(57)【要約】【課題】ワークの中心座標を求めてワークの計測基準点として設定することができるワークの計測基準点設定機能を有する工作機械を提供すること。【解決手段】加工面が直交する２つの線に対して線対称なワークを、機械座標系の軸と前記２つの線が平行となるように配置する。前記２つの線と平行な第１の線に沿ってワークの加工面上から機上計測装置のプローブの球型測定子をワーク端面に向かって相対移動させる。ワークの端面から球型測定子が離脱して後、プローブの軸方向の移動速度があらかじめ設定された所定速度になる時点の座標を記憶する（Ｓ２〜Ｓ１１）。同様に第２の線に対しても行い座標を記憶する（Ｓ１２〜Ｓ２１）。記憶された座標から、それぞれの中点を求める。求められた中点の座標はワークの中心座標であり、ワークの計測基準位置として設定できる。【選択図】図１１
2010089182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの加工面が直交する２つの線に対して線対称なワークの形状測定および形状解析のための機上計測装置を備え、前記機上計測装置からの位置検出信号が入力される数値制御装置で制御される複数の可動軸を有する工作機械において、
前記機上計測装置は、
機上計測装置内部に流体軸受により支持される接触式プローブと、該接触式プローブの軸方向の移動変位を検出し位置検出信号を出力する位置検出手段とを備え、
前記工作機械は、前記工作機械の各可動軸の位置を検出し軸位置検出信号を出力する可動軸位置検出手段を備え、
前記数値制御装置は、
前記２つの線が機械座標系の軸と平行になるように配置された前記ワークの前記加工面に前記接触式プローブの測定子を一定の接触圧で接触させた状態で前記ワークの端面から前記接触式プローブの測定子が完全に離れるまで前記２つの線とそれぞれ平行な方向であって、ワークの加工面内からそれぞれの端面に向かって前記接触式プローブを移動するように前記可動軸を駆動する可動軸駆動制御手段と、
前記位置検出手段から出力される位置検出信号に基づいて該接触式プローブの軸方向の移動速度を算出するプローブ移動速度算出手段と、
前記プローブ移動速度算出手段により算出された前記移動速度があらかじめ決められた速度に達したか否か判断する判断手段と、
前記判断手段により前記移動速度があらかじめ決められた速度に達したと判断された時の
前記各可動軸位置検出手段により検出された各可動軸の位置データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された各可動軸の位置から前記ワークの中心座標を算出しワークの計測基準点として設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とするワークの計測基準点設定機能を有する工作機械。
【請求項２】
前記工作機械の各可動軸の位置を検出する可動軸位置検出手段からの軸位置検出信号はモータを駆動するモータ駆動装置が有するインタフェースを介して前記数値制御装置に入力し、前記機上計測装置の前記位置検出手段からの位置検出信号はモータが接続されていないモータ駆動装置が有するインタフェースを介して前記数値制御装置に入力することを特徴とする請求項１に記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械。
【請求項３】
前記可動軸位置検出手段と前記機上計測装置の前記位置検出手段から出力される位置検出信号は、それぞれ位相が略９０度異なる２相の正弦波アナログ信号で構成され、
前記インタフェースは、前記正弦波アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置と、前記Ａ／Ｄ変換装置から出力されるデジタル信号を前記正弦波アナログ信号の１周期分を分割したデジタル信号で出力する内挿分割装置を備えていることを特徴とする請求項２に記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械。
【請求項４】
前記可動軸位置検出手段または前記機上計測装置に備えられる前記位置検出手段は、リニアスケール、パルスコーダ、またはレーザ干渉計のうちのいずれかの検出装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記判断手段により前記移動速度があらかじめ決められた速度に達したと判断された時の前記各可動軸位置検出手段により検出された各可動軸の位置データを自動的に記憶することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械。
【請求項６】
前記設定手段は、前記加工面の水平方向の左右両端において前記記憶手段に記憶された前記可動軸の位置データの差を求め、この差の半分の値を小さい方の座標に加算した座標をワークの水平方向の中心座標とし、前記加工面の垂直方向の上下両端において前記記憶手段に記憶された前記可動軸の位置データの差を求め、この差の半分の値を小さい方の座標に加算した座標をワークの垂直方向の中心座標として、前記ワークの中心座標を求め、ワークの計測基準点として設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械上に被加工物（ワーク）の形状測定および形状解析のために機上計測装置を備えた工作機械に関し、特に、ワークの形状計測のための基準位置設定機能を備えた工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
超精密加工において、ナノ単位の形状精度を実現するためには、加工を終了したワークを工作機械から取り外すことなく、工作機械上で加工形状を計測（機上計測）し、計測結果に基づいて補正加工を行うことが必要不可欠である。
【０００３】
そのような機上計測では、工具の刃先と機上計測装置に備えたプローブのスタイラス先端の位置関係を確立することにより、正確な補正加工が可能となる。そのために、ワークを加工するときの座標と、機上計測するときの計測座標の関係が確立していなければならない。このワークを加工するときの座標と、機上計測するときの計測座標の関係が確立していなければならない。このワークを加工するときの座標と、機上計測するときの計測座標の関係をとるためにワークの計測基準位置を設定する必要がある。
【０００４】
ワークの計測基準位置の設定方法として、従来、次のような方法が知られている。  
ワークの計測基準位置をワークの取り付けられる回転軸の中心とする。そのために、最初に、芯出し球をワークが取り付けられる回転軸の面盤に載置する。そして、変位検出器を用いて芯出し球の中心を回転軸の中心に合わせた後、機上計測装置のプローブを用いて芯出し球の頂点出しを行い、回転軸の中心座標を確定する。次に、芯出し球を取り外し、ワークを取り付ける。ワークまたはワークの治具の中心座標を、変位検出器を用いて回転軸の中心に合わせて、求めておいた回転軸の中心座標をワーク、またはワークの治具の基準位置とするという方法が知られている。
