[发明专利]机床上的对象物的位置计测方法及位置计测系统

说明书

提供机床上的对象物的位置计测方法及位置计测系统。以比较廉价地结构取得接触式探头等位置计测传感器的长度方向校正值，利用位置计测传感器高精度地进行对象物的计测。根据刀具传感器取得的基准刀具的末端的检测位置、使基准刀具直接或间接地接触基准块时的平移轴的位置、以及检测位置和平移轴的位置，预先计算基准块相对于刀具传感器的检测位置的相对位置，在S1中将基准刀具安装在主轴上，使用刀具传感器取得基准刀具位置，在S2中用安装在主轴上的接触式探头计测基准块的位置，在S3中根据S1中取得的基准刀具位置、S2中取得的基准块的位置、基准块的相对位置、以及基准刀具的长度，计算接触式探头的长度方向校正值，在S4中使用计算出的长度方向校正值校正由接触式探头计测出的对象物的计测位置。

技术领域

本发明涉及用于在机床的机内计测刀具或工件等对象物的位置的位置计测方法及位置计测系统。

背景技术

在利用安装于主轴并旋转的刀具对安装在工作台上的工件进行加工的机床上，为了进行高精度的加工，使用自动计测并校正刀具的长度或工件的位置的方法。

作为刀具长度的自动计测方法，例如使用图2所示的激光传感器10、图3所示的接触式传感器20。

首先，激光传感器10由发光部11、受光部12以及支承发光部11和受光部12的基底部13构成，从发光部11输出激光14，通过受光部12受光。激光14被物体遮挡从而受光率为一定值以下的情况下，发出信号。此处，在主轴2上安装刀具9，一边并使刀具9以规定的速度旋转，一边使刀具9沿Z轴接近激光14，当刀具9截断激光14时，从基底部13发送信号。检测到该信号的机床的控制装置存储接收到信号的时刻或考虑了延迟的时刻的Z轴的位置。对于作为各刀具的长度基准的基准刀具，也同样地进行，将刀具9上的Z轴位置与基准刀具上的Z轴位置之差设为刀具9的长度。

接着，接触式传感器20是检测到接触时发出信号的装置，在主轴2上安装刀具9，通过Z轴使刀具9接近接触式传感器20，刀具9接触时发送信号。检测到该信号的控制装置存储接收到信号的时刻或考虑了延迟的时刻的Z轴的位置。对于作为各刀具的长度基准的基准刀具，也同样地进行，将刀具9上的Z轴位置与基准刀具上的Z轴位置之差设为刀具9的长度。

另一方面，作为工件的位置的自动计测方法，例如使用图4所示的接触式探头30。该接触式探头30是当触头接触物体时输出信号的装置，在主轴2上安装接触式探头30，通过Z轴使其接近工作台3上的工件31，当接触式探头30与工件31接触时输出信号。检测到该信号的控制装置取得接收到信号的时刻或考虑了延迟的时刻的Z轴的位置。

此外，预先计测接触式探头30相对于基准刀具的长度，校正并计测为接触式探头30的长度方向的校正值，由此能够求出工件31的位置(该情况下为高度)。但是，到接触式探头30与对象物接触而输出触发信号为止，产生一定的长度变化，因此需要接触式探头30接触而输出触发信号时的实际的长度。

但是，在激光传感器10中，接触式探头30不接触，因此不能计测接触式探头30接触时的长度。

另一方面，在接触式传感器20中，接触式传感器20与接触式探头30的各个动作阻力不同，两者不能同时输出触发信号，不能计测接触式探头30的接触时长度。

因此，作为接触式探头的接触时长度的测定方法，公知使用基准刀具的方法(以下称作“方法1”。)。在该方法1中，在主轴上安装基准刀具，一边手动操作Z轴，使得基准刀具经由块规接触工作台上表面等基准面，一边根据用手移动块规时的阻力找到块规与基准刀具之间的间隙几乎为0的位置，记录该位置。接着，用接触式探头计测基准面，即取得接触式探头接触时的Z轴位置。从接触式探头所取得的Z轴位置减去记录的基准刀具上的Z轴位置和块规的厚度而得的值为接触式探头的接触时的长度。