JPH0815704B2 - 機械の運動精度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械や三次元測定
機等の機械加工現場や測定現場で使用される機械の主軸
とワークが設置されるテーブルとの間の相対的な２軸移
動による円運動の精度を測定する機械の運動精度測定装
置に関し、特に、機械の小半径から比較的大きな半径に
渡る種々の設定半径Ｒの円運動の運動精度を測定可能で
あると共に測定装置自体に内在する測定誤差要因を補正
値として予め摘出して運動精度の測定を補正して機械の
運動精度を高精度で測定し得るようにする運動精度測定
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械や三次元測定機等では主軸とこ
れに対向したテーブルとの間で相対的な２軸移動による
円運動を遂行させることにより、ワークの円筒孔加工又
は加工品の真円度や円筒度の測定等が遂行される。従っ
て、機械の円運動精度が直接、加工品の加工精度や測定
精度に影響する。故に、従来より機械の主軸とテーブル
間における相対的な２軸移動による円運動の精度を高精
度で測定せんとする測定装置が種々、提供されている。

【０００３】例えば、円板法として周知の方法では、リ
ング形状をしたマスター円を被測定体である機械のテー
ブルに搭載して同テーブルの２次元方向の合成移動によ
りマスター円に円運動を付与し、このとき、同マスター
円に２次元変位センサのプローブを定圧下で接触させて
同プローブにも２次元の円運動を行わせ、真円に対する
プローブの円運動の誤差を測定、検出することにより、
機械の円運動精度を検出する方法がある。

【０００４】また、２個の高精度な球を一本のバーの両
端に保持した所謂ダブルボールバーを機械の主軸とテー
ブルとに設けた球面座にて受承し、主軸とテーブルとに
２次元平面内で相対的な円運動を行わせたとき、ダブル
ボールバーのバー内に組み込んだ歪み計等の１次元変位
センサで円運動のラジアル方向変位を検出して円運動の
半径の変動を測定することにより、機械の主軸とテーブ
ルとの相対的な円運動の精度を測定するようにしたＤＢ
Ｂ（ Double Ball Bar )法として周知にされた方法があ
る。

【０００５】然しながら、上述した円板法は機械の円運
動の精度測定に当たり、測定する円運動の径の大小に応
じて所要個数分のマスター円を準備しておく必要があり
煩瑣であると共に高価になる問題点がある。又、マスタ
ー円と２次元変位センサのプローブとが一定の接触圧下
で接触しているために、接触部における摩擦の影響で測
定精度がやや劣化し、しかも測定環境の影響を受けて摩
擦力が変動するために測定精度に対する影響が益々大き
くなる問題点がある。例えば、空中の浮遊粉塵がマスタ
ー円とプローブとの間に入り込んだだけで測定誤差とな
り、円運動の高精度な測定には改善の余地があると言う
欠点がある。

【０００６】更に、後者のダブルボールバーを用いた方
法では、当該ダブルボールバー自体の製作に当たり、２
つの高精度球の中心間を一本のバーで接続し、しかも、
そのバーに変位測定手段を組み込む製作作業が難しく、
機能面では、円運動の径が小さな領域の運動測定では運
動変位自体が小さいためにダブルボールバー内に組み込
んだ変位センサでは充分に検知できない難点があると言
う欠点もある。また、任意の半径が測定できないと言う
問題点もある。

