(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、を有する工作機械を用いて、前記主軸に装着可能な位置計測センサにより、前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測する方法であって、
前記工具の長さ基準となる基準工具を前記主軸に装着し、工具センサを用いて前記基準工具の先端の検知位置を取得する工具センサ位置取得段階と、
前記主軸に装着した前記基準工具を、前記工具センサ側に設けられた基準ブロックに対して直接又は間接的に接触させた際の前記並進軸の位置を取得する基準ブロック位置取得段階と、
前記工具センサ位置取得段階で取得した前記検知位置と、前記基準ブロック位置取得段階で取得した前記並進軸の位置とから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出する相対位置算出段階と、
前記基準工具を前記主軸に装着し、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得する基準工具位置取得段階と、
前記主軸に前記位置計測センサを装着して、前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測する位置計測センサ計測段階と、
前記基準工具位置取得段階で取得した前記基準工具位置と、前記位置計測センサ計測段階で計測した前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出段階で算出した前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出する長補正値算出段階と、
前記長補正値算出段階で算出した前記位置計測センサの前記長方向補正値を用いて、前記主軸に装着した前記位置計測センサにより計測した前記対象物の計測位置を補正する位置計測段階と、
を実行することを特徴とする工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項２】
前記工具センサ位置取得段階から前記相対位置算出段階までを一回実行し、
前記基準工具位置取得段階から前記位置計測段階までを複数回実行することを特徴とする請求項１に記載の工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項３】
前記位置計測センサ計測段階及び前記位置計測段階において前記位置計測センサで計測される位置は、前記位置計測センサが対象物に接触したことを検知した際の前記並進軸の位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項４】
前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測段階の実行前に、前記位置計測センサの径方向補正値を取得する径補正値取得段階をさらに実行し、前記位置計測段階では、前記径補正値取得段階で取得した前記径補正値も用いて前記対象物の計測位置を補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項５】
３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、前記主軸に装着可能である位置計測センサと、前記並進軸と前記主軸とを制御する制御装置と、を有する工作機械において、前記位置計測センサにより前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測するシステムであって、
前記工具の長さ基準となる基準工具と、
前記主軸に装着した前記基準工具の先端位置を検出する工具センサと、
前記工具センサ側に設置された基準ブロックと、
前記主軸に装着した前記基準工具を前記並進軸により移動させ、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端の検知位置を取得して記憶する工具センサ位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具を前記並進軸により移動させて前記基準ブロックに対して直接又は間接的に接触させ、その接触の際の前記並進軸の位置を取得して記憶する基準ブロック位置取得手段と、
前記工具センサ位置取得手段で取得された前記検知位置と前記基準ブロック位置取得手段で取得された前記並進軸の位置とから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出して記憶する相対位置算出手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具を前記並進軸により移動させ、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得して記憶する基準工具位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサで前記基準ブロックの位置を計測して記憶する計測位置取得手段と、
前記基準工具位置取得手段で取得された前記基準工具位置と、前記計測位置取得手段で取得された前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出手段で取得された前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出して記憶する長補正値算出手段と、
前記長補正値算出手段に記憶された前記長補正値を用いて前記位置計測センサによる計測位置を補正し、前記対象物の位置を算出する位置算出手段と、
を有することを特徴とする工作機械における対象物の位置計測システム。
【請求項６】
前記位置計測センサは、前記位置計測センサが前記対象物を検知した際の前記並進軸の位置もしくは信号遅れを考慮した位置を計測することを特徴とする請求項５に記載の工作機械における対象物の位置計測システム。
【請求項７】
前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測センサの径方向補正値を取得して記憶する径補正値取得手段をさらに有し、
前記位置算出手段では、前記長補正値算出手段で取得された前記長補正値と、前記径補正値取得手段で取得された前記径補正値とを用いて前記位置計測センサの計測位置を補正して、前記対象物の位置を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の工作機械における対象物の位置計測システム。
【請求項８】
３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、を有する工作機械を用いて、前記主軸に装着可能な位置計測センサにより、前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測する方法であって、
工具センサと、前記工具センサ側に設けられた基準ブロックとを用い、
