(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の並進軸に沿う変位に応じて該機械の第１の回転可能な部分の回転軸であって前記並進軸と略平行をなす前記回転軸の位置を測定する方法であって、該第１の回転可能な部分がそれに関連する、基準球体を含む第１の形体を有する前記方法は、
（Ａ）下記（ｉ）〜（ｉｖ）のステップにより前記第１の回転可能な部分の回転軸の位置を測定するステップ、
（ｉ）測定プローブを用いて、前記基準球体の中心の位置を測定するステップ、
（ｉｉ）前記第１の回転可能な部分をある角度まで回転させるステップ、
（ｉｉｉ）前記測定プローブを用いて、前記基準球体の中心の新しい位置を測定するステップ、
（ｉｖ）ステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）で測定された前記基準球体の中心の位置の測定値を用いて、前記第１の回転可能な部分の前記回転軸の位置を計算するステップ、
（Ｂ）前記測定プローブ及び前記第１の回転可能な部分の少なくとも一方を前記並進軸に沿って並進させるステップ、および
（Ｃ）ステップ（Ａ）を繰り返し、前記第１の回転可能な部分の前記回転軸のさらなる位置を測定するステップ、を備え、
前記基準球体の中心の各位置および前記第１の回転可能な部分の回転軸の位置は、少なくとも、前記並進軸に直交する面上の位置を表す一対の座標で表されることを特徴とする方法。
【請求項２】
ステップ（ｉｉ）は、前記第１の回転可能な部分を１８０°まで回転させることを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（Ｄ）ステップ（Ａ）および（Ｃ）の位置測定値を用いて、前記機械の軸に対して前記第１の回転可能な部分の前記回転軸の角度的位置合わせを測定するステップをさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップ（Ｂ）は、前記機械の並進軸に沿って前記第１の回転可能な部分を並進させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記機械は、前記測定プローブを保持する第２の回転可能な部分を備え、
前記第１の回転可能な部分および前記第２の回転可能な部分の回転軸の相対的な位置合わせを測定するステップを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記機械は、前記第２の回転可能な部分の回転軸に対して前記第１の回転可能な部分の前記回転軸を傾斜させる回転軸を備えていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
機械の並進軸に沿う変位に応じて該機械の第２の回転可能な部分の回転軸であって前記並進軸と略平行をなす前記回転軸の位置を測定する方法であって、該機械が基準球体を含む第１の形体を備え、該第２の回転可能な部分が測定プローブを有する、前記方法は、
（Ａ）下記（ｉ）〜（ｉｖ）のステップにより前記第２の回転可能な部分の回転軸の位置を測定するステップ、
（ｉ）前記測定プローブを用いて、前記基準球体の中心の位置を測定するステップ、
（ｉｉ）前記第２の回転可能な部分をある角度まで回転させるステップ、
（ｉｉｉ）前記測定プローブを用いて、前記基準球体の中心の位置を測定するステップ、
（ｉｖ）ステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）で測定された前記基準球体の中心の位置の測定値を用いて、前記第２の回転可能な部分の前記回転軸の位置を計算するステップ、
（Ｂ）前記測定プローブを並進させるステップ、および
（Ｃ）ステップ（Ａ）を繰り返し、前記第２の回転可能な部分の前記回転軸のさらなる位置を測定するステップ、とを備え、
前記基準球体の中心の各位置および前記第２の回転可能な部分の回転軸の位置は少なくとも、前記並進軸に直交する面上の位置を表す一対の座標で表されることを特徴とする方法。
【請求項８】
ステップ（ｉｉ）は、前記第２の回転可能な部分を１８０°まで回転させることを備えていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記機械は、前記第１の形体を備える第１の回転可能な部分を含み、
前記第１の回転可能な部分および前記第２の回転可能な部分の回転軸の相対的な位置合わせを測定するステップを備えていることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記機械は、前記第２の回転可能な部分の回転軸に対して前記第１の回転可能な部分の前記回転軸を傾斜させる回転軸を備えていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記測定プローブは、２以上の先端部を支える軸部を有するスタイラスを備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
前記測定プローブは、軸部と先端部を有するスタイラスを備え、
前記軸部を用いて、前記基準球体の中心の位置を測定するステップを備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、特に、旋盤、ミルターン旋盤等のような回転機械を較正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤は、よく知られている。代表的な旋盤においては、ワークピースは、チャックに保持され、高速で回転する。この時、切削工具が、回転するワークピースと接触し、ワークピースを所望の形状に切削又は“旋削する”。
【０００３】
改良型旋盤であると考えられているミルターン旋盤も良く知られている。そのような機械は、回転可能なチャックを備え、ワークピースを保持し、切削工具を回転させる手段を有する。この時、ワークピースは、標準的な旋盤と同じように回転し、及び／又は回転する工具が、ワークピースの形体を処理するのに使用され得る。ミルターン旋盤は、また、回転ヘッドを有し、切削工具がたくさんの異なる方向からワークピースと接触することを可能とする。
【０００４】
旋盤、ミルターン旋盤等を操作するとき、通常、ワークピースの回転軸（いわゆる、中心線）を測定することが必要である。これは、ワークピースに切り込まれる形体の大きさが旋盤の中心線に対する切削工具の位置により測定されるからである。
【０００５】
旋盤の中心線を見つけ出すたくさんの手動による方法が知られている。例えば、ダイヤル式テスト指示器（a dial test indicator）が使用される。しかしながら、工作機械の較正及び切削動作を自動化し、機械の休止時間を最小限とし、機械加工部品の再現性を増大させる要望が強まっている。
【０００６】
特許文献１は、旋盤の工具保持器に搭載されたタッチトリガー式測定プローブ（a touch trigger measurement probe）を使用してチャックの回転軸を測定するいろいろな方法を記載している。特に、特許文献１は、そのようなタッチトリガー式プローブがどのように使用され、ワークピースの直径方向に対向する点の位置を測定することにより、旋盤のチャックに保持されているワークピースの回転軸を推定し得るかを記載している。特許文献１の１つの実施態様においては、どのようにワークピースの犠牲切削がなされ、切削された形体の直径方向に対向する点が測定され、中心線を確定するかが記載されている。しかしながら、ワークピースの犠牲切削をすることはいつも可能ではなく、そのような切削プロセスは、受け入れ難いほどの時間を消費する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第０２８３４８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、旋盤、ミルターン旋盤等のような回転機械を較正する改良された方法を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の形態によれば、ワークピースを保持する第１の回転可能な部分であって、該第１の回転可能な部分と関連する第１の形体を有する第１の回転可能な部分を有する回転機械を較正する方法が提供される。該方法は、
（ｉ）第１の形体の位置を測定するために測定プローブを使用するステップ、
（ｉｉ）ある角度まで第１の回転可能な部分を回転させるステップ、及び
（ｉｉｉ）第１の形体の新しい位置を測定するために、測定プローブを使用するステップ、
を備えている。
【００１０】
方法は、（ｉｖ）ステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）で測定された位置測定値を使って第１の回転可能な部分の回転軸（Ｃ軸）の位置を計算するステップをさらに備えていることが好ましい。例えば、Ｃ軸の位置は、回転機械のＸ及びＹ軸に対して見つけ出され得る。
【００１１】
したがって、本発明は、回転機械の第１の回転可能な部分の一部又はそれに付属し、第１の回転可能な部分に対して固定された（通常、未知である）位置を有する第１の形体を使用する。第１の形体は、プローブによって測定されるその位置を有し得るどのような形体であってもよい。例えば、第１の形体は、棒、支柱、基準球体等から構成されていてもよい。形体の位置を測定するのに使用される測定プローブは、接触式プローブ（例えば、タッチトリガー式プローブ）であってもよいし、あるいは非接触式プローブであってもよい。回転可能な部分が２つ（又はそれ以上）の異なる回転の向きにあるとき、機械の本体に対して第１の形体の位置を測定するために測定プローブを使用することは、回転機械の第１の回転可能な部分の回転軸（いわゆる、Ｃ軸又は旋盤の中心線）が正確に測定されることを可能とする。
【００１２】
したがって、本発明の方法は、回転機械の真の中心線（Ｃ軸）がワークピースの切削をする必要なしに見つけ出されることを可能とする。
【００１３】