【０００７】上述した周知の２つの円運動精度測定方法
の問題点を解消すべく、本出願人による鋭意、研究の成
果の一端として既に特願平１ー２５５２８１号として提
案されている機械の運動測定装置がある。即ち、同運動
測定装置を概説すると、主軸とテーブルとの間の相対的
な２軸移動による円運動の運動精度を測定するに当た
り、主軸に設けた回転軸と、該回転軸に略平行にテーブ
ル側に設けた回転軸との間に一方の回転軸が他方の回転
軸周りに常に同一点が向き合って相対的に円運動を行う
ように一方の回転軸に固定され、他方の回転軸とはラジ
アル方向にのみ移動可能に係合された姿勢制御軸とを設
け、また、姿勢制御軸または同姿勢制御軸が固定された
側の回転軸に変位測定手段又は基準ブロックを設け、他
方の回転軸側には前者の変位測定手段と協働するマスタ
ーゲージを装着するか、または後者の基準ブロックを検
知する変位測定手段を設けた構成としたもの、或いは逆
に、姿勢制御軸または同姿勢制御軸がラジアル方向に移
動可能に係合した側の回転軸に変位検出手段を設け、そ
のとき、他方の姿勢制御軸が固定された側の回転軸に変
位検出手段と協働するマスターゲージを設けるか又は上
記姿勢制御軸が固定された側の回転軸ないし姿勢制御軸
自体に基準ブロックを設けた構成としたもので、主軸と
テーブルとの相対的な２軸移動による円運動の間に、そ
の運動精度を上記変位検出手段を介して外部に変位出力
として取り出し、解析処理可能にしたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
既に提案の機械の運動精度検出装置においても、なお、
解決すべき問題点がある。つまり、機械の主軸とテーブ
ルとの間で２軸方向の移動による相対的な円運動を遂行
させたとき、機械の送り制御系における制御動作の精度
に起因した円運動誤差は円運動の径を小さく設定してと
きに顕著に発生するが、そのような制御系に起因した誤
差を測定すべく円運動の径を小さく設定しようとする
と、同一の姿勢制御軸が機械の主軸側とテーブル側との
両者に係合しているために、主軸側に設けた回転軸の軸
心とテーブル側に設けた回転軸の軸心との間のラジアル
方向の距離を漸減させて円運動の径を縮小化させて行く
と、やがて回転軸同士の干渉が発生し、一定値以下の径
の円運動、つまり、微少円運動の領域の運動精度を測定
することは不可能になると言う問題が発生した。

【０００９】しかも、上述した微少円運動の径を更に縮
小化して径をゼロ値に設定し得るなら、運動精度測定装
置自体の測定精度が検出でき、従って検出値を補正値と
して用いるなら、機械の運動精度の測定精度が益々高精
度化することを察知し、円運動の径を限りなくゼロ値に
接近させ得る機械の運動精度測定装置の開発に取り組ん
だのである。

【００１０】即ち、本発明の目的は、機械の主軸とテー
ブルとの間で相対的な２軸移動による円運動を行う場合
の運動精度の測定に当たり、小径の円運動から比較的大
径の円運動までの広い径範囲の円運動の運動精度を測定
可能にして機械の制御系に起因した運動誤差と送り機構
等の機械的要因による運動誤差とを分離して測定、検出
可能にする機械の運動精度測定装置を提供せんとするも
のである。

【００１１】本発明の他の目的は、測定装置自体に起因
した真円度誤差を検出、測定して機械の運動精度の測定
に補正を加え、高精度の運動精度測定を可能にする機械
の運動精度測定装置を提供せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段と作用】本発明は上述の発
明目的の解決に当たり、機械の主軸に装着される回転軸
と機械のテーブルに装着される回転軸との間に介挿され
る姿勢制御治具として一本の軸体で形成することなく、
何れか一方の回転軸に装着される運動半径調節桿と他方
の回転軸にラジアル方向にのみ摺動可能なスライド桿と
の２つの桿を一体かつ段違い形状の治具に形成し、運動
半径調節桿で上記２つの回転軸の軸心を相互に接近させ
て主軸とテーブル間の円運動径をゼロ値を含む小径値か
ら比較的大きな径までに適宜に設定可能にし、同時にス
ライド桿を円運動過程で回転軸に対して円運動のラジア
ル方向にのみ摺動変位可能にして一方の回転軸が他方の
回転軸周りに常に同一点が向き合った状態で相対的に円
運動を行う間に変位測定手段と測定子との協動により円
運動の運動精度を測定するように構成し、以て主軸及び
テーブルに装着された回転軸同士が円運動の径設定時に
機械的干渉を起こすことの無い運動精度の測定装置を実
現したのである。故に、機械の主軸、テーブル等の可動
要素をサーボ系を介して制御する制御系の制御誤差と機
械の送り機構の機械的誤差とを分離して機械の運動精度
を測定できると共に測定装置自体の誤差を検出して機械
の運動精度の測定データに補正を加え、高精度の運動精
度の測定を遂行し得る運動精度測定装置が得られたので
ある。

