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(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】P2024093947
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】制御装置、演算方法及びコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
B23Q 15/18 20060101AFI20240702BHJP
G05B 19/404 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
B23Q15/18
G05B19/404 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210612
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】000005267
【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114557
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
(74)【代理人】
【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
(72)【発明者】
【氏名】下坂 京平
【テーマコード（参考）】
3C001
3C269
【Ｆターム（参考）】
3C001KA05
3C001KB04
3C001TA02
3C001TB02
3C001TB09
3C269AB01
3C269BB03
3C269BB05
3C269CC02
3C269EF10
3C269MN16
3C269MN27
(57)【要約】
【課題】ワークの加工精度と生産性とを両立させることができる制御装置、演算方法及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】制御装置は、主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する制御装置において、前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定する判定部と、前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定する実行決定部と、前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する不実行決定部とを備える。
【選択図】図５
【解決手段】制御装置は、主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する制御装置において、前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定する判定部と、前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定する実行決定部と、前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する不実行決定部とを備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する制御装置において、
前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定する判定部と、
前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定する実行決定部と、
前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する不実行決定部と
を備える
制御装置。
前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定する判定部と、
前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定する実行決定部と、
前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する不実行決定部と
を備える
制御装置。
【請求項2】
前記実行決定部にて前記位置の測定の実行が決定された後、前記位置を測定する第二測定処理を実行する測定実行部と、
前記第一測定処理にて測定された前記位置である第一位置と、前記第二測定処理にて測定された前記位置である第二位置とに基づいて更新時間を決定する時間決定部と、
前記時間決定部にて決定された前記更新時間に基づいて、前記基準時間を更新する更新部と
を備える請求項１に記載の制御装置。
前記第一測定処理にて測定された前記位置である第一位置と、前記第二測定処理にて測定された前記位置である第二位置とに基づいて更新時間を決定する時間決定部と、
前記時間決定部にて決定された前記更新時間に基づいて、前記基準時間を更新する更新部と
を備える請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記時間決定部は、前記経過時間に対する前記第一位置と前記第二位置との差分に基づいて、前記更新時間を演算する
請求項２に記載の制御装置。
請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記支持部が冷却された状態にあるか否かを判定する冷却判定部と、
