、こ
の強度変化を光ファイバ（受信ファイバ）２３でカウン
タ１２に伝送する。

【００１１】カウンター１２は光電素子を有し、前記光
ファイバー２３で導かれた光信号（強度変化を示す光）
を電気信号に変換して計数する。また、このカウンター
１２は、パソコン２０とパラレル入出力バス（Ｉ／Ｏバ
ス）２６を介して接続され、計数結果等の各種データの
授受が行われる。前記パソコン２０は、前記カウンター
１２から入力される測定データ等の各種データを記憶す
るメモリや演算処理回路を含み、データや指令を入力す
るためのキーボード２８と測定結果等を表示するディス
プレイ部（ＬＣＤ）３０とを有している。該パソコン２
０には、後述する自動測定システムを機能させるソフト
ウエアが組み込まれている。尚、このソフトウエアはプ
ロッピーディスク３２等の記憶媒体に保存が可能であ
る。

【００１２】パソコン２０は、ＲＳ２３２Ｃ等の入出力
インターフェースを介して前記ＮＣ装置５と接続され、
ＮＣ装置５の駆動制御、測定軸の移動に対する測定デー
タの自動取得、補正量の算出、ピッチ誤差補正データの
書き込み等、一連の作業を全て自動で実行する。尚、同
図には示されていないが、測定結果やＮＣパラメータ等
を印刷出力するプリンタを接続してもよい。

【００１３】次に、自動測定システムの内容を説明す
る。図２には、自動測定装置によってピッチ誤差補正を
行う場合の処理の流れが示されている。自動測定装置を
起動すると（ステップＳ１０、以下ステップ番号のみを
示す）、先ず、初期処理が行われる（Ｓ１１）。この初
期処理では、変数の初期値設定やハードウエアのリセッ
ト等が行われ、システムが作動する為に必要となる環境
が整えられる。

【００１４】続いて、ＮＣ装置５に規定されたパラメー
タ（ＮＣパラメータ）のうち所定のパラメータを取得し
（Ｓ１２）、ディスプレイ部３０に表示する。この時、
取得・表示されるＮＣパラメータとしては、ＮＣ装置の
機種名、Ｇコード制御軸名、リファレンス点のピッチ誤
差補正点の番号、前記リファレンス点をゼロした場合の
最もプラス（＋）側のピッチ誤差補正点の番号、最もマ
イナス（−）側のピッチ誤差補正点の番号、ピッチ誤差
補正点の間隔（補正間隔）、ピッチ誤差補正倍率などで
ある。

【００１５】次に、測定に関する指示データの入力を受
け付ける（Ｓ１３）。例えば、被測定機械の機種名、機
械番号、ｘ，ｙ，ｚ軸のうち測定しようとする軸（測定
軸）の軸コード又は名称、測定データの出力先、測定長
さ、両端逃げ長さ、測定間隔、移動方向、移動方法、測
定回数、補正ゾーン、及び目標値等の各種データをキー
ボード２８から入力することになる。

【００１６】測定長さとは、測定対象に対する長さの全
域のことであり、リファレンス点をゼロとしたマイナス
側とプラス側の２点を設定する。両端逃げ長さは、プラ
ス側とマイナス側共通の長さを指定する。この時、測定
軸の最大ストロークから両端逃げ長さを減算した値を測
定長さとして指定することが望ましい（図３参照）。測
定間隔とは、測定ポイントから次の測定ポイントまでの
距離（測定ピッチ）をいう。この測定ピッチを指定する
と、測定ポイントは図３に示すように（リファレンス
点）＋（ピッチシフト）の位置を基準に前記測定ピッチ
の間隔で前記測定長さの全域に割り振られる。尚、測定
長さや測定ピッチ等の指定単位はＮＣ側の最小設定単位
に準ずる。