【００１３】本発明の一つの観点によれば、機械の主軸
に装着可能な第１の回転軸と該機械のテーブルに装着可
能な第２の回転軸とを有し、前記主軸とテーブルとの間
の軸心距離を所定の距離値Ｒに設定した場合の該主軸と
テーブルとの間の相対的な２軸移動による円運動の運動
精度を測定する運動精度測定装置において、前記第１と
第２の回転軸の何れか一方の回転軸に装着され、かつ前
記円運動の径方向に長さを有した運動半径調節桿および
該運動半径調節桿と一体にかつ段違い形状に形成され、
他方の回転軸に前記円運動の径方向に移動可能に係合す
るスライド桿を有して前記距離値Ｒをゼロを含む任意の
値に設定可能にし、前記第１と第２の回転軸の一方の回
転軸が他方の回転軸の周りに常に同一点が向き合った姿
勢で相対的に前記距離値Ｒを半径とする円運動を行うよ
うにする姿勢制御治具と、前記一方の回転軸に装着され
た姿勢制御治具のスライド桿の一端に保持された測定子
と、前記姿勢制御治具のスライド桿が移動可能に係合す
る前記他方の回転軸に固定され、前記測定子と協働して
前記円運動の径変位に応じた測定出力を発生する変位測
定手段と、を具備して構成された機械の運動精度測定装
置が提供される。本発明の他の観点によれば、機械の主
軸に装着可能な第１の回転軸と機械のテーブルに装着可
能な第２の回転軸とを有し、前記主軸とテーブルとの間
の軸心距離を所定の距離値Ｒに設定した場合の該主軸と
テーブルとの間の相対的な２軸移動による円運動の運動
精度を測定する運動精度測定装置において、前記第１と
第２の回転軸の何れか一方の回転軸に装着され、かつ前
記円運動の径方向に長さを有した運動半径調節桿および
該運動半径調節桿と一体にかつ段違い形状に形成され、
他方の回転軸に前記円運動の径方向に移動可能に係合す
るスライド桿を有して前記距離値Ｒをゼロを含む任意の
値に設定可能にし、前記第１と第２の回転軸の一方の回
転軸が他方の回転軸の周りに常に同一点が向き合った姿
勢で相対的に前記距離値Ｒを半径とする円運動を行うよ
うにする姿勢制御治具と、前記姿勢制御治具のスライド
桿が移動可能に係合する前記他方の回転軸に固定された
測定子と、前記一方の回転軸に装着された姿勢制御治具
のスライド桿の一端に保持され、前記測定子と協働して
前記円運動の径変位に応じた測定出力を発生する変位測
定手段と、を具備して構成された機械の運動精度測定装
置が提供される。以下、本発明を添付図面に示す実施例
に基づいて更に詳細に説明する。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明による機械の運動精度測定装
置の縦断面図、図２と図３は、本発明による機械の運動
精度測定装置を姿勢制御治具と測定子とで構成した実施
例を示す正面図及び３ー３線から見た側面図、図４は、
図１の４ー４線から見た側面図、図５は、図２、図３に
示した姿勢制御治具と測定子とから成る運動精度測定装
置を機械の主軸に装着した第１の回転軸と機械のテーブ
ルに装着した第２の回転軸との間に介挿して主軸、テー
ブル間の円運動の半径をゼロ値に設定して運動精度を測
定し、測定装置自体の真円度誤差を測定可能にした場合
の設定状態を示した正面図、図６は、本発明による運動
精度測定装置を用いて運動精度の測定を測定装置自体の
真円度誤差による補正を印加して実施する場合の測定解
析過程を示したフローチャート、図７は本発明による機
械の運動精度測定装置を姿勢制御治具と変位測定手段と
で構成した他の実施例を示す正面図である。

