特許 5792251 誤差補正量作成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5792251

(24)【登録日】2015年8月14日

(45)【発行日】2015年10月7日

(54)【発明の名称】誤差補正量作成装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/404 20060101AFI20150917BHJP

   B23Q 15/24 20060101ALI20150917BHJP

   B23Q 15/26 20060101ALI20150917BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/404 G

   B23Q15/24

   B23Q15/26

【請求項の数】5

【全頁数】54

(21)【出願番号】特願2013-202358(P2013-202358)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-69355(P2015-69355A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2014年10月21日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】劉 兆甲

【審査官】 牧 初

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１０４７５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１０５１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５１７５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／１８−１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２−１９／４６

Ｂ２３Ｑ １５／００−１５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

数値制御装置で制御される直線軸３軸および回転軸２軸を有する５軸加工機のための誤差補正量を作成する装置である誤差補正量作成装置において、
前記回転軸２軸のうち、１番目の軸を任意角度に固定して、２番目の軸を等間隔または不等間隔に分割した各位置における測定機が測定した並進誤差と回転誤差、および、２番目の軸を任意角度に固定して、１番目の軸を等間隔または不等間隔に分割した各位置における測定機が測定した並進誤差と回転誤差を入力し演算用測定データとする測定データ入力部と、
前記演算用測定データから前記回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に前記等間隔または不等間隔の格子状領域に分割し各格子点における並進誤差補正量である回転軸依存並進誤差補正量および回転誤差補正量である回転軸依存回転誤差補正量の少なくとも一方を求める誤差補正量演算部と、
前記５軸加工機を制御する前記数値制御装置に前記回転軸依存並進誤差補正量および前記回転軸依存回転誤差補正量の少なくとも一方を出力する誤差補正量出力部を有することを特徴とする誤差補正量作成装置。

【請求項2】

前記誤差補正量作成装置は、前記数値制御装置とは独立している前記誤差補正量作成装置である請求項１に記載の誤差補正量作成装置。

【請求項3】

前記誤差補正量作成装置は、前記数値制御装置の中に存在する前記誤差補正量作成装置である請求項１に記載の誤差補正量作成装置。

【請求項4】

前記５軸加工機は前記回転軸２軸によってテーブルを回転するテーブル回転形５軸加工機である請求項１〜３の何れか１つに記載の誤差補正量作成装置。

【請求項5】

前記５軸加工機は前記回転軸２軸によってヘッドを回転するヘッド回転形５軸加工機である請求項１〜３の何れか１つに記載の誤差補正量作成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直線軸３軸および回転軸２軸を有する５軸加工機において、測定機が測定した測定データから、前記回転軸２軸に対する回転軸依存並進補正量および回転軸依存回転補正量の少なくとも一方を求め、誤差補正量を作成する誤差補正量作成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直線軸３軸および回転軸２軸を有する５軸加工機において、移動指令に従って回転軸を移動した時に、回転軸に依存する（つまり、回転軸の回転量に応じた）誤差が生じる。そのため、精度の高い加工を行う場合には、回転軸依存の誤差補正量により、回転軸に依存する誤差を補正する必要がある。

【0003】

特許文献１や非特許文献１には、測定機を用いて測定して得られた測定データから、回転軸依存の並進誤差量および回転誤差量を求め、誤差補正テーブルを作成することで、回転軸依存の誤差を補正することが開示されている。

【0004】

特許文献１は、５軸加工機において、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔に分割し、分割した各位置における測定データから、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔の格子状領域に分割した各格子点における回転軸依存の並進誤差量および回転誤差量を求める技術が開示されている。

【0005】

非特許文献１は、回転軸回転中心の誤差は回転に伴って変化しないことを前提として、５軸加工機において、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔の格子状領域に分割し、回転軸２軸の角度がすべて０度である位置における測定データから、各格子点における回転軸依存の並進誤差量および回転誤差量を求める技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４３２７８９４号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】公開技報２００９−５０５１３７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に開示された技術では、分割した各位置における誤差の測定に時間がかかる。また、非特許文献１に開示された技術では、回転軸回転中心の誤差が回転に伴って変化する場合に対応できない。

【0009】

そこで本発明の目的は、回転軸回転中心の誤差が回転に伴って変化する場合にも対応できるとともに、少ない測定データから、回転軸依存の並進誤差補正量および回転軸依存の回転誤差補正量の少なくとも一方を求めることで、誤差の測定を簡単化し、誤差補正量の算出を高速化することが可能な誤差補正量作成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願の請求項１に係る発明は、数値制御装置で制御される直線軸３軸および回転軸２軸を有する５軸加工機のための誤差補正量を作成する装置である誤差補正量作成装置において、前記回転軸２軸のうち、１番目の軸を任意角度に固定して、２番目の軸を等間隔または不等間隔に分割した各位置における測定機が測定した並進誤差と回転誤差、および、２番目の軸を任意角度に固定して、１番目の軸を等間隔または不等間隔に分割した各位置における測定機が測定した並進誤差と回転誤差を入力し演算用測定データとする測定データ入力部と、前記演算用測定データから前記回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に前記等間隔または不等間隔の格子状領域に分割し各格子点における並進誤差補正量である回転軸依存並進誤差補正量および回転誤差補正量である回転軸依存回転誤差補正量の少なくとも一方を求める誤差補正量演算部と、前記５軸加工機を制御する前記数値制御装置に前記回転軸依存並進誤差補正量および前記回転軸依存回転誤差補正量の少なくとも一方を出力する誤差補正量出力部を有することを特徴とする誤差補正量作成装置である。

【0011】

請求項２に係る発明は、前記誤差補正量作成装置は、前記数値制御装置とは独立している前記誤差補正量作成装置である請求項１に記載の誤差補正量作成装置である。
請求項３に係る発明は、前記誤差補正量作成装置は、前記数値制御装置の中に存在する前記誤差補正量作成装置である請求項１に記載の誤差補正量作成装置である。
請求項４に係る発明は、前記５軸加工機は前記回転軸２軸によってテーブルを回転するテーブル回転形５軸加工機である請求項１〜３の何れか１つに記載の誤差補正量作成装置である。
請求項５に係る発明は、前記５軸加工機は前記回転軸２軸によってヘッドを回転するヘッド回転形５軸加工機である請求項１〜３の何れか１つに記載の誤差補正量作成装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明により、回転軸回転中心の誤差が回転に伴って変化する場合にも対応できるとともに、少ない測定データから、回転軸依存の並進誤差補正量および回転軸依存の回転誤差補正量の少なくとも一方を求めることで、誤差の測定を簡単化し、誤差補正量の算出を高速化することが可能な誤差補正量作成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】誤差のない回転軸２軸を有するテーブル回転形５軸加工機を説明する図である。

【図2A】Ｃ軸を任意位置に固定し、Ａ軸を０度とした時のＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。

