JP2000221024A - 清掃流体吹き出し口付き加工物測定用接触プロ―ブ及びこれを用いる測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工物の寸法測定時、測定に先立って加工物
を工作機械から取り外して機外洗浄清掃を行う必要がな
く、加工後、工作機械に搭載したまま直ちに被測定部位
を効率良く清掃しながら測定を行うことが出来るように
する。 【解決手段】 加工物の表面に接触させる接触部材とこ
れに連結されてこれを支持する棒状の支持部材を具えた
接触プローブの接触部材に、被測定部位を清掃するため
の清掃流体を吹き出させる清掃流体吹き出し口を開口さ
せる。そして測定時には、接触部材が被測定部位に接触
するのに先立って接触部材から清掃流体を吹き出して被
測定部位の清掃を開始し、しかる後に接触部材を加工物
に接触させて座標値測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械や測定機器
に取付けて加工物の寸法測定を行うための加工物測定用
接触プローブに関するものであり、特に被測定部位を清
掃しながら測定を行うことができる加工物測定用接触プ
ローブ及びそれを用いた測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５、６を用いて従来技術の説明を行
う。図５を参照して、１はＮＣフライス等の工作機械で
ある。加工物１０を搭載する加工テーブル５はＸ軸ガイ
ドレール２及びＹ軸ガイドレール３に案内されて工作機
械に設定されたＸ軸及びＹ軸各方向に沿って移動可能で
あり、従ってＸＹ平面に平行な平面内を自在に移動可能
である。又７は主軸頭であり、工作機械１に設定された
Ｚ軸に平行な主軸線Ｋを有する主軸１１を支持してお
り、Ｚ軸ガイドレール４に案内されてＺ軸に平行な方向
に移動可能である。制御部であるコントロールボックス
Ｃ内のマイクロコンピュータ等から成る位置決めサーボ
機構により制御されてこれら加工テーブル５及び主軸頭
７が上記各軸方向に移動することにより、主軸１１に取
り付けられた切削工具１２と加工テーブル５上の加工物
１０とが相対移動し、切削工具１２が加工物１０の目標
加工位置に来るべく誘導される。

【０００３】この工作機械を使用しての加工手順は以下
の如くになる、即ち加工物１０の加工に先立って、加工
物１０を加工物取り付け治具８を介して工作機械の加工
テーブル５上にセットする。加工物１０の水平出しや平
行出し等の加工物姿勢微調整を行った後、主軸１１に取
り付けられた切削工具１２は加工物８の目標加工位置ま
で案内されて所望の加工を行う。一次加工を行った後、
ねらいの加工寸法及びその精度がでているかどうかを測
定して調べるのであるが、加工物１０の表面にはたくさ
んの微細な加工クズや切削オイルが付着しておりそのま
までは精度のよい測定が行えない。このため加工物１０
を一旦取り付け治具８から取り外し、即ち加工テーブル
５上から取り外し、これを洗浄して清掃を行う。加工物
１０の機外清掃を行った後再び工作機械の加工テーブル
５上にセットする。そして再び加工物の姿勢微調整を行
った後、主軸１１から切削工具１２を取り外し、代わり
に図６に示すような測定プローブ２１を主軸１１に取り
付けて加工物の加工寸法を測定する。図７に寸法測定の
様子を示す。なお図６において測定プローブ２１は接触
部材２４と棒状支持部材２５とより成るプローブ本体部
２２とこれを工作機械の主軸１１に取り付けるためのホ
ルダー２３とを主な構成要素として成っている。プロー
ブ本体部２２は汎用性を持たせるためにホルダー２３と
は別体構成として取り替え可能になっているものもあれ
ば、ホルダー２３に組み込まれこれと一体型となってい
るものもある。