【００１５】図２、図３を参照すると、本発明による機
械の運動精度測定装置の第１の実施例における必須の構
成要素である姿勢制御治具と測定子とが図示されてい
る。姿勢制御治具１０は、運動半径調節桿１２、スペー
サ部材１４、スライド桿１６とを具備して構成された測
定用治具として形成され、後述の如く、機械の主軸に装
着された第１の回転軸と機械のテーブルに装着された第
２の回転軸との間に介挿される。ここで、上記運動半径
調節桿１２、スペーサ部材１４、スライド桿１６は締め
付けボルト１８（図２には１本の締め付けボルト１８だ
けが図示されているが、実際には必要に応じて２本又は
３本の締め付けボルト１８を用いる。）を運動半径調節
桿１２に形成した孔からスペーサ部材１４を貫通してス
ライド桿１６に形成したねじ孔に係合させて締め付け固
定することによって３者が一体に形成され、かつ、運動
半径調節桿１２とスライド桿１６とはスペーサ部材１４
が介在することにより、軸心が略平行な段違い配置の二
本の軸体形状に形成されている。なお、本実施例では、
運動半径調節桿１２とスライド桿１６は図２から明らか
なように、夫々円筒軸の形状を有し、スペーサ部材１４
は両桿１２、１６の間に所定の距離を設けた段違い配置
にするために、所定の厚みを有した角棒形状を有してい
る。又、運動半径調節桿１２は、その側面に軸方向に充
分な長さを有した平坦面１２ａを有し、回転軸に取付
け、固定される時に、回転軸側の固定ねじが係止する面
を成している。

【００１６】また、姿勢制御治具１０のスライド桿１６
の後端側には板状部材として形成されたブラケット部材
２０が止めねじ２２で固定され、このブラケット部材２
０に運動精度の測定作用を後述する変位測定手段と協働
して遂行可能にする測定子２４が保持されている。測定
子２４は、ねじ軸２６を有し、ブラケット部材２０から
前方に突出したねじ軸部分の先端面２６ａを変位測定手
段と協働する被測定面として有し、後端側には調節環２
６ｂを有してブラケット部材２０にねじ係合されてい
る。また、同測定子２４は、ブラケット部材２０の側面
からねじ軸２６の側面に向けて螺合された回動環２８ａ
付きの止めねじ２８により、ブラケット部材２０に対し
て不動に固定される構成で設けられている。

【００１７】次に、上述した姿勢制御治具１０と測定子
２４とから成る運動精度測定装置を用いることにより、
機械の主軸とテーブル間の相対的な円運動の運動精度を
測定する測定方法に就いて図１と図４とを参照して説明
する。さて、図１を参照すると、機械の主軸３０とテー
ブル３２が図示されており、前者の主軸３０には回転軸
ホルダー３４を介して第１の回転軸４０が着脱自在に装
着され、また、後者のテーブル３２には第２の回転軸６
０が同じく適宜のクランプ部材（図示略）を介して着脱
自在に装着されている。上記の第１、第２の回転軸４
０、６０の構造は、既述した本出願人の提案による機械
の運動精度測定装置（特願平１ー２５５２８１号）に必
須の要素として設けられた回転軸と同構造を有してお
り、前者の第１の回転軸４０は、ハウジング４２内に２
つの回転軸受４４、４４を介して中心軸線回りに回転自
在に支持された回転軸本体４６を有し、この回転軸本体
４６の下端に水平な治具保持孔４６ａを形成する２股構
造部が設けられ、図４にも図示の如く、クランプねじ４
８により同治具保持孔４６ａに差し込まれた被保持体を
締付け固定するように形成されている。

