專利名稱：具有工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了在機(jī)床上測(cè)定被加工物(工件)的形狀以及分析形狀，而具備機(jī)載測(cè)量裝置的機(jī)床，特別是涉及具備用于測(cè)量工件的形狀的基準(zhǔn)位置設(shè)定功能的機(jī)床。
背景技術(shù)：
在超精密加工中，為了實(shí)現(xiàn)納米單位的形狀精度，不從機(jī)床中取出完成加工的工件而在機(jī)床上測(cè)量加工形狀(機(jī)載測(cè)量)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正加工是不可缺少的。在這樣的機(jī)載測(cè)量中，通過(guò)確立刀具的刀尖和機(jī)載測(cè)量裝置上具備的探頭的觸針的尖端的位置關(guān)系，可以進(jìn)行準(zhǔn)確的修正加工。為此，必須確立加工工件時(shí)的坐標(biāo)和進(jìn)行機(jī)載測(cè)量時(shí)的測(cè)量坐標(biāo)的關(guān)系。為了確立該加工工件時(shí)的坐標(biāo)和進(jìn)行機(jī)載測(cè)量時(shí)的測(cè)量坐標(biāo)的關(guān)系，需要設(shè)定工件的測(cè)量基準(zhǔn)位置。作為工件的測(cè)量基準(zhǔn)位置的設(shè)定方法，目前已知如下方法。(a)把工件的測(cè)量基準(zhǔn)位置作為安裝工件的旋轉(zhuǎn)軸的中心。為此，最初在安裝工件的旋轉(zhuǎn)軸的面盤上放置定心球。然后，使用位移檢測(cè)器使定心球的中心與旋轉(zhuǎn)軸的中心重合，然后使用機(jī)載測(cè)量裝置的探頭找到定心球的頂點(diǎn)，確定上述旋轉(zhuǎn)軸的中心坐標(biāo)。然后拆下定心球，安裝工件。使用位移檢測(cè)器使工件或工件夾具的中心坐標(biāo)與旋轉(zhuǎn)軸的中心重合，把求出的旋轉(zhuǎn)軸的中心坐標(biāo)作為工件或工件夾具的基準(zhǔn)位置。在這種把定心球放置在安裝工件的旋轉(zhuǎn)軸面盤上，來(lái)設(shè)定工件的基準(zhǔn)位置的現(xiàn)有技術(shù)中，直到基準(zhǔn)位置設(shè)定為止的步驟復(fù)雜，需要花費(fèi)進(jìn)行設(shè)定的作業(yè)時(shí)間。此外，無(wú)法避免在拆下定心球安裝工件時(shí)產(chǎn)生誤差。并且，只要工件不是圓筒形狀，就難以使工件的圓筒形夾具的中心與工件的中心一致。此外，還有可能由于操作者的熟練度，產(chǎn)生相當(dāng)大的設(shè)定誤差，這也成為問(wèn)題。(b)在日本專利文獻(xiàn)特開2006-21277號(hào)公報(bào)中公開了以下技術(shù)不必使工件的中心與安裝工件的旋轉(zhuǎn)軸重合，通過(guò)十字機(jī)載測(cè)量確定必定存在于軸對(duì)稱形狀上的頂點(diǎn)，把被推定為工件的中心的所述頂點(diǎn)設(shè)為測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。在該技術(shù)中，成為對(duì)象的工件的形狀僅限于軸對(duì)稱形狀。此外，因?yàn)閷?duì)正式加工前的粗加工后的工件的形狀進(jìn)行機(jī)載測(cè)量，所以通過(guò)測(cè)量求出的頂點(diǎn)難以說(shuō)是工件的中心。因此，為了應(yīng)對(duì)工件的中心和通過(guò)機(jī)載測(cè)量求出的頂點(diǎn)不一致的問(wèn)題，在工件上在加工面以外設(shè)置富余的空間，即使中心不一致，可以加工富余的空間。此外，最近，除了對(duì)工件的全面進(jìn)行加工的超精密加工外，要求最終精密地精加工工件自身的形狀以及尺寸，高精度地進(jìn)行這樣的工件中的加工面的定位。但是，在上述專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)中，無(wú)法應(yīng)對(duì)這樣的最近的工件的全面加工或工件的形狀或尺寸的高精度化的課題。(c)在日本的專利文獻(xiàn)特開2000-298014號(hào)公報(bào)中公開了通過(guò)推定工件的端面坐標(biāo)，求出工件的中心坐標(biāo)的技術(shù)。該技術(shù)在使用接觸式探頭進(jìn)行的工件形狀測(cè)定中，檢測(cè)在工件端面的探頭的位移的劇烈變化，來(lái)求出測(cè)定原點(diǎn)。
在上述專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)中，因?yàn)榻佑|式探頭的接觸頭是球型，無(wú)法準(zhǔn)確地檢測(cè)出工件端面的邊緣，所以通過(guò)對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理來(lái)推定工件的端面的邊緣。因此，當(dāng)測(cè)定數(shù)據(jù)的采樣數(shù)少時(shí)，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的推定。由于測(cè)定裝置的振動(dòng)、被測(cè)定物端面或球型接觸頭表面的損傷或污物的附著，有可能工件端面形狀數(shù)據(jù)與實(shí)際的端面形狀不同。(d)在日本專利文獻(xiàn)特開2008-200798號(hào)公報(bào)中公開了，具有通過(guò)接觸檢測(cè)來(lái)設(shè)定工件的基準(zhǔn)位置的功能的機(jī)床的技術(shù)。該技術(shù)在由流體軸承支承了可動(dòng)軸的機(jī)床中，以機(jī)械坐標(biāo)系的軸和兩條直線平行的方式，配置加工面相對(duì)于正交的所述兩條直線為線對(duì)稱的工件，沿著與所述兩條線平行的第一線，從工件的兩側(cè)開始接觸探頭的觸針尖端的測(cè)定球，測(cè)定由于接觸而增大的位置偏差，檢測(cè)所述測(cè)定球與工件的接觸。在上述專利文獻(xiàn)中公開的技術(shù)中，通過(guò)數(shù)值控制裝置中的控制程序進(jìn)行位置偏差的增大。根據(jù)加工作業(yè)的安排，需要每次變更位置偏差值的設(shè)定和移動(dòng)軸的選擇、移動(dòng)軸的進(jìn)給速度等，因此，必須在數(shù)值控制裝置中對(duì)它們重新進(jìn)行設(shè)定。在該重新設(shè)定作業(yè)中，當(dāng)存在設(shè)定錯(cuò)誤(特別是符號(hào)等)時(shí)無(wú)法進(jìn)行正確的檢測(cè)。在最壞的情況下，探頭或可動(dòng)軸繼續(xù)移動(dòng)，探頭與工件以較強(qiáng)的力碰撞，探頭以及工件有可能損傷。此外，在該技術(shù)中，為了測(cè)量微小的位置偏差的變化，前提是機(jī)床的驅(qū)動(dòng)軸是使用流體軸承而沒(méi)有摩擦的機(jī)構(gòu)。并且，即便是流體軸承，當(dāng)是螺紋式的流體軸承時(shí)，由于接觸誤檢測(cè)，存在流體軸承嚙合的危險(xiǎn)，因此需要限定為直線式。(e)在日本專利文獻(xiàn)特開2008-62351號(hào)公報(bào)中公開了加工原點(diǎn)設(shè)定方法以及用于執(zhí)行該方法的機(jī)床的技術(shù)。該技術(shù)是用于不增加成本地、容易并且準(zhǔn)確地設(shè)定旋轉(zhuǎn)刀具和被切削材料的加工原點(diǎn)的技術(shù)，對(duì)主軸施加不使旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)的程度的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，在對(duì)主軸施加了負(fù)載轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下，以切削刃尖端向離開外表面的方向移動(dòng)的方式點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給主軸或工件臺(tái)的一方，將檢測(cè)到主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的坐標(biāo)設(shè)定為加工原點(diǎn)。