JPH08261711A - 計測装置及び計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ軸のロストモーションの影響を受けないこ
とにより、計測時の誤差要因を最小限にした高精度な計
測装置及び計測方法を提供する。 【構成】 センサ本体１２に軸受け４により長手方向に
移動自在に支持された軸３が、圧縮バネ７によってタッ
チセンサ前面フタ１３に押し付けられている。軸３の先
端には測定子１が嵌着され、測定子１が加工物に接触す
ると軸３が押されてスイッチ９の接触子９ａを押す。タ
ッチセンサ後部フタ１４内には電磁ソレノイド８が組み
込まれ、電磁ソレノイド励磁用電線１１を介して励磁電
流を流すと、軸３は磁力により圧縮バネ７に打勝つ力で
引寄せられるが、加工物の他方の測定面に測定子１が当
接すると、電磁ソレノイド８の吸引力に対して軸３を下
方に引っ張る力の方が増大する。次に、測定子１を加工
物から離れる方向、即ち一方の測定面の計測方向と同じ
方向に移動させ、接触子９ａが押されスイッチ９内の電
導回路が閉じた点を他方の測定面の位置と計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ旋盤等の工作機械
において、加工物の寸法を測定する計測装置及び計測方
法に関し、特に測定時に、タッチセンサ駆動軸サーボ系
およびタッチセンサ内部機構のロストモーションの影響
を抑えることにより、高精度に計測することを特徴とす
る計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ旋盤において、加工完了後の加工物
の寸法を、チャックに把握した状態で、機械内で計測を
行なう場合、刃物台にタッチセンサを取り付け、刃物台
駆動軸の動きを利用してタッチセンサを加工物に接触さ
せ、感応信号を得た時の刃物台駆動軸の指令値を演算し
寸法値を求める方法が一般的である。図１７は従来、機
械内にて加工物の寸法計測の為に用いられているタッチ
センサの一例を示す概略構成図である。図１７に示すよ
うに、センサ本体５２にスタイラス４２が軸５１を中心
として回転可能に支持されており、スタイラス４２の先
端には測定子４１が嵌着されている。また、センサ本体
内には、軸受４４により長手方向に移動自在に支持され
た軸４３が、圧縮バネ４７によってカラー４５を介して
スタイラス４２に押し付けられている。測定子４１が被
測定物である加工物に接触するとスタイラス４２が回転
し、スタイラス４２に設けられている斜面４２ａによ
り、軸４３が押されて移動し、センサ後部フタ４８に嵌
着されているスイッチ４９の接触子４９ａを押すことに
よりスイッチ４９内の電導回路が閉じ、感応信号が発生
する。図１８は、このタッチセンサを用いて被測定物
（以下「加工物」という）の外形寸法計測を行なう時の
動作説明図である。まず、刃物台待避位置から、タッチ
センサをＸ，Ｚのサーボ駆動軸によりＡ点に位置決めす
る。次に測定子が加工物に接触し、感応信号が発生する
まで、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工物に接近させ
る。感応信号が出たときのＸ軸指令位置を記憶し、これ
をＸ１とする。次にタッチセンサをＸ，Ｚのサーボ駆動
軸によりＢ点に位置決めする。次に測定子が加工物に接
触し、感応信号が発生するまで、Ｘ軸の微小送りにより
測定子を加工物に接近させる。感応信号が出たときのＸ
軸指令位置を記憶し、これをＸ２とする。そして、Ｘ１
とＸ２の値の差を求めることにより加工物の外形寸法が
求められる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の機構のタッチセ
ンサを用いた計測方法では、Ａ点測定時のＸ軸送り方向
と、Ｂ点でのＸ軸送り方向が相反する方向であり、その
ためにＸ軸のロストモーションによる誤差が、寸法計測
精度の誤差要因となっている。また、測定子が加工物に
接触し、スタイラスが回転する方向もＡ点とＢ点では相
反する方向であり、この事も誤差要因のひとつである。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的
は、タッチセンサの内部機構の動きをＡ，Ｂ点計測時に
同じ動きをさせる機構および、Ｘ軸のロストモーション
に影響されない計測装置及び計測方法を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る計測装置及び計測方法は、以
下の特徴を有する。 （１）被測定物の２点間の寸法を測定する測定装置にお
いて、前記被測定物の測定面に接触する測定子と、前記
測定子が被測定物の測定面に接触したことを検知し、接
触信号を発生する信号発生手段と、前記測定子を一方の
測定面に押動する押動手段と、前記信号発生手段を接触
信号発生状態にするように前記測定子を引き寄せる測定
子引き寄せ手段と、前記測定子を引き寄せた状態で他方
の測定面に押動した後、前記測定子を他方の測定面から
離れる方向に移動させる移動手段と、を有する。 （２）上記（１）に記載の計測装置を用いて、前記測定
子を被測定物の一方の測定面に接触する方向に移動さ
せ、前記信号発生手段からの出力により一方の測定面の
位置を記憶し、前記信号発生手段を接触信号発生状態に
するように前記測定子を引き寄せ、前記測定子を引き寄
せた状態で他方の測定面に接触する方向に移動させ、前
記測定子が他方の測定面に当接し前記信号発生手段が非
接触状態になると、前記測定子を他方の測定面から離れ
る方向に移動させ、前記信号発生手段が接触を検知する
ことによって他方の測定面の位置を記憶し、前記一方の
測定面の位置と他方の測定面の位置との差を算出し、被
測定物の２点間の寸法を計測する。 （３）上記（１）に記載の計測装置を用いて、前記測定
子を被測定物の一方の測定面に接触する方向に移動さ
せ、前記信号発生手段からの出力により一方の測定面の
位置を記憶し、前記測定子を他方の測定面近傍へ移動さ
せ、前記測定子を信号発生手段方向へ引き寄せ、信号発
生手段が非接触状態で測定子を被測定物に接触させた後
前記測定子を他方の測定面から離れる方向に移動させ、
前記信号発生手段が接触を検知することによって他方の
測定面の位置を記憶し、前記一方の測定面の位置と他方
の測定面の位置との差を算出し、被測定物の２点間の寸
法を計測する。 （４）被測定物の測定面に接触する測定子と、前記測定
子の動きを連続的に検出し検出信号を発生させる信号発
生手段と、前記測定子を定位置に保持するための測定方
向に付勢する第１付勢手段と、前記信号発生手段方向に
付勢する第２付勢手段と、前記測定子の動きを連続的に
検出した検出信号から接触状態を判定するための判定値
を記憶する判定値記憶手段とを備える測定装置を用い
て、前記測定子を一方の測定面に前記信号発生手段の検
出値が第１設定値に達するまで移動させ、前記信号発生
手段の検出値が第１設定値に達した位置を一方の測定面
の位置として記憶し、前記測定子を他方の測定面に前記
信号発生手段の検出値が第２設定値を越えるまで移動さ
せ、前記信号発生手段の検出値が第２設定値を越える
と、前記測定子を他方の測定面から離れる方向に移動さ
せ、前記信号発生手段の検出値が第２設定値に達した位
置を他方の測定面の位置として記憶し、両測定面の位置
の差から第１設定値と第２設定値との差を減算し、被測
定物の２点間の寸法を計測する。