前記冷却判定部にて前記支持部が冷却された状態にあると判定した場合、前記位置の測定を少なくとも二回連続実行することを決定する連続実行決定部と
を備える請求項１から３のいずれか一つに記載の制御装置。
前記冷却判定部にて前記支持部が冷却された状態にあると判定した場合、前記位置の測定を少なくとも二回連続実行することを決定する連続実行決定部と
を備える請求項１から３のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項5】
前記冷却判定部は、起動時であるか又は運転停止後、予め定めた所定時間以上経過した場合、前記支持部が冷却された状態にあると判定する
請求項４に記載の制御装置。
請求項４に記載の制御装置。
【請求項6】
前記補正量の演算を示す指令を読み込んだか否かを判定する指令判定部を備え、
前記指令判定部にて前記指令を読み込んだと判定した場合、前記判定部は前記経過時間が基準時間以上であるか否か判定する
請求項１から３のいずれか一つに記載の制御装置。
前記指令判定部にて前記指令を読み込んだと判定した場合、前記判定部は前記経過時間が基準時間以上であるか否か判定する
請求項１から３のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項7】
主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定する処理を実行し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する演算方法において、
前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定し、
前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定し、
前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する
演算方法。
前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定し、
前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定し、
前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する
演算方法。
【請求項8】
主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定する処理を実行し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
制御装置に、
前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定し、
前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定し、
前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する
処理を実行させるコンピュータプログラム。
制御装置に、
前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定し、
前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定し、
前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する
処理を実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、主軸又はワークを支持する支持部の熱変位量に関する補正量を演算する制御装置、演算方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械の加工精度を向上させる方法は、可動テーブルを駆動するためのボールねじ軸の熱変位量を求め、可動テーブルの送り量を補正する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１６０００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ワークの加工精度は熱変位量の演算頻度を多くすれば向上する。生産性は熱変位量の演算頻度を多くすれば低下する。
【0005】
本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ワークの加工精度と生産性とを両立させることができる制御装置、演算方法及びコンピュータプログラム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】
本開示の一実施形態に係る制御装置は、主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する制御装置において、前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定する判定部と、前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定する実行決定部と、前記判定部にて前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する不実行決定部とを備える。
【0007】
本開示の一実施形態においては、前記経過時間が基準時間未満であると判定した場合、第一測定処理を完了した時点からの補正量は僅かであり、加工精度への影響は小さいと考えられるので、前記位置の測定を実行しない。
【0008】