さらに、本発明の方法は、タック又はワークピースの２つの異なる形体が測定されるときに起き得る誤差に影響されないことが見出された。特に、本発明の方法は、一対の形体が中心線から等距離にあるという仮定に依存することなく、機械の真の中心線を見つけ出すのに使用され得る。したがって、本発明は特許文献１に記載されるタイプの技術より優れた改良であることが理解され得る。
【００１４】
方法は、また、完全に自動的に行われ、したがって、（例えば、ダイヤル式テスト指示器を使用する）手動により調整される技法より実質的に迅速に行われるという利点を有する。方法は、また、（例えば、部品間で）比較的迅速に行われ、機械の通常の較正が行われることを可能とし、それにより、使用中における中心線の位置の変化に関連する工作誤差を減少させることができる。
【００１５】
本明細書では、用語“回転機械”は、ワークピースを保持し、それが回転しているとき切削工具がワークピースと接触し得るように配列され得る第１の回転可能な部分（例えば、チャック）を有する機械を定義していることが留意されるべきである。すなわち、それは、ワークピースが回転し得る機械である。回転機械は、したがって、従来の旋盤又はミルターン旋盤を含み得る。回転機械は、また、フライス盤又は、切削中ワークピースが回転し得る複合工作機械を含み得る。回転機械は、どんな向きでもそのＣ軸を有し得る。例えば、機械は、実質的に水平または垂直なＣ軸の向きを有し得る。回転機械は、また、必要に応じて機械に対して向きを変えられ得る第１の回転可能な部分を含み得る。例えば、回転機械は、Ｃ軸の向きが固定されている工具に対して調整され得る複合工作機械であってもよい（例えば、回転機械は、ワークピースを保持するチャックが回転し得る５軸複合工作機械を含み得る。）。しかしながら、回転機械は、ワークピースが切削されているとき、該ワークピースが常に静止した状態を保持している基本的なフライス盤とは明らかに異なることに留意すべきである。
【００１６】
都合がよいことに、ステップ（ｉｉ）は、１８０°の角度まで第１の回転可能な部分を回転させることを含んでいる。本明細書では、幾何学的配置は、第１の回転可能な部分が機械のｘ−ｙ平面で回転し、回転のＣ軸が機械のｚ軸と名目上位置合わせするように定義されることに留意すべきである。とはいえ、Ｃ軸は、以下に示されるように、常にｚ軸と完全に位置合わせされるものではないことに留意すべきである。
【００１７】
そのような座標幾何学を使用して、ステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）それぞれの測定値は、一対のｘ、ｙ座標を与える。したがって、（ｘ及びｙにおける）中心線の位置は、２つの測定されたｘ及びｙの位置の中間点である。当業者は、必要であれば、別の座標幾何学を用いて位置測定値が取得され得ることを理解している。さらに、ステップ（ｉｉ）は、任意の角度まで第１の回転可能な部分を回転させることを含んでいる。例えば、第１の回転可能な部分は、必要であれば、１８０°未満、９０°未満又は９０°以上又は１８０°以上の角度まで回転し得る。
【００１８】
大型旋盤のようなある種の回転機械にとって、測定プローブは、限られた範囲を有するのみである。このことは、方法のステップ（ｉｉ）の間に使用され得る最大角度の階段状変化を制限する。したがって、ステップ（ｉｉ）は、１８０°未満の角度まで又は９０°の角度まで、第１の回転可能な部分を回転させることを含み得る。それで、方法は、第１の機械軸の第１の回転可能な部分の回転軸の位置を測定する最初のステップを備えることが有利である。この最初のステップは、以下に詳細に記載されるように、第１の機械軸の仮定中心線の両側の測定値を取得することを含み得る。第１の機械軸は、例えば、ｘ軸であり、この時、最初のステップは、ｘ軸中心線を測定することを備える。それで、ステップ（ｉ）は、第１の形体が前記第１の機械軸の上に実質的に配置されるように、第１の回転可能な部分の位置を確定することを備えることが有利である。このようにして、（ｘ及びｙ両方の）機械の中心線の位置が確定される。
【００１９】
回転機械は、工具保持器を備えていることが有利である。この場合、第１の形体の位置を測定するためにステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）で使用される測定プローブは、前記工具保持器によって保持される。工具保持器は、１以上の切削工具又は（測定プローブのような）工具付属品を保持し得る。工具保持器は、回転機械の第１の回転可能な部分に対して（例えば、ｘ、ｙ及びｚに）移動可能であり、方法のステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）の位置情報を提供することが好ましい。したがって、工具保持器は、工具又は付属品がワークピースと接触することを可能とし、また、機械の制御器へ工具の位置情報を出力する。通常、工具保持器は、切削工具や工具付属品が自動的に交換され得るように配置される。
【００２０】
好都合なことに、工具保持器は、工具又は工具付属品を保持する第２の回転可能な部分を備えている。回転機械は、したがって、ワークピースの回転に加えてそのようなワークピースのフライス削りを可能とするいわゆるミルターン旋盤を備えていてもよい。ミルターン旋盤は、通常、回転可能な部分を含むヘッド及び工具（例えば、切削工具やフライス工具）及び工具付属品（例えば、測定プローブ）が必要ならば第２の回転可能な部分内に装備されることを可能とする自動工具交換装置を有する。
【００２１】
第１の形体の位置を測定するためにステップ（ｉ）及び（ｉｉｉ）で使用される測定プローブは、第２の回転可能な部分により保持されることが有利である。方法は、ある角度まで第２の回転可能な部分（及び、それから推して、測定プローブ）を回転させるステップを備えていることが好都合である。
【００２２】
第２の回転可能な部分は、回転ヘッドにより保持されることが有利である。回転ヘッドは、少なくとも１つの軸（“Ｂ軸”）の周りに回転可能である。回転ヘッドは、また、さらなる工具又は工具付属品を支持する１以上のさらなる回転可能な部分を保持してもよい。したがって、方法は、通常回転ヘッド形ミルターン旋盤といわれるものを使って実施される。そのような機械は、第１の回転可能な部分の回転軸と第２の回転可能な部分の回転軸との間に傾斜をもたらすように回転し得る回転ヘッドを有する。すなわち、Ｂ軸周りの回転がＡ軸とＣ軸との間の角度を変える。Ａ軸は、通常、Ｂ軸が回転０°であるとき、Ｃ軸と名目上位置合わせされると言われている。上述したように、そのような回転ヘッドは、ｘ、ｙ及びｚで移動可能であり、また回転可能であり、工具又は工具付属品が異なる向きでワークピースと接触することを可能とする。このことは、ワークピース内で回転する又はフライス削りされ得る形体の範囲を増大させる。
【００２３】
方法は、都合のよいことに、第１の回転可能な部分が軸の周りに回転又は傾斜し得る回転機械に適用され得る。例えば、第１の回転可能な部分は、定位置を有する第２の回転可能な部分に対して第１の回転可能な部分の傾斜を変えるために移動し得るクレードル（a cradle）により保持され得る。回転ヘッド形機械と同様に、そのような機械は、また、第１の回転可能な部分の回転軸と第２の回転可能な部分の回転軸との間に傾斜をもたらす。方法は、また、１以上の軸の周りに回転又は傾斜する、回転ヘッド及び第１の回転可能な部分の両方を有する回転機械に適用され得る。
【００２４】
有利なことに、ステップ（ｉ）ないし（ｉｉｉ）は、第１の回転可能な部分の回転軸と実質的に平行に（すなわち、Ｂ＝０°である。）配置されている回転ヘッドの第２の回転可能な部分の回転軸により実行される。このようにして、第１の回転可能な部分（例えば、チャック）のＣ軸の位置は、回転ヘッドがＢ＝０°の向きにあるとき、第２の回転可能な部分のＡ軸に対して測定され得る。
【００２５】
方法は、ある角度まで第２の回転可能な部分を回転させるステップを備えていることが好ましい。このことは、有利なことに、任意のスタイラスのオフセット（any stylus offset）又は同様のものを測定するのに使用され得る。ステップ（ｉｉ）は、ある角度まで第２の回転可能な部分を回転させるステップを備えることが有利である。このようにして、第１の回転可能な部分及び第２の回転可能な部分は、ともに測定値の間で回転し得る。第１及び第２の回転可能な部分が回転する量は、同じであることが好ましいが、必要ならば異なっていてもよい。第１及び第２の回転可能な部分は、必要に応じ、一緒に、又は、交互に回転してもよい。
【００２６】
ステップ（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）は、１以上の回数繰り返されることが有利である。このようにして、第１の形体の位置のたくさんの測定値が第１の回転可能な部分を用いて作られる。また、必要ならば、たくさんの異なる向きに回転する第２の回転可能な部分を用いて作られる。
【００２７】
都合のよいことに、ステップ（ｉ）は、０°に向けられている第１及び第２の回転可能な部分により行われ、ステップ（ｉｉ）は、９０°まで第１及び第２の回転可能な部分を回転させるステップを含み、ステップ（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）は、４回実行される。したがって、方法は、Ａ及びＣ軸の両方が０°の角度で開始される。次に、方法は、以下の軸の回転（Ａ＝０°、Ｃ＝０°）、（Ａ＝９０°、Ｃ＝９０°）、（Ａ＝１８０°、Ｃ＝１８０°）及び（Ａ＝２７０°、Ｃ＝２７０°）により作られる第１の形体の（ｘ、ｙ）位置の４つの測定値をもたらす。
【００２８】
第１及び第２の回転可能な部分が上述したような方法で一緒に回転し得るけれども、当業者は、そのような方法に対する多くの変化が使用され得ることに留意すべきである。例えば、ステップ（ｉ）は、２以上の回転の向きそれぞれにおける第２の回転可能な部分を用いて形体の位置を測定するステップを備え、及び／又は、ステップ（ｉｉｉ）は、２以上の回転の向きそれぞれにおける第２の回転可能な部分を用いて形体の位置を測定するステップを備え得る。
