特許 7316409 校正装置、校正方法及び工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】校正装置、校正方法及び工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 23/00 20060101AFI20230720BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20230720BHJP

   G01B 5/00 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

B23Q23/00

B23Q17/00 A

G01B5/00 P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022067598

(22)【出願日】2022-04-15

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】黄 穂生

(72)【発明者】

【氏名】中村 風人

【審査官】山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５１９１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０９９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７４８０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ２３／００

Ｂ２３Ｑ １５／００

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｇ０１Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械で用いるタッチプローブのための校正装置であって、
棒状に形成され、軸方向に沿って前記校正装置から進出可能な軸部と、
内側において前記軸部を支持する外筒部と、
前記外筒部の内部に配置され、進出する方向へ向けて前記軸部を付勢する付勢部と、
前記外筒部に配置され、前記軸部を前記外筒部に対して固定可能な固定部と、
前記軸部の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部と、
前記軸部の先端に形成され、前記軸部の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部と、を備える校正装置。

【請求項2】

工作機械で用いるタッチプローブのための校正装置であって、
棒状に形成され、軸方向に沿って前記校正装置から進出可能な軸部と、
内側において前記軸部を支持する外筒部と、
前記外筒部の内部に配置され、進出する方向へ向けて前記軸部を付勢する付勢部と、
前記外筒部に配置され、前記軸部を前記外筒部に対して固定可能な固定部と、
前記外筒部の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部と、
前記軸部の先端部に形成され、前記軸部の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部と、を備える校正装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の校正装置を取り付け可能な前記工作機械であって、
加工工具を取付けるための主軸であって、前記加工工具に代えて基準工具及び前記タッチプローブを取り付け可能な主軸と、
加工対象が取付けられるテーブルと、
前記主軸と前記テーブルとを相対移動させる送り軸部と、を備える工作機械。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載の校正装置を用いた前記タッチプローブの校正方法であって、
前記校正装置を前記工作機械に配置することと、
前記工作機械の主軸に基準工具を取り付け、前記基準工具の先端が前記軸部の前記Ｚ校正部の軸方向上方側の位置になるように前記主軸を移動させることと、
前記付勢部によって前記軸部を前記基準工具へ向けて付勢することと、
前記基準工具に当接した前記軸部を前記固定部で固定することと、
前記工作機械の前記主軸に前記タッチプローブを取り付けることと、
前記軸部の軸方向と直交する方向の仮座標を取得し、該仮座標に基づいて該軸方向及び該軸方向と直交する方向の校正値を取得することと、を含む校正方法。

【請求項5】

前記校正装置を前記工作機械に配置することと、前記基準工具に当接した前記軸部を前記固定部で固定することとは、マニピュレーターを用いて行い、
前記工作機械の前記主軸に前記基準工具を取り付けることと、前記工作機械の前記主軸に前記タッチプローブを取り付けることとは、工具交換装置を用いて行う、請求項４に記載の校正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、校正装置、校正方法及び工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械は、加工を精度よく行うために加工対象となるワークの位置情報、すなわち座標を必要とする。位置情報は、加工する現場において作業者がワークを工作機械に取り付けた後に、作業者の手作業による測定、又は、工作機械に装備され、センサを備えた測定装置による測定によって取得される。ここでいう測定装置とは、センサを有する測定システムであるため、基準となるゲージ等を用いて測定誤差を認識し、測定結果を校正する必要がある。このような校正作業は、キャリブレーション作業とも呼ばれ、測定結果の精度はキャリブレーション作業の精度に強く依存する。

