本发明专利技术提供一种多功能机内测定装置，在能够对工件进行各种加工的数控工作机械等加工机械中，不用再次夹装工件，就能够通过一个测量单元对加工完的工件进行各种测定，在X轴滑动件上配置有安装了带轴砂轮的水平轴单元、安装了能够变更为垂直轴状态或斜轴状态的工具保持架部的Y轴单元和机内测量单元。一个机内测量单元具有对已加工的工件测定内径、外形、阶梯差等工件的形状尺寸的接触式传感器和追踪并测定球面、非球面的端面等的表面形状的位移传感器的功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及加工机械的多功能机内测定装置，例如，在相对于把持工件的主轴移 动的X轴滑动件(Slide)上至少配置有机内测量单元的加工机械中，能够通过一个机内测 量单元测定工件的外径、内径、阶梯差等形状尺寸，并且追踪(trace)端面等表面的球面形 状、非球面形状等表面形状来测定工件的形状误差等。
技术介绍
以往，在车床、磨床、数控工作机械等加工机械中，通常是将工件加工为规定的图 纸形状，暂时将该工件从加工机械上拆下，通过机外的测定器来测定并确认工件的各种加 工状态。另外，还已知有如下的加工机械，在加工机械内不松开卡盘地测定工件，如果没有 将工件加工成希望的形状，则再对该工件进行修正加工。但是，加工机械的机内测定方法针 对工件分为接触式传感器式和位移仪式，在接触式传感器式中，主要测量已加工的工件的 直径、长度、阶梯差等形状尺寸，另外，在位移仪式中，追踪已加工的工件的端面等表面来测 量球面形状、非球面形状等表面形状或它们的形状误差。以往，例如在JP特开2006-43779号公报中公开了测定已加工的工件的自由曲面 形状的自由曲面形状测定方法。该自由曲面形状测定方法为如下方法，S卩，在具有工件主轴和工具主轴的正交三 轴加工机械上安装有位移测定装置，以将工件的测定点和从测定点起向下的线与位移测定 装置的测头中心轴线垂直相交的交点进行连接的矢量与测定点处的自由曲面的法线矢量 所成的角度为恒定的方式，对正交三轴加工机械进行三轴控制，来对工件的自由曲面的形 状进行测定加工。另外，例如在JP特开2005-103667号公报中公开了如下的自由曲面加工装置，即， 在对模具等的球面、非球面、自由曲面进行加工的加工装置中，保持工件固定在夹具上的状 态，利用接触式测量器测量工件的加工面。该自由曲面加工装置以在加工时使接触式测量器与工具分离，在测定时使测头 (probe)的突出方向线与旋转轴线交叉并且使测头的突出量恒定的方式在Z轴、X轴方向 上扫描，形成Z轴数据和X轴数据来测定工件的加工面的形状，并且保存这些测定值。在包 括旋转轴的规定测定范围内测定了工件后，使工件旋转180°，再次测定工件的加工面的形 状，作为Z轴数据和X轴数据进行保存，计算出加工面形状。另外，作为车床的机内测量器的校正装置，例如在JP特开平5-208344号公报中 公开了如下的校正装置，即，以工件安装在主轴上的状态测量加工完的工件的外径等，来校 正测定值修正量的设定值。在具有测量保持在主轴上的工件的尺寸的机内测量器和高架 装载器(gantry loader)的自动运转数控车床中，该机内测量器的校正装置具有标准工件 (master work)的常置部、校正用装载器指令单元和校正执行单元，其中，所述校正用装载 器指令单元在自动运转中的规定时通过高架装载器将常置部的标准工件安装在主轴上，所 述校正执行单元通过机内测量器测量该安装的标准工件，来更新机内测量器的测量修正量的设定值。但是，本案申请人对数控工作机械进行了下述开发，已经提出了专利申请，S卩，在 不用再次装夹工件的情况下，改变工具的姿势或者更换为其他的工具，同时进行一系列的 加工，而能够高精度且迅速地实现对工件进行的各种研磨、切削加工(例如，参照JP特开 2007-253306号公报)。该数控工作机械具有主轴，其可旋转地配置在主轴台上，并且安装 用于保持工件的卡盘；X轴滑动件，其能够在与主轴进行移动的Z轴方向垂直的X轴方向上 移动；在X轴滑动件上装载有安装了带轴砂轮的水平轴单元和Y轴单元，该Y轴单元安装了 能够变更为垂直轴状态或斜轴状态的工具单元。在工具单元为垂直轴状态时，将Y轴单元 的保持架基座设置为与X轴方向平行，在工具单元为斜轴状态时，将保持架基座设置为与X 轴方向垂直。而且，所述数控工作机械，Y轴单元安装在转动板上，该转动板可转动地安装 在固定于X轴滑动件上的基座板上，通过使转动板在基座板上旋转90°，保持架基座的位 置改变，在基座板上设置有引导转动板转动的调节板。另外，关于所述数控工作机械，在将 工具单元以斜轴状态安装在γ轴单元上的情况下，使工具单元在保持架基座上下降预先决 定的规定量，接着使工具单元倾斜预先决定的规定量，然后将工具单元固定设置在Y轴单 兀上。但是，在本案申请人的上述的JP特开2007-253306号公报中公开的数控工作机械 中，未公开对于进行了各种研磨、切削加工的工件，通过机内测定装置测定工件的外形等各 种尺寸和测定工件的形状误差等表面形状。另外，在现有的机内测定装置中，存在如下的问 题，即，因传感器的类型不同，使用方法不同，对于一个测量单元来说，存在不能对工件的各 种外形和表面形状都进行机内测定。另外，若在数控工作机械等加工机械中安装另外的测 量单元，则机内用于加工的有效空间变小，在现有的机内没有多余的空间，测量单元的设置 位置的制约大，实际上存在不能设置多个测量单元的问题。