【０００５】
また、特許文献１には、ワークの中心をワークが取り付けられる回転軸にあわせることなく、軸対称形状に必ず存在する頂点を十字機上計測により確定し、ワークの中心になると推定される前記頂点を計測基準点とする技術が開示されている。この技術では、対象となるワークの形状が軸対称形状のみに限定される。また、本加工前の荒加工されたワークの形状を機上計測するので、計測により求めた頂点がワークの中心とは言い難い。そのため、ワークの中心と機上計測により求めた頂点との不一致の問題に対処するために、ワークに加工面以外に余分なスペースを設け、中心が不一致であっても余分なスペースを加工している。
【０００６】
また、特許文献２には、ワークの端面座標を推定することによりワークの中心座標を求める技術が開示されている。この技術は、接触式プローブによるワークの形状測定において、ワークの端面でのプローブの変位の急激な変化を検知し測定原点を求めるものである。
【０００７】
また、特許文献３には、接触検知によるワークの基準位置設定機能を有する工作機械の技術が開示されている。この技術は、可動軸が流体軸受により支持された工作機械に、加工面が直交する２つの線に対して線対称なワークを、機械座標系の軸と前記２つの線が平行となるように配置し、前記２つの線と平行な第１の線に沿ってワークの両側からプローブのスタイラス先端の測定球を接触させ、接触によって増大する位置偏差を測定し、前記測定球とワークとの接触を検出するものである。
【０００８】
また、特許文献４には、加工原点設定方法及びその方法を実施するための工作機械の技術が開示されている。この技術は、コストをかけずに回転工具と被切削材の加工原点を容易かつ正確に設定するため技術であり、主軸に回転工具を回転させない程度の負荷トルクを印加し、主軸に負荷トルクが印加された状態で、切れ刃先端が外面から離れる方向に動くように、主軸またはワークテーブルの一方をジョグ送りし、主軸の回転が検知されたときの座標を加工原点として設定するものである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２１２７７号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８０１４号公報
【特許文献３】特開２００８−２００７９８号公報
【特許文献４】特開２００８−６２３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
背景技術で説明した従来技術である芯出し球をワークが取り付けられる回転軸面盤に載置してワークの基準位置を設定する方法は、基準位置設定までの手順が複雑で、設定する作業の時間がかかってしまう。また、芯出し球を外して、ワークを取り付ける際に誤差が生じることは避けられない。さらに、ワークが円筒形状ではない限り、ワークの円筒形状治具の中心とワークの中心を一致させることは困難である。また、オペレータの熟練度によってはかなりの設定誤差が生じる可能性があり問題である。
【００１１】
また、最近では、ワークの全面を加工する超精密加工に加えて、ワーク自体の形状および寸法が精密に仕上げられて提供され、そのようなワークの中の加工面の位置決めを高精度に行うことが求められるようになっている。しかし、特許文献１に開示される技術では、このような最近のワークの全面加工やワークの形状や寸法の高精度化の課題には対応できない。
【００１２】
また、特許文献２に開示される技術では、接触式プローブの接触子は球形で、ワーク端面のエッジを正確に検出できないため、測定データを処理することによりワークの端面のエッジを推定している。よって、測定データのサンプリング数が少ないと正確な推定ができない。測定装置の振動、被測定物端面または球型接触子表面の傷やゴミの付着などでワーク端面形状データと実際の端面形状と異なる可能性がある。
【００１３】
また、特許文献３に開示される技術では、位置偏差の増大を数値制御装置の中の制御プログラムによって行っている。位置偏差の値の設定と移動軸の選択、移動軸の送り速度等は加工作業の段取りによってその都度変更する必要があり、そのため数値制御装置にそれらを設定しなおさなければならない。この設定しなおし作業において、設定誤り（特に、符号など）があると正確な検出が行われない。最悪の事態では、プローブあるいは可動軸が移動をし続けプローブとワークとが強い力で衝突し、プローブおよびワークが損傷する恐れがある。また、この技術では、微小な位置偏差の変動を計測するために、工作機械の駆動軸は流体軸受による摩擦なしの機構であることが前提である。そして、流体軸受であっても、ねじ式のものだと、接触誤検知によって、流体軸受が噛んでしまう危険性があるので、リニア式に限定する必要がある。
【００１４】
また、特許文献４に開示される技術では、検知する面はワークの片側の面であり、その反対側の面は治具などに取り付けられている。この治具などに取り付けられている面を検知しようとすると、主軸あるいはワークを１８０度回転させなければならないが、工作機械においてそのような姿勢にするのは非常に困難であるし、主軸を１８０度回転させても、スピンドルの正確な位置決めがなされていない限り、検知する両座標との線分が移動軸と水平に保つことは非常に困難である。そのため、ワークの中心を正確に特定することはできない。
【００１５】
そこで本発明の目的は、従来技術の課題を解決しワークの中心位置を機上計測装置の計測基準位置として設定することができる計測基準点設定機能を有する工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願の請求項１に係る発明は、ワークの加工面が直交する２つの線に対して線対称なワークの形状測定および形状解析のための機上計測装置を備え、前記機上計測装置からの位置検出信号が入力される数値制御装置で制御される複数の可動軸を有する工作機械において、前記機上計測装置は、機上計測装置内部に流体軸受により支持される接触式プローブと、該接触式プローブの軸方向の移動変位を検出し位置検出信号を出力する位置検出手段とを備え、前記工作機械は、前記工作機械の各可動軸の位置を検出する可動軸位置検出手段を備え、前記数値制御装置は、前記２つの線が機械座標系の軸と平行になるように配置された前記ワークの前記加工面に前記接触式プローブの測定子を一定の接触圧で接触させた状態で前記ワークの端面から前記接触式プローブの測定子が完全に離れるまで前記２つの線とそれぞれ平行な方向であって、ワークの加工面内からそれぞれの端面に向かって前記接触式プローブを移動するように前記可動軸を駆動する可動軸駆動制御手段と、前記位置検出手段から出力される位置検出信号に基づいて該接触式プローブの軸方向の移動速度を算出するプローブ移動速度算出手段と、前記プローブ移動速度算出手段により算出された前記移動速度があらかじめ決められた速度に達したか否か判断する判断手段と、前記判断手段により前記移動速度があらかじめ決められた速度に達したと判断された時の前記各可動軸位置検出手段により検出された各可動軸の位置データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された各可動軸の位置から前記ワークの中心座標を算出しワークの計測基準点として設定する設定手段と、を備えたことを特徴とするワークの計測基準点設定機能を有する工作機械である。