【００１８】他方、第２の回転軸６０は、テーブル３２
に固定される台座６２を下端に有するハウジング６４内
に２つの回転軸受６６、６６を介して回転自在に支持さ
れた回転軸本体６８を有し、この回転軸本体６８の上端
に水平な円形孔状の摺動溝６８ａが形成されている。そ
して、同回転軸本体６８の中心孔内に延設された変位計
７０の検出端７０ａが回転軸本体６８の側面から外方に
臨み、他端は回転軸本体６８の下端に設けられたロータ
リーコネクタ７２に接続されて、測定出力を外部に送出
し得るように形成されている。この変位計７０は、例え
ば、周知のうず電流形センサ又は静電容量形センサから
形成されるもので、後述のように運動精度測定装置の測
定子２４（図２参照）と協動して円運動の運動精度測定
するために設けられている。なお、この第２の回転軸６
０のハウジング６４内には更に、位相検出用近接スイッ
チ７４が設けられ、回転軸本体６８の下端に固定された
位相検出板７６に等間隔配置で形成された４つの検出孔
７６ａを検出して主軸３０の２軸（Ｘ，Ｙ）平面におけ
る円運動の象限切り換りの回転位置を検出できるように
成っている。

【００１９】さて、主軸３０とテーブル３２の相対的な
円運動の運動精度を測定する場合には、上述した２つの
回転軸４０、６０の間に図２、図３に図示した本発明に
よる運動精度測定装置を介挿、設定して測定が実行され
る。即ち、図１に示すように例えば、第１の回転軸４０
における回転軸本体４６の下端の治具保持孔４６ａ内に
姿勢制御治具１０の運動半径調節桿１２を水平に差し込
んでクランプねじ４８で固定し、スペーサ部材１４を介
して段違いに設けられたスライド桿１６を第２の回転軸
６０における回転軸本体６８の水平な摺動溝６８ａ内に
係合、挿入する。このとき、運動半径調節桿１２は、第
１、第２の回転軸４０、６０の軸心間距離を円運動の所
望の半径値Ｒに合わせて設定される。つまり、主軸３
０、テーブル３２の間の２軸移動による円運動の半径を
所望値Ｒに設定して測定する場合に、その所望値Ｒに等
しい距離を運動半径調節桿１２の差し込み時に設定する
のである。同設定は、主軸側の回転軸本体４６の中心と
対向するテーブル側の回転軸本体６８の中心との間の距
離が設定所望値Ｒに等しくなるように、運動半径調節桿
１２に沿って第１の回転軸４０側を調節移動させ、設定
距離Ｒが得られたとき、クランプねじ４８を運動半径調
節桿１２の側面の平坦面１２ａに係止させて固定すれば
良いのである。

【００２０】ここで注目すべき点として、本発明に係る
姿勢制御治具１０は、運動半径調節桿１２とスライド桿
１６がスペーサ部材１４の介在により対向する主軸３０
側の第１回転軸４０の下端とテーブル側の第２回転軸６
０との間に所定の間隔を確保しているために、第１の回
転軸４０の中心軸線を第２の回転軸６０の中心軸線に一
致させる得る位置まで相互に接近させ得るから、円運動
の径を縮小して微小径の円運動を遂行させる状態を実現
できるのである。更に、円運動の半径Ｒを実質的にゼロ
にする状態を実現可能に成っているのである。上記の姿
勢制御治具１０の運動半径調節桿１２とスライド桿１６
との設定が終了すると、次に測定子２４のねじ軸２６の
先端に形成された先端面２６ａが変位計７０の検出端７
０ａに微小間隙を介して対向するように設定する。この
測定子２４の設定は、ねじ軸２６を変位計７０の検出端
７０ａに対して進退させることにより設定し、所定の間
隙値が確立されたとき止めねじ２８でブラケット２０に
クランプすることで達成される。

