特開 2024-104873 工作機械およびワークの加工方法

(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】P2024104873

(43)【公開日】2024-08-06

(54)【発明の名称】工作機械およびワークの加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/24 20060101AFI20240730BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20240730BHJP

   B24B 47/22 20060101ALI20240730BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20240730BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

B23Q15/24

G05B19/404 K

B24B47/22

B24B49/10

B23Q17/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023009277

(22)【出願日】2023-01-25

(71)【出願人】

【識別番号】000150604

【氏名又は名称】株式会社ナガセインテグレックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】長瀬 幸泰

(72)【発明者】

【氏名】板津 武志

【テーマコード（参考）】

3C001

3C029

3C034

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C001KA01

3C001KB07

3C001TA02

3C001TB03

3C029EE02

3C034BB92

3C034CA04

3C034CB20

3C034DD13

3C269AB07

3C269BB03

3C269CC02

3C269EF10

3C269EF22

3C269JJ18

3C269MN16

(57)【要約】

【課題】基準温度におけるワークの寸法精度を高くすることのできる工作機械およびワークの加工方法を提供する。
【解決手段】工作機械１０は、テーブル１４と砥石１１との相対位置を変更する位置変更装置２０、および電子制御装置３０を有する。電子制御装置３０は、ワークＷの加工に利用される加工データを記憶する記憶部３１を有し、加工データをもとに位置変更装置２０の作動制御を実行する。工作機械１０は、ワークＷと同一材料からなるマスター部材１５と、マスター部材１５の寸法を測定するタッチプローブ３２とを有する。電子制御装置３０の反映部３３は、タッチプローブ３２によって測定されるマスター部材１５の寸法に基づいて実温度でのワークＷの寸法と基準温度でのワークＷの寸法とのずれを補償するための補正値を求める。反映部３３は、補正値を位置変更装置２０の作動制御に反映させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークが固定される固定部と、前記ワークを加工するための工具と、前記固定部および前記工具の相対位置を変更する位置変更装置と、前記ワークの加工に利用されるデータである加工データを記憶する記憶部と、前記加工データをもとに前記位置変更装置の作動制御を実行する制御部と、を有する工作機械において、
前記ワークと同一材料からなるマスター部材と、
前記マスター部材の寸法を測定する測定部と、
前記測定部によって測定される前記寸法に基づいて、実温度での前記ワークの寸法と基準温度での前記ワークの寸法とのずれを補償するための補正値を求めるとともに、当該補正値を前記作動制御に反映させる反映部と、を有する工作機械。

【請求項2】

前記測定部は、前記工具を支持する支持部に設けられており、
前記マスター部材は、前記固定部に設けられている
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記位置変更装置は、複数の直線加工軸を有するものであり、
前記測定部は、前記複数の直線加工軸の各々について、軸線方向における前記マスター部材の寸法を測定するものである
請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記複数の直線加工軸は、軸線が互いに直交する方向に延びており、
前記マスター部材の形状は、立方体または直方体である
請求項３に記載の工作機械。

【請求項5】

ワークが固定される固定部と、前記ワークを加工するための工具と、前記固定部および前記工具の相対位置を変更する位置変更装置と、前記ワークの加工に利用されるデータである加工データを記憶する記憶部と、前記加工データをもとに前記位置変更装置の作動制御を実行する制御部と、を有する工作機械に適用されるワークの加工方法において、
前記工作機械として、前記ワークと同一材料からなるマスター部材を有するものを用い、
前記マスター部材の寸法を測定する測定工程と、
前記測定工程において測定した前記寸法に基づいて、実温度での前記ワークの寸法と基準温度での前記ワークの寸法とのずれを補償するための補正値を求めるとともに、当該補正値を前記作動制御に反映させる反映工程と、を含むワークの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械およびワークの加工方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ワークが固定される固定部と、ワークを加工するための工具と、それら固定部および工具の相対位置を変更する位置変更装置とを有する工作機械が多用されている（例えば、特許文献１参照）。この工作機械では、位置変更装置の作動を通じて、工具によるワークの加工が実行される。