【0003】

特許文献１には、工作機械に取り付け可能なベースと、球状のキャリブレーションアーチファクトとを含む工作機械用のキャリブレーション装置が開示されている。しかしながら、上下方向、すなわちＺ軸方向の座標原点は、基準工具とゲージブロックとを用いて手動で取得する必要がある。具体的には、測定者は、ゲージブロックが基準工具と球との間に挟み込まれるまで工具を手動で下降するといった工程が必要となり、キャリブレーション装置を使用する場合であってもキャリブレーション作業は煩雑なものとなる。また、水平方向、すなわちＸ軸方向及びＹ軸方向座標とＺ軸方向座標のキャブレーション作業は別個に行う必要がある。このため、キャリブレーション作業の作業時間と作業工数が増加する。さらに、手作業を伴うキャリブレーション作業には技能が必要とされるため、測定者の技能に応じて測定精度にばらつきが生じ、このような煩雑な作業に係る技能を他人に教えることも容易ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１９－５０９９０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記事情を鑑み、加工対象測定用のタッチプローブを容易に校正することができる校正装置、校正方法及び工作機械の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一の態様によれば、工作機械で用いるタッチプローブのための校正装置であって、棒状に形成され、軸方向に沿って校正装置から進出可能な軸部と、内側において軸部を支持する外筒部と、外筒部の内部に配置され、進出する方向へ向けて軸部を付勢する付勢部と、外筒部に配置され、軸部を外筒部に対して固定可能な固定部と、軸部の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部と、軸部の先端に形成され、軸部の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部と、を備える、校正装置が提供される。

【0007】

また、本発明の一の態様によれば、工作機械で用いるタッチプローブのための校正装置であって、棒状に形成され、軸方向に沿って校正装置から進出可能な軸部と、内側において軸部を支持する外筒部と、外筒部の内部に配置され、進出する方向へ向けて軸部を付勢する付勢部と、外筒部に配置され、軸部を外筒部に対して固定可能な固定部と、外筒部の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部と、軸部の先端部に形成され、軸部の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部と、を備える、校正装置が提供される。

【0008】

さらに、本発明の一の態様によれば、本発明の一の態様に係る校正装置が取り付け可能な工作機械であって、加工工具を取付けるための主軸であって、加工工具に代えて基準工具及びタッチプローブを取り付け可能な主軸と、加工対象が取付けられるテーブルと、主軸とテーブルとを相対移動させる送り軸部と、を備える工作機械が提供される。

【0009】

また、本発明の一の態様によれば、本発明の一の態様に係る校正装置を用いたタッチプローブの校正方法であって、校正装置を工作機械に配置することと、工作機械の主軸に基準工具を取り付け、基準工具の先端が軸部のＺ校正部の軸方向上方側の位置になるように主軸を移動させることと、付勢部によって軸部を基準工具へ向けて付勢することと、基準工具に当接した軸部を固定部で固定することと、工作機械の主軸にタッチプローブを取り付けることと、軸部の軸方向と直交する方向の仮座標を取得し、仮座標に基づいて軸方向及び軸方向と直交する方向の校正値を取得することと、を含む校正方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一の態様に係る校正装置によると、校正装置は、軸方向に沿って校正装置から進出可能な軸部と、進出する方向へ向けて軸部を付勢する付勢部と、軸部を外筒部に対して固定可能な固定部とを備える。このため、軸部を付勢部によって付勢し、軸部が進出した位置で固定することができるため、軸部の軸方向における位置決めを簡便、かつ、短時間に行うことができる。また、校正装置は、軸部の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部と、軸部の先端に形成され、軸部の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部とを備える。このため、軸部に沿った方向及び軸部に直交する方向の位置合わせを１つの軸部、すなわち校正装置で簡便に行うことができる。これによって、作業者の技能レベルに依存することなく、簡便に校正作業を行うことができ、このような校正作業を定期的に行うことも可能になるため、加工品の品質、すなわち加工精度を安定させることができる。

【0011】

本発明の一の態様に係る校正装置によると、校正装置は、軸方向に沿って校正装置から進出可能な軸部と、進出する方向へ向けて軸部を付勢する付勢部と、軸部を外筒部に対して固定可能な固定部とを備える。このため、軸部を付勢部によって付勢し、軸部が進出した位置で固定することができるため、軸部の軸方向における位置決めを簡便、かつ、短時間に行うことができる。また、校正装置は、外筒部の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部と、軸部の先端に形成され、軸部の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部とを備える。このため、軸部に沿った方向及び軸部に直交する方向の位置合わせを１つの軸部、すなわち校正装置で簡便に行うことができる。これによって、作業者の技能レベルに依存することなく、簡便に校正作業を行うことができ、このような校正作業を定期的に行うことも可能になるため、加工品の品質、すなわち加工精度を安定させることができる。