【図2B】Ｃ軸を任意位置に固定し、Ａ軸を４５度とした時のＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。

【図2C】Ｃ軸を任意位置に固定し、Ａ軸を９０度とした時のＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。

【図3A】回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔に分割した各位置を示す図である。

【図3B】図３Ａに示されるように分割した各位置におけるＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。

【図4A】Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝０度，Ｃ＝０度）。

【図4B】Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝０度，Ｃ＝４５度）。

【図4C】Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝０度，Ｃ＝９０度）。

【図4D】Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝４５度，Ｃ＝０度）。

【図4E】Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝９０度，Ｃ＝０度）。

【図5A】Ａ軸座標系の定義を説明する図である。

【図5B】Ａ軸座標系の運動を説明する図である。

【図6】Ｃ軸を任意角度（ｃ）に固定してＡ軸を０度にした時、Ｃ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_０，ｃ，ＥＹＣ_０，ｃ，ＥＺＣ_０，ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_０，ｃ，ＥＢＣ_０，ｃ，ＥＣＣ_０，ｃ）があることを説明する図である。

【図7】機械座標系ＸＹＺで定義されたＣ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_０，ｃ，ＥＹＣ_０，ｃ，ＥＺＣ_０，ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_０，ｃ，ＥＢＣ_０，ｃ，ＥＣＣ_０，ｃ）をＡ軸座標系に変換した場合を説明する図である。

【図8】Ｃ軸を任意角度（ｃ）に固定してＡ軸を０度以外（ａ）に変化させた場合を説明する図である。

【図9】図３（ａ）に示すような分割した各位置におけるＡ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差を説明する図である。

【図10】Ａ軸依存の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置によって変わらず、Ａ軸位置ａのみによって変化するので、縦列におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差（破線枠内）が同じとなることを説明する図である。

【図11A】本発明において誤差を測定する各位置を説明する図である。

【図11B】誤差を測定する位置におけるＡ，Ｃ軸に対する測定データを説明する図である。

【図12】回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を求めるため、座標系と正方向の回転方向を定義する図である。

【図13A】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その１）。

【図13B】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その２）。

【図13C】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その３）。

【図13D】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その４）。

【図13E】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その５）。

【図13F】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その６）。

【図13G】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その７）。

【図13H】レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを変換することにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗが得られることを説明する図である（その８）。

【図14A】並進誤差補正量と回転誤差補正量の誤差補正テーブルを説明する図である。

【図14B】図１４Ａに示される各格子点における並進誤差補正量と回転誤差補正量を説明する図である。

【図15】（ａｉ，ｃｊ）における並進誤差補正量（△Ｘ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｙ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｚ_{ａｉ，ｃｊ}）および回転誤差補正量（△Ｉ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｊ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｋ_{ａｉ，ｃｊ}）の少なくとも一方を求め、数値制御装置に出力して設定できることを説明する図である。

【図16】並進回転誤差補正量作成装置が数値制御装置内に含まれる構成を説明する図である。

【図17】第１実施形態における演算用測定データ入力部、並進回転誤差補正量演算部と並進回転誤差補正量出力部の処理を説明するフローチャートである。

【図18】誤差のない回転軸２軸を有する工具ヘッド回転形５軸加工機を示す図である。

【図19】回転軸２軸に誤差がなく、かつＡ＝０度の時、工具ヘッドの工具方向をＺ軸方向とすることを説明する図である。

【図20】Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である。

【図21A】Ｃ軸座標系の定義を説明する図である。

【図21B】Ｃ軸座標系の運動を説明する図である。

【図22A】Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差（Ａ軸を任意角度（ａ）に固定してＣ軸を０度に変化させた時）を説明する図である。

【図22B】Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差（Ａ軸を任意角度（ａ）に固定してＣ軸を０度以外（ｃ）に変化させた時）を説明する図である。

【図23A】回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔に分割した各位置を示す図である。

【図23B】分割した各位置におけるＣ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差を組み合わせた場合を説明する図である。

【図24A】誤差を測定する各位置を説明する図である。

【図24B】誤差を測定する各位置におけるＣ，Ａ軸に対する測定データを説明する図である。

【図25】回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を求めるための、座標系と正方向の回転方向の定義を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
◎第１実施形態
＜１＞対象機械と誤差について
図１に誤差のない回転軸２軸を有するテーブル回転形５軸加工機を示す。テーブルがＡ，Ｃ軸で回転し、さらにＸ軸で移動する。工具を装着した工具ヘッドがＹ，Ｚ軸で移動する。なお、テーブルが回転軸２軸で回転する加工機であれば他の軸構成であってもよい。

【0015】

回転軸２軸に誤差がなくかつＡ＝０度の時、回転テーブルは図１のように水平となる。本来のＡ軸回転中心線Ｎ_Ａ＿Ｔと本来のＣ軸回転中心線Ｎ_Ｃ＿Ｔは交点Ｎ_Ｏ＿Ｔで直交する。ここで「Ｎ」は「Ｎｏｍｉｎａｌ」の意味であり、後出のＭ_Ａ＿Ｔ（ずれたＡ軸回転中心線）などの「Ｍ」は「Ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ」の意味である。また、「_＿Ｔ」はテーブルの誤差を構成するデータであることを意味する。回転軸Ａ，Ｃに対する位置指令を（ａ，ｃ）とする。

【0016】

移動指令に従って回転軸Ｃ軸を実際に移動した時、誤差が生じる。「ＪＩＳ Ｂ６１９０−７ 図１ ｂ） 回転軸の誤差運動」に、Ｃ軸の誤差が、「ＥＸＣ：Ｘ方向の半径方向運動」、「ＥＹＣ：Ｙ方向の半径方向運動」、「ＥＺＣ：軸方向運動」、「ＥＡＣ：Ｘ軸周りの傾斜運動」、「ＥＢＣ：Ｙ軸周りの傾斜運動」、「ＥＣＣ：角度位置決め誤差」で表されている。本発明においては、「ＥＸＣ：Ｘ方向の半径方向運動」、「ＥＹＣ：Ｙ方向の半径方向運動」、「ＥＺＣ：軸方向運動」を並進誤差と呼び、「ＥＡＣ：Ｘ軸周りの傾斜運動」、「ＥＢＣ：Ｙ軸周りの傾斜運動」、「ＥＣＣ：角度位置決め誤差」を回転誤差と呼ぶ。

【0017】

Ａ軸にも同様に、Ａ軸の並進誤差「ＥＸＡ：Ｘ方向の半径方向運動」、「ＥＹＡ：Ｙ方向の半径方向運動」、「ＥＺＡ：軸方向運動」およびＡ軸の回転誤差「ＥＡＡ：Ｘ軸周りの傾斜運動」、「ＥＢＡ：Ｙ軸周りの傾斜運動」、「ＥＣＡ：角度位置決め誤差」が存在する。

