WO2002032620A1

WO2002032620A1 - Dispositif et procede de mesure, machine-outil dotee dudit dispositif, et procede de traitement de piece

Info

Publication number: WO2002032620A1
Application number: PCT/JP2001/006253
Authority: WO
Inventors: Kiyoshi Kaneda; Yasuhiro Kurahashi
Original assignee: Makino Milling Machine Co., Ltd.
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2002-04-25
Also published as: EP1327495B1; US6973738B2; EP1327495A1; US20020189120A1; JPWO2002032620A1; EP1327495A4; JP4229698B2; DE60136555D1

Description

明細書測定方法及び装置、並びにその装置を有した工作機械及びワークの加工方法技術分野

本発明は、測定対象物の被測定部位の位置の測定方法及び装置に関し、特に N Cフライス盤ゃマシユングセンタ等の N C工作機械で精密加工を行うために主軸に装着された工具の刃先位置等の測定方法及び装置、並びにその測定装置を有した工作機械及び該工作機械によるワークの加工方法に関する。背景技術

工作機械の分野では加工精度に対する要求は年々高くなつており、近時ではサブミクロンのオーダの加工精度が要求されることも珍しくなくなつている。こうした加工精度の向上を目指して、主軸に装着された工具の主軸に対する位置ずれや、回転主軸の熱伸びを測定するようにした N C工作機械が提案されている。

第 1 の従来技術として特開平 1 1 — 1 3 8 3 9 2号公報には、回転中の工具の工具刃先位置、工具径、工具長、工具形状等を測定可能な工具寸法測定機能を備えた N C工作機械が開示されている。この N C工作機械は、工作機械部のワークを固定するテーブルに投光器と受光器との間に一本の糸状の光線を照射する光学式工具測定器を設け、工作機械部の回転主軸に工具を装着してテーブルとの間で X、 Υ、 Ζ軸方向の相対移動を行わせ工具を光学式工具測定器の光線所定方向から接近させ、工具が光線を遮断したときの X、 Υ、 Ζ 座標値に基づき N C工作機械の加工プログラムの工具先端の中心位置、工具径、工具長を補正する。

第 2の従来技術として特開平 1 0 _ 3 0 9 6 5 3号公報には、高速回転中の工具の刃先位置の変位を正確に測定するようにした工作機械が開示されている。この工作機械は、テーブル上面に基準プロックを固定して主軸ハウジングに前記基準プロックとの間の距離を測定する変位計を設けると共に、前記主軸ハウジングに該主軸ハウジングに対する主軸の端面または工具ホルダとの距離を測定する変位計を設け、これにより、主軸ハウジング先端の変位及び主軸ハウジング先端に対する主軸の変位を得て工具刃先位置の変位を補正する。

第 1の従来技術では、主軸が回転している間に工具先端の中心位置、工具径、工具長を光線により非接触で測定して、その測定値に基づき加工プログラムを補正するようにしている。然しながら、ェ具の先端は切刃の形状が複雑であるので、光学式の測定器による測定では、回転中の工具先端のどの位置を測定しているか不明確で測定精度が低下する問題がある。静電容量や渦電流を用いた非接触式距離測定器もまた回転中の工具先端のどの位置を測定しているか不明確で測定精度が低下する問題は解決できない。

第 2の従来技術では、主軸の中心軸線に沿った方向、つまり Z軸方向の工具長の変化しか測定できず、工具の主軸に対する傾斜ゃォフセットに基づく見かけ上の工具径の増大や、工具の切刃の摩耗による工具径の減少を測定することができない問題がある。発明の開示

本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、 N C工作機械の主軸先端に装着された工具の刃先位置を高精度に測定する測定方法及び装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、機械における測定対象物の被測定部位の座標位置を高精度に測定可能な測定方法及び装置を提供することを目的としている。

更に、本発明は、主軸先端に装着された工具の刃先位置を高精度に測定可能にした工作機械を提供すること目的としている。

更に、本発明は、主軸先端に装着された工具の刃先位置を高精度に測定してワークを高精度に加工する加工方法を提供することを目的としている。

更に、本発明は、工具長及び工具径を高精度に測定可能なツールプリセッタを提供することを目的としている。

本発明によれば、 N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定方法において、

工作機械の基準座標位置に対する前記主軸の基準部位の X、 Y、 Ζ軸の少なくとも 1軸の軸方向の関係寸法を前記主軸を回転中又は回転後停止させて測定する工程と、

前記主軸の基準部位に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置の前記軸方向の関係寸法を前記主軸を回転中又は停止中に測定する工程と、

前記 2つの工程で測定した関係寸法から、前記基準座標位置に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置の関係寸法を演算して求める工程とを含んで成る工具の刃先位置の測定方法が提供される。更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定方法において、

前記主軸の基準部位が所定位置にあるときの工作機械の座標系における座標位置を前記主軸の回転中又は回転後停止させて測定する工程と、前記主軸の基準部位に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置を前記主軸の回転中又は停止中に測定する工程と、

前記 2つの工程で測定した値から、前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置を演算して求める工程とを含んで成る工具の刃先位置の測定方法が提供される。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定方法において、

前記主軸の基準部位が.所定位置にあるときの工作機械の座標系における座標位置を前記主軸の回転中又は回転後停止させて測定する工程と、

前記主軸の基準部位に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置を前記主軸の回転中又は停止中に測定する工程と、

工作機械の主軸ハウジングに対する回転中の前記主軸の基準部位の位置の変化を測定する工程と、

前記 3つの工程で測定した値から、前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置を演算して求める工程とを含んで成る工具の刃先位置の測定方法が提供される。

更に本発明によれば、接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて機械の座標系における測定対象物の被測定部位の座標位置を測定する測定方法において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記変位測定手段と測定対象物との相対移動によつて前記測定対象物の被測定部位を前記変位測定手段の測定範囲内に移動させ、

所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記機械の座標系の座標位置とを検出し、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記機械の座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記測定対象物の被測定部位の前記機械の座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法が提供される。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に対して相対移動する構成部材に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて主軸の基準部位又は主軸に装着した寸法が既知のマスタピースの基準部位の座標位置を測定する測定方法において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記主軸の基準部位又は主軸に装着したマスタピースの基準部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、

所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の座標位置とを検出し、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記主軸の基準部位又は主軸に装着したマスタピースの基準部位の前記座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法が提供される。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に対して相対移動する構成部材に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて前記主軸に装着した工具の被測定切刃部の座標位置を測定する測定方法において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記工具の被測定切刃部を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記工具の被測定切刃部の前記座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法が提供される。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸又は主軸頭に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて前記主軸側に対して相対移動するワークの被測定部位又はワーク取付け具の基準部位の座標位置を測定する測定方法において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記ワークの被測定部位又はワーク取付け具の基準部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記ワークの被測定部位又はワーク取付具の基準部位の前記座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法が提供される。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に対して Z軸方向に相対移動する構成部材に設けられた Z軸方向変位を測定可能な接触式又は非接触式の変位測定手段を用い、前記主軸に装着された工具の工具長を測定する測定方法において、

前記相対移動によつて前記変位測定手段の測定可能範囲内に前記主軸の基準部位又は主軸に装着された長さが既知のマスタピースの基準部位を移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の Z軸の座標位置とを予め検出し、検出した値と前記マスタピースの長さ値とを校正データとしてそのまま記憶するか又は検出した値と前記マスタピースの長さ値とから校正データを演算で求めて記憶し、

前記相対移動によつて前記変位測定手段の測定可能範囲内に前記主軸に装着した測定すべき工具の刃先を移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の Z軸の座標位置とを検出し、

前記記憶した校正データ、及び前記測定すべき工具について検出した前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の Z軸の座標位置に基づいて前記工具の前記主軸の基準部位又は主軸に装着したマスタピースの基準部位に対する工具長を演算して求める測定方法が提供される。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に対して相対移動する構成部材に設けられた Xまたは Y軸方向変位を測定可能な接触式又は非接触式の変位測定手段を用い、前記主軸に装着された工具の径を測定する測定方法において、

前記相対移動によつて前記主軸に装着した径が既知のマスタピースの側面を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の X又は Y軸の座標位置とを予め検出し、検出した値と前記マスタピースの径の値とを校正データとしてそのまま記憶するか又は検出した値と前記マスタピースの径の値とから校正データを演算で求めて記憶し、

前記相対移動によって前記変位測定手段の測定可能範囲内に前記主軸に装着した測定すべき工具の切刃の被測定部位を移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記 N C 工作機械の座標系の X又は Y軸の座標位置とを検出し、