【００１７】移動方向の設定には、測定の開始方向（リ
ファレンス点からプラス側とするかマイナス側とする
か）の選択、及び移動方向と測定値極性の決定が含まれ
る。また、各測定ポイントの到達方向を往方向、復方
向、両方向のいずれかに決める設定も含まれる。移動方
法の設定では、早送り、切削送り、一方向位置決めの何
れかを選択し、また、機械座標系に合わせてアブソリュ
ート指令又はインクリメンタル指令の別を設定する。

【００１８】測定回数については、リファレンス点から
スタートして全測定ポイントを測定後、リファレンス点
に戻るまでの測定を１回として測定回数を設定する。測
定回数を複数回に設定すると、各測定ポイントのデータ
は平均化される。その他、ピッチ誤差補正のデータ解析
に関連する他の指示データについては、ピッチ誤差補正
の処理との関係において後述する（図９〜図２２）。

【００１９】続いて、上記各種の指示データが入力され
ると、その指示データに基づいて測定用のＮＣプログラ
ムを作成する（Ｓ１４）。このＮＣプロラムは、測定軸
の移動体（テーブル２又は主軸頭４）の移動及び停止を
指令するとともに、前記レーザ測定装置を制御して前記
測定ピッチ毎に測定データを取り込みを指令するもので
ある。

【００２０】ＮＣプログラム作成後、このＮＣプログラ
ムに従って測定データの取得が開始される（Ｓ１５）。
即ち、パソコン２０からＮＣ装置５に１ブロック分の指
令を送信する（Ｓ１６）。この指令によって工作機械の
モータが駆動され、指令に係る移動体（テーブル２又は
主軸頭４）が測定ポイントまで移動する。パソコン２０
は、ＮＣ装置５からの戻り信号によって測定軸が移動し
ているか、停止しているかを判別する（Ｓ１７、Ｓ１
８）。軸が移動している場合、処理はＳ１７に戻り、移
動処理が続けられる。他方、Ｓ１８において、軸の停止
が確認されると、そのポイント（測定ポイント）におけ
る測定値をメモリの所定の配列部に格納する（Ｓ１
９）。

【００２１】設定されている全ての測定ポイントでの測
定が終了したか否かが確認され（Ｓ２０）、終了してい
ない場合は、処理はＳ１６に戻り、上記処理Ｓ１６〜Ｓ
２０が繰り返される。Ｓ２０において全ての測定ポイン
トでの測定の終了が確認されると、各測定ポイントにお
ける測定値を基に補正値の算出処理に移行する（Ｓ２
１、Ｓ２２）。補正値の算出過程の詳細については後述
するが、処理の流れとしては、先ず、補正区間の平均高
さを求め（Ｓ２１）、その平均値のリファレンス点から
の差分値を補正値として定める（Ｓ２２）。そして、そ
の補正値（インクリメント値）をＮＣ装置に送信する
（Ｓ２３）ことになる。

【００２２】次に、補正値の算出過程について説明す
る。図４には、測定データの一例が示されている。同図
の横軸は測定軸の移動距離（位置）を意味し、測定ポイ
ントが図中▼で示されている。同図の縦軸はリファレン
ス点を基準とした測定値（補正値）を示しており、各測
定ポイント毎に取得された測定値が図中●で示されてい
る。また、横軸に示した△は補正ポイントを表してい
る。

【００２３】補正間隔（ピッチ誤差補正点の間隔）は、
ＮＣパラメータによって設定がされており、同図に示す
ように、測定ポイントと補正ポイントとは必ずしも一致
していない。従って、測定ポイント毎に取得された離散
的な測定値をともに、各補正ポイントにおける補正値を
決定する必要がある。即ち、各測定ポイントの測定値を
予め決められた所定の補間方法で補間し、補正間隔で区
切られた補正区間の補間値平均をその補正区間の補正値
とする。本実施の形態では補間方法として直線補間を例
に説明するが、多項式近似、Ｂ−スプライン、エルミー
ト曲線、ベジェ曲線など他の補間方法を用いてもよい。