前記工具の長さ基準となる基準工具を前記主軸に装着し、前記工具センサを用いて、前記基準工具の先端の検知位置を取得する工具センサ位置取得段階と、
前記主軸に装着した前記基準工具を用いて任意の工具計測位置を取得する基準工具計測位置取得段階と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて任意のセンサ計測位置を取得する位置計測センサ計測位置取得段階と、
前記工具計測位置と前記センサ計測位置との差を求め、当該差と前記基準工具の長さとに基づいて前記位置計測センサの長さを求める位置計測センサ長さ算出段階と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測する第１の基準ブロック位置取得段階と、
前記工具センサ位置取得段階で取得した前記検知位置と、前記第１の基準ブロック位置取得段階で取得した前記基準ブロックの位置と、前記位置計測センサ長さ算出段階で算出した前記位置計測センサの長さと、前記基準工具の長さとから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出する相対位置算出段階と、
前記基準工具を前記主軸に装着し、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得する基準工具位置取得段階と、
前記位置計測センサを前記主軸に装着し、前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測する第２の基準ブロック位置取得段階と、
前記基準工具位置取得段階で取得した前記基準工具位置と、前記第２の基準ブロック位置取得段階で計測した前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出段階で算出した前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出する長補正値算出段階と、
前記長補正値算出段階で算出した前記位置計測センサの前記長方向補正値を用いて、前記主軸に装着した前記位置計測センサにより計測した前記対象物の計測位置を補正する位置計測段階と、
を実行することを特徴とする工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項９】
前記工具センサ位置取得段階から前記相対位置算出段階までを１回実行し、
前記基準工具位置取得段階から前記位置計測段階までを複数回実行することを特徴とする請求項８に記載の工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項１０】
前記第１の基準ブロック位置取得段階と、前記第２の基準ブロック位置取得段階と、前記位置計測段階とにおいて、前記位置計測センサで計測される位置は、前記位置計測センサが対象物に接触したことを検知した際の前記並進軸の位置であることを特徴とする請求項８又は９に記載の工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項１１】
前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測段階の実行前に、前記位置計測センサの径方向補正値を取得する径補正値取得段階をさらに実行し、前記位置計測段階では、前記径補正値取得段階で取得した前記径補正値も用いて前記対象物の計測位置を補正することを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の工作機械における対象物の位置計測方法。
【請求項１２】
３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、前記主軸に装着可能である位置計測センサと、前記並進軸と前記主軸とを制御する制御装置と、を有する工作機械において、前記位置計測センサにより前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測するシステムであって、
前記工具の長さ基準となる基準工具と、
前記主軸に装着した前記基準工具の先端位置を検出する工具センサと、
前記工具センサ側に設置された基準ブロックと、
前記主軸に装着した前記基準工具と、前記工具センサとを用いて、前記基準工具の先端の検知位置を取得して記憶する工具センサ位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具を用いて任意の工具計測位置を取得して記憶する基準工具計測位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて任意のセンサ計測位置を取得して記憶する位置計測センサ計測位置取得手段と、
前記工具計測位置と前記センサ計測位置との差を求め、当該差と前記基準工具の長さとに基づいて前記位置計測センサの長さを算出して記憶する位置計測センサ長さ算出手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測して記憶する第１の基準ブロック位置取得手段と、
前記工具センサ位置取得手段で取得した前記検知位置と、前記第１の基準ブロック位置取得手段で取得した前記基準ブロックの位置と、前記位置計測センサ長さ算出手段で算出した前記位置計測センサの長さと、前記基準工具の長さとから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出して記憶する相対位置算出手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具と、前記工具センサとを用いて、前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得して記憶する基準工具位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測して記憶する第２の基準ブロック位置取得手段と、
前記基準工具位置取得手段で取得した前記基準工具位置と、前記第２の基準ブロック位置取得手段で計測した前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出手段で算出した前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出して記憶する長補正値算出手段と、
前記長補正値算出手段で算出した前記位置計測センサの前記長方向補正値を用いて、前記主軸に装着した前記位置計測センサにより計測した前記対象物の計測位置を補正し、前記対象物の位置を算出する位置算出手段と、
を有することを特徴とする工作機械における対象物の位置計測システム。
【請求項１３】
前記位置計測センサは、前記位置計測センサが前記対象物を検知した際の前記並進軸の位置もしくは信号遅れを考慮した位置を計測することを特徴とする請求項１２に記載の工作機械における対象物の位置計測システム。
【請求項１４】
前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測センサの径方向補正値を取得して記憶する径補正値取得手段をさらに有し、