在上述專利文獻(xiàn)公開的技術(shù)中，檢測(cè)的面是工件單側(cè)的面，把相反一側(cè)的面安裝在夾具等上。當(dāng)要檢測(cè)安裝在該夾具等上的面時(shí)，必須使主軸或工件旋轉(zhuǎn)180度，但在機(jī)床中成為這樣的姿勢(shì)非常困難，即便使主軸旋轉(zhuǎn)180度，只要沒(méi)有進(jìn)行主軸的準(zhǔn)確的定位，檢測(cè)到的兩個(gè)坐標(biāo)的線段與移動(dòng)軸保持水平也是非常困難的。因此，無(wú)法準(zhǔn)確地確定工件的中心。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以解決現(xiàn)有技術(shù)的課題，具有把工件的中心位置設(shè)定為機(jī)載測(cè)量裝置的測(cè)量基準(zhǔn)位置的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的具有工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床具備用于工件的形狀測(cè)定以及形狀分析的機(jī)載測(cè)量裝置，并具備通過(guò)輸入來(lái)自該機(jī)載測(cè)量裝置的位置檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值控制裝置控制的多個(gè)可動(dòng)軸，所述工件的加工面相對(duì)于垂直的兩條直線線對(duì)稱。并且，所述機(jī)載測(cè)量裝置具備在機(jī)載測(cè)量裝置內(nèi)部通過(guò)流體軸承支承的接觸式探頭； 以及檢測(cè)所述接觸式探頭的軸方向的移動(dòng)位移，輸出位置檢測(cè)信號(hào)的位置檢測(cè)單元。此外， 所述機(jī)床具備檢測(cè)所述機(jī)床的各可動(dòng)軸的位置，輸出軸位置檢測(cè)信號(hào)的可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元。而且，所述數(shù)值控制裝置具有可動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)控制單元，其以如下方式驅(qū)動(dòng)所述可動(dòng)軸，即在使所述接觸式探頭的測(cè)定頭以一定的接觸壓與使所述兩條線與機(jī)械坐標(biāo)系的軸平行地配置的所述工件的所述加工面接觸的狀態(tài)下，在所述接觸式探頭的測(cè)定頭完全從所述工件的端面離開之前，沿分別與所述兩條線平行的方向，從工件的加工面內(nèi)向各個(gè)端面移動(dòng)所述接觸式探頭；探頭移動(dòng)速度計(jì)算單元，其根據(jù)從所述位置檢測(cè)單元輸出的位置檢測(cè)信號(hào)， 計(jì)算該接觸式探頭的軸方向的移動(dòng)速度；判斷單元，其判斷由所述探頭移動(dòng)速度計(jì)算單元計(jì)算出的所述移動(dòng)速度是否達(dá)到了預(yù)先決定的速度；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)由所述判斷單元判斷為所述移動(dòng)速度達(dá)到了預(yù)先決定的速度時(shí)的、由所述各個(gè)可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的各個(gè)可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)；以及設(shè)定單元，其根據(jù)在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的各個(gè)可動(dòng)軸的位置，計(jì)算所述工件的中心坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。來(lái)自所述可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元的軸位置檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所具有的接口，輸入給所述數(shù)值控制裝置，來(lái)自所述機(jī)載測(cè)量裝置的所述位置檢測(cè)單元的位置檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)由未連接所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所具有的接口，輸入給所述數(shù)值控制裝置。所述可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元或所述機(jī)載測(cè)量裝置所具備的所述位置檢測(cè)單元是光學(xué)尺、編碼器、或激光干涉儀中的任意一種檢測(cè)裝置。所述存儲(chǔ)單元自動(dòng)地存儲(chǔ)由所述判斷單元判斷為所述移動(dòng)速度達(dá)到了預(yù)先決定的速度時(shí)的、由所述各個(gè)可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的各個(gè)可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)。所述設(shè)定單元在所述加工面的水平方向的左右兩端，求出在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的所述可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)的差，把在較小的一方的坐標(biāo)加上該差的一半的值后得到的坐標(biāo)作為工件的水平方向的中心坐標(biāo)，在所述加工面的垂直方向的上下兩端，求出在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的所述可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)的差，把在較小的一方的坐標(biāo)加上該差的一半的值后得到的坐標(biāo)作為工件的垂直方向的中心坐標(biāo)，求出所述工件的中心坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)具備以上的結(jié)構(gòu)，可以提供一種使用流體軸承支承接觸式探頭的結(jié)構(gòu)的機(jī)載測(cè)量裝置，能夠設(shè)定工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床。


圖1是本發(fā)明的機(jī)床具備的機(jī)載測(cè)量器的要部剖面圖。圖2說(shuō)明圖1的探頭的球型測(cè)定頭在與工件的加工面接觸的狀態(tài)下，通過(guò)路徑RR 和路徑RL分別向該加工面的兩端(右端RE以及左端LE)相對(duì)移動(dòng)。圖3更詳細(xì)地說(shuō)明檢測(cè)在圖2中說(shuō)明的工件W的端面的位置的原理。圖4A-圖4C詳細(xì)地說(shuō)明探頭從工件的端面離開時(shí)的樣子。圖5表示由數(shù)值控制裝置控制，通過(guò)3個(gè)直動(dòng)軸以及2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)的、可以同時(shí)控制5個(gè)軸的本發(fā)明的機(jī)床的一例。圖6是把來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置的位置檢測(cè)信號(hào)和來(lái)自機(jī)床的各驅(qū)動(dòng)軸的位置檢測(cè)信號(hào)輸入數(shù)值控制裝置的、本發(fā)明的機(jī)床的概要結(jié)構(gòu)圖。圖7說(shuō)明在圖6所示的機(jī)床中，通過(guò)數(shù)值控制裝置同時(shí)反饋控制來(lái)自機(jī)床的各可動(dòng)軸和機(jī)載測(cè)量裝置的信號(hào)。圖8A以及圖8B是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中采用的接口的框圖。圖9A-圖9E是在本發(fā)明的實(shí)施方式中，工件是立方體，求出其加工面的中心坐標(biāo)來(lái)設(shè)定為工件的基準(zhǔn)位置時(shí)的說(shuō)明圖。圖IOA-圖IOC是在本發(fā)明的實(shí)施方式中，工件為圓柱體，求出其加工面的中心坐標(biāo)來(lái)設(shè)定為工件的基準(zhǔn)位置時(shí)的說(shuō)明圖。圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式的工件的基準(zhǔn)位置設(shè)定處理的算法的流程圖。
