(57)【要約】【課題】高精度センサのみを用いた場合と比較して短時間で測定することができると共に、所定の箇所に対して高精度に測定することができる工作機械のワーク形状測定装置を提供することにある。【解決手段】広範囲に亘って測定可能な広範囲センサ１１と、このセンサ１１により測定されたデータに基づき、ワーク１の概略３次元形状を作成する第一のワークモデル作成器１３と、高精度に測定可能な高精度センサ１２と、このセンサ１２により測定されたデータに基づき、ワーク１の高精度３次元形状を作成する第二のワークモデル作成器１４と、ワーク１の概略３次元形状とワーク１の高精度３次元形状に基づき、当該ワーク１の概略３次元形状にてワーク１の高精度３次元形状と一致する箇所を当該ワーク１の高精度３次元形状に置き換えてワーク１の全体３次元形状を作成するワークモデル結合器１５とを備えた。【選択図】図１
2010201582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のテーブルに固定したワークの形状を測定する工作機械のワーク形状測定装置であって、
広範囲に亘って測定可能な広範囲測定手段と、
前記広範囲測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの概略３次元形状を作成する第一のワーク形状作成手段と、
高精度に測定可能な高精度測定手段と、
前記高精度測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの高精度３次元形状を作成する第二のワーク形状作成手段と、
前記ワークの概略３次元形状と前記ワークの高精度３次元形状とに基づき、前記ワークの概略３次元形状にて前記ワークの高精度３次元形状と一致する箇所を当該ワークの高精度３次元形状に置き換えてワークの全体３次元形状を作成する第三のワーク形状作成手段とを備えた
ことを特徴とする工作機械のワーク形状測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載された工作機械のワーク形状測定装置であって、
前記ワークの概略３次元形状を表示するワーク形状表示手段と、
前記ワーク形状表示手段に表示された前記ワークの概略３次元形状にて、前記高精度測定手段による測定箇所を指定する測定箇所指定手段とをさらに備える
ことを特徴とする工作機械のワーク形状測定装置。
【請求項３】
工作機械のテーブルに固定したワークの形状を測定する工作機械のワーク形状測定装置であって、
広範囲に亘って測定可能な広範囲測定手段と、
前記広範囲測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの概略３次元形状を作成する第一のワーク形状作成手段と、
高精度に測定可能な高精度測定手段と、
前記高精度測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの高精度３次元形状を作成する第二のワーク形状作成手段と、
前記第一のワーク形状作成手段で作成した前記ワークの概略３次元形状、および前記高精度測定手段の形状に関するデータに基づき、前記ワークと前記高精度測定手段の干渉を判定する干渉判定手段とを備えた
ことを特徴とする工作機械のワーク形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械において、被加工物であるワークの形状を測定する形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、ラムに取付けられた工具により、テーブルに固定された被加工物であるワークを所定形状に加工している。テーブルは水平方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能に設けられている。ラムは鉛直方向（Ｚ軸方向）に往復移動可能に設けられている。このラムは、サドルに支持されている。テーブルの両側にコラムが設けられ、これらコラムの上部にはクロスレールが掛渡されている。このクロスレールには、前述したサドルがＸ軸方向に直交する水平方向（Ｙ軸方向）に往復移動自在に支持されている。そして、各軸の移動がモータにより行われ、各軸のモータはＮＣ（数値制御装置）により制御されている。
【０００３】
このような工作機械において、ＮＣ制御加工を行う場合、ＮＣにワークの３次元形状に関するデータを予め入力しておくことがある。ところが、このデータの作成には多大な労力と時間を要する。そこで、このようなワークの３次元形状に関するデータを容易に作成する装置が種々開発されている。例えば、特許文献１には、ワーク形状測定器でワークなどの位置を測定する手法が開示されており、この手法で測定したデータをＮＣに入力するワークの３次元形状に関するデータとして用いることが考えられる。
【０００４】