【0003】

近年、ワークの加工に利用されるデータである加工データを記憶する記憶部と、位置変更装置の作動制御を実行する制御部とを有する工作機械が実用されている。この工作機械は、記憶部に記憶されている加工データをもとに位置変更装置の作動制御を実行することにより、ワークの加工を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－３６１５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ワークの加工精度として、基準温度（例えば、摂氏２０度）になった状態での寸法精度が求められる場合がある。通常、工作機械は工場内に設置されるため、同工作機械の温度やワークの温度を基準温度に設定して維持することは困難であると云える。そして、工作機械の各部の寸法やワークの各部の寸法は温度に応じて変化してしまう。基準温度になった状態でのワークの寸法精度を高くするうえでは、そうした温度による寸法の変化が精度向上を妨げる要因になる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための工作機械は、ワークが固定される固定部と、前記ワークを加工するための工具と、前記固定部および前記工具の相対位置を変更する位置変更装置と、前記ワークの加工に利用されるデータである加工データを記憶する記憶部と、前記加工データをもとに前記位置変更装置の作動制御を実行する制御部と、を有する工作機械において、前記ワークと同一材料からなるマスター部材と、前記マスター部材の寸法を測定する測定部と、前記測定部によって測定される前記寸法に基づいて、実温度での前記ワークの寸法と基準温度での前記ワークの寸法とのずれを補償するための補正値を求めるとともに、当該補正値を前記作動制御に反映させる反映部と、を有する。

【0007】

前記課題を解決するためのワークの加工方法は、ワークが固定される固定部と、前記ワークを加工するための工具と、前記固定部および前記工具の相対位置を変更する位置変更装置と、前記ワークの加工に利用されるデータである加工データを記憶する記憶部と、前記加工データをもとに前記位置変更装置の作動制御を実行する制御部と、を有する工作機械に適用されるワークの加工方法において、前記工作機械として、前記ワークと同一材料からなるマスター部材を有するものを用い、前記マスター部材の寸法を測定する測定工程と、前記測定工程において測定した前記寸法に基づいて、実温度での前記ワークの寸法と基準温度での前記ワークの寸法とのずれを補償するための補正値を求めるとともに、当該補正値を前記作動制御に反映させる反映工程と、を含む。

【0008】

上記工作機械およびワークの加工方法によれば、基準温度でのマスター部材の寸法（以下、基準寸法）を把握しておくことにより、マスター部材の実際の寸法（実寸法）を測定することで、基準温度からの実温度のずれによるマスター部材の膨張率（＝実寸法／基準寸法）を求めることができる。上記工作機械では、マスター部材がワークと同一材料によって形成されているため、マスター部材の熱膨張率とワークの熱膨張率とは同一になる。したがって、工作機械によるワークの加工に際して、基準温度からの実温度のずれによるマスター部材の膨張率を位置変更装置の作動制御に反映させることで、上記ずれに起因するワークの膨張（または収縮）を見込んだかたちで、位置変更装置の作動制御を実行することができる。これにより、実温度でのワークの寸法と基準温度でのワークの寸法とのずれを補償することができるため、基準温度におけるワークの寸法精度を高くすることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、基準温度におけるワークの寸法精度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態の工作機械の概略構成図である。

【図2】同実施形態にかかるマスター部材の斜視図である。

【図3】同実施形態の工作機械の電気的構成を示すブロック図である。

【図4】同実施形態の加工処理の実行手順を示すフローチャートである。

【図5】他の実施形態にかかるマスター部材の斜視図である。

【図6】その他の実施形態にかかるマスター部材の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、工作機械およびワークの研削加工方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、工作機械１０は、砥石１１によってワークＷの表面を研削加工する数値制御（ＮＣ）式の平面研削装置である。工具としての砥石１１は略円板状に形成されている。砥石１１は、回転可能な状態で砥石支持部１２に支持されている。砥石１１および砥石支持部１２は、基台１３に対して、上下方向（以下、Ｙ方向）と、水平方向、詳しくは図１における奥行き方向（以下、Ｚ方向）とにおいて移動可能になっている。工作機械１０では、砥石１１を回転駆動しつつワークＷに接触させることにより、同ワークＷの表面が研削加工される。

【0012】

＜テーブル＞
工作機械１０は、ワークＷを支持する支持台としてのテーブル１４を有している。テーブル１４は電磁石を内蔵する電磁チャック１４１を有しており、同電磁石の発生磁力によってワークＷが固定支持される構造になっている。テーブル１４は、Ｚ方向およびＹ方向に対して共に直交する水平方向、詳しくは図１における左右方向（以下、Ｘ方向）において移動可能になっている。工作機械１０では、テーブル１４をＸ方向に移動させることにより、テーブル１４上のワークＷを移動させることができる。これにより、砥石１１とワークＷとのＸ方向における相対位置を変更することができる。本実施形態では、テーブル１４が固定部に相当する。

【0013】

工作機械１０では、砥石１１をＹ方向やＺ方向に移動させたりテーブル１４をＸ方向に移動させたりすることで、砥石１１とワークＷとのＸ方向の相対位置、Ｙ方向の相対位置、およびＺ方向の相対位置を各別に変更することが可能になっている。

【0014】

＜マスター部材＞
図１および図２に示すように、工作機械１０は、マスター部材１５を有している。マスター部材１５は、テーブル１４の上面における端部に固定されている。マスター部材１５は、同マスター部材１５の温度が基準温度（本実施形態では、摂氏２０度）である状態において、一辺が所定寸法（本実施形態では、５０ｍｍ）の立方体をなすものである。マスター部材１５としては、工作機械１０によって加工するワークＷと同一材料によって形成されたものが採用される。例えば、ワークＷが鉄系素材（ＳＵＳ４４０Ｃ）である場合には、マスター部材１５としても同一の鉄系素材（ＳＵＳ４４０Ｃ）によって形成されたものが用いられる。マスター部材１５は、外面を構成する６つの面のうちの２面がＸ方向と直交する方向に延在する態様、且つ、他の２面がＹ方向と直交する方向に延在する態様、且つ、残りの２面がＺ方向と直交する方向に延在する態様でテーブル１４に固定されている。

【0015】

＜位置変更装置＞
図１および図３に示すように、工作機械１０は、テーブル１４および砥石１１の相対位置を変更する位置変更装置２０を有している。位置変更装置２０は、テーブル送り装置２１、第１砥石送り装置２２、および第２砥石送り装置２３によって構成されている。

【0016】

テーブル送り装置２１は、基台１３に対してテーブル１４をＸ方向に移動させるための装置である。テーブル送り装置２１は、ボールねじ機構２１１やサーボモータ２１２等を有している。テーブル送り装置２１の作動制御を通じて、基台１３に対するテーブル１４のＸ方向位置が制御される。本実施形態では、テーブル送り装置２１の作動制御によるテーブル１４の移動方向（Ｘ方向）が、位置変更装置２０の直線加工軸の一つ（以下、Ｘ加工軸）に相当する。

【0017】

第１砥石送り装置２２は、基台１３に対して砥石１１および砥石支持部１２をＹ方向に移動させる装置である。第１砥石送り装置２２は、ボールねじ機構やサーボモータ等を有している。第１砥石送り装置２２の作動制御を通じて、基台１３に対する砥石１１のＹ方向位置が制御される。本実施形態では、第１砥石送り装置２２の作動制御による砥石１１の移動方向（Ｙ方向）が、位置変更装置２０の直線加工軸の一つ（以下、Ｙ加工軸）に相当する。

【0018】

第２砥石送り装置２３は、基台１３に対して砥石１１および砥石支持部１２をＺ方向（図１における紙面奥行き方向）に移動させるための装置である。第２砥石送り装置２３は、ボールねじ機構やサーボモータ等を有している。第２砥石送り装置２３の作動制御を通じて、基台１３に対する砥石１１のＺ方向位置が制御される。本実施形態では、第２砥石送り装置２３の作動制御による砥石１１の移動方向（Ｚ方向）が、位置変更装置２０の直線加工軸の一つ（以下、Ｚ加工軸）に相当する。

【0019】

本実施形態にかかる位置変更装置２０は、テーブル送り装置２１の直線加工軸であるＸ加工軸と、第１砥石送り装置２２の直線加工軸であるＹ加工軸と、第２砥石送り装置２３の直線加工軸であるＺ加工軸とからなる複数の直線加工軸を有するものである。これらＸ加工軸、Ｙ加工軸、およびＺ加工軸は、互いに直交する方向に延びている。

【0020】

工作機械１０は、砥石１１を回転駆動するための砥石駆動装置２４を有している。砥石駆動装置２４は、砥石１１の回転軸に連結された電動モータを有している。砥石駆動装置２４（詳しくは、電動モータ）の作動制御では、基本的に、砥石１１が一定速度で回転される。なお、砥石１１の回転速度としては、工作機械１０に入力される加工条件をもとに、同加工条件に見合う速度が設定される。