本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記実行決定部にて前記位置の測定の実行が決定された後、前記位置を測定する第二測定処理を実行する測定実行部と、前記第一測定処理にて測定された前記位置である第一位置と、前記第二測定処理にて測定された前記位置である第二位置とに基づいて更新時間を決定する時間決定部と、前記時間決定部にて決定された前記更新時間に基づいて、前記基準時間を更新する更新部とを備える。
【0009】
本開示の一実施形態においては、例えば支持部の位置の変化量に基づいて基準時間を更新する。
【0010】
本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記時間決定部は、前記経過時間に対する前記第一位置と前記第二位置との差分に基づいて、前記更新時間を演算する。
【0011】
本開示の一実施形態においては、経過時間に対する第一位置と第二位置との差分に基づいて、更新時間を演算する。
【0012】
本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記支持部が冷却された状態にあるか否かを判定する冷却判定部と、前記冷却判定部にて前記支持部が冷却された状態にあると判定した場合、前記位置の測定を少なくとも二回連続実行することを決定する連続実行決定部とを備える。
【0013】
本開示の一実施形態においては、冷却された状態から加工を開始する場合、加工開始後、しばらくの間は熱変位量が大きいので、前記位置の測定を少なくとも二回連続実行し、加工精度の低下を抑制する。
【0014】
本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記冷却判定部は、起動時であるか又は運転停止後、予め定めた所定時間以上経過した場合、前記支持部が冷却された状態にあると判定する。
【0015】
本開示の一実施形態においては、起動時又は運転停止後所定時間以上経過した場合、冷却された状態であると判定し、冷却の判定を実現する。
【0016】
本開示の一実施形態に係る制御装置は、前記補正量の演算を示す指令を読み込んだか否かを判定する指令判定部を備え、前記指令判定部にて前記指令を読み込んだと判定した場合、前記判定部は前記経過時間が基準時間以上であるか否か判定する。
【0017】
本開示の一実施形態においては、例えば加工プログラムに含まれる補正量の演算を示す指令を読み込んだ場合に、前記位置の測定の実行又は不実行を決定する。
【0018】
本開示の一実施形態に係る演算方法は、主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定する処理を実行し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する演算方法において、前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定し、前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定し、前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する。
【0019】
本開示の一実施形態においては、前記経過時間が基準時間未満であると判定した場合、第一測定処理を完了した時点からの補正量は僅かであり、加工精度への影響は小さいと考えられるので、前記位置の測定を実行しない。
【0020】
本開示の一実施形態に係るコンピュータプログラムは、主軸又はワークを支持する支持部の位置を測定する処理を実行し、測定した前記位置に基づいて、前記支持部の位置を補正する補正量を演算する制御装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、制御装置に、前記位置を測定する第一測定処理を完了した時点からの経過時間が基準時間以上であるか否か判定し、前記経過時間が前記基準時間以上であると判定した場合、前記位置の測定の実行を決定し、前記経過時間が前記基準時間未満であると判定した場合、前記位置の測定の不実行を決定する処理を実行させる。
【0021】
本開示の一実施形態においては、前記経過時間が基準時間未満であると判定した場合、第一測定処理を完了した時点からの補正量は僅かであり、加工精度への影響は小さいと考えられるので、前記位置の測定を実行しない。
【発明の効果】
【0022】
本開示の一実施形態に係る制御装置、演算方法及びコンピュータプログラムにあっては、前記経過時間が基準時間未満であると判定した場合、第一測定処理を完了した時点からの補正量は僅かであり、加工精度への影響は小さいと考えられるので、前記位置の測定を実行しない。不要な補正量の演算を実行せず、ワークの加工精度と生産性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】工作機械の略示斜視図である。
【図2】Ｘ軸方向移動機構を略示する模式図である。
【図3】制御装置の構成を略示するブロック図である。
【図4】テーブルの位置測定を説明する説明図である。
【図5】制御装置による加工プログラムの実行処理を説明するフローチャートである。
【図6】制御部による測定要否判定処理を説明するフローチャートである。
【図7】制御部によるｔｎ演算処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて説明する。以下の説明では図において矢印で示す上下左右前後を使用する。なお図に示す上下左右前後は、説明容易化のために示したものに過ぎず、方向はこれに限定されない。図１は、工作機械の略示斜視図である。