また、上述した工作機械において、ＮＣ制御加工を行う場合には、ＮＣプログラムのミスやワークの取付けミスなどにより、ワークと工作機械の機械部分（例えば、工具やラムなど）が干渉する虞がある。そして、このような干渉を未然に防止する方法として、例えば、特許文献１には、ワーク形状測定器でワークなどの位置を測定し、測定したデータに基づき求められたワーク形状とＮＣプログラムの移動指令に従って移動したときのワークおよび工作機械の機械部分の干渉をチェックする手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４８２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した、ワーク形状測定器でワークの位置を測定する手法では、ワークの形状を測定することができるものの、一つのワーク形状測定器では短時間の測定と高精度の測定の両立ができず、ワーク形状測定器として高精度センサを用いた場合には、当該センサの測定範囲が狭いため、ワークの測定時間が多大になってしまう。他方、広範囲センサを用いた場合には、測定範囲が広く、ワークの測定時間が高精度センサを用いた場合と比較して短くなるものの、ワーク形状の測定精度が高精度センサを用いた場合と比較して低下してしまう。そして、この広範囲センサで得られたワークの３次元形状は、ＮＣへ入力するのに必要なワークの３次元形状の精度よりも低かった。
【０００７】
また、上述したワークと工作機械の機械部分の干渉をチェックする手法では、ワークと工作機械の機械部分の衝突を未然に防ぐことができるものの、ワーク形状測定器として高精度センサを用いた場合、当該センサの測定範囲が狭く、当該センサがワークに近接した位置に配置した状態で測定する機器であるため、高精度センサとワークが干渉してしまう可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、高精度センサのみを用いた場合と比較して短時間で測定することができると共に、所定の箇所に対して高精度に測定することができる工作機械のワーク形状測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上述した問題に鑑み提案されたもので、ワークと高精度センサとの干渉を回避することができる工作機械のワーク形状測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決する第１の発明に係る工作機械のワーク形状測定装置は、
工作機械のテーブルに固定したワークの形状を測定する工作機械のワーク形状測定装置であって、
広範囲に亘って測定可能な広範囲測定手段と、
前記広範囲測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの概略３次元形状を作成する第一のワーク形状作成手段と、
高精度に測定可能な高精度測定手段と、
前記高精度測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの高精度３次元形状を作成する第二のワーク形状作成手段と、
前記ワークの概略３次元形状と前記ワークの高精度３次元形状とに基づき、前記ワークの概略３次元形状にて前記ワークの高精度３次元形状と一致する箇所を当該ワークの高精度３次元形状に置き換えてワークの全体３次元形状を作成する第三のワーク形状作成手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第２の発明に係る工作機械のワーク形状測定装置は、
第１の発明に係る工作機械のワーク形状測定装置であって、
前記ワークの概略３次元形状を表示するワーク形状表示手段と、
前記ワーク形状表示手段に表示された前記ワークの概略３次元形状にて、前記高精度測定手段による測定箇所を指定する測定箇所指定手段とをさらに備える
ことを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第３の発明に係る工作機械のワーク形状測定装置は、
工作機械のテーブルに固定したワークの形状を測定する工作機械のワーク形状測定装置であって、
広範囲に亘って測定可能な広範囲測定手段と、
前記広範囲測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの概略３次元形状を作成する第一のワーク形状作成手段と、
高精度に測定可能な高精度測定手段と、
前記高精度測定手段により測定されたデータに基づき、前記ワークの高精度３次元形状を作成する第二のワーク形状作成手段と、
前記第一のワーク形状作成手段で作成した前記ワークの概略３次元形状、および前記高精度測定手段の形状に関するデータに基づき、前記ワークと前記高精度測定手段の干渉を判定する干渉判定手段とを備えた
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置によれば、上述した構成にすることで、所定の箇所に対してのみ高精度測定手段でワークの３次元形状を測定し、これ以外の箇所については、広範囲測定手段によりワークの３次元形状を測定することができ、高精度測定手段のみを用いた場合と比べて測定時間を短縮することができる。また、ワークの３次元形状に関するデータを予め用意する必要が無く、所定の箇所にあっては高精度に測定できる。
