(57)【要約】【課題】簡便な調整で５軸の測定を可能とすること。【解決手段】第１の軸の測定時は、円筒部３２の先端に軸の垂直方向から測定センサ３を当て、軸方向にバックラッシュ量測定器具２をスライド動作させ、第２の軸の測定時は、円筒部３２の側面に軸の垂直方向から測定センサ３を当て、円筒部３２の軸方向と水平方向に測定センサ３とバックラッシュ量測定器具２とを相対的にスライド動作させ、第３の軸の測定時は、円筒部３２の側面に軸の垂直方向から測定センサ３を当て、軸方向と鉛直方向に、測定センサ３とバックラッシュ量測定器具２とを相対的にスライド動作させ、第４の軸の測定時は、平板部４３に軸方向から測定センサ３を当て、円筒部３２の軸を中心にバックラッシュ量測定器具２を回転させ、第５の軸の測定時は、平板部４３に軸方向から測定センサ３を当て、円筒部３２の軸と平行な軸を中心にバックラッシュ量測定器具２を旋回させ、変位量を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークヘッドに取り付け可能なワークヘッド保持部と、
前記ワークヘッド保持部から延びる円筒部と、
前記円筒部に設けられ、前記円筒部の軸に対して垂直な面に設けられた平板部と、を備えるバックラッシュ量測定器具に測定センサを当ててバックラッシュ量を測定するバックラッシュ量測定方法であって、
第１の軸を測定する際には、前記円筒部の先端に前記円筒部の軸の垂直方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸方向に前記バックラッシュ量測定器具をスライド動作させたときの変位量を算出し、
第２の軸を測定する際には、前記円筒部の側面に前記円筒部の軸の垂直方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸方向と水平方向に、前記測定センサと前記バックラッシュ量測定器具が相対的にスライド動作したときの変位量を算出し、
第３の軸を測定する際には、前記円筒部の側面に前記円筒部の軸の垂直方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸方向と鉛直方向に、前記測定センサと前記バックラッシュ量測定器具が相対的にスライド動作したときの変位量を算出し、
第４の軸を測定する際には、前記平板部に前記円筒部の軸方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸を中心に前記バックラッシュ量測定器具を回転させたときの変位量を算出し、
第５の軸を測定する際には、前記平板部に前記円筒部の軸方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸と平行な軸を中心に前記バックラッシュ量測定器具を旋回させたときの変位量を算出する、
バックラッシュ量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックラッシュ量の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００３−１９４１５６号公報がある。この公報に記載された工作機械の旋回割り出し装置では、ワーク又は工具が取付けられる旋回台の外周部に大平歯車を設け、大平歯車に噛合する小平歯車を旋回台の旋回軸線Ａと平行に配置された中間軸に設け、旋回軸線Ａと直角方向に配置された駆動軸と中間軸とをハイポイドギヤにより連結し、大平歯車と小平歯車，及びハイポイドギヤはそれぞれバックラッシュを小さくする方向に位置調整可能に配設することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バックラッシュ量測定器具を用いてバックラッシュ測定を行う際に、回転方向にもユニットが動こう場合には、バックラッシュを調整する軸は５軸になる。そのため、ひとつひとつの軸の移動方向に対して、測定センサを当ててバックラッシュ量を測定する場合に作業工数がかかる。
本発明は、バックラッシュ測定に際して、簡便な調整方法により５軸の測定を可能とすることで、コストを削減するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかるバックラッシュ量測定方法は、ワークヘッドに取り付け可能なワークヘッド保持部と、前記ワークヘッド保持部から延びる円筒部と、前記円筒部に設けられ、前記円筒部の軸に対して垂直な面に設けられた平板部と、を備えるバックラッシュ量測定器具に測定センサを当ててバックラッシュ量を測定するバックラッシュ量測定方法であって、第１の軸を測定する際には、前記円筒部の先端に前記円筒部の軸の垂直方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸方向に前記バックラッシュ量測定器具をスライド動作させたときの変位量を算出し、第２の軸を測定する際には、前記円筒部の側面に前記円筒部の軸の垂直方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸方向と水平方向に、前記測定センサと前記バックラッシュ量測定器具が相対的にスライド動作したときの変位量を算出し、第３の軸を測定する際には、前記円筒部の側面に前記円筒部の軸の垂直方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸方向と鉛直方向に、前記測定センサと前記バックラッシュ量測定器具が相対的にスライド動作したときの変位量を算出し、第４の軸を測定する際には、前記平板部に前記円筒部の軸方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸を中心に前記バックラッシュ量測定器具を回転させたときの変位量を算出し、第５の軸を測定する際には、前記平板部に前記円筒部の軸方向から前記測定センサを当て、前記円筒部の軸と平行な軸を中心に前記バックラッシュ量測定器具を旋回させたときの変位量を算出する。
これにより、バックラッシュ量測定器具の動かし方と、測定センサの当てる方向を変えるだけで、測定対象となる軸を変更することができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、簡便な調整方法により５軸の測定を実行可能とし、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】バックラッシュ量測定装置の概略図である。
【図２】ＮＣ研削盤の概略図である。
【図３】測定部の上面図である。
【図４】Ｘ軸測定時のバックラッシュ量測定器具と測定センサの配置を示した図である。
【図５】Ｙ軸測定時のバックラッシュ量測定器具と測定センサの配置を示した図である。
【図６】Ｚ軸測定時のバックラッシュ量測定器具と測定センサの配置を示した図である。
【図７】Ａ軸測定時のバックラッシュ量測定器具と測定センサの配置を示した図である。
【図８】Ｃ軸測定時のバックラッシュ量測定器具と測定センサの配置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、バックラッシュ量測定装置１は、バックラッシュ量測定器具２と、測定センサ３を備える。なお図１は、バックラッシュ量測定器具２が、後述するワークヘッド２４ｂに取り付けられた状態である。
【０００９】
ここで、バックラッシュ量測定装置１を用いてバックラッシュ量測定を行うＮＣ研削盤１１について説明する。図２に示すように、ＮＣ研削盤１１は、Ｘ軸方向に延在するようにバックラッシュ量測定器具２やボールネジをセット可能な第１のユニット２１と、Ｙ軸方向に延在するようにボールネジをセット可能な第２のユニット２２と、を備える。なお、また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とする。
【００１０】
第１のユニット２１のワークヘッドに、ボールネジをセットした場合におけるボールネジの先端方向を＋方向とし、逆方向を−方向とする。すなわち後述するように、第１のユニット２１にバックラッシュ量測定器具２を取り付けたときに、円筒部３２側が＋方向、ワークヘッド保持部３１側が−方向である。また、第１のユニット２１にボールネジ又はバックラッシュ量測定器具２をセットした場合における、円筒部３２の軸まわりに回転するための軸方向をＡ軸方向とする。また、第１のユニット２１において、バックラッシュ量測定器具２の円筒部３２の軸方向と平行な軸方向をＣ軸方向とする。
【００１１】
第１のユニット２１は、基台２３と、基台２３のＺ方向上部に設けられた測定部２４と、を備える。
【００１２】
図３に示すように、測定部２４は、基台２３に連結されるベースユニット２４ａと、ベースユニット２４ａに連結されボールネジの先端部が取り付け可能なワークヘッド２４ｂと、ワークヘッド２４ｂにとりつけられたボールネジを回転させるサーボモータ２４ｃと、ボールネジのネジ軸回りに配置されるナット部２４ｄと、基台２３及びナット部２４ｄに連結され、基台に対してＸ軸方向に摺動するスライドユニット２４ｅと、を備える。なお、図３は、測定部２４や後述する測定部２６に、ボールネジをセットした状態である。
【００１３】
ワークヘッド２４ｂには、後述するワークヘッド保持部３１の第２の底部３１ｂが保持される。なお測定部２４は、ワークヘッド保持部３１の第２の底部３１ｂが保持された状態において、ワークヘッド保持部３１の軸方向がＸ方向である状態から、Ｙ方向になるように動作可能である。
【００１４】
第２のユニット２２は、基台２５と、基台２５のＹ方向側の面に設けられた測定部２６と、を備える。また第２のユニット２２には、測定センサ３が固定されている。なお、第２のユニット２２のＹ方向における＋方向側に、第１のユニット２１が配置されているものとする。
【００１５】
測定部２６は、基台２５に連結されるベースユニット２６ａと、ベースユニット２６ａに連結されボールネジの先端部が取り付け可能なワークヘッド２６ｂと、ワークヘッド２６ｂにとりつけられたボールネジを回転させるサーボモータ２６ｃと、ボールネジのネジ軸回りに配置されるナット部２６ｄと、基台２５及びナット部２６ｄに連結され、基台２５に対してＺ軸方向に摺動するスライドユニット２６ｅと、を備える。
【００１６】
