(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022187184
(43)【公開日】2022-12-19
(54)【発明の名称】工作機械
(51)【国際特許分類】
B23Q 17/00 20060101AFI20221212BHJP
B23Q 17/24 20060101ALI20221212BHJP
B23B 25/06 20060101ALI20221212BHJP
【ＦＩ】
B23Q17/00 A
B23Q17/24 Z
B23B25/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021095061
(22)【出願日】2021-06-07
(71)【出願人】
【識別番号】000133593
【氏名又は名称】株式会社ツガミ
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100195648
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 悠太
(74)【代理人】
【識別番号】100175019
【弁理士】
【氏名又は名称】白井 健朗
(74)【代理人】
【識別番号】100104329
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 卓治
(74)【代理人】
【識別番号】100194179
【弁理士】
【氏名又は名称】中澤 泰宏
(72)【発明者】
【氏名】風間 浩明
【テーマコード（参考）】
3C029
3C045
【Ｆターム（参考）】
3C029EE20
3C045HA06
(57)【要約】
【課題】補正の精度を高めることができる工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械１は、ワークＷを保持しつつ回転する主軸１１と、主軸１１により保持されたワークＷを加工する工具４５ａと、工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量を取得するために、ワークＷのＺ軸方向から主軸１１により保持されたワークＷと工具４５ａを撮像する観測装置２０と、観測装置２０を、Ｚ軸方向に沿って、観測装置２０によりワークＷと工具４５ａを撮像可能な観測位置Ｐａと観測位置ＰａよりもワークＷから遠い退避位置Ｐｂの間で移動させる観測装置移動機構２４と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】工作機械１は、ワークＷを保持しつつ回転する主軸１１と、主軸１１により保持されたワークＷを加工する工具４５ａと、工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量を取得するために、ワークＷのＺ軸方向から主軸１１により保持されたワークＷと工具４５ａを撮像する観測装置２０と、観測装置２０を、Ｚ軸方向に沿って、観測装置２０によりワークＷと工具４５ａを撮像可能な観測位置Ｐａと観測位置ＰａよりもワークＷから遠い退避位置Ｐｂの間で移動させる観測装置移動機構２４と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを保持しつつ回転する主軸と、
前記主軸により保持された前記ワークを加工する工具と、
前記工具と前記ワークのずれ量を取得するために、前記ワークの軸方向から前記主軸により保持された前記ワークと前記工具を撮像又は観察する観測装置と、
前記観測装置を、前記軸方向に沿って、前記観測装置により前記ワークと前記工具を撮像又は観察可能な観測位置と前記観測位置よりも前記ワークから遠い退避位置の間で移動させる観測装置移動機構と、を備える、
工作機械。
前記主軸により保持された前記ワークを加工する工具と、
前記工具と前記ワークのずれ量を取得するために、前記ワークの軸方向から前記主軸により保持された前記ワークと前記工具を撮像又は観察する観測装置と、
前記観測装置を、前記軸方向に沿って、前記観測装置により前記ワークと前記工具を撮像又は観察可能な観測位置と前記観測位置よりも前記ワークから遠い退避位置の間で移動させる観測装置移動機構と、を備える、
工作機械。
【請求項2】
前記観測装置は、ツールスコープ又はカメラを備える、
請求項１に記載の工作機械。
請求項１に記載の工作機械。
【請求項3】
前記工作機械は、旋回軸を中心に前記観測装置を旋回させる旋回機構を備え、
前記旋回機構は、前記観測装置が前記ワークの前記軸方向に対向する対向位置と前記観測装置が前記ワークの前記軸方向に対向しない非対向位置の間で前記観測装置を旋回させる、
請求項１又は２に記載の工作機械。
前記旋回機構は、前記観測装置が前記ワークの前記軸方向に対向する対向位置と前記観測装置が前記ワークの前記軸方向に対向しない非対向位置の間で前記観測装置を旋回させる、
請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項4】
前記工作機械は、
単数又は複数の前記ワークの加工完了後に、前記観測装置により撮像又は観察された前記ワークと前記工具に基づき前記ずれ量を取得するずれ量取得処理部と、
前記ずれ量取得処理部により取得された前記ずれ量に基づき前記主軸により保持された前記ワークに対する前記工具の位置の補正を行う補正処理部と、を備える、