具體實(shí)施例方式首先說(shuō)明本發(fā)明的機(jī)床所具備的機(jī)載測(cè)量器的一例。圖1表示該機(jī)載測(cè)量裝置1 的要部剖面圖。該機(jī)載測(cè)量裝置1在殼體Ia中內(nèi)置具備作為可動(dòng)部的探頭本體lb。探頭本體Ib通過(guò)省略了圖示的軸承支承，可以在探頭本體Ib的中心軸方向上移動(dòng)。作為該軸承，使用空氣軸承等流體軸承。在探頭本體Ib上安裝有光學(xué)尺Id。從激光頭Ic向該光學(xué)尺Id照射激光，通過(guò)省略了圖示的受光元件接收來(lái)自光學(xué)尺Id的反射光，檢測(cè)探頭本體Ib的軸向的移動(dòng)位移。在探頭本體Ib的一端安裝了具備球型測(cè)定頭If的觸針le。觸針I(yè)e為細(xì)的棒狀部件。并且，觸針I(yè)e的一端固定在探頭本體Ib上，在另一端安裝有球型測(cè)定頭If。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，以后將探頭本體lb、觸針I(yè)e以及球型測(cè)定頭If合稱為探頭ft·。探頭ft·的球型測(cè)定頭If通過(guò)接觸壓T按壓接觸工件W的加工面Wa，一邊仿照加工面Wa—邊進(jìn)行形狀測(cè)量。通過(guò)內(nèi)置在機(jī)載測(cè)量裝置1中的磁鐵、彈簧等彈性體、或者流體壓力等的施力單元(省略圖示)，可以將接觸壓T調(diào)整為適當(dāng)大小的值。探頭ft·可以在圖1所示的“ft·的移動(dòng)方向”的箭頭的方向上移動(dòng)。此外，通過(guò)機(jī)載測(cè)量裝置1內(nèi)的限制單元(未圖示)限制探頭ft·的可移動(dòng)位移的范圍。因此，即使探頭ft·的球型測(cè)定頭If離開工件W的加工面Wa，也不會(huì)擔(dān)心探頭ft·的探頭本體Ib離開機(jī)載測(cè)量裝置1。圖2表示在本發(fā)明中，探頭ft·的球型測(cè)定頭If在與工件W的加工面Wa接觸的狀態(tài)下，分別向工件W的加工面Wa的兩端(右端RE以及左端LE)相對(duì)移動(dòng)，離開工件W(路徑 RR和路徑RL)。在此，使工件W的加工面Wa為粗加工后的加工面或修正加工前的加工面。 符號(hào)AP是為了檢測(cè)工件W的端面的位置，使探頭ft·向工件W的加工面Wa接觸的位置(以后稱為“靠近位置AP”)。通過(guò)圖2所示的探頭ft·的相對(duì)于工件W的加工面Wa的動(dòng)作，說(shuō)明本發(fā)明的機(jī)載測(cè)量裝置中的探頭ft"的原理上的動(dòng)作。首先，從工件W的加工面Wa的靠近位置AP在圖2中向右側(cè)使探頭ft·相對(duì)移動(dòng) (路徑RR)，在從工件W的右端面位置RE離開后，再次返回工件W的所述靠近位置AP，然后， 從工件W的加工面的靠近位置AP在圖2中向左側(cè)使探頭ft·相對(duì)移動(dòng)(路徑RL)，使其移動(dòng)直到從工件W的左端面位置LE離開。如此，通過(guò)使探頭ft·相對(duì)于工件W的加工面Wa相對(duì)移動(dòng)，來(lái)檢測(cè)工件W的兩端面(RE以及LE)的位置。然后，使用圖3更詳細(xì)地說(shuō)明在圖2中說(shuō)明的檢測(cè)工件W的端面的位置的本發(fā)明的原理。首先說(shuō)明圖3中的符號(hào)。T是探頭ft·的球型測(cè)定頭If按壓工件W的加工面wa的力，即接觸壓。VO是探頭ft·離開工件W的加工面Wa時(shí)的探頭ft·的軸向的初速度。V是探頭ft·從工件W的加工面Wa離開后的探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度。M是探頭ft·的質(zhì)量。α 是探頭ft"從工件W的加工面Wa離開后的探頭ft·的軸向的加速度。t是從探頭ft·的球型測(cè)定頭If從工件W的加工面Wa的端面脫離的時(shí)刻開始的經(jīng)過(guò)時(shí)間。ν表示探頭ft·沿著工件W的加工面Wa的進(jìn)給速度。
在機(jī)載測(cè)量裝置1中具備的探頭ft"的探頭本體lb，通過(guò)空氣軸承等流體軸承支承。并且，一邊以接觸壓T通過(guò)球型測(cè)定頭If按壓工件W的加工面Wa，一邊仿照該加工面 Wa。接觸壓是從上述的磁鐵等施力單元對(duì)探頭本體Ib作用的外力。在此，鉛直方向的向下方向是與圖的紙面垂直的方向，設(shè)為從紙面的表面一側(cè)向背面一側(cè)的方向，假定在探頭ft·的運(yùn)動(dòng)中沒(méi)有重力的影響。此外，假定接觸壓T是不變化的恒定的力。在狀態(tài)A下，因?yàn)槭乔蛐蜏y(cè)定頭If在工件W的加工面上進(jìn)行仿照的狀態(tài)，所以球型測(cè)定頭If從工件W的加工面受到接觸壓T的反作用力-τ。此外，在工件W的加工面是與探頭ft·的軸垂直的平面時(shí)，探頭本體Ib的軸向的移動(dòng)速度大體為0。然后，在狀態(tài)B下，探頭ft·的球型測(cè)定頭If完全離開工件W的加工面，球型測(cè)定頭If不從工件W的加工面Wa受到接觸壓T的反作用力-τ。因此，探頭ft·通過(guò)與接觸壓T相等的外力(大小為T)進(jìn)行等加速度運(yùn)動(dòng)。在此， 當(dāng)以M表示探頭ft·的質(zhì)量，以α表示探頭ft·的加速度運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，探頭ft·的運(yùn)動(dòng)方程式可以通過(guò)T = MX α來(lái)表示。并且，探頭ft·可以運(yùn)動(dòng)到探頭本體Ib的可動(dòng)范圍。在機(jī)載測(cè)量裝置1中，從施力單元對(duì)探頭ft·作用的力，即使探頭ft·的球型測(cè)定頭If離開工件W的加工面Wa，也不會(huì)瞬間成為零。于是，如果探頭ft·的進(jìn)給速度ν相同，球型測(cè)定頭If從工件W的加工面的端面離開時(shí)的接觸壓T相同，此外，球型測(cè)定頭If從工件W的加工面的端面離開時(shí)的探頭ft·的軸向的初速度相同，則在球型測(cè)定頭If離開工件W的加工面后的探頭ft·的速度變化無(wú)論在工件W的加工面Wa的哪個(gè)端面的位置都相同，此外，探頭ft·的運(yùn)動(dòng)的軌跡無(wú)論在工件W的加工面Wa的哪個(gè)端面的位置都為相同的軌跡。然后，使用圖4A-圖4C說(shuō)明探頭ft·的運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度的變化。在圖4A-圖4C 中僅表示探頭ft"的球型測(cè)定頭If來(lái)說(shuō)明探頭ft·的運(yùn)動(dòng)的軌跡。圖4A以及圖4B詳細(xì)說(shuō)明探頭ft·的球型測(cè)定頭If離開工件W的加工面Wa(測(cè)量面)時(shí)的樣子。當(dāng)參照?qǐng)D3來(lái)觀看圖4A以及圖4B時(shí)，容易理解。在位置P1，探頭ft·存在于工件W的端面位置，但由于球型測(cè)定頭If是球型，因此在該時(shí)刻球型測(cè)定頭If多數(shù)情況不離開端面。在P2位置之前，成為在工件W的端面最大限度的測(cè)量。通常，因?yàn)樘筋^ft"的球型測(cè)定頭If仿照加工面(測(cè)量面)移動(dòng)，所以在位置P2之前的探頭ft·的探頭軸向速度接近 0，由于粗加工的加工面或修正加工前的加工面中的形狀誤差以及探頭ft·進(jìn)行移動(dòng)的路徑 RR和工件W的加工面的實(shí)際的形狀的偏差，引起微小的速度變化。從位置P2到位置P3，探頭ft·的中心軸離開了工件端面，但因?yàn)榍蛐蜏y(cè)定頭If是球型，所以還是具有球型測(cè)定頭If與工件W的接觸的情況。因?yàn)樵搮^(qū)間不是設(shè)想的加工面 (測(cè)定面)，所以無(wú)法沿著形狀進(jìn)行移動(dòng)，速度變化增大。