【００２４】図５には、補正区間の平均高さを求める処
理の流れが示されている。図２に示したメインルーチン
の処理Ｓ２１から、図５に示すサブルーチンの処理が開
始されると、先ず、処理に使用される変数ｘ，ｘ′，Ｓ
の初期値設定処理が行われる（Ｓ３１）。即ち、ｘ＝
０、ｘ′＝０、Ｓ＝０と設定される。尚、文字変数の意
味については図６を参照しながら明らかにしていく。

【００２５】次いで、補正区間の片側の補正ポイントａ
座標の高さｙ（ａ）を求める（Ｓ３２）。ここで、ａ座
標をｘとおく（Ｓ３３）。そして、ｘと当該補正区間の
他方の補正ポイントｂ座標との間に測定値、つまり測定
ポイントが存在すれば、ｘに最も近い測定ポイントの位
置座標をｘ′とする（Ｓ３４）。測定値の有無の判定
（Ｓ３５）において、ｘと当該補正区間の他方の補正ポ
イントｂ座標との間に測定値が存在する場合には、補間
直線とｘとｘ′との間の面積を求め（Ｓ３６）、面積値
を示すＳに加算する。以後、ｘ′をｘに置き換えて（Ｓ
３７）、処理はＳ３４に戻る。

【００２６】Ｓ３５において測定値が存在しない場合に
は、補正ポイントｂ座標の高さｙ（ｂ）を求める（Ｓ３
８）。次いで、ｘとｂ座標間の面積を求めＳに加算する
（Ｓ３９）。即ち、図６に示す場合は、Ｓ３６で求めた
面積Ｓ1 と本処理で求めた面積Ｓ2 とが加算される（Ｓ
＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ）。次いで、Ｓを（ｂ−ａ）で除算するこ
とにより、ａ座標とｂ座標とで区切られた補正区間につ
いての平均高さを求める（Ｓ４０）。その後、更に補正
区間が存在するか否かが判別され（Ｓ４１）、次の補正
区間が存在する場合には、上記Ｓ３４〜Ｓ４１と同様の
処理が繰り返される。全ての補正区間について上記処理
が完了すると、図２に示したメインルーチンに戻り、Ｓ
２２の処理が行われる。

【００２７】こうして求めた平均高さをリファレンス点
からの差分で表し、その差分値を補正値とする。この補
正値はアブソリュート値で表すこともできるし、インク
リメント値で表すこともできる。尚、図４には、このよ
うにして得られた各補正区間の平均高さが■を含む線で
示されている。次に、上記の如く構成された数値制御工
作機械の自動測定装置を用いたピッチ誤差補正につい
て、各種設定パラメータとの関連において説明する。

【００２８】ＮＣ装置のピッチ誤差補正とは、リファレ
ンス点を基準に駆動軸がある位置まで移動すると、予め
ＮＣ装置に設定してある補正量に従って駆動軸の移動量
を調整するものである。この時の移動量調整位置（即
ち、補正がかかるポイント、以下、補正点という）は、
リファレンス点を中心にプラス側、マイナス側に等間隔
で振り分けられた位置である（図７参照）。

【００２９】即ち、リファレンス点から移動して最初の
補正点は、設定された補正間隔の半分の位置になる。例
えば、補正間隔が１０ｍｍの場合は、駆動軸座標５、１
５、２５、…、−５、−１５、−２５…（ｍｍ）の位置
で移動量調整が行われる。図７には、リファレンス点を
基準とする補正点と各補正点におけるピッチ誤差補正量
（アブソリュート値）との関係の一例が示され、図８に
は各補正点におけるピッチ誤差補正量（アブソリュート
値及びインクリメント値）と、ＮＣ側に設定される補正
量の一例が示されている。補正点の番号列には、必ずリ
ファレンス点を含める必要があり（図８、補正点番号３
３）、測定軸のストロークの一部の位置だけに補正をか
けるということはできないようになっている。