請求項１から３の何れか１項に記載の工作機械。
単数又は複数の前記ワークの加工完了後に、前記観測装置により撮像又は観察された前記ワークと前記工具に基づき前記ずれ量を取得するずれ量取得処理部と、
前記ずれ量取得処理部により取得された前記ずれ量に基づき前記主軸により保持された前記ワークに対する前記工具の位置の補正を行う補正処理部と、を備える、
請求項１から３の何れか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、工作機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、ワークの加工精度を高めるために、ワークに対する工具の相対的な位置のずれ量を補正する処理が行われていた。例えば、特許文献１に記載の旋盤は、第１の切削をした後のワークの第１直径値及び第２の切削をした後のワークの第２直径値、並びに第１の切削の終了時点から第２の切削の終了時点までの工具の移動距離に基づいて、工具の芯高とワークの中心線との間のＹ軸方向に沿ったずれ量を演算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４８６５４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１の構成においては、ワークと工具が直接的に観察されないため、ワークと工具のずれ量の検出精度、ひいては、補正の精度が低くなるおそれがある。
【0005】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、補正の精度を高めることができる工作機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械は、ワークを保持しつつ回転する主軸と、前記主軸により保持された前記ワークを加工する工具と、前記工具と前記ワークのずれ量を取得するために、前記ワークの軸方向から前記主軸により保持された前記ワークと前記工具を撮像又は観察する観測装置と、前記観測装置を、前記軸方向に沿って、前記観測装置により前記ワークと前記工具を撮像又は観察可能な観測位置と前記観測位置よりも前記ワークから遠い退避位置の間で移動させる観測装置移動機構と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、補正の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械の正面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る工作機械の側面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図6】（ａ）～（ｃ）は本発明の一実施形態に係るディスプレイに表示される画像を示す図である。
【図7】本発明の変形例に係る工作機械の正面図である。
【図8】本発明の変形例に係るツールスコープにより拡大された像を示す図である。
【図9】（ａ），（ｂ）は本発明の変形例に係る観測装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態に係る工作機械について、図面を参照して説明する。
旋盤である工作機械１は、図１～図３に示すように、工作機械１全体の台であるベッドＳと、主軸１１を有する主軸ユニット１０と、観測装置２０と、旋回機構２５と、主軸移動機構１５Ｚと、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙと、工具ユニット４５と、ガイドブッシュ３１と、観測装置移動機構２４と、制御部３００と、ディスプレイ３１０と、操作入力部３２０と、を備える。
以下では、主軸１１の回転軸に沿う軸線方向をＺ軸方向と規定し、Ｚ軸方向に直交する高さ方向をＹ軸方向と規定し、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直交する奥行き方向をＸ軸方向と規定する。
旋盤である工作機械１は、図１～図３に示すように、工作機械１全体の台であるベッドＳと、主軸１１を有する主軸ユニット１０と、観測装置２０と、旋回機構２５と、主軸移動機構１５Ｚと、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙと、工具ユニット４５と、ガイドブッシュ３１と、観測装置移動機構２４と、制御部３００と、ディスプレイ３１０と、操作入力部３２０と、を備える。
以下では、主軸１１の回転軸に沿う軸線方向をＺ軸方向と規定し、Ｚ軸方向に直交する高さ方向をＹ軸方向と規定し、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直交する奥行き方向をＸ軸方向と規定する。
【0010】
図１に示すように、主軸ユニット１０は、円柱状のワークＷを保持しつつ回転させる。具体的には、主軸ユニット１０は、主軸１１と、主軸１１を回転可能に支持する主軸台１２と、を備える。主軸１１は、ワークＷを保持する。主軸台１２には、主軸１１を回転させるワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。本例では、ワークＷは例えば、直径１ｍｍ以下の小径部品である。なお、ワークＷは円筒状のパイプ材であってもよいし、小径部材でなくてもよい。