【0012】

本発明の一の態様に係る工作機械によると、本発明の一の態様に係る校正装置を取り付けることができると共に、主軸に基準工具及びタッチプローブを取り付けることができる。このため、校正作業を簡便かつ短時間で行うことができる。

【0013】

本発明の一の態様に係る校正方法によると、軸部に沿った方向及び軸部に直交する方向の位置合わせを１つの校正装置で連続的に行うことができる。これによって、簡便かつ短時間で校正作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本実施形態に係る校正装置の斜視図を示す。

【図2】図２は、校正装置の軸部を進出させた状態の斜視図を示す。

【図3】図３は、図１の３－３線図に沿った断面図を示す。

【図4】図４は、図１の４－４線図に沿った断面図を示す。

【図5】図５は、基準工具と校正装置とが取り付けられた工作機械の側面図を示す。

【図6】図６は、仮の基準座標と基準座標の関係を表すＺ校正部の平面図を示す。

【図7】図７は、タッチプローブの校正方法を説明するための斜視図を示す。

【図8】図８は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の基準座標の取得方法を説明するための平面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る校正装置、工作機械及び校正方法を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺を変更して説明する場合がある。

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。図１及び図２に、校正装置１０の斜視図を示す。図５及び図７に示すように、校正装置１０は、工作機械５０において、例えば、ワーク（図示省略）の位置を正確に測定することを目的としてタッチプローブ６０の位置を校正するために用いられる。このため、校正装置１０は、加工対象としてのワーク（図示省略）を取り付けるための工作機械５０のテーブル５２に取り付けられる。図中には、工作機械５０を工場等の床面のような水平面上に配置したときの装置前後方向、装置左右方向及び装置上下方向を矢印で示す。図中のＸは、装置左右方向（Ｘ軸方向）を示しており、Ｙは、装置前後方向（Ｙ軸方向）を示しており、Ｚは、装置上下方向（Ｚ軸方向）を示す。

【0017】

図１及び図２に示すように、校正装置１０は、外筒部１２と、軸部１４と、固定部１６とを備える。校正装置１０は、外筒部１２を工作機械５０のテーブル５２（図５参照）の上面に配置し、棒状に形成された金属製の軸部１４を外筒部１２の上方側へ向けて進出させる。このとき、進出した軸部１４の位置を固定するために固定部１６が形成されている。

【0018】

図１及び図３に示すように、外筒部１２は、金属製であり、その外周形状は円柱状に形成されている。外筒部１２の上方側の中心部には、軸部１４を締め付けるための円筒状の締付部１８が外筒部１２と一体で形成されている。締付部１８及び外筒部１２の中心部は、外筒部１２及び締付部１８に収容される軸部１４の軸方向、すなわちＺ軸方向に沿って穴部２０が貫通形成されている。締付部１８及び外筒部１２の上方側部分における穴部２０の内径は、軸部１４を収容し、かつ、締め付けることができるように、軸部１４の外径とほぼ同一に形成されている。

【0019】

図３に示すように、外筒部１２の底面側には、穴部２０を塞ぐように磁石２２が配置されている。このため、金属製のテーブル５２（図５参照）に配置された校正装置１０の位置がずれないように安定させることができる。穴部２０に収容された軸部１４の下端部と磁石２２との間には、付勢部としてのコイルバネ２４が配置されている。このため、穴部２０に収容された軸部１４を上方側、すなわち基準工具５６及びタッチプローブ６０側（図５及び図７参照）へ向けて付勢することができる。これによって、軸部１４の上方側に配置された基準工具５６に軸部１４を当接させることができる。

【0020】

穴部２０に収容された軸部１４の上方側には、外周形状が円柱状に形成されたＸＹ校正部２６が形成されている。ＸＹ校正部２６は、軸部１４の他の部分よりも軸部１４の径方向に延在し、かつ、その中心軸が軸部１４の中心軸と一致するように形成されている。

