具有工件的测量基准点设定功能的机床制造技术

提供一种具有工件的测量基准点设定功能的机床。使机载测量装置的探头的球型测定头在工件的加工面上在一个方向上移动。在该球型测定头离开该工件的一个端面后，检测探头的轴向的移动速度达到预先设定的预定速度的时刻的坐标值。并且，还在与所述相反的方向上进行该球型测定头的在工件的加工面上的动作。然后，根据上述检测到的两个坐标值求出工件的一个端面与另一端面的中点的坐标，将其设定为工件的测量基准位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及为了在机床上测定被加工物(工件)的形状以及分析形状，而具备机载测量装置的机床，特别是涉及具备用于测量工件的形状的基准位置设定功能的机床。
技术介绍
在超精密加工中，为了实现纳米单位的形状精度，不从机床中取出完成加工的工件而在机床上测量加工形状(机载测量)，根据测量结果进行修正加工是不可缺少的。在这样的机载测量中，通过确立刀具的刀尖和机载测量装置上具备的探头的触针的尖端的位置关系，可以进行准确的修正加工。为此，必须确立加工工件时的坐标和进行机载测量时的测量坐标的关系。为了确立该加工工件时的坐标和进行机载测量时的测量坐标的关系，需要设定工件的测量基准位置。作为工件的测量基准位置的设定方法，目前已知如下方法。(a)把工件的测量基准位置作为安装工件的旋转轴的中心。为此，最初在安装工件的旋转轴的面盘上放置定心球。然后，使用位移检测器使定心球的中心与旋转轴的中心重合，然后使用机载测量装置的探头找到定心球的顶点，确定上述旋转轴的中心坐标。然后拆下定心球，安装工件。使用位移检测器使工件或工件夹具的中心坐标与旋转轴的中心重合，把求出的旋转轴的中心坐标作为工件或工件夹具的基准位置。在这种把定心球放置在安装工件的旋转轴面盘上，来设定工件的基准位置的现有技术中，直到基准位置设定为止的步骤复杂，需要花费进行设定的作业时间。此外，无法避免在拆下定心球安装工件时产生误差。并且，只要工件不是圆筒形状，就难以使工件的圆筒形夹具的中心与工件的中心一致。此外，还有可能由于操作者的熟练度，产生相当大的设定误差，这也成为问题。(b)在日本专利文献特开2006-21277号公报中公开了以下技术不必使工件的中心与安装工件的旋转轴重合，通过十字机载测量确定必定存在于轴对称形状上的顶点，把被推定为工件的中心的所述顶点设为测量基准点。在该技术中，成为对象的工件的形状仅限于轴对称形状。此外，因为对正式加工前的粗加工后的工件的形状进行机载测量，所以通过测量求出的顶点难以说是工件的中心。因此，为了应对工件的中心和通过机载测量求出的顶点不一致的问题，在工件上在加工面以外设置富余的空间，即使中心不一致，可以加工富余的空间。此外，最近，除了对工件的全面进行加工的超精密加工外，要求最终精密地精加工工件自身的形状以及尺寸，高精度地进行这样的工件中的加工面的定位。但是，在上述专利文献公开的技术中，无法应对这样的最近的工件的全面加工或工件的形状或尺寸的高精度化的课题。(c)在日本的专利文献特开2000-298014号公报中公开了通过推定工件的端面坐标，求出工件的中心坐标的技术。该技术在使用接触式探头进行的工件形状测定中，检测在工件端面的探头的位移的剧烈变化，来求出测定原点。在上述专利文献公开的技术中，因为接触式探头的接触头是球型，无法准确地检测出工件端面的边缘，所以通过对测定数据进行处理来推定工件的端面的边缘。因此，当测定数据的采样数少时，无法进行准确的推定。由于测定装置的振动、被测定物端面或球型接触头表面的损伤或污物的附着，有可能工件端面形状数据与实际的端面形状不同。(d)在日本专利文献特开2008-200798号公报中公开了，具有通过接触检测来设定工件的基准位置的功能的机床的技术。该技术在由流体轴承支承了可动轴的机床中，以机械坐标系的轴和两条直线平行的方式，配置加工面相对于正交的所述两条直线为线对称的工件，沿着与所述两条线平行的第一线，从工件的两侧开始接触探头的触针尖端的测定球，测定由于接触而增大的位置偏差，检测所述测定球与工件的接触。在上述专利文献中公开的技术中，通过数值控制装置中的控制程序进行位置偏差的增大。根据加工作业的安排，需要每次变更位置偏差值的设定和移动轴的选择、移动轴的进给速度等，因此，必须在数值控制装置中对它们重新进行设定。在该重新设定作业中，当存在设定错误(特别是符号等)时无法进行正确的检测。在最坏的情况下，探头或可动轴继续移动，探头与工件以较强的力碰撞，探头以及工件有可能损伤。此外，在该技术中，为了测量微小的位置偏差的变化，前提是机床的驱动轴是使用流体轴承而没有摩擦的机构。并且，即便是流体轴承，当是螺纹式的流体轴承时，由于接触误检测，存在流体轴承啮合的危险，因此需要限定为直线式。