【００１７】
請求項２に係る発明は、前記工作機械の各可動軸の位置を検出する可動軸位置検出手段からの位置検出信号はモータを駆動するモータ駆動装置が有するインタフェースを介して前記数値制御装置に入力し、前記機上計測装置からの位置検出信号はモータが接続されていないモータ駆動装置が有するインタフェースを介して前記数値制御装置に入力することを特徴とする請求項１に記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、前記可動軸位置検出手段および前記接触式プローブ位置検出手段から出力される信号は、位相が略９０度異なる２相の正弦波アナログ信号で構成され、
前記インタフェースは、前記正弦波アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換装置と、前記Ａ／Ｄ変換装置から出力されるデジタル信号を前記正弦波アナログ信号の１周期分を分割したデジタル信号で出力する内挿分割装置を備えていることを特徴とする請求項２に記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、前記位置検出装置または前記機上計測装置に備えられる位置検出装置は、リニアスケール、パルスコーダ、またはレーザ干渉計のうちのいずれかの検出装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械である。
【００２０】
請求項５に係る発明は、前記記憶手段は、前記判断手段により前記移動速度があらかじめ決められた速度に達したと判断された時の前記各可動軸位置検出手段により検出された各可動軸の位置データを自動的に記憶することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械である。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記設定手段は、前記加工面の水平方向の左右両端において前記記憶手段に記憶された前記可動軸の位置データの差を求め、この差の半分の値を小さい方の座標に加算した座標をワークの水平方向の中心座標とし、前記加工面の垂直方向の上限両端において前記記憶手段に記憶された前記可動軸の位置データの差を求め、この差の半分の値を小さい方の座標に加算した座標をワークの垂直方向の中心座標として、前記ワークの中心座標を求め、ワークの計測基準点として設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のワークの計測基準点設定機能を有する工作機械である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、接触式プローブが流体軸受される構成の機上計測装置を用いてワークの計測基準点を設定できる計測基準点設定機能を有する工作機械を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を用いながら本発明の実施形態を説明する。  
まず、本発明の実施形態で用いられる機上計測機を説明する。図１は、本発明の実施形態で用いられる機上計測装置１の要部断面を示している。この機上計測装置１は、可動部であるプローブ本体１ｂをケース１ａに内蔵して備えている。プローブ本体１ｂは図示省略した軸受により支持されプローブ本体１ｂの中心軸方向に移動可能である。軸受としては空気軸受などの流体軸受が用いられる。  
プローブ本体１ｂにはリニアスケール１ｄが取り付けられている。レーザヘッド１ｃからレーザ光をリニアスケール１ｄに照射し、リニアスケール１ｄからの反射光を図示省略した受光素子により受光し、プローブ本体１ｂの軸方向の移動変位を検出する。
【００２４】
プローブ本体１ｂの一端には、球型測定子１ｆを備えたスタイラス１ｅが取り付けられている。スタイラス１ｅは細い棒状の部材である。そして、スタイラス１ｅの一端はプローブ本体１ｂに固定され、他端には球型測定子１ｆが取り付けられている。なお、説明をし易くするためにこれ以降、プローブ本体１ｂ、スタイラス１ｅ、および球型測定子１ｆを一まとめにしてプローブＰｒと称する。
【００２５】
プローブＰｒの球型測定子１ｆは、ワークＷの加工面Ｗａを接触圧Ｔで押圧して接触し、加工面Ｗａを倣いながら形状計測を行う。接触圧Ｔは、機上計測装置１に内蔵される磁石、バネなどの弾性体、あるいは流体圧力などの付勢手段（図示省略）を用いて適宜な大きさの接触圧に調整可能である。プローブＰｒは、図１に示されるプローブ移動方向の矢印方向に移動変位可能である。また、プローブＰｒの移動変位可能な範囲は図示省略した機上計測装置１内の規制手段により規制されている。このため、プローブＰｒの球型計測子１ｆがワークＷの加工面Ｗａから離れても、プローブＰｒのプローブ本体１ｂが機上計測装置１から飛び出してしまう恐れはない。
【００２６】
図２は、本発明においてプローブＰｒの球型測定子１ｆが、ワークＷの加工面Ｗａに接触した状態でワークＷの加工面Ｗａの両端に向けて相対的に移動し、ワークＷから離れることを示している（経路ＲＲと経路ＲＬ）。ここで、ワークＷの加工面Ｗａは粗加工された加工面、又は補正加工前の加工面とする。符号ＡＰは、ワークＷの端面の位置を検出するために、プローブＰｒをワークＷの加工面Ｗａへ接触する位置である（以降、「アプローチ位置ＡＰ」という）。図２に示されるプローブＰｒのワークＷの加工面Ｗａに対する動作は、本発明におけるプローブＰｒの原理的な動作である。
【００２７】
まず、ワークＷの加工面Ｗａのアプローチ位置ＡＰから紙面右側へ向かってプローブＰｒを相対的に移動し（経路ＲＲ）、ワークＷの右端面位置ＲＥから離れた後、再度ワークＷの前記アプローチ位置ＡＰに戻り、ワークＷの加工面のアプローチ位置ＡＰから紙面左側へ向かってプローブＰｒを相対的に移動させ（経路ＲＬ）、ワークＷの左端面位置ＬＥから離れるまで移動させる。このようにプローブＰｒをワークＷの加工面Ｗａに対して相対移動させることによりワークＷの両端面の位置を検出する。
