JPS6161746A - 工具接触探査方法と切削工具の面を精密に位置ぎめする装置 - Google Patents

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】 １に１１ この発明は一般的に閉ループ数１直制御加工装置、更に
具体的に云えば、計測用の工具接触検出器に関する。

従来技術のＭ（明 自動１゛ｈ密加工に関する技術は非常に急速に発展して
いる。仝（木的に手作業に頼る肢：ＩＹｌは、汎用数値
制御加工装宜で製造部品を作る方法に大部分道を郡って
いる。この様す装置では、切削又は材料その他の除去は
自動的に行われるが、主に加工寸法を測定する為と、普
通の数値制御カッタのオフセットを用いるカッタの調酊
を行う為に、数多くの手作業が依然として必要である。

この手動の測定及び切削工具の調節は、切削工具の疲労
、切削工具の位置変更並びに／又は交換、及び切削工具
や工作物や、加熱、荷重による撓み等の原因による加工
装置自体のゴ法変化の様な多数の変数を考；Ｃに入れる
為に必要である。

例として云うと、数値制御の旋盤の様な工作機械を用い
て行われる典型的な作業では、成る調節、即ち工具のオ
フレットは、特定の工作物又は部品を製造する様に工作
典械が設定ざｔした後、オペレータが手作業で実施しな
ければならない。加工を開始する竹に、オペレータがＶ
）カリニ具を工具設定面に進め、工具と基準面の間の間
隔を手作業で測定することによって、工具位置を決定し
なければならない。これは１個のシム材料等を用いて行
われるのが普通であり、この測定が手作業で工具のオフ
セットを行う根部となる。旋盤が多重工具タレットの（
ルな工具保持手段を持つ場合、各々の工具に対し、ｊｌ
ｆ４びに成域の各々の（運動）軸線に対し、こういう作
業を別々に実行し２ｆｆｉければならない。工作物の特
定の而に対する最終又は仕上げ切削を行う前に、手持ち
のゲージを使って、半ば仕上げられた工作物の面の種々
の寸法を測定する。

これによってオペレータが、仕上げ切削に使われる切削
工具の所要のオフセラ１〜を決定することが出来る。仕
上げ切削を行った後、工作物を再び手持らゲージで検査
して、仕上げられた面の実際の寸法が所望の寸法に合っ
ているかどうかを測定する。

上に述べた様な手作業は個別にｌ４間がかがり、特定の
工作物を所望の寸法に加ニブ−るのに要する合計時間の
かなりの部分を占める。これは工作機械の製造能力を制
限する。旋盤又はフライス路（マシーニング・センター
）の合口のコス１へを考えれば、工作機械の能力を幾ら
かでも引下げることは、経済的に重要な問題である。更
に、この様な全ての手作業は、製造過程に人間による誤
差が入り込み易い。

一般的に認識されている様に、上に述べた問題に対する
解決策は、例えば計算機によって作動される故値制ｉｎ
装置を使うことにより、手作業の測定及び切削工具の手
作業による調節を自動化することである。この球な装置
では、計弾礪は数値制σ０装置とは離れた場所にあって
もよいし、或いは１列えばマイクロコンピュータの形に
して故（直１問御装匠の中に取入れてもよい。この代り
に、計算能力を数置制御装置の中に取入れると共に、そ
れから離れた場所にも設けることが出来る。６通のＮＧ
装置で行われる＃工に、テープ等にＩｌ？蕨ぎれた４０
次ぐデータ・ブロックを装入する代りに、計算機数値制
御（ＣＮＣ）装置はプログラム全体を貯蔵しておいて、
所望の順序でそのプログラムを呼出し、例えばブロック
の追加又は削除により、プログラムを偏集し、オフセラ
１へ好の計いを実行することが出来る。

精密加工の分野の現在の発展段階では、完全自動装置は
広く採用されていないが、これまでにかなりの研究がな
されており、その多くは、１種類の加工作業を反復的に
実行する特殊用の場合に限られている。接触トリガ・プ
ローブの形をしたセンサを加工賃買のベッド、或いは希
望する時にその場所から外へ旋回させることも出来る旋
回アームに取付けることも知られている。プローブとの
接触が起った時の工具の位置に注目することにより、切
削工具の位置をこういうプローブに対して較正すること
が出来る。プログラムされた位置と実際の位置の間の観
測された偏差から、補償用のオフセットを決定し、計算
機数値制御手段に間膜されたメモリに貯蔵することが出
来る。このオフセットが、プログラムされた接触位置と
実際の接触位置の間の差を補償する。