【０００４】図７において寸法測定に際し、加工テーブ
ル５のＸ、Ｙ軸方向移動と主軸頭７のＺ軸方向移動とに
より測定プローブ２１が加工物１０ａに対して相対移動
され、加工物１０ａ上の被測定部位に測定プローブの接
触部材２４が運ばれる。測定プローブの接触部材２４が
加工物１０ａに接触することによって測定プローブ２１
と加工物１０ａとの間に導通電流の流れが発生し、測定
プローブの接触部材２４が加工物の目標被測定部位に到
達したことが検知され、制御部からの指令にて測定プロ
ーブの相対移動が停止される。そして上記導通電流の発
生が直接または間接的に座標値読み込みのためのトリガ
ーとなり、加工テーブル５と主軸頭１１との相対位置に
よりサーボ系にて決まる被測定部位のＸ、Ｙ及びＺの３
次元座標値が特定され検出される。加工物上の複数箇所
各々の座標値間の相対変位量により加工物の寸法並びに
加工精度が求まる。上記の測定結果、所望の加工寸法並
びにその精度が得られていない場合はさらに測定プロー
ブ２１が加工工具１２に取り替えられ、引き続き二次加
工が行われる。そして機外洗浄清掃、機上再セット及び
姿勢微調整、そして機上計測という具合に所望の寸法精
度が出るまで繰り返される。これら一連のサーボ制御、
座標値読み取り、座標値からの寸法変換及び寸法精度計
算等は工作機械のコントロールボックスＣに組み込まれ
たマイクロコンピュータにて計算及び制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては以下のような問題があった。即ち工作機械１に加工
物を搭載し加工を施して所望の加工寸法及び精度を得る
までには上述の如く加工後の機上測定に先立って、加工
物の加工テーブルからの取り外し、機外での加工物の洗
浄清掃、そして機上再搭載及び加工物姿勢微調整から成
る機外洗浄工程が必要であった。この工程は所望の加工
寸法及びその精度が得られるまで繰り返して行わねばな
らず、この機外洗浄工程には多大な時間が費やされるの
で生産性向上の妨げとなる上に、この機外洗浄工程だけ
は人間が介在しなければならなかったので連続無人自動
加工の妨げとなっていた。この機外洗浄工程を除去する
ために、加工物を工作機械に搭載したままの状態にて、
その被測定部位をエアガンによるエア吹き付けにて清掃
しながら測定する方法も行われてはいるが、吹き飛ばし
た切削クズや切削オイルがさらに又他の被測定部位に飛
散し付着するため、全測定部位の測定が終了するまで人
間が付き添ってその都度エアガンによる吹き飛ばしを行
わねばならないという煩わしさがあった。

【０００６】一方図６において、ホルダー部２３におけ
るプローブ本体取り付け部２６のプローブ本体２２に面
する部位２７に、点線にて図示したようなエアー吹き出
し口２９を設け、工作機械１の主軸頭７より供給された
エアを工作機械の主軸１１及びプローブのホルダー部２
３内に設けられたエア導通路を経由して、このエア吹き
出し口２９からプローブ先端部に向けてエアーを噴射す
ることにより加工物の被測定部位を清掃し、加工物を工
作機械の加工テーブルに取り付けた状態のままでも測定
を行うことができるようにすることを目的とした接触プ
ローブも市販されてはいるが、エアー吹き出し口２９か
らプローブ先端にある接触部材２４までの距離が大きく
離れており、加工物の被測定部位におけるエアー噴射効
率が低下して十分な清掃ができない恐れがある。また一
方、プローブの軸芯Ｌに対して平行となるような加工物
の側壁面部（図７の２８等）に対しては平行に近い角度
でのエアー噴射となるため、このような側壁面部に対し
ても十分な清掃が行えないという問題がある。

【０００７】本発明は上述の如き問題に鑑み、測定の都
度多大な時間を費やしていた加工物を工作機械から取り
外して行う機外洗浄清掃工程を必要とせず、加工物を工
作機械に搭載したままの状態にても、プローブ軸芯に対
して平行となるような加工物側面部も含めて、高効率の
清掃が可能で、従って人手を介することなく、加工開始
から所望の加工寸法及び加工精度を得るまでの無人自動
加工が可能となり、大幅なトータル加工時間短縮が見込
まれ、又工作機械のみならず測定専用機器にも応用が可
能な加工物測定用の接触プローブを提供することを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】上記従来技術における課題
を解決するために請求項１の発明においては、加工物の
表面に接触させて、該加工物の接触点位置における互い
に直交するＸ、Ｙ及びＺの３軸方向に関する座標値の内
の少なくとも１軸方向に関する座標値を検出測定するた
めに用いられる加工物測定用の接触プローブにおいて、
当接触プローブの先端部を構成し加工物表面に接触させ
る接触部材と、この接触部材にその一端が連結されて該
接触部材を支持するための中心軸線を有する棒状の支持
部材とを具えており、上記接触部材の表面には、加工物
の被測定部位を清掃するための清掃流体を吹き出させる
清掃流体吹き出し口が少なくとも１つ開口していること
を特徴とするものである。