【0018】

＜２＞Ａ軸の並進誤差および回転誤差について
図２に、Ａ軸の並進誤差および回転誤差を示す。図２Ａは、Ｃ軸を任意位置に固定し、Ａ軸を０度とした時のＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。図２Ｂは、Ｃ軸を任意位置に固定し、Ａ軸を４５度とした時のＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。図２Ｃは、Ｃ軸を任意位置に固定し、Ａ軸を９０度とした時のＡ軸の並進誤差および回転誤差を説明する図である。実際の誤差は小さいが図２は誤差を誇張して描いている。Ａ軸の並進誤差および回転誤差は機械座標系ＸＹＺで定義される。そして、Ａ軸の並進誤差は、本来のＡ，Ｃ軸回転中心線の交点であるＮ_Ｏ＿ＴにおけるＮ_Ａ＿ＴからＭ_Ａ＿Ｔへの距離のＸ，Ｙ，Ｚ各成分である。また、Ａ軸の回転誤差は、Ｍ_Ａ＿ＴのＮ_Ａ＿Ｔに対するＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの傾きである。

【0019】

図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃに示すように、Ｃ軸を任意角度に固定してＡ軸を０度，４５度，９０度にそれぞれ変化させた時、Ｍ_Ａ＿ＴはＡ軸位置ａのみによって変化することがあるため、Ａ軸の並進誤差および回転誤差はＡ軸位置ａによって変化する。本発明では、Ａ軸の並進誤差および回転誤差は、Ａ軸位置ａによって変化する
「ＥＸＡ（ａ）：Ａ＝ａの時、Ｎ_Ａ＿ＴからＭ_Ａ＿Ｔへの距離のＸ成分」、
「ＥＹＡ（ａ）：Ａ＝ａの時、Ｎ_Ａ＿ＴからＭ_Ａ＿Ｔへの距離のＹ成分」、
「ＥＺＡ（ａ）：Ａ＝ａの時、Ｎ_Ａ＿ＴからＭ_Ａ＿Ｔへの距離のＺ成分」、
「ＥＡＡ（ａ）：Ａ＝ａの時、Ｍ_Ａ＿ＴのＮ_Ａ＿Ｔに対するＸ軸回りの傾き」、
「ＥＢＡ（ａ）：Ａ＝ａの時、Ｍ_Ａ＿ＴのＮ_Ａ＿Ｔに対するＹ軸回りの傾き」、
「ＥＣＡ（ａ）：Ａ＝ａの時、Ｍ_Ａ＿ＴのＮ_Ａ＿Ｔに対するＺ軸回りの傾き」
とする。

【0020】

以下、簡単に表記するために、Ａ軸の並進誤差および回転誤差「ＥＸＡ（ａ）」，「ＥＹＡ（ａ）」，「ＥＺＡ（ａ）」，「ＥＡＡ（ａ）」，「ＥＢＡ（ａ）」，「ＥＣＡ（ａ）」は「ＥＸＡ_ａ」，「ＥＹＡ_ａ」，「ＥＺＡ_ａ」，「ＥＡＡ_ａ」，「ＥＢＡ_ａ」，「ＥＣＡ_ａ」として表す。

【0021】

図３Ａに、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔に分割した各位置を示す。等間隔の場合の間隔は、誤差間隔用パラメータに設定される誤差用間隔であってもよいし、プログラムで指令される誤差用間隔であってもよい。不等間隔の場合は、Ａ軸、Ｃ軸位置に対応して変化する間隔として、複数の誤差間隔用パラメータに設定される誤差用間隔であってもよいし、プログラムで指令される誤差用間隔であってもよい。

【0022】

分割した各位置におけるＡ軸の並進誤差および回転誤差は図３Ｂのようになる。縦列（破線枠内）には、Ａ軸位置が同じである各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差を示す。Ａ軸の並進誤差および回転誤差はＡ軸位置ａのみによって変化するので、縦列におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差は同じとなる。

【0023】

＜３＞Ｃ軸の並進誤差および回転誤差について
図４に、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す。そして、図４ＡはＣ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝０度，Ｃ＝０度）。図４ＢはＣ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝０度，Ｃ＝４５度）。図４ＣはＣ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝０度，Ｃ＝９０度）。図４ＤはＣ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝４５度，Ｃ＝０度）。図４ＥはＣ軸の並進誤差および回転誤差を示す図である（Ａ＝９０度，Ｃ＝０度）である。なお、実際の誤差は小さいが図４は誤差を誇張して描いている。Ｃ軸の並進誤差および回転誤差は機械座標系ＸＹＺで定義される。Ｃ軸の並進誤差は、本来のＡ，Ｃ軸回転中心線の交点であるＮ_Ｏ＿ＴにおけるＮ_Ｃ＿ＴからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＸ，Ｙ，Ｚ各成分である。Ｃ軸の回転誤差は、Ｍ_Ｃ＿ＴのＮ_Ｃ＿Ｔに対するＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの傾きである。

【0024】

図４Ａ〜図４Ｃに示すように、Ａ軸を０度に固定してＣ軸を０度，４５度，９０度にそれぞれ変化させた時、Ｍ_Ｃ＿ＴはＣ軸位置ｃによって変化することがある。そのため、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置ｃによって変化する。さらに、図４Ｄ，図４Ｅに示すように、Ｃ軸位置を０度に固定してＡ軸位置を４５度，９０度にそれぞれ変化させた時、Ｍ_Ｃ＿ＴはＡ軸位置ａによって変化することもある。そのため、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差もＡ軸位置ａによって変化する。

【0025】

このように、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差はＡ軸位置ａ，Ｃ軸位置ｃによって変化するので、本発明では、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差はＡ軸位置ａ，Ｃ軸位置ｃによって変化する
「ＥＸＣ（ａ，ｃ）：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、Ｎ_Ｃ＿ＴからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＸ成分」、「ＥＹＣ（ａ，ｃ）：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、Ｎ_Ｃ＿ＴからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＹ成分」、「ＥＺＣ（ａ，ｃ）：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、Ｎ_Ｃ＿ＴからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＺ成分」、「ＥＡＣ（ａ，ｃ）：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、Ｍ_Ｃ＿ＴのＮ_Ｃ＿Ｔに対するＸ軸回りの傾き」、
「ＥＢＣ（ａ，ｃ）：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、Ｍ_Ｃ＿ＴのＮ_Ｃ＿Ｔに対するＹ軸回りの傾き」、
「ＥＣＣ（ａ，ｃ）：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、Ｍ_Ｃ＿ＴのＮ_Ｃ＿Ｔに対するＺ軸回りの傾き」
とする。
以下、簡単に表記するために、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差「ＥＸＣ（ａ，ｃ）」，「ＥＹＣ（ａ，ｃ）」，「ＥＺＣ（ａ，ｃ）」，「ＥＡＣ（ａ，ｃ）」，「ＥＢＣ（ａ，ｃ）」，「ＥＣＣ（ａ，ｃ）」は「ＥＸＣ_ａ，ｃ」，「ＥＹＣ_ａ，ｃ」，「ＥＺＣ_ａ，ｃ」，「ＥＡＣ_ａ，ｃ」，「ＥＢＣ_ａ，ｃ」，「ＥＣＣ_ａ，ｃ」として表す。