【００２９】
ステップ（ｉ）は、０°までの第１の回転可能な部分の向きを設定し、０°及び１８０°の２つの角度にある第２の回転可能な部分を用いて第１の形体の位置を測定するステップを備え、ステップ（ｉｉ）は、１８０°までの第１の回転可能な部分を回転させるステップを備え、ステップ（ｉｉｉ）は、０°及び１８０°の２つの角度にある第２の回転可能な部分を用いて第１の形体の位置を測定するステップを備えていることが有利である。次に、方法は、以下の軸の回転（Ａ＝０°、Ｃ＝０°）、（Ａ＝１８０°、Ｃ＝０°）、（Ａ＝０°、Ｃ＝１８０°）及び（Ａ＝１８０°、Ｃ＝１８０°）による第１の形体の（ｘ、ｙ）位置の４つの測定値を提供する。
【００３０】
方法は、第１の回転可能な部分及び第２の回転可能な部分の回転軸の相対的変位を測定するさらなるステップを備えていることが有利である。以下に詳細に説明されるように、Ｃ及びＡ軸のそのような相対的変位は、以下に説明されるｘ及びｙ位置の４組の測定値のいずれかから容易に測定され得る。当業者は、多くのその他の異なる組の測定値がまた軸の位置合わせについての同様の情報をもたらすことを認めるだろう。
【００３１】
本発明の第２の形態によれば、回転機械の並進の（例えば、ｚ）軸に沿う変位に応じて第１の回転可能な部分の回転軸の（例えば、ｘ、ｙ）位置を測定する方法が提供される。該方法は、以下のステップを備えている。
【００３２】
（Ａ）本発明の第１の形態に係る方法を用いて第１の回転可能な部分の回転軸の（ｘ、ｙ）位置を測定するステップ。
【００３３】
（Ｂ）測定プローブ及び／又は第１の回転可能な部分を並進軸に沿って（ｚに）並進させるステップ。
【００３４】
（Ｃ）本発明の第１の形態に係る方法を用いて第１の回転可能な部分の回転軸の（ｘ、ｙ）位置を測定するステップ。
【００３５】
ステップ（Ｂ）及び（Ｃ）は、必要に応じて１以上の回数繰り返されてもよい。このようにして、Ｃ軸の位置が２以上の場所におけるｚ軸に対して測定される。方法は、（Ｄ）ステップ（Ａ）及び（Ｃ）の測定値を用いて回転機械の軸（例えば、“ｚ軸”）に対する第１の回転可能な部分の回転軸（いわゆる、“Ｃ軸”）の角度の位置合わせを測定するステップをさらに備え得る。
【００３６】
さらなる類似の方法が、また、回転機械の並進の（例えば、ｚ）軸に沿う変位に応じて第２の回転可能な部分の回転軸の（例えば、ｘ、ｙ）位置を測定するのに使用される。該方法は、以下のステップを備えている。
【００３７】
（Ａ）本発明の第１の形態に係る方法を用いて第２の回転可能な部分の回転軸の（ｘ、ｙ）位置を測定するステップ。
【００３８】
（Ｂ）測定プローブを（ｚにおいて）並進させるステップ。
【００３９】
（Ｃ）本発明の第１の形態に係る方法を用いて第２の回転可能な部分の回転軸の（ｘ、ｙ）位置を測定するステップ。
【００４０】
ステップ（Ｂ）及び（Ｃ）は、必要に応じて１以上の回数繰り返されてもよい。このようにして、Ａ軸の位置が２以上の場所におけるｚ軸に対して測定される。方法は、（Ｄ）ステップ（Ａ）及び（Ｃ）の測定値を用いて回転機械の並進軸（例えば、横方向）に対する第２の回転可能な部分の回転軸（いわゆる、“Ａ軸”）の角度の位置合わせを測定するステップをさらに備え得る。
【００４１】
したがって、第２の回転可能な部分を有する回転機械に関し、ｚ軸に対するＡ及び／又はＣ軸の位置合わせが測定され得る。このことは、軸の位置合わせが補正されることを可能とする。あるいは、機械が工具の位置を自動的に補正し、切削中、好ましくないテーパ（taper）を防止することを可能とする。
【００４２】
本発明の第３の形態によれば、工具又は工具付属品を保持する第１の回転可能な部分を有する回転軸形回転機械を位置合わせする方法が提供される。この場合、第１の回転可能な部分の回転軸は、第２の回転可能な部分の回転軸に対して傾斜（例えば、回転）し得る。また、第１の回転可能な部分は、それと関連する第２の形体を有する。該方法は、以下のステップを備えている。
【００４３】
（ａ）第１の回転可能な部分と第２の回転可能な部分の回転軸の相対的変位が本発明の第１の形態に係る方法を用いて測定された回転軸形回転機械を採用するステップ。
【００４４】
（ｂ）第２の回転可能な部分により保持される測定プローブを使用し、第２の形体の位置を測定するステップ。
【００４５】
（ｃ）第１の回転可能な部分の回転軸と第２の回転可能な部分の回転軸との間の傾斜を変え、ステップ（ｂ）を繰り返すステップ。
【００４６】
回転軸形回転機械は、第２の回転可能な部分が回転ヘッドにより保持されている回転ヘッド形回転機械を備えていることが有利である。この場合、ステップ（ｃ）は、回転ヘッドを異なる（“Ｂ軸”）向きに回転させ、ステップ（ｂ）を繰り返すステップを備えている。代わりに、又は、追加的に、第１の回転可能な部分は、第２の回転可能な部分に対して回転するように適合させられる。任意の回転が、１軸の周りに、又は、必要に応じて、１以上の軸の周りで行われる。
【００４７】
典型的な回転ヘッド形回転機械に対し、第２の形体の位置を測定するために必要とされる測定値が第１の回転ヘッドの向き（例えば、Ｂ＝０°）において取得される。次に、ヘッドは、測定プローブが第２の形体の位置を測定するのに必要な測定値を取得するために再度用いられる第２の向き（例えば、Ｂ＝９０°）へ回転する。異なるＢ軸の向き（例えば、４５°）における回転ヘッドによるさらなる測定値も取得され得る。
【００４８】
ステップ（ｂ）は、好ましくは、ｘ、ｙ及びｚにおける第２の形体の位置を測定するステップを備え、したがって、測定プローブを用いて取得されるたくさんの異なる測定値を必要とし得ることを留意すべきである。そのような測定値を用いて基準球体の正確な中心を測定する方法が以下に詳細に説明される。また、ステップ（ａ）は、本発明の第１の形態に係る方法を用い、第１の回転可能な部分及び第２の回転可能な部分の回転軸の相対的な変位を測定するステップを備え得る。
【００４９】
したがって、方法は、たくさんの異なる向きに回転する回転ヘッド又は第１の回転可能な部分を用いて第２の形体の位置を測定することを含んでいる。完全に位置合わせされた機械において、第２の形体の測定された位置は、これらの向きそれぞれに対して同じである。しかしながら、並進誤差がそのような測定値間のずれの原因となり、工具位置の誤差又はいわゆる工具のオフセット誤差（tool offset error）をもたらす。
【００５０】
都合のよいことに、方法は、第１の回転可能な部分の回転軸と第２の回転可能な部分の回転軸との間の旋回の中心の位置（すなわち、回転軸の位置）を測定するステップを備えている。
【００５１】
方法は、また、第１の回転可能な部分の回転軸と第２の回転可能な部分の回転軸との間の相対的傾斜（回転）に応じて工具オフセット誤差を測定するステップを備えていることが有利である。回転ヘッド形回転機械の場合において、工具オフセット誤差は、回転ヘッド（Ｂ軸）の向きに応じて測定され得る。言い換えれば、第２の形体の位置の２つの測定値は、回転ヘッド（Ｂ軸）の向きに対する工具オフセット誤差を測定するのに使用され得る。工具オフセット誤差が、以下に詳細に説明されるように、Ｂ軸の向きで正弦的に変わるならば、（例えば、Ｂ＝０°及びＢ＝９０°における）２つの測定値は、Ｂ軸の向きに対する工具オフセット誤差の範囲を定めるために推定され得る。
【００５２】
都合のよいことに、ステップ（ｂ）は、第２の形体と第２の回転可能な部分との間の異なる変位で繰り返される。ステップ（ｂ）は、２以上のスタイラス先端部を用いて繰り返される。各スタイラス先端部は、第２の回転可能な部分とは異なる変位を有することが好ましい。ステップ（ｂ）は、有利なことに、多数先端プローブを用いて、又は、異なる長さのスタイラスを有する２つの異なるプローブを用いて実行され得る。都合のよいことに、ステップ（ｂ）は、測定プローブのスタイラスの軸部を用いて少なくとも一度実行され、第２の形体の位置を測定する。このようにして、工具オフセット誤差は、２以上の長さの工具に対して測定され得る。
【００５３】
方法は、第１の回転可能な部分と第２の回転可能な部分の回転軸の間の相対的傾斜（例えば、回転ヘッド形機械のＢ軸の向き）及び工具の長さに応じて、工具オフセット誤差を測定するステップを備えていることが都合がよい。このようにして、工具オフセット誤差は、第１及び第２の回転可能な部分の回転軸間の相対的傾斜を用いて、任意の長さの工具に対して計算され得る。したがって、本発明は、ミルターン旋盤又は機械の中心における工具オフセット誤差を決定し、そのような回転機械が正確に且つ繰り返し可能に形体をワークピースに旋削するか又はフライス切削することを可能とする自動化された方法を提供する。
【００５４】
有利なことに、共通の形体が、本発明の第１の形態に係る方法で使用される第１の形体及び本発明の第３の形態に係る方法で使用される第２の形体の両方を提供する。言い換えると、単一の形体が回転ヘッドに関連する中心線（Ｃ軸）の位置及び並進（工具オフセット）誤差の両方を測定するのに使用され得る。あるいは、第１の形体は、第２の形体と異なっていてもよい。第２の形体は、基準球体を備えていることが好ましい。例えば、第１の回転可能な部分は、基準球体を含む部分を保持し得る。第２の形体及び／又は第１の形体は、２以上の基準球体を含むシャフト又は軸部により提供されることが有利である。
【００５５】
有利なことに、回転機械の第１の回転可能な部分は、第１の形体を備えている。言い換えれば、回転機械の第１の回転可能な部分は、それに形成されている又はそれに取り付けられている適切な形体を有し得る。第１の形体は、永久的に又は一時的に、第１の回転可能な部分に取付けられていてもよい。第１の形体は、１以上の孔、内腔、円柱状突起、パッド（pad）、ポケット又は、ブロックを含み得る。例えば、チャックは、その周囲を取り囲む位置に形成される棒又は孔を有して形成され得る。あるいは、第１の回転可能な部分は、第１の形体を含む部分を保持し得る。例えば、第１の回転可能な部分は、それに形成されている又はそれに取り付けられている第１の形体を有する部分を保持し得る。第１の形体を有する部分は、都合のよいことに、第１の形体を形成する突出部（例えば、棒又は柱）を含んでいる。