【0025】
工作機械１は基台１１、立柱１２、主軸ヘッド２、工具マガジン３、テーブル１５、制御装置５０等を備える。基台１１は床面上に固定される。立柱１２は基台１１の後部から上側に延びる。主軸ヘッド２は立柱１２の前面に設けられ、Ｚ軸モータ３３（図３参照）の駆動によって、Ｚ軸方向（上下方向）に昇降可能である。上下に延びた主軸２ａが主軸ヘッド２内に設けてある。主軸２ａの下端部は工具ホルダ５を装着する。工具ホルダ５は工具ｔを保持する。主軸２ａには工具ホルダ５を介して工具ｔが装着される。主軸２ａは主軸モータ８４の駆動によって軸回りに回転する。
【0026】
立柱１２の上部左右両側から前方に支持板１８が延びる。二つの支持板１８の間に主軸ヘッド２は配置される。支持板１８の前端部に支持台１４が設けられている。支持台１４は、前側に向かうに従って下降するように傾斜した支持軸３４を回転可能に支持する。
【0027】
工具マガジン３は回転円盤３０と、回転円盤３０の外周に取り付けられた複数の把持部（図示略）とを備える。各把持部は工具ホルダ５を保持する。回転円盤３０は支持軸３４に固定される。マガジンモータ８５の駆動によって支持軸３４は回転し、工具マガジン３は支持軸３４の軸回りに回転する。
【0028】
工具ｔを保持する工具ホルダ５が交換位置に配置され、工具ホルダ５が装着されていない主軸ヘッド２が下降した場合、工具ホルダ５、即ち工具ｔは主軸２ａに装着される。工具ホルダ５が装着されていない空の把持部が交換位置に配置され、工具ｔを保持する工具ホルダ５を装着した主軸ヘッド２が上昇した場合、工具ホルダ５、即ち工具ｔは空の把持部に把持される。
【0029】
基台１１上部の前側に前後方向に移動するＹ軸方向移動機構１７が設けてある。Ｙ軸方向移動機構１７は前後方向に移動する移動板１６（図２参照）を備える。移動板１６の上側に左右方向に移動するＸ軸方向移動機構２０が設けてある。Ｙ軸方向移動機構１７の駆動によって移動板１６及びＸ軸方向移動機構２０は前後方向に移動する。
【0030】
図２は、Ｘ軸方向移動機構２０を略示する模式図である。左右に延びた軌道（図示略）と、Ｘ軸螺子軸２２と、Ｘ軸モータ２３と、右側軸受２４と、左側軸受２５とを備える。軌道は移動板１６上面に設けてある。図２に示す如く、Ｘ軸螺子軸２２の右端部に右側軸受２４を設け、Ｘ軸螺子軸２２の左端部付近に左側軸受２５が設けてある。右側軸受２４は支持体２４ａを介して移動板１６に固定してある。右側軸受２４はＸ軸螺子軸２２の左端部を軸回りに回転可能に支持する。左側軸受２５は支持体２５ａを介して移動板１６に固定してある。左側軸受２５はＸ軸螺子軸２２の左端部を軸回りに回転可能に支持し、且つ前記左端部の軸方向への移動を規制する。Ｘ軸モータ２３は、Ｘ軸螺子軸２２の左端部に連結している。
【0031】
Ｘ軸螺子軸２２には転動体（図示略）を介してナット２７が螺合している。左右に延びた軌道(図示略)に複数の摺動子（図示略）が摺動可能に設けてある。ナット２７及び摺動子はテーブル１５に連結する。Ｘ軸モータ２３の回転によってＸ軸螺子軸２２は回転し、ナット２７は左右方向に移動し、テーブル１５は左右方向に移動する。テーブル１５にはワークが支持される。テーブル１５は支持部を構成する。
【0032】
Ｙ軸方向移動機構１７は、前後に延びた軌道（図示略）と、Ｙ軸螺子軸（図示略）と、Ｙ軸モータ１３（図３参照）と、二つの軸受（図示略）と、ナット（図示略）とを備える。前後に延びた軌道と、Ｙ軸螺子軸と、Ｙ軸モータ１３と、二つの軸受と、ナットとは、方向が前後方向であることを除けば、Ｘ軸方向移動機構２０における左右に延びた軌道（図示略）と、Ｘ軸螺子軸２２と、Ｘ軸モータ２３と、右側軸受２４と、左側軸受２５と、ナット２７と同様な構成であるので、その詳細な説明を省略する。なおＹ軸方向移動機構１７のナットには移動板１６が連結される。
【0033】
図３は制御装置５０の構成を略示するブロック図である。制御装置５０は、制御部５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、不揮発性メモリ５８及び入出力インタフェース５４を備える。制御部５１はプロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＡＳＩＣ）又はロジック回路（例えばＦＰＧＡ）等を備え、またタイマを備える。制御装置５０は、制御部５１とは別にタイマを備えてもよい。作業者が操作部７を操作した場合、操作部７から入出力インタフェース５４に信号が入力する。操作部７は例えばキーボード、ボタン、タッチパネル等である。入出力インタフェース５４は表示部８に信号を出力する。表示部８は文字、図形、記号等を表示する。表示部８は例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである。後述する位置検出器２ｂ（図４参照）から入出力インタフェース５４に検出結果が入力する。
【0034】
不揮発性メモリ５８は、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＰＭ、フラッシュメモリ等であり、書き換え可能である。不揮発性メモリ５８は加工プログラム、後述する変数、補正量及び定数等を記憶する。加工プログラムの実行前に、不揮発性メモリ５８は、予め加工プログラム、変数、補正量及び定数等を記憶する。例えば光ディスク又はＵＳＢメモリ等の持ち運び可能な記録媒体５９に記録された加工プログラムを不揮発性メモリ５８にインストールしてもよい。制御部５１は加工プログラムを不揮発性メモリ５８からＲＡＭ５３に読み込んで、各モータの駆動の制御又は後述する補正量演算処理等を実行する。加工プログラムは複数の指令を有し、制御部５１は各指令を順に読み込んで実行する。なおＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３が加工プログラム、変数、補正量又は定数等を記憶してもよい。