【００２８】
次に、図３を用いて、図２で説明したワークＷの端面の位置を検出する本発明の原理をより詳細に説明する。まず、図３中の記号を説明する。Ｔは、プローブＰｒの球型測定子１ｆがワークＷの加工面Ｗａを押圧する力である接触圧である。Ｖ0は、プローブＰｒがワークＷの加工面Ｗａから離れる時のプローブＰｒの軸方向の初速度である。Ｖは、プローブＰｒがワークＷの加工面Ｗａから離れた後のプローブＰｒの軸方向の移動速度である。Ｍは、プローブＰｒの質量である。αは、プローブＰｒがワークＷの加工面Ｗａから離れた後のプローブＰｒの軸方向の加速度である。ｔは、プローブＰｒの球型測定子１ｆがワークＷの加工面Ｗａの端面から離脱した時点からの経過時間である。ｖは、プローブＰｒのワークＷの加工面Ｗａに沿った送り速度を表す。
【００２９】
機上計測装置１に備えられたプローブＰｒのプローブ本体１ｂは、空気軸受などの流体軸受により支持されている。そして、ワークＷの加工面Ｗａを接触圧Ｔで球型測定子１ｆにより押圧しながら倣う。接触圧Ｔは前述した磁力などの付勢手段からプローブ本体１ｂに対して働く外力である。  
なお、ここでは、鉛直方向の下向き方向は、紙面に垂直な方向であって紙面の表側から裏側へ向かう方向とし、プローブＰｒの運動に重力の影響がないとする。また、接触圧Ｔは変動しない一定の力であるとする。
【００３０】
状態Ａでは、球型測定子１ｆはワークＷの加工面上を倣っている状態であるので、球型測定子１ｆはワークＷの加工面から接触圧Ｔの抗力−Ｔを受けている。また、ワークＷの加工面がプローブＰｒの軸に垂直な平面である場合、プローブ本体１ｂの軸方向の移動速度はほぼ０である。
【００３１】
そして、状態Ｂでは、プローブＰｒの球型測定子１ｆはワークＷの加工面から完全に離れており、球型測定子１ｆはワークＷの加工面Ｗａから接触圧Ｔの抗力−Ｔを受けない。従って、プローブＰｒは、接触圧Ｔに等しい外力（大きさＴ）で等加速度運動する。ここで、プローブＰｒの質量をＭ、プローブＰｒの加速度運動の加速度をαで表すと、プローブＰｒの運動方程式は、Ｔ＝Ｍ＊αで表すことができる。そしてプローブＰｒは、プローブ本体１ｂの可動範囲まで運動することができる。なお、機上計測装置１では、付勢手段からプローブＰｒに作用する力は、プローブＰｒの球型測定子１ｆがワークＷの加工面Ｗａから離れても瞬間的にゼロになるわけではない。
【００３２】
してみると、プローブＰｒの送り速度が同一であり、球型測定子１ｆがワークＷの加工面の端面から離れる時の接触圧Ｔが同一であり、また、球型測定子１ｆがワークＷの加工面の端面から離れる時のプローブＰｒの軸方向の初速度が同じであれば、球型測定子１ｆがワークＷの加工面から離れた後のプローブＰｒの速度変化はワークＷの加工面Ｗａのどの端面の位置でも同じになり、また、プローブＰｒの運動の軌跡はワークＷの加工面Ｗａのどの端面の位置でも同じ軌跡になる。
【００３３】
次に、図４を用いてプローブＰｒの運動の軌跡と速度の変化について説明する。図４では、プローブＰｒの球型測定子１ｆのみを示してプローブＰｒの運動の軌跡を説明する。図４は、プローブＰｒの球型測定子１ｆがワークＷの加工面Ｗａ（計測面）から離れる際の様子を詳細に説明している。なお、図３を参照しながら図４を見ると理解し易い。
【００３４】
●位置Ｐ１では、プローブＰｒはワークＷの端面位置に在るが、球型測定子１ｆが球型であるため、この時点では球型測定子１ｆが端面から離れない場合が多い。
●位置Ｐ２までがワークＷの端面ぎりぎりまでの計測になる。通常、プローブＰｒの球型測定子１ｆは加工面（計測面）に倣って移動するため、位置Ｐ２までのプローブＰｒのプローブ軸方向の速度は０（ゼロ）に近く、微小な速度変化は粗加工された加工面、又は補正加工前の加工面においての形状誤差およびプローブＰｒが移動する経路ＲＲとワークＷの加工面の実際の形状のずれによるものである。
●位置Ｐ２から位置Ｐ３までは、プローブＰｒの中心軸はワーク端面から離れているが、球型測定子１ｆが球型であるため、まだ球型測定子１ｆとワークＷとの接触が有る場合である。この区間は想定している加工面（測定面）ではないので、形状に沿って動くことができず、速度変化が大きくなる。ただし、この部分の測定面は加工面ではない部分であるため、速度変化は不規則である。
【００３５】
●位置Ｐ３は、球型測定子１ｆが完全にワークＷから離れる場合である。この時点からワークの加工面Ｗａ（計測面）との摩擦による影響や、ワーク表面からの抗力を受けることはない。プローブＰｒのプローブ本体１ｂは前述したように流体軸受により支持されているので、プローブ本体１ｂには摩擦力が働かない。したがって、この時点からはプローブＰｒの軸方向の速度は、接触圧Ｔ（押し出し力）に基づく線形的な速度変化になる（但し、接触力Ｔは一定とする）。離れる時の速度をＶａで表す。プローブＰｒの軸方向の速度変化については、図３を用いて説明したとおりである。なお、プローブＰｒの傾きにより接触圧Ｔを調整する場合には、プローブＰｒの速度変化は重力加速度と傾き角度に依存する。
【００３６】
●位置Ｐ４は、検知のためにあらかじめ決めておいた速度Ｖｂに達したときの座標である（以下、「検知座標」という）。プローブＰｒの姿勢、プローブＰｒの倣い方向の移動速度、接触圧Ｔが同じであると、ワークＷの端面位置（位置Ｐ１）と検知座標（位置Ｐ４）との差はどの端面でも一定になるため、正確な端面位置を求めることができる。これを基にして、正確なワークＷの中心位置が求められる。  
図４では、図４（ｃ）に示されるようにプローブの軸方向移動速度がＶｂの時に端面検出としている。
【００３７】
上述した説明では、接触圧Ｔは一定、重力の影響なしとして説明した。しかし、図２に示されるワークＷの加工面にプローブＰｒに重力が作用する方向からプローブＰｒを接触させ、ワークＷの右端面位置ＲＥと左端面位置ＬＥを検出する場合、プローブＰｒに等しく重力の影響が及ぶことから、上述の重力の影響がないとした場合と同様にワークＷの端面位置と検知座標の差はどの端面でも一定となる。また、右端面位置ＲＥと左端面位置ＬＥの検出を行う際に、接触圧Ｔの時間による変動が同じである場合でもよく、接触圧Ｔも必ずしも一定であることに限定されない。つまり、ワークＷのどの端面の位置でも同じ物理的条件がそろっていればよい。
【００３８】
次に、上述した測定原理を用いたワークの計測基準点設定機能を有する工作機械の本発明の実施形態を説明する。図５は、数値制御装置によって制御され、各軸が直動軸、または回転軸で駆動される工作機械の一例である。図５では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直動軸を有し、Ｘ軸上に回転軸であるＢ軸と、Ｙ軸上に回転軸であるＣ軸を有し、５軸同時制御が可能な工作機械の要部が示されている。本発明では、機上計測装置の接触式プローブが離脱する方向によるワーク端面の検出を基本原理としていることから、本発明は、工作機械の可動軸は流体軸受に限定されず、種々の形式の可動軸に適用できる。