前記位置算出手段では、前記長補正値算出手段で取得された前記長補正値と、前記径補正値取得手段で取得された前記径補正値とを用いて前記位置計測センサの計測位置を補正して、前記対象物の位置を算出することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の工作機械における対象物の位置計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の機内において工具や工作物等の対象物の位置を計測するための位置計測方法及び位置計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テーブルに取り付けた工作物を、主軸に装着して回転する工具により加工を行う工作機械において、高精度な加工を行うために、工具の長さや工作物の位置を自動的に計測して補正する方法が用いられている。
工具長さの自動計測方法として、例えば、図２に示すようなレーザセンサ１０や図３に示すようなタッチセンサ２０が用いられる。
まず、レーザセンサ１０は、発光部１１と、受光部１２と、発光部１１と受光部１２とを支持するベース部１３とから成り、レーザ光１４を発光部１１より出力し、受光部１２にて受光する。レーザ光１４が物体によって遮られ受光率が一定以下になった場合に信号を発する。ここでは主軸２に工具９を装着して工具９を所定の速度で回転させながら、Ｚ軸により工具９をレーザ光１４に接近させ、工具９がレーザ光１４を遮断するとベース部１３から信号を発信する。その信号を検知した工作機械の制御装置は、信号を受けた時点もしくは遅れを考慮した時点でのＺ軸の位置を記憶する。各工具の長さ基準となる基準工具に対しても同様に行い、工具９でのＺ軸位置と基準工具でのＺ軸位置との差を工具９の長さとする。
次に、タッチセンサ２０は、接触を検知すると信号を発する装置であり、主軸２に工具９を装着し、Ｚ軸により工具９をタッチセンサ２０に接近させ、工具９が接触した際に信号を発信する。その信号を検知した制御装置は、信号を受けた時点もしくは遅れを考慮した時点でのＺ軸の位置を記憶する。各工具の長さ基準となる基準工具に対しても同様に行い、工具９でのＺ軸位置と基準工具でのＺ軸位置との差を工具９の長さとする。
【０００３】
一方、工作物の位置の自動計測方法として、例えば、図４に示すようなタッチプローブ３０が用いられる。このタッチプローブ３０は、接触子が物体に接触すると信号を出力する装置であり、主軸２にタッチプローブ３０を装着し、Ｚ軸によりテーブル３上の工作物３１に接近させ、タッチプローブ３０が工作物３１に接触した際に信号を出力する。その信号を検知した制御装置は、信号を受けた時点もしくは遅れを考慮した時点でのＺ軸の位置を取得する。
また、基準工具に対するタッチプローブ３０の長さを予め計測し、タッチプローブ３０の長方向の補正値として補正して計測することで、工作物３１の位置（この場合は高さ）を求めることができる。但し、タッチプローブ３０は対象物に接触してトリガー信号を出力するまでにある一定の長さ変化が生じるため、タッチプローブ３０が接触してトリガー信号を出力する際の実際の長さが必要となる。
しかし、レーザセンサ１０では、タッチプローブ３０が接触しないため、タッチプローブ３０の接触時の長さを計測することができない。
一方、タッチセンサ２０では、タッチセンサ２０とタッチプローブ３０のそれぞれの動作抵抗が異なることから、両者が同時にトリガー信号を出力できず、タッチプローブ３０の接触時長さを計測することができない。
【０００４】
そこで、タッチプローブの接触時長さの測定方法として、基準工具を用いた方法（以下「方法１」という。）が知られている。この方法１では、主軸に基準工具を装着し、テーブル上面などの基準面に対して、ブロックゲージを介して、基準工具が接触するようにＺ軸を手動操作しながら、ブロックゲージを手で動かした際の抵抗から、ブロックゲージと基準工具との隙間がほぼ０になる位置を見つけ、その位置を記録する。次に、タッチプローブにて基準面を計測する、すなわち、タッチプローブが接触した際のＺ軸位置を取得する。タッチプローブで取得したＺ軸位置から、記録した基準工具でのＺ軸位置とブロックゲージの厚みとを引いた値がタッチプローブの接触時の長さとなる。
また、特許文献１には、ＣＣＤカメラを用いたタッチプローブの接触時長さの測定方法が記載されている。ここではまず押さえ台の上面にタッチプローブを接触させて信号を出力する際の主軸の位置を取得し、接触時のタッチプローブ先端をＣＣＤカメラで撮影することで先端位置を計測する。次に、押さえ台を取り除いてタッチプローブが接触していない時の長さに戻してＣＣＤカメラで先端位置を計測する。両先端位置の差から接触時の縮み量を算出する。基準工具についてもＣＣＤカメラでその先端位置を計測し、その時の主軸の位置も取得する。得られた接触時縮み量、接触時のタッチプローブ先端位置、タッチプローブ接触時の主軸位置、基準工具の先端位置、基準工具での主軸位置の関係から、タッチプローブの接触時の長さを求める。
一方、特許文献２には、レーザセンサと基準ブロックを用いた工作物位置の補正方法について記載されている。ここではまずレーザセンサ近傍に基準ブロックを用意し、レーザ光の位置と基準ブロックの上面の位置（高さ）を一致させておく。また、レーザセンサにて基準工具装着時の位置を記憶しておく。次に、基準ブロックに対してタッチプローブを接触させて位置を記憶し、工作物に対してもタッチプローブを接触させて位置を記憶し、両位置の差と基準工具の位置から、基準工具に対する工作物位置を計測して補正する。この方法では、タッチプローブの接触時長さを求めずに工作物位置計測を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６１５７０号公報
【特許文献２】特開２００１−１０５２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
まず、上記方法１では、手作業が必要であり、タッチプローブの接触時長さを自動計測することができない。このため、熱変位等によりタッチプローブの長さが変わり、タッチプローブの接触時長さを計測する場合、加工を中断して手作業を行う必要が出てくるという課題がある。
次に、特許文献１の技術では、高価なＣＣＤカメラによる計測装置が必要となるという課題がある。また、押さえ台を自動で除去するためには、押さえ台を駆動する機構やアクチュエータが必要になり、コストが高くなるという課題もある。
また、特許文献２の技術は、タッチプローブの接触時の長さを測定せずに工作物の位置計測を行えるとしているが、レーザセンサのレーザ光位置と基準ブロック位置を一致させる、もしくは両位置関係を既知にする必要がある。これは、レーザセンサで計測される基準工具の長さと、基準ブロックを接触させる際のタッチプローブの長さとの関係、すなわちタッチプローブの接触時長さを既知にする必要があることと同義である。しかし、その方法については記載がない。
【０００７】