前記記憶した校正データ、及び前記測定すべき工具について検出した前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の X又は Y軸の座標位置に基づいて前記工具の切刃径を演算して求める測定方法が提供される。

前記請求項 8若しくは請求項 9の測定方法によって求めた加工進. 行の前と後とにおける工具長若しくは切刃径の値の差から、前記ェ具の長さ方向若しくは径方向の摩耗量を演算して求めるようにすることができる。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸又は主軸頭に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて前記主軸又は主軸頭に対して相対移動するワークの 2被測定面間の段差を測定する測定方法において、

前記測定すべき段差方向の変位が測定可能に前記変位測定手段を設け、

前記相対移動によって前記それぞれの被測定面を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定の出力値と前記 N C工作機械の座標系の座標位置とをそれぞれ検出し、

検出した前記 2被測定面における前記変位測定手段の出力値と前記座標位置とから前記ワークの 2被測定面間の段差を演算して求めることを特徴とした測定方法が提供される。

前記所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置との検出は、前記変位測定手段の測定範囲内で前記相対移動を停止させ、停止後の前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とを検出することにより行うことができる。前記所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置との検出は、前記変位測定手段の測定範囲内で前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とを前記相対移動の動作中に検出してもよい。

前記所定の測定タイミングにおいて検出する前記座標系の座標位置は、送り軸に設けた送り軸位置読取り手段の読み、送り軸の N C 指令値、又は送り軸の N C指令値にサーボ制御部から取り出した送り軸の位置偏差を加味した位置のいずれかの値を採用することができる。

更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定装置において、

工作機械の座標系の座標位置を読み取る送り軸位置読取手段と、前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記座標系における前記主軸の基準部位の座標位置を測定する第 1主軸基準位置測定手段と、

前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記主軸の基準面に対する工具の刃先位置を測定する工具刃先位置測定手段と前記送り軸位置読取手段、第 1主軸基準位置測定手段及び工具刃先位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段とを具備した工具の刃先位置の測定装置が提供される。

前記工具刃先位置測定手段は、接触式又は非接触式の変位測定器を具備することができる。

工作機械の座標系の座標位置を読み取る送り軸位置読取手段と、前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記座標系における前記主軸の基準部位の座標位置及び前記主軸の基準部位に対する工具の刃先位置を測定する位置測定手段と、

前記送り軸位置読取手段及び位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段とを具備した工具の刃先位置の測定装置が提供される。

前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記主軸の基準部位に対する工具の刃先位置を測定する工具刃先位置測定手段と、 .

前記 N C工作機械の主軸ハゥジングに設けられ、前記主軸ハウジングに対する回転中の前記主軸の基準部位の位置の変化を測定する第 2主軸基準位置測定手段と、

前記送り軸位置読取手段、第 1主軸基準位置測定手段、工具刃先位置測定手段及び第 2主軸基準位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段とを具備した工具の刃先位置の測定装置が提供される。

更に本発明によれば、変位測定手段を用いて測定対象物の被測定面の座標位置を測定する測定装置において、

X、 Υ、 Ζ軸の少なくとも 1軸の軸方向の変位量を測定可能な接触式又は非接触式の変位測定手段と、

前記測定対象物と前記変位測定手段との相対移動の座標系の座標位置を検出する座標位置検出手段と、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によつて前記測定対象物の被測定部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させた後、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標位置検出手段の出力値とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記測定対象物の被測定部位の前記座標系における座標位置を演算して求める演算手段とを具備することを特徴とした測定装置が提供される。

前記座標位置検出手段は、送り軸に設けた送り軸位置読取り手段の読み、送り軸の N C指令値、又は送り軸の N C指令値にサーポ制御部から取り出した送り軸の位置偏差を加味した位置のいずれかの値を前記相対移動の座標系の座標位置とすることができる。

更に本発明によれば、数値制御により工具を装着した生軸とヮークを固定したテーブルとの間で相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、

工作機械の座標系の座標位置を読み取る送り軸位置読取手段と、前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記座標系にお.ける前記主軸の基準部位の座標位置を測定する第 1主軸基準位置測定手段と、

前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記主軸の基準部位に対する工具の刃先位置を測定する工具刃先位置測定手段と、

前記送り軸位置読取手段、第 1主軸基準位置測定手段及び工具刃先位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段と、

前記演算手段で求めた前記座標系における工具の刃先の座標位置に基づき数値制御指令を補正する補正手段とを具備した工作機械が提供される。

更に本発明によれば、数値制御により工具を装着した主軸とヮークを固定したテーブルとの間で相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、

前記座標系におけるワークの基準部位の座標位置を測定するヮーク基準位置測定手段と、

前記送り軸位置読取手段、第 1主軸基準位置測定手段、工具刃先位置測定手段及びワーク基準位置測定手段の出力値からワークの基準部位に対する工具の刃先位置を演算する演算手段と、

前記演算手段で求めたワークの基準部位に対する工具の刃先位置に基づき数値制御指令を補正する捕正手段とを具備した工作機械が提供される。

更に本発明によれば、数値制御により工具を装着した主軸とヮークを固定したテーブルとの間で X、 Y、 Ζの 3軸方向の相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、

前記主軸、工具又はワークの被測定部位の X、 Υ、 Ζ軸の少なくとも 1つの方向の変位量を測定可能な接触式又は非接触式の変位測定手段と、

前記被測定部位と前記変位測定手段との相対移動の座標系の座標位置を検出する座標位置検出手段と、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記被測定部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させた後、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標位置検出手段の出力値を検出し、検出した両出力値から前記変位検出手段の基準位置に対する前記被測定部位の前記座標系における座標位置を演算して求める演算手段とを具備しヮークの加工を行う工作機械が提供される。更に本発明によれば、数値制御により工具を装着した主軸とヮークを固定したテーブルとの間で相対移動を行わせワークを所望形状に加工する N C工作機械によるワークの加工方法において、

前記主軸の基準部位が所定位置にあるときの工作機械の座標系における座標位置を前記主軸の回転中又は回転後停止させて測定する工程と、

前記 2つの工程で測定した値から前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置を演算して求める工程と、

前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置からワークを加工する数値制御指令の補正値を求める工程とを含んで成るワークの加工方法が提供される。

更に本発明によれば、数値制御により工具を装着した主軸とヮークを固定したテーブルとの間で X、 Y、 Ζの 3軸方向の相対移動を行わせワークを所望形状に加工する N C工作機械によるワークの加ェ方法において、

接触式又は非接触式の変位測定手段を用い、前記主軸、工具又はワークの被測定部位を前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記変位測定手段の測定範囲内に移動させ、

所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記相対移動の座標系の座標位置とを検出し、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位検出手段の基準位置に対する前記被測定部位の前記座標系における座標位置を演算して求め、ワークの加工を行う加工方法が提供される。更に本発明によれば、 N C工作機械の主軸に装着する工具の工具長又は切刃径を予め測定しその値を登録するツールプリセッタにおいて、

工具装着部に対して相対移動し、 Z軸及び X軸又は Y軸方向の変位を測定可能な変位測定手段と、

前記相対移動の座標系の座標位置を検出する送り軸位置読取り手段と、

前記工具装着部に装着した寸法が既知のマスタピースの基準部位、前記工具装着部に装着した工具の刃先、又は前記工具の切刃の最外側面を前記相対移動によつて前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させた後、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記送り軸位置読取り手段の出力値を検出し、検出した両出力値及び前記マスタピースの寸法値から前記座標系における前記マスタピースの基準部位、前記工具の刃先、又は前記工具の切刃の最外側面の位置を求め、前記工具の工具長又は工具径を演算する演算手段とを具備することを特徴としたツールプリセッタが提供される。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の実施形態による N C工作機械の構成を示すプロック図である。

図 2は、第 1主軸基準位置測定手段の略示断面図である。

図 3は、図 2に示した第 1主軸基準位置測定手段を上方から見た略図であり、主軸端面の中心座標を求める方法を説明するための説明図である。

図 4は、工具先端の刃先の Z軸方向の長さ（工具長）の測定方法を説明するための動作説明図である。図 5は、工具先端の刃先の工具径の測定方法を説明するための動作説明図である。