【００１４】
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置によれば、ワークの概略３次元形状に関するデータ、および高精度測定手段の形状に関するデータに基づき、ワークと高精度測定手段の干渉を判定する干渉判定手段を具備することで、ワークと高精度測定手段との干渉を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置のブロック図である。
【図２】本発明の第一番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置の制御フローを示す図である。
【図３】本発明の第一番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置の説明図であり、図３（ａ）にラムに広範囲センサを取付けた状態を示し、図３（ｂ）に広範囲センサの測定データに基づくワークの概略形状を示し、図３（ｃ）にラムに高精度センサを取付けた状態を示し、図３（ｄ）にワークモデル結合器で作成したワークの全体形状を示す。
【図４】本発明の第二番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置のブロック図である。
【図５】本発明の第二番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置の制御フローを示す図である。
【図６】本発明の第二番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置の説明図であり、図６（ａ）にラムに広範囲センサを取付けた状態を示し、図６（ｂ）に広範囲センサの測定データに基づくワークの概略形状を示し、図６（ｃ）にラムに高精度センサを取付けた状態を示し、図６（ｄ）に高精度センサの測定データに基づくワークの高精度形状を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置の各実施形態について、詳細に説明する。
【００１７】
［第一番目の実施形態］
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置の第一番目の実施形態について、図１および図２ならびに図３を参照して説明する。
図１は、本発明の第一番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置のブロック図であり、図２は、ワーク形状測定装置の制御フローを示す図である。図３は、本発明の第一番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置の説明図であり、図３（ａ）にラムに広範囲センサを取付けた状態を示し、図３（ｂ）に広範囲センサの測定データに基づくワークの概略形状を示し、図３（ｃ）にラムに高精度センサを取付けた状態を示し、図３（ｄ）にワークモデル結合器で作成したワークの全体形状を示す。
【００１８】
本実施形態では、広範囲センサと高精度センサとを併用して、工作機械のテーブルに固定したワークの形状を測定する場合について説明する。
【００１９】
本実施形態に係る工作機械は、例えば図３に示すように、門型の工作機械であって、水平方向（図中紙面に垂直な方向：Ｘ軸方向）に往復移動するテーブル２と、テーブル２の両側に設けられたコラム３とを有する。これらコラム３の上部にはクロスレール４が渡され、このクロスレール４にはサドル５がＸ軸方向に直交する水平方向（図中左右方向：Ｙ軸方向）に往復移動自在に支持されている。このサドル５にはラム６が鉛直方向（図中上下方向：Ｚ軸方向）に往復移動自在に支持されている。なお、符号１は、被加工物であるワークを示し、符号１７は、衝突防止装置を示す。
【００２０】
そして、この工作機械は、ワーク形状測定装置を有する。このワーク形状測定装置は、図１に示すように、広範囲センサ（広範囲測定手段）１１、高精度センサ（高精度測定手段）１２、第一のワークモデル作成器（第一のワーク形状作成手段）１３、第二のワークモデル作成器（第二のワーク形状作成手段）１４、ワークモデル結合器（第三のワーク形状作成手段）１５、ワーク形状の表示器および測定箇所指定器（ワーク形状表示手段および測定箇所指定手段）１６を具備する。
【００２１】
広範囲センサ１１は、高精度センサ１２と比べて測定精度が低い機器であり、高精度センサ１２の測定範囲Ｖ12と比べて測定範囲Ｖ11が広く、広範囲に亘って測定可能な機器である（図３（ａ）および図３（ｃ）参照）。広範囲センサ１１としては、レーザや電波などを利用して測定する機器が挙げられる。この広範囲センサ１１は、アーバ（図示せず）を介して工作機械のラム６に着脱自在になっている。広範囲センサ１１は、ワーク１の測定データを第一のワークモデル作成器１３へ出力している。