上に述べた１ｈ徴を取入れた装置及び方法が、米国特許
第’１．，３８２，２１５号に記載されている。

この米国特許に記載されている佳に、接触トリカ・プロ
ーブ又は部品センサが工具保持手段に取付けられる。こ
のプローブが最初は基準面に対して較正され、その後そ
れを使って工具センサ・プローブを校正する。その時に
だけ、選ばれた工具の刃先が工具センサ・プローブとの
接触によって較正される。この作業の結果から決定され
た工具の初期オフヒントが数値制御（ＮＣ）手段に貯蔵
される。加工が行われた後、部品センサ・プローブを再
び較正し、次にそれを使って工作物の加工面を探査する
。こうして得られた情報が、仕上げ切削に必要な最終オ
フヒツトを決定する。その後、仕上げ面を探査して、所
望の寸法にあっているかどうかを判定することが出来る
。接触１〜リガ・プローブは、構造がＩｍｔｉｌである
が、探査すべき１群の特徴に対して特別な形にしなけれ
ばならない。

こういうプローブ自体は、特定の販売業者から商品とし
てＨ４人するのが酉通であるが、脆い傾向があると共に
、工具保持手段、例えば旋盤タレット上で少なくとｂｌ
つの工具位置を占め、更に全ての切込みにとどかない。

接触トリが・プローブ自体の１＋１１約を克服する為、
従来は、前に工具自体によって加工された部品を計測す
る手段として、切削工具自体を利用する方向に進んでい
る。こういう装置が米国特許第４゜４２８．０５５号に
記載されている。この米国特許に記載されている様に、
振動の感知を利用して、切削工具の刃先と位置基準面の
間の接触を検出し、閉ループ制御によって刃先をこの面
に対して較正する。各々の基Ｎ面に於ける刃先のプログ
ラムされた位置と実際の位置の間の偏差を決定し、各軸
で、補償用の工具の初期位置オフセットが自動的に発生
されて数値制御７ＩＩ装置に送込まれる。加工を開始し
た襖、最終的な切削の前に少なくとも１回、工作物の探
査が行われ、工具がこの（′「業中は工具接触プローブ
として作用する。、較正された刃先を加工面と接触させ
る時、タレッ１〜に装着された周波数を釣合せた音響振
動変換器が工具から出て来る振動を貯蔵する。適当な工
呉位置オフセッ１へが決定され、この時点で数値制ｉ１
０手段に送込まれて、仕上げ面の寸法が所望の寸法と合
う様に保証１°る。

最終的な加工が行われた後、振動の感知を利用して、仕
上げ面を再び較正された刃先で探査する。

この種の装置ではかなりの技術的な進歩があるにもかか
わらず、工具自体がゲージとして使われる時、工具接触
プローブが必ずしも特定の機械の２つの基準面にとどか
ない。

ここでは参考として、米国特許第４，３８２゜２１５号
及び同第４，４２８，０５５号を挙げた。

従って、この発明の目的は、加工部品の計測を改良する
ことである。

この発明の別の目的は、閉ループ数値制御加工装置に使
われる接触プローブ装置を改良することである。

この発明の別の目的は、工具接触プローブ装置のｍＱ面
手段を改良することである。

この発明の別の目的は、例えば旋盤形の数値制御工作機
械の主軸の基県リングの代りとして使うことが出来るＬ
１準而どなる手段を提、供することである。

発明の概要 簡単に云うと、上記並びにその他の目的が、この発明の
好ましい１形式では、（旋盤の様な）数値制御工作改械
の回転自在の主軸（又はその他の既知の基準点）の中心
線から既知の距離の所に予定の断面を待つ超音波振動を
する細長い基準柱を取付け、その縦１ｔｃｈ　ｉを工作
物に対して垂直な向きにすることによって達成される。