【０００５】

【作用】以上のように構成された本発明に係る計測装置
によれば、一方の測定面（Ａ点）の計測は、従来の計測
と同様であるが、信号発生手段を接触信号発生状態にす
るように測定子を引き寄せる測定子引き寄せ手段と、測
定子を他方の測定面に引き寄せた状態で押動した後、他
方の測定面から離れる方向に測定子を移動させる移動手
段と、を有するので、他方の測定面（Ｂ点）の計測で
は、測定子を一旦Ｂ点に接触させ、次にＡ点を測定する
ときの方向と同じ方向に、接触を検知するまでＸ軸方向
に移動させてＢ点を計測することができる。これによ
り、Ｘ軸のロストモーションの影響を防止し高精度の計
測が行える。また、本発明に係る計測方法は、一方の測
定面の位置を計測後、信号発生手段で接触信号発生状態
になるように測定子を引き寄せ、測定子を引き寄せた状
態で他方の測定面に接触させ、信号発生手段が非接触状
態になると、他方の測定面に当接したことを感知し、そ
の時点から測定子を他方の測定面から離れる方向に移動
させて、信号発生手段が接触信号発生状態となることに
よって他方の測定面の位置を計測する。このため、他方
の測定面（Ｂ点）の位置計測の際も、一方の測定面（Ａ
点）の位置計測時と同様の方向から計測が行える。従っ
て、Ｘ軸のロストモーションの影響を防止し高精度の計
測が行える。更に、本発明に係る他の計測方法は、一方
の測定面の位置を計測後、測定子を他方の測定面近傍へ
移動させ測定子を信号発生手段方向へ引き寄せ、信号発
生手段が非接触状態で測定子を被測定物に接触させた後
測定子を他方の測定面から離れる方向に移動させ、信号
発生手段が接触信号発生状態となることによって他方の
測定面の位置計測をする。このため、他方の測定面（Ｂ
点）の位置計測の際も、一方の測定面（Ａ点）の位置計
測時と同様の方向から計測が行える。従って、Ｘ軸のロ
ストモーションの影響を防止し高精度の計測が行える。
また、本発明に係る他の計測方法は、判定値記憶手段に
２つの設定値を予め設定し、測定子を一方の測定面に信
号発生手段の検出値が第１設定値に達するまで移動さ
せ、信号発生手段の検出値が第１設定値に達した位置を
一方の測定面の位置と計測する。その後測定子を他方の
測定面に信号発生手段の検出値が第２の設定値を越える
まで移動させ、信号発生手段の検出値が第２設定値を越
えると測定子を他方の測定面から離れる方向に移動さ
せ、信号発生手段の検出値が再び第２設定値に達した位
置を他方の測定面の位置と計測し、両測定値の位置の差
から第１の設定値と第２の設定値との差を減算し、被測
定物の２点間の寸法を測定する。従って、Ｘ軸のロスト
モーションの影響を防止し高精度の計測が行える。予め
任意の２つの設定値が設定して検出信号の変化を見てい
るので、測定子を高速で被測定物に接近させた後、測定
子が被測定物の測定面に接触し検出信号が変化した時点
では低速送りすることができる。このため、計測時間が
短縮される。更に、検出信号がほぼ設定値に近付いた時
点で測定子を被測定物に対して微小な送り速度で接近さ
せることができるので、更に計測精度が高精度になる。