そこで、本発明は、比較的安価な構成でタッチプローブ等の位置計測センサの長方向補正値を取得でき、位置計測センサによる対象物の計測を高精度に行うことができる工作機械における対象物の位置計測方法及びシステムを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、を有する工作機械を用いて、前記主軸に装着可能な位置計測センサにより、前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測する方法であって、
前記工具の長さ基準となる基準工具を前記主軸に装着し、工具センサを用いて前記基準工具の先端の検知位置を取得する工具センサ位置取得段階と、
前記主軸に装着した前記基準工具を、前記工具センサ側に設けられた基準ブロックに対して直接又は間接的に接触させた際の前記並進軸の位置を取得する基準ブロック位置取得段階と、
前記工具センサ位置取得段階で取得した前記検知位置と、前記基準ブロック位置取得段階で取得した前記並進軸の位置とから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出する相対位置算出段階と、
前記基準工具を前記主軸に装着し、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得する基準工具位置取得段階と、
前記主軸に前記位置計測センサを装着して、前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測する位置計測センサ計測段階と、
前記基準工具位置取得段階で取得した前記基準工具位置と、前記位置計測センサ計測段階で計測した前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出段階で算出した前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出する長補正値算出段階と、
前記長補正値算出段階で算出した前記位置計測センサの前記長方向補正値を用いて、前記主軸に装着した前記位置計測センサにより計測した前記対象物の計測位置を補正する位置計測段階と、を実行することを特徴とする。
ここで「工具センサ側」とは、工具センサに基準ブロックを直接設けた場合は勿論、工具センサの近傍に別体の基準ブロックを設けた場合も含む。以下の発明も同様である。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、前記工具センサ位置取得段階から前記相対位置算出段階までを一回実行し、前記基準工具位置取得段階から前記位置計測段階までを複数回実行することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、前記位置計測センサ計測段階及び前記位置計測段階において前記位置計測センサで計測される位置は、前記位置計測センサが対象物に接触したことを検知した際の前記並進軸の位置であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測段階の実行前に、前記位置計測センサの径方向補正値を取得する径補正値取得段階をさらに実行し、前記位置計測段階では、前記径補正値取得段階で取得した前記径補正値も用いて前記対象物の計測位置を補正することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、前記主軸に装着可能である位置計測センサと、前記並進軸と前記主軸とを制御する制御装置と、を有する工作機械において、前記位置計測センサにより前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測するシステムであって、
前記工具の長さ基準となる基準工具と、
前記主軸に装着した前記基準工具の先端位置を検出する工具センサと、
前記工具センサ側に設置された基準ブロックと、
前記主軸に装着した前記基準工具を前記並進軸により移動させ、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端の検知位置を取得して記憶する工具センサ位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具を前記並進軸により移動させて前記基準ブロックに対して直接又は間接的に接触させ、その接触の際の前記並進軸の位置を取得して記憶する基準ブロック位置取得手段と、
前記工具センサ位置取得手段で取得された前記検知位置と前記基準ブロック位置取得手段で取得された前記並進軸の位置とから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出して記憶する相対位置算出手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具を前記並進軸により移動させ、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得して記憶する基準工具位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサで前記基準ブロックの位置を計測して記憶する計測位置取得手段と、
前記基準工具位置取得手段で取得された前記基準工具位置と、前記計測位置取得手段で取得された前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出手段で取得された前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出して記憶する長補正値算出手段と、
前記長補正値算出手段に記憶された前記長補正値を用いて前記位置計測センサによる計測位置を補正し、前記対象物の位置を算出する位置算出手段と、を有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５の構成において、前記位置計測センサは、前記位置計測センサが前記対象物を検知した際の前記並進軸の位置もしくは信号遅れを考慮した位置を計測することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６の構成において、前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測センサの径方向補正値を取得して記憶する径補正値取得手段をさらに有し、
前記位置算出手段では、前記長補正値算出手段で取得された前記長補正値と、前記径補正値取得手段で取得された前記径補正値とを用いて前記位置計測センサの計測位置を補正して、前記対象物の位置を算出することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、を有する工作機械を用いて、前記主軸に装着可能な位置計測センサにより、前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測する方法であって、
工具センサと、前記工具センサ側に設けられた基準ブロックとを用い、
前記工具の長さ基準となる基準工具を前記主軸に装着し、前記工具センサを用いて、前記基準工具の先端の検知位置を取得する工具センサ位置取得段階と、
