JPS61104209A

JPS61104209A - 真直度検出装置

Info

Publication number: JPS61104209A
Application number: JP22577784A
Authority: JP
Inventors: Kazu Watabe; 渡部　和
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1984-10-29
Publication date: 1986-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、直進する移動体の移動径路の真直度を検出す
る真直度検出装置に関する。

〔発明の背景〕

加工物と工具との相対移動によって加工物を加工する工
作機械において、加工物と工具の相対移動の真直度は、
加工物の加工精度に影響を与える要因の一つであり、特
に大形の工作機械にとっては重要な要因になっている。

このような工作機械の真直度の測定装置として、レーザ
光と干渉計を用いたものが提案されている。すなわち、
工作機械の移動体に干渉計を取付け、工作機械の固定側
の部材に、前記干渉計をはさんで相対向するようにレー
ザ発掘器と反射鏡を配置し、レーザ発掘器から発振され
たレーザ光と１反射鏡で反射されたレーザ光との干渉に
よって、移動体の移動径路の真直度を検出するようにし
たものである。

このような真直度検出装置においては、レーザ発振器か
ら発振されるレーザ光の波長の変動、あるいは１反射鏡
等の光学系の精度の影響を受は易いため、レーザ光の波
長の変動を小さくした高精ｈヒのレーザ発振器や、高精
度に仕上げられた光学系を使用しなければならず、極め
て高価な装置になる。また、測定すべき距離が長くなる
と、光学系の調整に長時間を要するなどの欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をなくシ、安
価で取扱いの容易な真直度検出装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するため１本発明においては。

工作機械の固定側の部材に、移動体が移動すべき径路と
平行な真直基準光線を投光する投光手段を設け、移動体
に、前記真直基準光線を受け。

その受光位置に対応する信号を発生する光位置検出手段
を設け、光位置検出手段の検出信号に基いて移動体の移
動径路の真直度を検出するようにしたことを特徴とする
。

〔発明の詳細な説明′〕

以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の第１の実施例を示すも
ので、同図ｔこおいて、工作機械は。

ベッド１の上に、紙面の前後方向に移動可能に支持され
たテーブル２と、ベッド１に固定されたガイド３に沿っ
て紙面の左右方向ζこ移動可能に支持されたコラム４と
、このコラム４に１紙面の上下方同番こ移動可能に支持
された主軸頭５゜および、主軸頭５に取付られた工具６
とによって構成されている。

前記ベッド１にブラケット７を介してレーザ光ｍ−Ａ（
取付られている。このレーザ発振器８からは、前記コラ
ム４の移動すべき径路に平行　　。

な（真直基準光線となるレーザ光９が発振される。

前記コラム４には、前記レーザ光９と交差するように、
光位置検出器１０が取付られている。

この光位置検出器ｌＯは、たとえば第２図に示すような
電荷結合素子で形成されている。すなわち、レーザ光９
を受光して電気信号に変換するｎ個の受光部１１と、各
受光部１１間を仕切る複数のマスク部１２から成り、受
光部１１とマスク部１２の長さＰは、たとえば１０μｍ
程度に形成されている。

このような構成で、コラム４がベッド１の右端にあると
き、レーザ発振器８より発振されたレーザ光９を光位置
検出器１０で受光させた状態で、コラム４をテーブル２
側へ移動させる。このとき、コラム４が真直に移動して
いれば、光位置検出器ｌＯのレーザ光９の受光位置は変
化しない。しかし、移動中のコラム４が、上下方向に動
くと、第３図に示すように、光位置検出器ｌＯのレーザ
光９の受光位置が変化して、コラム４の上下動が検出さ
れる。

ここで、コラム４がベッド１の右端に有るとき、光位置
検出器１０のｍ番目の受光部１１がレーザ光９を受光し
、コラム４が移動中に、移動すべき径路よりΔｙだけ下
降した場合、光位置検出器１０は、ｂ番目の受光部１１
でレーザ光９を受光する。このとき、光位置検出器１ｏ
が、レーザ光９に対し、角度θだけ傾斜していると、コ
ラム４の下降量Δｙは、 Δｙ＝苅θ・（ｍ　　ｂ）Ｐ　　・・・・曲・・・　（
１）で求めることができる。