(e)在日本专利文献特开2008-62351号公报中公开了加工原点设定方法以及用于执行该方法的机床的技术。该技术是用于不增加成本地、容易并且准确地设定旋转刀具和被切削材料的加工原点的技术，对主轴施加不使旋转刀具旋转的程度的负载转矩，在对主轴施加了负载转矩的状态下，以切削刃尖端向离开外表面的方向移动的方式点动进给主轴或工件台的一方，将检测到主轴旋转时的坐标设定为加工原点。在上述专利文献公开的技术中，检测的面是工件单侧的面，把相反一侧的面安装在夹具等上。当要检测安装在该夹具等上的面时，必须使主轴或工件旋转180度，但在机床中成为这样的姿势非常困难，即便使主轴旋转180度，只要没有进行主轴的准确的定位，检测到的两个坐标的线段与移动轴保持水平也是非常困难的。因此，无法准确地确定工件的中心。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可以解决现有技术的课题，具有把工件的中心位置设定为机载测量装置的测量基准位置的测量基准点设定功能的机床。为了达成上述目的，本专利技术的具有工件的基准点设定功能的机床具备用于工件的形状测定以及形状分析的机载测量装置，并具备通过输入来自该机载测量装置的位置检测信号的数值控制装置控制的多个可动轴，所述工件的加工面相对于垂直的两条直线线对称。并且，所述机载测量装置具备在机载测量装置内部通过流体轴承支承的接触式探头； 以及检测所述接触式探头的轴方向的移动位移，输出位置检测信号的位置检测单元。此外， 所述机床具备检测所述机床的各可动轴的位置，输出轴位置检测信号的可动轴位置检测单元。而且，所述数值控制装置具有可动轴驱动控制单元，其以如下方式驱动所述可动轴，即在使所述接触式探头的测定头以一定的接触压与使所述两条线与机械坐标系的轴平行地配置的所述工件的所述加工面接触的状态下，在所述接触式探头的测定头完全从所述工件的端面离开之前，沿分别与所述两条线平行的方向，从工件的加工面内向各个端面移动所述接触式探头；探头移动速度计算单元，其根据从所述位置检测单元输出的位置检测信号， 计算该接触式探头的轴方向的移动速度；判断单元，其判断由所述探头移动速度计算单元计算出的所述移动速度是否达到了预先决定的速度；存储单元，其存储由所述判断单元判断为所述移动速度达到了预先决定的速度时的、由所述各个可动轴位置检测单元检测出的各个可动轴的位置数据；以及设定单元，其根据在所述存储单元中存储的各个可动轴的位置，计算所述工件的中心坐标，将其设定为工件的测量基准点。来自所述可动轴位置检测单元的轴位置检测信号，经由驱动电动机的电动机驱动装置所具有的接口，输入给所述数值控制装置，来自所述机载测量装置的所述位置检测单元的位置检测信号，经由未连接所述电动机的电动机驱动装置所具有的接口，输入给所述数值控制装置。所述可动轴位置检测单元或所述机载测量装置所具备的所述位置检测单元是光学尺、编码器、或激光干涉仪中的任意一种检测装置。所述存储单元自动地存储由所述判断单元判断为所述移动速度达到了预先决定的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有工件的基准点设定功能的机床，具备用于工件的形状测定以及形状分析的机载测量装置，并具备通过输入来自该机载测量装置的位置检测信号的数值控制装置控制的多个可动轴，所述工件的加工面相对于垂直的两条直线线对称，所述机床的特征在于，所述机载定为工件的测量基准点。了预先决定的速度；存储单元，其存储由所述判断单元判断为所述移动速度达到了预先决定的速度时的、由所述各个可动轴位置检测单元检测出的各个可动轴的位置数据；以及设定单元，其根据在所述存储单元中存储的各个可动轴的位置，计算所述工件的中心坐标，将其设所述两条线平行的方向，从工件的加工面内向各个端面移动所述接触式探头；探头移动速度计算单元，其根据从所述位置检测单元输出的位置检测信号，计算该接触式探头的轴方向的移动速度；判断单元，其判断由所述探头移动速度计算单元计算出的所述移动速度是否达到制装置具有：可动轴驱动控制单元，其以如下方式驱动所述可动轴，即在使所述接触式探头的测定头以一定的接触压与使所述两条线与机械坐标系的轴平行地配置的所述工件的所述加工面接触的状态下，在所述接触式探头的测定头完全从所述工件的端面离开之前，沿分别与测量装置具备：在机载测量装置内部通过流体轴承支承的接触式探头；以及检测所述接触式探头的轴方向的移动位移，输出位置检测信号的位置检测单元，此外，所述机床具备检测所述机床的各可动轴的位置，输出轴位置检测信号的可动轴位置检测单元，而且，所述数值控...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪荣杓，蛯原建三，山本明，羽村雅之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP