(57)【要約】【課題】回転自在な回転体に支持される部材の回転中心を簡単に測定する。【解決手段】第１の回転体に支持される第１の部材の外周面と、第２の回転体に支持される第２の部材の外周面とを接触させ、当該接触したときの第１の回転体の位置情報を取得する第１のステップと、第１のステップの後、第１の回転体が第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って第１の部材を回転させるとともに、第２の回転体が第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って第２の部材を回転させて、第１のステップにおいて第１の部材と第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で第１の部材の外周面と第２の部材の外周面とを接触させ、当該接触したときの第１の回転体の位置情報を取得する第２のステップと、第１のステップの位置情報と、第２のステップの位置情報を算出する第３のステップとを有する。【選択図】        図１
2006349388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材と、第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材とにより、前記第２の部材の回転中心を測定する回転中心の測定方法であって、
第１の方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材の外周面と、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材の外周面とを接触させ、該接触したときの前記第１の回転体の位置情報を取得する第１のステップと、
前記第１のステップの後、前記第１の回転体が前記第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って前記第１の部材を回転させるとともに、前記第２の回転体が前記第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って前記第２の部材を回転させて、前記第１のステップにおいて前記第１の部材と前記第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で前記第１の部材の外周面と前記第２の部材の外周面とを接触させ、該接触したときの前記第１の回転体の位置情報を取得する第２のステップと、
前記第１のステップにおいて取得された前記第１の回転体の位置情報と、前記第２のステップにおいて取得された前記第１の回転体の位置情報との中点の位置情報を算出する第３のステップと
を有する回転中心の測定方法。
【請求項２】
ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材と、前記Ｚ軸方向と直交するＸＹ平面に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材とにより、前記第２の部材の回転中心を測定する回転中心の測定方法であって、
ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材の外周面と、前記Ｚ軸方向と直交するＸＹ平面に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材の外周面とを、前記第１の回転体が前記ＸＹ平面における所定の方向に沿って移動するのに伴って前記第１の部材を移動させて接触させ、該接触したときの前記第１の回転体のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する第１のステップと、
前記第１のステップの後、前記第１の回転体が前記第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って前記第１の部材を回転させるとともに、前記第２の回転体が前記第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って前記第２の部材を回転させて、前記第１のステップにおいて前記第１の部材と前記第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で前記第１の部材の外周面と前記第２の部材の外周面とを、前記第１の回転体が前記ＸＹ平面における前記所定の方向とは反対の方向に沿って移動するのに伴って前記第１の部材を移動させて接触させ、該接触したときの前記第１の回転体のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する第２のステップと、
前記第１のステップにおいて取得された前記第１の回転体の座標値と、前記第２のステップにおいて取得された前記第１の回転体の座標値との中点の座標値を算出する第３のステップと
を有する回転中心の測定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の回転中心の測定方法において、さらに、
前記第３のステップにおいて算出された前記中点の座標値と前記第１の部材の直径とに基づいて、前記中点と前記第１のステップにおいて前記第１の部材の外周面が接触した前記第２の部材の外周面の位置とを結ぶ直線の長さたる表面径を算出する第４のステップと、
前記第４のステップの後、前記第２の回転体が前記第２の回転軸を回転中心として９０°回転するのに伴って前記第２の部材を回転させ、前記第１のステップにおいて前記第１の部材と前記第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で前記第１の部材の端面と前記第２の部材の外周面とを、前記第１の回転体が前記Ｚ軸方向に沿って移動するのに伴って前記第１の部材を移動させて接触させ、該接触したときの前記第１の回転体のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する第５のステップと、
前記第５のステップにおいて取得された前記第１の回転体の座標値と前記第４のステップにおいて算出された前記表面径とに基づいて、前記第２の部材の回転中心のＺ軸方向における高さ位置を算出する第６のステップと
を有する回転中心の測定方法。
【請求項４】
第１の方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設される第１の回転体と、
前記第１の回転体に支持される第１の部材と、
前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設される第２の回転体と、
前記第２の回転体に支持される第２の部材と、
前記第１の回転体に支持される前記第１の部材と前記第２の回転体に支持される前記第２の部材との相対的な位置関係が三次元方向で変化可能なようにして前記第１の回転体と前記第２の回転体とをそれぞれ移動する移動手段と、
前記移動手段による前記第１の回転体と前記第２の回転体との移動を制御する制御手段と
を有し、
前記第１の回転体を前記第１の支持手段に支持させ、前記第２の回転体を前記第２の支持手段に支持させた後、前記制御手段により前記移動手段が制御され、前記第１の部材の外周面と前記第２の部材の外周面とを接触させて前記第１の回転体の第１の位置情報を取得し、前記第１の回転体が前記第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って前記第１の部材を回転させるとともに、前記第２の回転体が前記第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って前記第２の部材を回転させて、前記第１の位置情報を取得した位置と略一致する位置で前記第１の部材の外周面と前記第２の部材の外周面とを接触させて前記第１の回転体の第２の位置情報を取得する
ものである測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転中心の測定方法および測定装置に関し、さらに詳細には、所定の回転軸を回転中心として回転自在な主軸にツールなどを取り付けて使用する際に用いて好適な回転中心の測定方法およびこうした測定方法に用いて好適な測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、マイクロ・コンピューターなどによる数値制御により、所定のデータに基づいて被加工物を加工する加工装置においては、所定の回転軸を回転中心として回転自在な主軸にカッターなどの切削用のツールが支持され、当該ツールにより被加工物の加工を行なうようになされている。
【０００３】
こうした加工装置に関連して、工具が装着された主軸が回転している最中の揺れを、非接触式のセンサーによるレーザー光を使用して計測する手法が提案されている（特許文献１を参照する。）。しかしながら、レーザー光による計測のために必要なレーザー装置など構成は高価であり、また、制御が複雑になるという問題点があった。
