特開 2022-75026 工作機械の主軸回転数調整システム及び主軸回転数調整プログラム

(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】P2022075026

(43)【公開日】2022-05-18

(54)【発明の名称】工作機械の主軸回転数調整システム及び主軸回転数調整プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/12 20060101AFI20220511BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20220511BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20220511BHJP

【ＦＩ】

B23Q15/12 A

G05B19/404 K

B23Q17/22 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020185544

(22)【出願日】2020-11-06

(71)【出願人】

【識別番号】000117618

【氏名又は名称】安田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118728

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 圭二

(74)【代理人】

【識別番号】100114638

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 寛也

(72)【発明者】

【氏名】守分 康雅

【テーマコード（参考）】

3C001

3C029

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C001KA07

3C001KB09

3C001TA06

3C001TB08

3C001TC02

3C001TD03

3C029AA32

3C269AB01

3C269AB31

3C269BB03

3C269CC02

3C269EF02

3C269EF21

3C269JJ10

3C269JJ19

3C269MN07

3C269MN14

3C269MN15

(57)【要約】

【課題】主軸に生じる振動を簡単に抑制することができる工作機械の主軸回転数調整システム及び主軸回転数調整プログラムを提供する。
【解決手段】工具３を装着する主軸２を回転駆動すると共に、主軸２を回転軸の軸方向に駆動する工作機械１であって、主軸２の軸方向の位置データを計測する位置計測手段１１と、主軸２の回転数を変えて各回転数における該主軸２の軸方向の位置データを計測し、該位置データと基準位置から主軸２の軸方向の偏差量を算出する偏差算出手段１２と、主軸２の各回転数における偏差量を記憶する記憶手段２０と、加工時に主軸２の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において前記偏差量が最も小さい回転数に調整する回転数調整手段１３と、を有する主軸回転数調整システム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を装着する主軸を回転駆動すると共に、前記主軸を回転軸の軸方向に駆動する工作機械であって、
前記主軸の軸方向の位置データを計測する位置計測手段と、
前記主軸の回転数を変えて各回転数における該主軸の軸方向の位置データを計測し、該位置データと基準位置から前記主軸の軸方向の偏差量を算出する偏差算出手段と、
前記主軸の各回転数における前記偏差量を記憶する記憶手段と、
加工時に前記主軸の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において前記偏差量が最も小さい回転数に調整する回転数調整手段と、
を有する工作機械の主軸回転数調整システム。

【請求項2】

加工時に指定される前記主軸の回転数に対する割合又は／及び許容回転数で前記許容範囲を設定する許容範囲設定手段を備えた請求項１に記載の工作機械の主軸回転数調整システム。

【請求項3】

前記許容範囲設定手段が、加工時に指定される前記主軸の回転数に対する割合及び許容回転数のうち、回転数の幅が狭い方を前記許容範囲として設定する請求項２に記載の工作機械の主軸回転数調整システム。

【請求項4】

前記偏差算出手段が、各回転数において前記主軸の軸方向の偏差を算出するために該軸方向の位置データを２以上の所定回数計測し、偏差量が最も大きいデータを偏差データとして記憶する請求項１乃至３の何れか一項に記載の機械の主軸回転数調整システム。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の機械の主軸回転数調整システムとして、コンピュータを機能させるための主軸回転数調整プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主軸に生じる振動を抑制することができる工作機械の主軸回転数調整システム及び主軸回転数調整プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

主軸に装着された工具を回転駆動してワークを加工する工作機械は、主軸の回転中に、指令回転数に応じて主軸の軸方向（Ｚ軸）の偏差量が変化する。この工作機械において、面粗さ目標値が高い加工を行う場合には、Ｚ軸偏差量が少ない回転数領域を使用することが求められている。