ガイドブッシュ３１は、主軸１１のＺ軸方向の前方に位置し、ベッドＳに対して固定的に設けられる。ガイドブッシュ３１は、主軸１１により保持されたワークＷを支持する。なお、本例に限らず、ガイドブッシュ３１が省略されたガイドブッシュレスであってもよい。
ガイドブッシュ３１は、主軸１１のＺ軸方向の前方に位置し、ベッドＳに対して固定的に設けられる。ガイドブッシュ３１は、主軸１１により保持されたワークＷを支持する。なお、本例に限らず、ガイドブッシュ３１が省略されたガイドブッシュレスであってもよい。
【0011】
図１に示すように、主軸移動機構１５Ｚは、主軸ユニット１０をＺ軸方向に移動させる。工具移動機構４２Ｙは、工具ユニット４５をＹ軸方向に移動させる。図２に示すように、工具移動機構４２Ｘは、工具ユニット４５をＸ軸方向に移動させる。
【0012】
図１に示すように、観測装置移動機構２４は、主軸１１のＺ軸方向に対向する位置にて、観測装置２０をＺ軸方向に移動させる。本例では、観測装置移動機構２４は、観測装置２０を観測位置Ｐａと退避位置Ｐｂの間で移動させる。観測位置Ｐａは、観測装置２０が主軸１１に保持されたワークＷと工具４５ａの加工点（刃先）を観測可能な位置である。退避位置Ｐｂは、観測位置ＰａよりもＺ軸方向に主軸１１から遠い位置であり、ワークＷの加工に伴う切粉又はクーラント液の影響を受けづらい位置に設定される。観測装置移動機構２４は、Ｚ軸方向に移動可能なスライドベース２４ａと、観測装置２０を支持する支持部２４ｂと、を備える。
例えば、主軸移動機構１５Ｚ、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙ及び観測装置移動機構２４は、それぞれ、モータ、ボールねじ及びナットを有する。
例えば、主軸移動機構１５Ｚ、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙ及び観測装置移動機構２４は、それぞれ、モータ、ボールねじ及びナットを有する。
【0013】
工具ユニット４５は、主軸１１により保持されたワークＷを加工する。工具ユニット４５は、複数の工具４５ａと、複数の工具４５ａを保持する工具保持部４５ｂと、を備える。工具４５ａはワークＷを径方向に切削するバイトである。図３に示すように、複数の工具４５ａは、Ｘ軸方向に沿って延び、Ｙ方向に並べられている。なお、工具４５ａは、例えば、バイト等の固定工具に限らず、ドリル等の回転工具であってもよい。
【0014】
図１に示すように、観測装置２０は、工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量を測定するために、主軸１１により保持されたワークＷと工具４５ａの加工点をＺ軸方向の正面から撮像する。
観測装置２０は、カメラ２１と、照明部２３と、を備える。
カメラ２１は、ワークＷと工具４５ａの加工点を撮像し、この撮像した画像データを制御部３００に出力する。カメラ２１は、撮像部２１ａと、レンズ部２１ｂと、を備える。レンズ部２１ｂは、撮像部２１ａに光を集める。撮像部２１ａは、レンズ部２１ｂから入ってきた光を画像データとして電気信号に変換する。
観測装置２０は、カメラ２１と、照明部２３と、を備える。
カメラ２１は、ワークＷと工具４５ａの加工点を撮像し、この撮像した画像データを制御部３００に出力する。カメラ２１は、撮像部２１ａと、レンズ部２１ｂと、を備える。レンズ部２１ｂは、撮像部２１ａに光を集める。撮像部２１ａは、レンズ部２１ｂから入ってきた光を画像データとして電気信号に変換する。
【0015】
照明部２３は、カメラ２１により撮像されるワークＷと工具４５ａの加工点を照明する。照明部２３は、カメラ２１の主軸１１に近い先端側に位置する。照明部２３は、レンズ部２１ｂの外周を囲む円環状をなす。本例では、照明部２３は、ワークＷと工具４５ａの加工点に照明光を出射し、この照明光の反射光をカメラ２１のレンズ部２１ｂに入射させる。
【0016】
図２に示すように、旋回機構２５は、旋回軸Ｔを中心に観測装置２０を旋回させる。旋回軸Ｔは、Ｚ軸方向に沿い、ワークＷの回転軸Ｉに対してＸ軸方向に並ぶように位置する。旋回機構２５は、例えば、回転シリンダである。旋回機構２５は、図４の矢印Ｒに示すように、旋回軸Ｔを中心に１８０°にわたって観測装置２０を旋回可能に構成される。旋回機構２５は、Ｙ軸方向の上方を通過する経路で、言い換えると、主軸１１をＺ軸方向の正面から見て図４の反時計回りの経路で、観測装置２０を旋回させる。
なお、旋回機構２５は、本例では、回転シリンダ等の駆動部を用いて自動で観測装置２０を旋回可能に構成されていたが、これに限らず、回転操作ハンドル等の操作部を手動で操作することにより、観測装置２０を旋回可能に構成されていてもよい。
なお、旋回機構２５は、本例では、回転シリンダ等の駆動部を用いて自動で観測装置２０を旋回可能に構成されていたが、これに限らず、回転操作ハンドル等の操作部を手動で操作することにより、観測装置２０を旋回可能に構成されていてもよい。
【0017】
旋回機構２５は、観測装置２０を対向位置Ｐ１と非対向位置Ｐ２の間で旋回させる。対向位置Ｐ１は、観測装置２０が主軸１１のＺ軸方向に対向する位置に設定される。非対向位置Ｐ２は、観測装置２０が主軸１１のＺ軸方向に対向せずに、Ｚ軸方向に交わる方向、本例では、Ｘ軸方向に主軸１１から離れた位置に設定される。図４では、対向位置Ｐ１の観測装置２０は実線で示され、非対向位置Ｐ２の観測装置２０は二点鎖線で示される。