切削素子としてだけでなく、接触プローブとしても作用
する切削工具を振動する基準柱と共に利用して、加工さ
れる部品を計測する。柱は縦振動にすることが好ましい
。工具を保持するタレットに取付けられた周波数を釣合
せた加速１軸針により、工具が柱並びに加工される部品
の而と）妄触したことが感知される。

加速度計の出力１２号は工具が接触したことを表わす。

これらの信号が、回転カップラ及び信号条件づけ回路に
より、開ループ数ｉｉｉ’ｉ制狽１手段に結合される。

振動する柱の基準面の精密な位置が、工具座標暮１込系
内で精密に判っているから、一旦工具と柱との接触が判
れば、工具の面の位置が精密に判る。これによって、例
えば工屡の疲労並びに工具の寸法変化を故（面制御装置
で補正することが出来る。事実上、振動する基準面が工
具の面の較正器として使われる。一旦較正づ゛ると、工
具は工作物の可の探査に使える。工作物の面との接触が
１、［擦れ合い振動Ｊが加速度計にＩＥ’＋ヱされるこ
とによって検出される。面の位置を座標系の中で相互に
又は柱の位置に対して比較することにより、工作物の寸
法を決定することが出来る。

この発明の要旨は特許請求の範囲に記載しであるが、こ
の発明は以下図面について説明する所から更によく理解
されよう。

好ましい実施例の説明 次に図面について説明する。第１図には崩形ターレット
旋盤の形をした加工装置の簡略側面図が示されている。

典型的にはターレット旋盤は互いに直交する２軸、円Ｊ
　！”＋　Ｘ　’ＩづＩ及びＺ軸に治って動作し、Ｘ軸
（ユニＰ￥機械のベッドを横切る・軸線とし、Ｚ・ｈｉ
はベッドの長さに治った軸線とする。図示の様に、旋盤
のベッドが枠１０を持ら、この枠に１対の案内面が設け
られている。１つの案内面が参照数字１２で示さねて、
１３す、Ｚ軸に治って伸びる。

旋盤の主軸１Ｇの中心線１４がＺ軸と平行である。

サドル又は横スライド１８が案内面１２上に１３動自在
に配置されていて、第１図に示す位置から、Ｚ軸に沿っ
て前向き（工作物に向う方向、−Ｚ）又は逆方向（工作
物から離れる方向、十Ｚ　）の何れにも２方向に位置ぎ
めすることが出来る。ＺＩＩＩｌｌｌに沿ったサドル１
８の位置ぎめが図面に示してない親ねじ装置によって行
われるが、これは普通の位置ぎめ直流モータ装置によっ
て駆動することが出来る。

更にサドル１８が１対の横案内２０．２２を持ち、その
上に横スライド２４が回動自在に配置されていて、図面
に示していないがＸ軸方向に位置きめすることが出来る
。Ｘ軸は図面の平面に対して垂直である。Ｘ軸方向の横
スライド２４の位置ぎめも、位置ぎめ直流七−夕にＪ：
って駆動し得る親ねじＫＵ　憾にＪ−って行われる。各
々のモータ又は親ねじには揉通のレゾルバ又はエンコー
ダで結合されていて、ス・ｊ応する部品の回転位置を表
ねり帰還を発生する様になっている。こういう帰還信号
が夫々の軸線に治ったサドル１８及び横スライド２４の
直線位置を表わす。この代りに、適当な電子式又は光学
電子式符号化装置を用いて、サドル１８及び横スライド
２４の直線位置を直接的に表わす信号を発生してもよい
。

タレット２Ｇが横スライド２４に支持されていて、研れ
も工具ボルダ３０を取Ｎけることの出来る複数量の工具
位置２８を持っている。第１図に示す（１４成で（ま、
タレッ１〜２６は典型的には工具位置２８に６個の別々
の切削工呉又（ま］ａ触プローブを取（−１けることが
出来る。タレット２６を適当に割出ずことにより、即ち
回１１１元することにより、各々の工具又はプローブを
図面に示Ｊ−動作位置に持って来ることが出来る。簡【
ドの為、第１図では、タレットが］個の工具ホルダ３０
だけを持つものとして示してあり、この為１つの切削工
具２９だりが示されている。更にＴ具２９が工具挿盾体
３１を持つことが示されており、その刀先３２が工作物
と向い合っている。