【0003】

例えば、特許文献１には、主軸または工具の振動周波数を検知するセンサと、振動周波数に基づいて、主軸または工具に生じているびびり振動の振動強度を算出する算出部と、主軸の回転数を制御するための設定値を調整する調整部を備え、びびり振動が生じたことに基づいて、主軸の回転数の変動範囲を決定し、変動範囲内において主軸の回転数を変化させるとともに当該複数の回転数の各々について振動強度を取得し、当該複数の回転数の内、振動強度が主軸の回転数を変化させる前と比較して相対的に小さくなる回転数を設定値として用いるようにした工作機械が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１０７７５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の工作機械は、主軸または工具に生じているびびり振動を検知するために、主軸または工具の振動周波数を検知するセンサを設ける必要があった。この工作機械には、例えばハウジングに加速度センサが設けられているから、構造が複雑になるという問題があった。

【0006】

また、特許文献１に記載の工作機械は、主軸または工具にびびり振動が生じたことを検知した場合に、主軸の回転数を変化させて各回転数で振動強度を取得することから、探索時間を短くするために主軸の回転数の変動範囲を限定する必要があった。

【0007】

そこで、本発明は、主軸に生じる振動を簡単に抑制することができる工作機械の主軸回転数調整システム及び主軸回転数調整プログラムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記課題を解決するために、工具を装着する主軸を回転駆動すると共に、前記主軸を回転軸の軸方向に駆動する工作機械であって、前記主軸の軸方向の位置データを計測する位置計測手段と、前記主軸の回転数を変えて各回転数における該主軸の軸方向の位置データを計測し、該位置データと基準位置から前記主軸の軸方向の偏差量を算出する偏差算出手段と、前記主軸の各回転数における前記偏差量を記憶する記憶手段と、加工時に前記主軸の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において前記偏差量が最も小さい回転数に調整する回転数調整手段と、を有する工作機械の主軸回転数調整システムを提供するものである。

【0009】

また、工作機械の主軸回転数調整システムは、加工時に指定される前記主軸の回転数に対する割合又は／及び許容回転数で前記許容範囲を設定する許容範囲設定手段を備えたものである。

【0010】

また、工作機械の主軸回転数調整システムは、前記許容範囲設定手段が、加工時に指定される前記主軸の回転数に対する割合及び許容回転数のうち、回転数の幅が狭い方を前記許容範囲として設定するものである。

【0011】

また、工作機械の主軸回転数調整システムは、前記偏差算出手段が、各回転数において前記主軸の軸方向の偏差を算出するために該軸方向の位置データを２以上の所定回数計測し、偏差量が最も大きいデータを偏差データとして記憶するものである。

【0012】

また、本発明は、上記の何れか一項に記載の機械の主軸回転数調整システムとして、コンピュータを機能させるための主軸回転数調整プログラムを提供するものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の工作機械の主軸回転数調整システムは、工具を装着する主軸を回転駆動すると共に、前記主軸を回転軸の軸方向に駆動する工作機械であって、前記主軸の軸方向の位置データを計測する位置計測手段と、前記主軸の回転数を変えて各回転数における該主軸の軸方向の位置データを計測し、該位置データと基準位置から前記主軸の軸方向の偏差量を算出する偏差算出手段と、前記主軸の各回転数における前記偏差量を記憶する記憶手段と、加工時に前記主軸の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において前記偏差量が最も小さい回転数に調整する回転数調整手段と、を有することにより、主軸の軸方向の位置を計測するスケールなどの位置計測手段を用いて回転数毎の偏差量を計測することができ、この偏差量が小さい回転数に調整することができるから、簡単な構成によって主軸に生じる振動を抑制することができる効果がある。

【0014】

また、本発明の工作機械の主軸回転数調整システムは、工作機械の稼働前や運転休止期間に主軸の各回転数における偏差量を計測して記憶しておくことができるから、運転中は直ぐにこの偏差量が小さい回転数に調整することができる効果がある。

【0015】

また、本発明の工作機械の主軸回転数調整システムは、加工時に指定される前記主軸の回転数に対する割合又は／及び許容回転数で前記許容範囲を設定する許容範囲設定手段を備えたことにより、指定された主軸の回転数に対して許容される範囲内で前記偏差量が最も小さい回転数に調整することができる効果がある。

【0016】

また、本発明の工作機械の主軸回転数調整システムは、前記許容範囲設定手段が、加工時に指定される前記主軸の回転数に対する割合及び許容回転数のうち、回転数の幅が狭い方を前記許容範囲として設定することにより、指定された主軸の回転数に対して、その割合及び許容回転数の双方の条件を満たした範囲内で前記偏差量が最も小さい回転数に調整することができる効果がある。

【0017】

また、工作機械の主軸回転数調整システムは、前記偏差算出手段が、各回転数において前記主軸の軸方向の偏差を算出するために該軸方向の位置データを２以上の所定回数計測し、偏差量が最も大きいデータを偏差データとして記憶することにより、時間経過で偏差量が変動する場合でも偏差量が最も大きいデータを偏差データとして記憶することができる効果がある。

【0018】

また、本発明の主軸回転数調整プログラムは、上記の何れか一項に記載の機械の主軸回転数調整システムとして、コンピュータを機能させることにより、主軸の軸方向の位置を計測するスケールなどの位置計測手段を用いて回転数毎の偏差量を計測することができ、プログラムによってこの偏差量が小さい回転数に調整することができるから、簡単な構成によって主軸に生じる振動を抑制することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る主軸回転数調整システムの一実施例を示す構成図。

【図2】本発明のＺ軸偏差量の測定手段の一実施例を示すフローチャート。

【図3】本発明の主軸回転数の調整手段の一実施例を示すフローチャート。

【図4】本発明を使用した工作機械の一実施例を示す斜視図。

【図5】本発明に係る主軸回転数調整システムの画面の一例を示す図。

【図6】本発明に係る主軸回転数調整システムの画面の一例を示す図。

【図7】工作機械のＺ軸偏差の変化を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明の工作機械の主軸回転数調整システムは、工具３を装着する主軸２を回転駆動すると共に、主軸２を回転軸の軸方向に駆動する工作機械１であって、主軸２の軸方向の位置データを計測する位置計測手段１１と、主軸２の回転数を変えて各回転数における該主軸２の軸方向の位置データを計測し、該位置データと基準位置から主軸２の軸方向の偏差量を算出する偏差算出手段１２と、主軸２の各回転数における偏差量を記憶する記憶手段２０と、加工時に主軸２の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において前記偏差量が最も小さい回転数に調整する回転数調整手段１３と、を有する。

【0021】

工作機械１は、主軸２の回転による振動によって、指令回転数に応じて主軸２の軸方向（Ｚ軸）に偏差が生じる。Ｚ軸の偏差量は、図５及び図６に示すように、機械ごとに異なった変化をし、工作機械１の固有振動が生じる主軸２の回転数周辺で特に大きくなる。そこで、本願発明者らは、機械ごとに、あらかじめ全回転数領域のＺ軸偏差量を計測しておき、工作機械１の振動が少なくなるように指令回転数周辺で主軸２の回転数を微調整する機能を考案した。

【実施例0022】

図１は、本発明に係る主軸回転数調整システムの一実施例を示す構成図である。図４は、本発明を使用した工作機械の一実施例を示す斜視図である。

【0023】

本実施例において、工作機械１はマシニングセンタであり、ワークを載置するテーブル４と、工具３を装着して回転駆動する主軸２を有する。テーブル４は、主軸２の回転軸に垂直なＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動され、主軸２は回転軸の軸方向（Ｚ軸方向）に駆動される。工作機械１は、主軸２の先端に工具３が装着され、工具３を回転させながらワークに対してＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に相対移動させ、ワークを所望の形状に加工する。また、工作機械１は、図示しないが、工具３の加工軌跡を数値制御する制御装置と、加工条件、工具交換、座標設定などの指示を入力する操作パネルと、加工情報や位置情報などを表示するモニターを備えている。