【0018】
図１に示すように、操作入力部３２０は、作業者により操作され、この操作に応じた操作信号を制御部３００に出力する。ディスプレイ３１０は、制御部３００による制御のもと、画像を表示する。操作入力部３２０及びディスプレイ３１０は、工作機械１に予め搭載されていてもよいし、工作機械１に後付けされたパーソナルコンピュータの周辺機器であってもよい。
【0019】
図１及び図２に示すように、制御部３００は、主軸ユニット１０、観測装置２０、旋回機構２５、主軸移動機構１５Ｚ、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙ、観測装置移動機構２４及びディスプレイ３１０を制御する。制御部３００は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部と、この処理部による処理の手順を定義したプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリと、を備える。
制御部３００は、観測装置２０による観測結果（本例では画像データ）に基づき工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量ΔＹを取得するずれ量取得処理部３０１と、ずれ量ΔＹに基づき工具４５ａの位置を補正する補正処理部３０２と、を備える。
なお、制御部３００は、工作機械１に予め搭載されていてもよいし、工作機械１に後付けされたパーソナルコンピュータ本体であってもよい。また、制御部３００は、工作機械１に予め搭載されている第１情報処理部と、工作機械１に後付けされたパーソナルコンピュータ本体である第２情報処理部と、を備え、この第１情報処理部とこの第２情報処理部の間で情報の授受を行いつつ処理を行ってもよい。この場合、例えば、上記第１情報処理部は、主軸ユニット１０、観測装置２０、旋回機構２５、主軸移動機構１５Ｚ、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙ及び観測装置移動機構２４を制御する。上記第２情報処理部は、操作入力部３２０からの操作信号を受け付け、後述する画像Ｇの解析を行い、ディスプレイ３１０を制御する。
制御部３００は、観測装置２０による観測結果（本例では画像データ）に基づき工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量ΔＹを取得するずれ量取得処理部３０１と、ずれ量ΔＹに基づき工具４５ａの位置を補正する補正処理部３０２と、を備える。
なお、制御部３００は、工作機械１に予め搭載されていてもよいし、工作機械１に後付けされたパーソナルコンピュータ本体であってもよい。また、制御部３００は、工作機械１に予め搭載されている第１情報処理部と、工作機械１に後付けされたパーソナルコンピュータ本体である第２情報処理部と、を備え、この第１情報処理部とこの第２情報処理部の間で情報の授受を行いつつ処理を行ってもよい。この場合、例えば、上記第１情報処理部は、主軸ユニット１０、観測装置２０、旋回機構２５、主軸移動機構１５Ｚ、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙ及び観測装置移動機構２４を制御する。上記第２情報処理部は、操作入力部３２０からの操作信号を受け付け、後述する画像Ｇの解析を行い、ディスプレイ３１０を制御する。
【0020】
次に、図５のフローチャートに従って、制御部３００により実行される補正処理について説明する。この補正処理開始時には、観測装置２０が退避位置Ｐｂで、かつ対向位置Ｐ１に存在する。
【0021】
ずれ量取得処理部３０１は、工具４５ａを選択し、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙを介して選択した工具４５ａの加工点を主軸１１により保持されたワークＷの中心位置にＹ軸方向に一致させる（ステップＳ１０１）。この際、工具４５ａの加工点は、Ｘ軸方向においてワークＷから離れた位置に設定される。このステップＳ１０１において、工具４５ａの加工点がワークＷの中心位置にＹ軸方向に一致するように制御した場合であっても、熱変位、工具４５ａの形状誤差及び取り付け誤差等の種々の要因で、加工点がワークＷの中心位置に対してＹ軸方向にずれるおそれがある。当該補正処理では、このずれを補正するために実行される。
【0022】
そして、ずれ量取得処理部３０１は、観測装置移動機構２４を介して、観測装置２０を退避位置Ｐｂから観測位置Ｐａに移動させる（ステップＳ１０２）。
次に、ずれ量取得処理部３０１は、照明部２３を介して照明光を出射した状態で、カメラ２１を介してワークＷと工具４５ａの加工点を撮像し、この撮像した画像データを取得する（ステップＳ１０３）。
次に、ずれ量取得処理部３０１は、照明部２３を介して照明光を出射した状態で、カメラ２１を介してワークＷと工具４５ａの加工点を撮像し、この撮像した画像データを取得する（ステップＳ１０３）。
【0023】