【0021】

＜電子制御装置＞
工作機械１０は、電子制御装置３０を備えている。電子制御装置３０は、工作機械１０の運転にかかる各種制御を実行する。

【0022】

電子制御装置３０には、各装置２１，２２，２３，２４（詳しくは、サーボモータまたは電動モータ）が接続されている。電子制御装置３０はＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、各種のプログラムやデータを記憶する記憶部３１とを有している。記憶部３１は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブ等の随時書き込み読み出しが可能な不揮発性メモリによって構成されている。記憶部３１には、加工条件についての設定値や、テーブル１４の動作位置および砥石１１の動作位置を座標値によって定義した加工プログラム（いわゆるＮＣプログラム）など、ワークＷの加工に利用されるデータである加工データが記憶されている。電子制御装置３０は、加工データをもとに、工作機械１０による研削加工についての数値制御、具体的には、各装置２１～２４の作動制御を実行する。なお本実施形態では、電子制御装置３０が、加工データをもとに位置変更装置２０の作動制御を実行する制御部に相当する。

【0023】

工作機械１０は、入力部１６を備えている。入力部１６は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン等の入力デバイスである。入力部１６は、電子制御装置３０に接続されている。入力部１６は、操作情報を電子制御装置３０に出力する。

【0024】

工作機械１０では、作業者による入力部１６の操作を通じて、ワークＷの加工にかかる加工条件が電子制御装置３０に入力される。本実施形態では、入力される加工条件と同加工条件に適した各装置２１～２４の制御パターンとの関係が予め求められるとともに、同関係が電子制御装置３０の記憶部３１に予め記憶されている。工作機械１０では、入力部１６の操作を通じて電子制御装置３０に入力される加工条件に基づいて、記憶部３１に記憶されている上記関係から、各装置２１～２４の制御パターンが設定される。この制御パターンは、加工動作情報（加工プログラム）として、記憶部３１に記憶される。電子制御装置３０は、この加工プログラムをもとに各装置２１～２４を作動させることで、各装置２１～２４の作動制御を実行する。

【0025】

＜タッチプローブ＞
工作機械１０は、タッチプローブ３２を有している。タッチプローブ３２は、マスター部材１５の寸法を測定するためのものである。タッチプローブ３２は、砥石支持部１２に固定されている。これにより、タッチプローブ３２は、位置変更装置２０（具体的には、各装置２１～２３）の作動制御を通じて、マスター部材１５に対して相対移動が可能になっている。

【0026】

タッチプローブ３２による測定に際しては、各装置２１～２３の作動制御を通じて、同タッチプローブ３２が検出対象物（本実施形態では、マスター部材１５）に近づくように移動される。そして、タッチプローブ３２が検出対象物に接触した位置（詳しくは、座標値）が、同検出対象物の位置として検出される。

【0027】

マスター部材１５のＸ方向の寸法ＳＲＸの測定は、次のように実行される。タッチプローブ３２により、マスター部材１５の４つの側面のうちＸ方向において並ぶ２つの側面のＸ方向における位置Ｐ１，Ｐ２が検出される。そして、これら位置Ｐ１，Ｐ２のＸ方向における間隔がマスター部材１５のＸ方向の寸法ＳＲＸとして算出される。そして、Ｘ方向の寸法ＳＲＸは、電子制御装置３０の記憶部３１に記憶される。

【0028】

マスター部材１５のＹ方向の寸法ＳＲＹの測定は、次のように実行される。タッチプローブ３２により、マスター部材１５の４つの側面のうちＹ方向において並ぶ２つの側面のＹ方向における位置Ｐ３，Ｐ４が検出される。そして、これら位置Ｐ３，Ｐ４のＹ方向における間隔がマスター部材１５のＹ方向の寸法ＳＲＹとして算出される。そして、Ｙ方向の寸法ＳＲＹは、電子制御装置３０の記憶部３１に記憶される。