【００５６】
上述した方法は、また、測定プローブを使用し、第１の回転可能な部分の回転軸の位置に対して工具設定装置の位置を測定するステップを備えている。工具設定装置（例えば、工具設定用アームにより保持されている工具設定用立方体（a tool setting cube））と中心線との間に較正されたリンクを提供することは、切削工具が中心線に対して正確に位置決めされることを可能とする。
【００５７】
本発明の第４の形態によれば、適切にプログラムが作成され、本発明の第１、第２及び第３の形態のいずれか１つに係る方法を実施する自動回転機械装置が提供される。
【００５８】
本発明のさらなる形態によれば、回転機械を制御するコンピュータ・プログラムが提供され、該コンピュータ・プログラムは、適切な回転機械のコンピュータ制御器に読み込まれると、該機械が本発明の第１、第２及び第３の形態の何れか１つに係る方法を実施するように構成されるというものである。そのようなコンピュータ・プログラムを含む機械可読媒体（例えば、コンパクトディスク又はフロッピー（登録商標）ディスク）が提供されることも有利である。
【００５９】
本発明のさらなる形態によれば、ワークピースを保持する第１の回転可能な部分を有する回転機械が提供される。該第１の回転可能な部分は、それに関連する第１の形体を有する。回転機械は、第１の形体の位置を決定し、ある角度まで第１の回転可能な部分を回転させ、第１の形体の新しい位置を測定するように配置されている機械制御器を備えている。制御器は、測定プローブを備え、第１の形体の位置を測定することが有利である。制御器は、測定された位置測定値を用いて第１の回転可能な部分の回転軸（いわゆる、Ｃ軸）の位置を測定するように配置されていることが有利である。そのような機械は、また、都合のよいことに、上述した方法を実施するように配置されている。
【００６０】
位置情報は、本明細書では、デカルト座標を用いて（すなわち、互いに直交するｘ、ｙ及びｚ軸を基準にして）説明されているけれども、位置情報は、また、異なる座標系を用いて（例えば、極座標を用いて）表され得ることに留意すべきである。同様に、用語“Ａ軸”、“Ｂ軸”及び“Ｃ軸”は、本明細書では、便宜上、単に使用されている。以前は、別の専門用語が当業者により使用され、そのような回転軸を説明してきた。そのような用語の使用は、本発明の範囲を限定するものとして決して認識されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１ａ】第１の向きにある旋盤チャックを示している図である。
【図１ｂ】第２の向きにある旋盤チャックを示している図である。
【図２】２つの測定点及び旋盤中心線の幾何学的関係を例示している図である。
【図３】回転ヘッドを有するミルターン旋盤を例示している図である。
【図４ａ】Ａ及びＣ軸の相対的位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図４ｂ】Ａ及びＣ軸の相対的位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図４ｃ】Ａ及びＣ軸の相対的位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図４ｄ】Ａ及びＣ軸の相対的位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図４ｅ】Ａ及びＣ軸の相対的位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図５ａ】Ｃ軸に対するスタイラスの位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図５ｂ】Ｃ軸に対するスタイラスの位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図５ｃ】Ｃ軸に対するスタイラスの位置を確定するために使用される幾何学的配置を示している図である。
【図６】回転された向きにあるヘッドを有するミルターン旋盤を示している図である。
【図７】双対先端スタイラスを示している図である。
【図８】回転ヘッド及び工具設定用アームを有するミルターン旋盤を示している図である。
【図９】設定用アームにより保持される工具立方体の位置合わせを示している図である。
【図１０ａ】較正工具設定用ディスクを示している図である。
【図１０ｂ】較正工具設定用ディスクを示している図である。
【図１１】３つの異なる位置に配置されているフライスヘッドを持つミルターン旋盤を例示している図である。
【図１２】主軸（Ｃ軸）のｚ軸に対する位置合わせ不良を例示している図である。
【図１３】２連較正ボール装置を示している図である。
【図１４】フライス軸（Ａ軸）のｚ軸に対する位置合わせ不良を測定する２連先端プローブを例示している図である。
【図１５ａ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１５ｂ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１５ｃ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１５ｄ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１５ｅ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１５ｆ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１５ｇ】チャックへのアクセスが制限されている大型旋盤のためのさらなる較正方法を例示している図である。
【図１６】傾斜可能なテーブルを有するミルターン旋盤を示している図である。
【図１７】図１６の装置の幾何学的配置を示している図である。
【図１８】図１６に対応する回転ヘッドを示している図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
本発明は、ほんの一例として、添付される図面を参照してこれから説明される。
【００６３】
図１ａ、１ｂを参照すると、形体６を有する旋盤のチャック４の平面図が示されている。形体６は、チャック内又は上に形成される一体化している形体であってもよいし、あるいは、チャックにより保持されている部分に形成されていてもよい。関連する測定プローブ１０、例えば、特許文献１に記載されるタイプのタッチトリガー式プローブも示されている。そのようなプローブは、通常、旋盤（不図示）の工具保持器に取り付けられ、１以上の切削工具と交換可能である。
【００６４】
チャック４は、回転軸８の周りに回転可能である。この回転軸は、旋盤の中心線すなわちＣ軸と呼ばれることが多い。
【００６５】
図１ａは、第１の向きにあるチャック４を示し、図１ｂは、チャック４が第１の向きに対して１８０°まで回転された第２の向きを示す。
【００６６】
上述したように、旋盤の中心線（すなわち、チャックの回転軸）の正確な測定は、部品が要求される径で正確に機械加工され得ることを保証することが必要である。チャックの回転軸及びしたがってチャックによりその後に保持されるワークピースの回転軸を正確に測定するために、以下の測定手順が使用され得る。
【００６７】
（ａ）測定プローブ１０は、図１ａに示される向きにあるチャックとともに、形体６のｘ−ｙ位置（ｘ1、ｙ1）を測定するために最初に使用される。
【００６８】
（ｂ）次に、チャック４は、１８０°まで回転する（図１ｂ参照）。
【００６９】
（ｃ）次に、測定プローブ１０は、形体の新しいｘ−ｙ位置（ｘ2、ｙ2）を測定するために使用される。
【００７０】
図２に示されるように、図１ａ、１ｂを参照して説明されている測定位置（ｘ1、ｙ1）及び（ｘ2、ｙ2）の幾何学的図が例示されている。距離Ａは、ｘ1とｘ2との間の差の半分であり、距離Ｂは、ｙ1とｙ2との間の差の半分である。したがって、旋盤の中心線は、そのような測定値から容易に測定され得ることが理解され得る。
【００７１】
一旦旋盤の中心線が測定されると、工具設定アームの位置が測定プローブを用いて旋盤の中心線に対して測定され得る。このことは、言い換えると、工具が旋盤の中心線に対して正確に位置決めされることを可能とする。
【００７２】
さて、上述した較正技術の変形が、ミルターン旋盤３０に対して説明される。
【００７３】
図３は、ミルターン旋盤３０の側面図を示す。ミルターン旋盤は、基準球体３４を保持する（Ｃ軸の周りに回転可能な）チャック３２及びタッチトリガー式プローブ３８を保持するフライス加工用ヘッド３６を備えている。フライス加工用ヘッド３６は、工具又は（プローブ３８のような）工具付属品を保持するために配列され、Ａ軸の回りに工具を回転させることができる。フライス加工用ヘッド３６は、また、Ｂ軸の周りにｙ−ｚ平面で回転することができる。
【００７４】
ミルターン旋盤においては、チャック３２の回転軸（すなわち、Ｃ軸中心線）は、工具を保持するフライス加工用ヘッド３６の一部の回転軸（すなわち、Ａ軸中心線）に対して確定されなければならない。
【００７５】
フライス加工用ヘッドが水平である（すなわち、Ｂ＝０°）ようにセットされるＢ軸で行われる以下の方法は、Ａ及びＣ軸の相対的ｘ−ｙ位置が確定されることを可能とする。
【００７６】
（ｉ）Ｃ軸が、０°に回転し、Ａ軸も、０°に回転する。次に、基準球体の中心の位置が、プローブ３８を用いて測定される。
【００７７】
（ｉｉ）Ｃ軸が、９０°に回転し、Ａ軸も、９０°に回転する。次に、基準球体の中心の位置が、プローブ３８を用いて測定される。
【００７８】
（ｉｉｉ）Ｃ軸が、１８０°に回転し、Ａ軸も、１８０°に回転する。次に、基準球体の中心の位置が、プローブ３８により測定される。
【００７９】
（ｉｖ）Ｃ軸が、２７０°に回転し、Ａ軸も、２７０°に回転する。次に、基準球体の中心の位置が、プローブ３８により測定される。
【００８０】