したがって、光位置検出器１ｏの傾斜角度θを小さくす
ることにより、微小な変動を検出することができる。た
とえば、前記゛Ｐ”が１０μｍであっても、光位置検出
器１０の角度θが５度であれば、Δｙが１μｍまで検出
することができる。

なお、光位置検出器１ｏの取付は方により、コラム４の
蛇行を検出することもできる。

第４図弁≠七手奪尋は、本発明の第２の実施例を示すも
ので、同図において、第１図と同しものは、同じ符号を
付けて示しである。なお。

レーザ発振器８からは、一対の平行なレーザ光９ａ　、
　９ｂが、コラム４の移動すべき径路と平行に投光され
ている。また、コラム４の移動方向の前後に、前記レー
ザ光９ａ　、　９ｂと交差するように、一対の光位置検
出器１０ａ、１０ｂが固定されている。

このような構成とすることにより、光位置検出器１０ａ
、１０ｂで検出したΔ３’ｓ＋Δｙ２が同一であれば、
コラム４がその移動すべき径路に対し垂直に上下動して
いることになる。また、前記Δｙｌ＋Δｙ２が同一でな
いときは、コラム４がその移動方向の前後に傾むいてい
ることになる。そして。

その傾き角度Δθは、光位置検出器１０ａ、１０ｂの間
隔ｌｓと、Δ３’ｌｌΔｙ２の間係から、により求める
ことができる。

このようにして、コラム４の傾き角度Δθが求められれ
ば、工具６の在るべき位置ＰｎＪこ対する工具６の現実
の位置ｐｅを幾何学的に求めることができる。

すなわち、現実の工具の位ｈｆＰｅは、で求められ、そ
の時の補正量ΔＰは。

ΔＰ（ｙ、ｚ）＝Ｐ−（ｙ、ｚ）−ｒｅ（ｙ、ｚ）　　
　・＝　　Ｉ４Ｉで求めることができる。

これらの算出結果に基いて、数値制御装置により、工具
の位置をｒｅからＰ、へ戻すことができる。

このように、工具の位置の補正を連続して行うことによ
り、高精度の加工を可能にすることができる。

なお、前記実施例においては、コラム４の垂直方向の上
下動、移動方向の傾斜について述べ傾斜を検出すること
もできる。

また、検出対象は、コラム４だけでなく、テーブル２．
あるいは、主軸頭５であってもよい。

また、コラム４、テーブル２．主軸頭５の各人　　　、
）直度を同時に検出するようにしてもよい。

前記各実施例において使用する投光手段は、単に真直基
準光線を投光するものであればよく。

特に発振波長の安定したレーザ発振器を用いる必要はな
い。したがって、安価なレーザ発振器でよい。

また、真直基準光線を、光位置検出器１０の２以上の受
光部１１で同時に受光したときは、その受光量の最も大
きい受光部１１が、Ａ直基準光線の光軸に一致している
ものと判定するとよい。

上述の如く、前記各実施例においては、安価な投光手段
を用いることができ１．７ｃ直度検出装置を安価に構成
することができる。また、光位置検出器等の取付、調整
が容易である。

〔発明の効果〕

以上述べた如く１本発明によれば、安価で取扱いの安易
な真直度検出装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の第１の実施例を示す側面図、第２図
は、第１図における位置会検出手段の平面図、第３図は
、第１図におけ、る真直度の検出状態を示す模式図、第
４図は１本発明の第２の実施例を示す側面図である。１・・ベッド、３・・ガイド、４・・コラム、８・・レ
ーザ発振器、９．９ａ、９ｂ・・レーザ光。１０．１０ａ、１０ｂ・・・光位置検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１、固定側の部材に形成された案内面に沿って直進する
移動体の移動径路の真直度を検出する装置であって、前
記固定側の部材に配置され、前記移動体の移動すべき径
路と平行な真直基準光線を投光する投光手段と、前記移
動体に、前記投光手段から投光された真直基準光線の光
路に交差するように固定され、前記真直基準光線を受光
する光位置検出手段とを設けたことを特徴とする真直度
検出装置。２、前記投光手段が、一対の平行な真直基準光線を投光
するように構成され、前記移動体の移動方向の前後に一
対の光位置検出手段を設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の真直度検出装置。３、前記光位置検出手段を、前記真直基準光線に対し、
所定の角度傾斜するように移動体に取付けたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の真
直度検出装置。