但是，因?yàn)樵摬糠值臏y(cè)定面是不作為加工面的部分，因此速度變化不規(guī)則。位置P3是球型測(cè)定頭If完全離開工件W的情況。從該時(shí)刻開始，不會(huì)受到與工件W的加工面Wa(測(cè)量面)的摩擦而引起的影響、不會(huì)受到來(lái)自工件表面的反作用力。因?yàn)樘筋^ft·的探頭本體Ib如上所述由流體軸承支承，所以不會(huì)對(duì)探頭本體Ib施加摩擦力。因此，從該時(shí)刻，探頭ft·的軸向速度成為基于接觸壓(頂出力)的線性的速度變化(其中，使接觸力T為恒定)。通過(guò)Va表示球型測(cè)定頭If從工件W離開時(shí)的速度(參照?qǐng)D4B)。關(guān)于探頭ft·的軸向的速度變化，與使用圖3說(shuō)明的相同。在根據(jù)探頭ft·的傾斜調(diào)整接觸壓 T時(shí)，探頭ft·的速度變化取決于重力加速度和傾斜角度。位置P4是達(dá)到了為了檢測(cè)而預(yù)先決定的速度Vb時(shí)的坐標(biāo)(以下稱為“檢測(cè)坐標(biāo)”)。當(dāng)探頭ft·的姿勢(shì)、探頭ft·的仿照方向的移動(dòng)速度、接觸壓T相同時(shí)，因?yàn)楣ぜ的端面位置(位置Pl)和檢測(cè)坐標(biāo)(位置P4)的差無(wú)論在哪個(gè)端面都恒定，所以可以求出準(zhǔn)確的端面位置?；诖?，求出準(zhǔn)確的工件W的中心位置。在圖4A-圖4C中，如圖4C所示，在探頭的軸向移動(dòng)速度為Vb時(shí)，進(jìn)行端面檢測(cè)。在上述的說(shuō)明中，以接觸壓T為恒定，沒(méi)有重力影響作為前提。但是，在從重力作用于探頭ft"的方向，使探頭ft·接觸圖2所示的工件W的加工面Wa，檢測(cè)工件W的右端面位置RE和左端面位置LE時(shí)，探頭ft·相等地受到重力的影響。此時(shí)，也與上述沒(méi)有重力的影響的情況相同，工件W的端面位置和檢測(cè)坐標(biāo)的差無(wú)論在哪個(gè)端面都恒定。此外，在進(jìn)行右端面位置RE和左端面位置LE的檢測(cè)時(shí)，還可以是接觸壓T隨時(shí)間的變化相同的情況，接觸壓T未必被限定為恒定。即，無(wú)論在工件W的哪個(gè)端面位置，只要聚齊相同的物理?xiàng)l件即可。然后，說(shuō)明具有使用上述測(cè)定原理的工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床的本發(fā)明的實(shí)施方式。圖5是由數(shù)值控制裝置控制的、由直動(dòng)軸或旋轉(zhuǎn)軸的各軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)床的一例。 在圖5中具有X軸、Y軸、Z軸的直動(dòng)軸，并且在X軸上具有作為旋轉(zhuǎn)軸的B軸，在Y軸上具有作為旋轉(zhuǎn)軸的C軸，表示了能夠同時(shí)控制5軸的機(jī)床的要部。在本發(fā)明中，以機(jī)載測(cè)量裝置的接觸式探頭脫離的方向上進(jìn)行的工件端面檢測(cè)為基本原理，所以本發(fā)明的機(jī)床的可動(dòng)軸并不限定于流體軸承，可以用于各種形式的可動(dòng)軸。圖6是把來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置的位置檢測(cè)信號(hào)以及來(lái)自機(jī)床的各驅(qū)動(dòng)軸的位置檢測(cè)信號(hào)輸入數(shù)值控制裝置的機(jī)床的實(shí)施方式的概要結(jié)構(gòu)圖。在該實(shí)施方式中，從測(cè)定工件W 的表面形狀的安裝在B軸上的機(jī)載測(cè)量裝置1，經(jīng)由接口 2(參照?qǐng)D8B)向數(shù)值控制裝置8 的伺服控制部8b輸入作為與探頭本體Ib的移動(dòng)位移有關(guān)的測(cè)量信號(hào)的位置檢測(cè)信號(hào)ipf。 從設(shè)置在機(jī)床的各可動(dòng)軸上的位置檢測(cè)裝置輸出的位置檢測(cè)信號(hào)，也經(jīng)由接口(未圖示) 簡(jiǎn)單地同步輸入伺服控制部8b。該接口把從伺服電動(dòng)機(jī)95中內(nèi)置的位置檢測(cè)裝置96(參照?qǐng)D7)輸出的位置檢測(cè)信號(hào)、以及從機(jī)載測(cè)量裝置1輸出的測(cè)量信號(hào)同步地輸入數(shù)值控制裝置8的伺服控制部Sb。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，檢測(cè)機(jī)載測(cè)量裝置1的探頭本體Ib的移動(dòng)位移的位置檢測(cè)裝置、或檢測(cè)機(jī)床的直動(dòng)軸的位置的位置檢測(cè)裝置，例如可以使用光學(xué)尺、激光干涉儀等高精度的檢測(cè)裝置。此外，在檢測(cè)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸的位置的位置檢測(cè)裝置中可以使用編碼器。此外，數(shù)值控制裝置8具備存儲(chǔ)機(jī)床的各可動(dòng)軸的位置信息以及來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置1的測(cè)量信息(位置信息)的存儲(chǔ)單元；把在該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的位置信息送出到作為外部存儲(chǔ)裝置的個(gè)人計(jì)算機(jī)11的接口。可以根據(jù)在數(shù)值控制裝置8中存儲(chǔ)的位置信息計(jì)算出探頭ft·的軸向移動(dòng)速度。例如，可以根據(jù)每個(gè)控制周期的位置信息的差分，求出速度。因?yàn)閿?shù)值控制裝置8的伺服控制部8b經(jīng)由相同電路結(jié)構(gòu)的接口(參照?qǐng)D8)取得作為來(lái)自機(jī)床的各可動(dòng)軸的反饋信號(hào)的位置檢測(cè)信號(hào)、以及來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置1的位置檢測(cè)信號(hào)，所以同步地對(duì)數(shù)值控制裝置8輸入來(lái)自各軸的位置檢測(cè)裝置以及機(jī)載測(cè)量裝置的測(cè)量信號(hào)(即，各軸的軸位置檢測(cè)信號(hào)和機(jī)載測(cè)量裝置的位置檢測(cè)信號(hào))。然后，在數(shù)值控制裝置的每個(gè)控制周期，把讀入的軸位置檢測(cè)信號(hào)以及位置檢測(cè)信號(hào)作為位置信息，存儲(chǔ)在作為數(shù)值控制裝置8的寄存器的存儲(chǔ)單元(省略圖示)中。在本發(fā)明中，為了檢測(cè)出工件W的端面的位置，并作為檢測(cè)坐標(biāo)存儲(chǔ)該檢測(cè)位置， 可以通過(guò)梯形圖程序進(jìn)行以下方法如果探頭ft"的軸向的移動(dòng)速度成為預(yù)定以上，則切斷在每個(gè)控制周期改寫可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)的寄存器的該改寫(使用梯形圖的常閉觸點(diǎn))，或者將該改寫轉(zhuǎn)發(fā)給別的保存寄存器(使用信號(hào)上升沿檢測(cè)命令DIFU或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)命令MOV等)等。此外，數(shù)值控制裝置8經(jīng)由以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))12對(duì)作為外部裝置的個(gè)人計(jì)算機(jī) 11進(jìn)行LAN通信，向與個(gè)人計(jì)算機(jī)11連接或內(nèi)置在個(gè)人計(jì)算機(jī)11中的存儲(chǔ)裝置11a，向個(gè)人計(jì)算機(jī)11發(fā)送來(lái)自各軸的位置信息以及來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置1的測(cè)量信號(hào)。