【００２１】上述した姿勢制御治具１０と測定子２４の
設定が終了すると、主軸３０とテーブル３２との間の円
運動の運動精度を測定する準備は完了する。次に、例え
ば、テーブル３２を直交する２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）平面内
で補間法による円運動を遂行させると、第２の回転軸６
０の中心軸回りに第１の回転軸４０の中心線が半径Ｒに
よる円運動を遂行する。このとき、姿勢制御治具１０が
両回転軸４０、６０間に介在するから、第１の回転軸４
０が第２の回転軸６０の回りに常に同一点が向き合った
状態、即ち測定子２４の先端面２６ａと変位計７０の検
出端７０ａとが向き合った状態を維持しながら相対的な
円運動が行われるのである。故に、このとき、同円運動
の運動精度が変動すると、姿勢制御治具１０のスライド
桿１６が第２の回転軸６０の摺動溝６８ａ内で摺動変位
し、その変位量が測定子２４と変位計７０との協動測定
作用で検出され、測定データとして変位計７０から出力
される。依って、この測定データを解析することによ
り、上記円運動の運動精度を測定することができるので
ある。なお、測定データは、本出願人による既述の特願
平１ー２５５２８１号に開示された測定データと同様に
真円度測定データとして検出されるので、同様の解析法
により運動精度の測定結果を得ることが可能であた、ま
た、真円度測定データの解析方法に就いては、例えば文
献（コロナ社発行の『精密測定（２）、第５章、（１）
真円度の測定』）等に解説されているように円中心に対
する半径変位の最大値と最小値との差値を演算して求め
ればよいので、ここでは詳述しない。

【００２２】さて、本発明に依れば、上述から理解でき
るように、姿勢制御治具１０の運動半径調節桿１２によ
り、機械の主軸とテーブルとの間の２軸移動による相対
的な円運動の半径Ｒを略ゼロ値に近い微小値に設定する
ことも可能である。このことは、機械の送り機構に起因
した機械的誤差の影響が小さくなる微小円運動の運動精
度を測定することにより、特に、マシニングセンタやコ
ンピューター制御された三次元測定機等の送りサーボ系
を有した自動機械類の制御系に起因して発生する２軸移
動の誤差を検出、測定することが可能になり、以て、機
械的誤差と制御系による誤差を分離して測定でき、斯か
る制御系に起因した誤差を解析することにより、機械の
送り制御系の改善等に利用することも可能となるのであ
る。

【００２３】また、本発明によれば、図５に示すよう
に、機械の主軸３０とテーブル３２との間の相対的な円
運動の半径Ｒを実質的にゼロに設定することも可能であ
る。このように半径Ｒをゼロに設定した状態、つまり、
機械の主軸３０側の第１の回転軸４０の中心とテーブル
３２側の第２の回転軸６０の中心とを一致させた状態を
得れば、主軸３０及びテーブル３２は共に半径ゼロの円
運動を行うことを意味し、実際には両者が静止状態にな
る。この結果、外部手段、例えば、図５に図示した回転
モータ８０と、小径プーリ８２、大径プーリ８４、ベル
ト８６を有したベルト・プーリ機構８８と、大径プーリ
８４から垂下させた駆動腕９０を介して姿勢制御治具１
０に回転駆動力を付与し、第１、第２の回転軸４０、６
０の両回転軸本体４６、６８の一定速度の回転を生起さ
せて測定子２４と変位計７０との間で変位測定を実行す
れば、本発明に係る運動精度測定装置自体の回転時にお
ける真円度誤差を測定することができる。

【００２４】このように、測定装置自体の真円度誤差を
検出、測定することが可能であれば、機械の主軸３０と
テーブル３２との間の種々の半径Ｒによる円運動の運動
精度を測定する過程で、測定装置自体の真円度誤差を予
め検出、測定し、その測定結果のデータを用いて機械の
運動精度の測定解析時に測定装置誤差分の補正を施すこ
とが可能になる。図６は、このような運動精度測定装置
自体の真円度誤差を測定し、次いで半径Ｒの円運動を機
械に実行させて運動精度を測定する場合に前者の測定デ
ータで後者の測定データを補正して真の運動精度測定を
実行する場合の処理フローを示したフローチャートであ
る。図６において、左側の測定工程は、本発明に係る運
動精度測定装置の真円度誤差測定フローを示し、この測
定工程により得た真円度誤差データをコンピューターの
データメモリーに一旦記憶し、次いで、同図の右側に図
示した実際の機械の円運動における運動精度の測定を遂
行するフローを実行し、得られた測定データを先にデー
タメモリーに記憶した装置の真円度誤差の測定データに
より補正する測定誤差補正処理を行い、機械の円運動に
おける真の運動精度の測定データを得るようにするもの
である。なお、図６のフローチャートにおいて、左側の
測定装置及び右側の機械の夫々の精度測定工程で心ずれ
演算、心ずれ補正の工程は、既述した周知の真円度測定
データの解析過程で、真円度測定段階における偏心に対
する補正を行う周知の演算式に従って遂行される既知工
程である。