【0029】

マスター部材１５のＺ方向の寸法ＳＲＹの測定は、次のように実行される。各装置２１～２３の作動制御を通じて、タッチプローブ３２がマスター部材１５の上面に近づくように移動される。そして、タッチプローブ３２がマスター部材１５の上面に接触したときの位置が、同マスター部材１５の上面のＺ方向における位置Ｐ５として検出される。この位置Ｐ５とテーブル１４の上面のＺ方向における位置ＰＢとの間隔がマスター部材１５のＺ方向の寸法ＳＲＺとして算出される。そして、Ｚ方向の寸法ＳＲＺは、電子制御装置３０の記憶部３１に記憶される。なお、テーブル１４の上面のＺ方向における位置ＰＢは、電子制御装置３０の記憶部３１に予め記憶されている。

【0030】

本実施形態では、タッチプローブ３２により、位置変更装置２０の複数の直線加工軸の各々について、軸線方向（具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向）におけるマスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺが測定される。

【0031】

＜反映部＞
電子制御装置３０は、その機能部として、反映部３３を有している。反映部３３は、タッチプローブ３２によって測定される寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺに基づいて補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺを求める。補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺは、そのときどきの実際の温度（以下、実温度）でのワークＷの寸法（以下、実寸法）と前記基準温度でのワークＷの寸法（以下、基準寸法）とのずれを補償するための値である。反映部３３は、これら補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺを、位置変更装置２０の作動制御（詳しくは、加工プログラム）に反映させる。本実施形態では、工作機械１０によるワークＷの加工に先立ち、反映部３３によって補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺが求められるとともに、同補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺが加工プログラムに反映される。これにより、その後の工作機械１０によるワークＷの加工に際して、基準温度におけるワークＷの寸法精度を高くするようにしている。

【0032】

＜加工処理＞
以下、本実施形態の工作機械１０によるワークＷの加工にかかる処理（加工処理）の実行手順を、その作用効果とともに、図４を参照しつつ詳細に説明する。なお図４のフローチャートに示される一連の処理は、上記加工処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の処理として電子制御装置３０によって実行される。また図４に示される加工処理は、入力部１６の操作を通じて工作機械１０に加工条件が入力された状態であること、すなわちワークＷの加工に利用する加工プログラムが電子制御装置３０の記憶部３１に記憶されていることを前提に実行される処理である。

【0033】

［測定工程］
図４に示すように、加工処理に際しては先ず、［測定工程］が実行される（ステップＳ１１）。

【0034】

この工程では、マスター部材１５の各寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺを測定するべく、位置変更装置２０（具体的には、テーブル送り装置２１、第１砥石送り装置２２、および第２砥石送り装置２３）の作動制御が実行される。そして、タッチプローブ３２により、マスター部材１５のＸ方向の寸法ＳＲＸ、Ｙ方向の寸法ＳＲＹ、およびＺ方向の寸法ＳＲＺが測定される。

【0035】

［算出工程］
上記［測定工程］の後においては、［算出工程］が実行される（ステップＳ１２）。
この工程では、［測定工程］において測定された寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺをもとに、位置変更装置２０の複数の直線加工軸の各々についての補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺが算出される。

【0036】

補正値ＫＸは、ワークＷのＸ方向における実寸法と同Ｘ方向における基準寸法とのずれを補償するための値である。補正値ＫＸとしては、具体的には、［測定工程］において測定されたＸ方向の寸法ＳＲＸを、予め定められたＸ方向の基準寸法ＳＢＸ（本実施形態では、５０ｍｍ）によって除算した値（＝ＳＲＸ／ＳＢＸ）が算出される。

【0037】

補正値ＫＹは、ワークＷのＹ方向における実寸法と同Ｙ方向における基準寸法とのずれを補償するための値である。補正値ＫＹとしては、具体的には、［測定工程］において測定されたＹ方向の寸法ＳＲＹを、予め定められたＹ方向の基準寸法ＳＢＹ（本実施形態では、５０ｍｍ）によって除算した値（＝ＳＲＹ／ＳＢＹ）が算出される。

【0038】

補正値ＫＺは、ワークＷのＺ方向における実寸法と同Ｚ方向における基準寸法とのずれを補償するための値である。補正値ＫＺとしては、具体的には、［測定工程］において測定されたＺ方向の寸法ＳＲＺを、予め定められたＺ方向の基準寸法ＳＢＺ（本実施形態では、５０ｍｍ）によって除算した値（＝ＳＲＺ／ＳＢＺ）が算出される。