そして、ずれ量取得処理部３０１は、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、カメラ２１により撮像された画像Ｇをディスプレイ３１０に表示する（ステップＳ１０４）。画像Ｇは、Ｚ軸方向から見た工具４５ａの加工点４５ｚとワークＷを含む。図６（ａ）では、工具４５ａの加工点４５ｚがワークＷの中心位置にＹ軸方向に一致している。図６（ｂ）では、工具４５ａの加工点４５ｚがワークＷの中心位置に対してＹ軸方向の下方向にずれている。図６（ｃ）では、工具４５ａの加工点４５ｚがワークＷの中心位置に対してＹ軸方向の上方向にずれている。
【0024】
ずれ量取得処理部３０１は、工具４５ａの加工点４５ｚとワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量ΔＹを取得する（ステップＳ１０５）。
例えば、このステップＳ１０５においては、ずれ量取得処理部３０１は、画像Ｇの解析を行うことによりずれ量ΔＹを取得してもよい。この場合、例えば、制御部３００のメモリには、Ｚ軸方向から見た工具４５ａとワークＷの画像パターンが教師データとして予め記憶されている。ずれ量取得処理部３０１は、この教師データに基づき、工具４５ａの加工点４５ｚとワークＷの中心位置を検出し、検出した工具４５ａの加工点４５ｚとワークＷの中心位置のＹ軸方向の距離をずれ量ΔＹとして取得する。
例えば、このステップＳ１０５においては、ずれ量取得処理部３０１は、画像Ｇの解析を行うことによりずれ量ΔＹを取得してもよい。この場合、例えば、制御部３００のメモリには、Ｚ軸方向から見た工具４５ａとワークＷの画像パターンが教師データとして予め記憶されている。ずれ量取得処理部３０１は、この教師データに基づき、工具４５ａの加工点４５ｚとワークＷの中心位置を検出し、検出した工具４５ａの加工点４５ｚとワークＷの中心位置のＹ軸方向の距離をずれ量ΔＹとして取得する。
【0025】
なお、本例に限らず、作業者が操作入力部３２０（例えば、パーソナルコンピュータのマウス）の操作を通じて、ディスプレイ３１０に表示される画像Ｇにおける工具４５ａの加工点４５ｚの位置とワークＷの中心位置を指定してもよい。そして、作業者が、操作入力部３２０を通じて工具４５ａの加工点４５ｚの位置とワークＷの中心位置を入力し、ずれ量取得処理部３０１は、入力された工具４５ａの加工点４５ｚの位置とワークＷの中心位置に基づきずれ量ΔＹを取得してもよい。
さらに、作業者が、指定された工具４５ａの加工点４５ｚの位置とワークＷの中心位置に基づきずれ量ΔＹを算出し、算出したずれ量ΔＹを操作入力部３２０を通じて入力してもよい。
さらに、作業者が、指定された工具４５ａの加工点４５ｚの位置とワークＷの中心位置に基づきずれ量ΔＹを算出し、算出したずれ量ΔＹを操作入力部３２０を通じて入力してもよい。
【0026】
次に、補正処理部３０２は、取得されたずれ量ΔＹが許容値以内であるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。許容値は、例えば、±０．０１ｍｍに設定される。
補正処理部３０２は、取得されたずれ量ΔＹが許容値以内である旨を判別したとき（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、図６（ａ）に示すように、画像Ｇに判定結果として「ＯＫ」と表示し、工具４５ａの位置を補正しない（ステップＳ１０７）。そして、制御部３００は、観測装置移動機構２４を介して、観測装置２０を観測位置Ｐａから退避位置Ｐｂに移動させ（ステップＳ１０８）、当該補正処理を終了する。
補正処理部３０２は、取得されたずれ量ΔＹが許容値以内である旨を判別したとき（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、図６（ａ）に示すように、画像Ｇに判定結果として「ＯＫ」と表示し、工具４５ａの位置を補正しない（ステップＳ１０７）。そして、制御部３００は、観測装置移動機構２４を介して、観測装置２０を観測位置Ｐａから退避位置Ｐｂに移動させ（ステップＳ１０８）、当該補正処理を終了する。
【0027】
一方、補正処理部３０２は、取得されたずれ量ΔＹが許容値を超える旨を判別したとき（ステップＳ１０６；ＮＯ）、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、画像Ｇに判定結果として「ＮＧ」と表示し、ずれ量ΔＹに応じて工具４５ａの位置を補正する（ステップＳ１１０）。そして、制御部３００は、観測装置移動機構２４を介して、観測装置２０を観測位置Ｐａから退避位置Ｐｂに移動させ（ステップＳ１０８）、当該補正処理を終了する。
【0028】
上記補正処理は、複数の工具４５ａそれぞれについて行われてもよい。
また、上記補正処理は、工具４５ａによるワークＷの加工前に行われてもよいし、工具４５ａによるワークＷの加工後に行われてもよい。各ワークＷの加工後に、上記補正処理が行われることにより、温度変化に伴う工作機械１（特に、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙのボールねじ）の熱変位に起因する工具４５ａの位置ずれを補正する熱変位補正が可能となる。
また、上記補正処理は、工具４５ａによるワークＷの加工前に行われてもよいし、工具４５ａによるワークＷの加工後に行われてもよい。各ワークＷの加工後に、上記補正処理が行われることにより、温度変化に伴う工作機械１（特に、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙのボールねじ）の熱変位に起因する工具４５ａの位置ずれを補正する熱変位補正が可能となる。