【0026】

上述したように、Ａ，Ｃ軸の並進誤差および回転誤差はＡ，Ｃ軸位置ａ，ｃに依って変化するので、本発明では、それらの回転軸位置（角度）によって変化する並進誤差および回転誤差を回転軸依存の並進誤差および回転誤差と言い、それらの誤差を補正する補正量を回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量と言う。

【0027】

＜４＞Ａ軸座標系について
図５Ａに示すように、回転軸２軸に誤差がなく、かつＡ＝０度，Ｃ＝０度の時、原点が本来のＡ，Ｃ軸回転中心線の交点Ｎ_Ｏ＿Ｔで、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向が機械座標系と同じである座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａをＡ軸座標系とする。

【0028】

Ａ軸座標系が回転軸Ａ軸に固定される。図５Ｂに、Ａ軸依存の並進誤差および回転誤差があり、かつＡ＝０度，Ｃ＝０度の時、Ａ軸座標系は並進回転誤差を持った回転軸Ａ軸上に存在することを示す。

【0029】

＜５＞Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差について
Ｃ軸を任意角度（ｃ）に固定してＡ軸を０度にした時、Ａ軸依存の並進誤差（ＥＸＡ_０，ＥＹＡ_０，ＥＺＡ_０）および回転誤差（ＥＡＡ_０，ＥＢＡ_０，ＥＣＡ_０）があるため、Ａ軸座標系はＡ軸上に存在し、図６に示すようになる。

【0030】

図６に示すように、Ｃ軸を任意角度（ｃ）に固定してＡ軸を０度にした時、Ｃ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_０，ｃ，ＥＹＣ_０，ｃ，ＥＺＣ_０，ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_０，ｃ，ＥＢＣ_０，ｃ，ＥＣＣ_０，ｃ）がある。これらの誤差はすべて機械座標系ＸＹＺで定義される。

【0031】

図７に示すように、機械座標系ＸＹＺで定義されたＣ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_０，ｃ，ＥＹＣ_０，ｃ，ＥＺＣ_０，ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_０，ｃ，ＥＢＣ_０，ｃ，ＥＣＣ_０，ｃ）をＡ軸座標系に変換すると、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差は、
「ＥＸＣ_０，ｃ−ＥＸＡ_０：Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａにおけるＺ_ａからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＸ_ａ成分」、
「ＥＹＣ_０，ｃ−ＥＹＡ_０：Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａにおけるＺ_ａからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＹ_ａ成分」、
「ＥＺＣ_０，ｃ−ＥＺＡ_０：Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａにおけるＺ_ａからＭ_Ｃ＿Ｔへの距離のＺ_ａ成分」、
「ＥＡＣ_０，ｃ−ＥＡＡ_０：Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａにおけるＭ_Ｃ＿ＴのＺ_ａに対するＸ_ａ軸回りの傾き」、
「ＥＢＣ_０，ｃ−ＥＢＡ_０：Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａにおけるＭ_Ｃ＿ＴのＺ_ａに対するＹ_ａ軸回りの傾き」、
「ＥＣＣ_０，ｃ−ＥＣＡ_０：Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａにおけるＭ_Ｃ＿ＴのＺ_ａに対するＺ_ａ軸回りの傾き」
となる。

【0032】

次に、図８に示すように、Ｃ軸を任意角度（ｃ）に固定してＡ軸を０度以外の角度（ａ）に変化させた。Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａが回転軸Ａ軸に固定されたので、Ａ軸座標系はＡ軸とともに運動する。Ｃ軸回転テーブルが回転軸Ａ上に乗っており、かつＣ軸を任意角度（ｃ）に固定するため、Ａ軸を０度以外の角度（ａ）に変化させた時、Ａ＝０，Ｃ＝ｃの時のずれたＣ軸回転中心線Ｍ_Ｃ＿Ｔ（図７）もＡ軸とともに運動する。

【0033】

Ｃ軸を任意角度（ｃ）に固定してＡ軸を０度以外の角度（ａ）に変化させた時、Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａとＡ＝０（度），Ｃ＝ｃ（度）の時のずれたＣ軸回転中心線Ｍ_Ｃ＿Ｔは、Ａ軸とともに同時に運動する。これによって、Ａ軸を０度以外（ａ）に変化させても、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差はＡ＝０，Ｃ＝ｃの時と同じである。したがって、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差は、「ＥＸＣ_０，ｃ−ＥＸＡ_０」，「ＥＹＣ_０，ｃ−ＥＹＡ_０」，「ＥＺＣ_０，ｃ−ＥＺＡ_０」，「ＥＡＣ_０，ｃ−ＥＡＡ_０」，「ＥＢＣ_０，ｃ−ＥＢＡ_０」，「ＥＣＣ_０，ｃ−ＥＣＡ_０」となる。

【0034】

図３Ａに示すような分割した各位置におけるＡ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差は図９のようになる。横列（二点鎖線枠内）にはＣ軸位置が同じである各位置におけるＡ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差を示す。Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置ｃのみによって変化するので、横列におけるＡ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差が同じとなる。

【0035】

＜６＞必要な測定データについて
図３、図９により、図３Ａに示すような分割した各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差を組み合わせると、図１０のようになる。縦列（Ａ軸位置が同じである各位置）に、Ａ軸位置が同じである各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差を示し、横列（Ｃ軸位置が同じである各位置）に、Ｃ軸位置が同じである各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差を示す。

【0036】

Ａ軸依存の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置によって変わらず、Ａ軸位置ａのみによって変化するので、図１０の中の縦列におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差（破線枠内）が同じとなる。したがって、図３Ａに示すように分割した各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差を測定することが必要ではなくなる。

【0037】

Ｃ軸を任意角度に固定して、Ａ軸上の分割した各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差のみを測定することが必要となる。本発明では、Ｃ軸を０度に固定する。したがって、図３Ａに示すような分割した各位置の中で、Ｃ＝０，Ａ＝ａの各位置（図１１Ａ破線枠内）におけるＡ軸依存の並進誤差（ＥＸＡ_ａ，ＥＹＡ_ａ，ＥＺＡ_ａ）および回転誤差（ＥＡＡ_ａ，ＥＢＡ_ａ，ＥＣＡ_ａ）（図１１Ｂ破線枠内）を測定することが必要となる。