【００３０】図８に示されているように、リファレンス
点（補正番号３３）を基準としてプラス側の補正点（補
正番号３４以上）については、インクリメント値がその
まま設定補正量としてＮＣ側に設定される。一方、リフ
ァレンス点に補正はかからないので、その設定欄には補
正点番号３２のインクリメント値（−１）が設定され、
以下、マイナス側の補正点（補正番号３２以下）につい
ては、インクリメント値が隣の補正点番号の欄にシフト
して設定される。こうしてＮＣ装置側に補正量が設定さ
れ、この設定された補正量に基づいてＮＣ装置のピッチ
誤差補正が行われる。

【００３１】例えば、ピッチ誤差の補正を施さない場合
に図９の示すような特性を示す工作機械に対して、それ
ぞれ５ｍｍ（図１０）、５０ｍｍ（図１１）、１００ｍ
ｍ（図１２）の補正間隔で補正した場合の補正後のピッ
チ誤差のグラフを示す。これらのグラフを比較すると明
らかなように、補正間隔の短いものほど精度は良くなっ
ている。但し、必要以上に多くの補正点を作ると、却っ
て位置決めバラツキが多くなったり、円弧補間精度の劣
化を招くことがある。即ち、補正点の数は、ＮＣ側の補
正点数の制限や、最大早送り速度による制限等との関係
で最小の補正点間隔が規定される。

【００３２】上述の補正点の間隔と同様、測定間隔につ
いても、一般に、精度を上げるためにはより細かく、何
度も測定した方が信頼性が高まると思われがちである
が、必要以上に細かく測定すると、本来のピッチ誤差以
外の誤差要因（経時変化、慣性による停止時の誤差等）
がデータに含まれる場合がある。また、短い測定間隔の
間に機械的特性が急激に変化するとは考えられず、常識
的な測定間隔で十分である。

【００３３】図１３には、図９の特性を有する工作機械
に対して、測定間隔を５０ｍｍとした場合の補正後のピ
ッチ誤差が示され、図１４には測定間隔を１００ｍｍと
した場合の補正後のピッチ誤差が示されている。両図を
比較して分かるように、変化率の大きい位置（３５０ｍ
ｍ以上）において測定間隔の相違による影響があらわれ
ているが、他の領域については補正後の結果において著
しい差異は認められない。

【００３４】次に、指示データとして設定される補正倍
率、補正ゾーン、測定方向及び目標値の意味について説
明する。ピッチ誤差補正値の単位は測定値の検出単位と
なるが、ＮＣ装置は、指示データにより指定されるパラ
メータによって、この時の補正倍率を変えることができ
る。即ち、実際の補正量は、次式（１）補正量＝ピッチ誤差補正値×検出単位×ピッチ誤差補正倍率 …（１）のようになる。

【００３５】図１０より図１４は補正倍率が１．０に設
定され、検出単位×ピッチ誤差補正倍率が１μｍに相当
した場合のグラフであるが、図１５には、検出単位×ピ
ッチ誤差補正倍率を２μｍ相当に設定した場合（補正倍
率２．０）の補正後のピッチ誤差が示され、図１６に
は、検出単位×ピッチ誤差補正倍率を５μｍ相当に設定
した場合（補正倍率５．０）の補正後のピッチ誤差が示
されている。

【００３６】補正ゾーンのパラメータは、ピッチ誤差補
正値を算出する時の基になるピッチ誤差測定値の小数部
を切り上げるか、四捨五入するか、或いは切り捨て計算
するかを選択するためのもパラメータである。このパラ
メータの設定により、真値に対して＋側（図１７）、−
側（図１８）、中心振り分け（不図示）の補正ゾーンを
選択することができる。

【００３７】図１９には、ピッチ誤差を往路で測定した
場合（グラフＣ1 ）、復路で測定した場合（グラフＣ2
）、及び往復の平均（グラフＣ3 ）の一例が示されて
いる。同図が示すように、ピッチ誤差の補正量を実際に
詳細に測定すると移動軸に対し往方向と復方向とで微妙
に値が異なり、また、バックラッシ成分などでオフセッ
トしている。

