机床中的工件测定装置的制作方法

专利名称：机床中的工件测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过可装卸地安装在机床主轴上的测定头，对工件进行测定 的机床中的工件测定装置。
背景技术：
在加工中心等机床中，已经提出一种在加工后的工件没有从机床取下而是设置在 机床上的状态下，对工件的表面形状进行测定的技术。例如，在日本特表2007-518579号公 报中，记载了机床用被加工物检查系统。在该检查系统中，在机床的主轴上安装有探针(相当于本实用新型的测定头)。将 该探针的针部接触被加工物(工件)时的测定数据输出，NC装置还取得探针的位置数据。 并且，将测定数据与位置数据组合，对被加工物进行检查。 在日本特表2007-518579号公报中记载的检查系统中，需要对NC装置进行附加新 功能等的改造或变更。并且，与NC装置取得的位置数据的数量相比较，从探针输出庞大数 量的测定数据。并且，从该庞大数量的测定数据挑选需要数量的测定数据。结果，由于在位 置数据与测定数据之间产生时间性的偏移，因此难以得到高精度的结果。并且，由于测定数据的数量庞大，因此数据量整体变多。结果，用于发送的接口和 进行运算处理的CPU需要具有较大的处理能力。用于储存庞大数量的测定数据的存储器的 容量需要增大。该系统是通过探针接触被加工物来进行测定的方法。因此，探针难以以高速并且 以不振动或低振动的方式安全地进行扫描。并且，难以在短时间对被加工物进行较宽范围 的测定。

实用新型内容(实用新型的目的)为了解决这样的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种机床中的工件测定装 置，其中，从该时刻的测定头到工件的距离的测定、以及相对于工件上的被测定点的测定头 的至少2轴方向的位置的取得，在同一时刻进行，在通过处理必要的最小限度的测定数据， 以高精度对工件进行2维或3维测定，并且将测定头相对于机床的主轴自动交换安装之后， 测定头能够以高速并且以不振动或低振动的方式安全地进行扫描，并且能够在短时间对工 件进行较宽范围的测定。并且，本实用新型的目的在于提供一种机床中的工件测定装置，其中，没有对NC 装置进行附加新功能等的改造或变更，相对于工件上的被测定点的测定头的至少2轴方向 的位置数据的取得动作、以及利用该时刻的测定头进行的工件的测定动作，总是在同一时 刻每隔一定的时间间隔重复进行，通过处理必要的最小限度的测定数据，能够以高精度对 工件进行2维或3维测定。(实用新型的内容以及效果)[0011]为了实现上述目的，本实用新型第1方面的机床中的工件测定装置，是通过可装 卸地安装于机床的主轴的测定头，能够以非接触的状态对工件进行测定的工件测定装置， 其中，当测定头用定时脉冲的指令输出至所述测定头时，所述测定头测定从该时刻的所述 测定头到所述工件的距离，当位置数据用定时脉冲的指令输出至NC装置时，所述NC装置取 得包含所述测定头相对于所述工件上的被测定点进行所述距离的测定的第1轴方向、和所 述测定头进行扫描的第2轴方向的至少2轴方向的位置，与输出至所述测定头的所述测定 头用定时脉冲相比，通过延迟电路将输出至所述NC装置的所述位置数据用定时脉冲，以预 先设定的时间差主动延迟输出，通过将所述2个定时脉冲以具有所述时间差的方式输出， 使所述测定头通过所述测定头用定时脉冲的指令来测定相对于所述工件的所述距离的第1 时间、和所述NC装置通过所述位置数据用定时脉冲的指令来取得所述测定头相对于所述 被测定点的所述至少2轴方向的位置的第2时间一致，所述工件测定装置包括控制所述机 床的所述NC装置；在与所述测定头之间进行发送接收的发送接收部；以及控制所述工件测 定装置的控制装置；可编程控制器的脉冲输出部在将所述测定头用定时脉冲输出至所述发 送接收部的同时，通过所述延迟电路将所述位置数据用定时脉冲输出至所述NC装置，当所 述NC装置通过所述延迟电路，从所述脉冲输出部接收所述位置数据用定时脉冲时，在取得 所述测定头的所述位置数据之后输出至所述控制装置，所述发送接收部将从所述脉冲输出 部接收的所述测定头用定时脉冲发送至所述测定头，并且将从所述测定头接收的测定数据 输出至所述控制装置，所述控制装置通过基于所述位置数据和所述测定数据进行运算，得 到所述工件的2维形状数据或3维形状数据。本实用新型第2方面的机床中的工件测定装置，是通过可装卸地安装于机床的主 轴的测定头，能够以非接触的状态对工件进行测定的工件测定装置，其中，当测定头用定时 脉冲的指令输出至所述测定头时，所述测定头测定从该时刻的所述测定头到所述工件的距 离，当位置数据用定时脉冲的指令输出至NC装置时，所述NC装置取得包含所述测定头相对 于所述工件上的被测定点进行所述距离的测定的第1轴方向、和所述测定头进行扫描的第 2轴方向的至少2轴方向的位置，设置延迟电路，与所述位置数据用定时脉冲相比，将所述 测定头用定时脉冲以预先设定的时间差主动提前输出或者延迟输出，通过将所述2个定时 脉冲以具有所述时间差的方式输出，使所述测定头通过所述测定头用定时脉冲的指令来测 定相对于所述工件的所述距离的第1时间、和所述NC装置通过所述位置数据用定时脉冲的 指令来取得所述测定头相对于所述被测定点的所述至少2轴方向的位置的第2时间一致， 所述工件测定装置包括控制所述机床的所述NC装置；在与所述测定头之间进行发送接收 并具有脉冲输出部的发送接收部；以及控制所述工件测定装置的控制装置；所述发送接收 部的所述脉冲输出部在将所述测定头用定时脉冲发送至所述测定头的同时，通过所述延迟 电路将所述位置数据用定时脉冲输出至所述NC装置，当所述NC装置通过所述延迟电路，从 所述脉冲输出部接收所述位置数据用定时脉冲时，在取得所述测定头的所述位置数据之后 输出至所述控制装置，所述发送接收部将所述脉冲输出部的所述测定头用定时脉冲发送至 所述测定头，并且将从所述测定头接收的测定数据输出至所述控制装置，所述控制装置通 过基于所述位置数据和所述测定数据进行运算，得到所述工件的2维形状数据或3维形状 数据。在本实用新型第2方面中，优选的是，所述NC装置具有储存所述测定头的所述位置数据的缓冲存储器，当所述NC装置接收所述位置数据用定时脉冲时，取得所述测定头的 所述位置数据，并且在临时储存于所述缓冲存储器之后输出至所述控制装置。优选的是，所述测定头通过自动工具交换装置相对于所述主轴自动交换，在用安 装于所述主轴的工具对所述工件进行加工的工序中途，设置用安装于所述主轴的所述测定 头对所述工件进行测定的工序，使加工动作和测定动作连续。由于本实用新型第1、第2方面的机床中的工件测定装置如上述构成，因此从该时 刻的测定头到工件的距离的测定、以及测定头相对于工件上的被测定点的至少2轴方向的 位置的取得能够在同一时刻进行，通过处理必要的最小限度的测定数据，能够以高精度对 工件进行2维测定或者3维测定。并且，将测定头相对于机床的主轴自动交换安装之后，测定头能够以高速并且以 不振动或低振动的方式安全地进行扫描，并且能够在短时间对工件进行较宽范围的测定。本实用新型第3方面的机床中的工件测定装置，是具有控制机床的NC装置、可装 卸地安装于所述机床的主轴并且对工件进行测定的测定头、在与所述测定头之间进行发送 接收的发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置，并且对所述工件进行测定的装置， 其中，所述工件测定装置包括可编程控制器，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置取得包 含所述测定头相对于所述工件上的被测定点进行测定的第1轴方向、和所述测定头进行扫 描的第2轴方向的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部，将具有对应于所述一定时间 间隔的脉冲间隔的定时脉冲，输出至所述发送接收部；所述可编程控制器取得所述测定头 的所述位置数据，在该取得动作的时刻，所述脉冲输出部将所述定时脉冲输出，通过以预测 系统中预先设定的时间差主动提前于所述一定时间间隔的时刻输出、并且配合于所述定时 脉冲的时刻的测定指令，所述测定头对所述工件进行测定，结果，使所述可编程控制器取得 所述测定头的所述位置数据的第1时间、和所述测定头通过所述测定指令对所述工件进行 测定的第2时间一致。并且，本实用新型另一方面的机床中的工件测定装置，是具有控制机床的NC装 置、可装卸地安装于所述机床的主轴并且对工件进行测定的测定头、在与所述测定头之间 进行发送接收的发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置，并且对所述工件进行测 定的装置，其中，所述工件测定装置包括可编程控制器，每隔一定的时间间隔，从所述NC 装置取得包含所述测定头相对于所述工件上的被测定点进行测定的第1轴方向、和所述测 定头进行扫描的第2轴方向的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部，将具有对应于所 述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲，输出至所述发送接收部；所述可编程控制器取得 所述测定头的所述位置数据，在该取得动作的时刻，所述脉冲输出部将所述定时脉冲输出， 通过以预测系统中预先设定的时间差主动提前于所述一定时间间隔的时刻输出、并且配合 于所述定时脉冲的时刻的测定指令，所述测定头对所述工件进行测定，结果，使所述可编程 控制器取得所述测定头的所述位置数据的第1时间、和所述测定头通过所述测定指令对所 述工件进行测定的第2时间一致，并且利用所述可编程控制器进行所述位置数据的取得的 动作、以及在该时刻利用所述测定头进行所述工件的测定的动作，总是在同一时刻每隔所 述一定的时间间隔重复进行，利用所述可编程控制器取得的所述测定头的所述位置数据输 出至所述控制装置，在所述发送接收部将所述测定指令发送至所述测定头之后，将从所述 测定头接收的测定数据输出至所述控制装置，所述控制装置通过基于所述位置数据和所述测定数据进行运算，得到所述工件的2维形状数据或3维形状数据。优选的是，所述测定头通过自动工具交换装置相对于所述主轴自动交换，在用安 装于所述主轴的工具对所述工件进行加工的工序中途或者加工工序之后，设置用安装于所 述主轴的所述测定头对所述工件进行测定的工序，使加工动作和测定动作按顺序或者按照 与其相反的顺序连续。本实用新型第4方面的机床中的工件测定装置，是具有控制机床的NC装置、可装 卸地安装于所述机床的主轴并且对工件进行测定的测定头、在与所述测定头之间进行发送 接收的发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置，并且对所述工件进行测定的装置， 其中，所述工件测定装置包括可编程控制器，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置取得包 含所述测定头相对于所述工件上的被测定点进行测定的第1轴方向、和所述测定头进行扫 描的第2轴方向的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部，设置于所述发送接收部，将 具有对应于所述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲输出；所述发送接收部在将所述定时 脉冲从所述脉冲输出部输出至所述可编程控制器的同时，每隔所述一定的时间间隔，将测 定指令输出至所述测定头，当所述可编程控制器接收所述定时脉冲时，每隔所述一定的时 间间隔，取得所述测定头的所述位置数据，当所述测定头接收所述测定指令时，在以设置于 所述测定头的预测系统中预先设定的时间差主动提前的时刻，每隔所述一定的时间间隔对 所述工件进行测定，结果，使所述可编程控制器取得所述测定头的所述位置数据的第1时 间、和所述测定头对所述工件进行测定的第2时间一致。本实用新型另一方面的机床中的工件测定装置，是具有控制机床的NC装置、可装 卸地安装于所述机床的主轴并且对工件进行测定的测定头、在与所述测定头之间进行发送 接收的发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置，并且对所述工件进行测定的装置， 其中，所述工件测定装置包括可编程控制器，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置取得包 含所述测定头相对于所述工件上的被测定点进行测定的第1轴方向、和所述测定头进行扫 描的第2轴方向的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部，设置于所述发送接收部，将 具有对应于所述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲输出；所述发送接收部在将所述定 时脉冲从所述脉冲输出部输出至所述可编程控制器的同时，每隔所述一定的时间间隔生成 测定指令，当所述可编程控制器接收所述定时脉冲时，每隔所述一定的时间间隔，取得所述 测定头的所述位置数据，所述测定头，通过以设置于所述发送接收部的预测系统中预先设 定的时间差主动提前于所述一定时间间隔的时刻、并且配合于所述定时脉冲的时刻而从所 述发送接收部输出至所述测定头的测定指令，每隔所述一定的时间间隔对所述工件进行测 定，结果，使所述可编程控制器取得所述测定头的所述位置数据的第1时间、和所述测定头 通过所述测定指令对所述工件进行测定的第2时间一致。本实用新型另一方面的机床中的工件测定装置，是具有控制机床的NC装置、可装 卸地安装于所述机床的主轴并且对工件进行测定的测定头、在与所述测定头之间进行发送 接收的发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置，并且对所述工件进行测定的装置， 其中，所述工件测定装置包括可编程控制器，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置取得包 含所述测定头相对于所述工件上的被测定点进行测定的第1轴方向、和所述测定头进行扫 描的第2轴方向的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部，设置于所述发送接收部，将 具有对应于所述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲输出；所述发送接收部在将所述定时脉冲从所述脉冲输出部输出至所述可编程控制器的同时，每隔所述一定的时间间隔，将测 定指令输出至所述测定头，当所述可编程控制器接收所述定时脉冲时，每隔所述一定的时 间间隔，取得所述测定头的所述位置数据，当所述测定头接收所述测定指令时，在以设置于 所述测定头的预测系统中预先设定的时间差主动提前的时刻，每隔所述一定的时间间隔对 所述工件进行测定，结果，使所述可编程控制器取得所述测定头的所述位置数据的第1时 间、和所述测定头对所述工件进行测定的第2时间一致，并且利用所述可编程控制器进行 所述位置数据的取得的动作、以及在该时刻利用所述测定头进行所述工件的测定的动作， 总是在同一时刻每隔所述一定的时间间隔重复进行，利用所述可编程控制器取得的所述测 定头的所述位置数据输出至所述控制装置，在所述发送接收部将所述测定指令发送至所述 测定头之后，将从所述测定头接收的测定数据输出至所述控制装置，所述控制装置通过基 于所述位置数据和所述测定数据进行运算，得到所述工件的2维形状数据或3维形状数据。本实用新型另一方面的的工件测定装置，是具有控制机床的NC装置、可装卸地安 装于所述机床的主轴并且对工件进行测定的测定头、在与所述测定头之间进行发送接收的 发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置，并且对所述工件进行测定的装置，其中， 所述工件测定装置包括可编程控制器，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置取得包含所 述测定头相对于所述工件上的被测定点进行测定的第1轴方向、和所述测定头进行扫描的 第2轴方向的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部，设置于所述发送接收部，将具有 对应于所述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲输出；所述发送接收部在将所述定时脉冲 从所述脉冲输出部输出至所述可编程控制器的同时，每隔所述一定的时间间隔生成测定指 令，当所述可编程控制器接收所述定时脉冲时，每隔所述一定的时间间隔，取得所述测定头 的所述位置数据，所述测定头，通过以设置于所述发送接收部的预测系统中预先设定的时 间差主动提前于所述一定时间间隔的时刻、并且配合于所述定时脉冲的时刻而从所述发送 接收部输出至所述测定头的测定指令，每隔所述一定的时间间隔对所述工件进行测定，结 果，使所述可编程控制器取得所述测定头的所述位置数据的第1时间、和所述测定头通过 所述测定指令对所述工件进行测定的第2时间一致，并且利用所述可编程控制器进行所述 位置数据的取得的动作、以及在该时刻利用所述测定头进行所述工件的测定的动作，总是 在同一时刻每隔所述一定的时间间隔重复进行，利用所述可编程控制器取得的所述测定头 的所述位置数据输出至所述控制装置，在所述发送接收部将所述测定指令发送至所述测定 头之后，将从所述测定头接收的测定数据输出至所述控制装置，所述控制装置通过基于所 述位置数据和所述测定数据进行运算，得到所述工件的2维形状数据或3维形状数据。优选的是，所述测定头通过自动工具交换装置相对于所述主轴自动交换，在用安 装于所述主轴的工具对所述工件进行加工的工序中途或者加工工序之后，设置用安装于所 述主轴的所述测定头对所述工件进行测定的工序，使加工动作和测定动作按顺序或者按照 与其相反的顺序连续。由于本实用新型第3、第4方面的机床中的工件测定装置如上述构成，因此，没有 对NC装置进行附加新功能等的改造或变更，测定头相对于工件上的被测定点的至少2轴方 向的位置数据的取得的动作、以及在该时刻利用测定头进行工件的测定的动作，总是在同 一时刻每隔一定的时间间隔重复进行，通过处理必要的最小限度的测定数据，能够以高精 度对工件进行2维测定或者3维测定。