個(gè)人計(jì)算機(jī) 11在每個(gè)采樣周期，把來(lái)自各軸的位置信息以及來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置1的位置信息同步地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置Ila中。在個(gè)人計(jì)算機(jī)11內(nèi)存儲(chǔ)了測(cè)量用軟件，根據(jù)經(jīng)由數(shù)值控制裝置8讀入的所述位置信息，執(zhí)行被加工物的形狀測(cè)量等需要的運(yùn)算處理。該形狀測(cè)量等需要的運(yùn)算處理與現(xiàn)有技術(shù)相同。此外，個(gè)人計(jì)算機(jī)11存儲(chǔ)了測(cè)量用NC程序、加工用NC程序、以及加工用修正NC 程序。圖7說(shuō)明在圖6所示的機(jī)床中，通過(guò)數(shù)值控制裝置對(duì)來(lái)自機(jī)床的可動(dòng)軸以及機(jī)載測(cè)量裝置的信號(hào)同時(shí)進(jìn)行反饋控制，詳細(xì)地說(shuō)，表示通過(guò)數(shù)值控制裝置8的伺服控制部 8bX、8bY、8bZ、8bB、8bC對(duì)圖6所示的機(jī)床的可動(dòng)軸X、Y、Z、B、C進(jìn)行位置、速度、電流的反饋控制。該反饋控制是在控制機(jī)床的數(shù)值控制裝置中通常進(jìn)行的控制。以X軸伺服控制部 8bX為例進(jìn)行說(shuō)明。在圖7中，對(duì)于具有與圖6相同的功能的要素賦予與圖6相同的符號(hào)。 X軸伺服控制部8bX由位置控制部91、速度控制部92、以及進(jìn)行電流環(huán)路控制的電流控制部 93構(gòu)成。位置控制部91具有誤差寄存器91a和位置環(huán)路增益為K的放大器91b。位置控制部91接收來(lái)自數(shù)值控制部8a的移動(dòng)指令，對(duì)從該移動(dòng)指令中減去位置反饋量(位置FB) 而得到的位置偏差量進(jìn)行處理來(lái)生成速度指令，將該速度指令輸出給速度控制部92。如圖 7所示，通過(guò)誤差寄存器91a計(jì)算該位置偏差量。把通過(guò)誤差寄存器91a計(jì)算出的位置偏差量也輸出給數(shù)值控制部8a。速度控制部92根據(jù)從該速度指令中減去速度反饋量(速度FB)得到的速度偏差量進(jìn)行速度環(huán)路控制，生成電流指令，將該電流指令輸出給電流控制部93。電流控制部93根據(jù)從該電流指令中減去驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)95的放大器94中內(nèi)置的、檢測(cè)流過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)95的電流的電流傳感器(省略圖示)輸出的電流反饋(電流FB) 而得到的電流偏差量，進(jìn)行電流環(huán)路控制。伺服電動(dòng)機(jī)95是驅(qū)動(dòng)X軸的驅(qū)動(dòng)單元，在伺服電動(dòng)機(jī)95上安裝有檢測(cè)其位置以及速度的檢測(cè)裝置96 (以下稱為“位置檢測(cè)裝置”)。把來(lái)自位置檢測(cè)裝置96的位置反饋量(位置FB)反饋給位置控制部91，把速度反饋量(速度 FB)反饋給速度控制部92。以上是X軸伺服控制部SbX的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，關(guān)于其他可動(dòng)軸伺服控制部8bY、8bZ、8bB、8bC，因?yàn)槭桥cX軸伺服控制部SbX相同的結(jié)構(gòu)，所以省略說(shuō)明。如上所述，X軸、Y軸以及Z軸是直動(dòng)軸，B軸以及C軸為旋轉(zhuǎn)軸。然后，在本實(shí)施方式中，進(jìn)一步設(shè)置不連接驅(qū)動(dòng)機(jī)床的可動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)以及其位置/速度檢測(cè)單元(“位置檢測(cè)裝置”)的伺服控制部8bF。符號(hào)8bF的“F”表示使機(jī)床的可動(dòng)軸從控制下獲得自由，并非表示機(jī)床的某一個(gè)可動(dòng)軸。數(shù)值控制裝置8，當(dāng)連接了伺服控制部SbF時(shí)，簡(jiǎn)單地識(shí)別為增加了一個(gè)控制軸。 并且，在該增加的伺服控制部8bF上，與除此以外的伺服控制部SbX 8bC(控制機(jī)床的可動(dòng)軸的伺服控制部)同樣地連接放大器94。因?yàn)樵谠撍欧刂撇縎bF上沒(méi)有連接伺服電動(dòng)機(jī)，所以數(shù)值控制裝置8變更參數(shù)以及控制軟件，以使伺服控制部SbF為伺服關(guān)閉，使用追蹤(follow-up)功能，像通常那樣進(jìn)行位置檢測(cè)信號(hào)的計(jì)數(shù)。然后，在伺服控制部SbF上代替伺服電動(dòng)機(jī)而連接機(jī)載測(cè)量裝置1。并且，經(jīng)由與伺服控制部8bF連接的放大器具有的接口，把來(lái)自機(jī)載測(cè)量裝置1的測(cè)量信號(hào)ipf(更換為來(lái)自內(nèi)置在伺服電動(dòng)機(jī)95中的位置檢測(cè)裝置96的位置檢測(cè)信號(hào))輸入該伺服控制部SbF。 所述接口是放大器中具備的接口，與現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有不同。圖8A以及圖8B是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的接口的一例的框圖。如圖8A 所示，在放大器機(jī)構(gòu)中設(shè)置有作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的放大器94、A/D轉(zhuǎn)換裝置97以及內(nèi)插分割裝置98。把從內(nèi)置在伺服電動(dòng)機(jī)95中的位置檢測(cè)裝置96輸出的原信號(hào)(正弦波、余弦波)輸入A/D轉(zhuǎn)換裝置97。A/D轉(zhuǎn)換裝置97把作為來(lái)自位置檢測(cè)裝置的原信號(hào)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)， 把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸出給內(nèi)插分割裝置98。該內(nèi)插分割裝置98進(jìn)行分割原信號(hào)的1周期(正弦波1周期)的數(shù)字信號(hào)的處理。在要求比通常的模擬信號(hào)的分辨率更細(xì)小的分辨率時(shí)，進(jìn)行細(xì)小地分割原信號(hào)的一個(gè)周期的處理。該分割后的周期成為分辨率。圖8B表示圖6的接口 2的一例。該圖8B的接口也和圖8A的接口相同。如此， 通過(guò)在機(jī)載測(cè)量裝置1中也使用伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制用接口，可以容易地把信號(hào)同步地取入數(shù)值控制裝置8，并且不需要準(zhǔn)備用于機(jī)載測(cè)量裝置1的特別的接口，可以避免成本升高。從機(jī)載測(cè)量裝置1向數(shù)值控制裝置8的位置檢測(cè)信號(hào)的輸入，并不限于圖8B所示的接圖9A-圖9E是在本發(fā)明的實(shí)施方式中，工件W為立方體，求出其加工面Wa的中心坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件的基準(zhǔn)位置時(shí)的說(shuō)明圖。在此，如圖6所示，將工件W安裝在機(jī)床上。 該立方體的工件W如圖9A所示，加工面Wa為垂直面，加工面Wa相對(duì)于垂直方向(Y軸方向)以及水平方向(X軸方向)的兩條正交的直線為線對(duì)稱的形狀。加工面Wa并不限于平面，例如投影在XY平面上的加工面Wa的圖形是相對(duì)于正交的兩條直線為線對(duì)稱的形狀即可。在檢測(cè)出這樣的工件W的中心坐標(biāo)并設(shè)定為工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，使設(shè)置在機(jī)載測(cè)量裝置1中的探頭ft"的觸針I(yè)e上的球型測(cè)定頭If，從工件W的加工面Wa的靠近位置 AP開始，沿著與線對(duì)稱的線平行的線，一邊仿照加工面Wa —邊移動(dòng)，使球型測(cè)定頭If移動(dòng)到完全離開加工面Wa的端部為止。