図 6は、工具先端の刃先の工具径の測定方法を説明するための説明図である。

図 7は、第 2主軸基準位置測定手段の断面図である。

図 8は、本発明の実施形態による工具の Z軸方向の刃先位置及び工具長を測定する測定装置の構成プロック図である。

図 9 Aは、本発明の実施形態による工具の Z軸方向の刃先位置及び工具長の測定動作のフロー図である。

図 9 Bは、本発明の実施形態による工具の Z軸方向の刃先位置及び工具長の測定動作のフロー図である。発明を実施する最良の態様

以下、添付図面を参照して本発明の第 1の実施形態を説明する。図 1において、第 1の実施形態による N C工作機械の工作機械部 1 0は、主軸 1 4を主軸ハウジング内に回転自在に支持、内蔵する主軸装置 1 2力 S、 X軸送りモータ M_x、 Y軸送りモータ Μ_γ、 Z軸送りモータ M_zにより、ワーク Wを固定するテーブル 1 6に対して相対的に X、 Y、 Ζの直交 3軸方向に移動自在に設けられている。ま軸 1 4の先端には工具 Τが装着され、工具 Τを回転させながらヮーク Wに切り込み、 X、 Υ、 Ζ軸方向の相対移動をさせてワーク Wを所望形状に加工する。

工作機械部 1 0における主軸装置 1 2 とテーブル 1 6 との間の X 、 Υ、 Ζ軸方向の相対移動を制御する N C装置 2 0は、加工プログラム及び工具刃先位置測定プログラム等を格納するプ口グラム格納部 2 0 a、プログラム格納部 2 0 aに格納されているプログラムを解析するプログラム解析部 2 0 b、解析されたプログラムに従って逐次移動指令を生成する動作指令部 2 0 c、この移動指令に従って X軸送りモータ M_x、 Υ軸送りモータ Μ _γ、 Ζ軸送りモータ Μ_ζを駆動する、例えばサーボ増幅器から成る軸移動指令部 2 0 dを主要な構成要素として含んでいる。また、主軸装置 1 2のテーブル 1 6に対する相対位置は工作機械部 1 0の各軸に設けられているデジタルスケール等の χ、 γ、 Ζ軸位置読取装置 1 8により測定され、時々刻々軸移動指令部 2 0 dへフィードパックされる。表示装置 2 6は、 X、 Y、 Ζ軸位置読取装置 1 8の読取り値、演算装置 2 4による各種演算値等を表示する。

第 1 の実施形態では、主軸 1 4の先端に装着された工具 Τの刃先位置を測定するために、第 1主軸基準位置測定装置 2 8及び工具刃先位置測定装置 3 0が設けられている。

図 2、 3を参照すると、第 1主軸基準位置測定装置 2 8は台枠 3 6に固定された複数の距離センサ 3 8 a、 3 8 b、 4 0、 4 2 a、 4 2 b (図 3参照）を具備している。距離センサ 3 8 a、 3 8 b、 4 0、 4 2 a , 4 2 bは、例えば渦電流式または静電容量式の非接触式距離センサにより構成することができる。台枠 3 6は、熱膨張率の小さな材料、例えばィンバーから成る中空の円筒または角柱状の部材であり、その内面には所定の高さに配置された底壁 3 6 aが形成されており、底壁 3 6 aは中心開口部 3 6 bを有している。測定に際しては図 2に示すように、中心開口部 3 6 bに工具 Tが挿入されるので、底壁 3 6 aは、底壁 3 6 aの下側に少なくとも測定に際して工具 Tの先端を受容できる空間が形成される高さに配置される。第 1主軸基準位置測定装置 2 8は、予め工作機械部 1 0において主軸 1 4に対して X、 Ύ、 Z軸方向に相対移動する構成部材、一例として図 1 に示す実施形態ではテーブル 1 6の上面に正確に位置決め、固定されている。台枠 3 6の上端開口部に隣接する内面には静止した又は回転している主軸 1 4の側面に対する X軸方向の距離を測定する一対の X軸方向距離センサ 3 8 a、 3 8 b、及び Y軸方向の距離を測定する一対の Y軸方向距離センサ 4 2 a、 4 2 bが、各々 X軸方向及び Y軸方向に対向配置されている。このとき、第 1主軸基準位置測定装置 2 8の中心座標 O (X_C，Y_C) は、 X軸方向距離センサ 3 8 a、 3 8 b の各々の測定面の中心を結ぶ線分と、 Y軸方向距離センサ 4 2 a、 4 2 bの各々の測定面の中心を結ぶ線分との交点で示され（図 3参照）、以下の式にて求められる。

X_c - 1 / 2 (X_x + X₂)

Y_c = 1 / 2 ( Y_x + Y₂)

Χχ ：測定面が X軸に沿って正の方向に向けられた X軸方向距離センサ 3 8 aの測定面の X座標

X₂ ：測定面が X軸に沿って負の方向に向けられた X軸方向距離センサ 3 8 bの測定面の X座標

Y_x ：測定面が Υ軸に沿って正の方向に向けられた Υ軸方向距離センサ 4 2 a の測定面の Y座標

Y₂ ：測定面が Υ軸に沿って負の方向に向けられた Υ軸方向距離センサ 4 2 bの測定面の Y座標

である。

更に、台枠 3 6の底壁 3 6 aの上面には静止した又は回転している主軸 1 4の端面に対する Z軸方向の距離を測定する Z軸方向距離センサ 4 0が配置されている。より詳細には、 Z軸方向距離センサ 4 0は、その測定面が所定の高さ位置、本実施形態では、テーブル 1 6の上面からの距離が Hとなるように配置されている。

図 4、 5を参照すると、工具刃先位置測定装置 3 0は接触式の変位センサであって、 X、 Y、 ζの各軸方向に配向された測定プロ一ブを具備している。この変位センサは、具体的には光学式スケール、磁気式スケール、差動トランスなどの距離測定器を具備することができる。なお、図 4、 5において工具刃先位置測定装置 3 0は、 Ζ軸方向及び X軸方向に配向された Ζ軸測定プローブ 3 0 a及び X 軸測定プローブ 3 O bのみが図示されているが、実際上は Y軸方向に配向された Y軸測定プローブも設けられている。また、図 1では、工具刃先位置測定装置 3 0は、 1つの測定器にて構成されているように図示されているが、図 4、 5に示すように、 X、 Y、 Ζの各軸方向に別個の測定器を配置するようにできる。更に、図 5では、工具刃先位置測定装置 3 0は、 X軸に沿って一方の方向（図 5において右方向）に X軸測定プローブ 3 0 bが向けられているが、好ましくは、工具 Tに対して X軸に沿って両方向から測定可能にする。これは、一対の変位センサを X軸に沿って対向配置したり、 1つの変位センサを Z軸方向の回転中心周りに 1 8 0 ° 回転できるように構成することにより達成できる。この点は、 Y軸方向の変位センサについても同様である。また、工具刃先位置測定装置 3 0は、レーザ式、静電容量式、渦電流式などの非接触式の変位測定センサであつてもよレヽ。

以下、第 1の実施形態の作用を説明する。

先ず、主軸 1 4の停止時、好ましくは主軸 1 4が停止して所定温度にあるときに、または主軸 1 4が加工時の回転速度で回転しているときに、主軸 1 4の基準位置として主軸 1 4の端面における中心 O _{c s}の位置を第 1主軸基準位置測定装置 2 8により測定する。プログラム格納部 2 0 a内に格納されている工具刃先位置測定プロダラムに従って、 X軸送りモータ M_x、 Y軸送りモータ Μ_γ、 Ζ軸送りモータ Μ_ζにより、主軸装置 1 2を機械座標系に従って X、 Υ、軸方向に移動させ、機械座標系における主軸 1 4の中心軸線が、第 1 主軸基準位置測定装置 2 8の中心 Oに一致するように、ま軸 1 4を第 1主軸基準位置測定装置 2 8に対して図 2に示すように配置する但し、機械環境の温度変化、主軸 1 4の高速回転による機械各部の発熱による熱的影響などの要因により主軸装置 1 2を精密に製作しても、主軸 1 4の主軸ハゥジングに対する傾きやオフセットは一般的に完全には除去できないために、実際の主軸端面の中心座標 O _{c s}は、機械座標系に定められた主軸端面の中心には一致していない。このとき、主軸 1 4の側面と、 X及び Y軸方向距離センサ 3 8 a 、 3 8 b ； 4 2 a , 4 2 b との距離を測定することにより、主軸 1 4の中心軸線の X、 Y座標 O_s ( X _{c s} , Y_{c s} ) は以下の式から求めることができる。

X _{c s} = 1 / 2 ( ( X _x + X！ ) + ( X₂ - X ₂ ) )

Y_{c s} = 1 / 2 ( (Υ, + χ , ) + ( Υ₂ - χ ₂ ) )