【0024】

図４に示すように、主軸２が回転可能に設けられた主軸ヘッド２ａは、ガイド７に沿ってＺ軸方向に駆動される。工作機械１の本体には、スケール５がガイド７と平行に設けられ、主軸ヘッド２ａが駆動されるときにＺ軸上の位置を読み取る基準となる。位置計測手段１１は、このスケール５と、主軸ヘッド２ａに設けられた検出部６とから構成され、検出部６によってスケール５から主軸２のＺ軸方向の位置を計測する。なお、工作機械１は図示の構成に限られず、他の立形マシニングセンタや横形マシニングセンタ、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、研削盤など各種の工作機械に本発明を適用することが可能である。
[主軸回転数調整システムの構成]

【0025】

主軸回転数調整システム１０は、主軸２のＺ軸方向の位置データをスケール５と検出部６で計測する位置計測手段１１と、主軸２の回転数を変えて各回転数における主軸２のＺ軸方向の位置データを計測し、該位置データと基準位置から主軸２のＺ軸方向の偏差量を算出する偏差算出手段１２と、加工時に主軸２の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において偏差量が最も小さい回転数に調整する回転数調整手段１３と、加工時に指定される主軸２の回転数に対する割合及び許容回転数で許容範囲を設定する許容範囲設定手段１４と、を有している。

【0026】

図１において、２０は記憶手段であり、位置計測手段１１で計測される主軸２のＺ軸方向の位置データ、偏差算出手段１２で算出される偏差量、許容範囲設定手段１４で設定される許容範囲などを記憶する。記憶手段２０は、偏差算出手段１２で算出される偏差量を主軸２の回転数と関連付けて記憶する。

【0027】

位置計測手段１１は、主軸２のＺ軸方向の位置データを検出するために一般的な工作機械１に設けられており、リニアスケールなどのスケール５と検出部６で該位置データを検出する。偏差算出手段１２は、位置計測手段１１によって計測された位置データに基づいて、基準位置からのズレを偏差量として算出する。図７に示すように、Ｚ軸の偏差量は、時間経過と共に変化（図７の奥行が時間軸）することがある。そこで、偏差算出手段１２は、各回転数において主軸２のＺ軸方向の偏差を算出するためにＺ軸方向の位置データを２以上の所定回数計測し、偏差量が最も大きいデータを偏差データとして記憶手段２０に記憶することが好ましい。

【0028】

本実施例において、偏差算出手段１２は、１回転数領域につき、１回当たり所定のサンプリング周期で所定時間（約１秒間）の計測を行い、計測されたＺ軸の位置データと基準位置からＺ軸偏差量を算出する。偏差算出手段１２は、１領域ごとに６回の計測を行い、最も大きいＺ軸偏差量を偏差データとして記憶手段２０に記憶する。Ｚ軸の基準位置としては、例えば、計測されたＺ軸の位置データの平均値又は中央値、主軸２の回転前の位置データなどを用いることができる。

【0029】

また、偏差算出手段１２は、１回転数領域につき、十分に長い時間（１～２分間）計測した中で偏差量が最も大きいエリアのデータを偏差データとして記憶手段２０に記憶する構成としてもよい。このとき、偏差算出手段１２は、計測された位置データを約１秒間ごとのエリアに分割し、エリアごとに基準位置からのズレを偏差量として算出する。なお、計測される位置データの量を削減してＺ軸偏差量の算出負荷を抑制できることから、偏差算出手段１２は、本実施例のように、所定時間（約１秒間）の計測を一定間隔で行うように構成していることが好ましい。

【0030】

偏差算出手段１２は、例えばステップアップ幅を１００ｍｉｎ^－１に設定してあり、主軸２の回転数を１００ｍｉｎ^－１ごとにステップアップして計測し、主軸２の最高回転数までステップアップして計測を行う。図５及び図６に示す実施例において、偏差算出手段１２は、主軸２の最高回転数４０，０００ｍｉｎ^－１まで１００ｍｉｎ^－１ごとにＺ軸偏差量を計測している。記憶手段２０は、全回転数領域において、回転数領域ごとに最も大きいＺ軸偏差量を偏差データとして記憶している。本実施例では、主軸２のＺ軸偏差量を計測するとき、主軸２に最高回転数で回転可能な工具３を装着している。