前記主軸に装着した前記基準工具を用いて任意の工具計測位置を取得する基準工具計測位置取得段階と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて任意のセンサ計測位置を取得する位置計測センサ計測位置取得段階と、
前記工具計測位置と前記センサ計測位置との差を求め、当該差と前記基準工具の長さとに基づいて前記位置計測センサの長さを求める位置計測センサ長さ算出段階と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測する第１の基準ブロック位置取得段階と、
前記工具センサ位置取得段階で取得した前記検知位置と、前記第１の基準ブロック位置取得段階で取得した前記基準ブロックの位置と、前記位置計測センサ長さ算出段階で算出した前記位置計測センサの長さと、前記基準工具の長さとから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出する相対位置算出段階と、
前記基準工具を前記主軸に装着し、前記工具センサを用いて前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得する基準工具位置取得段階と、
前記位置計測センサを前記主軸に装着し、前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測する第２の基準ブロック位置取得段階と、
前記基準工具位置取得段階で取得した前記基準工具位置と、前記第２の基準ブロック位置取得段階で計測した前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出段階で算出した前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出する長補正値算出段階と、
前記長補正値算出段階で算出した前記位置計測センサの前記長方向補正値を用いて、前記主軸に装着した前記位置計測センサにより計測した前記対象物の計測位置を補正する位置計測段階と、を実行することを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８の構成において、前記工具センサ位置取得段階から前記相対位置算出段階までを１回実行し、前記基準工具位置取得段階から前記位置計測段階までを複数回実行することを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９の構成において、前記第１の基準ブロック位置取得段階と、前記第２の基準ブロック位置取得段階と、前記位置計測段階とにおいて、前記位置計測センサで計測される位置は、前記位置計測センサが対象物に接触したことを検知した際の前記並進軸の位置であることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項８乃至１０の何れかの構成において、前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測段階の実行前に、前記位置計測センサの径方向補正値を取得する径補正値取得段階をさらに実行し、前記位置計測段階では、前記径補正値取得段階で取得した前記径補正値も用いて前記対象物の計測位置を補正することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、３軸以上の並進軸と、工具を装着して回転可能な主軸と、テーブルと、前記主軸に装着可能である位置計測センサと、前記並進軸と前記主軸とを制御する制御装置と、を有する工作機械において、前記位置計測センサにより前記テーブル上に固定された対象物の位置を計測するシステムであって、
前記工具の長さ基準となる基準工具と、
前記主軸に装着した前記基準工具の先端位置を検出する工具センサと、
前記工具センサ側に設置された基準ブロックと、
前記主軸に装着した前記基準工具と、前記工具センサとを用いて、前記基準工具の先端の検知位置を取得して記憶する工具センサ位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具を用いて任意の工具計測位置を取得して記憶する基準工具計測位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて任意のセンサ計測位置を取得して記憶する位置計測センサ計測位置取得手段と、
前記工具計測位置と前記センサ計測位置との差を求め、当該差と前記基準工具の長さとに基づいて前記位置計測センサの長さを算出して記憶する位置計測センサ長さ算出手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測して記憶する第１の基準ブロック位置取得手段と、
前記工具センサ位置取得手段で取得した前記検知位置と、前記第１の基準ブロック位置取得手段で取得した前記基準ブロックの位置と、前記位置計測センサ長さ算出手段で算出した前記位置計測センサの長さと、前記基準工具の長さとから、前記検知位置に対する前記基準ブロックの相対位置を算出して記憶する相対位置算出手段と、
前記主軸に装着した前記基準工具と、前記工具センサとを用いて、前記基準工具の先端位置である基準工具位置を取得して記憶する基準工具位置取得手段と、
前記主軸に装着した前記位置計測センサを用いて前記基準ブロックの位置を計測して記憶する第２の基準ブロック位置取得手段と、
前記基準工具位置取得手段で取得した前記基準工具位置と、前記第２の基準ブロック位置取得手段で計測した前記基準ブロックの位置と、前記相対位置算出手段で算出した前記相対位置と、前記基準工具の長さとから、前記位置計測センサの長方向補正値を算出して記憶する長補正値算出手段と、
前記長補正値算出手段で算出した前記位置計測センサの前記長方向補正値を用いて、前記主軸に装着した前記位置計測センサにより計測した前記対象物の計測位置を補正し、前記対象物の位置を算出する位置算出手段と、を有することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２の構成において、前記位置計測センサは、前記位置計測センサが前記対象物を検知した際の前記並進軸の位置もしくは信号遅れを考慮した位置を計測することを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１２又は１３の構成において、前記位置計測センサを前記対象物への接触式センサとして、前記位置計測センサの径方向補正値を取得して記憶する径補正値取得手段をさらに有し、前記位置算出手段では、前記長補正値算出手段で取得された前記長補正値と、前記径補正値取得手段で取得された前記径補正値とを用いて前記位置計測センサの計測位置を補正して、前記対象物の位置を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、事前に、工具センサによる検知位置と、基準工具又は位置計測センサを基準ブロックに接触させた基準工具位置との関係から、工具センサの検知位置と基準ブロックとの相対位置を既知にしておくことで、その後は、工具センサで基準工具位置を計測し、位置計測センサで基準ブロックの位置を計測することで、位置計測センサの長方向の補正値を取得可能となる。これにより、熱変位等で位置計測センサの長さが変化しても、長方向補正値を用いて補正することで、位置計測センサによる対象物の計測を高精度に行うことができる。また、この方法は、ＣＣＤカメラによる測定システム等が不要であり、比較的安価に実現できる。