【0038】

Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差はＡ軸位置によって変わらず、Ｃ軸位置ｃのみによって変化するので、図１０の中の横列のＡ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差（二点鎖線枠内）が同じとなる。Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差を求めるために、Ｃ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_０，ｃ，ＥＹＣ_０，ｃ，ＥＺＣ_０，ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_０，ｃ，ＥＢＣ_０，ｃ，ＥＣＣ_０，ｃ）のみが必要となる。

【0039】

したがって、図１１Ａに示すように、図３Ａに示すような分割した各位置の中で、Ａ＝０，Ｃ＝ｃの各位置（点線枠内）におけるＣ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_０，ｃ，ＥＹＣ_０，ｃ，ＥＺＣ_０，ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_０，ｃ，ＥＢＣ_０，ｃ，ＥＣＣ_０，ｃ）（図１１Ｂ点線枠内）のみを測定することが必要となる。演算用測定データ入力部２１（図１５参照）はこれらの必要な測定データを入力する。なお、図１１Ａ，図１１Ｂに示される各格子点における並進誤差および回転誤差の測定は、例えば特許文献１の段落「０１０９」〜「０１１４」に記載されている方法を用いて行うことができる。

【0040】

＜７＞回転軸依存の並進誤差補正量と回転誤差補正量について
図１１に示すように、少ない測定データから、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔に分割した各位置におけるＡ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差（図１０）を計算できる。すでに述べたように、ここで、等間隔の場合の間隔は、誤差間隔用パラメータに設定される誤差用間隔であってもよいし、プログラムで指令される誤差用間隔であってもよい。不等間隔の場合は、Ａ軸、Ｃ軸位置に対応して変化する間隔として、複数の誤差間隔用パラメータに設定される誤差用間隔であってもよいし、プログラムで指令される誤差用間隔であってもよい。

【0041】

Ａ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ａ軸座標系から見たＣ軸依存の並進誤差および回転誤差から、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を求めれば、少ない測定データから、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を求めることを実現できる。誤差補正量演算部２３（図１５参照）がこの計算を行う。誤差補正量計算において誤差補正量の２乗項は無視する。また、誤差について、誤差をｅとすると｜ｅ｜＜＜１であるので、ｓｉｎ（ｅ）＝ｅ，ｃｏｓ（ｅ）＝１と近似する。これは以降の実施形態においても同様である。

【0042】

回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を求めるため、図１２のように、以下の座標系と正方向の回転方向を定義する。原点が本来のＡ，Ｃ軸回転中心線の交点で、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向が機械座標系と同じであるレファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒ（静止座標系）を定義する。Ａ軸座標系の定義と同じように、回転軸Ｃに固定されるワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗ（運動座標系）を定義する。回転座標軸の終端側からみて反時計方向への回転が回転軸の正方向の回転方向とする。

【0043】

図１３に示すように、レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒに、次の変換［１］〜［６］を順に行うことにより、回転軸Ａ軸をａに、回転軸Ｃ軸をｃに変化させた時のワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗを得る。
［１］レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを基準座標系として、Ｘ_ｒ，Ｙ_ｒ，Ｚ_ｒ軸周りにＥＡＡ_ａ，ＥＢＡ_ａ，ＥＣＡ_ａの回転
［２］レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを基準座標系として、Ｘ_ｒ，Ｙ_ｒ，Ｚ_ｒ軸に沿ってＥＸＡ_ａ，ＥＹＡ_ａ，ＥＺＡ_ａの並進（座標系Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１になる（図１３Ｂ））
［３］座標系Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１を基準座標系として、Ｘ_１軸周りにａの回転（Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａになる（図１３Ｃ，図１３Ｄ））
［４］Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａを基準座標系として、Ｘ_ａ，Ｙ_ａ，Ｚ_ａ軸周りにＥＡＣ_０，ｃ−ＥＡＡ_０，ＥＢＣ_０，ｃ−ＥＢＡ_０，ＥＣＣ_０，ｃ−ＥＣＡ_０の回転
［５］Ａ軸座標系Ｘ_ａＹ_ａＺ_ａを基準座標系として、Ｘ_ａ，Ｙ_ａ，Ｚ_ａ軸に沿ってＥＸＣ_０，ｃ−ＥＸＡ_０，ＥＹＣ_０，ｃ−ＥＹＡ_０，ＥＺＣ_０，ｃ−ＥＺＡ_０の並進（座標系Ｘ_２Ｙ_２Ｚ_２になる（図１３Ｆ））
［６］座標系Ｘ_２Ｙ_２Ｚ_２を基準座標系として、Ｚ_２軸周りにｃの回転（ワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗになる（図１３Ｇ，図１３Ｈ））
上記の変換により、レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒからワーク座標系Ｘ_ｗＹ_ｗＺ_ｗへの同次座標変換行列^ｒＴ_ｗは数１式により求められる。

【0044】

【数1】

【0045】

Ａ，Ｃ軸依存の並進誤差および回転誤差を考慮すると、レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒでテーブルの実際位置は数２式のようになる。

【0046】

【数2】

【0047】

一方、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量「△Ｘ２_ａ，ｃ：Ａ＝ａ， Ｃ＝ｃの時、回転軸の移動による並進誤差補正量のＸ成分」、「△Ｙ２_ａ，ｃ：Ａ＝ａ， Ｃ＝ｃの時、回転軸の移動による並進誤差補正量のＹ成分」、「△Ｚ２_ａ，ｃ：Ａ＝ａ， Ｃ＝ｃの時、回転軸の移動による並進誤差補正量のＺ成分」、「△Ｉ２_ａ，ｃ：Ａ＝ａ， Ｃ＝ｃの時、回転軸の移動による回転誤差補正量のＸ軸回りの傾き」、「△Ｊ２_ａ，ｃ：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、回転軸の移動による回転誤差補正量のＹ軸回りの傾き」、「△Ｋ２_ａ，ｃ：Ａ＝ａ，Ｃ＝ｃの時、回転軸の移動による回転誤差補正量のＺ軸回りの傾き」が十分小さい時、これらの補正量による変換行列は数３式となる。

【0048】

【数3】

【0049】

数２式の変換行列と数３式が等しいとすると、数４式を得る。

【0050】

【数4】

【0051】

なお、数４式では、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量を同時に求めるが、回転軸依存の並進誤差補正量と回転軸依存の回転誤差補正量のうち、一方だけでもよい。つもり、回転軸依存の並進誤差補正量または回転軸依存の回転誤差補正量のどちらか一方だけを上記計算で得ることにしてもよい。