【００２２】
高精度センサ１２は、広範囲センサ１１の測定範囲Ｖ11と比べて測定範囲Ｖ12が狭い機器であり、広範囲センサ１１と比べて測定精度が高く、高精度に測定可能な機器である（図３（ａ）および図３（ｃ）参照）。高精度センサ１２としては、レーザや電波などを利用して測定する機器が挙げられる。この高精度センサ１２は、アーバ（図示せず）を介して工作機械のラム６に着脱自在になっている。高精度センサ１２は、ワーク１の測定データを第二のワークモデル作成器１４へ出力している。また、高精度センサ１２は、詳細については後述するデータＤ１２に基づき指定された、ワーク１の概略３次元形状における測定箇所のみを測定する機能を有する。
【００２３】
第一のワークモデル作成器１３は、広範囲センサ１１で得られたワーク１のデータに基づきワーク１の概略３次元形状を作成する機器である。第一のワークモデル作成器１３は、作成したワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ１をワークモデル結合器１５へ出力している。さらに、第一のワークモデル作成器１３は、ワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ１１をワーク形状の表示器および測定箇所指定器１６へ出力している。
【００２４】
第二のワークモデル作成器１４は、高精度センサ１２で得られたワーク１のデータに基づきワーク１の高精度３次元形状を作成する機器である。第二のワークモデル作成器１４は、作成したワーク１の高精度３次元形状に関するデータＤ２をワークモデル結合器１５へ出力している。
【００２５】
ワークモデル結合器１５は、データＤ１およびデータＤ２に基づき、ワーク１の概略３次元形状にて、ワーク１の高精度３次元形状と一致する箇所を当該ワーク１の高精度３次元形状に置き換えてワーク１の全体３次元形状を作成する機器である。ワークモデル結合器１５は、作成したワーク１の全体３次元形状に関するデータＤ３を衝突防止装置１７へ出力している。
【００２６】
ワーク形状の表示器および測定箇所指定器１６は、データＤ１１を表示する機能と、表示されたワーク１の概略３次元形状にて測定箇所（測定領域）を指定する機能とを有する。このワーク形状の表示器および測定箇所指定器１６は、指定した測定箇所に関するデータＤ１２を高精度センサ１２へ出力している。
【００２７】
衝突防止装置１７は、データＤ３によるワーク１の全体３次元形状や図示しない数値制御装置のＮＣプログラムに基づき、ワーク１と工作機械の機械部分（例えば、工具（図示せず）やラム６など）や工作機械の機械部分同士（例えば、工具とテーブル２）の干渉をチェックする機器である。この衝突防止装置１７は、ワーク１の全体３次元形状と工作機械の機械部分や工作機械の機械部分同士が干渉すると判定した場合には、例えば、警報装置（図示せず）を作動してアラームを発生させることができる。
【００２８】
ここで、上述した構成の工作機械のワーク形状測定装置の制御フローについて、図２および図３を参照して具体的に説明する。この制御フローにおいては、工作機械のテーブル２にワーク１を予め固定していると共に、広範囲センサ１１および高精度センサ１２がラム６に装着可能な状態になっている。ここでは、ワーク１の中央部分を高精度センサ１２で測定する場合について説明する。
【００２９】
図２に示すように、最初に、ステップＳ１１にて、工作機械のラム６に広範囲センサ１１を装着し、この広範囲センサ１１を用いてワーク１の形状を測定する。そして、この広範囲センサ１１は、得られたデータを第一のワークモデル作成器１３へ出力する。
【００３０】
続いて、ステップＳ１２にて、第一のワークモデル作成器１３は、上述したデータ（広範囲センサ１１で得られたデータ）に基づきワーク１の概略３次元形状を作成する。例えば、図３（ｂ）に示すように、第一のワークモデル作成器１３は、ワーク１の実際の形状に対し少し大きい形状である、ワーク１の概略３次元形状Ｍ１１を作成する。そして、第一のワークモデル作成器１３は、ワーク１の概略３次元形状Ｍ１１に関するデータＤ１をワークモデル結合器１５へ出力する。また、第一のワークモデル作成器１３は、ワーク１の概略３次元形状Ｍ１１に関するデータＤ１１をワーク形状の表示器および測定箇所指定器１６へ出力する。
【００３１】
続いて、ステップＳ１３にて、ワーク形状の表示器および測定箇所指定器１６でステップ１２にて得られたワークモデル（ワーク１の概略３次元形状Ｍ１１）を確認し、ワークモデルの高精度化が必要な部分、ここでは、ワーク１の中央部分を選択する（指定する）。ワーク形状の表示器および測定箇所指定器１６は、指定した測定箇所に関するデータＤ１２を高精度センサ１２へ出力する。
【００３２】