然后，作為檢測(cè)坐標(biāo)，存儲(chǔ)探頭ft"的軸向的移動(dòng)速度成為預(yù)定值時(shí)的坐標(biāo)。圖9B以及圖9C是使探頭ft·相對(duì)于工件W在水平方向(X軸方向)上相對(duì)移動(dòng)，求出球型測(cè)定頭If完全離開工件W的加工面Wa時(shí)的檢測(cè)坐標(biāo)的動(dòng)作說(shuō)明圖。圖9B是從上方看工件W的上表面Wb時(shí)的圖，是在圖6中從上方俯視的圖。此外，圖9C是沿著與X軸和Y軸兩個(gè)方向垂直的方向看工件W的加工面Wa時(shí)的圖，是在圖6中從機(jī)載測(cè)量裝置1的方向(沿Z軸方向)看工件W的加工面Wa的圖。首先，使X軸、Y軸、Z軸移動(dòng)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If以接觸壓T接觸工件W 的加工面Wa的靠近位置AP (參照?qǐng)D9C)。然后，驅(qū)動(dòng)X軸的電動(dòng)機(jī)95x，使球型測(cè)定頭If從靠近位置AP起如圖9B所述在水平方向(X軸方向)上移動(dòng)。在此，最初在圖9B中向右側(cè)， 球型測(cè)定頭If 一邊仿照加工面Wa—邊相對(duì)于加工面Wa在水平方向上相對(duì)移動(dòng)。然后，當(dāng)球型測(cè)定頭If完全離開加工面Wa時(shí)，如上所述，探頭ft·在其軸向上開始基于接觸壓T的加速度運(yùn)動(dòng)。然后，把探頭ft"達(dá)到預(yù)先設(shè)定的軸向速度的時(shí)刻的坐標(biāo)，作為一個(gè)檢測(cè)坐標(biāo) (X坐標(biāo))進(jìn)行存儲(chǔ)。關(guān)于“檢測(cè)坐標(biāo)”，是使用圖4已經(jīng)說(shuō)明的用語(yǔ)。然后，使X軸、Y軸、Z軸移動(dòng)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If再次定位在靠近位置AP， 并且驅(qū)動(dòng)X軸，使球型測(cè)定頭If在與所述方向相反的方向上相對(duì)于加工面Wa相對(duì)移動(dòng)。然后，同樣地把探頭ft·達(dá)到預(yù)先設(shè)定的軸向速度時(shí)的坐標(biāo)，作為另一檢測(cè)坐標(biāo)(X坐標(biāo))進(jìn)行存儲(chǔ)。加工面Wa的靠近位置AP可以不限于同一地點(diǎn)。即，在使探頭ft·在相反方向上相對(duì)移動(dòng)來(lái)檢測(cè)工件W的端面時(shí)，在使探頭ft·在一個(gè)方向上移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)的直線上，并且在工件W的加工面Wa以內(nèi)即可。將這樣求出的兩個(gè)X坐標(biāo)值相加然后除以2，求出工件W的加工面Wa的水平方向 (X軸方向)的中間坐標(biāo)。該坐標(biāo)表示加工面Wa的水平方向的中心位置，即X軸中心坐標(biāo)。 作為所述兩個(gè)檢測(cè)坐標(biāo)的兩個(gè)X坐標(biāo)值，是通過(guò)反向驅(qū)動(dòng)X軸而得到的值，因此，通過(guò)把兩個(gè)X坐標(biāo)值相加的處理，可以抵消X軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有的齒隙等機(jī)械誤差。由此，可以高精度地求出X軸中心坐標(biāo)。圖9D以及圖9E是使探頭ft·相對(duì)于工件W在垂直方向上相對(duì)移動(dòng)，求出球型測(cè)定頭If完全離開工件W的加工面Wa時(shí)檢測(cè)坐標(biāo)的動(dòng)作說(shuō)明圖。首先，使X軸，Y軸、Z軸移動(dòng)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If以接觸壓T接觸工件W 的加工面Wa的靠近位置AP’(參照?qǐng)D9E)。然后，驅(qū)動(dòng)Y軸的電動(dòng)機(jī)95y，以使球型測(cè)定頭 If從靠近位置AP’開始如圖9D所示在垂直方向(Y軸方向)上移動(dòng)。在此，最初向上側(cè)，球型測(cè)定頭If 一邊仿照加工面Wa—邊相對(duì)于加工面Wa在垂直方向上相對(duì)移動(dòng)，當(dāng)球型測(cè)定頭If完全離開加工面Wa時(shí)，如上所述，探頭ft·在其軸向上開始基于接觸壓T的加速度運(yùn)動(dòng)。然后，把探頭ft·達(dá)到預(yù)先設(shè)定的軸向速度的時(shí)刻的坐標(biāo)，作為一個(gè)檢測(cè)坐標(biāo)(Y坐標(biāo)) 進(jìn)行存儲(chǔ)。然后，使X軸、Y軸、Z軸移動(dòng)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If再次定位在靠近位置AP’ 上，并且驅(qū)動(dòng)Y軸，使球型測(cè)定頭If在與所述方向相反的方向上與加工面Wa相對(duì)移動(dòng)。然后，同樣地把探頭ft·達(dá)到預(yù)先設(shè)定的軸向速度時(shí)的坐標(biāo)，作為另一檢測(cè)坐標(biāo)(Y坐標(biāo))進(jìn)行存儲(chǔ)。加工面Wa的靠近位置AP’可以不限于同一地點(diǎn)。即，在使探頭ft·在相反方向上相對(duì)移動(dòng)，來(lái)檢測(cè)工件W的端面時(shí)，是使探頭ft·在一個(gè)方向上移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)的直線上，并且在工件W的加工面Wa以內(nèi)即可。將這樣求出的兩個(gè)Y坐標(biāo)值相加然后除以2，求出工件W的加工面Wa的垂直方向 (Y軸方向)的中間坐標(biāo)。該坐標(biāo)表示加工面Wa的垂直方向的中心位置，即Y軸中心坐標(biāo)。作為所述兩個(gè)檢測(cè)坐標(biāo)的兩個(gè)Y坐標(biāo)值，是通過(guò)反向驅(qū)動(dòng)Y軸而得到的值，因此，通過(guò)把兩個(gè)Y坐標(biāo)值相加的處理，可以抵消Y軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有的齒隙等機(jī)械誤差。由此，可以高精度地求出Y軸中心坐標(biāo)。如圖9B 圖9E所示，本發(fā)明的工件的端面檢測(cè)方法是使探頭ft·從工件W相對(duì)地離開的方向的動(dòng)作，所以探頭ft·和工件W碰撞的危險(xiǎn)消失，可以防止高價(jià)的機(jī)載測(cè)量裝置 1或工件W的損壞。圖IOA-圖IOC是在本發(fā)明的實(shí)施方式中，工件W為圓柱形，求出其加工面Wa的中心坐標(biāo)，然后設(shè)定為工件W的基準(zhǔn)位置時(shí)的說(shuō)明圖。該例也如圖6所述，以加工面Wa成為垂直面的方式進(jìn)行安裝。加工面Wa相對(duì)于水平軸的X軸和垂直軸的Y軸為線對(duì)稱。然后， 使用圖9，與工件W為立方體的情況相同，進(jìn)行工件W的加工面Wa的端面的檢測(cè)動(dòng)作。并且，如果檢測(cè)水平方向(X軸方向)的檢測(cè)坐標(biāo)和垂直方向(Y軸方向)的檢測(cè)坐標(biāo)，求出在水平方向以及垂直方向上得到的檢測(cè)坐標(biāo)各自的中間點(diǎn)，則求出圓柱形的工件W的加工面 Wa的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的中心坐標(biāo)。此外，在圓柱形的工件W中，也與立方體的工件W相同，X軸、Y軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有的齒隙等機(jī)械誤差相互抵消，是使探頭ft·從工件W相對(duì)地離開的方向的動(dòng)作，所以探頭ft· 和工件W碰撞的危險(xiǎn)消失，可以防止高價(jià)的機(jī)載測(cè)量裝置1或工件W的損壞。如果把這樣求出的工件W的中心坐標(biāo)設(shè)定為基準(zhǔn)位置，則可以確立機(jī)載測(cè)量裝置 1的探頭ft·的球型測(cè)定頭If的尖端位置和刀具刀尖位置的對(duì)應(yīng)。