測定センサ３は、第２のユニット２２に備えられている測定センサである。例えば測定センサ３は、ダイヤルゲージである。例えば測定センサ３は、バックラッシュ量測定器具２に当接して測定量の取得を行う測定子３ａが、Ｙ軸方向前方側に向くように配置されている。測定センサ３を用いて測定を行う場合には、ダイヤルの０点出しを行い、測定対象であるスライドユニット２４ｅの軸を当て込み方向に動かし、軸を逆方向に動かし、ダイヤルの変化量を読み取る。この一連の動作を繰り返し、平均値を算出することにより、測定結果を算出する。
【００１７】
図１に示すように、バックラッシュ量測定器具２は、ワークヘッドに取り付けるワークヘッド保持部３１と、ワークヘッド保持部３１から延びる円筒部３２とを備える。
【００１８】
ワークヘッド保持部３１は、略円柱状である。ワークヘッド保持部３１の第１の底部３１ａには、円筒部３２の一端部が連結されている。ワークヘッド保持部３１の第２の底部３１ｂ及びその近傍の外周部は、ワークヘッド２４ｂにより保持される。
【００１９】
円筒部３２は、略円筒状であって、ワークヘッド保持部３１に対して同軸上に配置されている。円筒部３２は、ワークヘッド保持部３１の第２の底部に連結する大径部４１と、大径部４１より小径で形成されている治具丸部４２と、を備える。言い換えると、治具丸部４２は、円筒部３２の先端に形成されている。また、大径部４１と治具丸部４２の間であって、円筒部３２の軸に対して垂直に平板部４３が設けられている。なお、平板部４３は、円筒部３２の軸方向に設けられている面を平板面４３ａと、軸に対して垂直な箇所に配置された側部４３ｂを有する。
【００２０】
次に、バックラッシュ量測定装置１を用いて、ＮＣ研削盤１１のバックラッシュ量の測定手順について説明する。
【００２１】
最初に、ＮＣ研削盤１１における、Ｘ軸方向（第１の軸方向）のバックラッシュ量の測定方法について説明する。
【００２２】
第１のユニット２１の測定部２４のワークヘッド２４ｂに、バックラッシュ量測定器具２を取り付ける。
【００２３】
図４に示すように、バックラッシュ量測定器具２をＸ軸の＋方向に動作させる。これにより、バックラッシュ量測定器具２の円筒部３２の先端に形成された治具丸部４２に、測定センサ３の測定子３ａを当て、測定センサ３がＯＮ状態になったときのＸ軸位置を記憶させる。
【００２４】
その後、第１のユニット２１をＸ軸の−方向に動作させ、測定センサ３がＯＦＦ状態になったときのＸ軸位置を記憶する。
【００２５】
その後、測定センサ３のＯＮとＯＦＦのときの差を計算することで、バックラッシュ量を算出する。
【００２６】
言い換えると、円筒部３２の先端に設けられた治具丸部４２に、円筒部３２の軸の垂直方向から測定センサ３を当て、円筒部３２の軸方向にバックラッシュ量測定器具２をスライドさせることで、バックラッシュ量を算出することができる。
【００２７】
次に、Ｙ軸方向（第２の軸方向）のバックラッシュ量の測定方法について説明する。
【００２８】
第１のユニット２１の測定部２４のワークヘッド２４ｂに、バックラッシュ量測定器具２を取り付ける。
【００２９】
第２のユニット２２の測定部２６をＹ軸の＋方向に動作させることで、測定センサ３をＹ軸＋方向に動作させる。これにより、図５に示すように、バックラッシュ量測定器具２の円筒部３２の先端に形成された治具丸部４２の側面に、測定センサ３の測定子３ａを当て、測定センサ３がＯＮ状態なったときのＹ軸位置を記憶させる。
【００３０】
次に、測定部２６をＹ軸の−方向に動作させ、測定センサ３がＯＦＦ状態になったときのＹ軸位置を記憶する。
【００３１】
その後、測定センサ３のＯＮとＯＦＦのときの差を計算することで、バックラッシュ量を算出する。
【００３２】
言い換えると、円筒部３２の先端に設けられた治具丸部４２の側面に、円筒部３２の軸の垂直方向から測定センサ３を当て、円筒部３２の軸方向と水平方向に測定センサ３とバックラッシュ量測定器具２が相対的にスライドすることで、バックラッシュ量を算出することができる。
【００３３】
次に、Ｚ軸方向（第３の軸方向）のバックラッシュ量の測定方法について説明する。
【００３４】
第１のユニット２１の測定部２４のワークヘッド２４ｂに、バックラッシュ量測定器具２を取り付ける。
【００３５】
第２のユニット２２の測定部２６をＺ軸の−方向に動作させることで、測定センサ３をＺ軸の−方向に動作させる。これにより、図６に示すように、バックラッシュ量測定器具２の円筒部３２の先端に形成された治具丸部４２の上面に、測定センサ３の測定子３ａを当て、測定センサ３がＯＮ状態なったときのＺ軸位置を記憶させる。
【００３６】
次に、測定部２６をＺ軸の＋方向に動作させ、測定センサ３がＯＦＦ状態になったときのＺ軸位置を記憶する。
【００３７】
その後、測定センサ３のＯＮとＯＦＦのときの差を計算することで、バックラッシュ量を算出する。
【００３８】
言い換えると、円筒部３２の先端に設けられた治具丸部４２の側面である上面に、円筒部３２の軸の垂直方向から測定センサ３を当て、円筒部３２の軸方向と鉛直方向に測定センサ３とバックラッシュ量測定器具２が相対的にスライドすることで、バックラッシュ量を算出することができる。
【００３９】