ステップ（ｉ）と（ｉｉｉ）の測定値の中間点が、ｘ方向のＡ及びＣ軸の相対的変位を与える。ステップ（ｉｉ）と（ｉｖ）の測定値の中間点がｙ方向のＡ及びＣ軸の相対的変位を与える。
【００８１】
図４ａないし４ｅを参照すると、ｘ及びｙ方向におけるＡ及びＣ軸の相対的変位を測定するのに用いられる上述した計算がより詳細に説明される。
【００８２】
図４ａは、Ａ及びＣ軸の２つの軸が回転０°であり、フライス加工用ヘッドのＡ軸がＣ軸に対して名目上位置合わせされているときの、Ａ及びＣ軸の間のｘ及びｙのオフセット（ｘoff及びｙoff）を示している。Ｃ軸中心線の位置は、点Ｃにより表され、Ａ軸中心線は、点Ａで表されている。チャックにより保持されている基準球体の中心は、ある（一定の）距離Ｃ軸中心線からオフセットしており、したがって、基準球体の中心は、点Ｄであることを示している。同様に、プローブのスタイラス・ボール（stylus ball）は、Ａ軸中心線からある（一定の）距離オフセットしており、スタイラス先端部の位置は、点Ｓであることを示している。
【００８３】
図４ｂを参照すると、Ａ及びＣ軸の両軸が回転０°であるときのＡ及びＣ軸の相対的位置が再度示されている。さらに、名目上位置合わせされているスタイラス・ボールの位置Ｓと基準球体中心Ｄの位置との間の測定された差を表す値ｘ1が示されている。言い換えると、値ｘ1は、図３を参照して上に述べた測定ステップ（ｉ）により測定される。
【００８４】
さて、図４ｃを参照すると、Ａ及びＣ軸の２つの軸が回転１８０°であるときのＡ及びＣ軸の相対的位置が示されている。基準球体の中心Ｄ及びスタイラス・ボールの中心位置Ｓの新しい（すなわち、回転された）位置も示されている。スタイラスを用いての基準球体の中心の位置の測定が値ｘ2を示していることが図４ｃから分かる。言い換えれば、値ｘ2は、図３を参照して上で述べた測定ステップ（ｉｉｉ）により測定される。
【００８５】
ｘ1及びｘ2の測定に続いて、ｘ軸のオフセット（ｘoff）が次式（１ａ）により与えられる。
ｘoff＝（ｘ1＋ｘ2）／２                        （１ａ）
【００８６】
同様のプロセスは、ｙoffの値が測定されることを可能とする。図４ｄを参照すると、Ａ及びＣ軸の両軸が９０°であるときのＡ及びＣ軸の相対的位置が示されている。スタイラスを用いての基準球体の中心位置の測定が値ｙ1を示している。図４ｅに示されるように、Ａ及びＣ軸が２７０°である場合の同様の測定が値ｙ2をもたらしている。値ｙ1及びｙ2は、図３を参照して上に述べたような測定ステップ（ｉｉ）及び（ｉｖ）により測定される。ｙ1及びｙ2の測定に続いて、ｙ軸のオフセット（ｙoff）が次式（１ｂ）により与えられる。
ｙoff＝（ｙ1＋ｙ2）／２                        （１ｂ）
【００８７】
一旦、ｙoff及びｘoffが上述したやり方で測定されると、Ａ及びＣ軸の相対的位置は、既知となる。すなわち、機械は、Ａ及びＣ軸の位置合わせを較正したことになる。
【００８８】
Ａ及びＣ軸の相対的変位を測定することに加えて、スタイラスのオフセット（すなわち、Ｃ軸中心線に対するプローブ先端部すなわちスタイラスの変位）も測定され得る。スタイラスのオフセットは、Ａ及びＣ軸中心線の相対的変位が上で概要が述べられた方法を用いて測定される前又は後に測定され得る。Ａ及びＣ軸の相対的変位及びスタイラスのオフセットの両方を知ることは、プローブが（既知の）Ｃ軸中心線に対して位置測定値を取得することを可能にする。
【００８９】
スタイラスのオフセット（ｘst、ｙst）は、したがって、以下のステップにより測定され得る。
【００９０】
（ｖ）Ｃ軸の静止を維持し、Ａ軸が０°に回転した状態で基準球体のｘ−ｙ位置を測定する。
【００９１】
（ｖｉ）Ａ軸を１８０°に回転させ、基準球体のｘ−ｙ位置を再測定する。
【００９２】
次に、スタイラスのオフセット（ｘst、ｙst）は、ステップ（ｖ）及び（ｖｉ）で取得された測定値の差の半分から測定され得る。
【００９３】
上述した方法は、Ａ及びＣ軸の相対的位置及び／又はスタイラスのオフセットを見つけ出す便利な方法を提供するけれども、当業者は、Ｃ軸の（ｘ、ｙ）位置を確定するために使用され得るその他の多くの組の測定法を認識しているだろう、例えば、以下の方法が使用され得る。
【００９４】
（ｉ）Ｃ軸が、０°に回転し、Ａ軸も、０°に回転する。次に、基準球体の（ｘ、ｙ）位置が、プローブ３８を用いて測定される。
【００９５】
（ｉｉ）Ｃ軸は、０°に維持され、Ａ軸は、１８０°に回転する。次に、基準球体の（ｘ、ｙ）位置が、プローブ３８を用いて測定される。
【００９６】
（ｉｉｉ）Ｃ軸が、１８０°に回転し、Ａ軸が、０°に回転する。次に、基準球体の（ｘ、ｙ）位置が、プローブ３８を用いて測定される。
【００９７】
（ｉｖ）Ｃ軸が、１８０°に維持され、Ａ軸が、１８０°に回転する。次に、基準球体の（ｘ、ｙ）位置が、プローブ３８を用いて測定される。
【００９８】
ステップ（ｉ）及び（ｉｉ）で取得された測定値の中間点が、回転位置のＣ＝０°の中心を提供するのに使用される。他方、ステップ（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）で取得された測定値の中間点は、回転位置のＣ＝１８０°の中心を提供するのに使用される。次に、回転位置のＣ＝０°及びＣ＝１８０°の中心の中間点が回転位置のＣ軸中心を提供する。
【００９９】
図５ａないし５ｃを参照すると、図４ａないし４ｅを参照して説明されたスタイラスのオフセットの測定の幾何学的配置が詳細に示されている。
【０１００】
図５ａは、回転０°のＡ軸及びＣ軸の位置を示し、また、基準球体Ｄ及びスタイラス・ボールＳの位置を示している。測定されることになっているスタイラスのオフセット（ｘst、ｙst）も示されている。
【０１０１】
図５ｂは、回転０°のＡ軸及びＣ軸の位置を示し、上述した方法のステップ（ｖ）中に測定されるように、基準球体Ｄとスタイラス・ボールＳとの間の相対的変位（ｘ1’、ｙ1’）も示されている。
【０１０２】
図５ｃは、Ａ軸が０°であり、Ｃ軸が１８０°に回転しているときの相対的位置を示している。上述した方法のステップ（ｖｉ）中に測定されるように、基準球体Ｄとスタイラス・ボールＳとの間の相対的変位（ｘ2’、ｙ2’）も示されている。
【０１０３】
したがって、スタイラスのオフセットは、次式（２ａ）、（２ｂ）から測定され得る。
ｘst＝（ｘ1’＋ｘ2’）／２                        （２ａ）
ｙst＝（ｙ1’＋ｙ2’）／２                        （２ｂ）
【０１０４】
図６を参照すると、そのフライス加工用ヘッドが９０°まで回転している（すなわち、Ｂ＝９０°）図３の回転ヘッド形ミルターン旋盤が示されている。上述したように、ヘッドをＡ軸及びＣ軸の位置合わせが測定された水平位置から回転させることは、ある並進誤差をもたらし得る。
【０１０５】
Ｂ軸の並進誤差を較正する方法は、以下のステップを含んでいる。
【０１０６】
（Ａ）長さＬ１の第１のプローブを用い、Ｂ軸（上述した例では、Ｂ＝０°）がＡ軸及びＣ軸の相対的位置合わせを測定するのに用いられる向きにある場合の基準球体のｘ、ｙ及びｚ位置を測定する。第１のプローブは、Ａ軸及びＣ軸の相対的位置合わせを測定するのに用いられたものと同じ長さである。
【０１０７】
（Ｂ）Ｂ軸の回転ヘッドをチャックの回転軸に対して直角に回転させ（すなわち、図６に示されるように、Ｂ＝９０°）、再度第１のプローブを用いて、ｙ、ｚ次にｘにおける基準球体の位置を再測定する。
【０１０８】
（Ｃ）長さＬ２（Ｌ２は、Ｌ１と異なっている）の第２のプローブを用い、Ｂ軸が０°にある場合の基準球体のｘ、ｙ及びｚ位置を測定する。
【０１０９】
（Ｄ）Ｂ軸の回転ヘッドをＢ＝９０°へ直角に回転させ、再度第２のプローブを用いて、ｙ、ｚ次にｘにおける基準球体の位置を再測定する。
【０１１０】
次に、長さＬ１の工具を用いてステップ（Ａ）及び（Ｂ）において測定されたように、ｘ、ｙ及びｚの基準球体の位置の差すなわち誤差が計算される。この誤差は、（ｘerr1、ｙerr1、ｚerr1）により表され得る。長さＬ２の工具を用いてステップ（Ｃ）及び（Ｄ）で測定されたｘ、ｙ及びｚの基準球体の位置の差すなわち誤差は、（ｘerr2、ｙerr2、ｚerr2）である。異なる長さの２つの工具を用いて取得された誤差測定値を採用すると、長さにわたる並進誤差は、以下の式のとおりである。
ｘerr（ｍｍ当たり）＝（ｘerr2−ｘerr1）／（Ｌ２−Ｌ１）    （３ａ）
ｙerr（ｍｍ当たり）＝（ｙerr2−ｙerr1）／（Ｌ２−Ｌ１）    （３ｂ）
ｚerr（ｍｍ当たり）＝（ｚerr2−ｚerr1）／（Ｌ２−Ｌ１）    （３ｃ）
【０１１１】
異なる長さの２つのプローブを用いた測定値を採用することは、並進誤差がｘ、ｙ及びｚの並進基準点（ｘref、ｙref，ｚref）を決定できるようにする長さ零（ゲージライン）に戻って推定されることを可能とする。このことは、並進距離（ｘ、ｙ及びｚ）が次式（４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）により、長さＬnの工具に対して測定されることを可能にする。
ｘ＝ｘref＋（Ｌn・ｘerr）                      （４ａ）
ｙ＝ｙref＋（Ｌn・ｙerr）                      （４ｂ）
ｚ＝ｚref＋（Ｌn・ｚerr）                      （４ｃ）
【０１１２】
並進誤差がＢ軸の回転で正弦的に変わると仮定すると、並進距離は、９０°は１．０に等しい正弦（the sine of the angle）を用いて中間のＢ軸の位置に適用され得る。正弦波の変化が前提とされ得るけれども、さらなる正確を期して、中間のＢ軸の回転角度において、追加の測定がなされてもよい。
【０１１３】
上述の方法は、回転ヘッド形機械に対して記載されているけれども、旋盤加工用ヘッドが一定の位置を有し、チャックが傾斜し得る機械に等しく適用可能であることが留意されるべきである。例えば、回転機械は、チャックを保持するクレードルを備え得る。