【特許文献１】特開２００１−２６９８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的とするところは、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転自在な回転体に支持される部材の回転中心を簡単に測定することができるようにした回転中心の測定方法および測定装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材と、第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材とにより、上記第２の部材の回転中心を測定する回転中心の測定方法であって、第１の方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材の外周面と、上記第１の方向に直交する第２の方向に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材の外周面とを接触させ、当該接触したときの上記第１の回転体の位置情報を取得する第１のステップと、上記第１のステップの後、上記第１の回転体が上記第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って上記第１の部材を回転させるとともに、上記第２の回転体が上記第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って上記第２の部材を回転させて、上記第１のステップにおいて上記第１の部材と上記第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で上記第１の部材の外周面と上記第２の部材の外周面とを接触させ、当該接触したときの上記第１の回転体の位置情報を取得する第２のステップと、上記第１のステップにおいて取得された上記第１の回転体の位置情報と、上記第２のステップにおいて取得された上記第１の回転体の位置情報との中点の位置情報を算出する第３のステップとを有するようにしたものである。
【０００６】
従って、本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、互いに直交する回転軸をそれぞれ回転中心とする２つの回転体にそれぞれ支持される第１の部材と第２の部材とが、互いに接触して第１のステップにおける位置情報を取得した後にそれぞれ１８０°回転して、先の接触位置と略一致する位置で接触して第２のステップにおける位置情報を取得するので、第１のステップにおいて取得された第１の回転体の位置情報と、第２のステップにおいて先の第１のステップにおいて第１の部材と第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で第１の部材の外周面と第２の部材の外周面とを接触させて取得されたの第１の回転体の位置情報とに基づいて、第２の部材の回転中心を簡単に測定することができる。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材と、上記Ｚ軸方向と直交するＸＹ平面に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材とにより、上記第２の部材の回転中心を測定する回転中心の測定方法であって、ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第１の回転体に支持される第１の部材の外周面と、上記Ｚ軸方向と直交するＸＹ平面に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設された第２の回転体に支持される第２の部材の外周面とを、上記第１の回転体が上記ＸＹ平面における所定の方向に沿って移動するのに伴って上記第１の部材を移動させて接触させ、当該接触したときの上記第１の回転体のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する第１のステップと、上記第１のステップの後、上記第１の回転体が上記第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って上記第１の部材を回転させるとともに、上記第２の回転体が上記第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って上記第２の部材を回転させて、上記第１のステップにおいて上記第１の部材と上記第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で上記第１の部材の外周面と上記第２の部材の外周面とを、上記第１の回転体が上記ＸＹ平面における上記所定の方向とは反対の方向に沿って移動するのに伴って上記第１の部材を移動させて接触させ、当該接触したときの上記第１の回転体のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する第２のステップと、上記第１のステップにおいて取得された上記第１の回転体の座標値と、上記第２のステップにおいて取得された上記第１の回転体の座標値との中点の座標値を算出する第３のステップとを有するようにしたものである。
【０００８】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、さらに、上記第３のステップにおいて算出された上記中点の座標値と上記第１の部材の直径とに基づいて、上記中点と上記第１のステップにおいて上記第１の部材の外周面が接触した上記第２の部材の外周面の位置とを結ぶ直線の長さたる表面径を算出する第４のステップと、上記第４のステップの後、上記第２の回転体が上記第２の回転軸を回転中心として９０°回転するのに伴って上記第２の部材を回転させ、上記第１のステップにおいて上記第１の部材と上記第２の部材とが接触した位置と略一致する位置で上記第１の部材の端面と上記第２の部材の外周面とを、上記第１の回転体が上記Ｚ軸方向に沿って移動するのに伴って上記第１の部材を移動させて接触させ、当該接触したときの上記第１の回転体のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する第５のステップと、上記第５のステップにおいて取得された上記第１の回転体の座標値と上記第４のステップにおいて算出された上記表面径とに基づいて、上記第２の部材の回転中心のＺ軸方向における高さ位置を算出する第６のステップとを有するようにしたものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、第１の方向に沿って延長される第１の回転軸を回転中心として回転自在に配設される第１の回転体と、上記第１の回転体に支持される第１の部材と、上記第１の方向に直交する第２の方向に沿って延長される第２の回転軸を回転中心として回転自在に配設される第２の回転体と、上記第２の回転体に支持される第２の部材と、上記第１の回転体に支持される上記第１の部材と上記第２の回転体に支持される上記第２の部材との相対的な位置関係が三次元方向で変化可能なようにして上記第１の回転体と上記第２の回転体とをそれぞれ移動する移動手段と、上記移動手段による上記第１の回転体と上記第２の回転体との移動を制御する制御手段とを有し、上記第１の回転体を上記第１の支持手段に支持させ、上記第２の回転体を上記第２の支持手段に支持させた後、上記制御手段により上記移動手段が制御され、上記第１の部材の外周面と上記第２の部材の外周面とを接触させて上記第１の回転体の第１の位置情報を取得し、上記第１の回転体が上記第１の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って上記第１の部材を回転させるとともに、上記第２の回転体が上記第２の回転軸を回転中心として１８０°回転するのに伴って上記第２の部材を回転させて、上記第１の位置情報を取得した位置と略一致する位置で上記第１の部材の外周面と上記第２の部材の外周面とを接触させて上記第１の回転体の第２の位置情報を取得するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による回転中心の測定方法および測定装置によれば、回転自在な回転体に支持される部材の回転中心を簡単に測定することができるようになるという優れた効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による回転中心の測定方法および測定装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００１２】
図１には、本発明による回転中心の測定方法および測定装置の実施の形態の一例を実現する加工装置の概略構成斜視説明図が示されており、図２には、図１に示す加工装置の要部を模式的に示した説明図が示されている。
【００１３】
この加工装置１０は、固定系のベース部材１２と、ベース部材１２の左右両端でベース部材１２に直交して配設された側方部材１４Ｌ、１４Ｒと、左右２つの側方部材１４Ｌ，１４Ｒを連結する後方部材１６と、両端部がそれぞれ側方部材１４Ｌ，１４Ｒに支持されＸＹＺ直交座標系（図１に示す座標系を示す参考図参照。）におけるＸ軸方向に延長されて配設されたガイドレール１８と、両端部がそれぞれ側方部材１４Ｌ，１４Ｒに支持されＸ軸方向に延長されてガイドレール１８と平行するようにして配設されたシャフト２０と、ガイドレール１８ならびにシャフト２０のそれぞれに摺動自在に装着されてＸ軸方向に移動自在に支持されたキャリッジ２２と、キャリッジ２２においてＺ軸方向に移動自在に配設された主軸２４と、ベース部材１２上においてＹ軸方向に移動自在に配設されたテーブル２８と、テーブル２８上に配設された回転軸ユニット３０とを有して構成されている。
【００１４】
この加工装置１０は、ＸＹＺ軸方向それぞれに対応するモーターの駆動制御を含む全体の動作を、マイクロ・コンピューター２００により制御されるように構成されている。なお、こうしたマイクロ・コンピューター２００による制御については、後に詳述することとする。
【００１５】
ここで、主軸２４は、略円筒状体に形成されており、当該主軸２４の内周側には図示しないベアリングを介して、スピンドル２６がＺ軸方向に沿って延長される回転軸Ｏ１（図２参照）を回転中心として回転自在に支持されている。このスピンドル２６には図示しないプーリーが固定的に配設されており、当該プーリーに図示しないベルトを介してモーターの回転力が伝達されると、当該プーリーが回転するのに伴ってスピンドル２６が軸線回りに回転するものである。
【００１６】
より詳細には、スピンドル２６の回転用モーターの回転の方向が所定の方向の場合には、スピンドル２６が回転軸Ｏ１を回転中心として矢印Ａ方向に回転自在であり、反対に、スピンドル２６の回転用モーターの回転の方向が所定の方向とは反対の方向の場合には、スピンドル２６が回転軸Ｏ１を回転中心として矢印Ｂ方向に回転自在である（図２参照）。
【００１７】
こうして回転自在なスピンドル２６は、測定子４０あるいは加工用ツール４２が固定的に取り付け可能なように設計されている。
【００１８】
測定子４０は、図２に示すように細いピン様の略円柱状体であって、互いに対面する略円形形状の端面４０ａ，４０ｃと両端面４０ａ，４０ｃを連結する曲面たる外周面４０ｂとを備え、金属などの導体により形成されるものである。例えば、測定子４０としては、ステンレスよりなる円柱状体であって、軸線方向と直交する方向における略円形形状の断面形状の直径ｄ（図２参照）が６．００ｍｍのピンを用いることができる。
【００１９】
また、加工用ツール４２としては、例えば、図３（ｃ）に示すような刃部を備えたカッターや、ボール・エンド・ミル、フラット・エンド・ミル、コニカル・エンド・ミルなど、後述する被加工物５２を切削加工可能な各種ツールを使用可能なものである。
【００２０】
これら測定子４０や加工用ツール４２はいずれも、主軸２４のスピンドル２６にネジなどを用いて固定的に配設されることにより、主軸２４においてスピンドル２６が回転するのに伴って、回転軸Ｏ１を回転中心として３６０°回転自在な状態でスピンドル２６に支持されるものである。
【００２１】
さらに、上記したように主軸２４はキャリッジ２２においてＺ軸方向に移動自在に配設され、当該キャリッジ２２はガイドレール１８ならびにシャフト２０に沿ってＸ軸方向に移動自在に配設されている（図１参照）。このため、キャリッジ２２に配設された主軸２４のスピンドル２６と当該スピンドル２６に支持される測定子４０または加工用ツール４２は、軸線回りに回転自在であるとともに、Ｘ軸方向（図２に示す矢印Ｃ方向参照）ならびにＺ軸方向（図２に示す矢印Ｄ方向参照）に移動可能なものである。
【００２２】
一方、回転軸ユニット３０は、互いに対向する端部３２ａと端部３２ｂとを備えた固定系のフレーム３２と、フレーム３２の端部３２ａにＸ軸方向に沿って延長される回転軸Ｏ２（図２参照）を回転中心として回転自在な状態で配設された支軸３４と、支軸３４に配設され当該支軸３４の回転に伴って回転する回転テーブル３６とを有して構成されている。
【００２３】
そして、図示しないモーターの回転速度と回転方向とに応じた速度ならびに方向で、支軸３４は回転軸Ｏ２を回転中心として回転自在なように設計されている。また、この支軸３４の回転に伴って、支軸３４に配設された回転テーブル３６が回転する。つまり、支軸３４の回転用モーターの回転の方向が所定の方向の場合には、支軸３４が回転軸Ｏ２を回転中心として矢印Ｅ方向で回転するのに伴って回転テーブル３６も回転するものであり、反対に、支軸３４の回転用モーターの回転の方向が所定の方向とは反対の方向の場合には、支軸３４が回転軸Ｏ２を回転中心として矢印Ｆ方向で回転するのに伴って回転テーブル３６も回転するものである（図２参照）。
【００２４】
こうして回転自在な支軸３４は、回転テーブル３６を介して、基準バー５０あるいは被加工物５２が固定的に取り付け可能なように設計されている。
【００２５】
基準バー５０は、図２に示すように略円柱状体であって、互いに対面する略円形形状の端面５０ａ，５０ｃと両端面５０ａ，５０ｃを連結する曲面たる外周面５０ｂとを備え、金属などの導体により形成されるものである。例えば、基準バー５０としては、ステンレスよりなり、軸線方向と直交する方向における略円形形状の断面形状の直径が２０ｍｍの円柱状体を用いることができる。
【００２６】
また、被加工物５２（図３（ｃ）参照）は、ケミカルウッドやＡＢＳ、アクリルなどの樹脂素材やその他の各種材料よりなる三次元の空間的広がりをもつ物体であり、当該物体は所定の形状を有しているものである。
【００２７】
これら基準バー５０や被加工物５２はいずれも、一方の端部側が回転テーブル３６の表面３６ａに固定的に配設されるとともに、他方の端部側がフレーム３２の端部３２ｂに配設された支持部３８によって支持されることにより、回転軸ユニット３０において支軸３４が回転するのに伴って、回転軸Ｏ２を回転中心として３６０°回転自在な状態で支軸３４に支持されるものである。なお、符号３７は、基準バー５０や被加工物５２を回転テーブル３６の表面３６ａ側に固定的に配設するための保持手段たるチャックである。
【００２８】
さらに、この回転軸ユニット３０は、加工装置１０の使用者によって、任意のタイミングでテーブル２８上に設置されるものである。即ち、回転軸ユニット３０は、テーブル２８の上面２８ａへの取り付け、ならびに、テーブル２８の上面２８ａからの取り外しが可能なように構成されている。
【００２９】
なお、回転軸ユニット３０をテーブル２８の上面２８ａに取り外し可能な状態で固定的に配設する構成は、特に限定されるものではなく、例えば、取り付け用ネジを使用することができる。ただし、回転軸ユニット３０の支軸３４の回転軸Ｏ２がＸ軸方向と一致して位置するとともに、回転テーブル３６の表面３６ａがＸＹ平面と直交する方向、即ち、Ｚ軸方向に沿って延長して位置するように位置決めされた状態で、回転軸ユニット３０がテーブル２８に配設されるように設計されている。
【００３０】
そして、回転軸ユニット３０が配設されるテーブル２８が上記したようにＹ軸方向に移動自在に配設されているので、テーブル２８の上面２８ａに配設された回転軸ユニット３０（図１に示す状態参照）の支軸３４と当該支軸３４に支持される基準バー５０または被加工物５２は、軸線回りに回転自在であるとともに、Ｙ軸方向（図２に示す矢印Ｇ方向参照）に移動可能なものである。
【００３１】
次に、本発明による回転中心の測定方法を実施するための加工装置１０の全体の動作を制御するマイクロ・コンピューター２００は、中央処理装置（ＣＰＵ）２０２と、ＣＰＵ２０２が実行するプログラムを格納したリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）２０４と、データ信号を一時記憶するバッファ・メモリやＣＰＵ２０２によるプログラムの実行時に必要な各種レジスタなどが設定されたワーキング・エリアとしてのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２０６とにより構成されている（図１参照）。
【００３２】
そして、ＲＡＭ２０６の所定のエリアにはそれぞれ、加工装置１０における被加工物５２の加工に必要な加工用データや、後述する回転中心の測定処理ルーチンの処理によって取得される第１の座標データ、第２の座標データならびに第３の座標データなどの各種データが記憶されるものである。
【００３３】
ここで、マイクロ・コンピューター２００の制御によって、スピンドル２６や支軸３４の回転用モーターの駆動が制御されるとともに、所定の分解能に応じて駆動手段たるモーター（図示せず）の駆動が制御され、このモーターの駆動によって、キャリッジ２２がガイドレール１８ならびにシャフト２０に沿ってＸ軸方向に移動され、また、主軸２４がキャリッジ２２においてＺ軸方向に移動され、また、回転ユニット３０が載置されたテーブル２８がベース部材１２上をＹ軸方向に移動する。
【００３４】
その結果、上記したようにキャリッジ２２の主軸２４に取り付けられる測定子４０または加工用ツール４２はそれぞれ、Ｘ軸方向ならびにＺ軸方向に移動可能なものであり、一方、テーブル２８上の回転軸ユニット３０に取り付けられる基準バー５０または被加工物５２はそれぞれ、Ｙ軸方向に移動可能なものであるので、測定子４０または加工用ツール４２と基準バー５０または被加工物５２との相対的な位置関係は、結局、測定子４０または加工用ツール４２は、基準バー５０または被加工物５２に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三次元の方向で移動可能となされているものである。
【００３５】
以上の構成において、図４に示されている本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンのフローチャートを参照しながら、上記した加工装置１０における、本発明による回転中心の測定方法について説明することとする。
【００３６】
なお、図５乃至図９は、図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンの処理を概念的に示す説明図である。
【００３７】
まず、本発明による回転中心の測定方法の理解を容易にするために、加工装置１０において、所定の三次元形状に対応する加工用データに基づいて、マイクロ・コンピューター２００の制御により、被加工物５２の三次元の切削加工を行う際の動作について説明することとする。
【００３８】
被加工物５２の加工に際して、加工装置１０の使用者は、キャリッジ２２の主軸２４のスピンドル２６に加工用ツール４２を取り付けるとともに、テーブル２８の上面２８ａに固定的に取り付けられた回転軸ユニット３０の支軸３４に被加工物５２を取り付ける（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
そして、マイクロ・コンピューター２００により、加工用データに基づいて、所定の分解能で図示しないモーターの駆動が制御され、加工用ツール４２と被加工物５２との相対的な位置関係を三次元方向で変化させながら、回転用モーターの回転により軸線回りに回転する加工用ツール４２が被加工物５２に接触して、被加工物５２から加工用データの示す三次元形状が削り出される（図３（ｆ）に示す被加工物５２’参照）。
【００４０】
こうした加工装置１０における加工用ツール４２による被加工物５２の三次元切削加工に先だって、測定子４０ならびに基準バー５０を用いて、本発明による回転中心の測定方法が実施されるものである。
【００４１】
そして、本発明による回転中心の測定方法を実施する際には、加工装置１０において回転軸ユニット３０がテーブル２８から取り外し可能なように構成されているので、加工装置１０の使用者により、まず、回転軸ユニット３０がテーブル２８の上面２８ａに設置されることになる。また、使用者は、測定子４０をキャリッジ２２の主軸２４のスピンドル２６に取り付け、基準バー５０をテーブル２８上に設置された回転軸ユニット３０の支軸３４に回転テーブル３６を介して取り付ける。
【００４２】
こうした使用者による回転軸ユニット３０、測定子４０ならびに基準バー５０の取り付け作業により、ＸＹＺ直交座標系におけるＺ軸方向に測定子４０の軸線方向が略一致して位置し、Ｘ軸方向に基準バー５０の軸線方向が略一致して位置するようになる（図１ならびに図３（ａ）に示す状態参照）。
【００４３】
ここで、主軸２４におけるスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０とは、また、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０とは、それぞれ互いに一致するとは限らず、回転軸ユニット３０、測定子４０、基準バー５０の取り付け誤差などに起因して一致しないこともある。
【００４４】
例えば、図３（ｂ）に示すように、主軸２４におけるスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０とが互いに一致するとともに、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０とが互いに一致している場合には、測定子４０を加工用ツール４２に付け換え、基準バー５０を被加工物５２に付け換えて、当該被加工物５２の三次元切削加工を行うと（図３（ｃ）に示す状態参照）、中心Ｐ４２と一致するスピンドル２６の回転軸Ｏ１を回転中心として回転する加工用ツール４２が、中心Ｐ５２と一致する支軸３４の回転軸Ｏ２を回転中心として回転する被加工物５２との相対的な位置関係を三次元方向で変化させながら、加工用データの示す三次元形状を被加工物５２から正確に削り出すことができる（図３（ｆ）に示す被加工物５２’参照）。
【００４５】
一方、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０とが互いに一致していない場合、例えば、支軸３４の回転軸Ｏ２に対して基準バー５０の中心Ｐ５０がＺ軸方向に沿ってずれている場合には、図３（ｆ）に示すような三次元形状の被加工物５２’を生成可能な加工用データに基づいて加工を行なっても、仕上がり径が大きくなったりあるいは小さくなってしまい、寸法変化が生起される。
【００４６】
具体的には、図３（ｄ）に示す状態は、支軸３４の回転軸Ｏ２に対して基準バー５０の中心Ｐ５０がＺ軸方向に沿ってずれ量ＷＺ分だけずれており、図３（ｆ）に示すような三次元形状の被加工物５２’を生成可能な加工用データに基づいて加工が行なわれても、仕上がり径は大きくなってしまい（図３（ｇ）に示す被加工物５２’’参照）、加工用データと正確に対応する三次元形状を得ることはできない。
【００４７】
また、支軸３４の回転軸Ｏ２に対して基準バー５０の中心Ｐ５０がＹ軸方向に沿ってずれている場合には、図３（ｆ）に示すような三次元形状の被加工物５２’を生成可能な加工用データに基づいて加工を行なっても、ずれが生じたり、左右対称のはずの形状が非対称に歪んでしまったりする。
【００４８】
具体的には、図３（ｅ）に示す状態は、支軸３４の回転軸Ｏ２に対して基準バー５０の中心Ｐ５０がＹ軸方向に沿ってずれ量ＷＹ分だけずれており、図３（ｆ）に示すような三次元形状の被加工物５２’を生成可能な加工用データに基づいて加工が行なわれても、軸線方向と直交する方向に沿った断面形状は円形形状とはならず（図３（ｈ）に示す被加工物５２’’’参照）、加工用データと正確に対応する三次元形状を得ることはできない。
【００４９】
また、スピンドル２６の回転軸Ｏ１に対して測定子４０の中心Ｐ４０がずれている場合でも、寸法変化やずれ、歪みなどが招来され、加工装置１０において加工用データの示す三次元形状を被加工物５２から正確に削り出すことはできないものである。
【００５０】
このように、加工装置１０においては、主軸２４におけるスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０とが互いに一致するとともに、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０とが互いに一致しているときには、所定の加工用データに基づいて正確な加工が実現されるものの（図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｆ）参照）、少なくとも主軸２４におけるスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０、あるいは、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０のいずれか一方が一致しないときには、単に加工用データに従って加工するだけでは、当該加工用データに対応する正確な加工結果が得られないことがある（図３（ｄ）（ｅ）（ｇ）（ｈ）参照）。
【００５１】
そこで、本発明による回転中心の測定方法の処理の概要について説明すると、測定子４０の外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に−Ｙ軸方向から接触させてスピンドル２６の第１の位置情報を取得し、その後、測定子４０と基準バー５０とをそれぞれ１８０°回転させてから、測定子４０の外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に＋Ｙ軸方向から接触させてスピンドル２６の第２の位置座標を取得するものである。
【００５２】
そして、第１の位置情報と第２の位置情報とを取得する際に略一致する位置で測定子４０と基準バー５０とを接触させるだけで、取り付け誤差や形状誤差などが相殺され、非常に簡単に基準バー５０の回転中心が算出される。こうした本発明により、スピンドル２６の回転軸Ｏ１と支軸３４の回転軸Ｏ２との互いに直交する２つの回転軸を備えた加工装置１０において、スピンドル２６と当該スピンドル３６に支持される測定子４０（または、加工用ツール４２）、支軸３４と当該支軸３４に支持される基準バー５０（または、被加工物５２）の関係を正確に把握して、加工用データの補正処理に反映させることができる。
【００５３】
その結果、図３（ｄ）（ｅ）に示すように、少なくとも主軸２４におけるスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０、あるいは、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０のいずれか一方が一致しないときでも、図３（ｆ）に示すような三次元形状の被加工物５２’を生成可能な加工用データに基づいて加工が行なわれれば、図３（ｇ）の被加工物５２’’や図３（ｈ）の被加工物５２’’’とはならずに、図３（ｆ）の被加工物５２’を得ることができるようになる。
【００５４】