次に、Ａ軸方向（第４の軸方向）のバックラッシュ量の測定方法について説明する。
【００４０】
第１のユニット２１の測定部２４のワークヘッド２４ｂに、バックラッシュ量測定器具２を取り付ける。
【００４１】
図７に示すように、第１のユニット２１では、測定部２４がバックラッシュ量測定器具２の円筒部３２の軸方向がＹ方向になるように旋回させる。これにより、バックラッシュ量測定器具２は、円筒部３２の軸方向から測定センサ３が当接可能であるように、測定センサ３の正面に移動する。
【００４２】
測定部２４は、ワークヘッド２４ｂを回転させる動作を行う。具体的には、測定部２４はＡ軸方向の＋方向に動作する。これにより、測定センサ３の測定子３ａに、バックラッシュ量測定器具２の平板部４３の側部４３ｂが当接し、測定センサ３がＯＮ状態になる。例えばこのとき、矩形状の平板部４３の側部４３ｂのうち、Ｚ方向上側において長辺となっている箇所を当接させる。そして、測定センサ３がＯＮ状態になったときのＡ軸位置を記憶する。
【００４３】
次に、測定部２４は、ワークヘッド２４ｂを逆回転させる動作、すなわちＡ軸方向の−方向に動作し、測定センサ３の測定子３ａがバックラッシュ量測定器具２の平板部４３から離れてＯＦＦ状態となったときのＡ軸位置を記憶する。
【００４４】
その後、測定センサ３のＯＮとＯＦＦのときの差を計算することで、バックラッシュ量を算出する。
【００４５】
言い換えると、円筒部３２の軸方向から、平板部４３の側面部に測定センサ３を当て、円筒部３２の軸を中心にバックラッシュ量測定器具２を回転させたときの変位量から、バックラッシュ量を算出することができる。
【００４６】
次に、Ｃ軸方向（第５の軸方向）のバックラッシュ量の測定方法について説明する。
【００４７】
第１のユニット２１の測定部２４のワークヘッド２４ｂに、バックラッシュ量測定器具２を取り付ける。
【００４８】
図８に示すように、第１のユニット２１は、あらかじめ定められている円筒部３２の軸方向に対して平行な軸を旋回中心として、測定部２４を旋回させる。すなわち、測定部２４をＣ軸の＋方向に動作させる。これにより、測定センサ３の測定子３ａに、バックラッシュ量測定器具２の平板部４３において測定センサ３と対向する側の平板面４３ａが当接し、測定センサ３がＯＮ状態になる。そして、測定センサ３がＯＮ状態になったときのＣ軸位置を記憶する。
【００４９】
次に測定部２４は、旋回中心に対してＣ軸方向に−方向動作し、測定センサ３の測定子３ａがバックラッシュ量測定器具２の平板部４３から離れてＯＦＦ状態となったときのＣ軸位置を記憶する。
【００５０】
その後、測定センサ３のＯＮとＯＦＦのときの差を計算することで、バックラッシュ量を算出する。
【００５１】
言い換えると、円筒部３２の軸方向から、平板部４３の平板面４３ａに測定センサ３を当て、円筒部３２の軸と平行な軸を中心にバックラッシュ量測定器具２を旋回させたときの変位量から、バックラッシュ量を算出することができる。
【００５２】
このようにして、第１のユニット２１の測定部２４に、バックラッシュ量測定器具２を取り付け、バックラッシュ量測定器具２の動かし方と、バックラッシュ量測定器具２に対する測定センサ３の当て方を変更するだけで、ＮＣ研削盤１１の５軸の夫々について測定することができる。したがって、５軸それぞれの動きに合わせて測定センサ３を当てにいく必要が無くなり、工数が削減し、コストの削減をはかることができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１            バックラッシュ量測定装置
２            バックラッシュ量測定器具
３            測定センサ
３ａ            測定子
１１            ＮＣ研削盤
２１            第１のユニット
２２            第２のユニット
２３            基台
２４            測定部
２４ａ            ベースユニット
２４ｂ            ワークヘッド
２４ｃ            サーボモータ
２４ｄ            ナット部
２４ｅ            スライドユニット
２５            基台
２６            測定部
２６ａ            ベースユニット
２６ｂ            ワークヘッド
２６ｃ            サーボモータ
２６ｄ            ナット部
２６ｅ            スライドユニット
３１            ワークヘッド保持部
３１ａ            第１の底部
３１ｂ            第２の底部
３２            円筒部
４１            大径部
４２            治具丸部
４３            平板部
４３ａ            平板面
４３ｂ            側部
【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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