【0039】

本実施形態では、基準温度でのマスター部材１５の寸法である基準寸法ＳＢＸ，ＳＢＹ，ＳＢＺが予め把握されて記憶部３１に記憶されている。また、［測定工程］において実温度でのマスター部材１５の寸法である実寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺが測定される。そのため、基準寸法ＳＢＸ，ＳＢＹ，ＳＢＺと実寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺとの関係から、基準温度からの実温度のずれによるマスター部材１５の膨張率（＝実寸法／基準寸法）を求めることができる。そして、この膨張率を、ワークＷの実寸法と基準寸法とのずれを補償するための補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺとして定めることができる。

【0040】

＜熱膨張誤差＞
ここで、本実施形態では、マスター部材１５がワークＷと同一材料によって形成されている。そのため、基準温度からの実温度のずれに起因するマスター部材１５の熱膨張率とワークＷの熱膨張率とは同一になる。したがって本実施形態では、基準温度からの実温度のずれに起因するワークＷの寸法誤差（以下、熱膨張誤差）を含むかたちで、マスター部材１５の実寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺが測定されると云える。具体的には、マスター部材１５のＸ方向における寸法ＳＲＸは、ワークＷのＸ方向における熱膨張誤差を含む値になる。マスター部材１５のＹ方向における寸法ＳＲＹは、ワークＷのＹ方向における熱膨張誤差を含む値になる。マスター部材１５のＺ方向における寸法ＳＲＺは、ワークＷのＺ方向における熱膨張誤差を含む値になる。そして、本実施形態では、こうしたマスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺをもとに算出される補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺについても同様に、基準温度からの実温度のずれに起因するワークＷの寸法誤差（上記熱膨張誤差）を含む値になると云える。

【0041】

＜装置誤差＞
また、マスター部材１５の寸法である実寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺは、位置変更装置２０の作動制御を通じて、タッチプローブ３２により測定される。そのため本実施形態では、位置変更装置２０の複数の直線加工軸の各々について、軸線方向における作動誤差に起因する見かけ上の膨張量（以下、装置誤差）を含むかたちで、マスター部材１５の実寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺが測定されると云える。

【0042】

したがって、マスター部材１５のＸ方向における寸法ＳＲＸは、位置変更装置２０（特に、テーブル送り装置２１）の作動誤差に起因するマスター部材１５のＸ方向における装置誤差を含む値になる。マスター部材１５のＹ方向における寸法ＳＲＹは、位置変更装置２０（特に、第１砥石送り装置２２）の作動誤差に起因するマスター部材１５のＹ方向における装置誤差を含む値になる。マスター部材１５のＺ方向における寸法ＳＲＺは、位置変更装置２０（特に、第２砥石送り装置２３）の作動誤差に起因するマスター部材１５のＺ方向における装置誤差を含む値になる。本実施形態では、こうしたマスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺをもとに算出される補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺについても同様に、位置変更装置２０の作動誤差に起因するワークＷの装置誤差を含む値になると云える。

【0043】

このように本実施形態では、補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺとして、基準温度からの実温度のずれに起因する熱膨張量の差分（熱膨張誤差）と、位置変更装置２０の作動誤差に起因する寸法の差分（装置誤差）とを含む値が算出される。補正値ＫＸとしては、基準温度からの実温度のずれに起因するＸ方向における熱膨張量の差分と、位置変更装置２０の作動誤差に起因するＸ方向における寸法の差分とを含む値が算出される。補正値ＫＹとしては、基準温度からの実温度のずれに起因するＹ方向における熱膨張量の差分と、位置変更装置２０の作動誤差に起因するＹ方向における寸法の差分とを含む値が算出される。補正値ＫＺとしては、基準温度からの実温度のずれに起因するＺ方向における熱膨張量の差分と、位置変更装置２０の作動誤差に起因するＺ方向における寸法の差分とを含む値が算出される。

【0044】

［補正工程］
上記［算出工程］の後においては、［補正工程］が実行される（ステップＳ１３）。
この工程では、補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺにより、記憶部３１に記憶されている加工プログラムが補正される。具体的には、加工プログラムに設定されている各座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が、補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺを乗算した位置に補正される。詳しくは、加工プログラムに設定されているＸ座標位置（Ｘ）が、補正値ＫＸを乗算した位置（Ｘ・ＫＸ）に変更される。加工プログラムに設定されているＹ座標位置（Ｙ）が、補正値ＫＹを乗算した位置（Ｙ・ＫＹ）に変更される。加工プログラムに設定されているＺ座標位置（Ｚ）が、補正値ＫＺを乗算した位置（Ｚ・ＫＺ）に変更される。