【０００６】

【実施例】以下実施例について図面を参照して説明す
る。 実施例１．図１は、本発明に係る計測装置に含まれるタ
ッチセンサの一実施例を示す概略構成図である。図１に
示すように、センサ本体１２に、軸受け４により長手方
向に移動自在に支持された軸３が、圧縮バネ７によって
カラー５を介してタッチセンサ前面フタ１３に押し付け
られている。軸３の先端には測定子１が嵌着されてい
る。測定子１が被測定物である加工物に接触すると、軸
３が押されて移動し、タッチセンサ後部フタ１４に嵌着
されているスイッチ９の接触子９ａを押す。これによ
り、スイッチ９内の電導回路が閉じ、感応信号が発生す
る。また、タッチセンサ後部フタ１４内には電磁ソレノ
イド８が組み込まれ、電磁ソレノイド励磁用電線１１を
介して励磁電流を流すと、軸３は磁力により圧縮バネ７
に打ち勝つ力で引き寄せられる。従って、接触子９ａが
押され、スイッチ９内の電導回路が閉じ、感応信号が発
生する。次に、本実施例に係る計測装置の制御について
説明する。図２には、本発明に係る計測装置の概略構成
が示されている。測定子２５をワーク２４に接触させる
べくセンサ本体２６が取付けられた刃物台２７をＸ軸方
向及びＺ軸方向に位置決めするサーボモータ２８及び３
１と、サーボモータ２８及び３１を制御し駆動するサー
ボプロセッサ３４及びパワー増幅器３５と、測定子２５
がワーク２４に接触したことを示す接触信号が発生した
ときのＸ軸座標値をサーボプロセッサ３４から受け取り
記憶する測定座標値記憶部３８と、２点の測定座標値か
らワーク径を算出するワーク径算出部３９と、測定子２
５をワーク２４に接触させるべき座標位置に刃物台２７
が位置決めされた事を認識し、測定子２５をワーク２４
に接触させる為の電磁ソレノイドを励磁する指令を出す
励磁座標値演算部３７と、励磁座標値演算部３７からの
指令を受け、励磁ＯＮ、ＯＦＦ信号を電磁ソレノイドに
送るリレー回路３６とにより構成される。尚、自動計測
を行う場合には、図２に示すような構成で測定子の位置
検出を行うことができるが、本発明はこれに限るもので
はなく、例えば手動計測の場合、オペレータが座標値か
ら測定子の現在位置を読取りオペレータ自身でワークの
寸法を計算しても良い。次に、本実施例における計測装
置のタッチセンサを用いた被測定物（以下「加工物」と
いう）の外形寸法計測を行なう時の計測方法について説
明する。図３は、本実施例の計測装置のタッチセンサを
用いた計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時
の動作説明図である。また、図４は、本実施例の計測装
置のタッチセンサを用いた計測方法により加工物の外形
寸法計測を行なう時の流れを示すフローチャートであ
る。図３及び図４に示すように、まず、刃物台待避位置
から、タッチセンサをＸ，Ｚのサーボ駆動軸により一方
の測定面、すなわちＡ点に位置決めする（Ｓ１）。次に
測定子が加工物に接触し、感応信号が発生するまで、Ｘ
軸の微小送りにより測定子を加工物に接近させる（Ｓ
２）。タッチセンサのスイッチがＯＮになり感応信号が
出たとき（Ｓ３）のＸ軸指令位置を記憶し、これをＸ１
とする（Ｓ４）。次に、タッチセンサ内の電磁ソレノイ
ドに励磁電流を流し、測定子を引き寄せた状態にすると
共に、タッチセンサから感応信号が発生した状態、すな
わちタッチセンサのスイッチをＯＮに保つ（Ｓ５）。そ
して、Ｘ，Ｚのサーボ駆動軸によりタッチセンサを他方
の測定面、すなわちＢ点に位置決めする（Ｓ６）。測定
子が加工物に接触し、更に測定子が加工物の測定面に当
接したままタッチセンサ本体が図３に示すようにＸ軸の
矢印方向に移動していくと、測定子を嵌着した軸を電磁
ソレノイドの磁力による吸引力に対してこの軸を下方に
引っ張る力の方が増大する。これにより、タッチセンサ
のスイッチがＯＦＦされ、タッチセンサからの感応信号
が解除される（Ｓ７、Ｓ８）。感応信号が解除されたこ
とにより、Ｂ点に測定子が当接したことが分かる。この
時、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工物の測定面に接
近させる。そして、感応信号が解除されたことを確認し
た後に、次にＸ軸の微小送りにより測定子を加工物から
離れる方向に移動させる（Ｓ９）。そして、タッチセン
サのスイッチがＯＮとなり（Ｓ１０）、再度感応信号が
出たときのＸ軸指令位置を記憶し、これをＸ２とする
（Ｓ１１）。その後、Ｘ１とＸ２の値の差を求めること
により加工物の外形寸法が求められる（Ｓ１２）。外形
寸法を求めた後、センサ内の電磁ソレノイドの励磁電流
を切り、測定子を加工物外周から離し（Ｓ１３）、Ｘ，
Ｚ軸送りによりタッチセンサを待避位置に移動させるこ
とにより計測動作を終了する（Ｓ１４）。上記計測装置
を用いて上述の計測方法で加工物を計測すると、他方の
測定面（Ｂ点）の計測において、測定子を一旦Ｂ点に接
触させたのち、次にＡ点を測定するときの方向と同じ方
向にタッチセンサのスイッチがＯＮするまでＸ軸方向に
移動させてＢ点の位置を計測することができる。これに
より、Ｘ軸のロストモーションの影響を防止し高精度の
計測が行える。 実施例２．上述した図１に示す計測装置のタッチセンサ
を用いた加工物の外形寸法計測を行うときの、他の計測
方法について説明する。図５は、図１に示す本実施例の
計測装置のタッチセンサを用いた加工物の外形寸法計測
を行なう時の他の動作説明図である。また、図６は、図
１に示す本実施例の計測装置のタッチセンサを用いて他
の計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の流