【０００９】当請求項の発明では、接触プローブにおけ
る上記接触部材が、座標値を測定するために加工物上の
被測定部位に接触し当該部位の位置特定を行うための機
能ばかりでなく清掃流体を吹き出して被測定部位を清掃
する機能を兼ね具えていることが特徴である。したがっ
て加工物の被測定部位を直接的かつ集中的に効率よく清
掃し、しかも清掃とほぼ同時にリアルタイムにて座標値
測定をすることを可能ならしめるものである。ここで上
記棒状支持部材と上記接触部材とは１つの接触プローブ
を形成する連続一体構成物であっても良く、又組み合わ
せて１つの接触プローブを形成するための各々別体構成
物であっても良い。また清掃流体とは気体もしくは液体
であり、そのいずれであるかを問わない。なおここで
Ｘ、Ｙ及びＺの３軸とは工作機械もしくは測定装置に設
定された座標軸を基準とし、加工物及び接触プローブは
工作機械もしくは測定装置に搭載された状態での姿勢を
基準とするものであり以下他の請求項に関わる発明に関
しても同様である。

【００１０】請求項２の発明では請求項１の加工物測定
用接触プローブであって、上記清掃流体吹き出し口は上
記接触部材表面において、上記支持部材の中心軸線の方
向に概ね沿う方向に開口した吹き出し口を含むことを特
徴とするものである。当請求項の発明では、上記吹き出
し口は上記支持部材の中心軸線の方向に直交する平面に
概ね平行な加工物面上にある被測定部位に対して効率良
く清掃流体を吹き付けることが可能である。

【００１１】請求項３の発明では請求項１の加工物測定
用接触プローブであって、上記清掃流体吹き出し口は上
記接触部材の表面において、上記支持部材の中心軸線の
方向に概ね沿う方向に開口した第１の吹き出し口と、該
中心軸線に直交する方向に概ね沿う方向に開口した第２
の吹き出し口とを含むことを特徴とするものである。当
請求項の発明では、第１の吹き出し口は、被測定部位が
支持部材の上記中心軸線に直交する平面に概ね平行な加
工物面上にある場合に当該部位を清掃する作用をなし、
第２の吹き出し口は、被測定部位が上記中心軸線に概ね
平行な加工物面上にある場合に当該部位を清掃する作用
を成す。

【００１２】請求項４の発明では請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の加工物測定用接触プローブであって、上
記清掃流体吹き出し口は、上記接触部材の表面におい
て、測定時に加工物の被測定箇所に接触する接触領域の
近傍かつ当接触領域を避けた位置に開口した吹き出し口
を含むことを特徴とするものである。従って、上記接触
領域を避けた位置に開口した清掃流体吹き出し口は加工
物に接触しないので接触プローブと加工物との接触具合
が座標値の測定精度に影響を与えない。

【００１３】請求項５の発明では請求項３に記載の加工
物測定用接触プローブであって、上記接触部材は球形状
を成しており、上記第２の吹き出し口は、上記支持部材
の中心軸線と直交しかつ該球形状接触部材の中心を通る
平面と交わることなく、しかもこの平面に対して上記棒
状の支持部側に開口していることを特徴とするものであ
る。当請求項の発明では、接触部材が球形状であること
によりいずれの方向に対しても測定された座標値におけ
る、接触部材の形状に起因する接触誤差が少ない。また
第２の吹き出し口が上記位置に開口していることによ
り、例えば金型抜き勾配の如く測定時に接触プローブ位
置から見て外方向に傾斜した加工物の傾斜加工面を測定
する場合、当吹き出し口の開口位置間に特に上記支持軸
方向位置間のバラツキや傾斜加工面の傾斜度の違いがあ
っても、第２の吹き出し口が当該傾斜加工面に接触しな
いので第２の吹き出し口が上記接触部材と上記傾斜加工
面との接触具合に影響を与えない。

【００１４】請求項６の発明では、請求項１〜５の内の
いずれか一つの加工物測定用接触プローブを工作機械も
しくは測定器に取り付けて加工物表面上の被測定部位に
おける、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺの３軸方向に関す
る座標値の内の少なくとも１軸方向に関する座標値を検
出測定する測定方法であって、上記接触プローブの上記
接触部材が測定のために加工物の被測定個所に接触する
のに先立って前記清掃流体吹き出し口から清掃流体を吹
き出して該被測定個所の清掃を開始し、しかる後に上記
接触部材を加工物の上記被測定個所に接触させて該被測
定個所の座標値を検出測定することを特徴とするもので
ある。当請求項の発明では、接触部材が測定のために加
工物表面に接触するよりも前に清掃流体を吹き出して被
測定部位の清掃を始めるが、接触部材が被測定部位に接
触をして座標値検出測定をし始めるよりも前に清掃流体
による吹き出し清掃を終えていてもよいし、あるいは測
定中もなお継続して吹き出し清掃を行っていてもよい。
ここで清掃流体は気体であっても良く、また液体であっ
ても良い。