ここで、

x！： X軸方向距離センサ 3 8 aの測定値であり、 X軸方向距離センサ 3 8 aの測定面と主軸 1 4の側面との間の距離

x ₂ ： X軸方向距離センサ 3 8 bの測定値であり、 X軸方向距離センサ 3 8 bの測定面と主軸 1 4の側面との間の距離

y！： Y軸方向距離センサ 4 2 aの測定値であり、 Y軸方向距離センサ 4 2 aの測定面と主軸 1 4の側面との間の距離

y 2 ： Y軸方向距離センサ 4 2 bの測定値であり、 Y軸方向距離センサ 4 2 bの測定面と主軸 1 4の側面との間の距離

である。

一方、主軸 1 4の端面の Z軸方向の座標 Z _{E S}は、 Z軸方向距離センサ 4 0の測定値が z _{E S}であるとき、 Z _{E S} = H + z _ESで示される。第 1主軸基準位置測定装置 2 8が機械座標系に対して所望の精度内で正確に位置決めされているとすると、主軸 1 4の端面における中心 O_{c s}の機械座標系からの偏差厶は以下の式にて示される。

Δ (Δ Χ, ΔΥ, Δ Ζ) = O_cs (X_cs, Y_cs, Z_ES) -O (X_c ， Yい Z_c)

A X = X_cs -X_c = l / 2 ( x J - x ₂)

Δ Y = Y_cs - Y_c = 1 / 2 ( y_x - y₂)

△ z = z _ES— z c

ここで、

Δ X ： X軸方向の偏差

ΔΥ ： Y軸方向の偏差

Δ Z ： Z軸方向の偏差

Z _c ：機械座標系における主軸 1 4の端面の Z座標（X、 Y、 Ζ軸位置読取装置 1 8における Ζ軸方向のスケールの読み）である。

こうして演算装置 2 4において演算された偏差 Δ Χ、 ΔΥ、厶 Ζ が補正部 2 2へ出力される。補正部 2 2は、この値を工作機械の機械座標系の基準位置と主軸の基準位置との関係寸法として記憶する工具交換時、あるいは工具摩耗が想定されるとき、好ましくはェ具温度が加工状態に近いときに、主軸停止状態で工具回転角度位置を必要に応じて割出しながら、工具刃先位置測定装置 3 0によりェ具 Τの刃先位置が以下に説明するように測定される。

図 4を参照して、工具 Τの中心軸線に沿う長さ（工具長） L_Tの測定方法を説明する。ここで、工具長 L_Tは主軸 1 4の端面からェ具 Tの先端までの距離と定義する。

工具刃先位置測定装置 3 0は、既述したように接触式の変位測定器であって、 X、 Υ、 Ζ軸方向に配向された測定プローブを有しているが、そのうち工具長 L _Tを測定するために Z軸方向に配向された Z軸測定プローブ 3 0 aが用いられる。先ず、主軸装置 1 2をテ一ブル 1 6に対して X、 Y、 Ζ軸方向に移動させ、主軸 1 4の端面を工具刃先位置測定装置 3 0の上方に配置する。この状態から主軸装置 1 2を Ζ軸方向に下動させ、図 4の右側に示すように、主軸 1 4の端面を Ζ軸方向に配向された Ζ軸測定プローブ 3 0 aに当接させる。これにより、 Z軸測定プローブ 3 0 aは Z軸に沿って下動し、その変位に相当する電気信号が動作指令部 2 0 c及び演算装置 2 4に時々刻々送出される。動作指令部 2 0 cへ送出された信号はスキップ信号として作用し、スキップ信号を受信すると、動作指令部 2 0 cは軸移動指令部 2 0 dに Z軸モータ停止指令を送出し、これにより、主軸装置 1 2の Z軸に沿った軸移動が停止する。演算装置 2 4は、このときの Z軸測定プローブ 3 0 aの Z軸に沿った変位 Z _{s o}及び機械座標系に従った Z座標 Z _{M Q} ( Χ、 Υ、 Ζ軸位置読取装置 1 8のうち Ζ軸方向のスケールの読み）を記憶する。

次いで、主軸 1 4に工具 Τが装着された状態で、工具刃先位置測定装置 3 0の上方において、主軸 1 4の中心軸線が工具刃先位置測定装置 3 0の Ζ軸測定プローブ 3 0 aの中心軸線に合致するように、主軸装置 1 2がテーブル 1 6に対して X、 Y、 Ζ軸方向に相対移動させられる。この状態から主軸装置 1 2を Ζ軸方向に下動させ、図 4の左側に示すように、工具 Τの先端を Ζ軸方向に配向された Ζ 軸測定プローブ 3 0 aに当接させる。これにより、 Z軸測定プロ一ブ 3 0 aは Z軸に沿って下動する。その変位に相当する電気信号は、既述しように、動作指令部 2 0 c及び演算装置 2 4に時々刻々送出され、動作指令部 2 0 cが軸移動指令部 2 0 dに Z軸モータ停止指令を送出して主軸装置 1 2を停止する。このとき、演算装置 2 4 は Z軸測定プローブ 3 0 aの Z軸に沿った変位 Z _{S T}及び X、 Y、 Ζ 軸位置読取装置 1 8により、機械座標系に従った Z座標 Z_MTを記憶する。こうして、図 4において工具長 L_Tは以下の式にて示される

^_T = ^_{T 1} + L_X 2 — ( Ζ_Μχ ^— -^ Μ Ο ^ + ( ^ S 0一ム S T ノ

上述の工具 Tの先端を Z軸測定プローブ 3 0 aに当接させて軸移動を停止したとき、演算装置 2 4が Z軸測定プローブ 3 0 aの Z軸に沿った変位 Z_{S T}及び X、 Y、 Ζ軸位置読取装置 1 8により機械座標系の Ζ座標 Ζ_ΜΤを記憶するといことは、とりも直さず機械座標系における工具の刃先位置が定義できた（求まった）ことである。同様に主軸端面を Ζ軸測定プローブ 3 0 aに当接させて軸移動を停止したとき、演算装置 2 4で機械座標系における主軸端面位置が定義できた（求まった）ことである。そして演算装置 2 4は、この機械座標系における工具の刃先位置と主軸端面位置とに基づき、主軸端面位置から工具の刃先位置までの距離、すなわち工具長 L_Tを上式で演算して求めるのである。

このように変位測定手段に工具刃先や主軸端面を当接させて軸送りを停止させ、停止した状態における変位測定手段の読みと X、 Y 、 Z軸位置読取手段の読みを検出するので検出精度は非常に高い。従来のタツチプローブに当接した瞬間のスキップ信号によって X、 Υ、 Ζ軸位置読取手段の読みを検出する方法は、当接する時の速度が速くなる程測定精度が悪くなるので遅い速度で当接させなければならなかった。これはタツチプローブの支持構造及び検出信号の取り出し方の構造に避け難い問題があるからである。しかし本発明の変位測定手段を用いる方法は、停止状態での変位測定手段及び X、 Υ、 Ζ軸位置読取手段の読みを検出すれば良いので、測定精度は当接する速度に依存しない。よってできるだけ加工のための稼働率を上げなくてはならない工作機械にとって、測定という非加工時間を短縮でき、かつ高精度に測定できる効果は大きい。

次に、図 5を参照して、工具 Tの刃先における工具径の測定方法を説明する。工具 Tの刃先における工具径は、 X軸及び Y軸方向に配向された X軸測定プローブ 3 0 b及び Y軸測定プローブ（図示せず）が用いられる。但し、以下の説明では X軸方向の工具刃先位置を測定する場合についてのみ説明する。

先ず、主軸 1 4の先端部の側面が X軸測定プローブ 3 0 bに当接可能となるように、主軸装置 1 2をテーブル 1 6に対して X、 Y、 Ζ軸方向に相対的に移動する。この状態から主軸装置 1 2を X軸に沿って X軸測定プローブ 3 0 bに接近させて、主軸 1 4の側面を X 軸測定プローブ 3 0 bの先端に当接させる。これにより、 X軸測定プローブ 3 0 bは X軸に沿って後退し、その変位に相当する電気信号が動作指令部 2 0 c及び演算装置 2 4に時々刻々送出される。動作指令部 2 0 cがこの信号をスキップ信号として受信すると、動作指令部 2 0 c は軸移動指令部 2 ◦ dに X軸モータ停止指令を送出し、これにより、主軸装置 1 2の X軸に沿った軸移動が停止する。演算装置 2 4はこのときの X軸測定プローブ 3 0 bの X軸に沿った変位 X _{s o}及びそのときの機械座標系の X座標 X _{M 0}を記憶する。