【００３９】
図６は、機上計測装置からの位置検出信号と工作機械の各駆動軸からの位置検出信号を数値制御装置に入力する工作機械の実施形態の概略構成図である。この実施形態では、数値制御装置８のサーボ制御部８ｂには、ワークＷの表面形状を測定するＢ軸に取り付けられた機上計測装置１から、プローブ本体１ｂの移動変位に関する計測信号である位置検出信号ｉｐｆがインタフェース２（図８（ｂ）参照）を介して入力する。工作機械の各可動軸に設けられた位置検出装置から出力される位置検出信号も図示を省略したインタフェースを介してサーボ制御部８ｂに簡単に同期しながら入力する。このインタフェースは、サーボモータ９５に内蔵される位置検出装置９６（図７参照）から出力される位置検出信号と機上計測装置１から出力される計測信号とが、数値制御装置８のサーボ制御部８ｂに同期して入力するように構成される。
【００４０】
本発明の実施形態において、機上計測装置１のプローブ本体１ｂの移動変位を検出する位置検出装置や工作機械の直動軸の位置を検出する位置検出装置は、例えば、リニアスケール、レーザ干渉計などの高精度の検出装置を用いるとよい。また、工作機械の回転軸の位置を検出する位置検出装置は、パルスコーダを用いるとよい。
【００４１】
また、数値制御装置８は、工作機械の各可動軸の位置情報と機上計測装置１からの計測情報（位置情報）を格納する記憶手段と、この記憶手段に格納された位置情報を外部の記憶装置のパソコンに１１に送り出すインタフェースを備えている。プローブＰｒの軸方向移動速度は、数値制御装置８に格納される位置情報によって算出することができる。例えば、制御周期毎の位置情報の差分から速度を求めることができる。
【００４２】
工作機械の各可動軸からのフィードバック信号である位置検出信号と機上計測装置１からの位置検出信号とが同じ回路構成のインタフェース（図８を参照）を介して数値制御装置８のサーボ制御部８ｂに取得されることから、各軸の位置検出装置と機上計測装置とからの計測信号（つまり、各軸の軸位置検出信号と機上計測装置の位置検出信号）が、数値制御装置８に同期して入力される。そして、読み込まれた軸位置検出信号と位置検出信号は、位置情報として数値制御装置８のレジスタである記憶手段（図示省略）に数値制御装置の制御周期毎に記憶される。
【００４３】
本発明において、ワークＷの端面の位置を検出し、検知座標として記憶する手段としては、プローブＰｒの軸方向の移動速度が所定以上になったら、可動軸の位置データを制御周期毎に書換えて記憶しているレジスタの書き換えを遮断する（ラダーの常閉接点）、あるいは、別の保存レジスタに転送する方法（ＤＩＦＵ、ＭＯＶ）などのラダープログラムによって行える。ＤＩＦＵは信号立ち上がり検出命令、ＭＯＶはデータ転送命令である。
【００４４】
また、数値制御装置８は、外部装置であるパソコン１１に、イーサネット（登録商標）１２経由でＬＡＮ通信を行ない、パソコン１１に接続あるいは内蔵される記憶装置１１ａに、各軸からの位置情報と機上計測装置１からの計測信号とをパソコン１１に送る。パソコン１１は、サンプリング周期毎に各軸からの位置情報と機上計測装置１からの位置情報を記憶装置１１ａに同期して格納する。
【００４５】
パソコン１１内には計測用ソフトウェアが格納されており、数値制御装置８を介して読み込まれた前記位置情報に基づき、被加工物の形状計測など所要の演算処理を実行する。この形状計測などの所要の演算処理は従来技術と同様である。また、パソコン１１には、計測用ＮＣプログラム、加工用ＮＣプログラム、加工用補正ＮＣプログラムが格納されている。
【００４６】
図７は、図６に示される工作機械において、工作機械の各可動軸と機上計測装置からの信号が数値制御装置により同時にフィードバック制御されることを説明する図である。図７は、図６に示される工作機械の可動軸Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｂ、Ｃが、数値制御装置８のサーボ制御部８ｂＸ、８ｂＹ、８ｂＺ、８ｂＢ、８ｂＣにより、位置・速度・電流のフィードバック制御されていることを示す図である。このフィードバック制御は、工作機械を制御する数値制御装置で通常行われている制御である。Ｘ軸サーボ制御部８ｂＸを例として説明する。図６では、同様な機能を有する部分は同じ符号を付与して説明している。速度制御部９２、電流ループ制御する電流制御部９３から構成される。
【００４７】
位置制御部９１はエラーレジスタ９１ａと位置ループゲインＫの増幅器９１ｂを有する。位置制御部９１は数値制御部８ａからの移動指令を受け取り、位置フィードバック量（位置ＦＢ）を差し引いて得た位置偏差量を処理して速度指令を速度制御部９２に出力する。この位置偏差量は図７に示されるように、エラーレジスタ９１ａで算出される。エラーレジスタ９１ａで算出される位置偏差量は、数値制御部８ａにも出力される。  
速度制御部９２は、この速度指令から速度フィードバック量（速度ＦＢ）を差し引いて得た速度偏差量に基づいて、速度制御部９２で速度ループ制御を行い、電流指令を電流制御部９３に出力する。
【００４８】
電流制御部は、この電流指令から、サーボモータ９５を駆動するアンプ９４に内蔵される、サーボモータ９５を流れる電流を検出する電流センサ（図示省略）からの電流フィードバック（電流ＦＢ）を差し引いて得た電流偏差量に基づいて電流ループ制御を行う。サーボモータ９５はＸ軸を駆動する駆動手段であり、サーボモータ９５にはその位置・速度を検出する検出装置（以下、「位置検出装置」という）９６が取り付けられている。位置検出装置９６からの位置フェードバック量（位置ＦＢ）は位置制御部９１にフィードバックされ、速度フィードバック量（速度ＦＢ）は速度制御部９２にフィードバックされる。
【００４９】
以上がＸ軸サーボ制御部８ｂＸの構成の説明であるが、他の可動軸サーボ制御部８ｂＹ、８ｂＺ、８ｂＢ、８ｂＣに関しても、Ｘ軸サーボ制御部８ｂＸと同様の構成であることから、説明を省略する。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は直動軸であり、Ｂ軸及びＣ軸は回転軸である。
【００５０】
そして、本実施形態では更に、工作機械の可動軸を駆動するモータおよびその位置・速度検出手段を接続しないサーボ制御部８ｂＦを設ける。なお、符号８ｂＦの「Ｆ」は、工作機械の可動軸を制御しないという意味での「自由」（ｆｒｅｅ）を意味しており、工作機械のいずれかの可動軸を意味するものではない。
【００５１】
