[發明專利]機床上的對象物的位置計測方法及位置計測系統

有效

• 申請號: 201710256046.3
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107303644B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 神戶禮士;松下哲也
• 申請（專利權）人: 大隈株式會社
• 主分類號: B23Q17/22
• 分類號: B23Q17/22
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃志堅

提供機床上的對象物的位置計測方法及位置計測系統。以比較廉價地結構取得接觸式探頭等位置計測傳感器的長度方向校正值，利用位置計測傳感器高精度地進行對象物的計測。根據刀具傳感器取得的基準刀具的末端的檢測位置、使基準刀具直接或間接地接觸基準塊時的平移軸的位置、以及檢測位置和平移軸的位置，預先計算基準塊相對于刀具傳感器的檢測位置的相對位置，在S1中將基準刀具安裝在主軸上，使用刀具傳感器取得基準刀具位置，在S2中用安裝在主軸上的接觸式探頭計測基準塊的位置，在S3中根據S1中取得的基準刀具位置、S2中取得的基準塊的位置、基準塊的相對位置、以及基準刀具的長度，計算接觸式探頭的長度方向校正值，在S4中使用計算出的長度方向校正值校正由接觸式探頭計測出的對象物的計測位置。

技術領域

本發明涉及用于在機床的機內計測刀具或工件等對象物的位置的位置計測方法及位置計測系統。

背景技術

在利用安裝于主軸并旋轉的刀具對安裝在工作臺上的工件進行加工的機床上，為了進行高精度的加工，使用自動計測并校正刀具的長度或工件的位置的方法。

作為刀具長度的自動計測方法，例如使用圖2所示的激光傳感器10、圖3所示的接觸式傳感器20。

首先，激光傳感器10由發光部11、受光部12以及支承發光部11和受光部12的基底部13構成，從發光部11輸出激光14，通過受光部12受光。激光14被物體遮擋從而受光率為一定值以下的情況下，發出信號。此處，在主軸2上安裝刀具9，一邊并使刀具9以規定的速度旋轉，一邊使刀具9沿Z軸接近激光14，當刀具9截斷激光14時，從基底部13發送信號。檢測到該信號的機床的控制裝置存儲接收到信號的時刻或考慮了延遲的時刻的Z軸的位置。對于作為各刀具的長度基準的基準刀具，也同樣地進行，將刀具9上的Z軸位置與基準刀具上的Z軸位置之差設為刀具9的長度。

接著，接觸式傳感器20是檢測到接觸時發出信號的裝置，在主軸2上安裝刀具9，通過Z軸使刀具9接近接觸式傳感器20，刀具9接觸時發送信號。檢測到該信號的控制裝置存儲接收到信號的時刻或考慮了延遲的時刻的Z軸的位置。對于作為各刀具的長度基準的基準刀具，也同樣地進行，將刀具9上的Z軸位置與基準刀具上的Z軸位置之差設為刀具9的長度。

另一方面，作為工件的位置的自動計測方法，例如使用圖4所示的接觸式探頭30。該接觸式探頭30是當觸頭接觸物體時輸出信號的裝置，在主軸2上安裝接觸式探頭30，通過Z軸使其接近工作臺3上的工件31，當接觸式探頭30與工件31接觸時輸出信號。檢測到該信號的控制裝置取得接收到信號的時刻或考慮了延遲的時刻的Z軸的位置。

此外，預先計測接觸式探頭30相對于基準刀具的長度，校正并計測為接觸式探頭30的長度方向的校正值，由此能夠求出工件31的位置(該情況下為高度)。但是，到接觸式探頭30與對象物接觸而輸出觸發信號為止，產生一定的長度變化，因此需要接觸式探頭30接觸而輸出觸發信號時的實際的長度。

但是，在激光傳感器10中，接觸式探頭30不接觸，因此不能計測接觸式探頭30接觸時的長度。

另一方面，在接觸式傳感器20中，接觸式傳感器20與接觸式探頭30的各個動作阻力不同，兩者不能同時輸出觸發信號，不能計測接觸式探頭30的接觸時長度。

因此，作為接觸式探頭的接觸時長度的測定方法，公知使用基準刀具的方法(以下稱作“方法1”。)。在該方法1中，在主軸上安裝基準刀具，一邊手動操作Z軸，使得基準刀具經由塊規接觸工作臺上表面等基準面，一邊根據用手移動塊規時的阻力找到塊規與基準刀具之間的間隙幾乎為0的位置，記錄該位置。接著，用接觸式探頭計測基準面，即取得接觸式探頭接觸時的Z軸位置。從接觸式探頭所取得的Z軸位置減去記錄的基準刀具上的Z軸位置和塊規的厚度而得的值為接觸式探頭的接觸時的長度。