【０１１４】
上述の方法は、異なる長さの２つのプローブを使って実施されているけれども、技術は、また、図７に示されるタイプの２つの（又は、それ以上の）先端部を持つ、あるいは、スタイラス軸に２つの（またはそれ以上の）先端部を利用することによる、スタイラスを有するプローブを採用してもよい。
【０１１５】
図７は、その末端部において第１のスタイラス先端部７２を及び第２及び第３のスタイラス先端部（すなわち、バンド）７４、７６を支持するシャフト７１を有する多数先端スタイラス７０を示す。第２及び第３のスタイラス先端部は、シャフト７１に沿って互いに対して間隔をおいて配置されている。
【０１１６】
そのようなスタイラスは、上述の方法を実施するのに特に適しているけれども、それは、また、異なる長さの２以上のプローブを用いる測定が要求される多くの別のプローブの適用分野で使用され得る。
【０１１７】
一旦、旋盤又はミルターン旋盤が上で概要が説明された１以上の方法を用いて較正されると、次に、工具設定装置の位置が設定される。そのような工具設定手順の例が、これから図８ないし１０を参照して説明されるだろう。
【０１１８】
図８は、図３に示されるタイプの回転ヘッド形ミルターン旋盤を示す。ミルターン旋盤は、Ｂ軸の周りに回転し得るフライス加工用ヘッド３６、回転可能なチャック３２及び工具設定用アーム８０を備えている。工具設定用アーム８０は、既知のタイプの工具設定用立方体８２を支持している。
【０１１９】
工具設定装置の（ｘ、ｙ、ｚ）位置は、９０°に設定されているプローブ３８を支持するフライス加工用ヘッド３６のＢ軸により測定され、次に、０°に設定されているフライス加工用ヘッド３６のＢ軸により測定される。これらの２つのフライス加工用ヘッドの構成は、それぞれ、図８に３６及び３６’として示されている。２組の位置測定値は、（既知の）機械軸（Ｃ軸）中心線と工具設定装置との間に較正されたリンクを提供する。
【０１２０】
図９は、工具設定用アーム８０の工具設定用立方体８２に接触して測定される切削工具９０を支持するフライス加工用ヘッド３６を示している。機械軸（Ｃ軸）中心線と工具設定用立方体８２との間に較正されたリンクがあるので、３つの軸（ｘ、ｙ、ｚ）の工具のオフセットは、工具９０に対して測定され得る。この３つの軸のオフセットは、工具の切削先端部における機械形状の問題により固有の誤差を取り込むだろう。
【０１２１】
このようにして、工具切削刃とＣ軸中心線との間の較正されたリンクが確定される。このことは、３つの軸のオフセットが適用された状態で実質的に機械加工される形体は、正しい位置で機械加工されることを保証する。
【０１２２】
このようにして工具設定用立方体を用いて工具刃の位置の較正された測定を提供することは、工作機械に関連する直角度誤差を克服する。例えば、いわゆる“直角度誤差（Squareness errors）”により、長さ１００ｍｍの短い工具と長さ２３０ｍｍの軸プローブとの間で０．１ｍｍの位置誤差を認識することは珍しいことではない。
【０１２３】
図１０ａを参照すると、回転インサートの刃を測定する平面１０２を組み込んだ“複合の（hybrid）”工具設定用ディスク１００が示されている。該ディスクは、また、図１０ｂに示されるように、中間のＢ軸の位置において工具を測定するために使用され得る。これらの角度が付けられている工具は、フライスの回転刃（mills）、ドリル（drills）等であってもよい。
【０１２４】
一旦、ミルターン旋盤が上述の方法を用いて較正されると、定期的なチェックが実行され、位置合わせが引き続き維持されていることを保証し、工具のオフセット誤差を確定する。
【０１２５】
図１１を参照すると、基準球体３４が取り付けられているチャック３２が示されている。測定プローブ３８を保持する関連するフライス加工用ヘッド３６も示されている。フライス加工用ヘッド３６は、Ｂ＝９０°（フライス加工用ヘッド３６で例示されている）、Ｂ＝４５°（フライス加工用ヘッド３６”で例示されている）又はＢ＝０°（フライス加工用ヘッド３６’で例示されている）に配置され得る。
【０１２６】
位置合わせチェック方法は、以下のステップを含む第１の（垂直の）プローブ・ルーチン（probing routine）を備えている。
【０１２７】
（ａ）Ｃ＝０°、Ａ＝０°及びＢ＝９０°における基準球体のｙｚ中心（ｙ1、ｚ1）を測定する。
【０１２８】
（ｂ）Ｃ＝０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝９０°における基準球体のｙｚ中心（ｙ2、ｚ2）を測定する。
【０１２９】
（ｃ）ｙｚ中心に対して予め測定されている値を用いて、Ｃ＝０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝９０°における基準球体のｘ位置を測定する。ｙｚ中心に対して予め測定されている値は、前の位置合わせのチェック中、又は、最初の較正プロセス中に測定された値である。
【０１３０】
（ｄ）Ｃ＝１８０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝９０°における基準球体のｙｚ中心（ｙ3、ｚ3）を測定する。
【０１３１】
（ｅ）Ｃ＝１８０°、Ａ＝０°及びＢ＝９０°における基準球体のｙｚ中心（ｙ4、ｚ4）を測定する。
【０１３２】
（ｆ）ｙｚ中心に対して予め測定されている値を用いて、Ｃ＝１８０°、Ａ＝０°及びＢ＝９０°における基準球体のｘ位置を測定する。
【０１３３】
正確なｙｚ中心が、次に、式（５ａ）、（５ｂ）を用いて、ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）において取得された測定値から見つけ出される。
ｙcen＝（（（ｙ1＋ｙ2）／２）＋（（ｙ3＋ｙ4）／２））／２    （５ａ）
ｚcen＝（（（ｚ1＋ｚ2）／２）＋（（ｚ3＋ｚ４）／２））／２    （５ｂ）
【０１３４】
正確なｙｚ中心は、（以下に説明される水平のプローブ・ルーチンにおいて使用するために）中心線に対する球体中心の位置を更新するのに使用され、また、それ以降の位置合わせチェック・プロセスにおいて使用され得る。ｘ軸工具オフセット誤差も、ステップ（ｃ）及び（ｆ）において測定されたｘ位置の平均値をとり、そこから（既知の）球体直径を引き去ることにより測定され得る。
【０１３５】
位置合わせチェック方法は、また、以下のステップを含む第２の（水平の）プローブ・ルーチンを備えている。
【０１３６】
（ａ）Ｃ＝０°、Ａ＝０°及びＢ＝０°における基準球体３４のｘｙ中心（ｘ1、ｙ1）を測定する。
【０１３７】
（ｂ）Ｃ＝０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝０°における基準球体３４のｘｙ中心（ｘ2、ｙ2）を測定する。
【０１３８】
（ｃ）Ｃ＝１８０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝０°における基準球体３４のｘｙ中心（ｘ3、ｙ3）を測定する。
【０１３９】
（ｄ）Ｃ＝１８０°、Ａ＝０°及びＢ＝０°における基準球体３４のｘｙ中心（ｘ4、ｙ4）を測定する。
【０１４０】
（ｅ）ｙｚ中心に対して予め測定されている値を用いて、Ｃ＝１８０°、Ａ＝０°及びＢ＝０°である基準球体３４のｚ位置を測定する。
【０１４１】
ステップ（ａ）乃至（ｄ）においてｘｙの値を取得することは、ｘ及びｙにおける基準球体３４の正確な中心が以下の式（６ａ）、（６ｂ）を用いて計算されることを可能とする。
ｘcen＝（（（ｘ1＋ｘ2）／２）＋（（ｘ3＋ｘ4）／２））／２    （６ａ）
ｙcen＝（（（ｙ1＋ｙ2）／２）＋（（ｙ3＋ｙ４）／２））／２    （６ｂ）
【０１４２】
ｚ軸工具オフセット誤差も、上記ステップ（ｅ）において測定されたｚ位置から（既知の）球体直径の半分を引き去ることにより測定され得る。
【０１４３】
上記垂直及び水平測定値に加えて、Ｂ軸が４５°にある場合の測定値を取得し、ｙにおける正確な中心をチェックすることもできる。そのようなプロセスは、以下のステップを備え得る。
【０１４４】
（ａ）Ｃ＝０°、Ａ＝０°及びＢ＝４５°におけるｙ中心（ｙ1）を測定する。
【０１４５】
（ｂ）Ｃ＝０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝４５°におけるｙ中心（ｙ2）を測定する。
【０１４６】
（ｃ）Ｃ＝１８０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝４５°におけるｙ中心（ｙ3）を測定する。
【０１４７】
（ｄ）Ｃ＝１８０°、Ａ＝０°及びＢ＝４５°におけるｙ中心（ｙ4）を測定する。
【０１４８】
ステップ（ａ）ないし（ｄ）の上記測定値は、上記等式（６ｂ）からｙにおける正確な中心を与える。
【０１４９】
図１２を参照して、機械のｚ軸に対する主軸（すなわち、Ｃ軸）の軸方向の位置合わせをチェックする方法が説明されるだろう。特に、図１２は、基準球体３４が取り付けられているチャック３２を示す。測定プローブ３８を保持する、関連するフライス加工用ヘッド３６も示されている。
【０１５０】
プロセスは、ｚ軸に沿って２つの位置にある基準球体３４のｘ及びｙにおける位置を測定することに基づいている。図１１において、基準球体３４’により第２のｚ軸の位置が示されている。これらの２つの測定値は、ｚ軸１１２に対するＣ軸１１０の位置合わせ不良（misalignment）が確定されることを可能とする。このタイプの位置合わせ不良は、普通の直径が要求される場合に、先細りに切削されることを引き起こし、したがって、旋盤又はミルターン旋盤により製造される製品の品質に悪影響を及ぼす。
【０１５１】
位置合わせプロセスの第１段階は、それがｚ軸に沿って位置ｚ1に配置されているときの基準球体の位置を測定するステップを備えている。次に、以下の測定ステップが実行される。
【０１５２】
（１）Ｃ＝０°、Ａ＝０°及びＢ＝０°である場合の基準球体３４のｘｙ中心（ｘ1、ｙ1）が測定される。
【０１５３】