特に、請求項８乃至１４に記載の発明では、工具センサ側に設けた基準ブロック位置は、位置計測センサで計測しているので、基準ブロックの面積は位置計測センサの先端プローブが接触できる分だけあればよい。よって、基準ブロックを小さくすることができ、より小型な位置計測システムが実現可能となる。
また、位置計測センサが接触式センサである場合、その径方向の補正値も併せて取得すれば、より高精度に対象物の計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】マシニングセンタの模式図である。
【図２】レーザセンサの模式図である。
【図３】タッチセンサの模式図である。
【図４】タッチプローブの模式図である。
【図５】本発明の工具センサの一例であるレーザセンサの模式図である。
【図６】マシニングセンタに取り付けられた本発明のレーザセンサの模式図である。
【図７】本発明の工具センサの一例であるレーザセンサの模式図である。
【図８】本発明の工具センサの一例であるタッチセンサの模式図である。
【図９】本発明の工具センサの一例であるタッチセンサの模式図である。
【図１０】本発明の計測準備作業のフローチャートである。
【図１１】本発明のタッチプローブによる位置計測方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の計測準備作業のステップＳＲ１の説明図である。
【図１３】本発明の計測準備作業のステップＳＲ２の説明図である。
【図１４】本発明の位置計測方法のステップＳ２の説明図である。
【図１５】本発明の計測準備作業の変更例のフローチャートである。
【図１６】本発明の計測準備作業の変更例のステップＳＲ１の説明図である。
【図１７】本発明の計測準備作業の変更例のステップＳＲ２の説明図である。
【図１８】本発明の計測準備作業の変更例のステップＳＲ３の説明図である。
【図１９】本発明の計測準備作業の変更例のステップＳＲ５の説明図である。
【図２０】本発明の工具センサの変更例であるレーザセンサの模式図である。
【図２１】本発明の工具センサの変更例であるレーザセンサの模式図である。
【図２２】本発明の工具センサの変更例であるタッチセンサの模式図である。
【図２３】本発明の工具センサの変更例であるタッチセンサの模式図である。
【図２４】本発明のタッチプローブによる位置計測方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、工作機械の一形態であり、３つの互いに直交する並進軸と２つの互いに直交する回転軸を有するマシニングセンタの模式図である。
主軸２は、並進軸であり互いに直交するＸ軸、Ｚ軸によってベッド１に対して並進２自由度の運動が可能である。テーブル３は、回転軸であるＣ軸によってクレードル４に対して回転１自由度の運動が可能である。クレードル４は、回転軸でありＣ軸に対して直交するＡ軸によってトラニオン５に対して回転１自由度の運動が可能である。トラニオン５は、並進軸でありＸ軸およびＺ軸に直交するＹ軸によりベッド１に対して並進１自由度の運動が可能である。したがって、主軸２は、テーブル３に対して並進３自由度および回転２自由度の運動が可能である。各送り軸は図に示していない数値制御装置により制御されるサーボモータにより駆動され、工作物をテーブル３に固定し、主軸２に工具を装着して回転させ、工作物と工具の相対位置および相対姿勢を制御することで、工作物の加工を行うことができる。
【００１２】
なお、本発明に関わる機械としては、マシニングセンタに限らず、旋盤や複合加工機、研削盤などの工作機械でもよい。また、軸数は５軸に限らず、並進軸のみ３軸、４軸、６軸でもよい。さらにまた、回転軸によりテーブル３が回転２自由度以上を持つ機構に限らず、主軸２が回転２自由度以上を持つ機構や、主軸２とテーブル３がそれぞれ回転１自由度以上を持つ機構でもよい。
【００１３】
図５は、本発明の工具センサの一例であるレーザセンサ４０の模式図である。レーザセンサ４０は、図２と同様に、発光部１１、受光部１２、ベース部１３を備えるが、ここでは発光部１１と受光部１２との間に基準ブロック４２が設けられる。発光部１１、受光部１２、基準ブロック４２はそれぞれベース部１３に固定されている。
このレーザセンサ４０は、図６に示すように、センサ取り付け台４１を介して図１のマシニングセンタのトラニオン５に取り付けられる。但し、図７に示すように、基準ブロック４２をレーザセンサ４０の近傍に別置した構成でもよい。
【００１４】
図８は、本発明の工具センサの一例であるタッチセンサ５０の模式図である。タッチセンサ５０は、ベース部５１、タッチセンサ部５２、基準ブロック５３から構成され、タッチセンサ部５２、基準ブロック５３はベース部５１上に固定されている。また、タッチセンサ５０は、レーザセンサ４０と同様に図１のマシニングセンタのトラニオン５に取り付けられる。なお、図９に示すように、基準ブロック５３をタッチセンサ５０の近傍に別置した構成でもよい。
【００１５】
以後、工具センサとして、レーザセンサ４０を用いた場合の位置計測方法及び位置計測システムについて説明する（請求項１及び５に対応）。但し、タッチセンサ５０を用いた場合も検知方法が異なるだけで本質的には同じである。
まず、計測準備作業の手順について、図１０のフローチャートにもとづいて説明する。計測準備作業は、後述の位置計測センサとしてのタッチプローブによる計測を行う前に事前に行っておく作業であり、基準工具やレーザセンサの劣化や交換などの場合に行えばよい。
ステップＳＲ１において、図１２に示すように、主軸２に基準工具８を装着し、レーザセンサ４０にて計測を行う。ここでは基準工具８がレーザ光１４に接近するようＺ軸を移動させ、基準工具８の先端がレーザ光１４を遮断して受光率が閾値以下になった時点もしくは信号遅れを考慮した時点でのＺ軸位置を取得する。取得したＺ軸位置Ｚｌは図示しない制御装置内の記憶部に記憶される（工具センサ位置取得段階及び工具センサ位置取得手段、ここでは制御装置が本発明の各段階を実行する各手段として機能する）。また、基準工具８の長さＴｄも記憶部にあらかじめ記憶させておく。ここで、ＺｌとＴｄとから、基準工具先端位置Ｚｌ’（＝Ｚｌ−Ｔｄ）を算出して記憶させてもよい。
【００１６】
次に、ステップＳＲ２において、基準工具８で基準ブロック４２の位置の取得を行う。ここでは図１３に示すように、主軸２に基準工具８を装着した状態で、ブロックゲージ４３を介して基準ブロック４２に接触させ、その時のＺ軸位置Ｚｂを取得し、ブロックゲージ４３の厚みＨｂを差し引いた値Ｚｂ’（＝Ｚｂ−Ｈｂ）を、図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（基準ブロック位置取得段階及び基準ブロック位置取得手段）。ここで、Ｔｄも用いて基準ブロック上面位置Ｚｂ”（＝Ｚｂ−Ｈｂ−Ｔｄ）を算出して記憶させてもよい。なお、ブロックゲージ４３としては、厚み寸法が既知のブロックなどでもよい。
