[发明专利]机床的机械精度的测定方法和装置

说明书

本发明提供一种机床的机械精度的测定方法和测定装置。涉及例如用于通过5轴几何误差测定法来测定旋转中心的偏移的方法和装置，能够不会受到旋转角的角度范围的限定且高精度地测定安装有接触式探头的刀架的旋转中心的机械误差等。根据接触式探头(1)的旋转角的范围来切换5轴测定中的测定平面和测定轴的方向。并且，根据需要将测定平面的测定轴向的位置设定在基准球(2)与接触式探头(1)的柄杆(12)不干涉的位置而进行5轴测定。例如，将测定平面设定在将所估计的基准球(2)的中心和接触式探头的前端球(11)的中心连结的线与接触式探头的柄杆(12)垂直的位置而进行5轴测定。

技术领域

本发明涉及机床的机械精度(应该校正的误差。以下，也称为“机械误差”。)的测定方法和测定装置，例如涉及在具有直线3轴和旋转2轴的多轴结构的机床中通过5轴几何误差测定法(以下，称为“5轴测定法”。)来测定旋转中心的偏移时使用的方法和装置。

背景技术

在机床的加工中，近年来，工件的形状变得复杂，以加工时间的缩短和加工精度的提高为目的，进行基于5轴同时控制的加工。当同时控制的加工轴的数量较多时，2轴间的倾斜或旋转轴的中心位置的偏移等通常被称为几何误差的误差会成为问题，需要更高精度地测定已完成的机床的机械误差。

图8是示意性示出使用5轴测定法来计测加工中心的工作台42的旋转轴的中心位置的偏移的例的图。在工作台42的外周部固定基准球2，在设置于刀架43的刀具轴41上安装接触式探头1。并且，在使工作台42每次旋转规定角度(例如5度)后的位置处使接触式探头1从5个方向与基准球2接触而求出基准球2的中心坐标。

在加工中心中，工作台42的旋转通常情况下是绕C轴(绕Z轴)，工作台42的上表面是X‐Y平面。该情况下的5个方向是-Y、+Y、-X、+X以及+Z这5个方向(参照图8)。

如果以柄杆12在Z轴向上延伸的方式将接触式探头1安装于刀架43上，则不论工作台42旋转到哪个位置都能够使接触式探头的前端球11与图9所示的5个方向上的位置接触。

按照这样的工序使接触式探头与基准球接触来计测基准球的中心坐标并根据该计测值来计算机械误差的程序例如由接触式探头的制造商提供，以往用于加工中心的机械精度的测定。

当将加工中心中所使用的上述的机械精度的测定方法用于具有能够进行B轴旋转的刀架的车床(复合车床)的绕B轴旋转角的精度测定时，会产生能够测定的旋转角的范围被限制这样的问题。

即，在车床的B轴的测定中，虽然也取决于接触式探头的前端球11或基准球2的大小，但在旋转角为超过40度左右的角度的角度时，如图6所示，在接触式探头的前端球11与基准球2接触之前接触式探头的柄杆12与基准球2抵接而变得无法进行测定。

即，在接触式探头也伴随着要想测定旋转角的精度的刀架的旋转而旋转的情况下，无法使用接触式探头的制造商所提供的测定程序来进行如在加工中心中进行的机械精度的自动计测。

并且，还考虑了在不能测定的角度范围内，根据能够测定的范围的测定值进行类推而求出基准球的中心这样的方法，在这样的方法中，存在测定精度会大幅度下降这样的问题。

发明内容

本发明的课题在于，解决上述的问题点，提供如下的方法和装置：不会受到旋转角的角度范围的限定而能够高精度地测定安装有接触式探头的刀架的旋转中心的机械误差等。

在本发明中，根据接触式探头1的旋转角θ的范围来切换5轴测定的测定平面P(Pa、Pb)和测定轴A(Aa、Ab)的方向。并且，根据需要，将测定平面P在测定轴A方向上的位置设定在基准球2与接触式探头1的柄杆12不干涉的位置处而进行5轴测定。例如，在连结所估计的基准球2的中心O与接触式探头的前端球11的中心Q的线相对于接触式探头的柄杆12垂直的位置处设定测定平面P而进行5轴测定。