【００３８】本システムでは、補正の対象として、往方
向、復方向、往復平均の何れかを選択し、そのデータか
らオフセット成分を取り除いてピッチ誤差計算を行って
いる。図２０には、図１９に示した往復平均値でピッチ
誤差補正を行った場合の例が示されている。往復平均値
で処理した場合には真値から５μｍほどオフセットした
ままとなるが、このオフセット成分はバックラッシ補正
等の他の手段で補正するのが望ましい。

【００３９】上述の説明では、与えられた条件のなか
で、ピッチ誤差を完全に補正する（直線を目標とする）
ための補正値を算出したが、この目標値を設定すること
で、目標値になるように補正値計算を調整してピッチ誤
差補正をかけることもできる。図２１、図２２には、そ
れぞれ目標値を５．０μｍ（図２１）、８．０μｍ（図
２２）に設定した場合の例が示されている。

【００４０】次に、具体的な数値を用いて、補正量の計
算の方法を説明する。図２３には、測定間隔を５０ｍ
ｍ、補正間隔を１２０ｍｍに設定した例が示されてい
る。同図において縦線で区切った区間が補正区間に相当
しており、各補正区間内で補正量の線グラフ（図中■を
含むグラフ）は、測定値の線グラフ（図中◆を含むグラ
フ）の平均高さを示している。

【００４１】同図を用いて−４２０ｍｍから−５４０ｍ
ｍの補正区間の補正値を実際に計算してみる。先ず、測
定ポイント−４００ｍｍ、−４５０ｍｍ、−５００ｍｍ
の測定値は、それぞれ、−８．８μｍ、−１６．０μ
ｍ、−２１．７μｍである。補正ポイント−４２０ｍｍ
の位置に測定値は存在しないので、−４００ｍｍの測定
値と−４５０ｍｍの測定値を直線補間して求める。即
ち、−４２０ｍｍの位置における補間値は−１１．６８
μｍになる。

【００４２】次に、−４２０ｍｍから−４５０ｍｍまで
の面積を求めると４１５２００μｍ ²、−４５０ｍｍか
ら−５００ｍｍまでの面積を求めると９４２５００μｍ
²となる。従って、これら面積を合計して平均高さを求
めると約−１６．９７μｍとなる。同様にして他の補正
区間についても平均高さを求めたものが図２４に示され
ている。同図における補正位置とは補正ポイントを意味
し、ピッチ誤差測定値の欄には、上述の如く求めた平均
高さが示されている。尚、このピッチ誤差は、リファレ
ンス点を基準に把握されるものなので、例えば、リファ
レンス点から補正位置−６０未満まではピッチ誤差０．
０、補正位置−６０から補正位置−１８０未満までの間
はピッチ誤差−１．８となる（図２３参照）。即ち、上
記求めた補正位置−４２０から補正位置−５４０の間の
平均高さ（−１６．９）は、補正位置−５４０（データ
Ｎｏ．−１）の欄に示されている。

【００４３】同図の補正データとは、ピッチ誤差測定値
の小数部を四捨五入したものである。尚、補正ゾーンの
設定に応じて切り上げ又は切り捨て処理することも可能
である。この小数部の処理の影響が補正結果に示されて
いる。各補正位置における補正量は、図７でも説明した
ようにリファレンス点を基準として前記補正データに基
づいて設定される。この補正量をインクリメント値で表
した値がＮＣ装置側に送信される補正値（ＮＣ送信値）
である。

【００４４】このように、各補正区間内の測定値のグラ
フの面積から平均高さを計算して、その区間の補正量を
求めるようにしたので、補正区間内の全ての測定値及び
補間値に対して、妥当な補正量をかけることができると
いう利点がある。上記実施の形態では、測定ピッチと補
間ピッチが異なる場合について説明したが、測定ピッチ
をＮＣ装置の補間ピッチと一致させる設定も可能であ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る数値
制御工作機械の自動測定装置によれば、測定間隔毎に取
得された測定値及び該測定値に基づいて補間された補正
区間の補間値の全てのデータを用いてその平均を算出し
て当該補正区間の補正値を求めるようにしたので、測定
値のバラツキが大きい場合にも高精度の補正値を得るこ
とができる。これにより、各補正区間内の全ての点に対
して有効な補正が行えるという利点がある。