なお、図５乃至図９に示された図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理を概念的に示す説明図はそれぞれ、使用者による回転軸ユニット３０、測定子４０ならびに基準バー５０の取り付け作業の結果、主軸２４におけるスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０とが互いに一致しないとともに、回転軸ユニット３０における支軸３４の回転軸Ｏ２と基準バー５０の中心Ｐ５０とが互いに一致していない場合が図示されており、これら図５乃至図９を参照しながら、本発明による回転中心の測定方法の処理について以下詳細に説明することとする。
【００５５】
図４に示す本発明による回転中心の測定処理ルーチンのフローチャートが起動されると、まず、ステップＳ４０２において、測定子４０の外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に−Ｙ軸方向から接触させて、接触したときのスピンドル２６のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する（図５（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００５６】
より詳細には、使用者によって回転軸ユニット３０、測定子４０ならびに基準バー５０がセットアップされた後、マイクロ・コンピューター２００により所定の分解能に応じてモーター（図示せず）を駆動し、測定子４０と基準バー５０との相対的な位置関係を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三次元の方向で変化させて、測定子４０を基準バー５０に接触させる。
【００５７】
この際、基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に、−Ｙ軸方向から測定子４０の外周面４０ｂが当接するようにマイクロ・コンピューター２００の制御がなされる。
【００５８】
なお、この実施の形態においては、測定子４０の外周面４０ｂが当接する基準バー５０の所定の部位は、基準バー５０の外周面５０ｂにおいて端面５０ａならびに端面５０ｃのそれぞれからほぼ等しい距離に位置する部位、即ち、外周面５０ｂの中央部位５０ｂｂに設定されている。
【００５９】
また、測定子４０の外周面４０ｂを−Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に当接させるとは、具体的には、基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に当接可能なＺ軸方向における高さ位置、即ち、所定のＺ座標値に測定子４０が位置するようにして測定子４０を支持するスピンドル２６の高さ位置を保持する（図５（ｂ）において破線で示したスピンドル２６参照）。そして、当該スピンドル２６の高さ位置とＸ軸方向における位置、即ち、スピンドル２６のＺ座標値とＸ座標値とは変化させずに、当該スピンドル２６をＹ軸方向に沿ってＹ座標値が次第に増加するように移動させる（図５（ｂ）における破線矢印参照）。こうしたスピンドル２６の移動により、当該スピンドル２６に支持される測定子４０が、基準バー５０から−Ｙ方向に向かう所定の範囲内で、Ｚ座標値とＸ座標値とは変化させずにＹ座標値のみを次第に増加するように変化させて移動し、測定子４０の外周面４０ｂが−Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に当接することになる。
【００６０】
こうして基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に−Ｙ軸方向から測定子４０の外周面４０ｂを当接させると、測定子４０と基準バー５０とはいずれも導体により形成されているので導通し、このタイミングでの電流値の変化をマイクロ・コンピューター２００により検出する。
【００６１】
すると、マイクロ・コンピューター２００により、測定子４０と基準バー５０との接触により電流値の変化が発生されたときのスピンドル２６の位置に応じた座標の測定がなされる。この際、測定されたスピンドル２６のＸＹＺ直交座標系における座標値Ｐ１たるＸ座標値ｘ１、Ｙ座標値ｙ１ならびにＺ座標値ｚ１は、第１の座標データとしてＲＡＭ２０６の所定の記憶領域に記憶される。
【００６２】
ここで、測定子４０と基準バー５０とは互いに、測定子４０の外周面４０ｂに位置する接触位置４０ｅと基準バー５０の外周面５０ｂに位置する接触位置５０ｅとで接触しているので、マイクロ・コンピューター２００によりスピンドル２６の移動を停止させる停止信号が発生され、スピンドル２６ならびに測定子４０の移動が停止する。
【００６３】
こうしてステップＳ４０２の処理において、測定子４０の外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に−Ｙ軸方向から接触させて、接触したときのスピンドル２６の座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を取得したならば、ステップＳ４０４の処理に進む。
【００６４】
ステップＳ４０４においては、互いに１８０°回転した測定子４０の外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に＋Ｙ軸方向から接触させて、接触したときのスピンドル２６のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する（図６（ａ）（ｂ）（ｃ）ならびに図７（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００６５】
このステップＳ４０４の処理に際しては、先のステップＳ４０２の処理において、測定子４０はその外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの中央部位５０ｂｂに当接させた状態（図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す状態参照）になっているので、まず、測定子４０をＹ軸方向に沿って移動させて、測定子４０と基準バー５０とを離隔させる。
【００６６】
それから、測定子４０が取り付けられたスピンドル２６を、回転軸Ｏ１を回転中心として１８０°回転させる。また、基準バー５０が取り付けられた回転テーブル３６の支軸３４を、回転軸Ｏ２を回転中心として１８０°回転させる。こうしてスピンドル２６と支軸３４とがそれぞれ回転軸Ｏ１，Ｏ２を回転中心として１８０°回転するのに伴って、スピンドル２６に支持されている測定子４０ならびに支軸３４に支持されている基準バー５０もそれぞれ回転軸Ｏ１，Ｏ２を回転中心として１８０°回転する（図６（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００６７】
その結果、先のステップＳ４０２の処理において測定子４０と基準バー５０とが互いに接触した接触位置４０ｅ，５０ｅも回転軸Ｏ１，Ｏ２を回転中心として１８０°回転移動して、従前の位置の背面側に位置するようになる。
【００６８】
それから、基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位たる中央部位５０ｂｂに、＋Ｙ軸方向から測定子４０の外周面４０ｂが当接するようにマイクロ・コンピューター２００の制御がなされる。
【００６９】
ここで、基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に当接可能なＺ軸方向における高さ位置に測定子４０が位置するようにしてスピンドル２６の高さ位置を保持し（図７（ｂ）において破線で示したスピンドル２６参照）、スピンドル２６のＺ座標値とＸ座標値とは変化させずに、当該スピンドル２６をＹ軸方向に沿ってＹ座標値が次第に減少するように移動させる（図７（ｂ）における破線矢印参照）。
【００７０】
より詳細には、先のステップＳ４０２の処理において取得された測定子４０の外周面４０ｂが基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に−Ｙ軸方向から接触したときのスピンドル２６の座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に基づいて、当該Ｚ座標値ｚ１ならびにＸ座標値ｘ１と一致するＺ座標値ならびにＸ座標値において、基準バー５０から＋Ｙ軸方向に向かう所定の範囲内で、スピンドル２６に支持される測定子４０を、Ｚ座標値とＸ座標値とは変化させずにＹ座標値のみが次第に減少するように変化させて移動すると、測定子４０の外周面４０ｂが＋Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位たる中央部位５０ｂｂに当接することになる（図７（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００７１】
こうして基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に＋Ｙ軸方向から測定子４０の外周面４０ｂを当接させ、測定子４０と基準バー５０との接触により電流値の変化が発生されたときのスピンドル２６の位置に応じた座標の測定がなされる。そして、測定されたスピンドル２６のＸＹＺ直交座標系における座標値Ｐ２たるＸ座標値ｘ２、Ｙ座標値ｙ２ならびにＺ座標値ｚ２は、第２の座標データとしてＲＡＭ２０６の所定の記憶領域に記憶される。