れを示す他のフローチャートである。図５及び図６に示
すように、まず、刃物台待避位置から、タッチセンサを
Ｘ，Ｚのサーボ駆動軸によりＡ点に位置決めする（Ｓ２
１）。次に測定子が加工物に接触し、感応信号が発生す
るまで、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工物に接近さ
せる（Ｓ２２）。タッチセンサのスイッチがＯＮになり
感応信号が出たときの（Ｓ２３）Ｘ軸指令位置を記憶
し、これをＸ１とする（Ｓ２４）。次に、予め設定され
ている加工物の平均外形寸法と先のＡ点の位置Ｘ１より
Ｂ点の位置を計算し、Ｘ，Ｚのサーボ駆動軸によりタッ
チセンサをＢ点に位置決めする（Ｓ２５）。その後、タ
ッチセンサ内の電磁ソレノイドに励磁電流を流し、タッ
チセンサのスイッチはＯＦＦの状態のままで測定子を引
き寄せて加工物に接触した状態にする（Ｓ２６）。次
に、タッチセンサから感応信号が出るまで、Ｘ軸の微小
送りにより測定子を加工物から離れる方向に移動させる
（Ｓ２７）。そして、タッチセンサのスイッチがＯＮし
感応信号が出たとき（Ｓ２８）のＸ軸指令位置を記憶
し、これをＸ２とする（Ｓ２９）。その後、Ｘ１とＸ２
の値の差を求めることにより加工物の外形寸法が求めら
れる（Ｓ３０）。外形寸法を求めた後、タッチセンサ内
の電磁ソレノイドの励磁電流を切り、測定子を加工物外
周から離し（Ｓ３１）、Ｘ，Ｚ軸送りによりタッチセン
サを待避位置に移動させることにより計測動作を終了す
る（Ｓ３２）。上記計測装置を用いて上述の計測方法で
加工物を計測すると、他方の測定面（Ｂ点）の計測にお
いて、測定子を一旦Ｂ点に接触させたのち、次にＡ点を
測定するときの方向と同じ方向にタッチセンサのスイッ
チがＯＮするまでＸ軸方向に移動させてＢ点の位置を計
測することができる。これにより、Ｘ軸のロストモーシ
ョンの影響を防止し高精度の計測が行える。 実施例３．図７は、本発明に係る計測装置に含まれるタ
ッチセンサの他の実施例を示す概略構成図である。図７
に示すように、センサ本体７２に、軸受け６４により長
手方向に移動自在に支持された軸６３が、圧縮バネ６７
によってカラー６５を介して前面フタ７３に押し付けら
れている。測定子６１が加工物に接触すると、軸６３が
押されて移動し、センサ後部フタ７４に嵌着されている
非接触センサ６９に近づくことにより連続的な信号であ
るアナログ信号が変化する。例えば、軸６３の動きをフ
ォトエンコーダ等のパルス列等の出力やインダクタンス
形変換器の出力によって連続的に監視してもよい。例え
ば、パルス波をカウントすることによって原点位置から
現在位置を算出できる。また、センサ後部フタ７４内に
は電磁ソレノイド６８が組み込まれ、電線７１を介して
励磁電流を流すと、軸６３は磁力により圧縮バネ６７に
打ち勝つ力で非接触センサ６９の方向に引き寄せられ、
非接触センサ６９からのアナログ信号が変化する。次
に、本実施例における計測装置のタッチセンサを用いた
加工物の外形寸法計測を行なう時の計測方法について説
明する。図８は、本実施例の計測装置のタッチセンサを
用いた計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時
の動作説明図である。また、図９は、本実施例の計測装
置のタッチセンサを用いた計測方法により加工物の外形
寸法計測を行なう時の流れを示すフローチャートであ
る。図８及び図９に示すように、まず、刃物台待避位置
から、タッチセンサをＸ，Ｚのサーボ駆動軸によりＡ点
に位置決めする（Ｓ４１）。次に測定子が加工物に接触
し、アナログ信号が変化するまで、Ｘ軸の微小送りによ
り測定子を加工物に接近させる（Ｓ４２）。アナログ信
号が予め設定した任意のある設定値に達したとき（Ｓ４
３）、そのＸ軸指令位置を記憶し、これをＸ１とする
（Ｓ４４）。次にタッチセンサ内の電磁ソレノイドに励
磁電流を流し、測定子を引き寄せた状態にする。この時
アナログ信号は設定値を越えて変化するものとする（Ｓ
４５）。次にＸ，Ｚのサーボ駆動軸によりタッチセンサ
をＢ点に位置決めする（Ｓ４６）。次に測定子が加工物
に接触し、アナログ信号が設定値を越えて、測定子が下
方に移動するまで、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工
物に接近させる（Ｓ４７、Ｓ４８）。そして、アナログ
信号が設定値を越えたことを確認した後に、すなわちＢ
点に測定子が当接したことを感知した後、Ｘ軸の微小送
りにより測定子を加工物から離れる方向に移動させる
（Ｓ４９）。そして再度アナログ信号が設定値に達した
とき（Ｓ５０）、そのＸ軸指令位置を記憶し、これをＸ
２とする（Ｓ５１）。そして、Ｘ１とＸ２の値の差を求
めることにより加工物の外形寸法が求められる（Ｓ５
２）。外形寸法を求めた後、タッチセンサ内の電磁ソレ
ノイドの励磁電流を切り、測定子を加工物外周から離し
（Ｓ５３）、Ｘ，Ｚ軸送りによりタッチセンサを待避位
置に移動させる事により計測動作を終了する（Ｓ５
４）。上記計測装置を用いて上述の計測方法で加工物を
計測すると、実施例１と同様の効果に加え、更に図１６
に示すように、測定子を高速で被測定物に接近させたの
ち、測定子が被測定物の測定面に接触し検出信号が変化
した時点では低速送りすることができる。このため、計
測時間が短縮される。更に、検出信号がほぼ設定値に近
付いた時点で測定子を被測定物に対して微小な送り速度
で接近させることができるので、更に計測精度が高精度
になる。 実施例４．上述した図７に示す計測装置のタッチセンサ
を用いた加工物の外形寸法計測を行うときの、他の計測
方法について説明する。図１０は、図７に示す本実施例