【0035】
制御装置５０は、Ｘ軸モータ２３に対応したＸ軸制御回路５５、サーボアンプ５５ａ及び微分器２３ｂを備える。Ｘ軸モータ２３はエンコーダ２３ａを備える。Ｘ軸制御回路５５は制御部５１からの指令に基づいて、電流量を示す命令をサーボアンプ５５ａに出力する。サーボアンプ５５ａは前記命令を受け、Ｘ軸モータ２３に駆動電流を出力する。
【0036】
エンコーダ２３ａはＸ軸制御回路５５に位置フィードバック信号を出力する。Ｘ軸制御回路５５は位置フィードバック信号に基づいて、位置のフィードバック制御を実行する。
【0037】
エンコーダ２３ａは微分器２３ｂに位置フィードバック信号を出力し、微分器２３ｂは位置フィードバック信号を速度フィードバック信号に変換して、Ｘ軸制御回路５５に出力する。Ｘ軸制御回路５５は、速度フィードバック信号に基づいて、速度のフィードバック制御を実行する。
【0038】
サーボアンプ５５ａが出力した駆動電流の値を電流検出器５５ｂが検出する。電流検出器５５ｂは駆動電流の値をＸ軸制御回路５５にフィードバックする。Ｘ軸制御回路５５は駆動電流の値に基づいて、電流制御を実行する。
【0039】
制御装置５０はＹ軸モータ１３に対応したＹ軸制御回路５６、サーボアンプ５６ａ、微分器１３ｂ、電流検出器５６ｂを備え、Ｙ軸モータ１３はエンコーダ１３ａを備える。Ｙ軸制御回路５６、サーボアンプ５６ａ、微分器１３ｂ、Ｙ軸モータ１３、エンコーダ１３ａ、電流検出器５６ｂはＸ軸のものと同様であり、その説明を省略する。
【0040】
制御装置５０はＺ軸モータ３３に対応したＺ軸制御回路５７、サーボアンプ５７ａ、電流検出器５７ｂ、微分器３３ｂを備える。Ｚ軸モータ３３はエンコーダ３３ａを備える。Ｚ軸制御回路５７、サーボアンプ５７ａ、微分器３３ｂ、Ｚ軸モータ３３、エンコーダ３３ａ、電流検出器５７ｂはＸ軸のものと同様であり、その説明を省略する。
【0041】
制御装置５０はマガジンモータ８５及び主軸モータ８４に対しても、Ｘ～Ｚ軸モータ２３、１３、３３と同様なフィードバック制御を実行する。
【0042】
図４はテーブル１５の位置測定を説明する説明図である。制御部５１はテーブル１５の位置測定を制御する。テーブル１５上に目標１５ａが設けてある。主軸２ａには位置検出器２ｂが装着してある。位置検出器２ｂはタッチプローブである。タッチプローブに代えて非接触式のセンサ、例えば光学式又は音波式の近接センサを使用してもよい。Ｘ軸モータ２３の駆動によって、目標１５ａは移動し、位置検出器２ｂに接近する。位置検出器２ｂは目標１５ａを検出した場合、目標１５ａを検出したことを示す信号を制御部５１に出力する。前記信号が入力された場合、制御部５１はエンコーダ２３ａの検出結果を不揮発性メモリ５８に記憶し、Ｘ軸制御回路５５に停止信号を出力する。エンコーダ２３ａの検出結果はテーブル１５の左右位置を示す。即ち、位置検出器２ｂ、制御部５１及びエンコーダ２３ａによって左右方向におけるテーブル１５の位置が測定される。
【0043】
Ｙ軸モータ１３の駆動によって、目標１５ａは移動し、位置検出器２ｂに接近する。位置検出器２ｂは目標１５ａを検出した場合、目標１５ａを検出したことを示す信号を制御部５１に出力する。前記信号が入力された場合、制御部５１はエンコーダ１３ａの検出結果を不揮発性メモリ５８に記憶し、Ｙ軸制御回路５６に停止信号を出力する。エンコーダ１３ａの検出結果はテーブル１５の前後位置を示す。即ち、位置検出器２ｂ、制御部５１及びエンコーダ１３ａによって前後方向におけるテーブル１５の位置が測定される。
【0044】
Ｚ軸モータ３３の駆動によって、位置検出器２ｂは移動し、目標１５ａに接近する。位置検出器２ｂは目標１５ａを検出した場合、目標１５ａを検出したことを示す信号を制御部５１に出力する。前記信号が入力された場合、制御部５１はエンコーダ３３ａの検出結果を不揮発性メモリ５８に記憶し、Ｚ軸制御回路５７に停止信号を出力する。エンコーダ３３ａの検出結果はテーブル１５の上下位置を示す。即ち、位置検出器２ｂ、制御部５１及びエンコーダ３３ａによって上下方向におけるテーブル１５の位置が測定される。
【0045】
例えば、制御部５１は、測定されたテーブル１５の位置と、予め定めた基準位置との差分を演算し、前記差分に基づいて左右方向におけるテーブル１５の補正量を演算する。制御部５１は、加工プログラムからＸ、Ｙ又はＺ軸方向の所定位置への移動指令を読み込んだ場合、テーブル１５の所在位置から前記所定位置までの送り量に補正量を加算するか又は前記送り量から補正量を減算する。制御部５１は、補正後の送り量を使用してテーブル１５を移動させる。制御部５１は加工プログラムの実行中に前記補正量を演算する。
【0046】
図５は、制御装置５０による加工プログラムの実行処理を説明するフローチャートである。制御部５１は工作機械の起動時に変数を初期化する（Ｓ１）。変数は測定回数Ｎ、運転停止時間ｔｓ、測定間隔ｔｍ、基準時間ｔｎ等を含む。測定回数Ｎは、テーブル１５の位置の測定を実行した回数を示す。運転停止時間ｔｓは、工作機械の運転の停止後、運転を開始するまでの時間を示す。測定間隔ｔｍは、テーブル１５の位置の測定終了時点から測定開始時点までの間の時間を示す。基準時間ｔｎは、テーブル１５の位置の測定を行うか否かを判定するために、測定間隔ｔｍと比較される時間を示す。なお初期状態において工作機械は停止しているが、運転停止時間ｔｓのカウントは停止している。
【0047】