【００７２】
ここで、図５ならびに図７から明らかなように、第２の座標データの示す座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を取得したときの測定子４０と基準バー５０とは互いに、先に第１の座標データの示す座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を取得したときと略一致する接触位置、即ち、測定子４０の外周面４０ｂに位置する接触位置４０ｅと基準バー５０の外周面５０ｂに位置する接触位置５０ｅとで接触している。また、座標値Ｐ２のＸ座標値ｘ２は座標値Ｐ１のＸ座標値ｘ１と一致し、座標値Ｐ２のＺ座標値ｚ２は座標値Ｐ１のＺ座標値ｚ１と一致するものである。
【００７３】
そして、測定子４０と基準バー５０とが接触して第２の座標データが取得されたならば、マイクロ・コンピューター２００によりスピンドル２６の移動を停止させる停止信号が発生され、スピンドル２６ならびに測定子４０の移動が停止する。
【００７４】
上記したステップＳ４０４の処理を終了すると、ステップＳ４０６の処理に進み、先のステップＳ４０２の処理において取得された測定子４０が−Ｙ軸方向から基準バー５０に接触したときのスピンドル２６の座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と、先のステップＳ４０４の処理において取得された測定子４０が＋Ｙ軸方向から基準バー５０に接触したときのスピンドル２６の座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とに基づいて、回転軸ユニット３０に取り付けられている基準バー５０の回転中心の位置を算出する処理が行われる（図８（ａ）（ｂ）参照）。
【００７５】
より詳細には、ステップＳ４０２の処理において取得された第１の座標データの示す座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と第２の座標データの示す座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とを結ぶ直線の中点Ｐｃ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を算出すると、当該中点ＰｃのＹ座標値Ｙｃが、基準バー５０の回転中心のＹ座標値である。
【００７６】
そして、ステップＳ４０６の処理に続いて、ステップＳ４０８の処理においては、ステップＳ４０６の処理において取得された基準バーの回転中心のＹ座標値に基づいて、表面径ｒを算出する処理が行われる（図８（ａ）（ｂ）参照）。
【００７７】
より詳細には、ステップＳ４０６の処理において取得された基準バーの回転中心のＹ座標値は、図８（ａ）（ｂ）に示す中点ＰｃのＹ座標値Ｙｃであり、当該中点Ｐｃと基準バー５０の外周面５０ｂに位置する接触位置５０ｅとを結ぶ直線の長さたる表面径ｒは、第１の座標データの示す座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）のＹ座標値ｙ１、第２の座標データの示す座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）のＹ座標値ｙ２、ならびに、測定子４０の直径ｄを用いると、
ｒ＝ｙ２−ｙ１−ｄ／２
により求めることができる。
【００７８】
ステップＳ４０８の処理が終了したならば、ステップＳ４１０の処理に進み、測定子４０の端面４０ａを基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に＋Ｚ軸方向から接触させて、接触したときのスピンドル２６のＸＹＺ直交座標系における座標値を取得する（図９（ａ）（ｂ）参照）。
【００７９】
このステップＳ４１０の処理に際しては、先のステップＳ４０４の処理において、測定子４０はその外周面４０ｂを基準バー５０の外周面５０ｂの中央部位５０ｂｂに当接させた状態（図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す状態参照）になっているので、まず、測定子４０をＹ軸方向に沿って移動させて、測定子４０と基準バー５０とを離隔させる。
【００８０】
それから、基準バー５０が取り付けられた回転テーブル３６の支軸３４を、回転軸Ｏ２を回転中心として、基準バー５０の中央部位５０ｂｂの接触位置５０ｅがＺ軸方向における上方側に位置するようにして回転させる。即ち、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようにＸＹ平面方向に基準バー５０の接触位置５０ｅが位置しているときには、支軸３４を回転軸Ｏ２を回転中心として矢印Ｅ方向（図２参照）で９０°回転させれば、基準バー５０の接触位置５０ｅがＺ軸方向における上方側に位置するようになる（図９（ａ）（ｂ）に示す状態参照）。
【００８１】
それから、基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位たる中央部位５０ｂｂに、＋Ｚ軸方向から測定子４０の端面４０ａが当接するようにマイクロ・コンピューター２００の制御がなされる。
【００８２】
ここで、基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位に当接可能なＸＹ平面における位置に測定子４０が位置するようにしてスピンドル２６のＸＹ平面における位置を保持し、スピンドル２６のＸ座標値とＹ座標値とは変化させずに、当該スピンドル２６をＺ軸方向に沿ってＺ座標値が次第に減少するように移動させる。
【００８３】
より詳細には、先のステップＳ４０６の処理において算出された基準バー５０の回転中心の位置たる中点Ｐｃ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）に基づいて、当該Ｘ座標値ＸｃならびにＹ座標値Ｙｃと一致するＸ座標値ならびにＹ座標値において、基準バー５０から＋Ｚ軸方向に向かう所定の範囲内で、スピンドル２６に支持される測定子４０を、Ｘ座標値とＹ座標値とは変化させずにＺ座標値のみが次第に減少するように変化させて移動すると、測定子４０の端面４０ａが＋Ｚ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの中央部位５０ｂｂに当接することになる。
【００８４】
こうして基準バー５０の外周面５０ｂの中央部位５０ｂｂに＋Ｚ軸方向から測定子４０の端面４０ａを当接させ、測定子４０と基準バー５０との接触により電流値の変化が発生されたときのスピンドル２６の位置に応じた座標の測定がなされる。そして、測定されたスピンドル２６のＸＹＺ直交座標系における座標値Ｐ３たるＸ座標値ｘ３、Ｙ座標値ｙ３ならびにＺ座標値ｚ３は、第３の座標データとしてＲＡＭ２０６の所定の記憶領域に記憶される。
【００８５】
ここで、図９（ａ）から明らかなように、第３の座標データの示す座標値Ｐ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を取得したときの測定子４０の端面４０ａが基準バー５０に接触する位置は、先に第１の座標データの示す座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）ならびに第２の座標データの示す座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を取得したときと略一致する接触位置、即ち、基準バー５０の外周面５０ｂに位置する接触位置５０ｅである。また、座標値Ｐ３のＸ座標値ｘ３は中点ＰｃのＸ座標値ｘｃと一致し、座標値Ｐ３のＹ座標値ｙ３は中点ＰｃのＹ座標値ｙｃと一致するものである。
【００８６】
そして、測定子４０と基準バー５０とが接触して第３の座標データが取得されたならば、マイクロ・コンピューター２００によりスピンドル２６の移動を停止させる停止信号が発生され、スピンドル２６ならびに測定子４０の移動が停止する。
【００８７】
そして、ステップＳ４１０の処理に続いて、ステップＳ４１２の処理においては、先のステップＳ４１０の処理において取得された測定子４０が＋Ｚ軸方向から基準バー５０に接触したときのスピンドル２６の座標値Ｐ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）と、先のステップＳ４０８の処理において算出された表面径ｒとに基づいて、回転軸ユニット３０に取り付けられている基準バー５０の回転中心の高さ位置を算出する処理が行われる（図９（ａ）（ｂ）参照）。
【００８８】
より詳細には、先のステップＳ４１０の処理において取得された座標値Ｐ３（ｘ３，ｙ３，ｚ３）のＺ座標値に基づいて算出可能な基準バー５０の接触位置５０ｅと接触した測定子４０の端面４０ａの高さ位置たるＺ座標値ｚａから、基準バー５０の外周面５０ｂに位置する接触位置５０ｅと中点Ｐｃ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）とを結ぶ直線の長さである表面径ｒ分だけ−Ｚ軸方向に移動したＺ座標値ｚｂが、基準バー５０の回転中心のＺ座標値であり、基準バー５０の回転中心のＺ軸方向における高さ位置が算出される。