【0045】

本実施形態では、補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺを、工作機械１０によって実際にワークＷを加工する前に、位置変更装置２０の作動制御（詳しくは、加工プログラム）に予め反映させておくことができる。これにより、基準温度からの実温度のずれに起因するワークＷの膨張（または収縮）を見込んだかたちで、位置変更装置２０の作動制御を実行することができる。具体的には、基準寸法を実寸法に換算したワークＷの寸法（形状）に合わせて、位置変更装置２０の作動制御を実行することができる。したがって、工作機械１０による加工後のワークＷが基準温度になったときには、同ワークＷの寸法は、基準温度において要求される寸法になる。本実施形態によれば、このようにして、実温度と基準温度とのずれに起因する寸法誤差を抑えることができる。

【0046】

なお本実施形態では、上記［算出工程］および［補正工程］が反映工程に相当する。
［加工工程］
上記［補正工程］の後においては、［加工工程］が実行される（ステップＳ１４）。

【0047】

この工程では、補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺが反映された加工プログラムをもとに、位置変更装置２０の作動制御が実行される。これにより、ワークＷの加工が実行される。
本実施形態によれば、このようにして、ワークＷの実寸法と基準寸法とのずれを補償する態様で、工作機械１０によるワークＷの加工を実行することができる。したがって、基準温度におけるワークＷの寸法精度を高くすることができる。これにより、加工後のワークＷの寸法を基準温度の環境下で測定し、その測定結果をもとにワークＷの再度の加工を実行するといった手間のかかる作業を少なくすることもできる。そのため、ワークＷの加工を効率よく実行することができる。

【0048】

＜作用効果＞
本実施形態によれば、以下に記載する作用効果が得られる。
（１）工作機械１０は、ワークＷと同一材料からなるマスター部材１５と、マスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺを測定するタッチプローブ３２とを備える。タッチプローブ３２により測定されるマスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺに基づいて、実温度でのワークＷの寸法と基準温度でのワークＷの寸法とのずれを補償するための補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺが算出される。この補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺは位置変更装置２０の作動制御に反映される。

【0049】

本実施形態によれば、工作機械１０によるワークＷの加工に際して、基準温度からの実温度のずれによるマスター部材１５の膨張率を位置変更装置２０の作動制御に反映させることができる。これにより、実温度でのワークＷの寸法と基準温度でのワークＷの寸法とのずれを補償することができるため、基準温度におけるワークＷの寸法精度を高くすることができる。

【0050】

（２）タッチプローブ３２は、砥石支持部１２に設けられている。マスター部材１５は、テーブル１４に固定されている。本実施形態によれば、ワークＷの加工に用いる位置変更装置２０を流用する態様で、タッチプローブ３２を移動させつつ、同タッチプローブ３２によるマスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺの測定を行うことができる。これにより、基準温度からの実温度のずれによる熱膨張誤差を含むことに加えて、位置変更装置２０の作動誤差による装置誤差を含むかたちで、マスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺを測定することができる。そのため、この寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺに基づき算出される補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺを位置変更装置２０の作動制御に反映させることで、ワークＷの熱膨張による影響と位置変更装置２０の作動誤差による影響とを共に補償することができる。

【0051】

（３）位置変更装置２０は、複数の直線加工軸を有する。タッチプローブ３２により、複数の直線加工軸の各々について、軸線方向におけるマスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺを測定する。本実施形態によれば、位置変更装置２０の複数の直線加工軸の各々について、軸線方向における前記熱膨張誤差および装置誤差を含むかたちで、マスター部材１５の寸法ＳＲＸ，ＳＲＹ，ＳＲＺを測定することができる。そのため、複数の直線加工軸について、各別に、ワークＷの熱膨張による影響と位置変更装置２０の作動誤差による影響とを補償することができる。

【0052】

（４）複数の直線加工軸（Ｘ加工軸、Ｙ加工軸、およびＺ加工軸）は、軸線が互いに直交する方向に延びている。マスター部材１５の形状は立方体である。本実施形態によれば、それらＸ加工軸、Ｙ加工軸、およびＺ加工軸の軸線を、立方体をなすマスター部材１５の側面に直交する方向に設定することができる。