第１図に示す旋盤のベッドが、その１箸に配置された主
軸駆動及び歯車箱３４を有する。回転自在の主軸１６が
駆動及び歯車箱集成体３４からとび出していて、チャッ
ク３６を有する。このチャックが工作物４１を保持する
為の一組のジョー３８を有する。更に主軸１６がチャッ
ク３６に接する主軸ノーズ又は面４０を石゛する。而４
０の平面と主軸の軸線又は中心線１４との交点が゛′Ｏ
゛原点位置、即ち、特定の工作機械の製造業者が、装置
のプログラミングに使う為の（幾低要素及び切削工具の
位置ぎめの仕様を設定する時の原点を定める。全てのプ
ログラム位置はこの原点をｐ　ｉｌｌ；どザるが、工作
機械自体の測定装置は常に定位置に対して１ｌｌｌ＋定
する。この定位置は、リトル１８及び横スライドが主軸
ノーズ及び中心線から移ＩＪＪ　Ｌ　得るだけ離れた所
に設（〕るのが普通である。

従来公知の場合、チャック３６は、夫々×軸及びＺ軸に
対して垂直な少なくとし１対の位置基県面を持つ凧準リ
ングを持つね：に４７４成されている。

この各々の面ｌ、ｉ原点、即ち、Ｏ”　ＩＭ置から較正
された既知の距離の所にある。図示の場合、チャックの
円筒形外面４２が一方の阜へ（面となり、チャックの面
４４が他方の基準面となる。

前に引用した米国特許第４，４２８，０５５号に記載さ
れている様に、予定の種類の音響振動変換器３７がタレ
ットの上側に取付けられていて、感知された別械的な又
は音響的な振動に応答して、電気信号を発生する。例え
ば、刃先３２が回転中の工作物４１と接触する時、「擦
れ合い振動」が変換器に伝達される。刃先に対する工作
物の回転により、振動を発生するのに必要な高速の相対
運動が起るａ探査の目的の為、工具３２を工作物の面と
軽く接触させ、直ぐに引戻す。探査動作の間、面に切込
むことを避けることにより、加える力を最小限に抑える
。仕上げられた工作物にしるしが出来ることを許すこと
が出来ない様な成る状態では、探査動作の間、工作物は
逆方向にも回転することが出来る。そういう場合でも、
仕上げられた工作物の面は、若干ではあっても、刃先と
の接触により、汚れがつくことがある。従って、希望す
る時、チャック３６に装着するものとして示した振動子
３つが、回転していない工作物に振幅の小さい振動を与
える。こういう振動が工作物４１から工具３２に伝達さ
れ、その後工具ホルダ３０及びタレット２６で構成され
た工具保持手段を介して変換器３７に伝達される。この
為、工作物の回転ではなく、振動により、工作物に誘起
された振幅の小さい往復動により、工具の刃先と工作物
の面の間の高速の相対運動が発生される。探査中、振動
子３９を作動する間は、工作物の回転を止めておくのが
酋通である。

第１図に参照数字４６で示す装置が数値制御（ＮＣ）装
置である。この装置が、直流位置ぎめモータ、レゾルバ
及び音響変換器等の様な工作観械（例えば旋盤）内の多
数の相異なる部品に電気的に結合されている。数値制御
装置４６はテープ輸送装置４８をも持っており、これは
異なる種類の命令を表わす符号ワードの形で二［作物を
７１Ｏ工する為の数値制御プログラミングを貯蔵する様
になっている。例えば、プログラムは、タレット２６の
割出し、加工に必要な冷却剤のオン転化、選ばれた方向
の選ばれた速度での主軸の回転、特定の順序の工程に分
けたプローブ又は工具の移動、及びその他の関連した種
々の目的の為に使うことが出来る。テープは、加工すべ
き特定の面の所望の寸法、各々の寸法に対して許容し得
る加工許容公差、及び加工すべき部品に応じて考ｈＭ　
Ｌ／なければならない成るパラメータ、使うべき特定の
工具（１つ又は複数）等に対するデータをも持っていて
よい。