【0052】

＜８＞並進誤差補正量、回転誤差補正量の入力について
背景技術で説明した特許文献１のように、装置内に図１４に示すような並進誤差補正量と回転誤差補正量の誤差補正テーブルを持つ数値制御装置がある。誤差補正テーブルは、図３Ａの分割方法と同様の方法で、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔の格子状領域に分割する（図１４Ａ）。そして、各格子点（ａｉ，ｃｊ）（ｉ＝１，２．．．ｍ、 ｊ＝１，２．．．ｎ）に対応する並進誤差補正量（△Ｘ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｙ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｚ_{ａｉ，ｃｊ}）および回転誤差補正量（△Ｉ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｊ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｋ_{ａｉ，ｃｊ}）の少なくとも一方（図１４Ｂ）を数値制御装置に設定するようになっている。

【0053】

ここで、等間隔の場合の間隔は、補正間隔用パラメータに設定される補正用間隔であってもよいし、プログラムで指令される補正用間隔であってもよい。不等間隔の場合は、Ａ軸、Ｃ軸位置に対応して変化する間隔として、複数の補正間隔用パラメータに設定される補正用間隔であってもよいし、プログラムで指令される補正用間隔であってもよい。

【0054】

これに対して、本発明は、数４式によって（ａｉ，ｃｊ）における並進誤差補正量（△Ｘ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｙ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｚ_{ａｉ，ｃｊ}）および回転誤差補正量（△Ｉ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｊ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｋ_{ａｉ，ｃｊ}）の少なくとも一方を求め、数値制御装置に出力して設定できる。この場合、ブロック図としては図１５のようになる。誤差補正量作成装置２０においては、演算用測定データ入力部によって測定機１０から演算用測定データが入力され、誤差補正量演算部２３がこれらの測定データによって、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を演算し、誤差補正量出力部２５がそれらの並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を数値制御装置３０に出力する。また、ここで図１６のように並進回転誤差補正量作成装置２０は数値制御装置３０内に存在する構成としてもよい。

【0055】

図１７は第１実施形態における演算用測定データ入力部、並進回転誤差補正量演算部と並進回転誤差補正量出力部のフローチャートを示す図である。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＴ０１］測定機１０から演算用測定データ（ＥＸＡ_ａｉ，ＥＹＡ_ａｉ，ＥＺＡ_ａｉ，ＥＡＡ_ａｉ，ＥＢＡ_ａｉ，ＥＣＡ_ａｉ），（ＥＸＣ_０，ｃｊ，ＥＹＣ_０，ｃｊ，ＥＺＣ_０，ｃｊ，ＥＡＣ_０，ｃｊ，ＥＢＣ_０，ｃｊ，ＥＣＣ_０，ｃｊ）を入力する。
●［ステップＳＴ０２］式４によって、並進誤差補正量（△Ｘ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｙ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｚ_{ａｉ，ｃｊ}）および回転誤差補正量（△Ｉ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｊ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｋ_{ａｉ，ｃｊ}）の少なくとも一方を演算する。
●［ステップＳＴ０３］並進誤差補正量（△Ｘ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｙ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｚ_{ａｉ，ｃｊ}）および回転誤差補正量（△Ｉ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｊ_{ａｉ，ｃｊ}，△Ｋ_{ａｉ，ｃｊ}）の少なくとも一方を数値制御装置３０に出力し、処理を終了する。
ここで、ステップＳＴ０１は演算用測定データ入力部２１、ステップＳＴ０２は誤差補正量演算部２３、ステップＳＴ０３は誤差補正量出力部２５に対応する。

【0056】

◎第２実施形態
＜１＞対象機械と誤差について
図１８に誤差のない回転軸２軸を有する工具ヘッド回転形５軸加工機を示す。工具ヘッドがＣ，Ａ軸で回転し、さらにＸ，Ｚ軸で移動する。テーブルがＹ軸で移動する。工具ヘッドが回転軸２軸で回転する加工機であれば他の軸構成であってもよい。

【0057】

回転軸２軸に誤差がなく、かつＡ＝０（度）の時、工具ヘッドの工具方向は図１９のようにＺ軸方向とする。本来のＡ軸回転中心線Ｎ_Ａ＿Ｈと本来のＣ軸回転中心線Ｎ_Ｃ＿Ｈは交点Ｎ_Ｏ＿Ｈで直交する。「_＿Ｈ」は工具ヘッドの誤差を構成するデータであることを意味する。回転軸Ｃ，Ａに対する位置指令を（ｃ，ａ）とする。

【0058】

Ｃ軸の並進誤差「ＥＸＣ：Ｘ方向の半径方向運動」、「ＥＹＣ：Ｙ方向の半径方向運動」、「ＥＺＣ：軸方向運動」およびＣ軸の回転誤差「ＥＡＣ：Ｘ軸周りの傾斜運動」、「ＥＢＣ：Ｙ軸周りの傾斜運動」、「ＥＣＣ：角度位置決め誤差」が存在し、Ａ軸の並進誤差「ＥＸＡ：Ｘ方向の半径方向運動」、「ＥＹＡ：Ｙ方向の半径方向運動」、「ＥＺＡ：軸方向運動」およびＡ軸の回転誤差「ＥＡＡ：Ｘ軸周りの傾斜運動」、「ＥＢＡ：Ｙ軸周りの傾斜運動」、「ＥＣＡ：角度位置決め誤差」が存在する。

【0059】

＜２＞Ｃ軸の並進誤差および回転誤差について
図２０に、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差を示す。実際の誤差は小さいが図２０では誤差を誇張して描いている。Ｃ軸の並進誤差および回転誤差は機械座標系ＸＹＺで定義される。Ｃ軸の並進誤差は、本来のＣ，Ａ軸回転中心線の交点であるＮ_Ｏ＿ＨにおけるＮ_Ｃ＿ＨからＭ_Ｃ＿Ｈへの距離のＸ，Ｙ，Ｚ各成分である。Ｃ軸の回転誤差は、Ｍ_Ｃ＿ＨのＮ_Ｃ＿Ｈに対するＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの傾きである。

【0060】

Ｃ軸の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置ｃによって変化するので、本発明では、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置ｃによって変化する
「ＥＸＣ（ｃ）：Ｃ＝ｃの時、Ｎ_Ｃ＿ＨからＭ_Ｃ＿Ｈへの距離のＸ成分」、
「ＥＹＣ（ｃ）：Ｃ＝ｃの時、Ｎ_Ｃ＿ＨからＭ_Ｃ＿Ｈへの距離のＹ成分」、
「ＥＺＣ（ｃ）：Ｃ＝ｃの時、Ｎ_Ｃ＿ＨからＭ_Ｃ＿Ｈへの距離のＺ成分」、
「ＥＡＣ（ｃ）：Ｃ＝ｃの時、Ｍ_Ｃ＿ＨのＮ_Ｃ＿Ｈに対するＸ軸回りの傾き」、
「ＥＢＣ（ｃ）：Ｃ＝ｃの時、Ｍ_Ｃ＿ＨのＮ_Ｃ＿Ｈに対するＹ軸回りの傾き」、
「ＥＣＣ（ｃ）：Ｃ＝ｃの時、Ｍ_Ｃ＿ＨのＮ_Ｃ＿Ｈに対するＺ軸回りの傾き」
とする。