次いで、主軸 1 4に装着された工具 Tの測定すべき刃先が X軸測定プローブ 3 0 bに当接可能となるように、主軸装置 1 2がテープル 1 6に対して X、 Y、 Ζ軸方向に相対移動させられる。この状態から主軸装置 1 2を X軸方向に工具刃先位置測定装置 3 0に接近させ、図 5の左側に示すように、工具 Τの刃先を X軸測定プローブ 3 O bに当接させる。これにより、 X軸測定プローブ 3 0 bは X軸に沿って後退する。このときの X軸測定プローブ 3 0 bの変位に相当する電気信号が動作指令部 2 0 c及び演算装置 2 4に時々刻々送出される。動作指令部 2 0 cは、この信号をスキップ信号として受信すると、軸移動指令部 2 0 dに X軸モータ停止指令を送出して主軸装置 1 2を停止する。このとき、演算装置 2 4は X軸測定プローブ 3 0 bの X軸に沿った変位 X_ST及びそのときの機械座標系の X座標 X_MTを記憶する。こうして、図 5において工具 Tの刃先を右側から測定した半径 X_pは以下の式にて示される。

p = k s — " S O — A M O )— S T— SI T "

= Ι ₃ 一 (( M Tー M 0 ( ^ S Oー S T ) )

X_M。 = X_MTの場合は次式を得る。

A p = K_s — (ん 0— Xs T )

但し、 R_sは主軸 1 4の半径であり、所望の加工精度を得るために必要となる精度内で既知の値である。

同様に、図 5において工具 Tの刃先を X軸に沿って左側から測定した半径 X_nが測定、演算される。更に、同様の測定が Y軸方向について行われて、図 6に示すように、工具 Tの刃先を Y軸に沿って測定、演算した Y_p Υ_ηが求められる。なお、図 6において、 X_s Y_sは主軸 1 4の座標系を示している。

主軸 1 4の先端に装着された工具 Tの中心軸線は主軸 1 4の中心軸線とは一般的に合致していないために、工具 Tは主軸 1 4の中心軸線まわりに旋回する。こときの見かけ上の工具 Tの刃先の直径 D _sは以下の式にて近似することができる。

D_s = 2 R = 2 ( (Max(X_n ,X_P) ² + (Max(Y_n , Υ_ρ) ²) ^1/2 演算装置 2 4は、この見かけ上の工具 Τの刃先の直径 D_sを演算して補正部 2 2へ出力する。補正部 2 2は、この刃先の直径 D_s及び既に説明した工具長 L_Tを主軸の基準位置と工具の刃先位置との関係寸法として記憶する。

このように主軸 1 4が停止している間に測定することにより、ェ具 Tの刃先位置を正確に測定することが可能となる。こうして機械座標系の基準位置に対する静止している工具の刃先位置が正確に求められると、次いで、主軸 1 4の回転により発生した熱による主軸 1 4の熱伸びによる工具の刃先位置の変位が以下のようにして測定される。

主軸装置 1 2が内蔵しているスピンドルモータ（図示せず）を回転駆動することにより主軸 1 4を高速回転させると、主軸装置 1 2 内部の摩擦熱やスピンドルモータからの発熱により主軸 1 4の温度が上昇する。主軸 1 4の温度上昇は、主軸 1 4を一定時間回転させると平坦化して主軸 1 4は概ね一定温度となり主軸 1 4の熱伸びが収束または静定する。この主軸 1 4の熱伸びの収束または静定は、主軸 1 4の起動後一定時間毎に主軸 1 4を停止して、その端面の中心座標 O _{e s}の変化を第 1主軸基準位置測定装置 2 8を用いて測定し、主軸 1 4の冷間時の中心座標 O _{c s}または前回の測定値と比較することにより検知することができる。主軸 1 4の熱伸びが収束または静定したことが検知されると、工具 Tの刃先位置が既述した方法にて測定される。補正部 2 2は、このようにして求められた機械座標系の基準位置に関する主軸 1 4に装着された工具 Tの刃先位置の関係寸法を基に補正値を生成し動作指令部 2 0 cに送出する。

工具 Tの刃先位置が測定され補正値が生成されると、プログラム格納部 2 0 a に格納された加工プログラムに従って加工プロセスが開始される。加工プロセス開始後、所定のタイミング、例えば、所定時間が経過したとき、ワーク Wまたは工具 Tの交換が行われたときに、もしくは、 1つの加工プロセス中の幾つかの加工工程が実行されたときに、主軸 1 4を停止させ又は回転させたまま主軸 1 4の端面の中心座標 O _{e s}が、そして工具 Tの回転を停止してその刃先位置が既述した方法にて測定され捕正値が更新される。

このように、本実施形態では工作機械の機械座標系の基準位置と、停止している又は回転している主軸の基準位置との関係寸法、及び主軸の基準位置と停止している工具の刃先位置との関係寸法を測定することにより、機械座標系の基準位置に関する工具の刃先位置を正確に求めることが可能となる。

第 1 の実施形態では、第 1主軸基準位置測定装置 2 8を用いて機械座標系の基準位置と主軸 1 4の端面における中心位置との関係寸法を測定し、工具刃先位置測定装置 3 0を用いて主軸 1 4の端面における中心位置と工具 Tの刃先位置との関係寸法を測定して N C装置 2 0への補正値を求めるようにしている。この方法では間欠的に工具 Tの刃先位置が測定されている。然しながら、主軸 1 4の端面は比較的単純な形状をしているために、主軸 1 4の中心位置はヮーク加工中でも連続的に測定することができる。

以下に説明する第 2の実施形態では、ワーク加工中に主軸 1 4の中心位置の変位を測定して、時々刻々補正値を更新するようになつている。

図 1 、 7を参照すると、第 2の実施形態では、工作機械部 1 0は、第 1主軸基準位置測定装置 2 8及び工具刃先位置測定装置 3 0に加えて更に第 2主軸基準位置測定装置 3 2を具備している。第 2主軸基準位置測定装置 3 2は、主軸 1 4の先端部に隣接させて主軸装置 1 2のハウジングの端面に取り付けられた枠体 4 4 と、枠体 4 4 の内側に取着された複数の距離センサ 4 8 a 、 4 8 b、 4 8 c、 4 8 d、 5 0 とを具備している。枠体 4 4は、その先端（図 7では下端）に主軸 1 4の半径方向内方へ延設された支持部 4 6を具備している。また、枠体 4 4は、第 1主軸基準位置測定装置 2 8による主軸 1 4の端面の中心位置 O _{c s}の測定を阻害しない形状となっている。枠体 4 4の内面には、回転中の主軸 1 4の側面に対する X軸方向の距離を測定する二対の X軸方向距離センサ 4 8 a〜 4 8 d、及び Y軸方向の距離を測定する二対の Y軸方向距離センサ（図示せず）が、各々 X軸方向及び Y軸方向に対向配置されている。更に、支持部 4 6の上面には回転中の主軸 1 4の端面に対する Z軸方向の距離を測定する Z軸方向距離センサ 5 0が配置されている。

第 2主軸基準位置測定装置 3 2により既述した第 1主軸基準位置測定装置 2 8 と同様の方法にて、但し主軸 1 4が回転し加工プロセスを実行する間に、距離センサ 4 8 a、 4 8 b、 4 8 c、 4 8 d、 5 0 と主軸 1 4の側面及び端面との間の距離を測定し、その測定値が演算装置 2 4へ出力される。演算装置 2 4は、この測定値に基づいて主軸 1 4の端面の中心位置の変位を演算し補正部 2 2へ出力する。補正部 2 2は、主軸ハウジングに対する主軸 1 4の端面の中心位置の変位に基づいて補正値を生成する。