の計測装置のタッチセンサを用いた加工物の外形寸法計
測を行なう時の他の動作説明図である。また、図１１
は、図７に示す本実施例の計測装置のタッチセンサを用
いて他の計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう
時の流れを示すフローチャートである。図１０及び図１
１に示すように、まず、刃物台待避位置から、タッチセ
ンサをＸ，Ｚのサーボ駆動軸によりＡ点に位置決めする
（Ｓ６１）。次に測定子が加工物に接触し、アナログ信
号が変化するまで、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工
物に接近させる（Ｓ６２）。アナログ信号が予め設定し
た任意のある設定値に達したとき（Ｓ６３）、そのＸ軸
指令位置を記憶し、これをＸ１とする（Ｓ６４）。次
に、予め設定されている加工物の平均外形寸法と先のＡ
点の位置Ｘ１よりＢ点の位置を計算し、Ｘ，Ｚのサーボ
駆動軸によりタッチセンサをＢ点に位置決めする（Ｓ６
５）。次に、センサ内の電磁ソレノイドに励磁電流を流
し測定子を引き寄せアナログ信号が設定値を越えない状
態で測定子を加工物外周に接触させる。（Ｓ６６）。次
に、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工物から離れる方
向に移動させる（Ｓ６７）。そしてアナログ信号が設定
値に達したとき（Ｓ６８）、そのＸ軸指令位置を記憶
し、これをＸ２とする（Ｓ６９）。そして、Ｘ１とＸ２
の値の差を求めることにより加工物の外形寸法が求めら
れる（Ｓ７０）。外形寸法を求めた後、タッチセンサ内
の電磁ソレノイドの励磁電流を切り、測定子を加工物外
周から離し（Ｓ７１）、Ｘ，Ｚ軸送りによりタッチセン
サを待避位置に移動させることにより計測動作を終了す
る（Ｓ７２）。上記計測装置を用いて上述の計測方法で
加工物を計測すると、実施例１と同様の効果に加え、更
に図１６に示すように、測定子を高速で被測定物に接近
させたのち、測定子が被測定物の測定面に接触し検出信
号が変化した時点では低速送りすることができる。この
ため、計測時間が短縮される。更に、検出信号がほぼ設
定値に近付いた時点で測定子を被測定物に対して微小な
送り速度で接近させることができるので、更に計測精度
が高精度になる。 実施例５．図１２は、本発明に係る計測方法を実現する
ためのタッチセンサの他の実施例を示す概略構成図であ
る。図１２に示すように、センサ本体９２に、軸受け８
４により長手方向に移動自在に支持された軸８３が、軸
８３の先端に嵌着された測定子８１の方向に付勢する圧
縮バネ８７ａおよびセンサ後部フタ９４に嵌着されてい
る非接触センサ８９の方向に付勢する圧縮バネ８７ｂに
よってある位置に保持されている。測定子８１が加工物
に接触すると、軸８３が押されて移動し、非接触センサ
８９に近づくことによりアナログ信号が変化する。例え
ば、軸８３の動きをフォトエンコーダ等のパルス列等の
出力やインダクタンス形変換器の出力によって連続的に
監視してもよい。例えば、パルス波をカウントすること
によって、原点位置から現在位置を算出できる。次に、
上記したタッチセンサを用いた加工物の外形寸法計測を
行なう時の計測方法について説明する。図１３及び図１
５は、上記したタッチセンサを用いた計測方法により加
工物の外形寸法計測を行なう時の動作説明図である。ま
た、図１４は、上記したタッチセンサを用いた計測方法
により加工物の外形寸法計測を行なう時の流れを示すフ
ローチャートである。図１３、図１４及び図１５に示す
ように、まず、刃物台待避位置から、タッチセンサを
Ｘ，Ｚのサーボ駆動軸によりＡ点に位置決めする（Ｓ８
１）。次に測定子が加工物に接触し、アナログ信号が変
化するまで、Ｘ軸の微小送りにより測定子を加工物に接
近させる（Ｓ８２）。アナログ信号がある設定値Ｔ１に
達したとき（Ｓ８３）、そのＸ軸指令位置を記憶し、こ
れをＸ１とする（Ｓ８４）。ここで、本実施例において
は予め２つアナログ信号の設定値が設定されており、設
定値Ｔ１は設定値Ｔ２に比べ、軸が非接触センサに近接
した状態でのアナログ信号の値として設定されている。
次にＸ，Ｚのサーボ駆動軸によりタッチセンサをＢ点に
位置決めする（Ｓ８５）。次に測定子が加工物に接触
し、アナログ信号が設定値Ｔ２を越えるまで、Ｘ軸の微
小送りにより測定子を加工物に接近させる（Ｓ８６）。
アナログ信号が設定値Ｔ２を越えたことによって、測定
子がＢ点に当接したことが分かる。そして、アナログ信
号が設定値Ｔ２を越えたことを確認した後に、次にＸ軸
の微小送りにより測定子を加工物から離れる方向に移動
させる（Ｓ８７、Ｓ８８）。そして、再度アナログ信号
が設定値Ｔ２に達したとき（Ｓ８９）、そのＸ軸指令位
置を記憶し、これをＸ２とする（Ｓ９０）。次に、Ｘ１
とＸ２の値の差をＸ３とし、Ｔ１とＴ２の値の差をＴ３
とし、Ｘ３とＴ３との差を求めることにより加工物の外
形寸法が求められる（Ｓ９１）。外形寸法を求めた後、
測定子を加工物外周から離し、Ｘ，Ｚ軸送りによりタッ
チセンサを待避位置に移動させる事により計測動作を終
了する（Ｓ９２、Ｓ９３）。上記したタッチセンサを用
いて上述の計測方法で加工物を計測すると、実施例３と
同様の効果を得ることができる。なお、本発明におい
て、アナログ信号としては、純粋なアナログ信号あるい
はパルス列の位置信号等の、種々位置検出信号でも可能
である。また、上記実施例の機構に限定るものではな
く、請求項にて表現された内容を満足するものであれ
ば、測定子引き寄せ手段の変更等も可能である。また、
制御装置への計測信号の伝達については有線式、無線式
等が考えられる。