【0029】
また、上記補正処理は、ワークＷの加工毎に行われてもよいし、複数回の加工につき１回だけ行われてもよい。
特に、工作機械１の起動後において、ワークＷの加工開始から規定時間に亘って温度上昇し、この規定時間の後は熱的平衡状態となる。よって、この規定時間内においては、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙのボールねじの伸び等で、ずれ量が大きくなりやすく、この規定時間の後は、ずれ量が小さくなる。この点に着目して、ワークＷの加工開始から、ワークＷの加工毎に又は複数回の加工につき１回だけ上記補正処理が行われ、ずれ量が許容値以内となったときには、以後、上記補正処理が行われなくてもよい。これにより、熱的平衡状態において、上記補正処理が行われることを抑制でき、加工時間を短縮できる。
特に、工作機械１の起動後において、ワークＷの加工開始から規定時間に亘って温度上昇し、この規定時間の後は熱的平衡状態となる。よって、この規定時間内においては、工具移動機構４２Ｘ，４２Ｙのボールねじの伸び等で、ずれ量が大きくなりやすく、この規定時間の後は、ずれ量が小さくなる。この点に着目して、ワークＷの加工開始から、ワークＷの加工毎に又は複数回の加工につき１回だけ上記補正処理が行われ、ずれ量が許容値以内となったときには、以後、上記補正処理が行われなくてもよい。これにより、熱的平衡状態において、上記補正処理が行われることを抑制でき、加工時間を短縮できる。
【0030】
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）工作機械１は、ワークＷを保持しつつ回転する主軸１１と、主軸１１により保持されたワークＷを加工する工具４５ａと、工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量ΔＹを取得するために、ワークＷの軸方向（Ｚ軸方向）から主軸１１により保持されたワークＷと工具４５ａを撮像する観測装置２０と、観測装置２０を、Ｚ軸方向に沿って、観測装置２０によりワークＷと工具４５ａを撮像可能な観測位置Ｐａと観測位置ＰａよりもワークＷから遠い退避位置Ｐｂの間で移動させる観測装置移動機構２４と、を備える。
この構成によれば、観測装置２０によりＺ軸方向から工具４５ａとワークＷが直接的に正面から撮影されるため、ずれ量ΔＹの検出精度、ひいては、ワークＷに対する工具４５ａの位置を補正する精度を高めることができる。よって、ワークＷの加工精度を高めることができる。
特に、ワークＷが小径部品（例えば、直径１ｍｍ以下の部品）である場合には、より高い精度で工具４５ａの位置を補正する必要がある。このため、上記構成のように、工具４５ａとワークＷをＺ軸方向から直接的に撮影することは特に有効である。
また、上記特許文献１の構成では、工具４５ａとワークＷが直接的に見られないためずれ量の検出精度、ひいては、補正の精度が低い。また、上記特許文献１の構成では、ワークを第１の切削と第２の切削にて２箇所加工するため、ワークが薄肉のパイプ材であると、２箇所加工によるずれ量の検出が困難となる。また、ワークがパイプ材であると、ワークにダボを形成することができないため、ダボの直径を測定して、ずれ量を補正することができない。この点、上記構成によれば、ずれ量ΔＹを取得するために、ワークＷを加工する必要がない。このため、ワークＷがパイプ材であっても、ずれ量ΔＹを取得可能である。
また、観測装置２０が工具４５ａとワークＷを正面から撮影するため、斜めから撮影する構成に比べて、ずれ量ΔＹの検出精度を高めることができる。
さらに、観測装置２０は、観測位置Ｐａと退避位置Ｐｂの間で移動可能であり、ずれ量ΔＹの取得時には観測装置２０が観測位置Ｐａに位置し、ワークＷの加工時には観測装置２０が退避位置Ｐｂに位置する。このため、ずれ量ΔＹの取得時に、観測装置２０を取り付け、芯出しを行う手間を減らすことができる。
また、観測装置２０は、Ｚ軸方向に移動可能に構成されているため、工具４５ａとワークＷに近づけて焦点を合わせやすくなる。
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）工作機械１は、ワークＷを保持しつつ回転する主軸１１と、主軸１１により保持されたワークＷを加工する工具４５ａと、工具４５ａの加工点とワークＷの中心位置のＹ軸方向のずれ量ΔＹを取得するために、ワークＷの軸方向（Ｚ軸方向）から主軸１１により保持されたワークＷと工具４５ａを撮像する観測装置２０と、観測装置２０を、Ｚ軸方向に沿って、観測装置２０によりワークＷと工具４５ａを撮像可能な観測位置Ｐａと観測位置ＰａよりもワークＷから遠い退避位置Ｐｂの間で移動させる観測装置移動機構２４と、を備える。
この構成によれば、観測装置２０によりＺ軸方向から工具４５ａとワークＷが直接的に正面から撮影されるため、ずれ量ΔＹの検出精度、ひいては、ワークＷに対する工具４５ａの位置を補正する精度を高めることができる。よって、ワークＷの加工精度を高めることができる。
特に、ワークＷが小径部品（例えば、直径１ｍｍ以下の部品）である場合には、より高い精度で工具４５ａの位置を補正する必要がある。このため、上記構成のように、工具４５ａとワークＷをＺ軸方向から直接的に撮影することは特に有効である。