第 2の実施形態では、加工プロセス中に工具 Tの刃先位置の変位は測定されないが、主軸 1 4の熱伸びは工具 Tの熱伸びに比較してその絶対量が大きいために、加工プロセスが実行されている間に主軸 1 4の熱伸びを測定し、補正値を更新することによつても加工精度を向上することが可能となる。また、第 2の実施形態では、回転中の主軸 1 4の側面に対する X軸方向の距離を測定する二対の X軸方向距離センサ 4 8 a〜 4 8 d、及び Y軸方向の距離を測定する二対の Υ軸方向距離センサが配設されているが、各距離センサは一対であってもよく、図 1に示すように、回転中の主軸 1 4の側面に対する距離を測定するための距離センサを主軸 1 4の一側のみに配設するようにしてもよく、更には 1つの距離センサを設けてもよい。二対の X軸方向距離センサ 4 8 a〜 4 8 d及び二対の Y軸方向距離センサの各対を Z軸方向に配置することにより、主軸 1 4の主軸ハゥジングに対する傾斜やオフセットの変化を測定することが可能となる。第 1及び第 2の実施形態において、工具刃先位置測定装置 3 0をなくし、工具の回転を停止した状態で工具刃先位置を第 1主軸基準位置測定装置 2 8の各センサで測定することもできる。この場合の第 1主軸基準位置測定装置が請求項 1 7にいう位置測定手段である既述の実施形態では、ワーク Wは、テーブル 1 6上で機械座標系に対して正確に位置決めされていることを前提としている。以下に説明する本発明の第 3の実施形態では、機械座標系に対するワーク Wの配置をも考慮するようになっている。

第 3の実施形態では、主軸 1 4に対するワーク Wの基準位置を測定するためのワーク基準位置測定装置 3 4 (図 1参照）が設けられている。ワーク基準位置測定装置 3 4は、長手方向に延びる軸部 3 4 a と、軸部 3 4 aの先端に配設された測定プローブ 3 4 b とを有している。ワーク基準位置測定装置 3 4は、軸部 3 4 aが主軸 1 4 の工具装着孔（図示せず）に装着されるようになっており、図 1において二点鎖線で示すように、主軸 1 4の工具装着孔に自動工具交換と同様の手順にて前記工具装着孔に装着されて、主軸装置 1 2をテーブル 1 6に固定されたワーク Wに対して相対的に X、 Y、 Ζ軸方向に移動させ、ワーク Wの所定の基準位置に測定プローブ 3 4 b を接触させることにより、ワーク Wと主軸 1 4との相対的な位置関係寸法を測定する。前記ワーク Wの基準位置は、ワーク Wの特定の一点に限らず、例えば、主軸装置 1 2を X、 Y、 Ζ軸方向に移動させたときの X、 Υ、 Ζ軸の各々に垂直な所定の三平面とすることができる。また、ワーク Wをテーブル 1 6上の所定位置に正確に位置決めされた位置決め手段、所謂ロケータに当接させることによりテ一ブル 1 6に対して位置決めするときは、ロケータの所定の基準位置、例えば X、 Υ、 Ζ軸の各々に垂直な三平面とすることができるワーク基準位置測定装置 3 4は、工具刃先位置測定装置 3 0 と同様の接触式の変位測定器であって、測定プローブ 3 4 bが軸部 3 4 aに対して変位可能に設けられており、測定プローブ 3 4 bがヮーク Wの基準位置に接触すると、測定プローブ 3 4 bは、主軸装置 1 2の移動方向に対して反対方向に変位し、その変位に相当する電気信号が動作指令部 2 0 c及び演算装置 2 4に時々刻々送出される。動作指令部 2 0 cへ送出された信号はスキップ信号として作用し、動作指令部 2 0 cは軸移動指令部 2 0 dに X、 Y、 Ζの送り軸モータ停止指令を送出して、主軸装置 1 2の軸移動を停止する。演算装置 2 4は、測定プローブ 3 4 bの変位及び X、 Y、 Ζ軸位置読取装置 1 8による機械座標系に従った測定プローブ 3 4 bの座標、及び既述の実施形態で説明した主軸 1 4の端面の中心座標 O _{e s}から機械座標系の基準位置に対するワークの基準位置の関係寸法を演算すると共に、この機械座標系の基準位置に対するワークの基準位置の関係寸法、既述した機械座標系の基準位置に対する主軸の基準位置の関係寸法、及び前記主軸の基準位置に対する前記工具の刃先位置の関係寸法から、ワークの基準位置に対する前記主軸に装着されたェ具の刃先位置の関係寸法を求め、これを補正部 2 2に送出する。補正部 2 2は、これを基に補正値を生成し動作指令部 2 0 cに送出する。

次に図 8、 9、 1 0を用いて更に他の実施形態による工具刃先位置測定装置 3 0を用いた工具 Tの刃先の座標位置の測定方法及び装置について詳述する。

図 8は工具 Tの Z軸方向の刃先位置を工具刃先位置測定装置 3 0 を用いて測定する構成ブロック図、図 9 A、 9 8はェ具丁の∑軸方向の刃先位置及び工具長の測定の動作フロー図である。図 8に示す工作機械 1 0においてヮーク Wを固定するテーブル 1 6は、ベッド 5 6の上面において、 X軸、 Y軸送りモータ（図示せず）により水平な X Y平面内で移動可能に設けられている。主軸装置 1 2は、工具 Tを装着した主軸 1 4を主軸ハウジング内に回転自在に支持し、 Z軸送りモータ M_zにより、 X Y平面に対して垂直な Z軸方向に移動可能にべッド 5 6に立設されたコラム 5 8の前面に取り付けられている。主軸 1 4の Z座標は、デジタルスケール 7 0 により読み取られる。テーブル 1 6の上面には、主軸 1 4に対向するように工具刃先位置測定装置 3 0が固定されている。工具刃先位置測定装置 3 0は接触式又は非接触式の変位量を測定可能な変位センサであり、接触式の例としては、光学式又は磁気式のデジタルスケール、差動トランスなどがあり、非接触式の例としては、レーザ式、静電容量式、渦電流式などがある。ここでは接触式の変位センサを例にして説明している。

まず工具 Tの Z軸方向の刃先位置を測定するための測定マク口プログラム 6 0を N C装置の読取解釈部 6 2で解読し、主軸 1 4に装着した工具 Tが工具刃先位置測定装置 3 0の真上の X、 Y座標位置へ位置決め動作される（ステップ S 1 ) 。次いで Z軸送りモータ M _zが駆動され主軸装置 1 2が Z軸方向に所定速度で下降し始める（ステップ S 2 ) 。これらの動作は、周知の通り、読敢解釈部 6 2から送出される位置指令が N C装置の補間演算部 6 4、位置制御部 6 6、サーボ制御部 6 8を流れることによって行われる。そしてデジタルスケール 7 0で検出された Z軸の現在位置 S _zが位置制御部 6 6にフィードノックされる。

一方、読取解釈部 6 2からマク口演算指令が工具刃先位置演算部 7 2及び工具長演算部 7 8に送出される。このマク口演算指令には Z軸動作を停止してから工具刃先位置測定装置 3 0の変位出力値及び z軸の座標位置を読み取るのか、 Z軸動作中に読み取り、読み取り後 Z軸を停止するのかを識別する信号を含んでいる。ステップ S 3で工具刃先位置測定装置 3 0が変位を検出開始すると、変位量 D _zは工具刃先位置演算部 7 2に送出され、 Z軸停止後に変位出力値と Z軸座標位置を読み取る場合（ステップ S 4で Y E S) は、工具刃先位置測定装置 3 0から予め決められた出力値になると発生するスキップ信号によって停止指令発生部 7 4を介して位置制御部 6 6 に Z軸の停止指令が発せられる（ステップ S 5 ) 。そして Z軸が停止しているときの工具刃先位置測定装置 3 0から検出した変位量 D _z、及び位置制御部 6 6からの指令現在位置 P_z又はデジタルスケール 7 0からの現在位置 S_zを工具刃先位置演算部 7 2が読取る（ステツプ S 6 ) 。

ステップ S 4で N Oの場合は、ステップ S 7で工具刃先位置測定装置 3 0から検出した変位量 D_z、及び位置制御部 6 6からの指令現在位置 P_z又はデジタルスケール 7 0からの現在位置 S_zを工具刃先位置演算部 7 2が同時に読取る（ステップ S 7 ) 。そしてその後停止指令部 7 4から位置制御部 6 6へ停止指令が発せられて Z軸動作が停止する（ステップ S 8 ) 。ここでは位置制御部 6 6からの指令現在位置 P_zを機械の座標系の座標位置として採用することにする。工具刃先位置演算部 7 2は、予め測定して記憶してあるキヤリブレーション値 C_zをデータ記憶部 7 6から読み取り（ステップ S 9 ) 、先に読み取った変位量 D_z及び指令現在位置 P_zを用いて、ェ具刃先の座標位置 T_zを