数値制御部８は、サーボ制御部８ｂＦを単に制御軸が１つ増加したと認識する。そして、この増加したサーボ制御部８ｂＦには、工作機械の可動軸を制御するほかのサーボ制御部８ｂＸ〜８ｂＣと同様にアンプが接続されている。このサーボ制御部８ｂＦにはサーボモータが接続されていないことから、数値制御装置８は、サーボ制御部８ｂＦをサーボオフにしつつ、フォローアップ機能を用いて位置検出信号のカウントは通常通り行われるように、パラメータおよび制御ソフトが変更される。
【００５２】
そして、サーボ制御部８ｂＦにはサーボモータの代わりに機上計測装置１が接続される。本実施形態では、サーボ制御部８ｂＦには、サーボ制御部８ｂＦに接続されるアンプが有するインタフェースを介して、サーボモータ９５に内蔵される位置検出装置９６からの位置検出信号に換えて、機上計測装置１からの計測信号ｉｐｆが入力する。前記インタフェースは、アンプに備えられるものであり従来技術と相違するものではない。
【００５３】
図８は、本発明の実施形態に用いられているインタフェースの一例を示すブロック図である。図８（ａ）に示されるように、アンプユニットには、モータ駆動手段であるアンプ９４、Ａ／Ｄ変換装置９７と内挿分割装置９８が設けられている。サーボモータ９５に内蔵される位置検出装置９６から出力される元信号（正弦波、余弦波）は、Ａ／Ｄ変換装置９７に入力する。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換装置９７は、位置検出装置からのアナログ信号である元信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を内挿分割装置９８に出力する。内挿分割装置９８は、元信号１周期（正弦波１周期）分のデジタル信号を分割する処理を行う。通常のアナログ信号の分解能より、細かい分解能が要求される場合に行う処理として、元信号１周期分を細かく分割して、分割した周期を分解能とする。
【００５５】
図８（ｂ）においても同様である。図８（ｂ）は図６にインタフェース２の一例である。このように、機上計測装置１においてもサーボモータの駆動制御用のインタフェースを用いることで、容易に信号を同期して数値制御装置８に取り込むことが容易に行え、更に、機上計測装置１のための特別なインタフェースを用意する必要がなく、コストアップを避けることができる。なお、機上計測装置１から数値制御装置８への位置検出信号の入力は図８に示されるインタフェースに限定されるものではない。
【００５６】
図９は、本発明の実施形態において、ワークＷが直方体でその加工面Ｗａの中心座標を求めワークの基準位置として設定する場合の説明図である。ここでは、ワークＷを図６に示されるように工作機械に取り付ける。この直方体のワークＷは、図９（ａ）に示されるように、加工面Ｗａは垂直面であり、加工面Ｗａは垂直方向（Ｙ軸方向）と水平方向（Ｘ軸方向）の２つの直交する直線に対して線対称の形状である。なお、加工面Ｗａは平面に限定されず、例えば、ＸＹ平面に投影した加工面Ｗａの図形が、直交する２つの線に対して線対称な形状であればよい。
【００５７】
このようなワークＷの中心座標を検出しワークの計測基準点として設定する場合、機上計測装置１におけるプローブＰｒのスタイラス１ｅに設けられている球型測定子１ｆをワークＷの加工面Ｗａのアプローチ位置ＡＰから線対称の線と平行な線に沿って加工面Ｗａに倣いながら移動させ、球型測定子１ｆが加工面Ｗａの端部から完全に離れるまで移動させる。そして、プローブＰｒの軸方向の移動速度が所定値になった時の座標を検知座標として記憶する。
【００５８】
図９（ｂ），図９（ｃ）は、水平方向（Ｘ軸方向）にワークＷとプローブＰｒを相対的に移動させて、球型測定子１ｆがワークＷの加工面Ｗａから完全に離れる時の検知座標を求める動作説明図である。図９（ｂ）はワークＷの上面Ｗｂを上方から見たときの図であり、図６において上方から見下ろした図である。また、図９（ｃ）はワークＷの加工面Ｗａを上方から見たときの図であり、図６において機上計測装置１の方向からワークＷの加工面を見下ろした図である。
【００５９】
まず、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を移動させてワークＷの加工面Ｗａのアプローチ位置ＡＰ（図９（ｃ）参照）にプローブＰｒの球型測定子１ｆを接触圧Ｔで接触させる。そしてアプローチ位置ＡＰから球型測定子１ｆが図９（ｂ）に示されるように水平方向（Ｘ軸方向）にＸ軸を駆動し移動させる。ここでは最初に紙面右側に向かって球型測定子１ｆは加工面Ｗａを倣いながら加工面Ｗａに対して水平方向に相対的に移動し、球型測定子１ｆが加工面Ｗａから完全に離れると、前述したようにプローブＰｒは、プローブＰｒの軸方向に接触圧Ｔによる加速度運動を開始する。そして、プローブＰｒがあらかじめ設定された軸方向速度に到達した時点の座標を一方の検知座標（Ｘ座標）として記憶する。なお、検知座標については図４を用いて既に説明した用語である。
【００６０】
次に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を移動させて、プローブＰｒの球型測定子１ｆをアプローチ位置ＡＰに再度位置決めし、球型測定子１ｆが前述の方向とは反対方向に加工面Ｗａと相対移動するようにＸ軸を駆動する。そして、同様にプローブＰｒがあらかじめ設定された軸方向速度に到達した時点の座標を他方の検知座標（Ｘ座標）として記憶する。なお、加工面Ｗａのアプローチ位置ＡＰは同一地点であることに限定されなくてもよい。つまり、反対方向にプローブＰｒを相対移動させてワークＷの端面を検出する際には、一方向にプローブＰｒを移動させた際の移動の直線上であってワークＷの加工面Ｗａ内であればよい。
【００６１】
こうして求められた２つのＸ座標値を加算し２で割れば、ワークＷの加工面Ｗａの水平方向（Ｘ軸方向）の中間座標が求められる。この座標は加工面Ｗａの水平方向の中心位置、すなわち、Ｘ軸中心座標を表すものとなる。なお、前記２つの検知座標である２つのＸ座標値はＸ軸を反対方向に駆動することによって得られた値であるので、２つのＸ座標値を加算する処理によって、Ｘ軸の駆動系が有するバックラッシなどの機械誤差が相殺される。これによって、Ｘ軸中心座標を精度よく求めることができる。
【００６２】
図９（ｄ），図９（ｅ）は、水平方向（Ｘ軸方向）にワークＷとプローブＰｒを相対的に移動させて、球型測定子１ｆがワークＷの加工面Ｗａから完全に離れる時の検知座標を求める動作説明図である。  