続いて、ステップＳ１４にて、工作機械のラム６に高精度センサ１２を装着し、この高精度センサ１２を用いて、ステップＳ１３で得られたデータ１２に基づき高精度化が必要な箇所に関し、ワーク１の形状を測定する。そして、高精度センサ１２は、得られたデータを第二のワークモデル作成器１４へ出力する。
【００３３】
続いて、ステップＳ１５にて、第二のワークモデル作成器１４は、上述したデータ（高精度センサ１２で得られたデータ）に基づきワーク１の高精度３次元形状を作成する。例えば、図３（ｄ）に示すように、第二のワークモデル作成器１４は、ワーク１の実際の形状と一致する形状である、ワーク１の高精度３次元形状Ｍ１２を作成する。そして、第二のワークモデル作成器１４は、ワーク１の高精度３次元形状Ｍ１２に関するデータＤ２をワークモデル結合器１５へ出力する。
【００３４】
続いて、ステップＳ１６にて、ワークモデル結合器１５は、第一のワークモデル作成器１３で作成したワーク１の概略３次元形状Ｍ１１と、第二のワークモデル作成器１４で作成したワーク１の高精度３次元形状Ｍ１２を結合して、ワーク１の全体３次元形状を作成する。具体的には、ワークモデル結合器１５は、ワーク１の概略３次元形状Ｍ１１とワーク１の高精度３次元形状Ｍ１２に基づき、ワーク１の概略３次元形状Ｍ１１にてワーク１の高精度３次元形状Ｍ１２と一致する箇所を当該ワーク１の高精度３次元形状Ｍ１２に置き換えてワーク１の全体３次元形状を作成する（例えば、図３（ｄ）参照）。
【００３５】
したがって、本実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置によれば、所定の箇所に対してのみ高精度センサ１２でワーク１の３次元形状を測定し、これ以外の箇所については、広範囲センサ１１によりワーク１の３次元形状を測定したことで、高精度センサ１２のみを用いた場合と比べて測定時間を短縮することができる。また、ワーク１の３次元形状に関するデータを予め用意する必要が無く、所定の箇所にあっては高精度に測定できる。
【００３６】
［第二番目の実施形態］
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置の第二番目の実施形態について、図４および図５ならびに図６を参照して具体的に説明する。
図４は、本発明の第二番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置のブロック図であり、図５は、ワーク形状測定装置の制御フローを示す図である。図６は、本発明の第二番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置の説明図であり、図６（ａ）にラムに広範囲センサを取付けた状態を示し、図６（ｂ）に広範囲センサの測定データに基づくワークの概略形状を示し、図６（ｃ）にラムに高精度センサを取付けた状態を示し、図６（ｄ）に高精度センサの測定データに基づくワークの高精度形状を示す。
【００３７】
本実施形態では、広範囲センサと高精度センサと干渉チェック器を具備し、広範囲センサで測定して求められたワークの概略３次元形状に関するデータ、高精度センサの３次元形状に関するデータ、工作機械の機械部分の３次元形状に関するデータに基づき高精度センサでワークの高精度３次元形状を測定する場合について説明する。また、本実施形態は、上述した第一番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置と同様に、門型の工作機械に適用した場合であり、これと同一機器には同一符号を付記しその説明を省略する。
【００３８】
本実施形態に係る工作機械はワーク形状測定装置を有する。このワーク形状測定装置は、図４に示すように、広範囲センサ（広範囲測定手段）２１、高精度センサ（高精度測定手段）２２、干渉チェック器２７、ＮＣ（数値制御装置）３０、移動制御機構４０などを具備する。
【００３９】
ＮＣ３０は、ＮＣプログラムＤ２４を入力するＮＣプログラム入力器３１と、入力されたＮＣプログラムＤ２４を変換し、変換したデータを移動制御機構４０の移動指令作成器４１へ出力するＮＣプログラム解釈器３２とを有する。ＮＣプログラムＤ２４としては、広範囲センサ２１の移動軌跡用のプログラム、高精度センサ２２の移動軌跡用のプログラムなどが挙げられる。
【００４０】
移動制御機構４０は、移動指令作成器４１とパルス分配器４２とサーボアンプ４３とモータ４４とを具備する。移動指令作成器４１は、ＮＣプログラム解釈器３２から出力されたデータに基づき、移動指令を作成する機器であり、作成した移動指令をパルス分配器４２へ逐次出力している。さらに、移動指令作成器４１は、作成した移動指令に関するデータＤ２５を干渉チェック器２７へも逐次出力している。パルス分配器４２は、前述した移動指令に基づき、各軸のモータ４４を制御するサーボアンプ４３に分配する機器である。サーボアンプ４３は、各軸にあり、Ｘ軸サーボアンプ４３ａと、Ｙ軸サーボアンプ４３ｂと、Ｚ軸サーボアンプ４３ｃとを有する。モータ４４も各軸にあり、Ｘ軸モータ４４ａと、Ｙ軸モータ４４ｂと、Ｚ軸モータ４４ｃとを有する。