数値制御ｆＩｌ装置４６は、テープに貯蔵された命令に
応答するマイクロプロセッサを持つことが好ましい。こ
のマイクロプロセッサが適当な制御信号を発生し、それ
がテープ指令を実施する。マイクロプロセッサは、加工
プログラムによって実行された切削作業を変更する様な
、オフセットを８１算する為の、種々の探査（ゲージ測
定）作業を通じて収集されたデータをも処理する。然し
、この内の成る機能は、分布数値制御装置の中央計昇機
にある（、ｕな離れた場所にある計障機で実施してもよ
く、この時処理されたデータが装置４６に送られ、装置
４６が適当な制御信号を発生ずる。この構成では、数値
制ｉｆｆ装置４６に計算能力を持たせておくことが出来
る。

探査動作から受取ったデータ、レゾルバからの帰還デー
タ、及びプログラム自体から装入されたデータがマイク
ロプロセッサににって、前述のオフセラ１へを計障する
為に処理される。処理されたデータから１ｑられたモー
タ制御信号が、夫々のモータ・レゾルバ又はその他の位
置帰還手段から受取った位置帰還データと比較される。

２つの信号の比較によって決定された差が工具の刃先の
位置又は測定プローブの位置を制御する様な閉ループ装
置が出来る。数値ｉｌ制御装置４６は、工作物の物理的
な寸法の計算、表示及び印刷と、プログラムされた値か
らの偏差の計算及び許容し得る加工許容公差の表示とに
も使うことが出来る。数値制御装置４６は例えばゼネラ
ル・エレクトリック・カンパニからマーク・センチユリ
２０００コンピユータ・ニュメニカル・コントロールの
名称で市場に供給されている装置で描成することが出来
る。

第１図に示した加工装置の動作について更に包括的な説
明は、前掲米国特許第４．．４２８．０５５号を参照さ
れたい。この米国特許は、加工する部品又は工作物４１
を計測する為の工具接触プローブとして切削工具２つを
利用する考えをも記載している。然し、特定の樫械に対
し、切削工具をゲージとして使う時、２つの基準面に必
ずしも届く様にすることが出来ない。

その為、次にこの発明を特に第２図について説明する。

第２図について説明すると、ベッドに取付けられた振動
基準柱集成体５ｏが、工具接触プローブ装置に使うこと
の出来る少なくとも１つ、好ましくは２つ或いはそれ以
上の基準面となる様になっている。柱集成体５０の詳細
が第３図及び第４図に示されている。基準柱集成体５０
は第１図の基準リング形の而４２．４４の代りになるも
のである。基準柱５０は中心線１４から既知の距離の所
に配置されていて、その縦軸線を工作物４１及び工具２
つに対して垂直の向きにすることが好ましい。基準柱が
工具に対して精密に判っている固定基準位置を設定し、
工作物に接触する前の工具の位置を較正する為に使われ
る。基準柱５０を旋盤の座標基準系内で希望する所に配
置することが出来ることは云うまでもない。重要な点は
、基へ（面が精密で固定の位置にあることである。

次に第３図及び第４図について説明すると、基準柱集成
体５０は特に細長い基ｔＩｔ柱部材５２を侍っている。

この基準柱部材の断面は４角の場合を示しであるが、希
望する場合、６角形、８角形又は円形の様なその他の適
当な形にすることが出来る。４角にすると、互いに直角
の面が得られ、この為、Ｘ軸及びＺ軸の両方に平行な基
準面が得られる。細長い部材５２は、１つ又は更に多く
の圧電索子５４により縦モードで音響周波数で、好まし
くは超音波周波数で振動する様に励振される。

発電素子５４は第４図に示ザ発信８Ｎ　（○５Ｃ）５Ｇ
によって付勢され、例えば５０ｋＨｚで動作する。適当
な電気導線５８．６０が所要の電気結合をする。圧電素
子は、基準柱５２が、図示の様に垂直方向に直線的に往
復動する様に、基準柱を励振する様に作用する。更に、
基準柱５２が板６２によって支持される。板６２は、柱
の振動の面に配置されていて、等間隔の３つの取付は孔
６４を持ち、これらの取付は孔でアングル・ブラケット
６Ｇに弾力的に取付けられる様になっている。ブラケッ
ト６６は、例えば第２図に示す歯車筒３４の内面６８で
、旋盤のベッドに固定される。然し、希望する場合、ブ
ラケット６６が下向きに伸びて、隣接する案内１２に直
接的に取付けられていてもよい。何れにせよ、ブラケッ
トが旋盤にしっかりと固定され、ｌ　Ｌ％社５２はベッ
ドに取付【プられた集成体の一部分とみなすことが出来
る。更に、柱部材５２及び板６２は孔６４と協動する適
当なハードウェアにより、３つの取付【プばね６８によ
ってブラケッ１へ６６に弾力的に取付けられ、この結果
（ｑられる（１゛４造が、工ｐの行過ぎがあった場合、
±Ｘ及び±７方向に移動しく５する葉状な台となって、
柱の基準位置の完全ざを乱さない様にする。