图1至图13是说明本实用新型第1、第2实施例的视图，图1是安装了本实用新型 的测定头的机床的斜视图。图2至图11是说明本实用新型第1实施例的视图，图2是第1实施例的工件测定 装置的概略构成图。图3是安装于主轴的测定头的部分截面图。图4是测定头的框图。图5是说明本实用新型的原理的波形图。图6是第1实施例的工件测定装置的波形图。图7是示出工件测定状态的说明图。图8是示出输入到控制装置的数据和运算结果的图表。图9是示出求出时间差的步骤的说明图。图10是示出求出时间差的步骤的说明图。图11是示出求出时间差的步骤的说明图。图12是本实用新型第2实施例的工件测定装置的概略构成图。图13是第2实施例的工件测定装置的波形图。图14至图18是说明本实用新型第3实施例的视图，图14是设置了本实用新型的 工件测定装置的机床的斜视图。图15是工件测定装置的概略构成图。图16是说明本实用新型的波形图。图17是本实施例的工件测定装置的波形图。图18是示出输入到控制装置的数据和运算结果的图表。图19至图20F是说明第3实施例的变形例的视图，图19是设置了本实用新型的 工件测定装置的其他机床的斜视图。图20A是示出工件测定状态的说明图。图20B是示出工件测定状态的说明图。图20C是示出工件测定状态的说明图。图20D是示出工件测定状态的说明图。图20E是示出工件测定状态的说明图。图20F是示出工件测定状态的说明图。图21至图28是说明本实用新型第4实施例的视图，图21是设置了本实用新型的 工件测定装置的机床的斜视图。图22是预测系统设置于测定头的一例的工件测定装置的概略构成图。图23是测定头的框图。图24是说明本实用新型的波形图。图25是本实施例的工件测定装置的波形图。图26是示出输入到控制装置的数据和运算结果的图表。图27是预测系统设置于发送接收部的另一例的工件测定装置的概略构成图，与图22相当。图28是图27中示出的测定头的框图，与图23相当。
具体实施方式
(第1、第2实施方式)在本实用新型的工件测定装置中，测定头用定时脉冲被输出，用于通过测定头测 定从该时刻的测定头到工件的距离。位置数据用定时脉冲被输出，用于使NC装置取得相对 于工件上的被测定点的测定头的至少2轴方向的位置。与输出至测定头的测定头用定时脉冲相比，通过延迟电路将输出至NC装置的位 置数据用定时脉冲，以预先设定的时间差主动延迟输出。这样，两个定时脉冲以具有时间差 的方式被输出。并且，使第1时间与第2时间一致。第1时间是测定头通过测定头用定时脉冲的指 令，测定相对于工件的距离的时间。第2时间是NC装置通过位置数据用定时脉冲的指令， 取得相对于上述被测定点的上述测定头的上述至少2轴方向的位置的时间。为此，工件测定装置包括控制机床的NC装置、在与测定头之间进行发送接收的 发送接收部、以及控制工件测定装置的控制装置。可编程控制器的脉冲输出部在将测定头用定时脉冲输出至发送接收部的同时，通 过延迟电路将位置数据用定时脉冲输出至NC装置。当NC装置从脉冲输出部通过延迟电路接收位置数据用定时脉冲时，取得测定头 的位置数据后输出至控制装置。发送接收部将从脉冲输出部接收的测定头用定时脉冲发送至测定头，并将从该测 定头接收的测定数据输出至控制装置。控制装置基于这些位置数据和测定数据进行运算，从而得到工件的2维形状数据 或3维形状数据。因此，从该时刻的测定头到工件的距离的测定、以及相对于被测定点测定头的至 少2轴方向的位置的取得，能够在同一时刻进行，结果，能够实现以下目的在通过处理必要的最小限度的测定数据，以高精度对工 件进行2维或3维测定，并且，将测定头相对于机床的主轴自动交换安装之后，测定头能够 以高速并且以不振动或低振动的方式安全地进行扫描，并且能够在短时间对工件进行较宽 范围的测定。(第3实施方式)在本实用新型的工件测定装置中，可编程控制器取得测定头的位置数据。在该取 得动作的时刻，脉冲输出部输出定时脉冲。通过以预测系统中预先设定的时间差主动提前 于一定时间间隔的时刻输出、并且配合于定时脉冲的时刻的测定指令，测定头对工件进行 测定。通过这样做，使可编程控制器取得测定头的位置数据的第1时间，与测定头通过 测定指令对工件进行测定的第2时间一致。可编程控制器进行相对于工件上的被测定点的测定头的至少2轴方向的位置的 取得动作。另一方面，测定头进行该时刻的工件的测定动作。并且，这些取得动作和测定动作，总是在同一时刻每隔一定的时间间隔重复进行。因此，能够实现以下目的没有对NC装置进行附加新功能等的改造或变更，通过 处理必要的最小限度的测定数据，能够以高精度对工件进行2维或3维测定。(第4实施方式)在本实用新型的工件测定装置中，发送接收部将来自脉冲输出部的定时脉冲输出 至可编程控制器，同时每隔一定的时间间隔将测定指令输出至测定头。当可编程控制器接 收定时脉冲时，每隔一定的时间间隔取得测定头的位置数据。当测定头接收测定指令时，以 主动提前在设置于该测定头的预测系统中预先设定的时间差的时刻，每隔一定的时间间隔 对工件进行测定。通过这样做，使可编程控制器取得测定头的位置数据的第1时间，与测定头对工 件进行测定的第2时间一致。可编程控制器进行相对于工件上的被测定点测定头的至少2轴方向的位置数据 的取得动作。另一方面，测定头进行该时刻的工件的测定动作。并且，这些取得动作和测定 动作，总是在同一时刻每隔一定的时间间隔重复进行。因此，能够实现以下目的没有对NC装置进行附加新功能等的改造或变更，通过 处理必要的最小限度的测定数据，能够以高精度对工件进行2维或3维测定。在下述实施例和变形例中，示出了机床为立式加工中心和5轴加工机的情况。并 且，机床也可以是卧式加工中心、车床、铣床、或者磨床。实施例以下，参照图1至图13对本实用新型的第1、第2实施例进行说明。图1是安装了本实用新型的测定头的机床的斜视图。图2至图11是说明本实用 新型第1实施例的视图，图2是工件测定装置的概略构成图。图3是安装于主轴的测定头 的部分截面图。图4是测定头的框图。图5是说明本实用新型的原理的波形图。图6是第1实施例的工件测定装置的波形图。图7是示出本实用新型的工件测定 状态的说明图。图8是示出输入到控制装置的数据和运算结果的图表。如图1、图2所示，在本实施例中，作为机床1，示出了立式加工中心。机床1包括 底座2、设置在底座2上的立柱3、具有主轴4的主轴头5、以及具有工作台6的鞍座7，并且 被NC装置(数值控制装置)13控制。主轴头5被支撑在立柱3的前面，并且能够在上下方向(Z轴方向)移动。在主轴 4的前端，可装卸地安装有工具(未示出)或者测定头8。主轴4的中心轴线与Z轴平行， 并且主轴4以能够围绕中心轴线旋转的方式被支撑于主轴头5。鞍座7配置在底座2上，并且能够在前后的水平方向(Y轴方向)移动。在鞍座7 上配置有工作台6。工作台6能够在左右的水平方向(X轴方向)移动。在工作台6上载置 有工件9。通过相互垂直的X轴、Y轴以及Z轴构成了垂直3轴。被支撑于立柱3的主轴头5被Z轴进给机构10驱动，以在Z轴方向移动。配置在 底座2上的鞍座7被Y轴进给机构11驱动，以在Y轴方向移动。载置在鞍座7上并且支撑 工件9的工作台6被X轴进给机构12驱动，以在X轴方向移动。NC装置13分别控制Z轴进给机构10、Y轴进给机构11、以及X轴进给机构12。并 且，NC装置13控制将工具和测定头8相对于主轴4分别进行自动交换的ATC(自动工具交换装置)14。(第1实施例)如图1至图11所示，机床1中的工件测定装置20，通过可装卸地安装于机床1的 主轴4的测定头8，能够以非接触的状态对工件9进行测定。当测定头用定时脉冲Pl的指 令输出至测定头8时，测定头8测定从该时刻的测定头8到工件9的距离D。位置数据用定时脉冲P2的指令输出至NC装置13。于是，NC装置13取得包含测 定头8相对于工件9上的被测定点S进行距离D的测定的第1轴方向(Z轴方向)、和测定 头8进行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向(Z轴方向、X轴方向)的位置。该 “2轴方向位置”多数是相互垂直的Z轴方向与X轴方向的位置的情况，但是也可以是2轴 不垂直的情况。在第1实施例中，NC装置13取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的垂直3 轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置。通过设置延迟电路15，与位置数据用定时脉冲P2相比，将测定头用定时脉冲Pl以 预先设定的时间差η主动提前输出或者延迟输出。在第1实施例中，与输出至测定头8的测定头用定时脉冲Pl相比，将输出至NC装 置13的位置数据用定时脉冲Ρ2以预先设定的时间差η通过延迟电路15主动延迟输出。这样，通过2个定时脉冲Pl、Ρ2以具有时间差η的方式输出，使第1时间Tl和第 2时间Τ2 —致(参照图6中的标号H)。第1时间Tl是通过测定头用定时脉冲Pl的指令，测定头8测定从该时刻的测定 头8到工件9的距离D的时间。并且，第1时间Tl不仅仅是一个，每次脉冲都存在。第2时间Τ2是通过位置数据用定时脉冲Ρ2的指令，NC装置13取得测定头8相 对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置的时间。该第2时间Τ2也不仅仅是一 个，每次脉冲都存在。因此，从该时刻的测定头8到工件9的距离D的测定、以及测定头8相对于工件9 上的被测定点S的至少2轴方向(Ζ轴方向、X轴方向)的位置的取得，在同一时刻(即，同 时)进行。通过处理必要的最小限度的测定数据Bi，能够以高精度对工件9进行2维或3 维测定。并且，将测定头8相对于机床1的主轴4自动交换安装之后，测定头8能够以高速 并且以不振动或低振动的方式安全地进行扫描，并且能够在短时间对工件9进行较宽范围 的测定。工件测定装置20包括控制机床1的NC装置13、在与测定头8之间进行发送接 收的发送接收部22、以及控制工件测定装置20的控制装置(例如，个人计算机)23。NC装 置13具有储存测定头8的位置数据C的缓冲存储器16。控制装置23具有运算处理部27，该运算处理部27基于在测定头8测定的距离D 的数据(即，测定数据Bi)、以及在NC装置13取得的至少2轴方向(Ζ轴方向、X轴方向) 的位置的数据C进行运算处理。第1实施例的控制装置23具有储存测定数据Bl的测定数据储存部21、以及位置 数据储存部26。位置数据储存部26将在NC装置13取得并储存于缓冲存储器16的至少2 轴方向的位置的数据C，按照从设置于该控制装置23的开始地址存储器37输出的指令、设置于缓冲存储器16的计数器38的指令，依次储存。并且，也可以将2个储存部21、26与控 制装置23分开另行设置。测定头8与工具同样处理，能够收纳于工具箱，并且在通过ATC14相对于主轴4进 行交换的同时能够进行装卸。在发送接收部22与安装于主轴4的测定头8之间，通过无线 来发送接收信号F。工件测定装置20包括控制机床1并且具有脉冲输出部24的可编程控制器25。虽 然可编程控制器25包含在NC装置13中，但是也存在与NC装置13分别设置的情况。可编程控制器25例如为PMC(可编程机床控制器)、PLC(可编程逻辑控制器)等。可编程控制器25的脉冲输出部24在将测定头用定时脉冲Pl输出至发送接收部 22的同时，通过延迟电路15将位置数据用定时脉冲P2输出至NC装置13。当NC装置13从脉冲输出部24通过延迟电路15接收位置数据用定时脉冲P2时， 在取得测定头8的位置数据之后，将位置数据C输出至控制装置23。在第1实施例中，在NC装置13中设置有储存测定头8的位置数据的缓冲存储器 16。因此，当NC装置13接收位置数据用定时脉冲P2时，在取得测定头8的位置数据并临 时储存于缓冲存储器16之后，将位置数据C输出至控制装置23。缓冲存储器16为环状的缓冲存储器，通过设置于NC装置13的计数器38的指令， 临时储存测定头8的位置(垂直3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置数据C)。为此，利用X轴进给机构12的X轴伺服电动机的动作而得到的X轴方向的位置信 息、利用Y轴进给机构11的Y轴伺服电动机的动作而得到的Y轴方向的位置信息、以及利 用Z轴进给机构10的Z轴伺服电动机的动作而得到的Z轴方向的位置信息，分别被输出至 缓冲存储器16。例如，当NC装置13取得测定工件9上的第1被测定点S时测定头8的X轴方向、 Y轴方向、Z轴方向的各位置(坐标)时，在地址“1”处写入坐标值“X、Y、Z”。接着，当NC装置13取得测定工件9上的第2被测定点S时测定头8的X轴方向、 Y轴方向、Z轴方向的各位置(坐标)时，在地址“2”处写入坐标值“X、Y、Z”。以下相同，当NC装置13取得测定工件9上的第N被测定点S时测定头8的X轴 方向、Y轴方向、Z轴方向的各位置(坐标)时，在地址“N”处写入坐标值“Χ、Υ、Ζ”。这样，测定头8的N个位置数据C被临时储存于缓冲存储器16之后，被输出至控 制装置23。并且，缓冲存储器16也可以不是环状，例如，也可以借用设置在NC装置13内的存 储器。并且，也存在在NC装置13中不设置缓冲存储器16的情况。发送接收部22将从脉冲输出部24接收的测定头用定时脉冲Pl发送至测定头8。 发送接收部22将从测定头8接收的测定数据Bl输出至控制装置23。储存于缓冲存储器16的位置数据C，按照从开始地址存储器37输出的指令、缓冲 存储器16的计数器38的指令，依次储存于控制装置23的位置数据储存部26。并且，控制 装置23将输入的测定数据Bl依次储存于测定数据储存部21。控制装置23基于储存与储存部26的位置数据C、以及储存于储存部21的测定数 据Bl进行运算，从而得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。在第1实施例中，与输出至发送接收部22的测定头用定时脉冲Pl相比，将输出至NC装置13的位置数据用定时脉冲P2以时间差η通过延迟电路15主动延迟输出。这样，能够在同一时刻进行第1动作和第2动作。第1动作是通过测定头用定时 脉冲Pl的指令，测定头8在该时刻测定从该测定头8到工件9的距离D的动作。第2动作 是通过位置数据用定时脉冲Ρ2的指令，NC装置13取得测定头8相对于工件9上的被测定 点P的垂直3轴方向的位置的动作。