【0053】

＜変更例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0054】

・マスター部材１５の形状は、立方体に限らず、直方体にするなど、任意に変更することができる。例えば、図５に示すように、マスター部材４５としては、円柱形状のものを採用することができる。その他、図６に示すように、マスター部材５５としては、階段状のものを採用することができる。同構成においては、階段状をなすマスター部材５５の各段部分のうち、ワークＷの加工寸法に近い寸法になる段部分の寸法を測定して補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺの算出に用いることが好ましい。これにより、ワークＷの加工寸法とマスター部材１５の測定寸法との差を小さくすることができるため、この差に起因する加工精度の低下を抑えることができる。

【0055】

・タッチプローブ３２によるマスター部材１５の寸法の測定を、位置変更装置２０の作動制御を通じて実行することに限らず、専用の作動装置を設けるとともに同作動装置の作動制御を通じて実行するようにしてもよい。同構成においては、マスター部材１５を、工作機械１０におけるテーブル１４以外の部分に固定してもよい。

【0056】

・補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺを位置変更装置２０の作動制御に反映する反映態様は、実温度でのワークＷの寸法と基準温度でのワークＷの寸法とのずれを補償することの可能な反映態様であれば、任意に変更することができる。そうした反映態様としては、例えば、記憶部３１に記憶されている加工条件についての設定値を補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺで補正する反映態様を採用することができる。

【0057】

・マスター部材１５の特定方向の寸法ＳＲＣを測定するとともに、測定した寸法ＳＲＣに基づいて複数の直線加工軸において共通の補正値ＫＣを算出するようにしてもよい。そして、この補正値ＫＣを位置変更装置２０の作動制御に反映させるようにしてもよい。同構成においては、加工プログラムに設定されている各座標位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を上記補正値ＫＣを乗算した位置（［Ｘ・ＫＣ］，［Ｙ・ＫＣ］，［Ｚ・ＫＣ］）に変更するといったように、同補正値ＫＣを位置変更装置２０の作動制御に反映させることができる。

【0058】

・マスター部材１５の寸法を測定するための測定部として、タッチプローブ３２以外の接触式のセンサを設けたり、レーザーセンサ等の非接触式のセンサを設けたりしてもよい。

【0059】

・形成材料の異なる複数種類のマスター部材１５を、テーブル１４に設けるようにしてもよい。同構成においては、工作機械１０によるワークＷの加工に際して、ワークＷと同一材料のマスター部材１５を選択するとともに、同マスター部材１５の寸法を測定して補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺの算出に利用するようにすればよい。これにより、上記実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

【0060】

・テーブル１４に固定するマスター部材１５として、形成材料の異なる複数種類のマスター部材１５を交換しつつ用いるようにしてもよい。同構成においては、工作機械１０によるワークＷの加工に際して、ワークＷと同一材料のマスター部材１５をテーブル１４に固定するとともに、同マスター部材１５の寸法を測定して補正値ＫＸ，ＫＹ，ＫＺの算出に利用するようにすればよい。これにより、上記実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

【0061】

・上記実施形態にかかる工作機械およびワークの加工方法は、３つの直線加工軸を有する工作機械１０に限らず、直線加工軸を１つのみ有する工作機械や、２つの直線加工軸を有する工作機械、４つ以上の直線加工軸を有する工作機械にも適用することができる。

【0062】

・上記実施形態にかかる工作機械およびワークの加工方法は、直交以外の方向において交差する複数の直線加工軸を有する工作機械にも適用することができる。
・上記実施形態にかかる工作機械およびワークの加工方法は、少なくとも一つの直線加工軸を有する工作機械であれば、平面研削装置に限らず、歯車研削装置などの任意の工作機械に適用することができる。

【符号の説明】

【0063】

Ｗ…ワーク
１０…工作機械
１１…砥石
１２…砥石支持部
１３…基台
１４…テーブル
１４１…電磁チャック
１５，４５，５５…マスター部材
１６…入力部
２０…位置変更装置
２１…テーブル送り装置
２１１…ボールねじ機構
２１２…サーボモータ
２２…第１砥石送り装置
２３…第２砥石送り装置
３０…電子制御装置
３１…記憶部
３２…タッチプローブ
３３…反映部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】