【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、タッチセンサの内部機構の動きがＡ，Ｂ点計測時に
同じ動きをすることと、Ａ，Ｂ点測定時のＸ軸の動作方
向が同じであることからＸ軸のロストモーションの影響
を受けないことにより、計測時の誤差要因を最小限にし
た高精度な計測方法を提供できる。また、測定子と加工
物との接触を検出するスイッチをＯＮ／ＯＦＦ式の接点
型のものに代えて、スイッチをアナログ式のもの、すな
わち測定子の動きを連続的に検出信号として出力するも
のに置き換えたことにより、以下に示す特徴を付加する
ことができる。 （１）測定子を加工物に高速で接近させ、接触子が加工
物に接触し検出信号値が変化した時点で低速送りとする
ことができ、接点型のものと比較し計測時間の短縮が図
れる（図１６参照）。 （２）測定子と加工物との接近速度を、検出信号が設定
値（測定基準値）にほぼ近づいた時点で極めて微小な送
り速度とすることにより、接点型のものと比較し計測精
度の高精度化が図れる。 （３）接点型のものはヒステリシス的な検出誤差要因を
持っている。即ち、非接触センサと軸との距離は、温度
変化によって微妙に変化する。しかし、アナログ式には
そのようなヒステリシス的な検出誤差要因は無く、アナ
ログ式での温度による誤差要因も、本発明の計測方法に
よれば排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る計測装置に含まれるタッチセン
サの一実施例を示す概略構成図である。