并且，作为变形例，也可以与输出至NC装置13的位置数据用定时脉冲Ρ2相比，将 输出至发送接收部22的测定头用定时脉冲Pl以时间差η主动提前输出。在该情况下，与上述相同，能够在同一时刻进行从该时刻的测定头8到工件9的距 离的测定、以及测定头8相对于工件9上的被测定点P的垂直3轴方向的位置的取得。测定头8通过被NC装置13控制的ATC14，相对于主轴4自动交换。因此，在用安 装于主轴4的工具对工件9进行加工的工序中途，如果设置用安装于主轴4的测定头8对 工件9进行测定的工序，加工动作和测定动作能够连续。这样，即使不将工件9从工作台6取下，也能够在对工件9进行加工之后安装于工 作台6的状态下，立即对工件9进行2维测定或3维测定。测定头8具有外壳30、以及固定于外壳30的安装部件31。安装部件31的柄32 可装卸地安装于主轴4，并且通过夹紧/松开机构(未示出)进行夹紧/松开。在测定头8中，通过非接触的供电装置33来供应电力。供电装置33具有安装于 主轴4的1次侧供电线圈34、将电流供应至供电线圈34的交流电源35、以及安装于测定头 8的2次侧接电线圈36。在测定头8可装卸地安装于机床1的主轴4的状态下，供电线圈34和接电线圈36 以一定间隔非接触地相对。当从交流电源35对1次侧供电线圈34施加交流电压时，通过 在供电线圈34侧产生的磁通量，在接电线圈36侧产生感应起电力。因此，电力从供电线圈 34供应至接电线圈36。被供应至接电线圈36的电力被供应至测定头8的各机器。在外壳30的内部，设置激光振荡器40、具有反射镜的棱镜41和42、透镜43和44、 CCD(电荷耦合器件)照相机45、以及测定头用控制装置46等。在外壳30上安装具有天线47的无线机48。无线机48在与发送接收部22之间通 过信号F进行测定指令f和测定数据的发送接收。 测定头用控制装置46具有对被测定的距离D进行运算的距离运算部49、以及发送 接收控制部50。激光振荡器40产生用于照射在工件9的表面上的激光L。CXD照相机45接收在 工件9的表面反射的激光L，生成2维图像数据。透镜43、44将在工件9的表面反射的激光 L成像在CXD照相机45的摄像面51上。因此，在激光振荡器40产生的激光L被棱镜41、42反射，通过光圈52，并通过43、 44而照射在工件9的表面的被测定点S。在工件9上的被测定点S反射的激光L被透镜44、43折射，通过光圈52，在CXD照 相机45的摄像面51被会聚成环状像。距离运算部49基于利用CXD照相机45生成的2维图像数据，运算从测定头8到 工件9的距离D。该距离D为工件9上的被测定点S与CXD照相机45的摄像面51之间的 中心轴线CL方向(即，Z轴方向)的距离。[0136]发送接收控制部50通过无线机48，在与发送接收部22之间进行发送接收指令和 数据的处理等。即，当从发送接收部22发送测定头用定时脉冲Pl产生的指令时，测定头用 定时脉冲Pl通过无线机48发送至发送接收控制部50。接收测定头用定时脉冲Pl产生的指令的发送接收控制部50，将开始测定动作的 信号输出至激光振荡器40、CCD照相机45等。激光振荡器40产生激光L，该激光L照射在 工件9上。于是，在工件9上的被测定点S漫反射的激光L被CXD照相机45摄像，基于该 摄像的数据生成2维图像数据。距离运算部49基于2维图像数据运算距离D。于是，发送接收控制部50进行将利 用距离运算部49运算的测定数据，通过无线机48发送至发送接收部22的处理。接着，对本实用新型的原理进行说明。在图1、图2、图5中，假设可编程控制器25的脉冲输出部24，将测定头用定时脉 冲Pl和位置数据用定时脉冲P2在时间tl时同时输出。并且，假设在从脉冲输出部24的 输出侧的电缆60分支的电缆61上，不设置延迟电路15。并且，图5、图6、图13中示出的各 波形图的横轴为时间t。于是，测定头用定时脉冲Pl流入电缆60并输出至发送接收部22，并且在发送接收 部22被处理。之后，使用无线的信号F发送至测定头8。测定头8基于接收的脉冲信号，测 定从该时刻的测定头8到工件9的距离D。这样，在tl时输出的测定头用定时脉冲P1，通过电缆60、发送接收部22、使用无线 的信号F，到达测定头8。在之后的时间t3时，测定头8测定相对于工件9的距离D。在脉冲Pl流过的路径上具有电缆60、发送接收部22、使用无线的信号F。结果，从 利用脉冲输出部24进行的脉冲Pl的输出，到利用测定头8进行的距离D的测定，需要比较 长的时间(延迟时间)。测定头用定时脉冲Pl从脉冲输出部24输出之后到达测定头8，直到在测定头8测 定距离D为止的延迟时间Δn2，通过下面的公式运算。An2 = t3_tl......(1)另一方面，从脉冲输出部24在tl时输出的位置数据用定时脉冲P2，流入从电缆 60分支的电缆61，并输入至NC装置13。之后，NC装置13基于接收的脉冲信号，取得该时 刻(即，时间t2时)测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置。在本 实施例中，取得垂直3轴方向的位置X、Y、Z。这样，在tl时输出的位置数据用定时脉冲P2，流入电缆61并到达NC装置13。之 后，NC装置13立即在时间t2时取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的垂直3轴方 向的位置X、Y、Z。脉冲P2流过的路径仅为电缆60、61，从输出脉冲P2到NC装置13取得测定头8的 位置X、Y、Z的时间(延迟时间)比较短。位置数据用定时脉冲P2从脉冲输出部24输出之后到达NC装置13，直到在NC装 置13取得测定头8的位置X、Y、Z为止的延迟时间Δ nl，通过下面的公式运算。Δη = t2-tl......(2)由于位置数据用定时脉冲P2仅流过电缆60、61，因此从脉冲输出部24提前到达 NC装置13。[0152]与此相对，由于测定头用定时脉冲Pl从脉冲输出部24通过电缆60、发送接收部 22、无线信号F到达测定头8，因此测定头8接收测定头用定时脉冲Pl的指令开始测定的时 间延迟。因此，测定头8测定距离D时的延迟时间Δ n2，与NC装置13取得测定头8的垂直 3轴方向的位置时的延迟时间Δη 的差，成为作为规定参数的时间差η，通过下面的公式运
笪弁。η = Δη2-Δη1......(3)因此，在本实用新型中，通过设置下述的延迟电路15，与位置数据用定时脉冲Ρ2 相比，能够将测定头用定时脉冲Pl以预先设定的上述时间差η主动提前输出或者延迟输
出ο该时间差η在设置于脉冲输出部24的输出部侧的延迟电路15设定，并且被储存 在该延迟电路15中。延迟电路15设置在具有脉冲输出部24的可编程控制器25的外部 (或者内部)。如图6、图7所示，在第1实施例中，与输出至发送接收部22的测定头用定时脉冲 Pl相比，将输出至NC装置13的位置数据用定时脉冲Ρ2以时间差η利用延迟电路15主动 延迟输出。这样，通过将2个定时脉冲Ρ1、Ρ2以具有时间差η的方式输出，能够使第1时间Tl 和第2时间Τ2 —致。第1时间Tl是测定头8通过测定头用定时脉冲Pl的指令，测定从该时刻的测定 头8到工件9的距离D的时间。第2时间Τ2是NC装置13通过位置数据用定时脉冲Ρ2的 指令，取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的垂直3轴方向X、Y、Z的位置Sl的时 间。在工件测定装置20中，测定头用定时脉冲Pl从可编程控制器25的脉冲输出部24 输出。接着，该脉冲Pl流过电缆60，稍稍延迟输入至发送接收部22，通过发送接收部22，进 一步延迟输入至测定头8。结果，测定头8在第1时间Tl测定距离D。与此相对，位置数据用定时脉冲Ρ2从脉冲输出部24输出。由于在将脉冲Ρ2发送 至NC装置13的电路的中途连接延迟电路15，因此，与测定头用定时脉冲Pl相比较，脉冲 Ρ2从延迟电路15以时间差η主动延迟输出。接着，该脉冲Ρ2流过电缆61，稍稍延迟输入至NC装置13。因此，NC装置13在第2 时间Τ2时，取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的垂直3轴方向Χ、Υ、Ζ的位置Si。连接延迟电路15的电缆61在连接于脉冲输出部24的电缆60的中途分支。并且， 也存在连接延迟电路15的电缆61直接连接于脉冲输出部24的情况。在延迟电路15中，预先设定并储存测定头用定时脉冲Pl与位置数据用定时脉冲 Ρ2之间的时间差η，使第1时间Tl和第2时间Τ2为相同时间。结果，第1时间Tl和第2时间Τ2成为相同的时间。因此，能够在同一时刻进行从 测定头8到工件9的距离D的测定、以及测定头8的垂直3轴方向的位置Sl的取得。在测定头8测定的距离D的数据(测定数据Bi)，从测定头8通过无线信号F发送 至发送接收部22。之后，测定数据Bl发送至控制装置23，并且储存于控制装置23的测定 数据储存部21。[0167]在NC装置13取得的测定头8的垂直3轴方向X、Y、Z的位置数据C，临时储存于 缓冲存储器16。之后，位置数据C按照从开始地址存储器37输出的指令、缓冲存储器16的 计数器38的指令，发送至控制装置23，并依次储存于控制装置23的位置数据储存部26。控制装置23基于储存于测定数据储存器21的必要的最小限度的测定数据Bi、储 存于位置数据储存部26的测定头8的垂直3轴方向的位置数据C进行运算。因此，得到工 件9的2维形状数据或3维形状数据。这样，工件9上的多个被测定点S的各坐标数据(2维形状数据或3维形状数据) 被算出。该坐标数据输出至与控制装置23分别设置的运算装置(例如，个人计算机)28。 并且，运算装置28通过进行使多个被测定点S的坐标集合的运算，得到工件9的立体图，即 3维形状E (图7)。图8示出从发送接收部22和NC装置13输入至控制装置23的测定距离D的数据、 垂直3轴方向的位置数据C、基于这些测定距离D的数据和位置数据C而算出的结果。该运 算结果为3维形状数据(即，工件9上的被测定点S的坐标)。接着，对预先设定时间差η的步骤的一例进行说明。虽然时间差η能够通过图9至图11中示出的步骤算出，但是也可以通过除此以外 的步骤、公式算出。时间差η是测定头8安装于机床1状态的系统中固有的值。因此，只要不对机床 1和测定头8进行部分改造或交换，那么系统固有的时间差η在理论上是一定值。因此，只要在设置机床1并且特别指定所使用的测定头8之后，在第1次试验操作 中设定时间差η就可以。并且，也存在机床1的使用者在每次改变工件9的加工条件或者 改变工件9的种类时，进行一次或者多次的时间差η的确认、变更的情况。这样，能够更加 准确地设定时间差η。首先，如图2、图9(A)所示，在工作台6上安装球形试件9a来取代工件9。并且， 使工作台6向X轴的左方向移动。因此，测定头8相对于试件9a如箭头Gl所示地以速度 ν向右方向相对移动。并且，从可编程控制器25的脉冲输出部24同时输出测定头用定时脉冲Pl和位置 数据用定时脉冲P2。并且，延迟电路15优选将延迟时间设定为零，从而不发挥延迟功能。于是，测定头8测定相对于试件9a的距离。NC装置13取得测定头8相对于试件 9a上的被测定点S的垂直3轴方向X、Y、Z的位置Si。可是，与位置数据用定时脉冲P2输入至NC装置13并取得位置Sl的瞬间(时间) 相比，测定头用定时脉冲Pl输入至测定头8、测定头8测定距离Dl的瞬间(时间)推迟。 因此，测定头8推迟时间nl秒测定距离Dl。因此，实际上测定头8所测定的试件9a上的被测定点成为架空的被测定点SO。测 定头8所测定的距离也成为从架空的被测定点SO到测定头8的距离Dl。结果，控制装置23基于距离Dl的数据、测定头8的垂直3轴方向X、Y、Z、的位置 Sl的数据进行运算，得到试件9a的2维形状数据。如图9⑶所示，从该2维形状数据形成 示出试件9a的轮廓的双点划线b。与示出试件9a的实际轮廓的实线al相比，该双点划线 b形成向左侧偏移的相似形状。在这之后，如图2、图10㈧所示，使工作台6向X轴的右方向移动。因此，测定头8相对于试件9a如箭头G2所示地以与上述速度ν相同的速度(_v)向左方向相对移动。并且，从脉冲输出部24同时输出测定头用定时脉冲Pl和位置数据用定时脉冲P2。 并且，测定头8测定相对于试件9a的距离。NC装置13取得测定头8相对于试件9a上的被 测定点S的垂直3轴方向X、Y、Z的位置Si。可是，与位置数据用定时脉冲P2输入至NC装置13、NC装置13取得位置Sl的瞬 间(时间)相比，测定头用定时脉冲Pl输入至测定头8、测定头8测定距离D2的瞬间(时 间)推迟。结果，测定头8推迟时间n2秒测定距离D2。因此，实际上测定头8所测定的试件9a上的被测定点成为架空的被测定点Sl。测 定头8所测定的距离也成为从架空的被测定点SO到测定头8的距离D2。结果，控制装置23基于距离D2的数据、测定头8的垂直3轴方向X、Y、Z、的位置 Sl的数据进行运算，得到试件9a的2维形状数据。如图10⑶所示，从该2维形状数据形成示出试件9a的轮廓的双点划线C。与示 出试件9a的实际轮廓的实线al相比，该双点划线c形成向右侧偏移的相似形状。并且，如图11所示，控制装置23相对于示出试件9a的实际轮廓的实线al，算出示 出了向左侧偏移的轮廓的双点划线b与示出了向右侧偏移的轮廓的双点划线c之间的“偏 移尺寸” d。由于知道了通过使工作台6移动使测定头8沿X轴方向相对移动时的速度ν和偏 移尺寸d，因此控制装置23能够通过下面的公式算出延迟时间(即，时间差)η。n=(d/v)+2......(4)(第2实施例)图12、图13分别是本实用新型第2实施例的工件测定装置20a的概略构成图、波 形图。并且，对与第1实施例相同的部分赋予相同的标号，并省略其说明。如图1、图3、图12、图13所示，机床1中的工件测定装置20a，通过可装卸地安装 于机床1的主轴4的测定头8，能够以非接触的状态对工件9进行测定。当测定头用定时脉 冲Pl的指令输入至测定头8时，测定头8测定从该时刻的测定头8到工件9的距离D。位置数据用定时脉冲P2的指令输出至NC装置13a。于是，NC装置13a取得包含 测定头8相对于工件9上的被测定点S进行距离D的测定的第1轴方向(Z轴方向)、和测 定头8进行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置。并且，在第2实施例中，NC装置13a取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的 垂直3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置。并且，通过设置延迟电路15，与位置数据用定时脉冲P2相比，将测定头用定时脉 冲Pl以预先设定的时间差η主动提前输出或者延迟输出。在第2实施例中，与输出至测定头8的测定头用定时脉冲Pl相比，将输出至NC装 置13a的位置数据用定时脉冲P2以时间差η通过延迟电路15主动延迟输出。这样，通过2个定时脉冲Pl、Ρ2以具有时间差η的方式输出，使第1时间Tl和第 2时间Τ2 —致(参照图13中的标号H)。第1时间Tl是通过测定头用定时脉冲Pl的指令，测定头8测定从该时刻的测定 头8到工件9的距离D的时间。并且，第1时间Tl不仅仅是一个，每次脉冲都存在。第2时间Τ2是通过位置数据用定时脉冲Ρ2的指令，NC装置13a取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置的时间。该第2时间T2也不仅仅是一 个，每次脉冲都存在。NC装置13a在第2时间T2取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的垂直3 轴方向的位置。工件测定装置20a包括控制机床1的NC装置13a、在与测定头8之间进行发送 接收的同时具有脉冲输出部24的发送接收部22a、以及控制工件测定装置20a的控制装置 (例如，个人计算机)23。NC装置13a具有储存位置数据C的缓冲存储器16。并且，也存在在NC装置13a 中不设置缓冲存储器16的情况。控制装置23具有运算处理部27，该运算处理部27基于在测定头8测定的距离D 的数据(即，测定数据Bi)、以及在NC装置13a取得的至少2轴方向(Z轴方向、X轴方向) 的位置的数据C进行运算处理。