【００８９】
そして、ステップＳ４１２の処理が終了したならば、この本発明による回転中心の測定処理ルーチンを終了する。
【００９０】
上記したようにして、本発明による回転中心の測定方法によれば、工作機械の工具回転軸たるスピンドル２６に取り付けた棒状の測定子４０と、ワーク回転軸たる支軸３４に取り付けた基準ゲージである基準バー５０とを接触させて、第１点の座標値Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を測定し、その後、測定子４０と基準バー５０とをそれぞれ一定角度回転させ、測定子４０と基準バー５０とをほぼ同じ位置同士で接触させて、第２点の座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を測定するようにしたため、取り付け誤差や形状誤差の影響を打ち消して、回転軸ユニット３０の回転自在な回転体である支軸３４に取り付けられている基準バー５０の回転中心を簡単に測定することができる。
【００９１】
このため、本発明による回転中心の測定方法によれば、上記した加工装置１０のようなワーク回転軸と工具回転軸との２つの回転軸Ｏ１，Ｏ２を有する工作機械において、工具回転軸に取り付けられた接触式の測定子たる測定子４０とワーク回転軸に取り付けた基準ゲージたる基準バー５０とをそれぞれ回転させ、測定子と基準ゲージとを第１点ならびに第２点の測定時にほぼ同じ位置同士で接触させて測定することで、取り付け誤差や形状誤差を相殺し、簡単に回転中心を求めて正確な加工を実現することができる（図３参照）。
【００９２】
従って、本発明による回転中心の測定方法によれば、加工装置１０において、取り外し自在な回転軸ユニット３０の設置精度再現性を確保するために、回転軸ユニット３０が取り付けられるテーブル２８の上面２８ａのような取り付け基準面を高精度に加工したり、あるいは、高い形状精度をもつ基準ゲージを用いて、当該基準ゲージを誤差が出ないように慎重に使用者が取り付けて回転中心を測定する必要はなく、中程度の形状精度を有するテーブル２８や基準ゲージである基準バー５０を用いて、非常に簡単にしかも誤差を打ち消して回転中心を測定することができる。
【００９３】
つまり、本発明による回転中心の測定方法は、工作機械に予め組み込まれているのではなく、後から設置し、そして取り外し、再び取り付けが可能な回転軸ユニット３０を使用する加工装置１０であって、測定子４０や加工用ツール４２を支持するスピンドル２６の回転軸Ｏ１と、基準バー５０や被加工物５２を支持する支軸３４の回転軸Ｏ２との２つの互いに直交する回転軸を有する装置において、回転中心を測定するのに非常に好適なものである。
【００９４】
即ち、本発明による回転中心の測定方法を用いれば、部品を高精度に加工し、組み立てる必要がないので、製造コストが押さえられ、装置を安価にすることができる。
【００９５】
また、本発明によれば、装置を使用する使用者の熟練度に影響されず、たとえ未熟練の使用者が回転軸ユニット３０をテーブル２８に設置するなどして設置誤差が生じたとしても、簡単に基準バー５０の回転中心を測定して、必要なデータの補正やより高精度の加工を実現することのできる。
【００９６】
また、本発明によれば、回転軸ユニット３０、測定子４０、基準バー５０の取り付けがラフでも、あるいは、基準ゲージたる基準バー５０の形状精度不良、取り付け精度不良によっても、また、工作機械の主軸の振れ精度不良や、スピンドルの振れ精度が悪くても、回転中心の測定には影響せず、測定された回転中心の座標位置に誤差がでない。
【００９７】
また、本発明による回転中心の測定方法は、例えば、０°から３６０°まで被加工物５２の自動回転を可能にして円筒形状や２面４面の多面自動加工を実現する回転軸ユニット３０における支軸３４と、加工用ツール４２を支持するスピンドル２６とに、測定子４０と基準バー５０とを取り付けるだけで測定可能なものである。このため、本発明によれば、回転中心の測定のためにレーザー装置のような非接触式のセンサーを別途用いる必要はなく、単純な構成で安価であり、しかも簡単な制御で回転中心を測定することができる。そして、簡単に回転中心を測定することができるので、本発明による回転中心の測定方法による測定結果を利用した後の処理、例えば、加工用データを補正する処理などに短時間で移行することができ、加工装置１０における加工時間を短縮することができる。
【００９８】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（９）に説明するように変形してもよい。
【００９９】
（１）上記した実施の形態においては、図４に示す回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０２において、測定子４０を基準バー５０に−Ｙ軸方向から接触させて座標値を取得し、ステップＳ４０４において測定子４０を基準バー５０に＋Ｙ軸方向から接触させて座標値を取得するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、ステップＳ４０２において測定子４０を基準バー５０に＋Ｙ軸方向から接触させて座標値を取得し、ステップＳ４０４において測定子４０を基準バー５０に−Ｙ軸方向から接触させて座標値を取得するようにしてもよい。
【０１００】
（２）上記した実施の形態においては、スピンドル２６のＺ軸方向に沿って延長される回転軸Ｏ１と、支軸３４のＸ軸方向に沿って延長される回転軸Ｏ２との２つの回転軸（図２参照）を有する構成において、本発明による回転中心の測定方法が実施されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、２つの回転軸が互いに直交する構成において本発明を実施すればよく、例えば、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、スピンドル１２６のＹ軸方向に沿って延長される回転軸Ｏ１−１２６と、支軸３４のＸ軸方向に沿って延長される回転軸Ｏ２との、共にＸＹ平面に沿って延長される第２つの回転軸を有する構成であってもよい。
【０１０１】
そして、上記した回転中心の測定処理ルーチン（図４参照）に対応させて、ステップＳ４０２において測定子４０を基準バー５０に−Ｚ軸方向から接触させてスピンドル１２６の座標値を取得し、ステップＳ４０４において測定子４０を基準バー５０に＋Ｚ軸方向から接触させてスピンドル１２６の座標値を取得するようにするなど適宜変更を行えば、本発明により回転中心を求めることができる。
【０１０２】
（３）上記した実施の形態においては、図４に示す回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０２ならびにステップＳ４０４において、測定子４０を基準バー５０の外周面５０ｂの所定の部位たる中央部位５０ｂｂに当接するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、測定子４０を基準バー５０に接触させる位置や回数などは適宜変更可能なものである。
【０１０３】
例えば、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、まず、測定子４０の外周面４０ｂを−Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの端面５０ｃ近傍の側方部位５０ｂｃに当接させて座標値ＰＡを取得し、また、測定子４０の外周面４０ｂを−Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの端面５０ａ近傍の側方５０ｂａに当接させて座標値ＰＢを取得する。それから、測定子４０の外周面４０ｂを＋Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの端面５０ｃ近傍の側方部位５０ｂｃに当接させて座標値ＰＣを取得し、また、測定子４０の外周面４０ｂを＋Ｙ軸方向から基準バー５０の外周面５０ｂの端面５０ａ近傍の側方５０ｂａに当接させて座標値ＰＤを取得する。また、測定子４０の端面４０ａを＋Ｚ軸方向から基準バー５０の側方部位５０ｂｃならびに側方部位ｂｃのそれぞれ当接させる（図示せず。）。
【０１０４】
こうして取得されたスピンドル２６の座標値ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤなどに基づいて、図４に示す回転中心の測定処理ルーチンに従い、基準バー５０の回転中心の位置（図１１（ｂ）に示す座標値ＰＥ，ＰＦ参照）、表面径ｒならびに基準バー５０の回転中心の高さ位置を算出すれば、基準バー５０の軸線方向における異なる箇所での回転中心の位置などを求めることができる。こうした複数箇所で回転中心を測定する手法は、例えば、軸線方向に沿ったサイズが比較的長い被加工物５２を加工する際などにおいて極めて有効であり、回転中心の姿勢を測定して、ワーク長に合わせたデータの補正値を算出することができる。
【０１０５】