【0021】

軸部１４の先端には、軸部１４の軸方向と直交する、すなわち校正装置１０が取り付けられるテーブル５２の上面（水平面）に平行な平面を有するＺ校正部２８が形成されている。このため、Ｚ校正部２８の平面上における、いかなるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置に基準工具５６及びタッチプローブ６０が当接した場合であっても、当接した位置におけるＺ軸方向の位置を一定にすることができる。

【0022】

図４に示すように、締付部１８の径方向外側に形成された固定部１６は、締付部１８を押圧するための金属製の押圧部３０と、押圧部３０を加圧するための金属製のカムレバー３２と、押圧部３０の外側を覆うように配置された硬質樹脂製の覆い部３４と、カムレバーを突き当てる突き当て部３１と、を有する。なお、ここでは、覆い部３４は硬質樹脂製として説明するが、これに限らず、覆い部が硬質樹脂以外の他の材料で構成されてもよい。

【0023】

押圧部３０は、締付部１８の外側を囲むように、すなわち挟み込むように形成され、内幅が締付部１８の外径と同一に形成された内側部３６を有する。また、押圧部３０の一方の長手方向端部は、外筒部１２にボルトで締結されており、他方の長手方向端部には内側部３６まで貫通する隙間３０ａが形成されている。さらに、押圧部３０の他方の長手方向端部には、軸部分が隙間３０ａまで延在するピン３８が取り付けられている。押圧部３０の外側は、覆い部３４に覆われており、覆い部３４は、その内側部分がピン３８と当接するように形成されている。覆い部３４の外側には、覆い部３４を挟んでピン３８の頭部とピン３８の軸方向に沿って対向する部分にカムレバー３２が配置されている。

【0024】

図３及び図４に示すように、カムレバー３２は、Ｚ軸方向に沿って延在し、下端が外筒部１２に連結された中心軸周りに水平方向に沿って回動可能に形成されている。また、カムレバー３２は、中心軸側においてカム形状に形成されたカム部３２ａと、カム部３２ａから中心軸の径方向、ここでは水平方向に沿って延在するレバー部３２ｂとを有する。このため、レバー部３２ｂを突き当て部３１に当接する側へ向けて回動させるとカム部３２ａがピン３８及び押圧部３０を押圧するため、内側部３６は締付部１８を押圧する。これによって、締付部１８が軸部１４を締め付けるため、軸部１４を締付部１８に対して固定することができる。また、レバー部３２ｂを突き当て部３１から離隔する側（図２参照）へ向けて回動させると、ピン３８及び押圧部３０はカム部３２ａによって押圧されなくなるため、内側部３６は締付部１８を押圧しなくなる。これによって、締付部１８は軸部１４を解放するため、軸部１４はコイルバネ２４のばね力によって上方側へ向けて進出することができる。

【0025】

校正方法の説明を通じて、本実施形態に係る校正装置１０、校正方法及び工作機械５０の作用効果を以下に説明する。

【0026】

図５に示すように、はじめに、加工対象測定用のタッチプローブ６０（図７参照）の校正を行う工作機械５０のテーブル５２に校正装置１０を設置する。ここで、Ｚ校正部２８の上面（平面）が、工作機械５０の工具を取り付けるための主軸５４の下側端面に対して平行になるように、すなわちＺ校正部２８の平面が水平になるように校正装置１０を設置する。

【0027】

つぎに、長さＬＴが明らかになっている基準工具５６を主軸５４に装着し、基準工具５６の位置決めをする。位置決めは、工作機械５０に配置され、主軸５４をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させるための送り軸部としての送り軸装置（図示省略）によって、校正装置１０の軸部１４の上方側に位置するように位置決めされる。

【0028】

基準工具５６が位置決めされると、固定部１６のカムレバー３２を校正装置１０の外側へ向けて回動させて、軸部１４（図中一点鎖線）の固定を解除する。このため、軸部１４（図中実線）はコイルバネ２４によって付勢され、Ｚ校正部２８が基準工具５６の先端に接触するまで上方側へ向けて上昇する。Ｚ校正部２８と基準工具５６の先端とが当接した状態で、カムレバー３２を突き当て部３１側へ向けて回動させて、軸部１４を固定する。