第３図及び−１７１図に示ず基準柱集成体、特に超音波
周波数で振動する基準柱５２は第２図に参照数字７２で
示した加速度計と共に作用する様になっている。加速度
計がタレット２６に取付けられ、プローブとして作用す
る工具２９がＩ直向きの、振動する振動柱５２と接触し
た時、基準柱部材５２からの超音波振動を検出する。加
速度計は市場で入手し得る多数の種類の内のどれであっ
てもよい。例えば、ビブラ・メトリックス社から部品番
号／形式番号１０１８の名前で入手し１ｑるものが、こ
の発明の目的にとって満足に作用することが判つ　ｌこ
　。

第５図に示ず様に、加速１α計の′上気信号出力を数値
制御装置（ＮＣ＞４６　（第１図）に結合する為に、加
速度肝が回転カップラ７４に結合される。

然し・、加速度計の信号は、数値制御装置４６に供給さ
れる前に、増幅及び帯域フィルタ手段及び弁別手段７６
を通すことによって条件づけられる。

この信号の条ｆｌづけにより、数１直制（和装置市４６
には擬１以信号のない信号が供給される。更に第５図に
示ず様に、適当な信号処理回路７８が信号条件づけ回路
７６と数値制御装置４６の間に入っている。加速度計７
２はＭ準柱５２の振′ｖＪ数と同じ振動数で共振するこ
とが好ましい。これは感度を強めて、工具の面と社５２
の面の間の接触が尚更検出し易くなる様にする効果を持
つ。振動数は、発振器５６の周波数の適当な選択によっ
て選ぶことが出来る。ｔｉｉ’ｒに述べた様に、これは
５０ｋＨ２にすることが出来る。

動作についてｄ１明すると、工具接触プローブ、例えば
第２図に示した工具２つを、加速度計７２が処理回路を
通じて接触が起ったことを検出するまで、基準柱５２に
接近させる。その接触位置で、工具の位置を特定する。

その位置を記録し、数値ｆｆ１ｌσＯ装置４６に貯蔵す
る。工具２つを次に戻して、切削信号とは対照的に、「
擦れ合い」信号の形をした接触が加速度５１７２によっ
て感知されるまで、回転する工作物４１（第２図）に向
って駆動する。

第６図に示す様に、工作物に対する工具の擦れ合いによ
り、比較的小ざい一定の１辰幅の信号が発生され、これ
は工作物の切削、刻みづけ及び又は掘り込みから生ずる
信号とは異なる。工作物に隙りつけた時、位置を再び記
録して貯蔵し、工具を反転する。既知の基準位置と工作
物の接触点の間の差が、部品の寸法を計算する為に必要
な情報になる。こゼしは米国特許第４，４２８，０５５
号に記載されている様に、数値制Ｇｌｌ哀１行４Ｇで周
知の形で実行される。

