JPS63229251A - 加工ずみワ−クの形状測定方法 - Google Patents

加工ずみワ−クの形状測定方法

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JPS63229251A
JPS63229251A JP5643287A JP5643287A JPS63229251A JP S63229251 A JPS63229251 A JP S63229251A JP 5643287 A JP5643287 A JP 5643287A JP 5643287 A JP5643287 A JP 5643287A JP S63229251 A JPS63229251 A JP S63229251A
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Koichiro Kitamura
北村　耕一郎
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Kitamura Machinery Co Ltd
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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】 の１ この発明は加工ずみワークの形状測定方法に関する。
ｍ」ヒ１蕉」し たとえばマニシングセンタは、複数のツールを備えてお
り、多種の加工をテーブル上のワークに施せる。加工ず
みのワークの幾何学的形状を測定する場合は、加工ずみ
のワークをマニシングセンタのテーブルからはずして、
マニシングセンタから離れた３次元測定機のテーブルに
固定する。そのようにしてから３次元測定機のプローブ
装置をワークに接触させて、ワークの幾何学的形状を測
定するのである。
が　　しよ　とする　　１ しかし、加工ずみのワークをマニシングセンタのテーブ
ルから３次元測定機のテーブルに再設定しなければなら
ないので、測定作業が面倒で時間がかかる。
！乱 この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、加工ずみのワークの形状を効率よく測定できる加
工ずみワークの形状測定方法を提供することを目的とす
る。
発Ｊし久ｊＬＬ この発明はワークをテーブルに設定して、このワークと
ツールの相対移動によりこのワークを加工し、前記テー
ブルに設定されている前記加工ずみのワークとプローブ
装置との相対移動によりこの加工ずみワークの幾何学的
形状を測定する加工ずみワークの形状測定方法を要旨と
している。
するｔ−の 第２図を参照する。
ワークＷをテーブル１５に設定する。このワークＷとツ
ール（実施例ではエンドミル２３）との相対移動により
ワークＷを加工する。
このテーブル１５に設定されている前記加工ずみのワー
クＷとプローブ装置３との相対移動により、この加工ず
みワークＷの幾何学的形状を測定する。
在」１ テーブル１５に加工ずみのワークＷを設定したまま、加
工ずみワークＷの幾何学的形状を測定できる。
支１九 第１図はこの発明の方法を実施するためのマニシングセ
ンタの概略を示している。マニシングセンタ１は、ＣＮ
Ｃ装置２およびプローブ装置３を備えている。
第２図を参照する。第２図のマニシングセンタ１は、ベ
ース１０、コラム１１、ＣＮＣ装置２、スピンドルヘッ
ド１２、サドル１３゜１４、テーブル１５、レーザ測長
装置１６を備えている。
スピンドルヘッド１２は、スピンドル２０１主モータ２
１、自動工具交換装置２２を有している。前記プローブ
装置３はこのスピンドルヘッド１２に着脱可能に取付け
できる。たとえばこの取付は通常のコレットチャック式
に行える。スピンドル２０にはたとえばエンドミル２３
が着脱可能に取付けられている。
エンドミル２３はホルダ２３ａ　（第３図参照）を有し
ている。プローブ装ｆｆ１３はホルダ３ａを有している
。いずれのホルダもスピンドル２０にｒＩ脱可能に設定
可能である。このエンドミル２３と自動工具交換装置２
２のたとえばツール２２ａとは、通常の方法で交換可能
である。プローブ装置３は通常の３次元測定ｎに用いら
れているものと実質的に同じである。ただしこのプロー
ブ装置３は、プローブ姿勢制御用のアクチュエータ６１
を有している。アクチュエータ６１の作動により、プロ
ーブ６０は一点鎖線で示すように所定角度回転可能にな
っている。
コラム１１にはサーボモータ２４が設けられている。ま
たコラム１１の側部には、レーザ測長装置１６のレーザ
ヘッド４０および偏光ビームスプリッタ４１が固定され
ている。
また前記スピンドルヘッド１２にはコーナキューブ４２
が固定されている。
ベース１０の上にはサドル１３が固定されている。サド
ル１３にはサドル１４がスライド可能に設けられている
。このサドル１４の上にはテーブル１５がスライド可能
に設けられている。サドル１３にはサーボモータ３０が
内蔵されている。またサドル１４にはサーボモータ３１
が設けられていする。テーブル１５の上にはワークＷが
着脱可能に固定されている。
第３図を参照する。サーボモータ２４には送りねじ３２
が取付けられている。この送りねじ３２にはナツト３３
がかみ合っている。
ナツト３３はスピンドルヘッド１２に固定されている。
これによりサーボモータ２４を回転すると、スピンドル
ヘッド１２を矢印Ｚ方向に沿って移動可能である。また
、サーボモータ３０には送りねじ２６が取付けられてい
る。この送りねじ２６にはナツト２７がかみ合っている
。このナツト２７はサドル１４に固定されている。これ
によりサーボモータ３０を回転すると、サドル１４をＹ
軸方向にスライド可能である。さらにサーボモータ３１
には送りねじ２８が取付けられている。この送りねじ２
８はナツト２９にかみ合っている。
このナツト２９はテーブル１５に固定されている。これ
によりサーボモータ３１を回転することによりテーブル
１５はＸ軸方向（第２図参照）にスライド可能である。