【0029】

図６に示すように、Ｚ校正部２８の平面に基準工具５６の先端が当接した位置が、Ｚ軸方向の基準Ｚ座標Ｚｍとされる。また、基準Ｚ座標Ｚｍを設定したＸ軸方向及びＹ軸方向の位置は、必ずしもＺ校正部２８の中心、すなわち基準座標（Ｘｍ，Ｙｍ）とはならない。そこで、Ｚ校正部２８の平面に基準工具５６の先端が当接した位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の仮基準座標（Ｘｍ１，Ｙｍ１）とされる。

【0030】

基準Ｚ座標Ｚｍ及び仮基準座標（Ｘｍ１，Ｙｍ１）が設定されると、基準工具５６に代えて、図７に示すタッチプローブ６０を主軸５４に装着し、タッチプローブ６０の先端に配置された測定子６２が、仮基準座標（Ｘｍ１，Ｙｍ１）に位置決めされる。このように主軸５４に装着されたタッチプローブ６０によって、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の位置の校正が行われる。

【0031】

はじめに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の基準座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を取得する。なお、タッチプローブ６０は、測定対象と接触すると信号を発することができる。工作機械は、制御装置と信号を受信する受信装置を備えており、タッチプローブ６０が測定対象と接触したことを検知できる。また、タッチプローブ６０の測定子６２は、基準座標（Ｘｍ，Ｙｍ）の取得における測定時には、移動方向に対して常に同じ位相を向くように制御されている。図８に示すように、工作機械５０は、送り軸装置によって主軸５４を移動させ、仮基準座標（Ｘｍ１，Ｙｍ１）にあるタッチプローブ６０の測定子６２をＸ軸正方向（Ｘ軸＋方向）へ経路Ｃ３（図７参照）に沿って移動する。移動された測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置Ｃ３ＰにおいてＸ座標を測定する。また、タッチプローブ６０の測定子６２をＸ軸負方向（Ｘ軸－方向）へ経路Ｃ４（図７参照）に沿って移動する。移動された測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置Ｃ４ＰにおいてＸ座標を測定する。ここで、位置Ｃ３Ｐ及び位置Ｃ４ＰのＹ座標はＹｍ１で一定であるため、工作機械５０は、これらのＸ座標の平均値を位置Ｃ３Ｐと位置Ｃ４Ｐとの中間位置における第１のＸ座標を算出することができる。

【0032】

さらに、工作機械５０は、送り軸装置によって主軸５４を移動させ、Ｘ座標を第１のＸ座標としたタッチプローブ６０の測定子６２をＹ軸正方向（Ｙ軸＋方向）へ経路Ｃ５（図７参照）に沿って移動する。移動された測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置においてＹ座標を測定する。また、タッチプローブ６０の測定子６２をＹ軸負方向（Ｙ軸－方向）へ経路Ｃ６（図７参照）に沿って移動する。移動された測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置においてＹ座標を測定する。ここで、２箇所のＸ座標は第１のＸ座標で一定であるため、工作機械５０は、これらのＹ座標の平均値を中間位置におけるＹ座標、すなわち基準座標Ｙｍとして算出することができる。

【0033】

さらに、工作機械５０は、送り軸装置によって主軸５４を移動させ、Ｙ座標を基準座標Ｙｍとしたタッチプローブ６０の測定子６２をＸ軸＋方向へ経路Ｃ３に沿って移動する。移動された測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置においてＸ座標を測定する。また、タッチプローブ６０の測定子６２をＸ軸－方向へ経路Ｃ４に沿って移動する。移動された測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置においてＸ座標を測定する。ここで、２箇所のＹ座標はＹｍで一定であるため、工作機械５０は、これらのＸ座標の平均値を中間位置におけるＸ座標、すなわち基準座標Ｘｍとして算出することができる。これによって、タッチプローブ６０の測定子６２を基準座標（Ｘｍ，Ｙｍ）に位置決めする。