【図２】 本発明に係る計測装置の概略構成を示す説明
図である。

【図３】 図１に示す計測装置のタッチセンサを用いた
計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の動作
説明図である。

【図４】 図１に示す計測装置のタッチセンサを用いた
計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の流れ
を示すフローチャート図である。

【図５】 図１に示す計測装置のタッチセンサを用いた
加工物の外形寸法計測を行なう時の他の動作説明図であ
る。

【図６】 図１に示す計測装置のタッチセンサを用いて
他の計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の
他の流れを示すフローチャート図である。

【図７】 本発明に係る計測装置を含むタッチセンサの
他の実施例を示す概略構成図である。

【図８】 図７に示す計測装置のタッチセンサを用いた
計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の動作
説明図である。

【図９】 図７に示す本実施例の計測装置のタッチセン
サを用いた計測方法により加工物の外形寸法計測を行な
う時の流れを示すフローチャート図である。

【図１０】 図７に示す計測装置のタッチセンサを用い
た加工物の外形寸法計測を行なう時の他の動作説明図で
ある。

【図１１】 図７に示す本実施例の計測装置のタッチセ
ンサを用いて他の計測方法により加工物の外形寸法計測
を行なう時の流れを示すフローチャート図である。

【図１２】 本発明に係る計測装置を含むタッチセンサ
の他の実施例を示す概略構成図である。

【図１３】 図１２に示す計測装置のタッチセンサを用
いた計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の
動作説明図である。