T_Z= P_Z + D_Z + C_Z

の演算式によって演算する（ステップ S 1 0 ) 。

マク口演算指令に工具長の演算までは行うよう要求されていない場合は（ステップ S 1 1の NO) 、工具刃先の座標位置 T_zの値をデータ記憶部 7 6へ登録する（ステップ S 1 2) 。マクロ演算指令に工具長の演算まで行うよう要求されている場合は（ステップ S 1 1の Y E S ) 、工具長演算部 7 8はデータ記憶部 7 6から予め測定し記憶してある基準位置 S pを読み込み（ステップ S 1 3 ) 、工具刃先位置演算部 7 2から先に演算した工具刃先の座標位置 T_zを読み込んで工具長 T Lを

T L = T_z - S ρ

の演算式によって演算する（ステップ S 1 4 ) 。そしてこの工具長 T Lを記憶部 7 6へ登録する（ステップ S 1 5 ) 。ここで基準位置情報 S_Pは、主軸 1 4の端面又は主軸 1 4に装着した長さが既知のマスタピースの先端面を工具刃先位置測定装置 3 0に当接し、前述の工具刃先の座標位置を演算で求めたのと同様の方法で予め求め、データ記憶部 7 6に記憶しておくのである。

その後 Z軸は工具刃先位置測定装置 3 0から逃げる動作をし（ステツプ S 1 6 ) 、工具刃先の座標位置及び工具長測定の一連の動作を終了する。 ' '

データ記憶部 7 6に登録された工具刃先位置 T_z及び工具長 T L は、この工具 Τによるワークの加工時の N Cプログラムの補正値又は工具長オフセット値として採用され、図 1 の補正部 2 2を介して動作指令部 2 O c に送出される。

ステップ S 6 3で工具刃先の座標位置として指令現在位置 P_zを採用したが、更にサーボ制御部 6 8から位置偏差を受け取り、工具刃先の座標位置として指令現在位置 P_zと位置偏差とを加えた値を採用すると、より精度の高い結果を得ることができる。

ワークの加工の進行の前と後に上記の方法で工具刃先位置を測定し、両者の差を演算することによって工具の長さ方向の摩耗量を求めることができる。テーブル 1 6上に工具刃先位置測定装置 3 0のような変位センサを設け、テーブルと相対移動する主軸 1 4側に設けた工具刃先や主軸端面やマスタピースの基準面の Z軸方向の位置を測定する方法について説明したが、 X、 Y軸方向の位置についても同様に測定できる。 X、 Y軸方向の位置の測定の応用例として、工具 Tの切刃径の測定がある。これは、 X軸又は Y軸方向に変位可能な変位センサによって、工具の直径上の 2位置の測定をし、その差を演算すれば切刃径が求まる。その時、予め径が既知のマスタピースで校正データ (キャリブレーション値）を求めておくことは周知の通りである。ワークの加工の進行の前と後に切刃径を測定し、両者の差を演算することによって工具の径方向の摩耗量を求めることもできる。

主軸 1 4側に変位センサを設け、テーブル 1 6側のワークの基準面、ワーク取付具の基準面、テーブル 1 6の基準面に当接して、同様の方法でこれら基準面の X、 Y又は Z軸方向の位置測定を行うこともできる。これの応用例としてワークに設けられた 2面間の段差は測定した各面の位置の差を演算するこどによって求められる。更に、工作機械上での測定に限らず、三次元測定機、ロボット、ツールプリセッタのような構成部材が互いに相対移動する機械において、測定対象物の被測定部位の座標位置を変位センサ（変位検出手段）の出力値と機械の座標系の座標位置とから演算によって求められることが容易にわかる。特にツールプリセッタは、 N C工作機械で用いる工具の長さゃ径を予め測定し、その結果を N C装置に登録するための装置であり、上述した工作機械上で工具長や切刃径を測定した方法をそのままツールプリセッタに置き換えることができるので、ここではツールプリセッタでの工具長、工具径の測定方法の説明は省略する。

また工具の刃先位置、工具長、切刃径、工具摩耗量、ワークの被測定部位の座標位置、ワークの段差測定等の機能を有した工作機械や、この工作機械を用いたワークの加工方法も実現できる。

なお図 1 と図 8の N C装置の関係は、プログラム格納部 2 0 aが測定マクロプログラムを含む加工プログラム 6 0に、プログラム解祈部 2 0 bが読敢解釈部 6 2に、動作指令部 2 0 cが補間演算部 6 4に、軸移動指令部 2 0 dが位置制御部 6 6及びサーポ制御部 6 8 にそれぞれ対応し、ほぼ同様の作用をする。

以上説明したように本発明では、工作機械の基準位置に対する主軸の基準部位を測定する第 1の工程と、主軸の基準部位に対するェ具の刃先位置を測定する第 2の工程の 2工程を経て基準座標位置に対する工具の刃先位置を求めている。第 1 の工程の主軸の基準部位の測定は、主軸やマスターピースの端面及び円筒側面という比較的単純形状部位の位置測定なので、主軸を実際の加工プロセスと同じ回転速度で回転させながら測定できるメリットがある。ヒステリシスを持って変位する主軸の基準位置を定期的に高精度に測れる。そして第 2の工程は、複雑な形状を持つ工具の刃先の位置を測定するのに主軸を停止して測定することによって精度よく測定できる。これら精度よく測定した 2工程における測定結果から、基準座標位置に対する工具の刃先位置を演算によって求めれば、その演算結果も精度の高い値である。

また、第 1の工程によって主軸の熱変位量を測定でき、第 2のェ程によつて工具の主軸への取付誤差や工具摩耗量を測定することができる。工具の刃先位置を直接測りに行く従来の方法では、主軸の熱変位量と工具の取付誤差や工具摩耗量とを別々に知ることができなかったが、本発明ではこれらの量を別々に知ることができる。よつてこれらの変位量、誤差量を極小化する対策がとれ易い。

実際の加工では、テーブル上面の基準位置から工具の刃先位置までの関係寸法又はワークの基準位置から工具の刃先位置までの関係寸法を知ることが大事であるが、請求項に書いた基準座標位置から工具の刃先位置までの関係寸法とはこれらの関係寸法を包含する。何故ならテーブル上面の基準位置やワークの基準位置をまず基準座標位置についてキャリブレーションする、つまり基準座標位置との位置関係を明確にする必要があるからである。

更に、加工プロセス中に主軸ハウジングに対する主軸の基準部位を連続的に測定することによって、刻々の工具の刃先位置の変化を補正することができ、ワークの加工精度の向上に役立つ。

接触式又は非接触式の変位測定手段の出力値と、その出力値を得たときの機械の座標系の座標位置とを検出し、両者の値から測定対象物の被測定部位の座標位置を演算して求めるので、従来のタツチプローブ式の当接した瞬間の座標位置を検出するのではなく、測定精度が高く、かつ当接するときの送り速度によつて測定精度がばらつくことがない。よって可能な限り速い速度で変位測定手段を被測定部位へアプローチでき、測定時間が短縮できる。

この基本的な測定方法を主軸側の基準部位、テーブル側の基準部位、工具の刃先等に適用できる。またこの応用例で工具長、切刃径、工具の摩耗量、ワークの段差等を測定可能である。そしてこの測定方法、測定装置を有した工作機械や加工方法、更にはツールプリセッタが実現し、ワークの加工精度の向上に効果を上げている。

Claims

請求の範囲

1 . N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定方法において、

前記 2つの工程で測定した関係寸法から、前記基準座標位置に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置の関係寸法を演算して求める工程とを含んで成る工具の刃先位置の測定方法。

2 . N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定方法において、

前記 2つの工程で測定した値から、前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置を演算して求める工程とを含んで成る工具の刃先位置の測定方法。

3 . N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定方法において、

前記主軸の基準部位に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置を前記生軸の回転中又は停止中に測定する工程と、

工作機械の主軸ハゥジングに対する回転中の前記主軸の基準部位の位置の変化を測定する工程と、

前記 3つの工程で測定した値から、前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置を演算して求める工程とを含んで成る工具の刃先位置の測定方法。

4 . 接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて機械の座標系における測定対象物の被測定部位の座標位置を測定する測定方法において、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記機械の座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記測定対象物の被測定部位の前記機械の座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法。

5 . N C工作機械の主軸に対して相対移動する構成部材に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて主軸の基準部位又は主軸に装着した寸法が既知のマスタピースの基準部位の座標位置を測定する測定方法において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記主軸の基準部位又は主軸に装着したマスタピースの基準部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記

N C工作機械の座標系の座標位置とを検出し、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記主軸の基準部位又は主軸に装着したマスタピースの基準部位の前記座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法。

6 . N C工作機械の主軸に対して相対移動する構成部材に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて前記主軸に装着した工具の被測定切刃部の座標位置を測定する測定方法において、前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によつて前記工具の被測定切刃部を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記工具の被測定切刃部の前記座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法。