【0034】

図７に示されるように、基準座標（Ｘｍ，Ｙｍ）に位置決めされたタッチプローブ６０の測定子６２によって、Ｘ軸方向位置及びＹ軸方向位置の校正測定が行われる。はじめに、タッチプローブ６０の測定子６２をＸ軸＋方向へ位置決めする、すなわち経路Ｃ３に沿って移動する。移動した測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置でＸ軸＋方向の校正測定を行い、Ｘ軸＋方向の校正値（Ｘ座標及びＹ座標）を取得する。また、タッチプローブ６０の測定子６２をＸ軸負方向（Ｘ軸－方向）へ位置決めする、すなわち経路Ｃ４に沿って移動する。移動した測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置でＸ軸－方向の校正測定を行い、Ｘ軸－方向の校正値（Ｘ座標及びＹ座標）を取得する。

【0035】

さらに、タッチプローブ６０の測定子６２をＹ軸＋方向へ位置決めする、すなわち経路Ｃ５に沿って移動する。移動した測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置でＹ軸＋方向の校正測定を行い、Ｙ軸＋方向の校正値（Ｘ座標及びＹ座標）を取得する。また、タッチプローブ６０の測定子６２をＹ軸－方向へ位置決めする、すなわち経路Ｃ６に沿って移動する。移動した測定子６２がＸＹ校正部２６に接した位置でＹ軸－方向の校正測定を行い、Ｙ軸－方向の校正値（Ｘ座標及びＹ座標）を取得する。Ｘ軸＋方向、Ｘ軸－方向、Ｙ軸＋方向及びＹ軸－方向の校正値の取得を複数回繰り返し、その平均値が校正値として工作機械５０に記憶される、すなわち記録される。

【0036】

工作機械５０は、Ｘ軸＋方向、Ｘ軸－方向、Ｙ軸＋方向及びＹ軸－方向の校正値からタッチプローブ６０の測定子６２の主軸５４に対する偏心量を演算し、基準座標（Ｘｍ，Ｙｍ）から偏心量を考慮した基準座標（Ｘｍ２，Ｙｍ２）へと補正する（図中Ｃ７）。このように、補正された基準座標（Ｘｍ２，Ｙｍ２）へ位置決めされたタッチプローブ６０の測定子６２をＺ軸負方向（Ｚ軸－方向）へ位置決めする、すなわち経路Ｃ８に沿って移動する。移動した測定子６２がＺ校正部２８に接した位置でＺ軸－方向の校正測定を行い、Ｚ軸－方向の校正値（Ｚ座標）を取得する。これを複数回繰り返し、その平均値が校正値として工作機械５０に記録される。

【0037】

本実施形態に係る校正装置１０、校正方法及び工作機械５０によれば、Ｚ校正部２８が形成された軸部１４をコイルバネ２４によって外筒部１２からＺ軸方向に沿って進出させることができ、固定部１６によって進出した位置、すなわち基準工具５６の先端がＺ校正部２８に当接した位置で軸部１４を固定することができる。このため、基準工具５６のＺ軸方向の位置合わせを簡便に行うことができる。また、タッチプローブ６０の校正作業を行うためには、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の基準座標を取得する必要があるが、既存の手段では、工具長が把握されている基準工具を数μｍ単位で徐々に近づけつつ、ゲージブロックを出し入れして接触確認を行う作業を手動で実施する必要があった。このため、位置合わせに非常に時間がかかり、また誤操作による基準工具とゲージブロックの衝突のリスクもあった。しかしながら、ここでは、基準工具５６は、Ｚ軸方向の位置合わせの前に所定の位置までＺ校正部２８に近づけるだけでよく、簡便かつ安全にＺ校正部の位置合わせをすることができる。

【0038】

本実施形態に係る校正装置１０、校正方法及び工作機械５０によれば、校正装置１０は、軸部１４の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部２６と、軸部１４の先端に形成され、Ｚ軸方向と直交する平面を有するＺ校正部２８とを備える。このため、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置合わせを１つの軸部１４、すなわち校正装置１０によって簡便に行うことができる。これによって、作業者の技能レベルに依存することなく、校正作業を行うことができる。さらに、このような簡便な校正作業を定期的に行うことが可能になるため、加工品の品質、すなわち加工精度を安定させることができる。

【0039】

本実施形態に係る工作機械５０によると、工作機械５０には校正装置１０を取り付けることができると共に、工作機械５０の主軸５４に基準工具５６及びタッチプローブ６０を取り付けることができる。このため、校正作業を簡便かつ短時間で行うことができる。