この発明は第１図に示した主ｌｌ１ｌ＋　４０上の回転
基準リング３Ｇを使うことを避ける。この発明の方式の
利点は幾つかある。例えば、曇卓リングと異なり、基準
柱５２は全ての工具が接近し得る位置にあって、あらゆ
る方向に較正の為に接近することが出来る。更に、希望
する時、異なる寸法の点又は工具に対し、多数の基準柱
を使うことが出来る。更に、基準リングに刻み目がつく
ことは、長期間使った後であるから、この発明の基準柱
は有効Ｒ命が長い。更に、工具３２を工作物４１と接触
ざぽる前に最初に振動する柱５２と接触ざぜることによ
り、超音波検出器回路の診断検査を行う機会が得られ、
この為、超音波ピックアップ又はその関連回路が何等か
の形で故障した場合、誤って工作物に眠りこむことが避
けられる。何等かの理由で故障した回路を用いて主軸の
基準面に接近すると、極端な刻み目又は損償が起り得る
。これは、計惇機数伯制御計測ルーチンでは、検査され
る部品又は基準面の小さいけれども有意（例えば０２１
吋）の行過ぎをプログラムするのが普通である為である
。基準柱の柔軟性がこの工具の行過ぎを吸収して損償を
生じないが、主軸の基準面ではそういうことが出来ない
。行過ぎ距離を通過した後、ＣＮＣ運動停止をプログラ
ムして、オペレータに故障を知らせることが出来る。

上に述べた様に、矩形断面を持つ柱部材を説明したが、
特定の用途に応じて、異なる計測接近方向に対して異な
る形の柱を使うことが出来る。これはＺ軸並びに／又は
Ｘ軸以外の接近方向を必要とする場合である。例えば８
角形の杜では、較正の為に、Ｘ軸及びＺｏｌｌと共に４
５°の接近方向を使うことが出来る。