【００４６】また、全ての測定値及び補間値を利用して
いることから、測定間隔を狭めて、より細かく測定する
ほど精度の高い補正値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る数値制御工作機械の自動
測定装置を縦型ＮＣマシニングセンタに適用した例を示
すシステムの全体構成を示す図である。

【図２】図２は、自動測定装置によってピッチ誤差補正
を行う場合の処理の流れを示すプローチャートである。

【図３】図３は、測定長さと測定ピッチの関係を説明す
る為に用いた説明図である。

【図４】図４は、測定データと補正値の一例を示すグラ
フである。

【図５】図５は、補正区間の平均高さを求める処理の流
れを示すフローチャートである。

【図６】図６は、補正区間の平均高さを求める方法を説
明するために用いた説明図である。

【図７】図７は、リファレンス点を基準とする補正点と
各補正点におけるピッチ誤差補正量との関係の一例を示
すグラフである。

【図８】図８は、図７に示した各補正点におけるピッチ
誤差補正量と設定補正量の関係を示す図表である。

【図９】図９は、ピッチ誤差の補正を施さない場合の工
作機械の特性の一例を示すグラフである。

【図１０】図１０は、補正間隔を５ｍｍに設定した場合
の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１１】図１１は、補正間隔を５０ｍｍに設定した場
合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１２】図１２は、補正間隔を１００ｍｍに設定した
場合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１３】図１３は、測定間隔を５０ｍｍに設定した場
合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１４】図１４は、測定間隔を１００ｍｍに設定した
場合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１５】図１５は、補正倍率を２．０に設定した場合
の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１６】図１６は、補正倍率を５．０に設定した場合
の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１７】図１７は、補正ゾーンをプラス側に設定した
場合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１８】図１８は、補正ゾーンをマイナス側に設定し
た場合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図１９】図１９は、ピッチ誤差を往路、復路、及び往
復の平均でそれぞれ測定した場合の差異を示すグラフで
ある。

【図２０】図２０は、図１９に示した往復平均値でピッ
チ誤差補正を行った場合の補正後のピッチ誤差のグラフ
である。

【図２１】図２１は、目標値を５．０μｍに設定した場
合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図２２】図２２は、目標値を８．０μｍに設定した場
合の補正後のピッチ誤差のグラフである。

【図２３】図２３は、補正量の計算の方法を説明するた
めに用いたグラフである。

【図２４】図２４は、補正位置、補正量及びＮＣ送信値
等の関係を示す図表である。

【符号の説明】

１…ベッド２…テーブル３…コラム４…主軸頭５…ＮＣ装置１０…レーザ光源１２…カウンター１４…干渉光学ヘッド１６、１７、１８…反射鏡２２、２３…光ファイバー２０…パソコン２８…キーボード３０…ディスプレイ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２３Ｑ 17/00 Ｇ０５Ｂ 19/18 Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値制御装置により駆動制御される工作
機械のコラム、主軸頭又はテーブル等の移動体の位置又
は移動速度を測定する測定手段と、前記測定手段による測定対象の選択、測定範囲、測定間
隔、及び測定内容の設定等の指示データを入力するデー
タ入力手段と、前記データ入力手段から入力された指示データに基づい
て前記移動体の移動及び停止を指令する数値制御プログ
ラムを生成し、該数値制御プログラムによって前記数値
制御装置及び前記測定手段を制御して測定間隔毎に測定
データを取り込み、予め決められた補間方法により未測
定位置の測定データを補間し、前記補正間隔で区切られ
た補正区間の測定値及び補間値の平均を該補正区間の補
正値とし、該補正値を前記数値制御装置に伝送する測定
制御手段と、を備えたことを特徴とする数値制御工作機械の自動測定
装置。