まず、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を移動させてワークＷの加工面Ｗａのアプローチ位置ＡＰ’（図９（ｅ）参照）にプローブＰｒの球型測定子１ｆを接触圧Ｔで接触させる。そしてアプローチ位置ＡＰ’から球型測定子１ｆが図９（ｄ）に示されるように垂直方向（Ｙ軸方向）にＹ軸を駆動し移動させる。ここでは最初に上側に向かって球型測定子１ｆは加工面Ｗａを倣いながら加工面Ｗａに対して垂直方向に相対的に移動し、球型測定子１ｆが加工面Ｗａから完全に離れると、前述したようにプローブＰｒは、プローブＰｒの軸方向に接触圧Ｔは加速度運動を開始する。そして、プローブＰｒがあらかじめ設定された軸方向速度に到達した時点の座標を一方の検知座標（Ｙ座標）として記憶する。
【００６３】
次に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を移動させて、プローブＰｒの球型測定子１ｆをアプローチ位置ＡＰ’に再度位置決めし、球型測定子１ｆが前述の方向とは反対方向（下側方向）に加工面Ｗａと相対移動するようにＹ軸を駆動する。そして、同様にプローブＰｒがあらかじめ設定された軸方向速度に到達した時点の座標を他方の検知座標（Ｙ座標）として記憶する。なお、加工面Ｗａのアプローチ位置ＡＰ’は同一地点であることに限定されなくてもよい。つまり、反対方向にプローブＰｒを相対移動させてワークＷの端面を検出する際には、一方向にプローブＰｒを移動させた際の移動の直線上であってワークＷの加工面Ｗａ内であればよい。
【００６４】
こうして求められた２つのＹ座標値を加算し２で割れば、ワークＷの加工面Ｗａの垂直方向（Ｙ軸方向）の中間座標が求められる。この座標は加工面Ｗａの垂直方向の中心位置、すなわち、Ｙ軸中心座標を表すものとなる。なお、前記２つの検知座標である２つのＹ座標値はＹ軸を反対方向に駆動することによって得られた値であるので、２つのＹ座標値を加算する処理によって、Ｙ軸の駆動系が有するバックラッシなどの機械誤差が相殺される。これによって、Ｙ軸中心座標を精度よく求めることができる。  
図９（ｂ）〜（ｅ）に示されるように、本発明のワークの端面検出方法は、プローブＰｒをワークＷから相対的に離していく方向の動作であるから、プローブＰｒとワークＷの衝突の危険がなくなり、高価な機上計測装置１やワークＷの破損を防止できる。
【００６５】
図１０は、本発明の実施形態において、ワークＷが円柱形状でその加工面Ｗａの中心座標を求めワークＷの基準位置として設定する場合の説明図である。この例も図６に示されるように、加工面Ｗａが垂直面となるように取り付けられる。加工面Ｗａは水平軸のＸ軸と垂直軸のＹ軸に対して線対称である。そして、図９を用いてワークＷが直方体の場合と同様に、ワークＷの加工面Ｗａの端面の検出動作を行う。そして、水平方向（Ｘ軸方向）の検知座標と、垂直方向（Ｙ軸方向）の検知座標を検出し、水平方向と垂直方向で得られた検知座標のそれぞれの中間点を求めれば、円柱形状のワークＷの加工面ＷａのＸ座標とＹ座標の中心座標が求まる。
【００６６】
また、円柱形状のワークＷにおいても直方体のワークＷと同様に、Ｘ軸、Ｙ軸の駆動系が有するバックラッシなどの機械誤差が相殺され、プローブＰｒをワークＷから相対的に離していく方向の動作であるから、プローブＰｒとワークＷの衝突の危険がなくなり、高価な機上計測装置１やワークＷの破損を防止できる。
【００６７】
このようにして求めたワークＷの中心座標を基準位置として設定すれば、機上計測装置１のプローブＰｒの球形測定子１ｆの先端位置と工具刃先位置の対応を確立することができる。例えば、加工プログラムの座標系の原点をワーク中心位置とすれば、設定した座標を原点とすることによって、球形測定子１ｆの先端位置と工具刃先位置は同じ位置を示すものとなり、正確な補正加工を実行できる。
【００６８】
図１１は、本発明の実施形態におけるワークの基準位置設定処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。  
工作機械に、機械の座標系の軸とワークＷの対称線が平行となるようにワークＷを取り付け、機上計測装置１のプローブＰｒの中心軸がワークＷの加工面に対して垂直となるように配置し、かつ、実行する加工プログラムを数値制御装置８に入力した後、ワークＷの基準位置設定指令を図示省略した手動入力装置などを用いて数値制御装置に入力すると、数値制御装置８の数値制御部８ａ（図７参照）のプロセッサは、図１１に示す処理を開始する。
【００６９】
●［ステップＳ１］まず、入力された加工プログラムにより、ワークＷの加工面における２つの対称線と平行な線を第１のアプローチ線（この実施形態では、第１のアプローチ線は水平線のＸ軸と平行な線である）、第２のアプローチ線（この実施形態では、第２のアプローチ線は垂直線のＹ軸と平行な線である）とし、第１のアプローチ線と第２のアプローチ線上で、ワークＷの加工面Ｗａの水平方向の２つのアプローチ位置、ワークＷの加工面Ｗａの垂直方向の２つのアプローチ位置を求めステップＳ２へ移行する。
●［ステップＳ２］ステップＳ１で求めた水平方向の第１のアプローチ線の一方のアプローチ位置にプローブＰｒを移動させ、球形測定子１ｆを接触圧Ｔで接触させて位置決めする。
【００７０】
●［ステップＳ３］ワークＷの一端面に向かってプローブＰｒを水平方向に移動させる。すなわち、Ｘ軸のモータ９５ｘを駆動し、Ｘ軸のテーブルを移動させてプローブＰｒの球型測定子１ｆをワークＷの加工面Ｗａを倣いながらワークＷの一端に向かって相対的に移動させる。
●［ステップＳ４］そして、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたか否かを判断する。
●［ステップＳ５］ステップＳ４で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された場合には、プローブＰｒの移動を停止する。つまり、Ｘ軸のモータ９５ｘの駆動を停止し、Ｘ軸テーブルの移動を止める。この時点では、プローブＰｒの球型測定子１ｆはワークＷから完全に離脱している。
【００７１】
●［ステップＳ６］ステップＳ４で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された時の移動軸の座標、すなわち、Ｘ座標を検知座標としてレジスタＲ１に記憶する。
●［ステップＳ７］プローブＰｒをワークＷと接触しないように退避させ、ステップＳ１で求めた水平方向の他方の測定アプローチ位置でプローブＰｒの球型測定子１ｆを接触圧Ｔで接触させて位置決めする。
●［ステップＳ８］ワークＷの他端面に向かってプローブＰｒを水平方向に移動させる。すなわち、Ｘ軸のモータ９５ｘを駆動し、Ｘ軸のテーブルを移動（ステップＳ３でのＸ軸のテーブルの移動と反対方向）させてプローブＰｒの球型測定子１ｆをワークＷの加工面Ｗａを倣いながらワークＷの他端に向かって相対的に移動させる。なお、プローブＰｒを相対的に移動させる速度は一方方向の移動とその反対方向の移動とで同一である。
【００７２】
●［ステップＳ９］そして、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたか否かを判断する。