【００１５】請求項７の発明では、請求項６の測定方法
であって、上記清掃流体吹き出し口からの上記清掃流体
吹き出しは、上記被測定個所の座標値検出測定に先立っ
て停止することを特徴とするものである。当請求項の発
明では座標値の検出に先立って清掃流体の吹き出しを停
止させることにより、測定プローブの剛性が劣る場合で
も、座標値検出中清掃流体の吹き出しにより発生する微
振動が検出座標値の測定精度に影響を及ぼさない。

【００１６】

【発明の実施形態】図１〜４を用いて本発明の実施の形
態を説明する。なお従来技術の説明にて用いた図５及び
図７は従来の測定プローブ２１を本発明の加工物測定用
接触プローブに置き換えれば他は全く同じであるので、
本発明実施形態の説明においても随時参照をする。図１
は本発明に関わる加工物測定用接触プローブ（以下接触
プローブに同じ）３５であり、図６にて示した従来の測
定プローブ２１のプローブ本体部２２に相当するもので
ある。図１（ａ）は中心軸線Ｌを有する棒状の支持部材
３７の一部とそれの一端にて連結された球形状の接触材
部材４１とから成る接触プローブの側面図、（ｂ）はそ
の底面図である。棒状の支持部材３７には工作機械のＺ
軸に沿わされる中心軸線Ｌに沿って、球形状の接触部４
１の中心部まで連絡する貫通孔３８が貫設されている。
なお当接触プローブ３５を使用時において、これを図５
のような工作機械１に取り付ける際は、一般的には中心
軸線Ｌが、工作機械１に設定されたＺ軸に平行な主軸線
Ｋに沿うべく取り付けるので、以下当発明の接触プロー
ブに関して参照されるＸ、Ｙ及びＺ軸とは、それを工作
機械に取り付けた状態にて工作機械に設定されたＸ、Ｙ
及びＺ軸を基準とするものとし、又測定専用機器に取り
付けた際も同様にその機器に設定されたＸ、Ｙ及びＺ軸
を基準とする。

【００１７】図１において接触部材４１には、貫通孔３
８に連通し中心軸線Ｌ方向に開口した１つの第１の吹き
出し口４０と、中心軸線Ｌに直交する平面Ｐと平行でか
つ互いに直交する方向に開口した４つの第２の吹き出し
口３９（３９x1、３９x2、３９y1及び３９y2）を有して
いる（図１（ｂ））。そしてこの接触プローブ３５が、
従来と同様に図７の如くホルダーを介して工作機械１の
主軸１１に取り付けられ、主軸１１よりエアがホルダー
内に設けられたエア導通路を経由して接触プローブ３５
に供給されるとエアは貫通孔３８を通り、接触部材４１
に開口した第１の吹き出し口４０及び第２の吹き出し口
３９から吹き出される。なお接触プローブ３５の場合、
第２の吹き出し口３９x1、３９x2がＸ軸方向に、３９y
1、３９y2がＹ軸方向に沿うように工作機械の主軸１１
に取り付けられる。そして第１の吹き出し口４０はＸＹ
平面に概ね平行な加工面上の被測定部位を測定する際、
該被測定個所の清掃に用いられ、第２の吹き出し口３９
は図７に於ける加工面２８のようにＺ軸の方向に概ね沿
う側面上の被測定箇所の清掃に用いられる。

【００１８】なお図１の接触プローブ３５においては第
２の吹き出し口３９は、球形状の接触部材４１の中心Ｇ
を通り中心軸線Ｌに直交してＸＹ平面に平行となる平面
Ｐと交わることなく、かつ平面Ｐに対して棒状の支持部
材３７側にずらして開口している。これは図２を参照し
て、例えば金型の型部４３を加工するような際に、成形
時において成形品が離型し易いように、型部４３の立壁
部４４に抜き勾配と呼ばれる接触プローブ側から見て外
方に傾斜する傾きθを設ける場合が多く、しかもこの抜
き勾配の傾き量θは一定ではなく成形品によって異な
る。従ってもし第２の吹き出し口３９がこの勾配をもっ
た立壁部４４に接触する接触領域の位置、即ち球形状接
触部材４１の表面において平面Ｐと交わる位置を含む支
持部材３７と反対側の位置に設けられていた場合、抜き
勾配量が異なるごとにこの接触具合も異なり測定値に誤
差が生じてくることになる。又同一勾配であったとして
も複数ある第２の吹き出し口３９（３９x1、３９x2、３
９y1、３９y2）の開口位置間に（特にＺ方向の）バラツ
キがあった場合、吹き出し口が異なるごとに被測定部位
への当たり具合が微妙に異なり測定値に誤差を生じ、測
定精度が落ちることになる。従ってこのような不具合を
避けるために。前述のごとく第２の吹き出し口３９を上
記平面Ｐと交わることなくしかも平面Ｐに対して棒状の
支持部３７側にずらして接触領域を避けた位置設けるこ
とにより、吹き出し口が被測定個所に接触することがな
いようにしている。また第２の吹き出し口３９の開口形
状は図１、２に示される如く半円的形状となっており、
加工物との接触点に近い位置、即ち平面Ｐに近い側の開
口面積を大きくして接触点への吹き出し量が多くなるよ
うにしている。