【0061】

以下、簡単に表記するため、Ｃ軸の並進誤差および回転誤差「ＥＸＣ（ｃ）」，「ＥＹＣ（ｃ）」，「ＥＺＣ（ｃ）」，「ＥＡＣ（ｃ）」，「ＥＢＣ（ｃ）」，「ＥＣＣ（ｃ）」は「ＥＸＣ_ｃ」，「ＥＹＣ_ｃ」，「ＥＺＣ_ｃ」，「ＥＡＣ_ｃ」，「ＥＢＣ_ｃ」，「ＥＣＣ_ｃ」として表す。

【0062】

＜３＞Ａ軸の並進誤差および回転誤差について
図２０に、Ａ軸の並進誤差および回転誤差を示す。実際の誤差は小さいが図２０では誤差を誇張して描いている。Ａ軸の並進誤差および回転誤差は機械座標系ＸＹＺで定義される。Ａ軸の並進誤差は、本来のＣ，Ａ軸回転中心線の交点であるＮ_Ｏ＿ＨにおけるＮ_Ａ＿ＨからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＸ，Ｙ，Ｚ各成分である。Ａ軸の回転誤差は、Ｍ_Ａ＿ＨのＮ_Ａ＿Ｈに対するＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの傾きである。

【0063】

Ａ軸の並進誤差および回転誤差はＣ軸位置ｃ、Ａ軸位置ａによって変化するので、本発明では、Ａ軸の並進誤差および回転誤差はｃ，ａによって変化する
「ＥＸＡ（ｃ，ａ）：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、Ｎ_Ａ＿ＨからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＸ成分」、「ＥＹＡ（ｃ，ａ）：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、Ｎ_Ａ＿ＨからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＹ成分」、「ＥＺＡ（ｃ，ａ）：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、Ｎ_Ａ＿ＨからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＺ成分」、「ＥＡＡ（ｃ，ａ）：Ｃ＝ｃ， Ａ＝ａの時、Ｍ_Ａ＿ＨのＮ_Ａ＿Ｈに対するＸ軸回りの傾き」、「ＥＢＡ（ｃ，ａ）：Ｃ＝ｃ， Ａ＝ａの時、Ｍ_Ａ＿ＨのＮ_Ａ＿Ｈに対するＹ軸回りの傾き」、「ＥＣＡ（ｃ，ａ）：Ｃ＝ｃ， Ａ＝ａの時、Ｍ_Ａ＿ＨのＮ_Ａ＿Ｈに対するＺ軸回りの傾き」
とする。

【0064】

以下、簡単に表記するため、Ａ軸の並進誤差および回転誤差「ＥＸＡ（ｃ，ａ）」，「ＥＹＡ（ｃ，ａ）」，「ＥＺＡ（ｃ，ａ）」，「ＥＡＡ（ｃ，ａ）」，「ＥＢＡ（ｃ，ａ）」，「ＥＣＡ（ｃ，ａ）」は「ＥＸＡ_ｃ，ａ」，「ＥＹＡ_ｃ，ａ」，「ＥＺＡ_ｃ，ａ」，「ＥＡＡ_ｃ，ａ」，「ＥＢＡ_ｃ，ａ」，「ＥＣＡ_ｃ，ａ」として表す。

【0065】

＜４＞Ｃ軸座標系について
図２１Ａに示すように、回転軸２軸に誤差がなく、かつＣ＝０，Ａ＝０の時、原点が本来のＣ，Ａ軸回転中心線の交点Ｎ_Ｏ＿Ｈで、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向が機械座標系と同じである座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃをＣ軸座標系とする。

【0066】

Ｃ軸座標系が回転軸Ｃ軸に固定される。図２１Ｂに、Ｃ軸依存の並進誤差および回転誤差があり、かつＣ＝０，Ａ＝０の時、並進回転誤差を持った回転軸Ｃ軸上に存在することを示す。

【0067】

＜５＞Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差について
図２２Ａに示すように、Ａ軸を任意角度（ａ）に固定してＣ軸を０度にした時、機械座標系ＸＹＺで定義されたＡ軸依存の並進誤差（ＥＸＡ_０，ａ，ＥＹＡ_０，ａ，ＥＺＡ_０，ａ）および回転誤差（ＥＡＡ_０，ａ，ＥＢＡ_０，ａ，ＥＣＡ_０，ａ）をＣ軸座標系に変換すると、Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差は、
「ＥＸＡ_０，ａ−ＥＸＣ_０：Ｃ＝０，Ａ＝ａの時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃにおけるＺ_ｃからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＸ_ｃ成分」、
「ＥＹＡ_０，ａ−ＥＹＣ_０：Ｃ＝０，Ａ＝ａの時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃにおけるＺ_ｃからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＹ_ｃ成分」、
「ＥＺＡ_０，ａ−ＥＺＣ_０：Ｃ＝０，Ａ＝ａの時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃにおけるＺ_ｃからＭ_Ａ＿Ｈへの距離のＺ_ｃ成分」、
「ＥＡＡ_０，ａ−ＥＡＣ_０：Ｃ＝０，Ａ＝ａの時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃにおけるＭ_Ａ＿ＴのＺ_ｃに対するＸ_ｃ軸回りの傾き」、
「ＥＢＡ_０，ａ−ＥＢＣ_０：Ｃ＝０，Ａ＝ａの時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃにおけるＭ_Ａ＿ＴのＺ_ｃに対するＹ_ｃ軸回りの傾き」、
「ＥＣＡ_０，ａ−ＥＣＣ_０：Ｃ＝０，Ａ＝ａの時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃにおけるＭ_Ａ＿ＴのＺ_ｃに対するＺ_ｃ軸回りの傾き」
となる。

【0068】

図２２Ｂに示すように、Ａ軸を任意角度（ａ）に固定してＣ軸を０度以外（ｃ）に変化させた時、Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃとＣ＝０，Ａ＝ａの時のずれたＡ軸回転中心線Ｍ_Ａ＿Ｈは同時にＣ軸とともに運動するので、Ｃ軸を０度以外（ｃ）に変化させても、Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差はＣ＝０，Ａ＝ａの時と同じで、「ＥＸＡ_０，ａ−ＥＸＣ_０」，「ＥＹＡ_０，ａ−ＥＹＣ_０」，「ＥＺＡ_０，ａ−ＥＺＣ_０」，「ＥＡＡ_０，ａ−ＥＡＣ_０」，「ＥＢＡ_０，ａ−ＥＢＣ_０」，「ＥＣＡ_０，ａ−ＥＣＣ_０」となる。