【００４１】
広範囲センサ２１は、高精度センサ２２と比べて測定精度が低い機器であり、高精度センサ２２の測定範囲Ｖ22と比べて測定範囲Ｖ21が広く、広範囲に亘って測定可能な機器である（図６（ａ）および図６（ｃ）参照）。広範囲センサ２１としては、レーザや電波などを利用して測定する機器が挙げられる。この広範囲センサ２１は、アーバ（図示せず）を介して工作機械のラム６に着脱自在になっている。広範囲センサ２１は、ワーク１の測定データを第一のワークモデル作成器２４へ出力している。
【００４２】
高精度センサ２２は、ワーク１の形状を測定する機器であり、広範囲センサ２１の測定範囲Ｖ21と比べて測定範囲Ｖ22が狭い機器であると共に、広範囲センサ２１と比べて測定精度が高く、高精度に測定可能な機器である（図６（ａ）および図６（ｃ）参照）。高精度センサ２２としては、レーザや電波などを利用して測定する機器が挙げられる。この高精度センサ２２は、アーバ（図示せず）を介して工作機械のラム６に着脱自在になっている。高精度センサ２２は、ワーク１の測定データを第二のワークモデル作成器２５へ出力している。
【００４３】
第一のワークモデル作成器２４は、広範囲センサ２１で得られたワーク１のデータに基づきワーク１の概略３次元形状を作成する機器であり、作成したワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ２１をワーク形状記憶器２６へ出力している。
【００４４】
第二のワークモデル作成器２５は、高精度センサ２２で得られたワーク１のデータに基づきワーク１の高精度３次元形状を作成する機器であり、作成したワーク１の高精度３次元形状に関するデータＤ２２をワーク形状記憶器２６へ出力している。
【００４５】
ワーク形状記憶器２６は、データＤ２１およびデータＤ２２を記憶する機器である。具体的には、ワーク形状記憶器２６は、第一のワークモデル作成器２４からのデータＤ２１が入力されると、このデータＤ２１を記憶し、このデータＤ２１の後に、第二のワークモデル作成器２５からデータＤ２２が入力されると、記憶していたデータＤ２１を前記データＤ２２に置き換えて記憶している。そして、ワーク形状記憶器２６は、記憶したデータＤ２３を干渉チェック器２７へ出力している。
【００４６】
干渉チェック器２７は、ワーク形状記憶器２６および移動指令作成器４１の他に、高精度センサの３次元形状記憶器５１および工作機械の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）の３次元形状記憶器５２とも接続している。これにより、干渉チェック器２７には、データＤ２３およびデータＤ２５の他に、高精度センサ２２の３次元形状に関するデータＤ２６および工作機械の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）の３次元形状に関するデータＤ２７も入力される。
【００４７】
干渉チェック器２７は、高精度センサ２２によりワーク形状の測定を開始すると、上述したデータＤ２３，Ｄ２５，Ｄ２６，Ｄ２７に基づき、高精度センサ２２とワーク１の干渉の有無、高精度センサ２２と工作機械の機械部分の干渉の有無を判定している。干渉有りと判定した場合には、アラーム発生器２８によりアラームを発生している。他方、干渉無しと判定した場合には、高精度センサ２２によるワーク形状の測定を行いつつ、上述した干渉の有無の判定を継続して行っている。
【００４８】
ここで、上述した構成の工作機械のワーク形状測定装置の制御フローについて、図５および図６を参照して具体的に説明する。この制御フローにおいては、工作機械のテーブル２にワーク１を予め固定していると共に、広範囲センサ２１および高精度センサ２２が工作機械のラム６に装着可能な状態になっている。ここでは、ワーク１の全体を高精度センサ２２で測定する場合について説明する。
【００４９】
図５に示すように、最初に、ステップＳ２１にて、工作機械のラム６に広範囲センサ２１を装着し、この広範囲センサ２１を用いてワーク１の形状を測定する。そして、この広範囲センサ２１は、得られたデータを第一のワークモデル作成器２４へ出力する。
【００５０】
続いて、ステップＳ２２にて、第一のワークモデル作成器２４は、上述したデータ（広範囲センサ２１で得られたデータ）に基づきワーク１の概略３次元形状を作成する。例えば、図６（ｂ）に示すように、第一のワークモデル作成器２４は、ワーク１の実際の形状に対し少し大きい形状である、ワーク１の概略３次元形状Ｍ２１を作成する。
【００５１】
続いて、ステップＳ２３にて、第一のワークモデル作成器２４は、ワーク１の概略３次元形状Ｍ２１に関するデータＤ２１をワーク形状記憶器２６へ出力する。これにより、ワーク形状記憶器２６は、ワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ２１を記憶する。
【００５２】