【００１９】図３は他の実施形態の接触プローブ３５ａ
の側面図である。図１にて示したものとの違いは、図１
における第２の吹き出し口３９が平面Ｐと平行、即ち支
持部材３７の軸線Ｌに直交する方向にエアを吹き出すよ
うな構成になっていたのに対して、図３においては、第
２の吹き出し口３９ａが平面Ｐの方向に概ね沿ってはい
るが僅かに傾きを持たせた傾きαの吹き出し角度を有す
るように構成した点である。この構成により加工物の被
測定個所に対してエアをより効率的に吹き出すことがで
きる。

【００２０】上記図１及び図２の測定プローブ３５で
は、第１の吹き出し口４０は球形状の接触部材４１、４
１ａの表面上かつ当接触部材の中心Ｇを通り、かつ支持
部材３７の中心軸線Ｌに平行な線（同図では中心軸線Ｌ
の延長線と同じ）と交わる位置Ｃに開口している。この
位置Ｃは中心軸線Ｌ方向かつ支持部材と反対側の接触部
材最先端部であり、ＸＹ平面に概ね平行な加工物面上の
被測定個所を測定する際に接触部材４１が接触する接触
領域となるのであるが、これは当接触部材が接触する加
工物の上面はＸＹ平面に平行に加工されているケースが
ほとんどであるので第１の吹き出し口４０が接触しても
接触具合による測定誤差が少ないことによるためであ
る。しかし測定精度のより完璧を期すためには第１の吹
き出し口４０を接触領域である上述の位置Ｃを避けた位
置即ち位置Ｃを含まない位置に開口させれば良い。

【００２１】図４にさらに他の実施形態の接触プローブ
３５ｂの斜視図（ａ）と中心軸線Ｌを通るその断面図
（ｂ）を示す。同図における接触プローブ３５ｂの図１
及び図３のものとの違いは、接触部材４１ｂが大きく異
なる。図１，図３における接触部材４１、４１ａが球形
状であったのに対して、図４の接触部材４１ｂは直径の
異なる２枚の円板上部材４７、４８をスペーサ４６を介
して対向させた構成となっており、この２枚の円板状部
材４７、４８間に形成される間隙が第２の吹き出し口３
９ｂを形成している。このため中心軸線Ｌを中心として
ほぼ３６０度の方向に円板状部材４８の上面に沿ってエ
アを吹き出すことが可能である。従って、接触部材４１
ｂの１つの接触領域となる直径の大きい方の円板状部材
４８の外周端部５０が接触する加工物の被測定部位がＸ
Ｙ平面内方向いずれの角度の方向にあっても当該被測定
個所を清掃することが可能である。スペーサ４６の形状
を変更することによりＸＹ平面内方向の吹き出し方向及
び吹き出し量を変えることができる。又円板状部材４８
の下面に設けられている半球状突部４９がＸＹ平面に概
ね平行となる加工物面上の被測定部位に接触し、他方の
接触領域である当半球突部４９の先端部を避けたその両
サイドにある開口孔４０ｂがその被測定個所を清掃する
第１の吹き出し口に相当する。図４（ｂ）にエアの流れ
を矢印にて示してある。

【００２２】以上上述の本発明実施形態各接触プローブ
は当発明の概念の範囲内にてさらに種々の変形が可能で
ある。即ち接触プローブの形状のみならず、接触部にお
ける清掃流体の吹き出し口も、その吹き出し角度や開口
位置、開口数、及び形状等その利用形態に適した変形が
可能である。清掃流体は気体のみならず液体であっても
良い。また当実施形態においては、清掃流体は工作機械
の主軸から供給されるように説明したが、支持軸３７の
側面部、あるいは図６にて示したホルダー２３のような
プローブホルダーを利用し、そのホルダーの側面部に清
掃流体導入口を設けて工作機械外部から接触プローブに
清掃流体を供給する構成にしてもよい。また接触プロー
ブは必ずしも工作機械主軸の切削工具取り付け部に切削
工具と置き換えて取り付けなくとも、主軸頭７等に適当
な取り付け具を付加して取り付けるようにしてもよい。