第４図を参照する。ベース１０にはビームスプリッタ４
３が固定されている。またサドル１４にはコーナキュー
ブ４５が固定されている。テーブル１５にはコーナキュ
ーブ４４が固定されている。
第５図を参照すると、前記レーザ測長装置１６は、レー
ザヘッド４０、偏光ビームスプリッタ４１、コーナキュ
ーブ４２，４４．４５、ビームスプリッタ４３および計
数部５３〜５５を有している。これら計数部５３〜５５
は、ＣＮＣ装置２とデータ処理部６２に接続されている
。すなわち計数部５３〜５５は、カウントした値をＸ、
Ｙ、Ｚ軸における距離に換算してＣＮＣ装置２とデータ
処理部６２に送れるようになっている。
レーザヘッド４０は、レーザ光源４６、偏光板４７ない
し４９および光検出器５０ないし５２を有している。レ
ーザ光源４６は、たとえばＨｅ−Ｎｅレーザが好ましい
。しかもレーザ光源４６はこの実施例では単一周波発振
型のものである。レーザ光源４６から出たレーザ光しは
、２つのレーザ光Ｌ１とＬ２に分けられる。レーザ光Ｌ
１はコーナキューブ４２および偏光ビームスプリッタ４
１により反射されて偏光板４７を通り光検出器５０に達
する。他方のレーザ光Ｌ２はビームスプリッタ４３にお
いてレーザ光Ｌ３．Ｌ４に分けられる。レーザ光Ｌ３は
コーナキューブ４５において反射されビームスプリッタ
４３および偏光ビームスプリッタ４１および偏光板４８
を通り光検出器５０に受光される。レーザ光Ｌ４は、コ
ーナキューブ４４とビームスプリッタ４３により反射さ
れて、偏光ビームスプリッタ４１および偏光板４９を通
り光検出器５２に受光される。光検出器５０からの信号
ＣＬ１は計数部５３に入力される。同様に光検出器５１
から出力された信＠ＣＬ３は計数部５４に入力される。
光検出器５２から出力された信号ＣＬ４は計数部５５に
入力される。これら計数部５３ないし５５は通常使用さ
れているものである。ＣＮＣ装ｖ！１２にはプリンタ５
６およびディスプレ５７が接続されている。
このようなレーザ測長装置１６の計数部５３〜５５は、
干渉縞の移動する数をそれぞれ計数してＺ、Ｙ、Ｘ軸方
向の距離に換算するようになっている。このタイプのレ
ーザ測定装置１６は通常使用されているものである。
第５図を参照する。前記サーボモータ２８゜３０．２４
はそれぞれＣＮＣ装置２に接続されている。これらサー
ボモータ２８，３０゜２４は、ＣＮＣ装＠２の指令に基
づいて作動される。またプローブ装置３のプローブ６０
は、データ処理部６２に接触信号を送れるようになって
いる。このデータ処理部６２には、プリンタ６３やディ
スプレ６４が接続されている。このデータ処理部６２に
おいて眞記ワークＷ（第４図参照）の幾何学的形状を測
定できるようになっている。この幾何学的形状としては
、たとえばワークＷの輪郭形状である。このデータ処理
部６２とプローブ装置３は３次元測定機に通常使わ′れ
ているものである。データ処理部６２は、その幾何学的
形状測定プログラムに基づいて、サーボモータ２８．３
０．２４およびアクチュエータ６１に指令することがで
きる。
第２図を参照する。まず、ワークＷをテーブルに設定し
、スピンドル２０にエンドミル２３を取付け、スピンド
ルヘッド１２をサーボモータ２４の回転により下げると
ともに主モータ２１を回転してエンドミル２３を回転す
る。これによりワークＷの上面に孔を形成する。第６図
にはその孔Ｈが示されている。
孔Ｈを形成したあとは第２図のスピンドルヘッド１２を
所定位置まで上げる。
つぎに第６図の孔Ｈの形状を測定する。この時は、加工
ずみのワークＷはテーブル１５からはずさない。第３図
においてエンドミル２３をスピンドル２０からはずして
、スピンドル２０にプローブ装置３を取付ける。そして
プローブ６０の接続ラインとアクチュエータ６１の接続
ラインは、図示しないコネクタを介してデータ処理部６
２に対して電気的に接続する。データ処理部６２の幾何
学的形状測定プログラムに基づいてサーボモータ２８゜
３０．２４が作動し、プローブ６０がワークＷの上面お
よび孔Ｈの面を接触して移動する。
もし、ワークＷの側面にプローブ装置３のプローブ６０
を接触する場合は、データ処理部６２のプログラムに基
づいて第２図のアクチュエータ６１を作動してプローブ
６０を水平方向に向ければよい。
計数部５３〜５５から得たＸ、Ｙ、Ｚ軸における各移動
距離と、プローブ６０からの接触あるいは非接触の情報
とに基づいて、データ処理部６２はワークの幾何学的形
状を決定する。
このようにワーク加工後ただちに加工ずみのワークＷの
形状を精密に測定することができる。
なお、ワークを加工するときは、レーザ測長装置１ｆ１
６が、各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸におけるエンドミル２３とテーブ
ル１５上のワークＷとの相対運動距離を測長している。
また加工ずみのワークＷの形状をプローブ装置３で測定
する場合、同様にレーザ測長装置１６により前記各Ｘ、
Ｙ、Ｚ軸におけるプローブ装置３とテーブル１５上のワ
ークＷとの相対運動距離を測長している。
ところで、測長装置はレーザ光式の他リニアエンコーダ
式などでもよい。マニシングセンタはよこ形や他の形式
のものでもよい。加工中はプローブ装置をケースに収納
し切粉やほこりを除く。測定のときのみケースから出し
てプローブ装置を使用するのが好ましい。
切りくずやダストを除去するためにテーブル、サドルを
防塵カバーでおおうとともにスピンドルヘッドとコラム
を別の防塵カバーでおおうこともできる。
マニシングセンタにプローブ自動交換装置を設けてもよ
い。これは複数本のプローブ装置を収納でき、スピンド
ルヘッドのプローブとプローブ自動交換装置の１つのプ
ローブを交換可能である。
レーザ測長装置は、２周波発振型のレーザ光源を用いて
もよい。
１１悲１１ 以上説明したことから明らかなように、ワークを加工後
、加工ずみのワークの再設定をする必要がなく、加工ず
みのワークの形状を効率よく測定できる・。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の加工ずみのワークの形状測定方法を