并且，控制装置23具有储存测定数据Bl的测定数据储存部21、以及位置数据储存 部26。位置数据储存部26将在NC装置13a取得并储存于缓冲存储器16的至少2轴方向 (Z轴方向、X轴方向)的位置的数据C，按照从设置于该控制装置23的开始地址存储器37 输出的指令、设置于缓冲存储器16的计数器38的指令，依次储存。并且，也可以将2个储 存部21、26与控制装置23分开另行设置。发送接收部22a的脉冲输出部24将测定头用定时脉冲Pl发送至测定头8。并且， 脉冲输出部24将位置数据用定时脉冲P2通过延迟电路15输出至NC装置13a。并且，延迟电路15虽然设置在发送接收部22a的内部，但是也可以设置在发送接 收部22a的外部(例如，发送接收部22a与NC装置13a之间)。并且，作为变形例，取代将 延迟电路15另行设置在发送接收部22a的内部的情况，也可以存在发送接收部22a自身发 挥与延迟电路15相同功能的情况。当NC装置13a从脉冲输出部24通过延迟电路15接收位置数据用定时脉冲P2时， 在取得测定头8的位置数据之后，将位置数据C输出至控制装置23。在第2实施例中，在NC装置13a中设置有储存测定头8的位置数据的缓冲存储器 16。因此，当NC装置13a接收位置数据用定时脉冲P2时，在取得测定头8的位置数据并临 时储存于缓冲存储器16之后，将位置数据C输出至控制装置23。发送接收部22a将脉冲输出部24的测定头用定时脉冲Pl发送至测定头8之后，将 从测定头8接收的测定数据Bl输出至控制装置23。通过控制装置23的运算处理部27基 于测定数据Bl和位置数据C进行运算处理，得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。上述构成的第2实施例的工件测定装置20a实现与第1实施例相同的作用效果。在第2实施例中，测定头8通过被NC装置13a控制的ATC14，相对于主轴4自动交 换。因此，在用安装于主轴4的工具对工件9进行加工的工序中途，如果设置用安装于 主轴4的测定头8对工件9进行测定的工序，加工动作和测定动作能够连续。这样，能够实 现与第1实施例相同的作用效果。由于工件测定装置20a是将脉冲输出部24设置于发送接收部22a，因此NC装置 13a的构成简单，并且不需要对NC装置13a进行设计变更。由于脉冲输出部24没有设置于NC装置13a，因此工件测定装置20a的全体构成简单，系统全体的控制简单。工件测定装置20a具有包含在NC装置13a中并且控制机床1的可编程控制器25a。 并且，也可以将可编程控制器25a与NC装置13a分别另行设置。如上所述，本实用新型的工件测定装置20、20a，将输出测定头用定时脉冲Pl的时 刻、与输出位置数据用定时脉冲P2的时刻，通过延迟电路15主动错开时间差η。结果，第1时间Tl和第2时间Τ2同期。第1时间Tl是测定头8通过测定头用定 时脉冲Pl的指令，测定距离D的时间。第2时间Τ2是NC装置13、13a通过位置数据用定 时脉冲P2的指令，取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向(这里，垂 直3轴方向X、Y、Z)的位置Sl的时间。因此，如果控制装置23基于测定头8的垂直3轴方向的位置数据C、以及必要的最 小限度的测定数据Bl进行运算处理，能够得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。结 果，得到工件9的高精度的2维形状或3维形状。利用工件测定装置20、20a，将测定头8相对于机床1的主轴4自动交换安装之后， 测定头8能够以高速并且以不振动或低振动的方式安全地进行扫描，并且能够在短时间对 工件9进行较宽范围的测定。在工件测定装置20、20a中，工件9优选相对于测定头8的中心轴线CL能够倾斜。 在该情况下，进行使工作台6围绕X轴旋转的“A”轴控制、以及使鞍座7和工作台6围绕Y 轴旋转的“B”轴控制中的任一个或者两者的控制。这样，能够用测定头8自如地测定工件9的侧面等，并且能够在较宽范围对工件9 进行2维测定或者3维测定。虽然上述各实施例的机床1为X轴、Y轴、Z轴的3轴的加工中心，但是并不仅限于 此，本实用新型的工件测定装置20、20a也能够适用于5轴加工机。(第3实施例)以下，参照图14至图20F，对本实用新型的第3实施例及其变形例进行说明。并 且，对与第1、第2实施例相同或者相当的部分赋予相同的标号，并省略其说明。图14至图18是说明本实用新型第3实施例的视图，图14是设置了本实用新型的 工件测定装置的机床的斜视图。图15是工件测定装置的概略构成图，图16是说明本实用 新型的原理的波形图。图17是本实施例的工件测定装置的波形图，图18是示出输入到控 制装置的数据和运算结果的图表。如图14、图15所示，在本实施例中，作为机床1，示出了立式加工中心。机床1与 实施例1中的机床1相同。机床1是进行使测定头8和工件9在X轴、Y轴、Z轴的垂直3 轴方向上直线移动的3轴控制的加工中心。并且，也存在使支撑测定头8的主轴头5相对 于工件9分别在X轴、Y轴方向上移动的情况。如图14至图18所示，工件测定装置120能够通过可装卸地安装于机床1的主轴 4的测定头8，以非接触(或者接触)的状态对工件9进行测定。工件测定装置120具有控制机床1的NC装置13、以及可装卸地安装于机床1的主 轴4并且对工件9进行测定的测定头8。工件测定装置120具有在与测定头8之间进行发 送接收的发送接收部22、以及控制工件测定装置120的控制装置(例如，个人计算机)23。工件测定装置120进一步包括控制机床1的可编程控制器25 (以下称为控制器
2425)、以及脉冲输出部24。控制器25包含在NC装置13中。控制器25例如为PMC(可编程机床控制器)、 PLC(可编程逻辑控制器)等。并且，也存在控制器25与NC装置13分别设置的情况。控制器25每隔一定的时间间隔ΔΤ，从NC装置13读取取得测定头8的位置数据。 该位置数据为包含测定头8相对于工件9上的被测定点S进行测定的第1轴方向(Z轴方 向)、和测定头8进行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向(Z轴方向、X轴方向) 的位置数据。该“2轴方向的位置”多数是相互垂直的Z轴方向与X轴方向的位置的情况， 但是也可以是2轴不垂直的情况。控制器25具有时钟17。时钟17每隔一定的时间间隔Δ T输出规则的信号。控制 器25按照时钟17的信号，从NC装置13读取取得测定头8的位置数据。脉冲输出部24设置于控制器25，并将定时脉冲P输出至发送接收部22。脉冲输出部24将具有对应于时钟17的一定时间间隔Δ T的脉冲间隔(从一个脉 冲到下一个脉冲的时间间隔)ΔΤ1的定时脉冲P，通过电缆60输出至发送接收部22。定时 脉冲P为“用于取得时刻的脉冲”，在本实施例中，在发送接收部22配合于时刻而使用。在本实施例中，从时钟17输出的信号的一定时间间隔AT为16msec(毫秒)。优 选的是，定时脉冲P的脉冲间隔ΔΤ1基本上也为16msec，示出了脉冲间隔ΔΤ1与上述一定 时间间隔Δ T相同的情况。在用工件测定装置120对工件9进行测定的情况下，控制器25从NC装置13读取 取得测定头8的位置数据。本实施例的控制器25取得测定头8相对于工件9上的被测定 点S的垂直3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置数据。并且，“测定头8的位 置”为后述的CXD照相机45的摄像面51的中心位置Si。并且，在与控制器25的取得动作的时刻相同的时刻，脉冲输出部24通过电缆60 将定时脉冲P输出至发送接收部22。在发送接收部22与安装于主轴4状态的测定头8之间，通过无线来发送接收测定 指令f、测定数据等的信号F。当发送接收部22从脉冲输出部24接收定时脉冲P时，将测定指令f的信号F发 送至测定头8。该测定指令f为与一定的时间间隔ΔΤ的时刻相比，以在预测系统29预先 设定的时间差η主动提前输出的指令。并且，指令f为配合定时脉冲P的时刻的指令。虽然预测系统29设置于发送接收部22，但是也存在设置于测定头8的情况，或者 与发送接收部22分开另行设置的情况。并且，也可以将脉冲输出部24设置于发送接收部22，并且将预测系统29设置于测 定头8。在该情况下，脉冲输出部24利用信号F将定时脉冲P发送至测定头8，测定头8的 预测系统29基于定时脉冲P生成测定指令f，测定头8按照该测定指令f进行测定。当测定指令f的信号F输出至测定头8时，测定头8测定从测定头8到工件9的 距离D。被测定的数据的信号F使用无线被从测定头8发送至发送接收部22。从测定头8 接收的测定数据Bl输出至控制装置23。结果，使控制器25读取取得测定头8的位置数据Cl的第1时间Tl、与测定头8通 过测定指令f对工件9进行测定的第2时间T2 —致(参照图17中的标号H)。第1时间Tl是控制器25每隔一定的时间间隔Δ Τ,从NC装置13取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置数据的时间。该第1时间Tl不仅仅是 一个，每隔一定的时间间隔Δ T都存在。第2时间Τ2是测定头8通过测定指令f，每隔一定的时间间隔Δ T测定从测定头 8到工件9的距离D的时间。并且，该第2时间Τ2也不仅仅是一个，每隔一定的时间间隔 Δ T都存在。因此，利用控制器25进行位置数据Cl的取得的动作、以及在该时刻利用测定头8 进行工件9的测定的动作，总是在同一时刻(S卩，同时)每隔一定的时间间隔ΔΤ重复进行。即，控制器25从NC装置13读取取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的至 少2轴方向(Ζ轴方向、X轴方向)的位置数据Cl。在该控制器25的动作的同时，并且每隔一定的时间间隔ΔΤ，测定头8测定从该时 刻的测定头8到工件9的距离D。在控制器25取得的测定头8的位置数据Cl输出至控制装置23。发送接收部22 将测定指令f发送至测定头8之后，将从该测定头8接收的测定数据Bl输出至控制装置 23。控制装置23基于位置数据Cl和测定数据Bl进行运算，从而得到工件9的2维形 状数据或3维形状数据。根据上述构成的工件测定装置120，没有必要对NC装置13进行附加新功能等的改 造或变更。并且，测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向(Z轴方向、X轴 方向)的位置数据Cl的取得动作、以及利用该时刻的测定头8进行的工件9的测定动作， 总是在同一时刻每隔一定的时间间隔ΔT重复进行。 结果，通过处理必要的最小限度的测定数据B1，能够以高精度对工件9进行2维测 定或3维测定。控制器25具有将从NC装置13读取的测定头8的位置数据Cl临时储存的缓冲存 储器16。当控制器25取得测定头8的位置数据Cl时，将该位置数据Cl临时储存于缓冲存 储器16，之后从缓冲存储器16输出至控制装置23。控制装置23具有储存测定数据Bl的测定数据储存部21、位置数据储存部26、以 及运算处理部27。位置数据储存部26储存在控制器25取得的、并且被临时储存于缓冲存储器16的 至少2轴方向的位置数据Cl。位置数据储存部26按照从设置于控制装置23的开始地址存 储器37输出的指令、设置于缓冲存储器16的计数器38的指令，依次读出位置数据Cl，同时 储存读出的位置数据Cl。并且，也可以将2个储存部21、26与控制装置23分开另行设置。运算处理部27基于利用测定头8测定的距离D的数据(即，测定数据Bi)、利用控 制器25取得的至少2轴方向(Ζ轴方向、X轴方向)的位置数据(示出测定头8的位置的 数据Cl)，进行运算。控制器25按照从时钟17每隔一定的时间间隔Δ T输出的信号，从NC装置13取 得测定头8的位置数据Cl，之后，将该位置数据Cl输出至控制装置23。在本实施例的控制器25中，设置有缓冲存储器16。控制器25在从时钟17每隔 一定的时间间隔ΔΤ输出的信号的时刻，从NC装置13取得测定头8的位置数据之后，临时储存于缓冲存储器16。之后，位置数据Cl被发送并储存于控制装置23的位置数据储存部 26。缓冲存储器16为环状的存储器。缓冲存储器16通过设置于控制器25的计数器 38的指令，临时储存测定头8的位置(垂直3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位 置数据Cl)。为此，利用X轴进给机构12的伺服电动机的动作而得到的X轴方向的现在位置信 息(坐标)53、利用Y轴进给机构11的伺服电动机的动作而得到的Y轴方向的现在位置信 息(坐标)54、以及利用Z轴进给机构10的伺服电动机的动作而得到的Z轴方向的现在位 置信息(坐标)55，分别被输出至缓冲存储器16，并且作为位置数据Cl被临时储存。例如，控制器25从NC装置13读取测定工件9上的第1被测定点S时测定头8的 X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各现在位置信息53、54、55。于是，在缓冲存储器16的地址 “1”处写入坐标值1、￥、2”。接着，控制器25从NC装置13读取测定工件9上的第2被测定点S时测定头8的 X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各现在位置信息53、54、55。于是，在缓冲存储器16的地址 “2”处写入下一个坐标值“X、Y、Z”。以下相同，控制器25从NC装置13读取测定工件9上的第N被测定点S时测定头 8的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各现在位置信息53、54、55。于是，在缓冲存储器16的 地址“N”处写入坐标值“X、Y、Z”。这样，测定头8的第1至第N的N个位置数据Cl被顺序临时储存于缓冲存储器16。 之后，N个或者规定数量的位置数据Cl被同时储存于控制装置23的位置数据储存部26。并且，也可以将缓冲存储器16设置在控制器25以外的地方，例如NC装置13。并 且，缓冲存储器16也可以不是环状，例如，也可以借用设置在NC装置13或者控制器25的 内部的存储器。控制装置23将从发送接收部22发送来的测定数据Bl依次储存于测定数据储存 部21。并且，被储存于缓冲存储器16的位置数据Cl按照从开始地址存储器37输出的指 令、以及缓冲存储器16的计数器38的指令，被依次读出的同时，被储存于位置数据储存部 26。运算处理部27基于储存于位置数据储存部26的位置数据Cl、储存于测定数据储 存部21的测定数据Bl进行运算。因此，得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。在本实施例中，在发送接收部22的预测系统29中，将相对于测定头8的测定指令 f以在预测系统29预先设定的时间差η主动提前输出至测定头8。这样，利用控制器25进行位置数据Cl的取得的动作、以及在该时刻利用测定头8 进行工件9的测定的动作，总是在同一时刻(S卩，同时)每隔一定的时间间隔ΔΤ重复进行。测定头8与工具同样处理，能够收纳于工具箱。通过在NC装置13控制的ATC14， 测定头8相对于主轴4进行自动交换的同时能够进行装卸。因此，在用安装于主轴4的工具对工件9进行加工的工序中途或者加工工序之后， 如果设置用安装于主轴4的测定头8对工件9进行测定的工序，加工动作和测定动作能够 按顺序或者按照与其相反的顺序连续。即，加工动作和测定动作能够以任意的组合来进行。这样，即使不将用于测定的工件9从工作台6取下，也能够在对工件9进行加工之后安装于工作台6的状态下，立即对工件9进行2维测定或3维测定。并且，也能够在测定 工件9的动作之后，移行至再次加工工件9的动作。测定头8的构成与第1实施例的测定头8相同。在本实施例的测定头8中，发送 接收控制部50通过无线机48，在与发送接收部22之间进行发送接收指令和数据的处理。 即，当从发送接收部22发送测定指令f的信号F时，测定指令f通过无线机48发送至发送 接收控制部50。接收测定指令f的发送接收控制部50，将开始测定动作的信号输出至激光振荡器 40、(XD照相机45等。于是，激光振荡器40产生激光L，该激光L照射在工件9上。在工件 9上的被测定点S漫反射的激光L被CXD照相机45摄像，并基于该摄像的数据生成2维图 像数据。距离运算部49基于2维图像数据运算距离D。于是，发送接收控制部50进行将包 含距离运算部49所算出的距离D等的测定数据的信号F，通过无线机48发送至发送接收部 22的处理。在本实施例中，测定指令f的信号F从发送接收部22使用无线发送至测定头8。 当测定头8接收该测定指令f时，以非接触的方式测定从测定头8到工件9的距离D。测定头8相对于机床1的主轴4，利用ATC14自动地进行交换安装。在测定动作 时，测定头8不与工件9接触。因此，测定头8能够以高速并且以不振动或低振动的方式安 全地进行扫描，并且能够在短时间对工件9进行较宽范围的测定。接着，对本实用新型的原理进行说明。在图14、图15、图16中，本实用新型的前提为没有设置预测系统29、且在下述条件 1和条件2的情况下。并且，图16中示出的波形图的横轴为时间t。(条件1)假设控制器25的时钟17将从NC装置13取得位置数据的信号Pa每隔 一定的时间间隔ΔΤ输出。并且，假设按照时钟17的信号Pa，控制器25在时间tl时从NC 装置13读取取得测定头8的位置数据。(条件2)假设在与控制器25的取得动作的时刻相同的时刻，脉冲输出部24将具 有与信号Pa的时间间隔ΔΤ相同的脉冲间隔的定时脉冲Pb，输出至发送接收部22。于是，定时脉冲Pb流入电缆60并输入至发送接收部22，并且在发送接收部22被 处理。之后，使用无线的信号F被发送至测定头8。这样，在时间tl从脉冲输出部24输出 的定时脉冲Pb，通过电缆60、发送接收部22、使用无线的信号F，到达测定头8。在测定指令f到达测定头8之后的时间t2，测定头8基于测定指令f测定到工件 9的距离D。在定时脉冲Pb流过的路径上具有电缆60、发送接收部22、使用无线的信号F。结 果，从利用脉冲输出部24输出定时脉冲Pb时，到利用测定头8测定距离D时，需要比较长 的时间(延迟时间)。定时脉冲Pb在时间tl从脉冲输出部24输出之后到达测定头8，直到测定头8在 时间t2测定距离D为止的延迟时间Δ n，通过下面的公式运算。Δη = t2~tl......(5)另一方面，控制器25按照时钟17的信号Pa，在时间tl从NC装置13读取取得测 定头8的位置数据。