7 . N C工作機械の主軸又は主軸頭に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて前記主軸側に対して相対移動するヮークの被測定部位又はワーク取付け具の基準部位の座標位置を測定する測定方法において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によつて前記ワークの被測定部位又はワーク取付け具の基準部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、

所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の座標位置とを検出し、検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記ワークの被測定部位又はワーク取付具の基準部位の前記座標系における座標位置を演算して求めることを特徴とした測定方法。

8 . N C工作機械の主軸に対して Z軸方向に相対移動する構成部材に設けられた Z軸方向変位を測定可能な接触式又は非接触式の変位測定手段を用い、前記主軸に装着された工具の工具長を測定する測定方法において、

前記記憶した校正データ、及び前記測定すべき工具について検出した前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の Z軸の座標位置に基づいて前記工具の前記主軸の基準部位又は主軸に装着したマスタピースの基準部位に対する工具長を演算して求める測定方法。

9 . N C工作機械の主軸に対して相対移動する構成部材に設けられた Xまたは Y軸方向変位を測定可能な接触式又は非接触式の変位測定手段を用い、前記主軸に装着された工具の径を測定する測定方法において、

前記記憶した校正データ、及び前記測定すべき工具について検出した前記変位測定手段の出力値と前記 N C工作機械の座標系の又は Y軸の座標位置に基づいて前記工具の切刃径を演算して求める測定方法。

1 0 . 前記請求項 8若しくは請求項 9の測定方法によって求めた加工進行の前と後とにおける工具長若しくは切刃径の値の差から、前記工具の長さ方向若しくは径方向の摩耗量を演算して求める測定方法。

1 1 . N C工作機械の主軸又は主軸頭に設けられた接触式又は非接触式の変位測定手段を用いて前記主軸又は主軸頭に対して相対移動するワークの 2被測定面間の段差を測定する測定方法において、前記測定すべき段差方向の変位が測定可能に前記変位測定手段を設け、

前記相対移動によつて前記それぞれの被測定面を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させ、所定の測定タイミングにおける前記変位測定の出力値と前記 N C工作機械の座標系の座標位置とをそれぞれ検出し、

検出した前記 2被測定面における前記変位測定手段の出力値と前記座標位置とから前記ワークの 2被測定面間の段差を演算して求めるこどを特徴とした測定方法。

1 2 . 前記所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置との検出は、前記変位測定手段の測定範囲内で前記相対移動を停止させ、停止後の前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とを検出する請求項 4から 1 1のいずれか 1項に記載の測定方法。

1 3 . 前記所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置との検出は、前記変位測定手段の測定範囲内で前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とを前記相対移動の動作中に検出する請求項 4から 1 1のいずれか 1項に記載の測定方法。

1 4 . 前記所定の測定タイミングにおいて検出する前記座標系の座標位置は、送り軸に設けた送り軸位置読取り手段の読み、送り軸の N C指令値、又は送り軸の N C指令値にサーポ制御部から取り出した送り軸の位置偏差を加味した位置のいずれかの値が採用される請求項 4から 1 3のいずれか 1項に記載の測定方法。

1 5 . N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定装置において、

工作機械の座標系の座標位置を読み取る送り軸位置読取手段と、前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記座標系における前記主軸の基準部位の座標位置を測定する第 1生軸基準位置測定手段と、

前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記主軸の基準面に対する工具の刃先位置を測定する工具刃先位置測定手段と前記送り軸位置読取手段、第 1主軸基準位置測定手段及び工具刃先位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段と、

を具備した工具の刃先位置の測定装置。

1 6 . 前記工具刃先位置測定手段は、接触式又は非接触式の変位測定器を具備している請求項 1 5に記載の工具の刃先位置の測定装置。

1 7 ， N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定装置において、

前記送り軸位置読取手段及び位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段と、

を具備した工具の刃先位置の測定装置。

1 8 . N C工作機械の主軸に装着された工具の刃先位置の測定装置において、

前記主軸に対して相対移動する構成部材に設けられ、前記主軸の基準部位に対する工具の刃先位置を測定する工具刃先位置測定手段と、前記 N C工作機械の主軸ハゥジングに設けられ、前記主軸ハウジングに対する回転中の前記主軸の基準部位の位置の変化を測定する第 2主軸基準位置測定手段と、

前記送り軸位置読取手段、第 1主軸基準位置測定手段、工具刃先位置測定手段及び第 2主軸基準位置測定手段の出力値から前記座標系における工具の刃先の座標位置を演算する演算手段と、

を具備した工具の刃先位置の測定装置。

1 9 . 変位測定手段を用いて測定対象物の被測定面の座標位置を測定する測定装置において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によつて前記測定対象物の被測定部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させた後、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標位置検出手段の出力値とから前記変位測定手段の基準位置に対する前記測定対象物の被測定部位の前記座標系における座標位置を演算して求める演算手段と、

を具備することを特徴とした測定装置。

2 0 . 前記座標位置検出手段は、送り軸に設けた送り軸位置読取り手段の読み、送り軸の N C指令値、又は送り軸の N C指令値にサーポ制御部から取り出した送り軸の位置偏差を加味した位置のいずれかの値を前記相対移動の座標系の座標位置とする請求項 1 9に記載の測定装置。

2 1 . 数値制御により工具を装着した主軸とワークを固定したテ一ブルとの間で相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、

前記演算手段で求めた前記座標系における工具の刃先の座標位置に基づき数値制御指令を補正する補正手段と、

を具備した工作機械。

2 2 . 数値制御により工具を装着した主軸とワークを固定したテ一ブルとの間で相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、

前記送り軸位置読敢手段、第 1主軸基準位置測定手段、工具刃先位置測定手段及びワーク基準位置測定手段の出力値からワークの基準部位に対する工具の刃先位置を演算する演算手段と、

前記演算手段で求めたワークの基準部位に対する工具の刃先位置に基づき数値制御指令を補正する補正手段と、

を具備した工作機械。

2 3 . 数値制御により工具を装着した主軸とワークを固定したテ一ブルとの間で X、 Y、 Ζの 3軸方向の相対移動を行わせワークを加工する工作機械において、

前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によって前記被測定部位を前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させた後、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記座標位置検出手段の出力値を検出し、検出した両出力値から前記変位検出手段の基準位置に対する前記被測定部位の前記座標系における座標位置を演算して求める演算手段と、

を具備しワークの加工を行う工作機械。

2 4 . 数値制御により工具を装着した主軸とワークを固定したテ一プルとの間で相対移動を行わせヮークを所望形状に加工する N C 工作機械によるワークの加工方法において、

前記主軸の基準部位に対する前記主軸に装着された工具の刃先位置を前記主軸の回転中又は停止中に測定する工程と、前記 2つの工程で測定した値から前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置を演算して求める工程と、

前記座標系における前記主軸に装着された工具の刃先の座標位置からワークを加工する数値制御指令の補正値を求める工程とを含んで成るヮ一グの加工方法。

2 5 . 数値制御により工具を装着した主軸とワークを固定したテ一ブルとの間で X、 Y、 Ζの 3軸方向の相対移動を行わせワークを所望形状に加工する N C工作機械によるワークの加工方法において接触式又は非接触式の変位測定手段を用い、前記主軸、工具又はワークの被測定部位を前記変位測定手段の測定可能方向と同一方向に沿った前記相対移動によつて前記変位測定手段の測定範囲内に移動させ、

検出した前記変位測定手段の出力値と前記座標系の座標位置とから前記変位検出手段の基準位置に対する前記被測定部位の前記座標系における座標位置を演算して求め、ワークの加工を行う加工方法

2 6 . N C工作機械の主軸に装着する工具の工具長又は切刃径を予め測定しその値を登録するツールプリセッタにおいて、

工具装着部に対して相対移動し、 Ζ軸及び X軸又は Υ軸方向の変位を測定可能な変位測定手段と、

前記工具装着部に装着した寸法が既知のマスタピースの基準部位、前記工具装着部に装着した工具の刃先、又は前記工具の切刃の最外側面を前記相対移動によって前記変位測定手段の測定可能範囲内に移動させた後、所定の測定タイミングにおける前記変位測定手段の出力値と前記送り軸位置読取り手段の出力値を検出し、検出した両出力値及び前記マスタピースの寸法値から前記座標系における前記マスタピースの基準部位、前記工具の刃先、又は前記工具の切刃の最外側面の位置を求め、前記工具の工具長又は工具径を演算する演算手段と、

を具備することを特徴としたツールプリセッタ。