【００２５】図７は本発明に係る機械の運動精度測定装
置の他の実施例を示した正面図であり、同実施例が図
２、図３に示した実施例と異なる点は、姿勢制御治具１
０のスライド桿１６にブラケット２０を介して保持され
た測定子２４を変位測定計１００に替え、代わりに第２
の回転軸６０に設けられた変位計７０に替えて測定子１
０２やマスターリングを装着し、変位測定計１００から
変位測定データを得るようにした点である。本実施例の
変位測定計１００は測定出力を付属のアンテナから無線
で送信し、測定器本体１０４で受信する無線式マイクロ
メータを示している。

【００２６】なお、上述した本発明に係る機械の運動精
度測定装置の２つの実施例においては、姿勢制御治具１
０の運動半径調節桿１２を機械の主軸側の第１の回転軸
４０に固定し、スライド桿１６をテーブル側の第２の回
転軸６０に円運動の径方向、即ち、（ラジアル方向）に
摺動可能に装着した構成で運動精度の測定を実施するよ
うに説明したが、逆に、運動半径調節桿１２をテーブル
側の第２の回転軸６０に固定し、スライド桿１６を主軸
側の第１の回転軸４０にラジアル方向に摺動可能に装着
する構成で実施することも可能であり、その場合には、
変位計と測定子との配置、構成を対応的に変更すること
が必要になる。また、実施例の姿勢制御治具１０におい
ては、運動半径調節桿１２、スライド桿１６を円筒軸体
で構成した実施例としたが、必ずしも円筒軸体に形成す
る必要は無く、当業者なら角軸体で運動半径調節桿、ス
ライド桿を形成することも可能である。なお、円筒軸体
に形成すれば、加工が容易になることは事実である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、機械の運動、特に半径Ｒに設定した円運動の
運動精度を測定する場合に、半径Ｒをゼロ値から微小半
径値を経て大きな半径値に到る広い範囲の機械の円運動
の運動精度を測定可能であり、特に微小円運動の運動測
定によって、機械が有する機械的要因に起因した運動精
度誤差と機械の送り制御系に起因した運動精度誤差を分
離して検出、測定できるので、機械の運動精度の誤差要
因を適格に追求、把握して機械の保守点検に寄与し、
又、機械の運動精度の改善を図ることも可能になる。

【００２８】また、本発明によれば、姿勢制御治具の運
動半径調節桿により、半径Ｒを実質的にゼロ値に設定す
ることも可能になるので、運動精度測定装置自体の測定
工程における真円度誤差を検出、測定し、その測定デー
タを補正分として実際の機械の運動精度測定工程で測定
データに補正を施し、機械の運動精度測定値から測定値
誤差を除去して測定の高精度化を図ることも可能になっ
たのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による機械の運動精度測定装置本発明に
よる機械の運動精度測定装置を機械の主軸に装着した第
１の回転軸と機械のテーブルに装着した第２の回転軸と
の間に介挿して主軸、テーブル間に半径Ｒの相対的な円
運動を行わせて運動精度を測定する場合の設定状態を示
した縦断面図である。

【図２】本発明による機械の運動精度測定装置を姿勢制
御治具と測定子とで構成した実施例を示す正面図であ
る。

【図３】本発明による機械の運動精度測定装置を姿勢制
御治具と測定子とで構成した実施例を示す図２の３ー３
線から見た側面図である。

【図４】図１の４ー４線から見た側面図である。

【図５】図２、図３に示した運動精度測定装置の姿勢制
御治具と測定子とを円運動の半径がゼロ値になるように
設定して運動精度を測定し、測定装置自体の真円度誤差
を測定可能にする場合の設定状態を示した正面図であ
る。