【００２３】本発明の接触プローブを用いた機上測定の
工程は以下の如くになる。即ち図５のように加工物１０
を取り付け治具８を介して加工機１に搭載し、加工物の
姿勢微調整を行った後切削工具１２にて加工物に所望の
加工を施す。一次加工を行った後、次に加工物はそのま
まにして切削工具１２を本発明の接触プローブ３５と取
り替る（図７の状態）。加工テーブル５と主軸頭７との
相対移動により接触プローブの接触部材４１を加工物面
上の被測定部位に近づけながら接触部材４１が被測定部
位に接触するよりも前に工作機械の主軸よりエア供給が
開始され、支持部材３７の貫通孔３８を経由して接触部
材の清掃流体吹き出し口３９、４０より被測定部位にエ
アを噴射し当該部位の清掃を行う。しかる後、エア噴射
を継続したまま、もしくはこれを停止して接触部材を被
測定部位に接触させ当該部位の座標値検出を行う。必要
に応じて異なる複数の被測定部位の座標値測定を同様に
行い、その結果所望の寸法並びにその精度が得られてい
れば当加工工程は終了し次工程に移る。もし未だその精
度が得られていなければ接触プローブをもとの切削工具
１２に取り替えて２次加工を行い、このサイクルを繰り
返す。

【００２４】なお、接触プローブの剛性が十分でない場
合、座標値検出中も接触部材４１よりエアを吹き出した
ままの状態でいると、エア吹き出しによる微小振動が検
出座標値あるいは寸法の精度に悪影響を与える場合があ
る。このような恐れのある場合は接触プローブが加工物
に接触することによって特定された位置の座標値検出に
先立って、エアの噴射を停止させれば良い。一例とし
て、接触プローブ３５が加工物の被測定個所に接触する
ことにより発生した接触プローブと加工物との導通電流
をトリガとしてエアの噴射を停止させ、エア噴射の停止
後、所定の振動安定時間経過後に当接触位置の座標値を
取り込むといった方法を行う。切削工具と接触プローブ
との交換は図示していないロボットにて行うことが可能
であるし、また切削工具とは別に主軸頭等に適当な取り
付け具を介して接触プローブを取り付けて利用するよう
にすれば測定ごとに切削工具との交換を行う必要はな
い。

【００２５】このように当発明の接触プローブを用いる
測定方法により、従来行われていた煩わしい付帯作業を
伴う加工後の機外洗浄清掃工程が省略でき、工作物を工
作機械に搭載したままの状態にて加工から寸法測定まで
を極めて効率よく行うことができる。したがって大幅な
加工時間短縮を達成でき、無人自動加工も可能となって
生産性の向上に寄与する。また加工機もＮＣフライス等
のような回転切削加工機のみならず放電加工機等にも全
く同様に利用でき、測定専用機器にも利用可能である。
上記実施形態説明では、接触プローブの加工物被測定個
所への接触検知方式として、加工物に接触することによ
り接触プローブと加工物間に流れる導通電流の発生にて
その接触を検知するタイプのものを例示したが、これに
限るものではない。例えば、ホルダーにて接触プローブ
の支持部材３７をその軸方向に移動可能に支持し、接触
プローブが加工物と接触することにより生じるその軸方
向変位によりホルダー内に設けられた常閉型接点が解
放、もしくは常開型接点が閉接することにより発生する
信号にてその接触を検知する方式のものにも利用可能で
ある。また本発明プローブを用いる座標値測定方法は、
ＸＹＺ３軸方向の３次元座標値測定に限ることなく、３
軸方向の内の少なくとも１軸方向のみの座標値測定であ
ってもよい。即ち、例えば測定対象物の高さあるいは深
さのみの測定のような接触プローブの移動方向が１軸方
向のみに制限された測定方法であってもよい。又本発明
の測定プローブ及びこれを用いる測定方法は、工作機械
によって加工された加工物の測定のみならず、成形品等
の寸法測定等測定に際しゴミ等の付着物の除去を必要と
する測定に広く利用可能である。また当実施形態説明で
は寸法測定等の演算やエア噴射等の制御は工作機械内に
設けられているコントロールボックスＣ内のマイクロコ
ンピュータにて行われるように説明したが、これとは別
体の外部パソコン等を利用して演算および制御を行わせ
るようにしてもよい。なお本発明で述べられる座標値測
定とは所定基準位置からの相対変位量の測定であるため
寸法測定と同義である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、加工物表面上
の被測定部位の座標値を測定するための接触プローブに
おいて、測定のために被測定部位に接触させる接触部材
に被測定部位を清掃するための清掃流体を吹き出させる
清掃流体吹き出し口を開口するように構成したので、上
記接触部材が、座標値を測定するために加工物上の被測
定部位に接触して当該部位の位置特定を行うための機能
ばかりでなく清掃流体を吹き出して被測定部位を清掃す
る機能を兼ね具えており、当接触プローブを工作機械等
に用いることにより、測定を行いながらリアルタイムに
て被測定部位の清掃が行え、しかも被測定部位のみを直
接的かつ集中的に極めて効率良く清掃が行えるので、工
作機械にて加工後に寸法測定に先立って従来多大な時間
を費やしていた加工物の機外洗浄清掃を行う必要がな
く、加工後、加工物を工作機械に搭載したままの状態に
ても直ちに加工物に付着した切削クズや切削オイル等の
清掃を行いながら機上測定を行うことができ、総加工時
間の大幅な短縮が見込まれ、かつトータルな無人自動加
工も可能となり、生産性が大幅に向上する。