【0031】

本実施例において、許容範囲設定手段１４は、加工時に指定される主軸２の回転数に対する割合及び許容回転数のうち、回転数の幅が狭い方を許容範囲として設定する。図５に示す例では、指令回転数１０，０００ｍｉｎ^－１に対して、許容変化率が±５％に設定されており、対応する許容範囲は±５００ｍｉｎ^－１になる。また、設定された許容範囲は、±１，０００ｍｉｎ^－１であるから、許容範囲設定手段１４は、±５００ｍｉｎ^－１を許容範囲として設定する。

【0032】

図６に示す例では、指令回転数２６，０００ｍｉｎ^－１に対して、許容変化率が±１０％に設定されているから、対応する許容範囲は±２，６００ｍｉｎ^－１になる。また、設定された許容範囲は、±２，０００ｍｉｎ^－１であるから、許容範囲設定手段１４は、±２，０００ｍｉｎ^－１を許容範囲として設定する。なお、許容範囲設定手段１４は、主軸２の回転数に対する割合又は許容回転数の何れか一方で許容範囲を設定してもよい。

【0033】

回転数調整手段１３は、加工時に指定された主軸２の回転数を、指定された回転数に対する許容範囲内において偏差量が最も小さい回転数に調整する。図５に示す例において、回転数調整手段１３は、指令回転数１０，０００ｍｉｎ^－１に対して、許容範囲±５００ｍｉｎ^－１内で偏差量が最も小さい回転数（９，８００ｍｉｎ^－１）に調整している。図６に示す例において、回転数調整手段１３は、指令回転数２６，０００ｍｉｎ^－１に対して、許容範囲±２，０００ｍｉｎ^－１内で偏差量が最も小さい回転数（２５，０５０ｍｉｎ^－１）に調整している。
[診断システムの作用]

【0034】

次に、本発明に係る工作機械の主軸回転数調整システムの作用について説明する。図２は、本発明のＺ軸偏差量の測定手段の一実施例を示すフローチャートであり、図３は、本発明の主軸回転数の調整手段の一実施例を示すフローチャートである。

【0035】

図２に示すように、偏差算出手段１２は、偏差量を計測する主軸２の回転数（Ｒ）として最初に最小回転数を読み込む（ステップＳ１）。回転数（Ｒ）は、最小回転数から所定のステップアップ幅（本実施例では１００ｍｉｎ^－１）で増加するようにしている。最小回転数は、任意の回転数を設定することができ、ステップアップ幅の１００ｍｉｎ^－１に設定してもよい。

【0036】

偏差算出手段１２は、ステップＳ１で読み込まれた主軸２の回転数（Ｒ）を工作機械１の最高回転数（Ｒｍａｘ）と比較し（ステップＳ２）、回転数（Ｒ）が最高回転数（Ｒｍａｘ）以下の場合、回転数領域ごとの測定回数ｎに「１」を入力する（ステップＳ３）。一方、ステップＳ１で読み込まれた主軸２の回転数（Ｒ）が工作機械１の最高回転数（Ｒｍａｘ）を越えた場合、偏差算出手段１２は、全てのＺ軸偏差データの単位をｍｍに換算し、記憶手段２０の正規メモリへ記憶して測定を終了する。

【0037】

偏差算出手段１２は、主軸２を回転数（Ｒ）で回転させ、位置計測手段１１で主軸２のＺ軸方向の位置データを計測する（ステップＳ４）。偏差算出手段１２は、例えば１回転数領域につき１回当たり所定のサンプリング周期で所定時間（約１秒間）の計測を行っている。偏差算出手段１２は、ステップＳ４で計測されたＺ軸の位置データと基準位置からＺ軸偏差量を算出する（ステップＳ５）。