また、上記特許文献１の構成では、工具４５ａとワークＷが直接的に見られないためずれ量の検出精度、ひいては、補正の精度が低い。また、上記特許文献１の構成では、ワークを第１の切削と第２の切削にて２箇所加工するため、ワークが薄肉のパイプ材であると、２箇所加工によるずれ量の検出が困難となる。また、ワークがパイプ材であると、ワークにダボを形成することができないため、ダボの直径を測定して、ずれ量を補正することができない。この点、上記構成によれば、ずれ量ΔＹを取得するために、ワークＷを加工する必要がない。このため、ワークＷがパイプ材であっても、ずれ量ΔＹを取得可能である。
また、観測装置２０が工具４５ａとワークＷを正面から撮影するため、斜めから撮影する構成に比べて、ずれ量ΔＹの検出精度を高めることができる。
さらに、観測装置２０は、観測位置Ｐａと退避位置Ｐｂの間で移動可能であり、ずれ量ΔＹの取得時には観測装置２０が観測位置Ｐａに位置し、ワークＷの加工時には観測装置２０が退避位置Ｐｂに位置する。このため、ずれ量ΔＹの取得時に、観測装置２０を取り付け、芯出しを行う手間を減らすことができる。
また、観測装置２０は、Ｚ軸方向に移動可能に構成されているため、工具４５ａとワークＷに近づけて焦点を合わせやすくなる。
【0031】
（２）観測装置２０はカメラ２１を備える。
この構成によれば、カメラ２１により工具４５ａとワークＷが撮影されるため、工具４５ａ及びワークＷの位置を近接センサ等で検出する場合に比べて、ずれ量ΔＹの検出精度を高めることができる。
この構成によれば、カメラ２１により工具４５ａとワークＷが撮影されるため、工具４５ａ及びワークＷの位置を近接センサ等で検出する場合に比べて、ずれ量ΔＹの検出精度を高めることができる。
【0032】
（３）工作機械１は、Ｚ軸方向に沿う旋回軸Ｔを中心に観測装置２０を旋回させる旋回機構２５を備える。旋回機構２５は、観測装置２０がワークＷのＺ軸方向に対向する対向位置Ｐ１と観測装置２０がワークＷのＺ軸方向に対向しない非対向位置Ｐ２の間で観測装置２０を旋回させる。
この構成によれば、観測装置２０は対向位置Ｐ１にて工具４５ａとワークＷを正面から撮影可能となる。また、観測装置２０は非対向位置Ｐ２に位置することにより、主軸１１により保持されたワークＷの前面側に空間を形成することができる。
この構成によれば、観測装置２０は対向位置Ｐ１にて工具４５ａとワークＷを正面から撮影可能となる。また、観測装置２０は非対向位置Ｐ２に位置することにより、主軸１１により保持されたワークＷの前面側に空間を形成することができる。
【0033】
（４）工作機械１は、単数又は複数のワークＷの加工完了後に、観測装置２０により撮像されたワークＷの中心位置と工具４５ａの加工点に基づきＹ軸方向のずれ量ΔＹを取得するずれ量取得処理部３０１と、ずれ量取得処理部３０１により取得されたずれ量ΔＹに基づき主軸１１により保持されたワークＷの中心位置に対する工具４５ａの加工点の位置の補正を行う補正処理部３０２と、を備える。
この構成によれば、ワークＷの加工完了後に熱変位補正が行われ、ワークＷの加工精度を高めることができる。
この構成によれば、ワークＷの加工完了後に熱変位補正が行われ、ワークＷの加工精度を高めることができる。
【0034】
なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
【0035】
（変形例）
上記実施形態においては、観測装置２０は、カメラ２１を備えていたが、これに限らず、図７に示すように、観測装置１２０は、Ｚ軸方向から見た工具４５ａの加工点とワークＷの中心を拡大して観察するための顕微鏡の一種であるツールスコープであってもよい。観測装置１２０は、作業者により見られる接眼レンズ部１２１と、拡大対象物である加工点４５ｚ（図８参照）とワークＷに対向する位置に設けられる対物レンズ部１２２と、を備える。作業者は、接眼レンズ部１２１を覗き込むことにより、図８に示す拡大像Ｊを視認可能となる。拡大像Ｊには、十字状の目盛Ｍが付されている。
この変形例では、上記図５のフローチャートのステップＳ１０４が省略され、かつステップＳ１０３の内容が変更となる点を除き、上記実施形態と同様である。ここでは、上記実施形態との相違点を中心に説明する。例えば、この変形例では、上記ステップＳ１０３に代えて、まず、ずれ量取得処理部３０１は、作業者による操作又は自動で、拡大像Ｊの目盛Ｍの中心に、ワークＷの中心を位置させ、この状態での機械座標を第１位置としてメモリに記憶する。次に、ずれ量取得処理部３０１は、作業者による操作又は自動で、拡大像Ｊの目盛Ｍの中心に、工具４５ａの加工点４５ｚを位置させ、この状態での機械座標を第２位置としてメモリに記憶する。ずれ量取得処理部３０１は、メモリに記憶された第１位置と第２位置のＹ軸方向の差分によりずれ量ΔＹを取得する。
なお、作業者は、自身で第１位置及び第２位置を読み取り、操作入力部３２０を通じて、第１位置及び第２位置を入力してもよい。
上記実施形態においては、観測装置２０は、カメラ２１を備えていたが、これに限らず、図７に示すように、観測装置１２０は、Ｚ軸方向から見た工具４５ａの加工点とワークＷの中心を拡大して観察するための顕微鏡の一種であるツールスコープであってもよい。観測装置１２０は、作業者により見られる接眼レンズ部１２１と、拡大対象物である加工点４５ｚ（図８参照）とワークＷに対向する位置に設けられる対物レンズ部１２２と、を備える。作業者は、接眼レンズ部１２１を覗き込むことにより、図８に示す拡大像Ｊを視認可能となる。拡大像Ｊには、十字状の目盛Ｍが付されている。