次に、ステップＳＲ３において、ステップＳＲ１で記憶したＺ軸位置ＺｌとステップＳＲ２で記憶したＺ軸位置Ｚｂ’から、レーザセンサ４０の検知位置に対する基準ブロック４２の相対位置ｄＺｂ（＝Ｚｌ−Ｚｂ’）を算出し、制御装置内の記憶部に記憶する（相対位置算出段階及び相対位置算出手段）。ここで、ブロックゲージ厚みＨｂも記憶部に記憶させておき、ｄＺｂを、ＺｌとＺｂとＨｂから算出しても良い（ｄＺｂ＝Ｚｌ−Ｚｂ−Ｈｂ）。但し、上記Ｚｌ’とＺｂ”とを記憶させた場合には、ｄＺｂ＝Ｚｌ’−Ｚｂ”で計算できる。
【００１７】
次に、本発明における、タッチプローブによる位置計測方法について、図１１のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１において、ステップＳＲ１と同様に、主軸２に基準工具８を装着してレーザセンサ４０にて計測を行い、Ｚ軸位置Ｚｄを図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（基準工具位置取得段階及び基準工具位置取得手段）。なお、Ｔｄを用いて、Ｚｄ’＝Ｚｄ−Ｔｄを記憶させてもよい。
次に、ステップＳ２において、図１４に示すように主軸２にタッチプローブ３０を装着し、基準ブロック４２をタッチプローブ３０にて計測する。ここではタッチプローブ３０が基準ブロック４２に接近するようＺ軸を移動させ、タッチプローブ３０の先端のスタイラスが接触してトリガー信号を発信した時点もしくは信号遅れを考慮した時点でのＺ軸位置Ｚｐを取得する。取得したＺ軸位置Ｚｐを図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（位置計測センサ計測段階及び計測位置取得手段）。
【００１８】
次に、ステップＳ３において、タッチプローブ３０の長方向補正値である接触時のタッチプローブ３０の長さを算出する。すなわち、ステップＳ１にて記憶させたＺｄと、ステップＳ２にて記憶させたＺｐと、制御装置内の記憶部に記憶されている基準ブロック４２の相対位置ｄＺｂと、基準工具長Ｔｄとから、長方向補正値（接触時長さ）Ｔｐ（＝Ｚｐ−Ｚｄ＋ｄＺｂ＋Ｔｄ）を求めて、記憶部に記憶させる（長補正値算出段階及び長補正値算出手段）。ここで、Ｚｄ’，Ｚｐ，ｄＺｂからＴｐ（＝Ｚｐ−Ｚｄ’−ｄＺｂ）を求めてもよい。
次に、ステップＳ４において、タッチプローブ３０を用いて対象物（ここではテーブル３上の工作物）の計測を行う。この際に、ステップＳ３にて算出したタッチプローブ３０の長方向補正値Ｔｐを用いて計測位置の補正を行う（位置計測段階及び位置算出手段）。
【００１９】
このように、上記形態の位置計測方法及び位置計測システムによれば、事前に、工具センサ（レーザセンサ４０又はタッチセンサ５０）による検知位置と基準ブロック４２に接触させた基準工具位置との関係から、工具センサの検知位置と基準ブロック４２との相対位置を既知にしておくことで、その後は、工具センサで基準工具８の位置を計測し、位置計測センサ（タッチプローブ３０）で基準ブロック４２の位置を計測することで、タッチプローブ３０の長方向補正値（接触時長さ）を取得可能となる。これにより、熱変位等でタッチプローブ３０の長さが変化しても、長方向補正値を用いて補正することで、タッチプローブ３０による工作物計測を高精度に行うことができる。また、この方法は、ＣＣＤカメラによる測定システム等が不要であり、比較的安価に実現できる。
【００２０】
次に、図８に示すタッチセンサ５０を用いた場合の位置計測方法及び位置計測システムについて説明する（請求項８及び１２に対応）。
まず、計測準備作業の手順を、図１５のフローチャートにもとづいて説明する。
ステップＳＲ１において、主軸２に基準工具８を装着し、タッチセンサ５０にて計測を行う。すなわち、図１６に示すように、基準工具８がタッチセンサ部５２に接触するようＺ軸を移動させ、基準工具８の先端がタッチセンサ部５２を押した時点もしくは信号遅れを考慮した時点でのＺ軸位置を取得する。取得したＺ軸位置Ｚｌを図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（工具センサ位置取得段階及び工具センサ位置取得手段）。また、基準工具８の長さＴｄも記憶部にあらかじめ記憶させておく。
【００２１】
次に、ステップＳＲ２において、タッチプローブの長さを計測する前準備として、基準工具８でのテーブル３上面などの任意の計測位置の取得を行う。すなわち、図１７に示すように、主軸２に基準工具８を装着した状態で、ブロックゲージ４３を介して、テーブル３上面などの任意の位置に接触させ、その時のＺ軸位置Ｚｃを取得し、ブロックゲージ４３の厚みＨｂを差し引いた値Ｚｃ’（＝Ｚｃ−Ｈｂ）を、図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（基準工具計測位置取得段階及び基準工具計測位置取得手段）。なお、ブロックゲージ４３としては、厚み寸法が既知のブロックなどでもよい。
次に、ステップＳＲ３において、主軸２にタッチプローブ３０を装着し、ステップＳＲ２と同様にテーブル３上面などの任意の計測位置を計測する。すなわち、図１８に示すように、タッチプローブ３０がテーブル３上面などの任意の計測位置に接近するようＺ軸を移動させ、タッチプローブ３０のスタイラスが接触してトリガー信号を発信した時点もしくは信号遅れを考慮した時点でのＺ軸位置Ｚｐを取得する。取得したＺ軸位置Ｚｐを図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（位置計測センサ計測位置取得段階及び位置計測センサ計測位置取得手段）。
【００２２】
次に、ステップＳＲ４において、タッチプローブの長方向補正値である接触時のタッチプローブの長さを算出する。すなわち、ステップＳＲ２にて記憶させたＺｃ’と、ステップＳＲ３にて記憶させたＺｐと、基準工具長Ｔｄとから、長方向補正値Ｔｐ（＝Ｚｐ−Ｚｃ’＋Ｔｄ）を求めて、記憶部に記憶させる（位置計測センサ長さ算出段階及び位置計測センサ長さ算出手段）。
次に、ステップＳＲ５において、主軸２にタッチプローブ３０を装着し、基準ブロック５３の位置Ｚ２を計測する。すなわち、図１９に示すように、タッチプローブ３０が基準ブロック５３に接近するようＺ軸を移動させ、タッチプローブ３０のスタイラスが接触してトリガー信号を発信した時点もしくは信号遅れを考慮した時点でのＺ軸位置Ｚ２を取得する（第１の基準ブロック位置取得段階及び第１の基準ブロック位置取得手段）。
次に、ステップＳＲ６において、タッチセンサ５０の接触位置と基準ブロック５３との間の距離ｄＺｂを算出する。ここではステップＳＲ１で求めた基準工具８とタッチセンサ５０との接触位置Ｚｌと、ステップＳＲ５で求めたタッチプローブ３０と基準ブロック５３との接触位置Ｚ２と、タッチプローブ３０の長方向補正値Ｔｐと、基準工具長Ｔｄとから、タッチセンサ５０の接触位置と基準ブロック５３との間の距離ｄＺｂ（＝Ｚ２＋Ｔｐ−（Ｚｌ＋Ｔｄ））を求めて、記憶部に記憶させる（相対位置算出段階及び相対位置算出手段）。