28[0288]S卩，控制器25取得测定头8在时间tl相对于工件9上的被测定点S的至少2轴 方向的位置数据。在本实施例中，取得垂直3轴方向的位置数据X、Y、Z。由于时钟17内藏于NC装置13内的控制器25，因此延迟时间大致为零。因此，控 制器25按照时间tl时的信号Pa，立即从NC装置13取得测定头8的位置数据。测定头8测定到工件9的距离D时的延迟时间Δη、与控制器25取得测定头8的 垂直3轴方向的位置数据时延迟时间(在该情况下为零)的差，成为作为规定参数的时间 差η，能够通过下面的公式运算。η = Δ η-0......(6)这样，时间差η基于图16以及上述公式(2)而算出。该时间差η为测定头8安装 于机床1状态的系统中固有的值。因此，只要不对机床1和测定头8进行部分改造或交换， 那么系统固有的时间差η在理论上是一定值。因此，在设置机床1并且特别指定所使用的测定头8之后，在第1次试验操作中设 定时间差η。并且，也存在机床1的使用者在每次改变工件9的加工条件或者改变工件9的 种类时，进行一次或者多次的时间差η的确认、变更的情况。这样，能够更加准确地设定时 间差η。如图14、图15、图17所示，通过在一定的时间间隔Δ T的时刻以上述时间差η主 动提前输出的测定指令f，测定头8对工件9进行测定。并且，图17中示出的波形图的横轴 为时间t。该时间差η在设置于发送接收部22的预测系统29被预先设定，并且被储存于预 测系统29。另一方面，从时钟17输出的信号Pa成为一定的时间间隔Δ T的时刻。结果，使控制器25取得测定头8的位置数据的第1时间Tl、与测定头8对工件9 进行测定的第2时间Τ2 —致(参照图17中的标号H)。接着，对利用工件测定装置120测定工件9的步骤进行说明。首先，利用测定用程序调出测定头8。测定头8利用ATC14安装于主轴4，并且定 位于测定(扫描)的开始点。接着，通过测定用程序中的M代码指令，使NC装置13、控制器25、控制装置23、发 送接收部22等成为测定准备状态。通过测定用程序的移动指令，使测定头8在工件9的上 方开始移动。控制器25按照时钟17的信号Pa，每隔一定的时间间隔AT(16mSeC)从NC装置 13读取测定头8的各轴(X、Y、Z轴)的现在位置信息53、54、55(位置数据)。并且，该位置 数据在第1时间Tl被依次储存于缓冲存储器16。在控制器25进行该读取动作(取得动作)的同时，脉冲输出部24将定时脉冲P 输出至发送接收部22。该定时脉冲P流过电缆60，因此稍稍延迟输入至发送接收部22。当发送接收部22接收最初的脉冲信号Ptl时，该最初的脉冲信号Ptl成为测定开始 指令，测定头8开始测定动作。在这之后，发送接收部22将测定指令f发送至测定头8。测定指令f以在预测系统29预先设定的时间差n，与一定的时间间隔Δ T的时刻 相比主动提前输出。此时，定时脉冲P配合于测定指令f的时刻使用，以不产生时间性的偏 移。即，虽然当经过较长时间时时刻逐渐发生偏移，但是定时脉冲P防止了该时间性的偏移产生。当测定头8接收测定指令f时，测定从测定头8到工件9的距离D，并且将其测定 结果(测定数据)送回至发送接收部22。此时，从发送接收部22输出的测定指令f的信号 F通过无线发送至测定头8，同时在测定头8内被处理。在经过这些无线发送和测定头8内 的处理所需的时间Δη 之后，测定头8按照测定指令f在第2时间T2测定距离D。在该情况下，预先设定上述时间差n，使测定头8测定距离D的时刻、与控制器25 读取测定头8的位置数据Cl的时刻一致(图17的标号H)。结果，第1时间Tl与第2时间T2成为相同的时间。利用测定头8进行测定的动 作、与利用控制器25进行位置数据的取得的动作，总是在同一时刻进行。发送接收部22将从测定头8接收的测定数据Bl发送至控制装置23。该测定数据 Bl被依次储存于测定数据储存部21。每当控制器25从NC装置13读取测定头8的位置数据并在缓冲存储器16中追加 储存一次，就将控制器25内的计数器(存储器地址计数器、最新地址计数器)38的数值加 起来一次。最后，将写入的地址保持在缓冲存储器16中。控制装置23依次读取储存在缓冲存储器16内的一系列位置数据Cl，并依次保管 在位置数据储存部26中。此时，应当在缓冲存储器16内读取的一系列位置数据的最前头 地址，在控制装置23的开始地址存储器(计数器)37保持，每次读取位置数据就更新开始 地址存储器37的值。并且，应当读取的一系列位置数据的最终地址，利用控制器25内的计 数器38示出。当程序中的M代码指令输出时，控制装置23将测定完成的指令输出至控制器25。 于是，利用工件测定装置120的测定完成，脉冲输出部24完成定时脉冲P的脉冲信号的输 出。该输出完成时，如果发送接收部22在时间AT(16mSec)后接收脉冲信号，就判断测定 完成。并且，在控制装置23内删除保管在位置数据储存部26的一系列位置数据Cl中的 第1个位置数据。这是因为在测定开始时，相当于最初位置数据的测定数据不存在。并且，删除测定数据中最后一个测定数据。这是因为相当于最后测定数据的位置 数据不存在。接着，运算处理部27配合于各个时刻的位置数据和测定数据，算出工件9的2维 形状数据或3维形状数据。在本实用新型中，发送接收部22和控制装置23只要处理必要的最小限度的测定 数据Bl就可以。因此，数据处理的负荷变小，测定数据储存部21和位置数据储存部26的 各存储容量也较小即可。由于缓冲存储器16设置于NC装置13，因此能够将测定头8的垂直3轴方向(X轴 方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置数据Cl临时储存于缓冲存储器16。之后，按照从开始地址存储器37输出的指令和计数器38的指令，能够将多个位置 数据Cl整理并依次储存于位置数据储存部26。因此，控制器25、缓冲存储器16、以及控制 装置23处理位置数据Cl的负担变小。运算处理部27基于储存在测定数据储存部21的必要的最小限度的测定数据Bi、 以及储存在位置数据储存部26的测定头8的垂直3轴方向的位置数据Cl进行运算。因此，得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。这样，工件9上的多个被测定点S的各坐标的数据(2维形状数据或3维形状数 据)被算出。该多个被测定点S的各坐标的数据输出至与控制装置23分开设置的运算装 置(例如，个人计算机)28。通过运算装置28进行使多个被测定点S的坐标集合的运算，得 到工件9的立体图，即3维形状E。图18示出从发送接收部22和控制器25输入至控制装置23的测定距离D的数据、 垂直3轴方向的位置数据Cl、以及基于这些测定距离D的数据和位置数据Cl算出的结果。 该算出结果为3维形状数据(即，工件9上的被测定点S的坐标)。如上所述，在本实用新型的工件测定装置120中，通过以在预测系统29中预先设 定的时间差n，与一定的时间间隔Δ T的时刻相比主动提前输出的测定指令f，测定头8对 工件9进行测定。结果，控制器25取得测定头8的位置数据的第1时间Tl、与测定头8通过测定指 令f测定工件9的第2时间T2同期。因此，控制装置23基于测定头8的垂直3轴方向的位置数据Cl和必要的最小限 度的测定数据Bl进行运算处理。因此，能够得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。 结果，得到工件9的高精度的2维形状或3维形状。测定头8以非接触的状态对工件9进行测定。因此，在将测定头8相对于机床1 的主轴4自动交换安装之后，测定头8能够以高速并且以不振动或低振动的方式安全地进 行扫描，并且能够在短时间对工件9进行较宽范围的测定。在上述说明中，示出了脉冲输出部24以16msec的脉冲间隔将定时脉冲P输出的 情况。由于使用该定时脉冲P是为了确认数据取得的时刻，因此脉冲间隔以及测定的间隔 没有限制，可以是任意值。关于利用工件测定装置120进行的测定完成，如果定时脉冲P的脉冲信号没有以 预先设定的脉冲间隔(16msec)输入至发送接收部22，发送接收部22判断测定完成。在该判定方法的情况下，假设脉冲间隔为较长的值(例如160msec)。在该情况下， 即使控制器25从控制装置23接收测定完成的指令，到发送接收部22在160msec的较长时 间后认识到定时脉冲P没有来为止，发送接收部22取得测定数据Bl并继续输出至控制装 置23。结果，在测定结束之前，浪费了特意在控制装置23取得的测定数据Bi。因此，优选的是，控制装置23不仅将测定完成的指令发送至控制器25，还发送至 发送接收部22，当该发送接收部22接收上述指令时，完成测定。因此，没有发生控制装置 23在测定完成之前取得不需要的数据而造成浪费的情况。接着，对本实施例的变形例进行说明。设置了本实用新型的工件测定装置120的变形例的机床，是进行使测定头8和工 件在垂直3轴方向上相对直线移动的3轴控制、以及使测定头8和工件相对旋转而分度的 至少1轴控制(例如，B轴控制)的加工机。如果在该机床上设置工件测定装置120，能够使测定头8和工件相对旋转。因此， 能够通过测定头8自如地测定工件的上面、侧面、以及倾斜面等，并且能够在较宽的范围对 工件进行2维测定或3维测定。图19至图20F是说明本实施例的变形例的视图。图19是设置了本实用新型的工
31件测定装置120的其他机床101的斜视图，图20A至图20F是分别示出工件测定状态的说明图。图19中示出的机床101为5轴加工机，是以5轴控制的立式加工中心为基本结构、 能够对工件9、9x至少进行车削加工的复合加工机。5轴控制的机床101，进行使测定头8和工件9、9x在X轴、Y轴、Z轴的垂直3轴方 向上相对直线移动的3轴控制、以及使测定头8和工件9、9x相对旋转而分度的至少1轴控 制(在该实例中，为B轴控制和C轴控制组成的2轴控制)。机床101包括基体102、设置在基体102上的立柱103、设置在立柱103上的横导轨 107、以及安装在横导轨107上并且具有主轴104的主轴头105。机床101被NC装置13 (图 15)控制。立柱103配置在基体102上，并且能够在前后的水平方向(Y轴方向)上移动。横 导轨107配置在立柱103上，并且能够在左右的水平方向(X轴方向)上移动。主轴头105 被支撑在横导轨107上，并且能够在上下方向(Z轴方向)上移动。相互垂直的X轴、Y轴、 以及Z轴构成了垂直3轴。在主轴104的前端，可装卸地安装有工具(未示出)或者测定头8。主轴104以其 中心轴线与Z轴平行并且能够围绕中心轴线旋转的方式，被支撑在主轴头105上。配置在基体102上的立柱103被Y轴进给机构驱动，从而在Y轴方向上移动。配 置在立柱103上的横导轨107被X轴进给机构驱动，从而在X轴方向上移动。被支撑在横 导轨107上的主轴头105被Z轴进给机构驱动，从而在Z轴方向上移动。因此，测定头8相对于工件9、9x在X轴、Y轴、Z轴的垂直3轴方向上直线移动。机床101具有能够通过B轴控制进行旋转并且能够通过C轴控制进行旋转的工作 台106。工作台106通过B轴控制和C轴控制，能够使工件9、9x相对于测定头8进行相对 旋转而分度。B轴与Y轴平行，C轴为工作台106的旋转中心。并且，也存在主轴头通过B轴控制和C轴控制相对于工作台106旋转的情况。在基体102上，如箭头K所示，设置有通过B轴控制而旋转的旋转板109。在旋转 板109上固定有从该旋转板109向前方突出、并且支撑工作台106的工作台支撑台110。工作台用驱动装置具有通过B轴控制使工作台106旋转的B轴用驱动装置111、以 及通过C轴控制使工作台106旋转的C轴用驱动装置112。通过驱动B轴用驱动装置111，旋转板109、工作台支撑台110、工作台106、以及工 件9、9x在通过B轴控制而旋转的同时，而分度至规定的位置。通过驱动C轴用驱动装置112，安装有工件9、9x的工作台106通过C轴控制能够 以期望的角度旋转分度，并且能够连续地旋转。在车削加工时，当驱动C轴用驱动装置112时，工作台106和工件9、9x通过C轴 控制而旋转。这样，在工件9、9x载置在工作台106上的状态下，如果通过C轴控制以规定 的旋转速度使工件9、9x旋转，能够利用安装在主轴104上的车削工具对该工件9、9x进行 车削加工。另一方面，当在主轴104上安装旋转工具并且利用该旋转工具进行切削加工时， 控制C轴用驱动装置112，利用该C轴用驱动装置112使工作台106上的工件9、9x通过C 轴控制而分度至规定位置。在该状态下，通过主轴104的旋转工具对载置在工作台106上的工件9、9x进行切削加工。设置于机床101的工件测定装置120具有与设置于机床1的工件测定装置120相 同的构成。机床101中的工件测定装置120能够通过可装卸地安装于主轴104的测定头8，以 非接触(或者接触)的方式对工件9、9x进行测定。例如，在工件9为矩形的情况下，如图20A所示，控制B轴用驱动装置111和C轴 用驱动装置112，对工作台106进行水平定位。这样，能够在工件9没有旋转的状态下，利用 测定头8对工作台106上的工件9的上面9a进行测定。接着，驱动B轴用驱动装置111，通过B轴控制，使旋转板109、工作台支撑台110、 工作台106、以及工件9从图20A示出的状态，+90度旋转分度，形成图20B示出的状态。于 是，能够利用测定头8对工作台106上的工件9的第1侧面9b进行测定。并且，驱动B轴用驱动装置111，通过B轴控制，使旋转板109、工作台支撑台110、 工作台106、以及工件9从图20A示出的状态，+270度旋转分度，形成图20C示出的状态。 于是，能够利用测定头8对工作台106上的工件9的第2侧面9c (第1侧面9b的相反侧的 侧面)进行测定。在图20B或者图20C示出的状态下，驱动C轴用驱动装置112，通过C轴控制，使 旋转板109、工作台支撑台110、工作台106、以及工件9，90度旋转分度，形成图20D示出的 状态。于是，能够利用测定头8对工作台106上的工件9的第3侧面9d(相对于第1侧面 %、第2侧面9c成直角的侧面)进行测定。机床101进行使工件旋转分度的B轴控制。