例如，如果使加工程序的坐標(biāo)系的原點(diǎn)為工件中心位置，則通過(guò)將設(shè)定的坐標(biāo)作為原點(diǎn)，球型測(cè)定頭If的尖端位置和刀具刀尖位置表示相同的位置，可以執(zhí)行準(zhǔn)確的修正加工。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的工件的基準(zhǔn)位置設(shè)定處理的算法的流程圖。在機(jī)床上以機(jī)械的坐標(biāo)系的軸和工件W的對(duì)稱線平行的方式安裝工件W，以使機(jī)載測(cè)量裝置1的探頭ft·的中心軸相對(duì)于工件W的加工面垂直的方式進(jìn)行配置，并且，在向數(shù)值控制裝置8輸入了要執(zhí)行的加工程序后，當(dāng)使用省略了圖示的手動(dòng)輸入裝置等向數(shù)值控制裝置輸入工件W的基準(zhǔn)位置設(shè)定指令時(shí)，數(shù)值控制裝置8的數(shù)值控制部8a(參照?qǐng)D7) 的處理器開始圖11所示的處理。步驟Sl 首先，通過(guò)輸入的加工程序，將工件W的加工面中的與兩個(gè)對(duì)稱線平行的線分別設(shè)為第一靠近線(在該實(shí)施方式中，第一靠近線是與水平線的X軸平行的線)、第二靠近線(在該實(shí)施方式中，第二靠近線是與垂直線的Y軸平行的線)，在第一靠近線和第二靠近線上，求出工件W的加工面Wa的水平方向的兩個(gè)靠近位置，并且求出工件W的加工面 Wa的垂直方向的兩個(gè)靠近位置，然后向步驟S2轉(zhuǎn)移。步驟S2 使探頭ft·移動(dòng)到在步驟Sl中求出的水平方向的第一靠近線的一個(gè)靠近位置，使球型測(cè)定頭If以接觸壓T接觸并定位。步驟S3 使探頭ft·在水平方向上向工件W的一個(gè)端面移動(dòng)。即，驅(qū)動(dòng)X軸的電動(dòng)機(jī)95x，使X軸的工作臺(tái)移動(dòng)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If 一邊仿照工件W的加工面Wa，一邊向工件W的一端相對(duì)移動(dòng)。步驟S4 然后，判斷探頭ft"的軸向的移動(dòng)速度是否超過(guò)了基準(zhǔn)值。步驟S5 當(dāng)在步驟S4中判斷為探頭ft"的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)，停止探頭ft·的移動(dòng)。即，停止X軸的電動(dòng)機(jī)95x的驅(qū)動(dòng)，停止X軸工作臺(tái)的移動(dòng)。在該時(shí)刻，探頭ft·的球型測(cè)定頭If完全離開工件W。步驟S6 把在步驟S4中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)的移動(dòng)軸的坐標(biāo)，即X坐標(biāo)作為檢測(cè)坐標(biāo)，存儲(chǔ)在寄存器Rl中。步驟S7 使探頭ft·后退以便不與工件W接觸，在步驟Sl中求出的水平方向的另一測(cè)定靠近位置，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If以接觸壓T接觸定位。步驟S8 使探頭ft·在水平方向上向工件W的另一端面移動(dòng)。即，驅(qū)動(dòng)X軸的電動(dòng)機(jī)95x，移動(dòng)X軸的工作臺(tái)(與步驟S3中的X軸的工作臺(tái)的移動(dòng)相反的方向)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If 一邊仿照工件W的加工面Wa，一邊向工件W的另一端相對(duì)移動(dòng)。使探頭ft· 相對(duì)于工件W的加工面Wa相對(duì)地在一個(gè)方向上移動(dòng)的速度，與使其在相反的方向上移動(dòng)的速度相同。步驟S9 然后，判斷探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度是否超過(guò)了基準(zhǔn)值。步驟SlO 當(dāng)在步驟S9中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)，停止探頭ft·的移動(dòng)。即，停止X軸的電動(dòng)機(jī)95x的驅(qū)動(dòng)，停止X軸工作臺(tái)的移動(dòng)。在該時(shí)刻，探頭ft·的球型測(cè)定頭If完全離開工件W。步驟Sll 把在步驟S9中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)的移動(dòng)軸的坐標(biāo)，即X坐標(biāo)作為檢測(cè)坐標(biāo)，存儲(chǔ)在寄存器R2中。步驟S12 使探頭ft·后退，使探頭ft·移動(dòng)到在步驟Sl中求出的垂直方向的第二靠近線的一個(gè)靠近位置，使球型測(cè)定頭If以接觸壓T接觸并定位。步驟S13 使探頭ft·在垂直方向上向工件W的一個(gè)端面移動(dòng)。即，驅(qū)動(dòng)Y軸的電動(dòng)機(jī)95y，使Y軸的工作臺(tái)移動(dòng)，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If 一邊仿照工件W的加工面Wa， 一邊向該工件W的一端相對(duì)移動(dòng)。步驟S14 然后，判斷探頭ft"的軸向的移動(dòng)速度是否超過(guò)了基準(zhǔn)值。步驟S15 當(dāng)在步驟S14中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)，停止探頭ft·的移動(dòng)。即，停止Y軸的電動(dòng)機(jī)95y的驅(qū)動(dòng)，停止Y軸工作臺(tái)的移動(dòng)。在該時(shí)刻， 探頭ft·的球型測(cè)定頭If完全離開工件W。步驟S16 把在步驟S14中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)的移動(dòng)軸的坐標(biāo)，即Y坐標(biāo)作為檢測(cè)坐標(biāo)，存儲(chǔ)在寄存器R3中。步驟S17 使探頭ft·后退以便不與工件W接觸，在步驟Sl中求出的垂直方向的第二靠近線的另一測(cè)定靠近位置，使探頭ft·的球型測(cè)定頭If以接觸壓T接觸定位。步驟S18 使探頭ft·在垂直方向上向工件W的另一端面移動(dòng)。即，驅(qū)動(dòng)Y軸的電動(dòng)機(jī)95y，移動(dòng)Y軸的工作臺(tái)(與步驟S13中的Y軸的工作臺(tái)的移動(dòng)相反的方向)，使探頭 Pr的球型測(cè)定頭If 一邊仿照工件W的加工面Wa，一邊向工件W的另一端相對(duì)移動(dòng)。步驟S19 然后，判斷探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度是否超過(guò)了基準(zhǔn)值。步驟S20 當(dāng)在步驟S19中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)，停止探頭ft·的移動(dòng)。即，停止Y軸的電動(dòng)機(jī)95y的驅(qū)動(dòng)，停止X軸工作臺(tái)的移動(dòng)。在該時(shí)刻， 探頭ft·的球型測(cè)定頭If完全離開工件W。步驟S21 把在步驟S19中判斷為探頭ft·的軸向的移動(dòng)速度超過(guò)了基準(zhǔn)值時(shí)的移動(dòng)軸的坐標(biāo)，即Y坐標(biāo)作為檢測(cè)坐標(biāo)，存儲(chǔ)在寄存器R4中。步驟S22 根據(jù)在寄存器Rl 寄存器R4中存儲(chǔ)的檢測(cè)坐標(biāo)求出工件中心坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件W的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。詳細(xì)地說(shuō)，通過(guò)將寄存器Rl和寄存器R2中存儲(chǔ)的檢測(cè)坐標(biāo)的X坐標(biāo)相加然后除以2，求出兩個(gè)X坐標(biāo)的中間坐標(biāo)。