另外，在数控工作机械等加工机 械中，即使是精度高的超精密加工机械，也存在加工工件时刀具发生磨损的现象，在产生刀 具磨损的情况下对工件进行加工，加工工件时会使外形尺寸和表面形状发生误差，因此，不 能可靠且高精度地加工工件，而出现问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种加工机械的多功能机 内测定装置，能够例如在本案申请人开发的JP特开2007-253306号公报所公开的数控工作 机械等加工机械中，对于进行了各种加工的工件，通过一个机内测量单元能够测定工件的 直径、阶梯差等形状尺寸和工件的球面形状、非球面形状和它们的形状误差等表面形状，在 将机内测量单元用作测量工件的外径、内径、锥度(taper)、阶梯差等外形等的形状尺寸的 接触式传感器时，通过滑动件固定用夹具将滑动件固定在空气静压滑动件单元的滑动件基 座上，通过所内置的接触式传感器并以与非加工工件接触时的坐标为基准进行测量，另外， 在将机内测量单元用作追踪工件的球面形状、非球面形状或其他各种表面形状来测量工件 的形状和误差的位移传感器时，能够不固定空气静压滑动件单元的滑动件，通过与工件接 触的接触式测头读取前后的移动进行测量，由此，能够利用一个机内测量单元，通过机内测 定高精度地实现对工件的各种测定，使装置本身小型化，缩短工件的测定时间，提高工件加 工的生产性。本专利技术涉及一种加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，具有主轴，其能 够旋转地设置在主轴台上，并且将工件支撑为能够旋转；X轴滑动件，其能够在与作为所述 主轴的轴心的Z轴方向垂直的X轴方向上移动；机内测量单元，其配置在所述X轴滑动件 上；所述机内测量单元具有单元基座，其固定在所述X轴滑动件上；空气静压滑动件单元， 其包括安装在所述单元基座上的滑动件基座和能够相对于所述滑动件基座滑动的滑动件； 接触式测头，其安装于固定在所述滑动件上的接触式传感器主体上，并且向所述主轴侧延 伸而能够与所述工件接触；位移传感器，其与所述滑动件连接；滑动件固定装置，其将所述 滑动件和所述滑动件基座固定在一起或解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定；通过利 用所述滑动件固定装置将所述滑动件固定在所述滑动件基座上，从而所述接触式测头构成 为与所述工件接触来测量所述工件的外形尺寸的形状尺寸的接触本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，具有：主轴，其能够旋转地设置在主轴台上，并且将工件支撑为能够旋转；Ｘ轴滑动件，其能够在与作为所述主轴的轴心的Ｚ轴方向垂直的Ｘ轴方向上移动；机内测量单元，其配置在所述Ｘ轴滑动件上；所述机内测量单元具有：单元基座，其固定在所述Ｘ轴滑动件上；空气静压滑动件单元，其包括安装在所述单元基座上的滑动件基座和能够相对于所述滑动件基座滑动的滑动件；接触式测头，其安装于固定在所述滑动件上的接触式传感器主体上，并且向所述主轴侧延伸而能够与所述工件接触；位移传感器，其与所述滑动件连接；滑动件固定装置，其将所述滑动件和所述滑动件基座固定在一起或解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定；通过利用所述滑动件固定装置将所述滑动件固定在所述滑动件基座上，从而所述接触式测头构成为与所述工件接触来测量所述工件的外形尺寸的形状尺寸的接触式传感器，通过利用所述滑动件固定装置解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定而使所述滑动件能够滑动，从而所述接触式测头追踪所述工件的端面的表面形状，经由所述滑动件传递所测量的所述接触式测头的轴向变动，而构成为所述位移传感器。
【技术特征摘要】
2009.12.28 JP 2009-2973651.一种加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，具有主轴，其能够旋转地设置在主轴台上，并且将工件支撑为能够旋转；X轴滑动件， 其能够在与作为所述主轴的轴心的Z轴方向垂直的X轴方向上移动；机内测量单元，其配置 在所述X轴滑动件上；所述机内测量单元具有单元基座，其固定在所述X轴滑动件上；空气静压滑动件单 元，其包括安装在所述单元基座上的滑动件基座和能够相对于所述滑动件基座滑动的滑动 件；接触式测头，其安装于固定在所述滑动件上的接触式传感器主体上，并且向所述主轴侧 延伸而能够与所述工件接触；位移传感器，其与所述滑动件连接；滑动件固定装置，其将所 述滑动件和所述滑动件基座固定在一起或解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定；通过利用所述滑动件固定装置将所述滑动件固定在所述滑动件基座上，从而所述接触 式测头构成为与所述工件接触来测量所述工件的外形尺寸的形状尺寸的接触式传感器，通过利用所述滑动件固定装置解除所述滑动件与所述滑动件基座的固定而使所述滑 动件能够滑动，从而所述接触式测头追踪所述工件的端面的表面形状，经由所述滑动件传 递所测量的所述接触式测头的轴向变动，而构成为所述位移传感器。2.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特征在于，通过所述接触式传感器测量的所述工件的测定对象是所述工件的所述形状尺寸，所述 工件的所述形状尺寸指所述工件的外径、内径、阶梯差、圆角的绝对值，另外，通过所述位移传感器测量的所述工件的测定对象是所述工件的球面形状、非球 面形状、形状误差、伴随由阶梯差、锥度、球面构成的连续形状带来的所述工件的端面的所 述表面形状。3.如权利要求1所述的加工机械的多功能机内测定装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：田上政喜，
申请(专利权)人：西部电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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