【００２３】
この場合のタッチプローブによる計測の流れは、図１１のフローチャートと同じである。
まず、ステップＳ１において、ステップＳＲ１と同様に、主軸２に基準工具８を装着し、タッチセンサ５０にて計測を行い、Ｚ軸位置Ｚｌ’を図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（基準工具位置取得段階及び基準工具位置取得手段）。
次に、ステップＳ２において、ステップＳＲ５と同様に、主軸２にタッチプローブ３０を装着し、基準ブロック５３をタッチプローブ３０にて計測を行い、Ｚ軸位置Ｚ２’を図示しない制御装置内の記憶部に記憶させる（第２の基準ブロック位置取得段階及び第２の基準ブロック位置取得手段）。
次に、ステップＳ３において、タッチプローブ３０の長方向補正値である接触時のタッチプローブ３０の長さを算出する。すなわち、ステップＳ１にて記憶させたＺｌ’と、ステップＳ２にて記憶させたＺ２’と、制御装置内の記憶部に記憶されているタッチセンサ５０の接触位置と基準ブロック５３との間の距離ｄＺｂと、基準工具長Ｔｄとから長方向補正値Ｔｐ’（＝Ｚｌ’−Ｚ２’＋ｄＺｂ＋Ｔｄ）を求めて、記憶部に記憶させる（長補正値算出段階及び長補正値算出手段）。
次に、ステップＳ４において、タッチプローブ３０を用いて対象物の計測を行う。この際に、ステップＳ３にて算出したタッチプローブ３０の長方向補正値Ｔｐ’を用いて取得位置の補正を行う（位置計測段階及び位置計測手段）。
【００２４】
このように、上記形態の位置計測方法及び位置計測システムにおいても、事前に、タッチセンサ５０による検知位置と、タッチプローブ３０を基準ブロック５３に接触させた基準工具位置と、タッチプローブ３０の長さと、基準工具８との関係から、工具センサの検知位置と基準ブロック５３との相対位置を既知にしておくことで、その後は、工具センサで基準工具８の位置を計測し、タッチプローブ３０で基準ブロック５３の位置を計測することで、タッチプローブ３０の長方向補正値（接触時長さ）を取得可能となる。これにより、熱変位等でタッチプローブ３０の長さが変化しても、長方向補正値を用いて補正することで、タッチプローブ３０による工作物計測を高精度に行うことができる。
特に、タッチセンサ５０に設けた基準ブロック位置は、タッチプローブ３０で計測しているので、基準ブロック５３の面積はタッチプローブ３０のスタイラスが接触できる分だけあればよい。よって、基準ブロック５３を小さくすることができ、より小型な位置計測システムが実現可能となる。なお、この形態の方法及びシステムは図９のタッチセンサ５０でも同様に行える。
【００２５】
本発明の別の実施形態を、図を用いて説明する。
図２０は、本発明のレーザセンサ４０の別の形態の模式図である。このレーザセンサ４０は、図５と同様に発光部１１、受光部１２、ベース部１３、基準ブロック４２をそれぞれ備えるのに加えて、基準球４４を備えている。基準ブロック４２及び基準球４４はベース部１３に固定されている。なお、図２１に示すように、基準ブロック４２及び／もしくは基準球４４をベース部１３の近傍に別置した構成でもよい。
また、図２２は、本発明の工具センサの一例であるタッチセンサ５０の別形態の模式図である。このタッチセンサ５０は、図８と同様にベース部５１、タッチセンサ部５２、基準ブロック５３をそれぞれ備えるのに加えて、基準球５４を備えている。タッチセンサ部５２、基準ブロック５３、基準球５４はベース部５１に固定されている。なお、図２３に示すように、基準ブロック５３および／もしくは基準球５４をベース部５１の近傍に別置した構成でもよい。
【００２６】
以後、工具センサとして、レーザセンサ４０を用いた場合の位置計測方法について説明する。但し、タッチセンサ５０を用いた場合も検知方法が異なるだけで本質的には同じである。
本発明における、タッチプローブによる計測の流れについて、図２４のフローチャートに基づいて説明する。なお、計測準備作業については図１０のフローチャートと同じ作業を行って相対位置ｄＺｂを取得しておく。
ステップＳ１からＳ３については図１１と同じであるため説明を省略する。
ステップＳ５において、タッチプローブ３０の径補正値を取得する。具体的にはまず、基準球４４の水平方向（タッチプローブ３０の径方向）の同一平面において、Ｘ軸プラス・マイナス方向、Ｙ軸プラス・マイナス方向の計４頂点をタッチプローブ３０にて計測する。この際、タッチプローブ３０の接触点が同一になるように主軸２を割り出す。得られたＸ軸位置の平均値とＹ軸位置の平均値がそれぞれ球中心のＸ、Ｙ座標値となる。この中心位置Ｘ、Ｙに対して、再度４頂点の計測を行う。得られた４つの位置と中心位置の差からタッチプローブのＸ軸プラス方向補正値Ｒｘｐ、Ｘ軸マイナス方向補正値Ｒｘｍ、Ｙ軸プラス方向補正値Ｒｙｐ、Ｙ軸マイナス方向補正値Ｒｙｍを算出する（径補正値取得段階及び径補正値取得手段）。
【００２７】
次に、ステップＳ６において、タッチプローブ３０を用いて対象物の計測を行う。この際に、ステップＳ３にて算出したタッチプローブ３０の長方向補正値Ｔｐ、ステップＳ５で算出したタッチプローブ３０の径方向補正値Ｒｘｐ、Ｒｘｍ、Ｒｙｐ、Ｒｙｍを用いて取得位置の補正を行う。
このように、ここではタッチプローブ３０の径方向の補正値も併せて取得しているので、より高精度に工作物の位置計測が可能となる。
【００２８】
なお、上記形態では位置計測センサにタッチプローブを用いているが、位置計測センサとしてレーザ変位センサなどの非接触式センサを採用して工作物等の位置を計測する場合にも本発明は適用できる。この場合、長補正値は接触時の長さではなく、計測時の対象物と非接触式センサとの見かけ上の距離となる。
また、上記形態では基準ブロック位置を取得する際にブロックゲージを用いて基準工具を間接的に基準ブロックに接触させているが、ブロックゲージをなくして基準工具を直接基準ブロックに接触させてもよい。
さらに、上記形態では工具センサ位置取得段階から位置計測段階までを一回実行しているが、工具センサ位置取得段階から相対位置算出段階までを一回実行し、基準工具位置取得段階から位置計測段階までを複数回実行してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１・・ベッド、２・・主軸、３・・テーブル、４・・クレードル、５・・トラニオン、８・・基準工具、９・・工具、１１・・発光部、１２・・受光部、１３・・ベース部、１４・・レーザ光、３０・・タッチプローブ、３１・・工作物、４０・・レーザセンサ、４１・・センサ取り付け台、４２・・基準ブロック、４３・・ブロックゲージ、４４・・基準球、５０・・タッチセンサ、５１・・ベース部、５２・・タッチセンサ部、５３・・基準ブロック、５４・・基準球。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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