【００２７】請求項２の発明では、請求項１の加工物測
定用接触プローブにおいて、清掃流体吹き出し口を、該
プローブの接触部材表面において、支持部材の中心軸線
の方向に概ね沿う方向に開口した吹き出し口を含むの
で、支持部材の中心軸線の方向に直交する平面に概ね平
行な加工物面上の被測定部位に対して効率良く清掃流体
を吹き付け当該部位を清掃することができる。

【００２８】請求項３の発明によれば、請求項１の接触
プローブにおいて、清掃流体吹き出し口は、接触プロー
ブの支持部の中心軸線の方向に概ね沿う方向に開口した
第１の吹き出し口と、支持部の中心軸線に直交する方向
に概ね沿う方向に開口した第２の吹き出し口とを含むよ
うにしたので、加工物において通常最も多い加工面であ
るＸＹ平面に平行な加工面及びＺ軸に平行な加工面を測
定する際に、当該箇所を直接的かつ集中的に効率良く清
掃し精度良く測定することができる。

【００２９】請求項４の発明によれば、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の加工物測定用接触プローブにおい
て、接触部材の表面における、測定時に加工物の被測定
箇所に接触する接触領域の近傍でしかも当接触領域を避
けた位置に開口した清掃流体吹き出し口は測定時に加工
物に接触しないので、加工物の被測定個所を効率よく清
掃するとともに接触プローブと加工物との接触具合が座
標値の測定精度に悪影響を与えない。

【００３０】請求項５の発明によれば、請求項３の加工
物測定用接触プローブであって、接触部材は球形状を成
しており、上記第２の吹き出し口は、上記支持部の中心
軸線と直交しかつ該球形状接触部材の中心を通る平面と
交わることなく、しかもこの平面に対して上記棒状の支
持部側に開口しているので、接触部材が球形状であるこ
とによりいずれの方向に対しても測定された座標値にお
ける、接触部材の形状に起因する接触誤差が少ない。ま
た第２の吹き出し口が上記位置に開口していることによ
り、例えば金型抜き勾配の如く測定時に接触プローブ位
置から見て外方向に傾斜した加工物の傾斜加工面を測定
する場合、当吹き出し口の開口位置間に、特に上記支持
軸方向位置間のバラツキや傾斜加工面の勾配度の違いが
あっても第２の吹き出し口が当該傾斜加工面に接触しな
いのでその接触具合が測定精度に悪影響を与えず安定し
た高精度の測定が可能となる。

【００３１】請求項６の発明の測定方法においては、請
求項１〜５の接触プローブを用いて好適な加工物の座標
値測定（寸法測定）が行える。即ちこの測定方法を用い
ることにより、加工物清掃のためその機外取り外し洗浄
工程を設けることなく工作機械に取り付けたままで清掃
そして高精度の測定が行えるため、加工から寸法測定ま
での無人化が可能となり総加工時間を短縮出来て効率的
で生産性の良い加工が可能となる。