（２）Ｃ＝０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝０°である場合の基準球体３４のｘｙ中心（ｘ2、ｙ2）が測定される。
【０１５４】
（３）Ｃ＝１８０°、Ａ＝１８０°及びＢ＝０°である場合の基準球体３４のｘｙ中心（ｘ3、ｙ3）が測定される。
【０１５５】
（４）Ｃ＝１８０°、Ａ＝０°及びＢ＝０°である場合の基準球体３４のｘｙ中心（ｘ4、ｙ4）が測定される。
【０１５６】
次に、ｘ及びｙにおける正確な中心が上記等式（６ａ）、（６ｂ）を用いて計算され得る。
【０１５７】
方法の第２の段階は、基準球体をｚ軸に沿って図１２に例示される位置ｚ2まで移動させるステップを備えている。上記ステップ（１）乃至（４）が、基準球体３４’の正確な中心が等式（６ａ）、（６ｂ）を用いて計算され得る第２の基準球体３４’ の位置に対して繰り返される。
【０１５８】
基準球体の位置３４及び３４’（すなわち、ｚ1及びｚ2）に対する正確な中心位置の差は、Ｃ軸とｚ軸との間の位置合わせ不良を知らせる。ｘ及びｙ方向における位置合わせ不良の量は、必要ならば、三角法を用いて計算され得る。
【０１５９】
ｚ軸に沿って基準球体を併進させることに代えて、２つの間隔を置いて配置される基準球体を有する基準装置を提供することができる。図１３を参照すると、そのような基準装置１３０が示されている。基準装置１３０は、第１の基準球体１３６及び第２の基準球体１３８を備えている。先端部１４０を有する関連する測定プローブ３８も示されている。第２の基準球体１３８は、厳密に言えば、頂部が平面で切断された球体であるが、本明細書では、便宜上、基準球体という。さらに、追加の基準球体は、必要ならば、基準装置の長さ方向に沿って設けられ得る。すなわち、基準装置は、長手方向の軸に沿って間隔をおいて配置される２以上の基準球体を備え得る。
【０１６０】
基準装置１３０は、図１２に示される単一の基準球体３４に代えて使用され得る。言い換えれば、基準装置１３０は、ミルターン旋盤のチャック３２に保持され得る。基準装置１３０の提供は、チャックの横方向（ｚ軸）の移動を必要とすることなく、Ｃ軸及びｚ軸の位置合わせが図１２を参照して上に説明された方法で測定されることを可能とする。言い換えれば、基準装置１３０の２つの基準球体のｘ−ｙ位置は、２つの異なる位置（例えば、ｚ1及びｚ2）における唯一の基準球体のｘ−ｙ中心を測定するよりはむしろ測定プローブ３８を用いて測定され得る。
【０１６１】
図１４を参照して、ミルターン旋盤の機械のｚ軸に対するフライス加工用軸（すなわち、Ａ軸１１１）の位置合わせをチェックする方法が説明されるだろう。該方法は、図７を参照して説明されたタイプの２連先端スタイラス１２０の第１の先端部１２２及び第２の先端部１２４を用いて、チャック３２により保持される基準球体３４のｘ及びｙにおける位置を測定することに基づいている。これらの２つの測定値は、ｚ軸１１２に対するＡ軸１１１の位置合わせ不良が確定されることを可能とする。
【０１６２】
方法は、第１の先端部１２２を用いて、図１２を参照して上述された測定ステップ（１）乃至（４）を実行することを含んでいる。このことは、フライス加工用ヘッド３６がｚ軸に沿って第１の位置に配置されている場合における基準球体３４の正確な中心が測定されることを可能とする。次に、測定ステップ（１）ないし（４）が繰り返されるが、スタイラスの第２の先端部１２４が測定に使用される。このことは、フライス加工用ヘッド３６がｚ軸に沿って第２の位置に配置されている場合における基準球体３４の正確な中心が測定されることを可能とする。したがって、フライス加工用ヘッド３６が第１及び第２の位置にある場合の基準球体の測定されたｘ及びｙの位置の相違は位置合わせ不良の測定を提供する。
【０１６３】
２連先端スタイラス１２０を用いることに代わる手段として、基準球体の（ｘ、ｙ）位置を測定するのに使用される１又は全ての測定がスタイラスのシャフト（すなわち、先端部ではない）を用いてなされ得る。そのような測定は、通常、シャフトを用いる第１の測定を行い、スタイラスを１８０°まで回転させ、そしてスタイラスのシャフトを再度用いて第２の測定を行うステップを含んでいる。次に、２つの測定値の中間点が（ｘ、ｙ）位置の測定を提供する。言い換えれば、基準球体の（ｘ、ｙ）位置は、標準スタイラスの軸部を用い、それにより異なる長さの複数のスタイラス又は多数先端スタイラスを用意する必要がなく測定され得る。
【０１６４】
さらに、図１３に示されるタイプの基準装置１３０は、図１４を参照して説明された方法を実行するときに採用され得る。次に、該方法は、プローブが異なる（ｚ軸）位置にある場合の関連する測定プローブの軸部を用いて、第２の基準球体１３８の（ｘ、ｙ）位置の測定値を取得するステップを備える。
【０１６５】
上記方法、特に、図１ａ、１ｂ及び２を参照して説明されている旋盤の中心線を見つけ出す方法は、現在使われているほとんどの回転機械に対して実施され得る。しかしながら、ある回転機械（特に、大型旋盤）は、限定された長さを有する測定プローブを含んでいる。すなわち、測定プローブは、チャックにより覆われる領域よりも小さい特定の範囲にわたってのみ移動することができる。そのような状況において、中心線に対して直径方向に対向する位置まで回転する形体の位置を測定することは、ありえない。しかしながら、回転機械の中心線は、図１５ａないし１５ｇを参照して以下に説明される方法を用いて依然として確定され得る。
【０１６６】
図１５ａないし１５ｇを参照して、大型工作機械の中心線１５０を測定する方法が説明されるだろう。工作機械は、その外縁部に取り付けられている基準球体１５４を有するチャック１５２を保持する回転可能な軸部を備えている。図１５ａないし１５ｇには、工作機械のフライス加工用軸部の工具ホルダー（不図示）内に配置されている測定プローブ１５６も示されている。
【０１６７】
方法は、以下のステップを備えている。
【０１６８】
ステップ１：図１５ａを参照すると、プローブのスタイラスのオフセットが測定される。このことは、基準球体１５４がＣ＝０°の位置の近くに存在するように、機械のチャック１５２を向けることにより達成される。Ａ軸の周りに回転するフライス加工用軸部により保持されている測定プローブは、Ａ＝０°へ回転し、ｘ及びｚ方向における球体の位置を測定するのに使用される。フライス加工用軸部は、次に、ｘ及びｚにおける球体の位置が再度測定されるＡ＝１８０°へ回転する。ｘ及びｚにおけるスタイラスのオフセットは、２つの（すなわち、Ａ＝０°及びＡ＝１８０°の）測定値の球対中心位置の差の半分である。フライス加工用軸部は、そのとき、Ａ＝０°へ逆回転させられる。ステップ１で測定されるスタイラスのオフセットは、以下に続く位置測定全てに使用される。
【０１６９】
ステップ２：図１５ｂ及び１５ｃを参照すると、名目上のｘ軸の中心線１５３上に基準球体１５４をおく方法が示されている。
【０１７０】
最初に、測定プローブ１５６のスタイラスが名目上のｘ軸中心線１５３からｘ方向プラスの方向に小距離移動する。図１５ｂ参照。次に、Ｃ軸が、時計回りの方向に回転し、基準球体１５４を測定プローブ１５６に接触させ、したがって、測定プローブ１５６を起動させる。Ｃ軸が名目上のｘ軸中心線からプローブ起動位置まで回転した角度（Ｃ1）が記録される。
【０１７１】
次に、測定プローブのスタイラスは、図１５ｃに示されるように、名目上のｘ軸中心線１５３の反対側の位置へ移動する。この構成において、スタイラスは、名目上のｘ軸中心線から同じ距離であって、図１５ｂに示されるように同じｙ位置にある。次に、Ｃ軸が反時計回りの方向に回転し、基準球体１５４が測定プローブ１５６を起動させる。Ｃ軸が名目上のｘ軸中心線１５３からプローブ起動位置まで回転した角度（Ｃ2）が記録される。  続いて、Ｃ軸ゼロ回転位置（Ｃ＝０°）が角度Ｃshiftに調整される。ここで、
Ｃshift＝（Ｃ1＋Ｃ2）／２                        （７）
である。
【０１７２】
続いて、基準球体の中心が名目状のＸ軸中心線１５３と位置合わせされるように、Ｃ軸が新しいＣ＝０°位置へ回転する。
【０１７３】
ステップ３：図１５ｄ及び１５ｅを参照すると、基準球体の位置が名目上のｘ軸中心線１５３の両側に確定されている。
【０１７４】
図１５ｄに示されるように、基準球体１５４が第１の位置（すなわち、Ｃ＝θ）に存在するように、チャックが最初に（Ｃ＝０°から）既知の角度θ（ここで、θは、通常、３０°〜４５°の間にある。）まで時計回りに回転する。続いて、基準球体の位置（ｘ1、ｙ1）が測定プローブ１５６を用いて測定される。
【０１７５】
図１５ｅを参照すると、次に、チャックは、基準球体が名目上のｘ軸中心線から−θの角度に存在する（すなわち、Ｃ＝−θ）ように、反時計回りに回転する。次に、基準球体の位置（ｘ2、ｙ2）が測定プローブ１５６を用いて測定される。
【０１７６】
ステップ４：ステップ３において測定されたｙ軸位置ｙ1とｙ2との間の差が測定される。
【０１７７】
ｙ1とｙ2との間の差が最小である場合（例えば、１０μｍより小さい場合）、ｘ軸中間点（ｘmid）は、次式（８）で与えられる。
ｘmid＝（ｘ1＋ｘ2）／２                        （８）
この場合、以下のステップ６が実行され、中心線の位置（ｘcen、ｙcen）を測定する。
【０１７８】
ｙ1とｙ2との間の差がかなりのものである場合（例えば、１０μｍより大きい場合）、該差は、名目上の中心線の位置と実際の中心線の位置との間の実質的なずれを指し示す。この場合、ステップ５が実行される。
【０１７９】
ステップ５：図１５ｆに示されるように、名目上のＣ軸中心１６０がｘ及びｙにおいて実際のＣ軸中心１６２に対して移動している場合、測定された値ｙ1及びｙ2の実質的差が生じ得る。このことは、以下のステップ６において計算されるｙcen及びｘcenの値の誤差の原因となる。
【０１８０】
そのような誤差を克服するために、Ｃ軸の回転位置合わせを調整することができる。言い換えれば、Ｃ＝０°の位置が角度（φ）により調整され得る。ここで、
φ＝ａｒｃｔａｎ｛（ｙ1−ｙ2）／（ｘ1−ｘ2）｝          （９）