【図６】本発明による運動精度測定装置を用いて運動精
度の測定を測定装置自体の真円度誤差による補正を印加
して実施する場合の測定解析過程を示したフローチャー
トである。

【図７】本発明による機械の運動精度測定装置を姿勢制
御治具と変位測定手段とで構成した他の実施例を示す正
面図である。

【符号の説明】

１０…姿勢制御治具 １２…運動半径調節桿 １４…スペーサ部材 １６…スライド桿 ２０…ブラケット ２４…測定子 ２６…ねじ軸 ２６ａ…先端面 ３０…主軸 ３２…テーブル ４０…第１の回転軸 ６０…第２の回転軸 ７０…変位計 ７０ａ…検出端 ８０…回転モータ ８８…ベルト・プーリ機構 １００…変位測定計 １０２…測定子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械の主軸に装着可能な第１の回転軸と
   機械のテーブルに装着可能な第２の回転軸とを有し、前
   記主軸とテーブルとの間の軸心距離を所定の距離値Ｒに
   設定した場合の前記主軸とテーブルとの間の相対的な２
   軸移動による円運動の運動精度を測定する運動精度測定
   装置において、 前記第１と第２の回転軸の何れか一方の回転軸に装着さ
   れ、かつ前記円運動の径方向に長さを有した運動半径調
   節桿および該運動半径調節桿と一体にかつ段違い形状に
   形成され、他方の回転軸に前記円運動の径方向に移動可
   能に係合するスライド桿を有して前記距離値Ｒをゼロを
   含む任意の値に設定可能にし、前記第１と第２の回転軸
   の一方の回転軸が他方の回転軸の周りに常に同一点が向
   き合った姿勢で相対的に前記距離値Ｒを半径とする円運
   動を行うようにする姿勢制御治具と、前記一方の回転軸に装着された姿勢制御治具のスライド
   桿の一端に保持された測定子と 、前記姿勢制御治具のスライド桿が移動可能に係合する前
   記他方の回転軸に固定され、前記測定子と協働して前記
   円運動の径変位に応じた測定出力を発生する変位測定手
   段と 、を 具備して構成されたことを特徴とする機械の運動精度
   測定装置。
2. 【請求項２】 機械の主軸に装着可能な第１の回転軸と
   機械のテーブルに装着可能な第２の回転軸とを有し、前
   記主軸とテーブルとの間の軸心距離を所定の距離値Ｒに
   設定した場合の前記主軸とテーブルとの間の相対的な２
   軸移動による円運動の運動精度を測定する運動精度測定
   装置において、 前記第１と第２の回転軸の何れか一方の回転軸に装着さ
   れ、かつ前記円運動の径方向に長さを有した運動半径調
   節桿および該運動半径調節桿と一体にかつ段違い形状に
   形成され、他方の回転軸に前記円運動の径方向に移動可
   能に係合するスライド桿を有して前記距離値Ｒをゼロを
   含む任意の値に設定可能にし、前記第１と第２の回転軸
   の一方の回転軸が他方の回転軸の周りに常に同一点が向
   き合った姿勢で相対的に前記距離値Ｒを半径とする円運
   動を行うようにする姿勢制御治具と、前記姿勢制御治具のスライド桿が移動可能に係合する前
   記他方の回転軸に固定された測定子と 、 前記一方の回転軸に装着された姿勢制御治具のスライド
   桿の一端に保持され、前記測定子と協働して前記円運動
   の径変位に応じた測定出力を発生する変位測定手段と、 を具備して構成されたことを特徴とする機械の運動精度
   測定装置。
3. 【請求項３】 前記距離値Ｒをゼロに設定したとき、前
   記第１の回転軸又は第２の回転軸を一定速度で回転駆動
   する回転駆動手段を有した請求項１又は２に記載の機械
   の運動精度測定装置。