続いて、ステップＳ２４にて、ワーク形状記憶器２６は、記憶したワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ２３を干渉チェック器２７へ出力する。なお、干渉チェック器２７には、高精度センサ２２の３次元形状に関するデータＤ２６、工作機械の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）の３次元形状に関するデータＤ２７が予め入力されている。
【００５３】
続いて、ステップＳ２５にて、高精度センサ２２によるワーク１の高精度３次元形状の測定を開始する。すなわち、広範囲センサ２１を工作機械のラム６から脱離する一方、高精度センサ２２を工作機械のラム６に装着し、この高精度センサ２２によりワーク形状の測定を開始する。なお、高精度センサ２２は、得られたデータを第二のワークモデル作成器２５へ出力している。
【００５４】
続いて、ステップＳ２６にて、干渉チェック器２７は、高精度サンサ２２の先行位置情報に関するデータＤ２５、すなわち、移動指令作成器４１から出力される高精度センサ２２の移動指令に関するデータＤ２５を読み込む。
【００５５】
続いて、ステップＳ２７にて、干渉チェック器２７は、高精度センサ２２とワーク１の干渉の有無、高精度センサ２２と工作機械の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）の干渉の有無を判定している。具体的には、干渉チェック器２７は、ワーク形状記憶器２６から出力されたデータＤ２３、高精度サンサ２２の先行位置情報に関するデータＤ２５、高精度センサ２２の３次元形状に関するデータＤ２６、工作機械の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）の３次元形状に関するデータＤ２７に基づき、高精度センサ２２とワーク１および工作機械の他の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具など）との干渉の有無を判定している。干渉チェック器２７が干渉有りと判定した場合には、ステップＳ２８に進む。他方、干渉チェック器２７が干渉無しと判定した場合には、ステップＳ３０に進む。
【００５６】
続いて、ステップＳ２８にて、干渉チェック器２７は、アラーム発生器２８によりアラームを発生する。
【００５７】
続いて、ステップＳ２９にて、高精度センサ２２の移動軌跡用のプログラムにて、干渉有りと判定した箇所に対応する部分を修正する。そして、修正したプログラムをＮＣプログラム入力器３１に入力し、ＮＣプログラム解釈器３２で作成したデータを移動指令作成器４１へ出力し、移動指令作成器４１で新たに作成されたデータＤ２５を干渉チェック器２７へ出力するようにしている。続いて、このステップＳ２９の処理が終了すると、ステップＳ２５へ戻る。言い換えると、干渉チェック器２７は、干渉有りと判定した場合には、アラーム発生器２８でアラームを発生する一方、修正したＮＣプログラムに基づく移動指令作成器４１からの新たなデータＤ２５、およびデータＤ２３，Ｄ２６，Ｄ２７に基づき、高精度センサ２２とワーク１および工作機械の他の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）との干渉の有無を再び判定している。
【００５８】
続いて、ステップＳ３０にて、干渉チェック器２７は、高精度センサ２２によるワーク１の形状の測定の終了の有無を判定する。具体的には、干渉チェック器２７は、移動指令作成器４１からのデータＤ２５の入力の有無を検出し、データＤ２５の入力が有る場合には、測定箇所があると判定し、ステップＳ２５に戻る。言い換えると、干渉チェック器２７は、高精度センサ２２によるワーク１の形状の測定が終了していないと判定した場合には、データＤ２３，Ｄ２５，Ｄ２６，Ｄ２７に基づき、高精度センサ２２とワーク１および工作機械の他の機械部分（例えば、テーブル２やワーク１の固定具（図示せず）など）との干渉の有無を継続して判定している。他方、データＤ２５の入力が所定時間経過しても無い場合には、高精度センサ２２によるワーク形状の測定が終了したと判定して、ステップＳ３１に進む。
【００５９】
続いて、ステップＳ３１にて、第二のワークモデル作成器２５は、上述したデータ（高精度センサ２２で得られたデータ）に基づきワーク１の高精度３次元形状を作成する。例えば、図６（ｄ）に示すように、第二のワークモデル作成器２５は、ワーク１の実際の形状と一致する形状である、ワーク１の高精度３次元形状Ｍ２２を作成する。
【００６０】
続いて、ステップＳ３２にて、第二のワークモデル作成器２５は、高精度３次元形状Ｍ２２に関するデータＤ２２をワーク形状記憶器２６へ出力している。そして、ワーク形状記憶器２６は、記憶していたデータＤ２３（ワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ２１）を前記データＤ２２に置き換えて記憶する。
【００６１】