结果，如图20E、图20F所示，即使在工 件9x具有倾斜面9e的情况下，测定头8也能够对相对于其中心轴线CL倾斜的工件9x进 行测定。例如，在图20E示出的工件测定状态下，没有通过B轴控制使工作台106旋转，而 是进行水平定位。如箭头M所示，使测定头8沿着工件9x的倾斜面9e移动。这样，测定头 8能够一边相对于倾斜面9e倾斜地照射激光L，一边进行测定。接着，在图20F示出的工件测定状态下，通过B轴控制利用B轴用驱动装置111使 工作台106旋转，将工件9x整体倾斜，使得倾斜面9e成为水平。并且，测定头8 —边以直 角将激光L照射在倾斜面9e上，一边进行测定。这样，如果将工件测定装置120设置在5轴控制的机床101上，能够利用测定头8 自如地测定工件9、9x的上面9a以外的侧面9b、9c、9d和倾斜面9e等，并且能够在较宽范 围对工件9、9x进行2维测定或者3维测定。设置于机床101的工件测定装置120也能够实现与设置于机床1的工件测定装置 120相同的作用效果。(第4实施例)以下，参照图21至图28，对本实用新型的第4实施例及其变形例进行说明。并且， 对与第1至第3实施例相同或者相当的部分赋予相同的标号，并省略其说明。图21至图28是说明本实用新型第4实施例的视图，图21是设置了本实用新型的 工件测定装置的机床的斜视图。图22是预测系统设置于测定头的一例的工件测定装置的 概略构成图，图23是测定头 框图，图24是说明本实用新型的原理的波形图。图25是本实施例的工件测定装置的波形图，图26是示出输入到控制装置的数据和运算结果的图表。如图21、图22所示，在本实施例中，作为机床1，示出了立式加工中心。该机床1 与实施例1中的机床1相同。NC装置13分别控制Z轴进给机构10、Y轴进给机构11、以及X轴进给机构12。 并且，NC装置13控制相对于主轴4分别自动交换工具和测定头8的ATC (自动工具交换装 置)14。因此，机床1是进行使测定头8和工件9在X轴、Y轴、Z轴的垂直3轴方向上直线 移动的3轴控制的加工中心。并且，也存在使支撑测定头8的主轴头5相对于工件9分别 在X轴、Y轴方向上移动的情况。如图21至图26所示，工件测定装置220能够通过可装卸地安装于机床1的主轴 4的测定头8，以非接触(或者接触)的状态对工件9进行测定。工件测定装置220具有控制机床1的NC装置13、以及可装卸地安装于机床1的主 轴4并且对工件9进行测定的测定头8。工件测定装置220具有在与测定头8之间进行发 送接收的发送接收部22、以及控制工件测定装置220的控制装置(例如，个人计算机)23。工件测定装置220进一步包括控制机床1的可编程控制器25 (以下称为控制器 25)、以及脉冲输出部24。控制器25包含在NC装置13中。控制器25例如为PMC(可编程机床控制器)、 PLC(可编程逻辑控制器)等。并且，也存在控制器25与NC装置13分别设置的情况。控制器25每隔一定的时间间隔ΔΤ，从NC装置13读取取得测定头8的位置数据。 该位置数据为包含测定头8相对于工件9上的被测定点S进行测定的第1轴方向(Z轴方 向)、和测定头8进行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向(Z轴方向、X轴方向) 的位置数据。该“2轴方向的位置”多数是相互垂直的Z轴方向与X轴方向的位置的情况， 但是也可以是2轴不垂直的情况。发送接收部22具有时钟17和脉冲输出部24。时钟17每隔一定的时间间隔Δ T 输出规则的信号。脉冲输出部24按照时钟17的信号，输出对应于一定的时间间隔ΔΤ的 定时脉冲P。脉冲输出部24将具有对应于时钟17的一定时间间隔Δ T的脉冲间隔(从一个脉 冲到下一个脉冲的时间间隔)ΔΤ的定时脉冲P，通过电缆60输出至控制器25。定时脉冲 P为“用于取得时刻的脉冲”，在本实施例中，在发送接收部22是为了配合时刻而使用。在本实施例中，从时钟17输出的信号的一定时间间隔AT为16msec(毫秒)。优 选的是，定时脉冲P的脉冲间隔ΔΤ基本上也为16msec，示出了脉冲间隔ΔΤ与上述一定时 间间隔Δ T相同的情况。在用工件测定装置220对工件9进行测定的情况下，发送接收部22从脉冲输出部 24将定时脉冲P通过电缆60输出至控制器25，同时每隔一定的时间间隔Δ T将测定指令 f输出至测定头8。测定指令f为配合定时脉冲P的时刻的指令。当控制器25接收定时脉冲P时，每隔一定的时间间隔Δ T从NC装置13读取取得 测定头8的位置数据。本实施例的控制器25取得测定头8相对于工件9上的被测定点S 的垂直3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置数据。并且，“测定头8的位置”例 如为后述的CXD照相机45的摄像面51的中心位置Si，但是也可以是除此之外的位置。
34[0375]在发送接收部22与安装于主轴4状态的测定头8之间，通过无线来发送接收测定 指令f、测定数据等的信号F。发送接收部22将测定指令f的信号F发送至测定头8。当测定头8接收测定指 令f时，在以设置于该测定头8的预测系统29中预先设定的时间差η主动提前的时刻，每 隔一定的时间间隔ΔT对工件9进行测定。在该情况下，测定头8测定从测定头8到工件9的距离D。被测定的数据信号F利 用无线从测定头8发送至发送接收部22。发送接收部22从测定头8接收的测定数据Bl输 出至控制装置23。结果，使控制器25读取取得测定头8的位置数据Cl的第1时间Tl、与测定头8通 过测定指令f对工件9进行测定的第2时间T2 —致(参照图25中的标号H)。第1时间Tl是控制器25每隔一定的时间间隔Δ Τ,从NC装置13取得测定头8相 对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置数据的时间。该第1时间Tl不仅仅是 一个，每隔一定的时间间隔Δ T都存在。第2时间Τ2是测定头8通过测定指令f，每隔一定的时间间隔Δ T测定从测定头 8到工件9的距离D的时间。并且，该第2时间Τ2也不仅仅是一个，每隔一定的时间间隔 Δ T都存在。因此，利用控制器25进行位置数据Cl的取得的动作、以及在该时刻利用测定头8 进行工件9的测定的动作，总是在同一时刻(S卩，同时)每隔一定的时间间隔ΔΤ重复进行。即，控制器25从NC装置13读取取得测定头8相对于工件9上的被测定点S的至 少2轴方向(Ζ轴方向、X轴方向)的位置数据Cl。在该控制器25的动作的同时，并且每隔一定的时间间隔ΔΤ，测定头8测定从该时 刻的测定头8到工件9的距离D。在控制器25取得的测定头8的位置数据Cl输出至控制装置23。发送接收部22 将测定指令f发送至测定头8之后，将从该测定头8接收的测定数据Bl输出至控制装置 23。控制装置23基于位置数据Cl和测定数据Bl进行运算，从而得到工件9的2维形 状数据或3维形状数据。根据上述构成的工件测定装置220，不需要对NC装置13进行附加新功能等的改造 或变更。并且，测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向(Z轴方向、X轴方 向)的位置数据Cl的取得动作、以及利用该时刻的测定头8进行的工件9的测定动作，总 是在同一时刻每隔一定的时间间隔ΔΤ重复进行。结果，通过处理必要的最小限度的测定数据B1，能够以高精度对工件9进行2维测 定或3维测定。控制器25具有将从NC装置13读取的测定头8的位置数据Cl临时储存的缓冲存 储器16。当控制器25取得测定头8的位置数据Cl时，将该位置数据Cl临时储存于缓冲存 储器16，之后从缓冲存储器16输出至控制装置23。控制装置23具有储存测定数据Bl的测定数据储存部21、位置数据储存部26、以 及运算处理部27。[0391]位置数据储存部26储存在控制器25取得的、并且被临时储存于缓冲存储器16的 至少2轴方向的位置数据Cl。位置数据储存部26按照从设置于控制装置23的开始地址存 储器37输出的指令、设置于缓冲存储器16的存储器地址计数器(最新地址计数器)38的 指令，依次读出位置数据Cl，同时储存读出的位置数据Cl。并且，也可以将2个储存部21、 26与控制装置23分开另行设置。运算处理部27基于利用测定头8测定的距离D的数据(即，测定数据Bi)、利用控 制器25取得的至少2轴方向(Z轴方向、X轴方向)的位置数据(示出测定头8的位置的 数据Cl)，进行运算。当控制器25从脉冲输出部24接收定时脉冲P时，每隔一定的时间间隔Δ T从NC 装置13取得测定头8的位置数据Cl，之后，将该位置数据Cl输出至控制装置23。控制器25在通过定时脉冲P每隔一定的时间间隔Δ T输出的信号的时刻，从NC 装置13取得测定头8的位置数据之后，临时储存于缓冲存储器16。之后，储存于缓冲存储 器16的位置数据Cl被发送并储存于控制装置23的位置数据储存部26。缓冲存储器16与第3实施例的缓冲存储器16(图15)大致相同。缓冲存储器16 通过设置于控制器25的存储器地址计数器(最新地址计数器)38的指令，临时储存测定头 8的位置(垂直3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置数据Cl)。控制装置23将从发送接收部22发送来的测定数据Bl依次储存于测定数据储存 部21。并且，被储存于缓冲存储器16的位置数据Cl按照从开始地址存储器37输出的指 令、以及缓冲存储器16的存储器地址计数器(最新地址计数器)38的指令，被依次从缓冲 存储器16读出的同时，被储存于位置数据储存部26。运算处理部27基于储存于位置数据储存部26的位置数据Cl、储存于测定数据储 存部21的测定数据Bl进行运算。因此，得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。在本实施例中，在测定头8的预测系统29中，使相对于测定头8的测定指令f以 在预测系统29中预先设定的时间差η主动提前。这样，利用控制器25进行位置数据Cl的取得的动作、以及在该时刻利用测定头8 进行工件9的测定的动作，总是在同一时刻(S卩，同时)每隔一定的时间间隔ΔΤ重复进行。测定头8与工具同样处理，能够收纳于工具箱。通过在NC装置13控制的ATC14， 测定头8相对于主轴4进行自动交换的同时能够进行装卸。因此，在用安装于主轴4的工具对工件9进行加工的工序中途或者加工工序之后， 如果设置用安装于主轴4的测定头8对工件9进行测定的工序，加工动作和测定动作能够 按顺序或者按照与其相反的顺序连续。即，加工动作和测定动作能够以任意的组合来进行。这样，即使不将用于测定的工件9从工作台6取下，也能够在对工件9进行加工之 后安装于工作台6的状态下，立即对工件9进行2维测定或3维测定。并且，也能够在测定 工件9的动作之后，再次进行加工工件9的动作。测定头8的构成与第1实施例的测定头8的构成相同。在本实施例中，测定头用 控制装置46具有算出被测定的距离D的距离运算部49、以及发送接收控制部50。并且也 可以将预测系统9设置在测定头用控制装置46内。距离运算部49基于利用CXD照相机45生成的2维图像数据，运算从测定头8到 工件9的距离D。该距离D为工件9上的被测定点S与CXD照相机45的摄像面51之间的
36中心轴线CL方向(即，Z轴方向)的距离。发送接收控制部50通过无线机48，在与发送接收部22之间进行发送接收指令和 数据的处理等。即，当从发送接收部22发送测定指令f的信号F时，测定指令f通过无线 机48发送至发送接收控制部50。当发送接收控制部50接收测定指令f时，在以设置于测定头8的预测系统29中 预先设定的时间差η主动提前的时刻，每隔一定的时间间隔ΔΤ，将开始测定动作的信号输 出至激光振荡器40、CXD照相机45等。于是，激光振荡器40产生激光L，该激光L照射在工件9上。在工件9上的被测定 点S漫反射的激光L被CXD照相机45摄像，基于该摄像的数据生成2维图像数据。距离运算部49基于2维图像数据算出距离D。于是，发送接收控制部50进行将包 含距离运算部49算出的距离D等的测定数据的信号F，通过无线机48发送至发送接收部 22的处理。在本实施例中，测定指令f的信号F从发送接收部22使用无线发送至测定头8。 当测定头8接收该测定指令f时，在以预测系统29中预先设定的时间差η主动提前的时刻， 每隔一定的时间间隔ΔΤ，以非接触的方式测定从测定头8到工件9的距离D。测定头8相对于机床1的主轴4，利用ATC14自动地进行交换安装。在测定动作 时，测定头8不与工件9接触。因此，测定头8能够以高速并且以不振动或低振动的方式安 全地进行扫描，并且能够在短时间对工件9进行较宽范围的测定。接着，对本实用新型的原理进行说明。在图21、图22、图24中，本实用新型的前提为没有设置预测系统29、并且在下述条 件1和条件2的情况下。并且，图24中示出的波形图的横轴为时间t。(条件1)假设发送接收部22的脉冲输出部24每隔一定的时间间隔ΔΤ，将从NC 装置13取得位置数据的定时脉冲Pa输出至控制器25。并且，假设按照定时脉冲Pa，控制 器25在时间tl时从NC装置13读取取得测定头8的位置数据。(条件2)假设在发送接收部22从脉冲输出部24将定时脉冲Pa输出至控制器25 的同时，每隔一定的时间间隔Δ T将测定指令f输出至测定头8，该测定指令f的时间间隔 Δ T与定时脉冲Pa的脉冲间隔Δ T相同。当发送接收部22在时间tl将测定指令f输出时，利用无线的信号F被发送至测 定头8。在测定指令f通过利用无线的信号F到达测定头8之后的时间t2，测定头8基于 测定指令f测定到工件9的距离D。由于在测定指令f流过的路径上存在利用无线的信号F和利用测定头8进行的处 理，因此，从利用发送接收部22输出测定指令f，到利用测定头8测定距离D，需要比较长的 “延迟时间”。从在时间tl测定指令f从发送接收部22输出之后到达测定头8，直到在时间t2 测定头8测定距离D为止的延迟时间Δn，通过下面的公式运算。Δη = t2-tl......(7)另一方面，控制器25按照定时脉冲Pa，在时间tl从NC装置13读取取得测定头8 的位置数据。S卩，控制器25取得时间tl时的测定头8相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置数据。在本实施例中，取得垂直3轴方向的位置数据X、Y、Z。 由于控制器25内藏于NC装置13内，并且脉冲输出部24输出的定时脉冲Pa通过 电缆60输出至控制器25，所以延迟时间很短。因此，控制器25按照时间tl时定时脉冲Pa 的信号，立即从NC装置13取得测定头8的位置数据。测定头8测定到工件9的距离D时的延迟时间Δη、与控制器25取得测定头8的 垂直3轴方向的位置数据时延迟时间(在该情况下为零)的差，成为作为规定参数的时间 差η，能够通过下面的公式运算。η = Δ η-0......(8)这样，时间差η基于图24以及上述公式⑵等而算出。该时间差η为测定头8安 装于机床1状态的系统中固有的值。因此，只要不对机床1和测定头8进行部分改造或交 换，那么系统固有的时间差η在理论上是一定值。因此，在设置机床1并且特别指定所使用的测定头8之后，在第1次试验操作中设 定时间差η。并且，也存在机床1的使用者在每次改变工件9的加工条件或者改变工件9的 种类时，进行一次或者多次的时间差η的确认、变更的情况。这样，能够更加准确地设定时 间差η。接着，对在测定头8上设置有预测系统29的工件测定装置220进行说明。如图21、图22、图25所示，在发送接收部22从脉冲输出部24将定时脉冲P输出 至控制器25的同时，每隔一定的时间间隔△ T将测定指令f输出至测定头8。从脉冲输出 部24输出的定时脉冲P成为一定的时间间隔ΔΤ的时刻。并且，图25中示出的波形图的 横轴为时间t。当控制器25接收定时脉冲P时，每隔一定的时间间隔Δ T从NC装置13读取取得 测定头8的位置数据。另一方面，发送接收部22将测定指令f的信号F发送至测定头8。当测定头8接 收测定指令f时，在以设置于该测定头8的预测系统29中预先设定的上述时间差η主动提 前的时刻，每隔一定的时间间隔ΔΤ对工件9进行测定。该时间差η在预测系统29中被预 先设定，并且被储存于预测系统29。结果，使控制器25取得测定头8的位置数据的第1时间Tl、与测定头8对工件9 进行测定的第2时间Τ2 —致(参照图25中的标号H)。接着，对利用工件测定装置220测定工件9的步骤进行说明。首先，利用测定用程序调出测定头8。