●［ステップＳ１０］ステップＳ９で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された場合には、プローブＰｒの移動を停止する。つまり、Ｘ軸のモータ９５ｘの駆動を停止し、Ｘ軸テーブルの移動を止める。この時点では、プローブＰｒの球型測定子１ｆはワークＷから完全に離脱している。
●［ステップＳ１１］ステップＳ９で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された時の移動軸の座標、すなわち、Ｘ座標を検知座標としてレジスタＲ２に記憶する。
【００７３】
●［ステップＳ１２］プローブＰｒを退避し、ステップＳ１で求めた垂直方向の第２のアプローチ線の一方のアプローチ位置にプローブＰｒを移動させ、球形測定子１ｆを接触圧Ｔで接触させて位置決めする。
●［ステップＳ１３］ワークＷの一端面に向かってプローブＰｒを垂直方向に移動させる。すなわち、Ｙ軸のモータ９５ｙを駆動し、Ｘ軸のテーブルを移動させてプローブＰｒの球型測定子１ｆをワークＷの加工面Ｗａを倣いながらワークＷの一端に向かって相対的に移動させる。
●［ステップＳ１４］そして、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたか否かを判断する。
【００７４】
●［ステップＳ１５］ステップＳ１４で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された場合には、プローブＰｒの移動を停止する。つまり、Ｙ軸のモータ９５ｙの駆動を停止し、Ｙ軸テーブルの移動を止める。この時点では、プローブＰｒの球型測定子１ｆはワークＷから完全に離脱している。
●［ステップＳ１６］ステップＳ１４で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された時の移動軸の座標、すなわち、Ｙ座標を検知座標としてレジスタＲ３に記憶する。
●［ステップＳ１７］プローブＰｒをワークＷと接触しないように退避させ、ステップＳ１で求めた垂直方向の第２のアプローチ線の他方の測定アプローチ位置でプローブＰｒの球型測定子１ｆを接触圧Ｔで接触させて位置決めする。
【００７５】
●［ステップＳ１８］ワークＷの他端面に向かってプローブＰｒを垂直方向に移動させる。すなわち、Ｙ軸のモータ９５ｙを駆動し、Ｙ軸のテーブルを移動（ステップＳ１３でのＹ軸のテーブルの移動と反対方向）させてプローブＰｒの球型測定子１ｆをワークＷの加工面Ｗａを倣いながらワークＷの他端に向かって相対的に移動させる。
●［ステップＳ１９］そして、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたか否かを判断する。
●［ステップＳ２０］ステップＳ１９で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された場合には、プローブＰｒの移動を停止する。つまり、Ｙ軸のモータ９５ｙの駆動を停止し、Ｘ軸テーブルの移動を止める。この時点では、プローブＰｒの球型測定子１ｆはワークＷから完全に離脱している。
【００７６】
●［ステップＳ２１］ステップＳ１９で、プローブＰｒの軸方向の移動速度が基準値を超えたと判断された時の移動軸の座標、すなわち、Ｙ座標を検知座標としてレジスタＲ４に記憶する。
●［ステップＳ２２］レジスタＲ１〜レジスタＲ４に記憶された検知座標よりワーク中心座標を求め、ワークＷの計測基準点として設定する。詳述すると、レジスタＲ１とレジスタＲ２に記憶される検知座標のＸ座標を加算し２で割ることによって、２つのＸ座標の中間座標を求める。また、レジスタＲ３とレジスタＲ４に記憶される検知座標のＹ座標を加算し、２つのＹ座標の中間座標を求める。
【００７７】
このＸ座標、Ｙ座標の中間座標は、ワークＷの中心座標を表すものであるから、このワークＷの中心座標をワークの基準位置として設定し、この基準位置設定処理を終了する。なお、水平方向両端の座標値の差を求め、この差の半分の値を小さいほうの座標値に加算した座標値をワークＷの水平方向の中心座標とし、垂直方向両端の座標値の差を求め、この差の半分の値を小さいほうの座標値に加算した座標値をワークＷの垂直方向の中心座標としてワークＷの中心座標を求め、ワークＷの基準位置として設定してもよい。
【００７８】
こうして設定されたワークＷの基準位置に基づいて、プローブＰｒのスタイラス１ｅの先端に取り付けられた球型測定子１ｆの先端をワーク面に接触させ、機上計測装置によりワークＷを工作機械上で計測する。このワークＷの基準位置を介して、球型測定子１ｆの先端と刃物の刃先が関係づけられることから、計測した形状に基づいて補正加工が明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態で用いられる機上計測装置の要部断面図である。
【図２】ワークの加工面（計測面）にプローブが接触した状態で、ワークＷの両端に向けて移動しワークＷから離れることを示している。
【図３】本発明の測定原理を説明する図である。
【図４】プローブがワークの端面から離れる際の様子を詳細に説明する図である。
【図５】本発明の実施形態で用いられる５軸の可動部を説明する図である。
【図６】機上計測装置からの位置検出信号と工作機械の各駆動軸からの位置検出信号を数値制御装置に入力する工作機械の概略構成図である。
【図７】図６に示される工作機械において、工作機械の各可動軸と機上計測装置からの信号が数値制御装置により同時にフィードバック制御されることを説明する図である。
【図８】本発明の実施形態に用いられているインタフェースを示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態において、ワークが直方体でその加工面の中心座標を求めワークの基準位置として設定する場合の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態において、ワークが円柱でその加工面の中心座標を求めワークの基準位置として設定する場合の説明図である。
【図１１】本発明の実施形態におけるワークの基準位置設定処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
Ｐｒ  プローブ
１ｂ  プローブ本体
１ｅ  スタイラス
１ｆ  球型測定子
Ｗ  ワーク
Ｗａ  加工面
ＡＰ  アプローチ位置
ＲＥ  右端面位置
ＬＥ  左端面位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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