制御部５１は加工プログラムの実行を開始するか否か判定する（Ｓ２）。例えば、操作部７から加工プログラムの実行開始を示す信号が入力された場合、又は、加工プログラムから実行再開指令を読み込んだ場合、制御部５１は加工プログラムの実行を開始する。加工プログラムの実行を開始しないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部５１はステップＳ２に処理を戻す。
【0048】
加工プログラムの実行を開始すると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部５１は運転停止時間ｔｓのカウントを停止する（Ｓ３）。なお上述のように、初期状態において運転停止時間ｔｓのカウントは停止している。制御部５１は加工プログラムの指令を読み込む（Ｓ４）。
【0049】
制御部５１は、読み込んだ指令が補正量演算指令であるか否か判定する（Ｓ５）。ステップＳ５の処理を実行する制御部５１は指令判定部を構成する。読み込んだ指令が補正量演算指令である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部５１は、テーブル１５の位置測定の要否を判定する測定要否判定処理を実行する（Ｓ６）。測定要否判定処理の詳細は後述する。
【0050】
制御部５１は、測定要否判定処理にてテーブル１５の位置測定が必要であると決定されたか否か判定する（Ｓ７）。テーブル１５の位置測定が必要でない、即ち不要であると判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）、制御部５１はステップＳ４に処理を戻す。テーブル１５の位置測定が必要であると判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部５１は、テーブル１５の位置を測定する測定処理を実行する（Ｓ８）。ステップＳ８の測定処理は第一測定処理及び第二測定処理を構成する。
【0051】
制御部５１は、ステップＳ８の測定結果に基づいて、補正量を演算し（Ｓ９）、不揮発性メモリ５８に記憶されている補正量を、演算された補正量に更新する（Ｓ１０）。制御部５１は、基準時間ｔｎを演算する基準時間演算処理を実行し（Ｓ１１）、ステップＳ４に処理を戻し、加工プログラムの次の指令を読み込む。基準時間演算処理の詳細は後述する。
【0052】
ステップＳ５において、読み込んだ指令が補正量演算指令でない場合（Ｓ５：ＮＯ）、制御部５１は、読み込んだ指令が終了指令であるか否か判定する（Ｓ１２）。読み込んだ指令が終了指令である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御部５１は加工プログラムの実行を終了し（Ｓ１３）、運転停止時間ｔｓをリセットして０に戻し、カウントを開始する（Ｓ１４）。制御部５１は電源がオフになった否か判定する（Ｓ１５）。電源がオフになっていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御部５１はステップＳ２に処理を戻す。電源がオフになった場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御部５１は加工プログラムの実行処理を終了する。
【0053】
ステップＳ１２において、読み込んだ指令が終了指令でない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、即ち、読み込んだ指令が補正量演算指令でも終了指令でもない場合、制御部５１は読み込んだ指令を実行し（Ｓ１６）、ステップＳ４に処理を戻す。
【0054】
制御部５１は、テーブル１５の位置測定が必要である場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、前記位置測定を実行し（Ｓ８）、補正量の演算（Ｓ９）及び更新を行う（Ｓ１０）。制御部５１は更新した補正量に基づいて、テーブル１５の送り量を補正することができる。一方、制御部５１は、テーブル１５の位置測定が必要でない場合（Ｓ７：ＮＯ）、前記位置測定を実行せず、補正量の演算及び更新も行わない。
【0055】
制御部５１は加工プログラムの実行終了後（Ｓ１３）、運転停止時間ｔｓのカウントを開始し（Ｓ１４）、加工プログラムの実行開始後（Ｓ２）、運転停止時間ｔｓのカウントを停止する。
【0056】
図６は、制御部５１による測定要否判定処理を説明するフローチャートである。上述のステップＳ５において、読み込んだ指令が補正量演算指令である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部５１は、運転停止時間ｔｓが０であるか又は定数Ｔｓ以上であるか否か判定する（Ｓ２１）。定数Ｔｓは、運転停止後の経過時間であって、工作機械の温度が十分に低下したと推定される最小の時間を示す。定数Ｔｓは任意に定めることができる。
【0057】
運転停止時間ｔｓが０であるか又は定数Ｔｓ以上である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部５１は測定回数Ｎに０を格納し（Ｓ２８）、テーブル１５の位置測定が必要であると決定し（Ｓ２７）、ステップＳ７に処理を進める。
【0058】
運転停止時間ｔｓが０であるか又は定数Ｔｓ以上でない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部５１は、測定間隔ｔｍが定数ｔｍｉｎ以下であるか否か判定する（Ｓ２２）。定数ｔｍｉｎは、測定間隔と比較するための値であって、基準時間ｔｎの精度を安定させるための値である。定数ｔｍｉｎは任意に定めることができる。測定間隔ｔｍが定数ｔｍｉｎ以下である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部５１は、テーブル１５の位置測定が不要であると決定し（Ｓ２６）、ステップＳ７に処理を進める。