【0038】

偏差算出手段１２は、ステップＳ５で算出したＺ軸偏差量と、記憶手段２０の一時記憶領域に記憶された測定中の回転数領域のＺ軸偏差量と、を比較し（ステップＳ６）、ステップＳ５で算出したＺ軸偏差量の方が大きい場合、算出したＺ軸偏差量を当該回転数領域のＺ軸偏差データとして置き換えて記憶手段２０の一時記憶領域に記憶する（ステップＳ７）。測定前のＺ軸偏差データには、初期値として「０」又は測定可能な最小数値が記憶されている。一方、ステップＳ５で算出したＺ軸偏差量が、記憶手段２０の一時記憶領域に記憶された測定中の回転数領域のＺ軸偏差量と同じか、その値より小さい場合、偏差算出手段１２は、記憶手段２０の一時記憶領域に一時記憶されたＺ軸偏差データを書き換えないでステップＳ８へ移行する。

【0039】

偏差算出手段１２は、回転数領域ごとの測定回数ｎと、所定の測定回数Ｎ（本実施例では６回）と、を比較する（ステップＳ８）。測定回数ｎが所定の測定回数Ｎに達していない場合、偏差算出手段１２は、測定回数ｎに「１」を加えた後（ステップＳ９）、ステップＳ４に戻り、同じ回転数領域でＺ軸偏差データの計測を繰り返す。一方、測定回数ｎが所定の測定回数Ｎに達した場合、偏差算出手段１２は、ステップＳ１０へ移行し、主軸２の回転数（Ｒ）にステップアップ幅である１００ｍｉｎ^－１を加え、ステップＳ４へ戻る。偏差算出手段１２は、主軸２の回転数（Ｒ）が最高回転数（Ｒｍａｘ）に達するまで、所定のステップアップ幅の回転数領域でＺ軸偏差量の計測を行う。

【0040】

本実施例の主軸回転数調整システム１０は、偏差算出手段１２によって、工作機械１の最高回転数（Ｒｍａｘ）までの全回転数領域において、主軸２のＺ軸方向の位置データを２以上の所定回数計測し、Ｚ軸方向の偏差データを算出して記憶手段２０に記憶しておくことができる。これにより、主軸回転数調整システム１０は、工作機械１の工場出荷前や稼働していない時間帯を利用して主軸２のＺ軸偏差データを計測することができる。

【0041】

次に、図３に基づいて、主軸回転数の自動調整の流れについて説明する。

【0042】

工作機械１でワークの加工を行う際には、図３に示すように、主軸回転数調整システム１０は、主軸２の指令回転数に対する許容範囲の設定の有無、許容範囲の設定がある場合に許容範囲とステップアップ幅の比較を行う（ステップＳ１１）。

【0043】

許容変化率（指令回転数に対する割合）及び変化量（許容回転数）がステップアップ幅（本実施例では１００ｍｉｎ^－１）以上の場合、許容範囲設定手段１４は、許容変化率と変化量のうち回転数の幅が狭い方を許容範囲（ｒａｎｇｅ）として設定する（ステップＳ１２）。一方、許容変化率又は変化量の何れかがステップアップ幅より小さい場合、回転数調整手段１３は、回転数自動制御が無効であると判断し、主軸２を指令回転数で回転させる（ステップＳ２２）。

【0044】

次に、回転数調整手段１３は、指令回転数をステップアップ幅で除して領域番号（ｒ＿ｃｕｒ）を設定する（ステップＳ１３）。領域番号は、ステップアップ幅に相当する回転数の領域（本実施例では１００ｍｉｎ^－１幅）ごとに１の番号が割り振られている。