【図１４】 図１２に示す計測装置のタッチセンサを用
いた計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の
流れを示すフローチャート図である。

【図１５】 図１２に示す計測装置のタッチセンサを用
いた計測方法により加工物の外形寸法計測を行なう時の
部分動作説明図である。

【図１６】 接触子の動きをアナログ式スイッチにて検
出信号に変換し出力する場合の計測動作説明図である。

【図１７】 従来の技術の計測装置の断面図である。

【図１８】 従来の技術の計測方法についての動作説明
図である。

【符号の説明】

１ 測定子、２ 回り止めキー、３ 軸、４ 軸受け、
５ カラー、６ 止め輪、７ 圧縮バネ、８ 電磁ソレ
ノイド、９ スイッチ、９ａ 接触子、１０感応信号伝
達用電線、１１ 電磁ソレノイド励磁用電線、１２ タ
ッチセンサ本体、１３ タッチセンサ前面フタ、１４
タッチセンサ後部フタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の２点間の寸法を測定する測定
   装置において、 前記被測定物の測定面に接触する測定子と、 前記測定子が被測定物の測定面に接触したことを検知
   し、接触信号を発生する信号発生手段と、 前記測定子を一方の測定面に押動する押動手段と、 前記信号発生手段を接触信号発生状態にするように前記
   測定子を引き寄せる測定子引き寄せ手段と、 前記測定子を引き寄せた状態で他方の測定面に押動した
   後、前記測定子を他方の測定面から離れる方向に移動さ
   せる移動手段と、 を有することを特徴とする計測装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の計測装置を用いて、 前記測定子を被測定物の一方の測定面に接触する方向に
   移動させ、 前記信号発生手段からの出力により一方の測定面の位置
   を記憶し、 前記信号発生手段を接触信号発生状態にするように前記
   測定子を引寄せ、 前記測定子を引き寄せた状態で他方の測定面に接触する
   方向に移動させ、 前記測定子が他方の測定面に当接し前記信号発生手段が
   非接触状態になると、前記測定子を他方の測定面から離
   れる方向に移動させ、 前記信号発生手段が接触を検知することによって他方の
   測定面の位置を記憶し、 前記一方の測定面の位置と他方の測定面の位置との差を
   算出し、 被測定物の２点間の寸法を測定することを特徴とする計
   測方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の計測装置を用いて、 前記測定子を被測定物の一方の測定面に接触する方向に
   移動させ、 前記信号発生手段からの出力により一方の測定面の位置
   を記憶し、 前記測定子を他方の測定面近傍へ移動させ、前記測定子
   を信号発生手段方向へ引き寄せ、 信号発生手段が非接触状態で測定子を被測定物に接触さ
   せた後前記測定子を他方の測定面から離れる方向に移動
   させ、 前記信号発生手段が接触を検知することによって他方の
   測定面の位置を記憶し、 前記一方の測定面の位置と他方の測定面の位置との差を
   算出し、 被測定物の２点間の寸法を測定することを特徴とする計
   測方法。
4. 【請求項４】 被測定物の測定面に接触する測定子と、 前記測定子の動きを連続的に検出し検出信号を発生させ
   る信号発生手段と、 前記測定子を定位置に保持するための測定方向に付勢す
   る第１付勢手段と、 前記信号発生手段方向に付勢する第２付勢手段と、 前記測定子の動きを連続的に検出した検出信号から接触
   状態を判定するための判定値を記憶する判定値記憶手段
   とを備える計測装置を用いて、 前記測定子を一方の測定面に前記信号発生手段の検出値
   が第１設定値に達するまで移動させ、 前記信号発生手段の検出値が第１設定値に達した位置を
   一方の測定面の位置として記憶し、 前記測定子を他方の測定面に前記信号発生手段の検出値
   が第２設定値を越えるまで移動させ、 前記信号発生手段の検出値が第２設定値を越えると、前
   記測定子を他方の測定面から離れる方向に移動させ、 前記信号発生手段の検出値が再び第２設定値に達した位
   置を他方の測定面の位置として記憶し、 両測定面の位置の差から第１設定値と第２設定値との差
   を減算し、 被測定物の２点間の寸法を測定することを特徴とする計
   測方法。