【0059】
測定間隔ｔｍが定数ｔｍｉｎ以下でない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、制御部５１は、測定回数Ｎが２未満であるか否か判定する（Ｓ２３）。測定回数Ｎが２未満である場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、即ち測定回数Ｎが０又は１である場合、制御部５１は、テーブル１５の位置測定が必要であると決定し（Ｓ２７）、ステップＳ７に処理を進める。
【0060】
測定回数Ｎが２未満でない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、即ち測定回数Ｎが２以上である場合、制御部５１は、測定間隔ｔｍが定数Ｔｍ以上であるか否か判定する（Ｓ２４）。定数Ｔｍは運転停止後の経過時間であって、ユーザが任意に設定する時間である。即ち、定数Ｔｍはユーザが希望する時間である。測定間隔ｔｍが定数Ｔｍ以上である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、制御部５１は、テーブル１５の位置測定が必要であると決定し（Ｓ２７）、ステップＳ７に処理を進める。
【0061】
測定間隔ｔｍが定数Ｔｍ以上でない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、制御部５１は、測定間隔ｔｍが基準時間ｔｎ以上であるか否か判定する（Ｓ２５）。測定間隔ｔｍが基準時間ｔｎ以上である場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、制御部５１は、テーブル１５の位置測定が必要であると決定し（Ｓ２７）、ステップＳ７に処理を進める。測定間隔ｔｍが基準時間ｔｎ以上でない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、制御部５１は、テーブル１５の位置測定が不要であると決定し（Ｓ２６）、ステップＳ７に処理を進める。ステップＳ２５の処理を実行する制御部５１は判定部を構成し、ステップＳ２５及びステップＳ２７の処理を実行する制御部５１は実行決定部を構成し、ステップＳ２５及びステップＳ２６の処理を実行する制御部５１は不実行決定部を構成する。
【0062】
制御部５１は、ステップＳ２１を実行する前に、その時点での測定間隔ｔｍの値を変数ｔａに格納し、即ち変数ｔａに測定間隔ｔｍの値を退避させて、ステップＳ２２、Ｓ２４及びＳ２５において、変数ｔａと、定数ｔｍｉｎ、定数Ｔｍ及び基準時間ｔｎとを比較してもよい。
【0063】
運転停止時間ｔｓが０であるか又は定数Ｔｓ以上である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、例えば工作機械の起動時又は休憩終了直後であり、運転停止後、予め定めた所定時間以上経過し、工作機械の温度が十分に低下したと推定される。その場合、測定回数Ｎをリセットして０にし（Ｓ２８）、テーブル１５の位置測定が必要と決定する（Ｓ２７）。ステップＳ２１の処理を実行する制御部５１は冷却判定部を構成する。また測定回数Ｎが２未満の場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）もテーブル１５の位置測定が必要と決定する（Ｓ２７）。即ち、制御部５１はテーブル１５の位置測定を連続実行する。換言すればテーブル１５が冷却された状態にあると判定した場合、制御部５１はテーブル１５の位置測定を少なくとも二回実行する。後述するｔｎ演算処理において、連続する二回の測定結果の差分を使用するからである（図７参照）。ステップＳ２８、Ｓ２３及びＳ２７の処理を実行する制御部５１は連続実行決定部を構成する。
【0064】
測定間隔ｔｍが定数ｔｍｉｎ以下である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、測定間隔ｔｍが短すぎて、基準時間ｔｎを演算した際（Ｓ１１）、基準時間ｔｎの精度が不安定になるおそれがある。そのため、テーブル１５の位置測定が不要であると決定し（Ｓ２６）、ｔｎ演算処理を実行しない。
【0065】
測定間隔ｔｍが、ユーザが設定する定数Ｔｍ以上である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、テーブル１５の位置測定が必要であると決定するので、ユーザの希望が処理に反映される。ステップＳ２４は省略してもよい。
【0066】
測定間隔ｔｍが基準時間ｔｎ以上である場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、テーブル１５の位置測定が必要であると決定する。基準時間ｔｎは、後述するｔｎ演算処理において演算され、測定を行う間隔として適当と考えられる時間であるからである。
【0067】
図７は、制御部５１によるｔｎ演算処理を説明するフローチャートである。制御部５１は、上述のステップＳ１０の実行後、測定回数Ｎが０であるか否か判定する（Ｓ４１）。測定回数Ｎが０でない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、制御部５１は測定間隔ｔｍのカウントを停止する（Ｓ４２）。
【0068】