【0069】

＜６＞必要な測定データについて
図２３Ａに、回転軸２軸による２次元座標系空間を各軸方向に等間隔または不等間隔に分割した各位置を示す。分割した各位置におけるＣ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差を組み合わせると、図２３Ｂのようになる。縦列（Ｃ軸位置が同じである各位置）に、Ｃ軸位置が同じである各位置におけるＣ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差を示し、横列（Ａ軸位置が同じである各位置）に、Ａ軸位置が同じである各位置におけるＣ軸依存の並進誤差および回転誤差、Ｃ軸座標系から見たＡ軸依存の並進誤差および回転誤差を示す。

【0070】

図２３Ａ，図２３Ｂにより、図２４Ａ，図２４Ｂに示すような必要な測定データを得る。図２３Ａに示すような分割した各位置の中で、Ａ＝０，Ｃ＝ｃの各位置（図２４Ａの破線枠内）におけるＣ軸依存の並進誤差（ＥＸＣ_ｃ，ＥＹＣ_ｃ，ＥＺＣ_ｃ）および回転誤差（ＥＡＣ_ｃ，ＥＢＣ_ｃ，ＥＣＣ_ｃ）（図２４Ｂの破線枠内）を測定することが必要となり、Ｃ＝０，Ａ＝ａの各位置（図２４Ａの点線枠内）におけるＡ軸依存の並進誤差（ＥＸＡ_０，ａ，ＥＹＡ_０，ａ，ＥＺＡ_０，ａ）および回転誤差（ＥＡＡ_０，ａ，ＥＢＡ_０，ａ，ＥＣＡ_０，ａ）（図２４Ｂの点線枠内）を測定することが必要となる。演算用測定データ入力部２１（図１５参照）がこれらの必要な測定データの入力を行う。

【0071】

＜７＞回転軸依存の並進誤差補正量と回転誤差補正量について
回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量の少なくとも一方を求めるため、図２５のように、以下の座標系と正方向の回転方向を定義する。原点が本来のＡ，Ｃ軸回転中心線の交点で、Ｘ，Ｙ，Ｚの方向が機械座標系と同じであるレファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒ（静止座標系）を定義する。Ｃ軸座標系の定義と同じように、回転軸Ａに固定される工具座標系Ｘ_ｔＹ_ｔＺ_ｔ（運動座標系）を定義する。回転座標軸の終端側からみて反時計方向への回転が回転軸の正方向の回転方向とする。

【0072】

レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒに、次の変換［１］〜［６］を順に行うことにより、回転軸Ｃ軸をｃに、回転軸Ａ軸をａに変化させた時の工具座標系Ｘ_ｔＹ_ｔＺ_ｔを得る。
［１］レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを基準座標系として、Ｘ_ｒ，Ｙ_ｒ，Ｚ_ｒ軸周りにＥＡＣ_ｃ，ＥＢＣ_ｃ，ＥＣＣ_ｃの回転
［２］レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒを基準座標系として、Ｘ_ｒ，Ｙ_ｒ，Ｚ_ｒ軸に沿ってＥＸＣ_ｃ，ＥＹＣ_ｃ，ＥＺＣ_ｃの並進（座標系Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１になる）
［３］座標系Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１を基準座標系として、Ｚ_１周りにｃの回転（Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃになる）
［４］Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃを基準座標系として、Ｘ_ｃ，Ｙ_ｃ，Ｚ_ｃ軸周りにＥＡＡ_０，ａ−ＥＡＣ_０，ＥＢＡ_０，ａ−ＥＢＣ_０，ＥＣＡ_０，ａ−ＥＣＣ_０の回転
［５］Ｃ軸座標系Ｘ_ｃＹ_ｃＺ_ｃを基準座標系として、Ｘ_ｃ，Ｙ_ｃ，Ｚ_ｃ軸に沿ってＥＸＡ_０，ａ−ＥＸＣ_０，ＥＹＡ_０，ａ−ＥＹＣ_０，ＥＺＡ_０，ａ−ＥＺＣ_０の並進（座標系Ｘ_２Ｙ_２Ｚ_２になる）
［６］座標系Ｘ_２Ｙ_２Ｚ_２を基準座標系として、Ｘ_２軸周りにａの回転（工具座標系Ｘ_ｔＹ_ｔＺ_ｔになる）
上記の変換により、レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒから工具座標系Ｘ_ｔＹ_ｔＺ_ｔへの同次座標変換行列^ｒＴ_ｔは数５式で求められる。

【0073】

【数5】

【0074】

Ｃ，Ａ軸依存の並進誤差および回転誤差を考慮すると、レファレンス座標系Ｘ_ｒＹ_ｒＺ_ｒで工具の実際位置は数６式のようになる。

【0075】

【数6】

【0076】

一方、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量「△Ｘ２_ｃ，ａ：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、回転軸の移動による並進誤差補正量のＸ成分」、「△Ｙ２_ｃ，ａ：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、回転軸の移動による並進誤差補正量のＹ成分」、「△Ｚ２_ｃ，ａ：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、回転軸の移動による並進誤差補正量のＺ成分」、「△Ｉ２_ｃ，ａ：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、回転軸の移動による回転誤差補正量のＸ軸回りの傾き」、「△Ｊ２_ｃ，ａ：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、回転軸の移動による回転誤差補正量のＹ軸回りの傾き」、「△Ｋ２_ｃ，ａ：Ｃ＝ｃ，Ａ＝ａの時、回転軸の移動による回転誤差補正量のＺ軸回りの傾き」が十分小さい時、これらの補正量による変換行列は数７式となる。

【0077】

【数7】

【0078】

数６式の変換行列と数７式が等しいとすると、数８式を得る。

【0079】

【数8】

【0080】

なお、工具ヘッドにおける誤差に対してそれを引き戻すように補正を行うので、式８によって、工具ヘッドにおける誤差を符号反転した値が補正量となる（数９式参照）。

【0081】

【数9】

【0082】

数９式では、回転軸依存の並進誤差補正量および回転誤差補正量を同時に求めるが、回転軸依存の並進誤差補正量と回転軸依存の回転誤差補正量のうち、一方だけでもよい。つまり、回転軸依存の並進誤差補正量または回転軸依存の回転誤差補正量のどちらか一方だけを上記計算で得ることにしてもよい。

【0083】

「＜８＞並進誤差補正量、回転誤差補正量の入力」以降は第１実施形態と同様であるから、説明を省略する。

【符号の説明】

【0084】

１０ 測定機

２０ 誤差補正量作成装置
２１ 演算用測定データ入力部
２２ 演算用測定データ
２３ 誤差補正量演算部
２４ 回転軸依存並進誤差補正量および回転軸依存回転誤差補正量の少なくとも一方
２５ 誤差補正量出力部

３０ 数値制御装置

【図14B】

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図13E】

【図13F】

【図13G】

【図13H】

【図14A】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図22A】

【図22B】

【図23A】

【図23B】

【図24A】

【図24B】

【図25】