此外，通過(guò)將寄存器R3和寄存器 R4中存儲(chǔ)的檢測(cè)坐標(biāo)的Y坐標(biāo)相加，求出兩個(gè)Y坐標(biāo)的中間坐標(biāo)。該X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)的中間坐標(biāo)表示工件W的中心坐標(biāo)，所以將該工件W的中心坐標(biāo)設(shè)定為工件的基準(zhǔn)位置，結(jié)束該基準(zhǔn)位置設(shè)定處理。此外，可以求出水平方向兩端的坐標(biāo)值的差，把在較小的一方的坐標(biāo)值上相加該差的一半的值后得到的坐標(biāo)值作為工件W的水平方向的中心坐標(biāo)，求出垂直方向兩端的坐標(biāo)值的差，把在較小的一方的坐標(biāo)值上相加該差的一半的值后得到的坐標(biāo)值作為工件W的垂直方向的中心坐標(biāo)來(lái)求出工件W的中心坐標(biāo)， 將其設(shè)定為工件W的基準(zhǔn)位置。根據(jù)如此設(shè)定的工件W的基準(zhǔn)位置，使安裝在探頭ft·的觸針I(yè)e的尖端上的球型測(cè)定頭If的尖端與工件表面接觸，通過(guò)機(jī)載測(cè)量裝置在機(jī)床上測(cè)量工件W。通過(guò)該工件W 的基準(zhǔn)位置，使球型測(cè)定頭If的尖端與刀具的刀尖相關(guān)聯(lián)，所以根據(jù)測(cè)量到的形狀，修正加工變得明確。
權(quán)利要求
1.一種具有工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床，具備用于工件的形狀測(cè)定以及形狀分析的機(jī)載測(cè)量裝置，并具備通過(guò)輸入來(lái)自該機(jī)載測(cè)量裝置的位置檢測(cè)信號(hào)的數(shù)值控制裝置控制的多個(gè)可動(dòng)軸，所述工件的加工面相對(duì)于垂直的兩條直線線對(duì)稱，所述機(jī)床的特征在于，所述機(jī)載測(cè)量裝置具備在機(jī)載測(cè)量裝置內(nèi)部通過(guò)流體軸承支承的接觸式探頭；以及檢測(cè)所述接觸式探頭的軸方向的移動(dòng)位移，輸出位置檢測(cè)信號(hào)的位置檢測(cè)單元，此外，所述機(jī)床具備檢測(cè)所述機(jī)床的各可動(dòng)軸的位置，輸出軸位置檢測(cè)信號(hào)的可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元，而且，所述數(shù)值控制裝置具有可動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)控制單元，其以如下方式驅(qū)動(dòng)所述可動(dòng)軸，即在使所述接觸式探頭的測(cè)定頭以一定的接觸壓與使所述兩條線與機(jī)械坐標(biāo)系的軸平行地配置的所述工件的所述加工面接觸的狀態(tài)下，在所述接觸式探頭的測(cè)定頭完全從所述工件的端面離開之前，沿分別與所述兩條線平行的方向，從工件的加工面內(nèi)向各個(gè)端面移動(dòng)所述接觸式探頭；探頭移動(dòng)速度計(jì)算單元，其根據(jù)從所述位置檢測(cè)單元輸出的位置檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算該接觸式探頭的軸方向的移動(dòng)速度；判斷單元，其判斷由所述探頭移動(dòng)速度計(jì)算單元計(jì)算出的所述移動(dòng)速度是否達(dá)到了預(yù)先決定的速度；存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)由所述判斷單元判斷為所述移動(dòng)速度達(dá)到了預(yù)先決定的速度時(shí)的、 由所述各個(gè)可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的各個(gè)可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)；以及設(shè)定單元，其根據(jù)在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的各個(gè)可動(dòng)軸的位置，計(jì)算所述工件的中心坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床，其特征在于，來(lái)自所述可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元的軸位置檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所具有的接口，輸入給所述數(shù)值控制裝置，來(lái)自所述機(jī)載測(cè)量裝置的所述位置檢測(cè)單元的位置檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)由未連接所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所具有的接口，輸入給所述數(shù)值控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床，其特征在于，所述可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元或所述機(jī)載測(cè)量裝置所具備的所述位置檢測(cè)單元是光學(xué)尺、 編碼器、或激光干涉儀中的任意一種檢測(cè)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元自動(dòng)地存儲(chǔ)由所述判斷單元判斷為所述移動(dòng)速度達(dá)到了預(yù)先決定的速度時(shí)的、由所述各個(gè)可動(dòng)軸位置檢測(cè)單元檢測(cè)出的各個(gè)可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床，其特征在于，所述設(shè)定單元在所述加工面的水平方向的左右兩端，求出在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的所述可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)的差，把在較小的一方的坐標(biāo)加上該差的一半的值后得到的坐標(biāo)作為工件的水平方向的中心坐標(biāo)，在所述加工面的垂直方向的上下兩端，求出在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的所述可動(dòng)軸的位置數(shù)據(jù)的差，把在較小的一方的坐標(biāo)加上該差的一半的值后得到的坐標(biāo)作為工件的垂直方向的中心坐標(biāo)，求出所述工件的中心坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)。
全文摘要
提供一種具有工件的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床。使機(jī)載測(cè)量裝置的探頭的球型測(cè)定頭在工件的加工面上在一個(gè)方向上移動(dòng)。在該球型測(cè)定頭離開該工件的一個(gè)端面后，檢測(cè)探頭的軸向的移動(dòng)速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的預(yù)定速度的時(shí)刻的坐標(biāo)值。并且，還在與所述相反的方向上進(jìn)行該球型測(cè)定頭的在工件的加工面上的動(dòng)作。然后，根據(jù)上述檢測(cè)到的兩個(gè)坐標(biāo)值求出工件的一個(gè)端面與另一端面的中點(diǎn)的坐標(biāo)，將其設(shè)定為工件的測(cè)量基準(zhǔn)位置。
文檔編號(hào)G05B19/401GK102207731SQ20101015844
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者山本明, 洪榮杓, 羽村雅之, 蛯原建三 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社