（４）上記した実施の形態においては、図４に示す回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０８において、表面径ｒをより高精度に算出するには、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、先のステップＳ４０４の処理において測定子４０と基準バー５０とを接触位置４０ｅ，５０ｅで当接させた状態（図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す状態参照）から、回転軸Ｏ１を回転中心として測定子４０のみを１８０°回転させて基準バー５０の接触位置５０ｅに当接させる。
【０１０６】
つまり、測定子４０を＋Ｙ軸方向から２度基準バー５０に当接させて、基準バー５０の接触位置５０ｅに接触位置４０ｅが接触して取得したスピンドル２６の座標値Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と、基準バー５０の接触位置５０ｅに接触位置４０ｅの背面側の接触位置４０ｆが接触して取得したスピンドル２６の座標値Ｐ４（ｘ４，ｙ４，ｚ４）とに基づいて、中点Ｐｃと基準バー５０の外周面５０ｂに位置する接触位置５０ｅとを結ぶ直線の長さたる表面径ｒを算出することができる。
【０１０７】
こうして測定子４０を１８０°回転させて取得した座標値Ｐ２，Ｐ４に基づいて算出された表面径ｒは、主軸２４においてスピンドル２６の回転軸Ｏ１と測定子４０の中心Ｐ４０とが互いに一致しない状態を正確に反映したものである。そして、当該表面径ｒを用いて、図４に示す回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４１２において基準バー５０の回転中心の高さ位置を算出すれば、より正確な基準バー５０の回転中心のＺ座標値が取得できる。
【０１０８】
なお、図１２（ａ）（ｂ）に示した手法と、上記した図８（ａ）（ｂ）に示す手法とは、必要な精度などに応じて任意に選択可能なものである。
【０１０９】
（５）基準バー５０の回転中心のＺ軸方向における高さ位置を算出する手法は、図４に示す回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４１２に示した手法に限られるものではないことは勿論であり、本発明が実施される各種装置の構成に応じて適宜変更可能なものである。
【０１１０】
（６）上記した実施の形態においては、加工装置１０における加工用ツール４２による被加工物５２の三次元加工に先だって、本発明による回転中心の測定方法が実施されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、切削加工の途中やツールの交換時、あるいは、使用者により指定されたときなど、本発明による回転中心の測定を実施するタイミングは適宜変更可能なものである。
【０１１１】
（７）上記した実施の形態においては、回転軸ユニット３０を有する加工装置１０において、本発明による回転中心の測定方法が実施されるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、回転軸ユニット３０が予め固定的に配設されるようにしてもよいし、また、回転軸ユニット３０において部材を回転自在に支持する構成は適宜変更可能なものである。
【０１１２】
また、上記した実施の形態における測定子４０ならびに基準バー５０の形状、サイズ、材料などは、実際に加工を行う加工用ツール４２や被加工物５２などに応じて適宜変更可能なものである。
【０１１３】
また、上記した実施の形態においては、加工装置１０の回転軸ユニット３０、測定子４０ならびに基準バー５０の取り付け作業は使用者により実施されるようにしたが、これら取り付け作業がマイクロ・コンピューター２００の制御により自動的になされる構成の加工装置においても本発明は実施可能なものである。
【０１１４】
（８）上記した実施の形態においては、本発明による回転中心の測定方法を加工装置１０として実施した場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、ツールの種類を変更するなどして各種の装置として実施してもよい。なお、本発明が実施される各種の装置の構成などに応じて、取得される位置情報はＸＹＺ直交座標系における座標値に限定されないものである。
【０１１５】
例えば、上記した加工装置１０においては、加工用ツール４２として切削加工可能なツールを配設するようにしたが、被加工物を研磨する研磨ツールや、接触あるいは非接触により描画が可能な手段の手段などを配設する各種装置において、本発明を実施するようにしてもよい。
【０１１６】
また、加工装置１０においてスピンドル２６に対象物の形状を測定可能なスキャン用のセンサーを取り付ければ、本発明により回転中心を求めることにより、立体物をスキャンニングして高精細な３Ｄデータを取得することができ、高精度な３Ｄスキャナにおけるリバースエンジニンアリングや既存パーツのデータ化にも本発明は好適なものである。
【０１１７】
（９）上記した実施の形態ならびに上記（１）乃至（８）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、試作や量産での部品製作やデザインモデルを製作する際、モデリングマシンなど三次元加工装置や、ツールによって切削などを行う二次元彫刻装置などにおいて利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１は、本発明による回転中心の測定方法および測定装置の実施の形態の一例を実現する加工装置を示す概略構成斜視説明図である。
【図２】図２は、図１に示す加工装置の要部を模式的に示した説明図である。
【図３】図３は、図１に示す加工装置における加工結果などを模式的に示す説明図であり、（ａ）は測定子ならびに基準バーが配設された状態を示す斜視説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す状態を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）に示す状態から加工用ツールと被加工物とに付け替えた状態を示す説明図であり、（ｄ）ならびに（ｅ）は支軸の回転軸と基準バーの中心とが互いに一致していない場合を示す説明図であり、（ｆ）は（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す状態による加工結果を示す説明図であり、（ｇ）は（ｄ）に示す状態による加工結果を示す説明図であり、（ｈ）は（ｅ）に示す状態による加工結果を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０２の処理を概念的に示す説明図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０４の処理を概念的に示す説明図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０４の処理を概念的に示す説明図である。
【図８】図８（ａ）（ｂ）は、図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４０６ならびにステップＳ４０８の処理を概念的に示す説明図である。
【図９】図９（ａ）（ｂ）は、図４に示す本発明による回転中心の測定方法における回転中心の測定処理ルーチンのステップＳ４１０ならびにステップＳ４１２の処理を概念的に示す説明図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は、本発明による回転中心の測定方法および測定装置の実施の形態の他の例を示す説明図である。
【図１１】図１１（ａ）（ｂ）は、本発明による回転中心の測定方法および測定装置の実施の形態の他の例を示す説明図である。
【図１２】図１２（ａ）（ｂ）は、本発明による回転中心の測定方法および測定装置の実施の形態の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０        加工装置
１２        ベース部材
１４Ｌ、１４Ｒ        側方部材
１６        後方部材
１８        ガイドレール
２０        シャフト
２２        キャリッジ
２４        主軸
２６        スピンドル
２８        テーブル
３０        回転軸ユニット
３２        フレーム
３４        支軸
３６        回転テーブル
４０        測定子
４２        加工用ツール
５０        基準バー
５２        被加工物
２００        マイクロ・コンピューター
【図１】
2006349388.tif 000003
【図２】
2006349388.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006349388.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006349388.tif 000009
【図８】
2006349388.tif 000010
【図９】
2006349388.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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