测定头8利用ATC14安装于主轴4，并且定 位于测定(扫描)的开始点。接着，通过测定用程序中的M代码指令，控制装置23输出测定开始的指令。于是， NC装置13、控制器25、控制装置23、发送接收部22等成为测定准备状态。通过测定用程序 的移动指令，使测定头8在工件9的上方开始移动。在发送接收部22通过电缆60每隔一定的时间间隔Δ T (16msec)从脉冲输出部24 将定时脉冲P输出至控制器25的同时，每隔一定的时间间隔Δ T将测定指令f输出至测定 头8。当脉冲输出部24输出最初的脉冲信号Ptl时，控制器25在第1时间Tl进行读取动 作(取得动作)。即，当控制器25接收定时脉冲P时，按照最初的信号Pb，每隔一定的时间间隔Δ T (16msec)从NC装置13读取测定头8的各轴(X、Y、Z轴)的现在位置信息53、54、 55 (位置数据)。并且，该位置数据成为第1时间Tl的数据，被依次保存于缓冲存储器16。发送接收部22，每隔一定的时间间隔Δ T将测定指令f输出至测定头8。此时，定 时脉冲P配合于测定指令f的时刻使用，以不产生时间性的偏移。即，虽然当经过较长时间 时，时刻逐渐偏移，但是定时脉冲P防止了该时间性的偏移产生。由于发送接收部22的测定指令f作为利用无线的信号F而发送，因此稍稍延迟地 输入至测定头8。当测定头8从发送接收部22接收测定指令f时，在以设置于该测定头8的预测系 统29中预先设定的时间差η主动提前的时刻，测定头8开始工件9的测定动作。在这之后， 发送接收部22，在以预先设定于预测系统29中的时间差η主动提前的时刻，每隔一定的时 间间隔Δ Τ，将测定指令f发送至测定头8。S卩，测定头8测定从测定头8到工件9的距离D，并且将其测定结果(测定数据) 送回至发送接收部22。此时，从发送接收部22输出的测定指令f的信号F通过无线发送至 测定头8，同时在测定头8内被处理。在经过这些无线发送和测定头8内的处理所需的时间 Δη 之后，测定头8按照测定指令f在第2时间T2测定距离D。在该情况下，在预测系统29中预先设定并储存上述时间差n，使控制器25读取测 定头8的位置数据Cl的时刻、与测定头8测定距离D的时刻一致(图25的标号H)。结果，第1时间Tl与第2时间T2成为相同的时间。利用测定头8进行测定的动 作、与利用控制器25进行位置数据的取得的动作，总是在同一时刻反复进行。发送接收部22将从测定头8接收的测定数据Bl发送至控制装置23。该测定数据 Bl被依次储存于测定数据储存部21。每当控制器25从NC装置13读取测定头8的位置数据并在缓冲存储器16中追加 储存一次，就将控制器25内的存储器地址计数器(最新地址计数器)38的数值加起来一 次。最后，将写入的地址保持在缓冲存储器16中。控制装置23依次读取储存在缓冲存储器16内的一系列位置数据Cl，并依次保管 在控制装置23内的位置数据储存部26中。此时，将应当在缓冲存储器16内读取的一系列 位置数据的最前头地址，在控制装置23的开始地址存储器(开始地址计数器)37保持，每 次读取位置数据就更新开始地址存储器(开始地址计数器)37的值。并且，应当读取的一 系列位置数据的最终地址，利用控制器25内的存储器地址计数器(最新地址计数器)38示 出ο这样，重复进行从“发送接收部22从脉冲输出部24输出定时脉冲P的同时，将测 定指令f输出至测定头8”的步骤，到“控制装置23依次读取储存在缓冲存储器16内的一 系列位置数据Cl，并依次保管在位置数据储存部26中，此时，将应当在缓冲存储器16内读 取的一系列位置数据的最前头地址，在控制装置23的开始地址存储器37保持，每次读取位 置数据就更新开始地址存储器37的值”的步骤。当程序中的M代码指令输出时，控制装置23将测定完成的指令输出至控制器25 和发送接收部22。于是，利用工件测定装置220的测定完成，脉冲输出部24完成定时脉冲 P的脉冲信号的输出。并且，在控制装置23内删除保管在位置数据储存部26的一系列位置数据Cl中的
39第1个位置数据。这是因为在测定开始时，相当于最初位置数据的测定数据不存在。并且，在控制装置23内删除保管在测定数据储存部21的一系列位置数据Bl中的 最后1个位置数据。这是因为相当于最后测定数据的位置数据不存在。接着，运算处理部27综合各个时刻的位置数据和测定数据，算出工件9的2维形 状数据或3维形状数据。在本实用新型中，发送接收部22和控制装置23只要处理必要的最小限度的测定 数据Bl就可以。因此，数据处理的负荷变小，测定数据储存部21和位置数据储存部26的 各存储容量也相应地较小即可。由于缓冲存储器16设置于NC装置13，因此能够将测定头8的垂直3轴方向(X轴 方向、Y轴方向、Z轴方向)的位置数据Cl临时储存于缓冲存储器16。之后，按照从开始地址存储器(开始地址计数器)37输出的指令和存储器地址计 数器(最新地址计数器)38的指令，能够将多个位置数据Cl整理并依次储存于位置数据储 存部26。因此，控制器25、缓冲存储器16、以及控制装置23处理位置数据Cl的负担也较小 即可。运算处理部27基于储存在测定数据储存部21的必要的最小限度的测定数据Bi、 以及储存在位置数据储存部26的测定头8的垂直3轴方向的位置数据Cl进行运算。因此， 得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。这样，工件9上的多个被测定点S的各坐标的数据(2维形状数据或3维形状数 据)被算出。该多个被测定点S的各坐标的数据输出至与控制装置23分别设置的运算装 置(例如，个人计算机)28。运算装置28进行使多个被测定点S的坐标集合的运算。从而， 得到工件9的立体图，即3维形状E。图26示出从发送接收部22和控制器25输入至控制装置23的测定距离D的数据、 垂直3轴方向的位置数据Cl、以及基于这些测定距离D的数据和位置数据Cl算出的结果。 该算出结果为3维形状数据(即，工件9上的被测定点S的坐标)。如上所述，在本实用新型的工件测定装置220中，当测定头8从接收部22接收测 定指令f时，在以预先设定于测定头8的预测系统29中的时间差η主动提前的时刻，每隔 一定的时间间隔ΔΤ，对工件9进行测定。结果，控制器25取得测定头8的位置数据的第1时间Tl、与测定头8通过测定指 令f测定工件9的第2时间T2同期。因此，控制装置23基于测定头8的垂直3轴方向的位置数据Cl和必要的最小限 度的测定数据Bl进行运算处理。因此，能够得到工件9的2维形状数据或3维形状数据。 结果，得到工件9的高精度的2维形状或3维形状。测定头8以非接触的状态对工件9进行测定。因此，在将测定头8相对于机床1 的主轴4自动交换安装之后，测定头8能够以高速并且以不振动或低振动的方式安全地进 行扫描，并且能够在短时间对工件9进行较宽范围的测定。在上述说明中，示出了脉冲输出部24以16msec的脉冲间隔将定时脉冲P输出的 情况。由于使用该定时脉冲P是为了确认数据取得的时刻，因此脉冲间隔以及测定的间隔 没有限制，可以是任意值。关于利用工件测定装置220进行的测定完成，如果定时脉冲P的脉冲信号不以预先设定的脉冲间隔(16msec)输入至控制器25，控制器25判断测定完成。在该判定方法的情况下，假设脉冲间隔为较长的值(例如160msec)。在该情况下， 即使发送接收部22从控制装置23接收测定完成的指令，到控制器25在160msec的较长时 间后认识到定时脉冲P没有来为止，控制器25取得位置数据Cl并继续输出至控制装置23。 结果，在测定结束之前，浪费了特意在控制装置23取得的位置数据Cl。因此，优选的是，控制装置23不仅将测定完成的指令发送至发送接收部22，还发 送至控制器25，当该控制器25接收上述指令时，完成测定。因此，不会发生控制装置23在 测定完成之前取得不需要的数据的浪费的情况。图27是预测系统29设置于发送接收部22的另一例的工件测定装置220a的概略 构成图，图28是图27中示出的测定头8a的框图。并且，省略与工件测定装置220相同的 构成的说明，对不同的构成进行说明。如图21、图27、图28所示，工件测定装置220a能够通过可装卸地安装于机床1的 主轴4的测定头8a，以非接触(或者接触)的状态对工件9进行测定。工件测定装置220a具有NC装置13、可装卸地安装于机床1的主轴4并且对工件 9进行测定的测定头8a、在与测定头8a之间进行发送接收的发送接收部22a、以及控制工 件测定装置220a的控制装置23。预测系统29设置于发送接收部22a，没有设置于测定头 8a0工件测定装置220a进一步包括控制器25、以及脉冲输出部24。发送接收部22a具 有时钟17、脉冲输出部24、以及预测系统29。并且，也存在预测系统29与发送接收部22a 分开另行设置的情况。脉冲输出部24将具有对应于时钟17的一定时间间隔Δ T的脉冲间隔Δ T的定时 脉冲P，通过电缆60输出至控制器25。定时脉冲P在发送接收部22a配合于时刻而使用。在用工件测定装置220a对工件9进行测定的情况下，发送接收部22a从脉冲输出 部24将定时脉冲P通过电缆60输出至控制器25。与此同时，发送接收部22a每隔一定的 时间间隔Δ T生成测定指令f。测定指令f为配合定时脉冲P的时刻的指令。当控制器25接收定时脉冲P时，每隔一定的时间间隔Δ T从NC装置13读取取得 测定头8的位置数据。在发送接收部22a与安装于主轴4状态的测定头8a之间，通过无线来发送接收测 定指令f、测定数据等的信号F。测定头8通过接收的测定指令f，每隔一定的时间间隔Δ T对工件9进行测定。测 定指令f为与一定的时间间隔ΔΤ的时刻相比，以在设置于发送接收部22a的预测系统29 中预先设定的时间差n，主动提前、并且配合了定时脉冲P的时刻从发送接收部22a输出至 8a的指令。在该情况下，测定头8a测定从测定头8a到工件9的距离D。被测定的数据信号F 利用无线从测定头8a发送至发送接收部22a。发送接收部22a从测定头8a接收的测定数 据Bl输出至控制装置23。结果，使控制器25读取取得测定头8a的位置数据Cl的第1时间Tl、与测定头8a 通过测定指令f对工件9进行测定的第2时间T2 —致(参照图25中的标号H)。第1时间Tl是控制器25每隔一定的时间间隔Δ T，从NC装置13取得测定头8a相对于工件9上的被测定点S的至少2轴方向的位置数据的时间。第2时间T2是测定头8a每隔一定的时间间隔ΔΤ测定从测定头8a到工件9的 距离D的时间。因此，利用控制器25进行位置数据Cl的取得的动作、以及在该时刻利用测定头8a 进行工件9的测定的动作，总是在同一时刻(S卩，同时)每隔一定的时间间隔ΔΤ重复进行。S卩，控制器25从NC装置13读取取得测定头8a相对于工件9上的被测定点S的 至少2轴方向(Z轴方向、X轴方向)的位置数据Cl。在该控制器25的动作的同时，并且每隔一定的时间间隔ΔΤ，测定头8a测定从该 时刻的测定头8a到工件9的距离D。在控制器25取得的测定头8a的位置数据Cl输出至控制装置23。并且，发送接收 部22a将测定指令f发送至测定头8a之后，将从该测定头8a接收的测定数据Bl输出至控 制装置23。控制装置23基于位置数据Cl和测定数据Bl进行运算，从而得到工件9的2维形 状数据或3维形状数据。控制器25具有将从NC装置13读取的测定头8a的位置数据Cl临时储存的缓冲 存储器16。当控制器25取得测定头8a的位置数据Cl时，将该位置数据Cl临时储存于缓 冲存储器16，之后从缓冲存储器16输出至控制装置23。控制装置23将从发送接收部22a发送来的测定数据Bl依次储存于测定数据储存 部21。发送接收部22a的预测系统29将对于测定头8a的测定指令f，以在预测系统29 中预先设定的时间差η主动提前。这样，利用控制器25进行位置数据Cl的取得的动作、以 及在该时刻利用测定头8a进行工件9的测定的动作，总是在同一时刻(即，同时)每隔一 定的时间间隔ΔT重复进行。根据上述构成的工件测定装置220a，实现与工件测定装置220相同的作用效果。并且，在设置本实用新型的工件测定装置220 (或者，工件测定装置220a)的变形 例中，使用与图19中示出的加工机相同的5轴加工机(机床)。如果将工件测定装置220、220a设置于该5轴加工机，能够使测定头8、8a与工件 相对旋转。因此，能够用测定头8、8a自如地测定工件的上面、侧面、以及倾斜面等，并且能 够在较宽范围对工件进行2维测定或者3维测定。以上，虽然对本实用新型的实施例(包含变形例，以下相同)进行了说明，但是本 实用新型并不限于上述实施例，在本实用新型的要点的范围内，能够进行各种变形、附加寸。并且，各图中相同的标号表示相同或相当的部分。产业上的可利用性本实用新型的机床中的工件测定装置，除了适用于加工中心以及复合加工机以 外，还适用于车床、铣床、磨床等机床，并且能够以非接触(或者接触)的状态对工件进行测定。
4权利要求一种机床中的工件测定装置，是通过可装卸地安装于机床(1)的主轴(4)的测定头(8)，能够以非接触的状态对工件(9)进行测定的工件测定装置(20)，其特征在于，当测定头用定时脉冲(P1)的指令输出至所述测定头(8)时，所述测定头(8)测定从该时刻的所述测定头(8)到所述工件的距离(D)，当位置数据用定时脉冲(P2)的指令输出至NC装置(13)时，所述NC装置取得包含所述测定头相对于所述工件上的被测定点(S)进行所述距离的测定的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头进行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置，与输出至所述测定头的所述测定头用定时脉冲(P1)相比，通过延迟电路(15)将输出至所述NC装置(13)的所述位置数据用定时脉冲(P2)，以预先设定的时间差(n)主动延迟输出，通过将所述2个定时脉冲以具有所述时间差(n)的方式输出，使所述测定头(8)通过所述测定头用定时脉冲(P1)的指令来测定相对于所述工件的所述距离的第1时间(T1)、和所述NC装置通过所述位置数据用定时脉冲(P2)的指令来取得所述测定头相对于所述被测定点(S)的所述至少2轴方向的位置的第2时间(T2)一致，所述工件测定装置(20)包括控制所述机床的所述NC装置(13)；在与所述测定头之间进行发送接收的发送接收部(22)；以及控制所述工件测定装置的控制装置(23)；可编程控制器(25)的脉冲输出部(24)在将所述测定头用定时脉冲(S 1)输出至所述发送接收部的同时，通过所述延迟电路(15)将所述位置数据用定时脉冲(P2)输出至所述NC装置，当所述NC装置(13)通过所述延迟电路，从所述脉冲输出部接收所述位置数据用定时脉冲(P2)时，在取得所述测定头的所述位置数据(C)之后输出至所述控制装置(23)，所述发送接收部(22)将从所述脉冲输出部(24)接收的所述测定头用定时脉冲(P1)发送至所述测定头，并且将从所述测定头接收的测定数据(B1)输出至所述控制装置(23)，所述控制装置(23)通过基于所述位置数据和所述测定数据进行运算，得到所述工件的2维形状数据或3维形状数据。
2.一种机床中的工件测定装置，是通过可装卸地安装于机床(1)的主轴(4)的测定头 (8)，能够以非接触的状态对工件(9)进行测定的工件测定装置(20a)，其特征在于，当测定头用定时脉冲(Pl)的指令输出至所述测定头(8)时，所述测定头(8)测定从该 时刻的所述测定头到所述工件的距离(D)，当位置数据用定时脉冲(P2)的指令输出至NC装置(13a)时，所述NC装置(13a)取得 包含所述测定头相对于所述工件上的被测定点(S)进行所述距离的测定的第1轴方向(Z 轴方向)、和所述测定头进行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置，设置延迟电路(15)，与所述位置数据用定时脉冲(P2)相比，将所述测定头用定时脉冲 (Pl)以预先设定的时间差(η)主动提前输出或者延迟输出，通过将所述2个定时脉冲以具有所述时间差的方式输出，使所述测定头(8)通过所述 测定头用定时脉冲(Pl)的指令来测定相对于所述工件的所述距离的第1时间(Tl)、和所述 NC装置(13a)通过所述位置数据用定时脉冲(P2)的指令来取得所述测定头相对于所述被 测定点的所述至少2轴方向的位置的第2时间(T2) —致，所述工件测定装置(20a)包括控制所述机床的所述NC装置(13a)；在与所述测定头之间进行发送接收并具有脉冲输出部(24)的发送接收部(22a)；以及控制所述工件测定装 置(20a)的控制装置(23)；所述发送接收部的所述脉冲输出部(24)在将所述测定头用定时脉冲(Pl)发送至所述 测定头的同时，通过所述延迟电路(15)将所述位置数据用定时脉冲(P2)输出至所述NC装 置，当所述NC装置(13a)通过所述延迟电路，从所述脉冲输出部接收所述位置数据用定时 脉冲(P2)时，在取得所述测定头的所述位置数据(C)之后输出至所述控制装置(23)，所述发送接收部(22a)将所述脉冲输出部的所述测定头用定时脉冲(Pl)发送至所述 测定头，并且将从所述测定头接收的测定数据输出至所述控制装置(23)，所述控制装置通过基于所述位置数据(C)和所述测定数据(Bi)进行运算，得到所述工 件的2维形状数据或3维形状数据。