【0040】

本実施形態に係る校正方法によると、軸部１４の軸方向に沿ったＺ軸方向及び軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置合わせを１つの校正装置１０で連続的に行うことができる。これによって、簡便かつ短時間で校正作業を行うことができる。

【0041】

以上により、本実施形態に係る校正装置１０、校正方法及び工作機械５０は、加工対象測定用のタッチプローブ６０を容易に校正することができる。

【0042】

なお、固定部１６は、押圧部３０と、カムレバー３２と、覆い部３４と、突き当て部３１と、を有するとして説明したが、これに限らない。例えば、固定部は、軸部の外周を包囲する薄肉円筒部と、回転させるとカム部分の接触によって薄肉円筒部を変形させ固定することができるカムレバー部と、軸部を固定する方向にカムレバー部を回転させたときにカムレバー部が突き当たる突き当て部と、を有して構成されてもよい。カムレバー部を回転させるだけで、軸部を固定することができ、突き当て部によって容易にトルク管理できるといった作用効果を得ることができる。また、これに代えて、締付部の外周側に設けた、ねじ締め方式の丸軸用クランプ等によって軸部が固定されてもよい。

【0043】

また、ＸＹ校正部２６は、軸部１４の外周に形成されているとして説明したが、これに限らず、外筒部の外周面に形成されてもよい。外筒部の外周面にＸＹ校正部を形成した場合には、軸部の進出によってＸＹ校正部とＺ校正部の位置関係が変化するため、この変化量の補正が必要になるものの、ＸＹ校正部が軸部の外周面に形成されている場合と同様に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置合わせを１つの校正装置によって簡便に行うことができる。

【0044】

さらに、外筒部１２は磁石２２によって金属製のテーブル５２に固定されているとして説明したが、これに限らず、ボルト締め等の手段によって工作機械の任意の位置に着脱可能に配置されてもよく、又は、工作機械の所定の位置に常に固定されていてもよい。着脱可能に配置される場合には、不使用時には工作機械の外側に保管しておけるため、切りくずやクーラントの影響を受けない。また、着脱可能であれば複数の工作機械で使用することができる。

【0045】

また、校正装置を工作機械に配置することと、基準工具に当接した軸部を固定部で固定することとは、マニピュレーターを用いて行い、工作機械の主軸に基準工具を取り付けることと、工作機械の主軸にタッチプローブを取り付けることとは、工具交換装置を用いて行ってもよい。オペレータが介在せずとも、マニピュレーターによって自動で校正をおこなうことができる。また、校正装置を工作機械に配置したときのマニピュレーターの座標情報から、仮基準座標Ｘｍ１、Ｙｍ１を決定する仮基準座標決定部を備えていてもよいし、軸部を固定する前に基準工具と軸部の当接を確認する撮像装置を備えていてもよい。工作機械の制御装置は、予め設定された周期毎に校正を行うよう工作機械を制御してもよい。

【0046】

以上、校正装置１０、校正方法及び工作機械５０の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解できると考えられる。

【符号の説明】

【0047】

１０ 校正装置
１２ 外筒部
１４ 軸部
１６ 固定部
２４ コイルバネ（付勢部）
２６ ＸＹ校正部
２８ Ｚ校正部
５０ 工作機械
５２ テーブル
５４ 主軸
５６ 基準工具
６０ タッチプローブ

【要約】      （修正有）

【課題】加工対象測定用のタッチプローブを容易に校正することができる校正装置。校正方法及び工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械で用いるタッチプローブのための校正装置は、棒状に形成され、軸方向に沿って校正装置から進出可能な軸部１４と、内側において軸部１４を支持する外筒部１２と、外筒部１２の内部に配置され、進出する方向へ向けて軸部１４を付勢するコイルバネ２４と、外筒部１２に配置され、軸部１４を外筒部１２に対して固定可能な固定部１６と、軸部１４の外周面に沿って形成されたＸＹ校正部２６と、軸部１４の先端に形成され、軸部１４の軸方向と直交する平面を有するＺ校正部２８と、を備える。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】