【0045】

回転数調整手段１３は、記憶手段２０に記憶されたＺ軸偏差データに、ステップＳ１３で設定した現在領域番号におけるＺ軸偏差データの有無を確認する（ステップＳ１４）。現在領域番号にＺ軸偏差データがある場合、回転数調整手段１３は、現在の領域番号（ｒ＿ｃｕｒ）に、許容範囲（ｒａｎｇｅ）をステップアップ幅で除した数を加算して許容範囲の上限の領域番号（ｒ＿ｍａｘ）を設定する。また、回転数調整手段１３は、現在の領域番号（ｒ＿ｃｕｒ）に、許容範囲（ｒａｎｇｅ）をステップアップ幅で除した数を減算して許容範囲の下限の領域番号（ｒ＿ｍｉｎ）を設定し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６へ移行する。一方、現在領域番号にＺ軸偏差データがない場合、回転数調整手段１３は、回転数自動制御が無効であると判断し、主軸２を指令回転数で回転させる（ステップＳ２３）。

【0046】

ステップＳ１６において、回転数調整手段１３は、調整後回転数のＺ軸偏差量（ｍｉｎ＿ｚｅｒｒ）の初期値として、計測可能な最大値を記憶手段２０の一時記憶領域に記憶する。また、回転数調整手段１３は、ステップＳ１５で設定した下限の領域番号（ｒ＿ｍｉｎ）を、Ｚ軸偏差データが最も小さい領域番号（ｍｉｎ＿ｎｏ）として記憶手段２０の一時記憶領域に記憶する共に、領域番号ｉとして記憶手段２０の一時記憶領域に記憶する。

【0047】

回転数調整手段１３は、記憶手段２０に記憶されている領域番号ｉのＺ軸偏差データと一時領域に記憶されたＺ軸偏差量（ｍｉｎ＿ｚｅｒｒ）を比較する（ステップＳ１７）。領域番号ｉのＺ軸偏差データがＺ軸偏差量（ｍｉｎ＿ｚｅｒｒ）より小さい場合、回転数調整手段１３は、Ｚ軸偏差量（ｍｉｎ＿ｚｅｒｒ）を領域番号ｉのＺ軸偏差データで置き換えて記憶手段２０の一時記憶領域に記憶すると共に、領域番号（ｍｉｎ＿ｎｏ）を領域番号ｉで置き換えて記憶手段２０の一時記憶領域に記憶する（ステップＳ１８）。また、回転数調整手段１３は、領域番号ｉに「１」を加え（ステップＳ１９）、ステップＳ２０へ移行する。

【0048】

一方、領域番号ｉのＺ軸偏差データがＺ軸偏差量（ｍｉｎ＿ｚｅｒｒ）と同じか大きい場合、回転数調整手段１３は、Ｚ軸偏差量（ｍｉｎ＿ｚｅｒｒ）及び領域番号（ｍｉｎ＿ｎｏ）を置き換えないで、ステップＳ１９において領域番号ｉに「１」を加え、ステップＳ２０へ移行する。

【0049】

ステップＳ２０において、回転数調整手段１３は、領域番号ｉと許容範囲の上限の領域番号（ｒ＿ｍａｘ）を比較する。領域番号ｉが許容範囲の上限の領域番号（ｒ＿ｍａｘ）と同じか小さい場合、回転数調整手段１３は、ステップＳ１７へ戻ってＺ軸偏差データの小さい領域番号（回転数領域）の探索を継続する。

【0050】

一方、領域番号ｉが許容範囲の上限の領域番号（ｒ＿ｍａｘ）より大きい場合、回転数調整手段１３は、領域番号（ｍｉｎ＿ｎｏ）の主軸回転数で主軸２を回転させる（ステップＳ２１）。以上より、主軸回転数調整システム１０は、加工時に主軸２の回転数を指定された回転数に対する許容範囲内において、主軸２のＺ軸偏差量が最も小さい回転数に自動的に調整することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 工作機械
２ 主軸
３ 工具
４ テーブル
５ スケール
６ 検出部
７ ガイド
１０ 主軸回転数調整システム
１１ 位置計測手段
１２ 偏差算出手段
１３ 回転数調整手段
１４ 許容範囲設定手段
２０ 記憶手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】