実施するためのマシニングセンタの概念を示す図、第２
図はマニシングセンタの例を示す斜視図、第３図はこの
例の側面図、第４図はテーブルおよびレーザ測長装置を
示す斜視図、第５図はレーザ測長装置およびプローブ装
置を含む周辺部分を示す図、第６図はプローブおよびテ
ーブル上のワークを示す斜視図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
マニシングセンタ２・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ＣＮＣ装置１０・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ベース１１・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・コラム１２・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・スピンドルヘッド１３．１
４・・・・・・・・・・・・サドル１５・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・テーブル１６・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・レーザ測長装置２０
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・スピンド
ル２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・主
モータ２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・自動工具交換装置２３・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・エンドミル２４・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・サーボモータ２６・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・送りねじ２７・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ナツト２８・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・送りねじ２９・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ナツト３０・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サーボモー
タ３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サ
ーボモータ３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・送りねじ３３・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ナツト４０・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・レーザヘッド４１・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・偏光ビームスプリッタ４２・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・コーナキューブ
４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ビー
ムスプリッタ４４・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・コーナキューブ４６・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・レーザ光源４７．４８．４９・・・
偏光板 ５０．５１．５２・・・光検出器 ５３．５４．５５・・・計数部 ５６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・プリ
ンタ５７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
ディスプレ６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・プローブ６１・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・アクチュエータ６２・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・データ処理部６３・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・プリンタ６４・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・ディスプレ化　　理
　　人　　弁理士　　１）　辺　　徹第１図 １゛ｊ ′〜 一ワＣつ− 第２図 第　３　図 第４図 第　６　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ワークをテーブルに設定して、このワーク とツールの相対移動によりこのワークを加工し、前記テ
    ーブルに設定されている前記加工ずみのワークとプロー
    ブ装置との相対移動によりこの加工ずみワークの幾何学
    的形状を測定する加工ずみワークの形状測定方法。
JP5643287A 1987-03-13 1987-03-13 加工ずみワ−クの形状測定方法 Pending JPS63229251A (ja)

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