Ｃ＝０°の値の調整に続いて、（ｘ1、ｙ1）及び（ｘ2、ｙ2）が再測定され、それにより、式（８）により新しいｘ軸中間点の値（ｘmid）を提供し得るように、ステップ３及び４が繰り返される。
【０１８１】
ステップ６：一旦、（ｘ1、ｙ1）、（ｘ2、ｙ2）及びｘmidの値が確定されると、Ｃ軸の回転中心の位置（ｘcen、ｙcen）が測定され得る。
【０１８２】
図１５ｇに示されるように、このことは、ｘ軸中心線上の（すなわち、Ｃ＝０°における）基準球体の位置（ｘ3、ｙ3）を最初に測定することにより達成される。続いて、基準球体がｘ軸中心線から離れた位置に存在するようにＣ軸が回転し、その新しい位置（ｘ4、ｙ4）が測定される。
【０１８３】
測定値（ｘ3、ｙ3）及び（ｘ4、ｙ4）を用いて、回転の半径（Ｒ）が次式（１０）により与えられる。
Ｒ＝｛（ｘ3−ｘ4）2＋（ｙ3−ｙ4）2｝／２（ｙ3−ｙ4）    （１０）
式（１０）を用いて半径（Ｒ）を決定して後、チャックの回転中心、すなわちＣ軸の位置（ｘcen、ｙcen）が、次式（１１ａ）、（１１ｂ）で与えられる。
ｘcen＝ｘmid                                  （１１ａ）
ｙcen＝ｙ3−Ｒ                                 （１１ｂ）
【０１８４】
上述したように、この方法の利点は、該方法が機械の領域への測定プローブのアクセスが制限されている航空産業に用いられるタイプの非常に大きい旋盤のような回転機械において用いられることにある。さらに、該方法は、旋盤のチャック内に搭載される部分を必要とせず、チャックの周囲に取付けられる基準球体を取付けることが機械加工動作の妨げとならない。
【０１８５】
上記方法は、チャックに取付けられる基準球体を使用するけれども、多くの別の形体が代わりに使用され得ることに留意したい。事実、該方法において、ｘ軸及びｙ軸の両方において測定可能である位置を有する任意の形体が使用され得る。例えば、該形体は、孔、内腔、円柱状突起、パッド、ポケット又は、ブロックを備えていてもよい。基準形体は、機械のチャックの固定部品であってもよいし、あるいは、チャックに一時的に取付け可能である部品で形成されていてもよい。
【０１８６】
さらに、図１５ａないし１５ｇはｘ−ｙ平面に存在するプローブを示しているけれども、方法は、また、ｘ−ｙ平面から外に向けられたスタイラスを有するプローブを用いて適用され得ることが留意されるべきである。例えば、プローブは、ｘ−ｙ平面に対して９０°に向けられていてもよい。その場合、基準形体（例えば、基準球体）が周囲から突出するよりはむしろチャックの正面から突出するように配置されている。
【０１８７】
図１５ａないし１５ｇを参照して説明された方法は、任意の回転部分の中心線を見つけ出すのに適用され得ることも留意されるべきである。例えば、方法は、回転機械の中心線を見つけ出すばかりでなく、大型フライス盤のワークピースを保持するのに使用されるテーブルなどの回転中心を見つけ出すことにも適用され得る。
【０１８８】
図１６を参照すると、別のミルターン旋盤が例示されている。機械２００は、較正球体２０６が取り付けられているワークピース支持テーブル部分２０２を備えている。測定プローブ２０４は、工具用アーム（不図示）により支持され、装置は、測定プローブがテーブル部分２０２に対してｘ、ｙ及びｚ軸に沿って並進することを可能とする。示されてはいないけれども、工具用アームは、プローブがその長手方向の軸の周りに回転することを可能とする回転可能な部分（例えば、フライス加工用軸部）を備えている。
【０１８９】
テーブル部分２０２は、Ｃ軸の周りに回転可能である。さらに、テーブル部分２０２は、クレードルにより支持され、該テーブル部分がｙｚ平面で旋回中心周りに傾斜することを可能としている。すなわち、テーブル部分は、本明細書ではＢ’軸と称されるものの周りに傾斜し得る。
【０１９０】
図１６は、２つの異なる位置に傾斜したテーブル部分２０２を示している。それらは、Ｂ’＝−９０°とＢ’＝０°の位置である。ｙｚ平面におけるＢ’軸の位置（すなわち、旋回中心）を確定するために、以下の測定がなされ得る。
【０１９１】
（ｉ）Ｂ’＝−９０°及びＣ＝０°の場合の球体２０６の位置が測定される。
【０１９２】
（ｉｉ）Ｃ軸が（点線で示されるように）１８０°まで回転し、（すなわち、Ｂ’＝−９０°及びＣ＝１８０°の場合の）球体の位置が再測定される。
【０１９３】
（ｉｉｉ）次に、Ｂ軸が、Ｂ’＝０°へ傾斜し、球体の位置の測定がＣ＝１８０°で行われる。
【０１９４】
（ｉｖ）Ｃ軸が（点線で示されるように）１８０°まで回転し、（すなわち、Ｂ’＝０°及びＣ＝０°の場合の）球体の位置が再測定される。
【０１９５】
図１７に示される機械の幾何学的図をさらに参照すると、ステップ（ｉ）及び（ｉｉ）の平均測定値は、Ｂ’＝−９０°であるときのＣ軸上に存在する第１球体点の測定値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を提供する。ステップ（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の平均測定値は、Ｂ’＝０°であるときのＣ軸上にある第２球体点の測定値（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を提供する。
【０１９６】
ｙ１及びｙ２の値の間の差は、第１の半径の値ｒ１を提供する。ｚ１及びｚ２の値の間の差は、第２の半径の値ｒ２を提供する。
【０１９７】
平均半径の値ｒtrueは、次式（１２）のとおりである。
ｒtrue＝（ｒ１＋ｒ２）／２                        （１２）
【０１９８】
したがって、ｙ及びｚ軸におけるＢ’軸の位置は、次式（１３ａ）、（１３ｂ）から得られる。
ｙpivot＝ｙ１−ｒtrue                            （１３ａ）
ｚpivot＝ｚ１−ｒtrue                            （１３ｂ）
【０１９９】
このようにして、ｙｚ平面におけるＢ’軸の位置Ｐを確定することができる。言い換えれば、テーブル部分２０２のｙｚ旋回中心が見つけ出される。Ｂ’軸の旋回中心の位置を知ることは、測定プローブ２０４に対するテーブル部分２０２の位置がＢ’軸の向きに対して正確に測定されることを可能とする。したがって、適切な並進誤差の補正がテーブル部分２０２の異なる傾斜に対する工具用アームの位置に適用され得る。
【０２００】
図１６及び１７を参照して説明された手順は、図６及び７を参照して上で述べた異なる長さの２つのプローブを用いて測定値を取得することに代えて（あるいは、それに加えて）使用され得る。そのような技術は、ミルターン旋盤ばかりでなく、フライス盤で使用され得ることが、また、留意されるべきである。例えば、該技術は、ワークピースが傾斜可能なテーブルの上に装着されているフライス盤に適用され得る。図１６及び１７を参照して説明された技術は、傾斜可能なテーブル上に装着されているチャックを有する機械を備えている。しかしながら、以下に説明されるように、類似の技術が回転ヘッド形ミルターン旋盤に適用されることが留意されるべきである。
【０２０１】
図１８を参照すると、Ｃ軸の周りに回転することができるチャック２３２を有する機械が示されている。較正球体２３４は、チャックにより支持され、測定プローブ２３６は、回転ヘッド２３８により支持されている。この例においては、チャックのＣ軸が機械に対して固定され、回転ヘッド２３８がＡ軸の周りにプローブ２３６（又は、工具など）を回転させることができるフライス加工用ヘッドである。回転ヘッド２３８は、また、Ｂ軸の周りに回転することができる。図１８においては、Ｂ＝０°及びＢ＝９０°の向きにある回転ヘッドが示されている。
【０２０２】
上述した方法から類推して、較正球体２３４の中心は、Ｂ＝０°及びＢ＝９０°の向きにある両方の場合に対して、測定プローブ２３６がＡ＝０°及びＡ＝１８０°に回転することにより見つけ出され得る。このことは、較正球体２３４の（固定した）中心に対する測定ヘッドの点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）の位置を提供する。したがって、図１７に示される幾何学的関係がまた、回転ヘッド２３８の旋回中心、すなわち、Ｂ軸の位置を提供する。再び、Ｂ軸の位置を知ることは、並進誤差が中間のＢ軸の向きに対して取り除かれることを可能とする。
【０２０３】
当業者は、上記例が本発明の一般的な構成プロセスを代表するにすぎないものであることを認識している。本明細書及び添付されているクレームを読むだけで、本明細書で説明された特定の方法に対する多くの変更が当業者にとって明白である。
【図１ａ】
0005836314.tif 000002
【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
0005836314.tif 000008
【図４ｄ】
0005836314.tif 000009
【図４ｅ】
0005836314.tif 000010
【図５ａ】
0005836314.tif 000011
【図５ｂ】
0005836314.tif 000012
【図５ｃ】
0005836314.tif 000013
【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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１５ｅ】
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【図１５ｆ】
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【図１５ｇ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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