この変形例では、上記図５のフローチャートのステップＳ１０４が省略され、かつステップＳ１０３の内容が変更となる点を除き、上記実施形態と同様である。ここでは、上記実施形態との相違点を中心に説明する。例えば、この変形例では、上記ステップＳ１０３に代えて、まず、ずれ量取得処理部３０１は、作業者による操作又は自動で、拡大像Ｊの目盛Ｍの中心に、ワークＷの中心を位置させ、この状態での機械座標を第１位置としてメモリに記憶する。次に、ずれ量取得処理部３０１は、作業者による操作又は自動で、拡大像Ｊの目盛Ｍの中心に、工具４５ａの加工点４５ｚを位置させ、この状態での機械座標を第２位置としてメモリに記憶する。ずれ量取得処理部３０１は、メモリに記憶された第１位置と第２位置のＹ軸方向の差分によりずれ量ΔＹを取得する。
なお、作業者は、自身で第１位置及び第２位置を読み取り、操作入力部３２０を通じて、第１位置及び第２位置を入力してもよい。
【0036】
上記実施形態及び上記変形例においては、観測装置２０，１２０は、観測装置移動機構２４により自動でＺ軸方向に移動可能に構成されていたが、これに限らず、観測装置移動機構２４が省略されて、手動で、Ｚ軸方向に移動可能に構成されてもよい。この場合、図９（ａ），（ｂ）に示すように、観測装置２０，１２０は、支持部材２８により支持され、支持部材２８は、観測装置２０，１２０とともに、手動で、レール２９に沿って移動可能に構成される。この変形例では、図示しない治具であるストッパを支持部材２８又は観測装置２０，１２０に当てることにより、退避位置又は観測位置に観測装置２０，１２０を位置決めする。そして、この位置決めした状態で、図示しない固定部材により支持部材２８又は観測装置２０，１２０の位置を固定する。
【0037】
上記実施形態及び上記変形例において、制御部３００は、上記図５のステップＳ１０８と同時又は前後に、旋回機構２５を介して観測装置２０を対向位置Ｐ１から非対向位置Ｐ２に旋回させてもよい。これにより、主軸１１により保持されたワークＷの前面側に空間ができ、空間的な自由度が高まる。よって、例えば、加工完了後のワークＷを排出するワークシュートとの干渉を防止することができる。また、観測装置２０が非対向位置Ｐ２に位置することにより、ワークＷの加工に伴う切粉又はクーラント液の影響を観測装置２０が受けづらい。
【0038】
上記実施形態において、カメラ２１は、照明部２３から照射された光がワークＷ又は工具４５ａに反射した反射光を受けて撮像していたが、これに限らず、照明部２３から照射された光がワークＷ又は工具４５ａを透過した透過光を受けて撮像してもよい。
【0039】
上記実施形態においては、工作機械１は、単数の主軸１１を備えていたが、複数の主軸１１を備えていてもよい。複数の主軸１１は互いに対向するように配置されてもよい。この場合、複数の主軸１１間で、ワークＷを授受する際に、観測装置２０が非対向位置Ｐ２に位置してもよい。また、観測装置２０は、Ｙ軸方向に延びる旋回軸を中心に旋回可能に構成されてもよい。これにより、観測装置２０が各主軸１１に相対可能となる。
【0040】
上記実施形態において、照明部２３は省略されてもよい。
また、旋回機構２５は省略されてもよい。
また、旋回機構２５は省略されてもよい。
【0041】
上記実施形態においては、制御部３００は、Ｙ軸方向のずれ量ΔＹを取得し、取得したＹ軸方向のずれ量ΔＹに基づき、Ｙ軸方向の工具４５ａの位置を補正していたが、Ｙ軸方向に限らず、Ｙ軸方向以外の方向、例えば、Ｘ軸方向のずれ量を取得し、取得したＸ軸方向のずれ量に基づき、Ｘ軸方向の工具４５ａの位置を補正してもよい。
【0042】
上記実施形態においては、カメラ２１により撮像された画像Ｇがディスプレイ３１０に表示されていたが、ディスプレイ３１０に表示されなくてもよい。
上記実施形態においては、旋回軸ＴはＺ軸方向に沿って延びていたが、Ｚ軸方向以外の方向、例えば、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に沿って延びていてもよい。
上記実施形態においては、旋回軸ＴはＺ軸方向に沿って延びていたが、Ｚ軸方向以外の方向、例えば、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に沿って延びていてもよい。
【符号の説明】
【0043】
１…工作機械、１０…主軸ユニット、１１…主軸、１２…主軸台、１５Ｚ…主軸移動機構、２０，１２０…観測装置、２１…カメラ、２１ａ…撮像部、２１ｂ…レンズ部、２３…照明部、２４…観測装置移動機構、２４ａ…スライドベース、２４ｂ…支持部、２５…旋回機構、２８…支持部材、２９…レール、３１…ガイドブッシュ、４２Ｘ，４２Ｙ…工具移動機構、４５…工具ユニット、４５ａ…工具、４５ｂ…工具保持部、４５ｚ…加工点、１２１…接眼レンズ部、１２２…対物レンズ部、３００…制御部、３０１…ずれ量取得処理部、３０２…補正処理部、３１０…ディスプレイ、３２０…操作入力部、Ｇ…画像、Ｉ…回転軸、Ｊ…拡大像、Ｍ…目盛、Ｐ１…対向位置、Ｐ２…非対向位置、Ｓ…ベッド、Ｔ…旋回軸、Ｗ…ワーク、Ｐａ…観測位置、Ｐｂ…退避位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