3.根据权利要求2所述的机床中的工件测定装置(20a)，其特征在于，所述NC装置(13a)具有储存所述测定头的所述位置数据的缓冲存储器(16)， 当所述NC装置(13a)接收所述位置数据用定时脉冲(P2)时，取得所述测定头的所述 位置数据(C)，并且在临时储存于所述缓冲存储器(16)之后输出至所述控制装置(23)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机床中的工件测定装置，其特征在于， 所述测定头(8)通过自动工具交换装置(14)相对于所述主轴(4)自动交换， 在用安装于所述主轴(4)的工具对所述工件进行加工的工序中途，设置用安装于所述主轴的所述测定头(8)对所述工件进行测定的工序，使加工动作和测定动作连续。
5.一种机床中的工件测定装置，是具有控制机床(1、101)的NC装置(13)、可装卸地安 装于所述机床的主轴(4、104)并且对工件(9、9x)进行测定的测定头(8)、在与所述测定头 之间进行发送接收的发送接收部(22)、以及控制工件测定装置(120)的控制装置(23)，并 且对所述工件进行测定的装置(120)，其特征在于，所述工件测定装置(120)包括可编程控制器(25)，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置(13)取得包含所述测定头相 对于所述工件上的被测定点(S)的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头(8)进行扫描的 第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部(24)，将具有对应于所述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲(P)，输出 至所述发送接收部(22)；所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据(Cl)， 在该取得动作的时刻，所述脉冲输出部(24)将所述定时脉冲(P)输出， 通过以预测系统(29)中预先设定的时间差(η)主动提前于所述一定时间间隔的时刻 输出、并且配合于所述定时脉冲的时刻的测定指令，所述测定头(8)对所述工件进行测定， 结果，使所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据的第1时间(Tl)、和 所述测定头通过所述测定指令对所述工件进行测定的第2时间(Τ2) —致。
6.一种机床中的工件测定装置，是具有控制机床(1、101)的NC装置(13)、可装卸地安 装于所述机床的主轴(4、104)并且对工件(9、9χ)进行测定的测定头(8)、在与所述测定头 之间进行发送接收的发送接收部(22)、以及控制工件测定装置(120)的控制装置(23)，并 且对所述工件进行测定的装置(120)，其特征在于，所述工件测定装置(120)包括可编程控制器(25)，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置(13)取得包含所述测定头相 对于所述工件上的被测定点(S)的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头(8)进行扫描的 第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部(24)，将具有对应于所述一定时间间隔的脉冲间隔的定时脉冲(P)，输出 至所述发送接收部(22)；所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据(Cl)， 在该取得动作的时刻，所述脉冲输出部(24)将所述定时脉冲(P)输出， 通过以预测系统(29)中预先设定的时间差(η)主动提前于所述一定时间间隔的时刻 输出、并且配合于所述定时脉冲的时刻的测定指令，所述测定头(8)对所述工件进行测定， 结果，使所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据的第1时间(Tl)、和 所述测定头通过所述测定指令对所述工件进行测定的第2时间(Τ2) —致，并且利用所述可 编程控制器(25)进行所述位置数据(Cl)的取得的动作、以及在该时刻利用所述测定头进 行所述工件的测定的动作，总是在同一时刻每隔所述一定的时间间隔重复进行，利用所述可编程控制器(25)取得的所述测定头的所述位置数据(Cl)输出至所述控制 装置(23)，在所述发送接收部(22)将所述测定指令(f)发送至所述测定头(8)之后，将从所述测 定头接收的测定数据(Bi)输出至所述控制装置(23)，所述控制装置(23)通过基于所述位置数据(Cl)和所述测定数据(Bi)进行运算，得到 所述工件的2维形状数据或3维形状数据。
7.根据权利要求5或6所述的机床中的工件测定装置(120)，其特征在于，所述预测系 统(29)设置于所述发送接收部(22)或者所述测定头(8)。
8.根据权利要求5或6所述的机床中的工件测定装置(120)，其特征在于，所述测定头(8)通过自动工具交换装置(14)相对于所述主轴(4、104)自动交换， 在用安装于所述主轴的工具对所述工件进行加工的工序中途或者加工工序之后，设置 用安装于所述主轴的所述测定头对所述工件进行测定的工序，使加工动作和测定动作按顺 序或者按照与其相反的顺序连续。
9.一种机床中的工件测定装置，是具有控制机床(1、101)的NC装置(13)、可装卸地安 装于所述机床的主轴(4、104)并且对工件(9、9x)进行测定的测定头(8)、在与所述测定头 之间进行发送接收的发送接收部(22)、以及控制工件测定装置(220)的控制装置(23)，并 且对所述工件进行测定的装置(220)，其特征在于，所述工件测定装置(220)包括可编程控制器(25)，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置(13)取得包含所述测定头 (8)相对于所述工件上的被测定点(S)的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头进行扫描 的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部(24)，设置于所述发送接收部(22)，将具有对应于所述一定时间间隔的脉 冲间隔的定时脉冲(P)输出；所述发送接收部(22)在将所述定时脉冲从所述脉冲输出部(24)输出至所述可编程控 制器(25)的同时，每隔所述一定的时间间隔，将测定指令(f)输出至所述测定头(8)，当所述可编程控制器(25)接收所述定时脉冲(P)时，每隔所述一定的时间间隔，取得 所述测定头的所述位置数据(Cl)，当所述测定头(8)接收所述测定指令(f)时，在以设置于所述测定头(8)的预测系统 (29)中预先设定的时间差(η)主动提前的时刻，每隔所述一定的时间间隔对所述工件进行 测定，结果，使所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据(Cl)的第1时间 (Tl)、和所述测定头对所述工件进行测定的第2时间(Τ2) —致。
10.一种机床中的工件测定装置，是具有控制机床(1、101)的NC装置(13)、可装卸地 安装于所述机床的主轴(4、104)并且对工件进行测定的测定头(8a)、在与所述测定头之间 进行发送接收的发送接收部(22a)、以及控制工件测定装置(220a)的控制装置(23)，并且 对所述工件进行测定的装置(220a)，其特征在于，所述工件测定装置(220a)包括可编程控制器(25)，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置(13)取得包含所述测定头 (8a)相对于所述工件上的被测定点(S)的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头(8a)进 行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部(24)，设置于所述发送接收部(22a)，将具有对应于所述一定时间间隔的 脉冲间隔的定时脉冲(P)输出；所述发送接收部(22a)在将所述定时脉冲从所述脉冲输出部(24)输出至所述可编程 控制器(25)的同时，每隔所述一定的时间间隔生成测定指令(f)，当所述可编程控制器(25)接收所述定时脉冲(P)时，每隔所述一定的时间间隔，取得 所述测定头的所述位置数据(Cl)，所述测定头(8a)，通过以设置于所述发送接收部(22a)的预测系统(29)中预先设定的 时间差(η)主动提前于所述一定时间间隔的时刻、并且配合于所述定时脉冲的时刻而从所 述发送接收部输出至所述测定头的测定指令(f)，每隔所述一定的时间间隔对所述工件进 行测定，结果，使所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据(Cl)的第1时间 (Tl)、和所述测定头(8a)通过所述测定指令对所述工件进行测定的第2时间(T2) —致。
11.一种机床中的工件测定装置，是具有控制机床(1、101)的NC装置(13)、可装卸地 安装于所述机床的主轴(1、104)并且对工件(9、9x)进行测定的测定头(8)、在与所述测定 头之间进行发送接收的发送接收部(22)、以及控制工件测定装置(220)的控制装置(23)， 并且对所述工件进行测定的装置(220)，其特征在于，所述工件测定装置(220)包括可编程控制器(25)，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置(13)取得包含所述测定头 (8)相对于所述工件上的被测定点(S)的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头进行扫描 的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部(24)，设置于所述发送接收部(22)，将具有对应于所述一定时间间隔的脉 冲间隔的定时脉冲(P)输出；所述发送接收部(22)在将所述定时脉冲从所述脉冲输出部(24)输出至所述可编程控 制器(25)的同时，每隔所述一定的时间间隔，将测定指令(f)输出至所述测定头(8)，当所述可编程控制器(25)接收所述定时脉冲(P)时，每隔所述一定的时间间隔，取得 所述测定头的所述位置数据(Cl)，当所述测定头(8)接收所述测定指令(f)时，在以设置于所述测定头(8)的预测系统 (29)中预先设定的时间差(η)主动提前的时刻，每隔所述一定的时间间隔对所述工件进行 测定，结果，使所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据(Cl)的第1时间 (Tl)、和所述测定头对所述工件进行测定的第2时间(Τ2) —致，并且利用所述可编程控制 器(25)进行所述位置数据(Cl)的取得的动作、以及在该时刻利用所述测定头(8)进行所 述工件的测定的动作，总是在同一时刻每隔所述一定的时间间隔重复进行，利用所述可编程控制器(25)取得的所述测定头的所述位置数据(Cl)输出至所述控制 装置(23)，在所述发送接收部(22)将所述测定指令发送至所述测定头之后，将从所述测定头接 收的测定数据(Bi)输出至所述控制装置(23)，所述控制装置(23)通过基于所述位置数据(Cl)和所述测定数据(Bi)进行运算，得到 所述工件的2维形状数据或3维形状数据。
12. —种机床中的工件测定装置，是具有控制机床(1、101)的NC装置(13)、可装卸地 安装于所述机床的主轴(4、104)并且对工件进行测定的测定头(8a)、在与所述测定头之间 进行发送接收的发送接收部(22a)、以及控制工件测定装置(220a)的控制装置(23)，并且 对所述工件进行测定的装置(220a)，其特征在于， 所述工件测定装置(220a)包括可编程控制器(25)，每隔一定的时间间隔，从所述NC装置(13)取得包含所述测定头 (8a)相对于所述工件上的被测定点(S)的第1轴方向(Z轴方向)、和所述测定头(8a)进 行扫描的第2轴方向(X轴方向)的至少2轴方向的位置数据；以及脉冲输出部(24)，设置于所述发送接收部(22a)，将具有对应于所述一定时间间隔的 脉冲间隔的定时脉冲(P)输出；所述发送接收部(22a)在将所述定时脉冲从所述脉冲输出部(24)输出至所述可编程 控制器(25)的同时，每隔所述一定的时间间隔生成测定指令(f)，当所述可编程控制器(25)接收所述定时脉冲(P)时，每隔所述一定的时间间隔，取得 所述测定头的所述位置数据(Cl)，所述测定头(8a)，通过以设置于所述发送接收部(22a)的预测系统(29)中预先设定的 时间差(η)主动提前于所述一定时间间隔的时刻、并且配合于所述定时脉冲的时刻而从所 述发送接收部输出至所述测定头的测定指令(f)，每隔所述一定的时间间隔对所述工件进 行测定，结果，使所述可编程控制器(25)取得所述测定头的所述位置数据(Cl)的第1时间 (Tl)、和所述测定头(8a)通过所述测定指令对所述工件进行测定的第2时间(T2) —致，并 且利用所述可编程控制器(25)进行所述位置数据的取得的动作、以及在该时刻利用所述 测定头(8a)进行所述工件的测定的动作，总是在同一时刻每隔所述一定的时间间隔重复 进行，利用所述可编程控制器(25)取得的所述测定头的所述位置数据(Cl)输出至所述控制装置(23)，在所述发送接收部(22a)将所述测定指令发送至所述测定头之后，将从所述测定头接 收的测定数据(Bi)输出至所述控制装置(23)，所述控制装置(23)通过基于所述位置数据和所述测定数据进行运算，得到所述工件 的2维形状数据或3维形状数据。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的机床中的工件测定装置(220、220a)，其特征 在于，所述测定头(8、8a)通过自动工具交换装置(14)相对于所述主轴(4、104)自动交换， 在用安装于所述主轴的工具对所述工件进行加工的工序中途或者加工工序之后，设置 用安装于所述主轴的所述测定头(8、8a)对所述工件进行测定的工序，使加工动作和测定 动作按顺序或者按照与其相反的顺序连续。
专利摘要本实用新型提供一种机床中的工件测定装置(20)。在该工件测定装置中，当测定头用脉冲的指令输出时，测定头(8)测定在该时刻到达工件(9)的距离D。当位置数据用脉冲的指令输出时，NC装置(13)取得测定头相对于工件上的被测定点的位置。与测定头用脉冲相比，通过延迟电路(15)将位置数据用脉冲以时间差主动延迟输出。使测定头通过测定头用脉冲的指令测定距离的第1时间、与第2时间一致。第2时间是NC装置通过位置数据用脉冲的指令取得测定头的位置的时间。因此，能够用必要的最小限度的测定数据进行高精度的3维测定，测定头能够高速安全地进行扫描，并且能够在短时间进行较宽范围的测定。
文档编号B23Q17/20GK201711817SQ201020126978
公开日2011年1月19日 申请日期2010年2月23日 优先权日2009年2月24日
发明者坂元聪介, 小松雅广, 森田尚义, 樫原圭藏, 滨中宏和, 薮田昌美, 藤岛诚, 西川静雄, 赤井良纯 申请人:株式会社森精机制作所