この発明の現在好ましいと考えられる実施例を図面に示
して説明したが、当業者にはいろいろな変更が考えられ
よう。例えば、例としてこの発明を数値制御旋盤に用い
た場合を説明したが、当業者であれば、この発明が旋２
Ｈに限らず、他の工作閤械や物体の精密な位置きめを達
成しようとする加工装置にも有利に用いることが出来る
ことが理解されよう。従って、この発明（よ図面に示し
て説明した特定の実施例に制限されず、特許請求の範囲
に記載されたこの発明の範囲内に含まれる全ての変更を
包括するものであることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の横形ターゲット旋盤の簡略側面図であり
、この回転自在のタレットは複数個の切削工具又はプロ
ーブを動作位置に持って来ることが出来る様になってい
る。第２図は第１図に示す様な横形ターレット旋盤にこ
の発明を取入れた場合の簡略’＋ｊ面図、第３図はこの
発明の好ましい実施例の琺準４Ｊｇの斜視図、第４図は
第３図に示した基準柱を第２図に示した旋禁に（Ｓねで
弾力的に取付けた基準柱集成体を示す簡略側面図、第５
図は第２図に示した扇型に取付けられた加速度計と第１
図に示す様な数値制御手段との間の電気店号通路を示す
ブロック図、第６図はこの発明の詳細な説明する特性曲
線のグラフである。 主な符チＪの説明 １４：主軸軸線、２９ニエ貝１．４１：工作物、４６：
数値制御手段、５２．基県柱、５４・圧電素子。 ＊Ｗ　ｉ：’Ｆ出願人 じネラル・エレクトリック・カンバニイ代理人　（７６
３０）　　生　沼　徳　ニＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、λ ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）加工される工作物の所望の寸法を決定する為に工具
   の接触によつて探査する方法に於て、工作物の回転軸線
   から較正した距離だけ固定の基準面手段を離して位置ぎ
   めし、該基準面手段を振動させ、加工装置に装着された
   、切削工具で構成される様な加工工具を前記基準面手段
   と接触させて、それから出る振動を感知し、前記基準面
   手段に接触した時に前記工具の面の位置を決定し、前記
   工具を前記工作物と予定の接触状態にして該工作物との
   接触を感知し、該工作物に接触した時に前記工具の面の
   位置を決定し、２つの接触位置の差から所望の寸法を決
   定する工程から成る方法。 ２）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記基
   準面手段が工作物の回転軸線に対して直交方向を持つ基
   準柱を含んでいる方法。 ３）特許請求の範囲２）に記載した方法に於て、前記基
   準面手段及び工作物との接触を感知する工程が、加工工
   具に比較的接近して加工装置に取付けた加速度計を用い
   て感知することを含む方法。 ４）特許請求の範囲３）に記載した方法に於て、前記工
   具を工作物と予定の接触状態にする工程が、工具を工作
   物と擦れ合い接触させることから成る方法。 ５）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、前記基
   準面手段を振動させる工程が前記基準柱を音響振動数で
   振動させる工程から成る方法。 ６）特許請求の範囲５）に記載した方法に於て、前記基
   準柱を音響振動数で振動させる工程が、前記基準柱を超
   音波振動数で縦モードで振動させることから成る方法。 ７）特許請求の範囲６）に記載した方法に於て、前記工
   具が互いに直交する２軸に沿って可動である方法。 ８）特許請求の範囲７）に記載した方法に於て、前記工
   具が旋盤の回転自在のタレット上に配置された切削工具
   である方法。 ９）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記加
   工装置が、選ばれた加工プログラムの支持の下に動作す
   る様になっている数値制御手段を含むプログラム可能な
   数値制御形加工装置で構成されている方法。 １０）特許請求の範囲９）に記載した方法に於て、前記
   基準面手段と接触した時及び前記工作物と接触した時の
   工具の位置を決定する工程が、前記位置を貯蔵する工程
   を含んでおり、この為、前記位置の差を求めることがそ
   の後で行うことが出来る様にし、所望の寸法を決定する
   ことが前記数値制御手段で実施出来る様にした方法。 １１）数値制御の為の切削工具位置信号を発生する様に
   なっている工作機械の座標基準系内で位置ぎめし得る切
   削工具の面を精密に位置ぎめする装置に於て、前記座標
   基準系内の精密に判っている位置に固定配置された基準
   面と、該基準面を振動させる手段と、前記切削工具に比
   較的接近して配置されていて、前記切削工具に起る振動
   に応答して、該振動を表わす信号を発生する様になって
   いるセンサ手段と、前記切削工具の面と基準面とを接触
   させる様に切削工具を位置ぎめする手段と、前記振動を
   表わす信号及び前記切削工具位置信号を受取る手段とを
   有し、振動を表わす信号は前記接触の時に発生し、前記
   切削工具位置信号が工具の面の精密な位置を表わすよう
   にした装置。 １２）特許請求の範囲１１）に記載した装置に於て、前
   記基準面が少なくとも１つの直角を持つ様に形成されて
   いて、直交する２軸と平行な振動する基準面が得られる
   様にした装置。 １３）特許請求の範囲１２）に記載した装置に於て、前
   記基準面がその長軸に対して垂直な４角の断面を持つ細
   長い棒の形をしている装置。 １４）特許請求の範囲１３）に記載した装置に於て、前
   記センサ手段が加速度計である装置。 １５）特許請求の範囲１４）に記載した装置に於て、前
   記基準面を振動させる手段が、該基準面に取付けられた
   少なくとも１つの圧電素子と、該圧電素子を超音波振動
   数で付勢する発振器とで構成されている装置。 １６）特許請求の範囲１５）に記載した装置に於て、前
   記基準面が縦モードで振動する様になっている装置。 １７）特許請求の範囲１５）に記載した装置に於て、前
   記加速度計が付勢の超音波振動数で共振する装置。 １８）工作機械で加工する様に装着された工作物の寸法
   を計測する為に、工作機械の切削工具を計測プローブと
   して使う方法に於て、（イ）工作機械の座標基準系内の
   精密に判っている固定位置に、工作物の取付け部から切
   離した基準面を設け、（ロ）該基準面を振動させ、（ハ
   ）切削工具の面を前記基準面と接触させて、前記切削工
   具を介して振動センサに振動が伝わることによって接触
   が起ったことを検出し、（ニ）前記工程（ハ）で検出し
   た接触を用いて、切削工具の面の位置を設定し、（ホ）
   工作物の運動中、切削工具の面を工作物の、寸法を決定
   しようとする点と接触させて、工具の擦り合いの振動が
   前記切削工具を介して前記振動センサに伝達されること
   によって、接触が起ったことを検出し、（ヘ）前記工程
   （ホ）で検出された接触から、接触点に於ける工作物の
   面の位置を決定し、（ト）工作物の寸法の目安として、
   座標基準系内の基準位置に対する工作物の面の位置を決
   定する工程から成る方法。 １９）特許請求の範囲１８）に記載した方法に於て、前
   記工作物を回転させ、基準位置が回転軸線である方法。 ２０）特許請求の範囲１８）に記載した方法に於て、基
   準面を超音波振動数で振動させ、振動センサが超音波振
   動数に共振応答を持つ加速度計である方法。