続いて、ステップＳ３３にて、第二のワークモデル作成器２５は、記憶したデータＤ２３（ワーク１の高精度３次元形状に関するデータＤ２２）を干渉チェック器２７へ出力して、終了となる。
【００６２】
したがって、本実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置によれば、第一のワークモデル作成器２１で作成したワーク１の概略３次元形状に関するデータＤ２１、移動指令作成器４１で作成したデータ（高精度センサ２２の先行位置情報に関するデータ）Ｄ２５、高精度センサ２２の３次元形状に関するデータＤ２６に基づき、ワーク１と高精度センサ２２の干渉を判定する干渉チェック器２７を具備することで、ワーク１と高精度センサ２２との干渉を回避することができる。
【００６３】
干渉チェック器２７には、テーブル２やワーク１の固定具などの工作機械の機械部分の３次元形状に関するデータＤ２７も入力されるため、高精度センサ２２とテーブル２やワーク１の固定具などの工作機械の機械部分との干渉も回避することができる。
【００６４】
［他の実施形態］
上述した第一番目の実施形態では、第一のワークモデル作成器１３と第二のワークモデル作成器１４を具備する工作機械のワーク形状測定装置を用いて説明したが、広範囲センサ１１の測定データに基づきワーク１の概略３次元形状を作成する機能と、高精度センサ１２の測定データに基づきワーク１の高精度３次元形状を作成する機能の両方を併せ持つ一つのワークモデル作成器を具備する工作機械のワーク形状測定装置とすることも可能である。上述した第二番目の実施形態では、第一のワークモデル作成器２４と第二のワークモデル作成器２５を具備する工作機械のワーク形状測定装置を用いて説明したが、広範囲センサ２１の測定データに基づきワーク１の概略３次元形状を作成する機能と、高精度センサ２２の測定データに基づきワーク１の高精度３次元形状を作成する機能の両方を併せ持つ一つのワークモデル作成器を具備する工作機械のワーク形状測定装置とすることも可能である。これらのような工作機械のワーク形状測定装置であっても、上述した第一番目および第二番目の実施形態に係る工作機械のワーク形状測定装置と同様な作用効果を奏する。
【００６５】
上述した第二番目の実施形態では、高精度センサ２２とワーク１および工作機械の機械部分との干渉の有無を判定する場合について説明したが、工具とワークおよび工作機械の他の機械部分との干渉の有無を判定する場合に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置によれば、高精度センサのみを用いた場合と比較して短時間にて測定することができると共に、所定の箇所に対して高精度に測定することができるため、工作機械産業などで有益に利用することができる。
【００６７】
本発明に係る工作機械のワーク形状測定装置によれば、ワークと高精度センサとの干渉を回避することができるため、工作機械産業などで有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１          ワーク
２          テーブル
３          コラム
４          クロスレール
５          サドル
６          ラム
１１，２１  広範囲センサ
１２，２２  高精度センサ
１３，２４  第一のワークモデル作成器
１４，２５  第二のワークモデル作成器
１５        ワークモデル結合器
１６        ワーク形状の表示器および測定箇所指定器
１７        衝突防止装置
２６        ワーク形状記憶器
２７        干渉チェック器
２８        アラーム発生器
３０        ＮＣ（数値制御装置）
３１        ＮＣプログラム入力器
３２        ＮＣプログラム解釈器
４０        移動制御機構
４１        移動指令作成器
４２        パルス分配器
４３        サーボアンプ
４３ａ      Ｘ軸サーボアンプ
４３ｂ      Ｙ軸サーボアンプ
４３ｃ      Ｚ軸サーボアンプ
４４        モータ
４４ａ      Ｘ軸モータ
４４ｂ      Ｙ軸モータ
４４ｃ      Ｚ軸モータ
５１        高精度センサの３次元形状記憶器
５２        工作機械の機械部分の３次元形状記憶器
Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１〜Ｄ２３，Ｄ２５〜Ｄ２７  データ
Ｖ11，Ｖ12，Ｖ21，Ｖ22  測定範囲
【図１】
2010201582.tif 000003
【図２】
2010201582.tif 000004
【図３】
2010201582.tif 000005
【図４】
2010201582.tif 000006
【図５】
2010201582.tif 000007
【図６】
2010201582.tif 000008