【００３２】請求項７の発明では、請求項６の測定方法
であって、清掃流体吹き出し口からの上記清掃流体吹き
出しは、上記被測定個所の座標値検出測定に先立って停
止させるので、測定プローブの剛性が十分でない場合、
座標値検出中に清掃流体の吹き出しにより発生する微振
動によって検出座標値の測定精度が悪影響を受けるのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に関わる加工物測定用接触プロー
ブの、（ａ）は互いに連結された棒状の支持部材３７の
一部と球形状の接触部材４１から成るその側面図、
（ｂ）はその底面図である。

【図２】図１の接触プローブを加工物の勾配θを有する
側壁面に接触させた様子を示す図である。

【図３】本発明による他の実施形態の接触プローブの側
面図である。

【図４】本発明によるさらに他の実施形態の接触プロー
ブの、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は中心軸を通るそ
の断面図である。

【図５】工作機械に加工物を搭載した様子を示す図であ
る。

【図６】従来の測定プローブの斜視図である。

【図７】図５の工作機械にて加工を行い、接触プローブ
を取り付けて座標測定を行う様子を示す図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ 加工物 １２ 切削工具 ３５、３５ａ、３５ｂ 接触プローブ ３７ 支持部材 ４１、４１ａ、４１ｂ 接触部材 ３９、３９ａ、３９ｂ 第２の吹き出し口（清掃流体吹
き出し口） ４０、４０ｂ 第１の吹き出し口（清掃流体吹き出し
口） Ｌ 中心軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉年 龍雄 奈良県橿原市飯高町113−１ 不二精機株 式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工物の表面に接触させて、該加工の接触
   点位置における互いに直交するＸ、Ｙ及びＺの３軸方向
   に関する座標値の内の少なくとも１軸方向に関する座標
   値を検出測定するために用いられる加工物測定用の接触
   プローブであって、当接触プローブの先端部を構成し加
   工物表面に接触させる接触部材と、この接触部材にその
   一端が連結されて該接触部材を支持するための中心軸線
   を有する棒状の支持部材とを具えており、上記接触部材
   の表面には、加工物の被測定部位を清掃するための清掃
   流体を吹き出させる清掃流体吹き出し口が少なくとも１
   つ開口していることを特徴とする清掃流体吹き出し口付
   き加工物測定用接触プローブ。
2. 【請求項２】請求項１の加工物測定用接触プローブであ
   って、上記清掃流体吹き出し口は上記接触部材表面にお
   いて、上記支持部材の中心軸線の方向に概ね沿う方向に
   開口した吹き出し口を含むことを特徴とする。
3. 【請求項３】請求項１の加工物測定用接触プローブであ
   って、上記清掃流体吹き出し口は上記接触部材の表面に
   おいて、上記支持部材の中心軸線の方向に概ね沿う方向
   に開口した第１の吹き出し口と、該中心軸線に直交する
   方向に概ね沿う方向に開口した第２の吹き出し口とを含
   むことを特徴とする請求項１の加工物測定用接触プロー
   ブ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工
   物測定用接触プローブであって、上記清掃流体吹き出し
   口は、上記接触部材の表面において、測定時に加工物の
   被測定箇所に接触する接触領域の近傍かつ当接触領域を
   避けた位置に開口した清掃流体吹き出し口を含むことを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の加工物測定用
   接触プローブ。
5. 【請求項５】請求項３に記載の加工物測定用接触プロー
   ブであって、上記接触部材は球形状を成しており、上記
   第２の吹き出し口は、上記支持部材の中心軸線と直交し
   かつ該球形状接触部材の中心を通る平面と交わることな
   く、しかもこの平面に対して上記棒状の支持部側に開口
   していることを特徴とする請求項３の加工物測定用接触
   プローブ。
6. 【請求項６】請求項１〜５の内のいずれか一つの加工物
   測定用接触プローブを工作機械もしくは測定器に取り付
   けて加工物表面上の被測定箇所における、互いに直交す
   るＸ、Ｙ及びＺの３軸方向に関する座標値の内の少なく
   とも１軸方向に関する座標値を検出測定する測定方法で
   あって、上記接触プローブの上記接触部材が測定のため
   に加工物の被測定個所に接触するのに先立って前記清掃
   流体吹き出し口から清掃流体を吹き出して該被測定個所
   の清掃を開始し、しかる後に上記接触部材を加工物の上
   記被測定個所に接触させて該被測定個所の座標値検出測
   定を行うことを特徴とする測定方法。
7. 【請求項７】請求項６の測定方法であって、上記清掃流
   体吹き出し口からの上記清掃流体吹き出しは、上記被測
   定個所の座標値検出に先立って停止することを特徴とす
   る測定方法。