制御部５１は、ステップＳ４２の実行後、ステップＳ８にて測定したＸ軸方向におけるテーブル１５の位置Ｘiと、位置Ｘiの測定よりも一つ前に測定されたＸ軸方向におけるテーブル１５の位置Ｘi-1との差分の大きさを測定間隔ｔｍで除算した値、換言すれば、Ｘ軸方向におけるテーブル１５の位置の変化量の傾きＫxiを演算する（Ｓ４３）。制御部５１は、許容誤差を示す定数Ａを、傾きＫxiと、傾きＫxiの演算の一つ前に演算された傾きＫxi-1とのいずれか大きい値で除算した値ｔｎｘを演算する（Ｓ４４）。
【0069】
制御部５１は、ステップＳ４２の実行後、ステップＳ８にて測定したＹ軸方向におけるテーブル１５の位置Ｙiと、位置Ｙiの測定よりも一つ前に測定されたＹ軸方向におけるテーブル１５の位置Ｙi-1との差分の大きさを測定間隔ｔｍで除算した値、換言すれば、Ｙ軸方向におけるテーブル１５の位置の変化量の傾きＫYiを演算する（Ｓ４５）。制御部５１は、許容誤差を示す定数Ａを、傾きＫYiと、傾きＫYiの演算の一つ前に演算された傾きＫYi-1とのいずれか大きい値で除算した値ｔｎｙを演算する（Ｓ４６）。
【0070】
制御部５１は、ステップＳ４２の実行後、ステップＳ８にて測定したＺ軸方向におけるテーブル１５の位置Ｚiと、位置Ｚiの測定よりも一つ前に測定されたＺ軸方向におけるテーブル１５の位置Ｚi-1との差分の大きさを測定間隔ｔｍで除算した値、換言すれば、Ｚ軸方向におけるテーブル１５の位置の変化量の傾きＫZiを演算する（Ｓ４７）。制御部５１は、許容誤差を示す定数Ａを、傾きＫZiと、傾きＫZiの演算の一つ前に演算された傾きＫZi-1とのいずれか大きい値で除算した値ｔｎｚを演算する（Ｓ４８）。制御部５１は、ステップＳ４２の後、ステップＳ４２～Ｓ４８の処理を並行的に実行する。ステップＳ４３～Ｓ４８の処理を実行する制御部５１は時間決定部を構成する。
【0071】
制御部５１はステップＳ４２～Ｓ４８の実行後、ｔｎｘ、ｔｎｙ及びｔｎｚの内、最も小さい値を変数ｔｎ、即ち基準時間ｔｎに格納する（Ｓ４９）。ステップＳ４９の処理を実行する制御部５１は時間決定部及び更新部を構成する。即ち、Ｘ～Ｚ軸方向のうち、最も位置の変化量が大きい（最も傾きが大きい）軸方向に対応する時間ｔｎｘ、ｔｎｙ又はｔｎｚを基準時間ｔｎとする。最も位置の変化量が大きい軸方向に対応する時間を基準時間ｔｎに採用することによって、熱変位量の大きい軸方向に対応させた補正が可能となり、補正の精度を向上できる。制御部５１は、測定間隔ｔｍをリセットして０にし、測定間隔ｔｍのカウントを開始し（Ｓ５２）、測定回数Ｎを一つ加算し（Ｓ５３）、ステップＳ４に処理を戻す。測定回数Ｎが１以上である場合にステップＳ８の処理を実行する制御部５１は測定実行部を構成する。
【0072】
ステップＳ４１において、測定回数Ｎが０である場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、制御部５１は、傾きＫxi、ＫYi、及びＫZiに０を格納する（Ｓ５０）。なお傾きＫxi、ＫYi、及びＫZiは変数である。制御部５１は基準時間ｔｎに０を格納し（Ｓ５１）、ステップＳ５２に処理を進める。測定回数Ｎが０である場合、前回の測定結果がないので、傾きを演算することができない。そのため、傾きＫxi、ＫYi、及びＫZi及び基準時間ｔｎを０とする。
【0073】
ステップＳ４４、Ｓ４６及びＳ４８において、最新の演算された傾きと、その一つ前に演算された傾きとを比較しているが、一つ前に演算された傾きを使用しなくてもよい。即ち、最新の演算された傾きのみを使用して、ｔｎｘ、ｔｎｙ及びｔｎｚを演算してもよい。
【0074】
ステップＳ４３～Ｓ４８において、Ｘ～Ｚ軸方向における位置の傾きを使用してｔｎｘ、ｔｎｙ及びｔｎｚを演算しているが、傾きを使用しなくてもよい。例えば、Ｘ～Ｚ軸方向における位置の差分に補正係数を乗算するか、または補正係数で除算して、ｔｎｘ、ｔｎｙ及びｔｎｚを演算してもよい。またＸ～Ｚ軸方向における位置の差分の大きさ又は傾きと、ｔｎｘ、ｔｎｙ及びｔｎｚとの関係を示すテーブルを予めＲＯＭ５２又は不揮発性メモリ５８に記憶し、Ｘ～Ｚ軸方向における位置の差分の大きさをテーブルに適用して、ｔｎｘ、ｔｎｙ及びｔｎｚを決定し、ｔｎを求めてもよい。
【0075】
実施の形態に係る工作機械にあっては、測定間隔ｔｍ（経過時間）が基準時間ｔｎ未満であると判定した場合（Ｓ２５）、測定処理（Ｓ８）を完了した時点からの熱変位量は僅かであり、加工精度への影響は小さいと考えられるので、テーブル１５の位置の測定を実行しない。不要な補正量の演算を実行せず、ワークの加工精度と生産性とを両立させることができる。
【0076】
またテーブル１５（支持部）の位置の変化量に基づいて基準時間を更新する。また測定間隔ｔｍに対するテーブル１５の第一位置と第二位置との差分の割合、即ち位置の傾きに基づいて、更新時間を演算する。
【0077】
また冷却された状態から加工を開始する場合、加工開始後、しばらくの間は熱変位量が大きいので、前記位置の測定を少なくとも二回連続実行し、加工精度の低下を抑制する。また起動時又は運転停止後所定時間以上経過した場合、冷却された状態であると判定し、冷却の判定を実現する。
【0078】
また加工プログラムに含まれる補正量の演算を示す指令を読み込んだ場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、前記位置の測定の実行又は不実行を決定する。
【0079】
なお実施の形態における工作機械は主軸が上下方向に延びるが、主軸が水平方向に延びる横型の工作機械にも本発明は適用可能である。実施の形態における工作機械は、テーブルが前後左右方向に移動し、主軸ヘッドが上下方向に移動するが、主軸ヘッドが上下前後左右方向に移動する工作機械にも本発明は適用可能である。この場合、主軸ヘッドが主軸を支持する支持部を構成し、制御部５１は前記支持部の熱変位量に関する補正量を演算し、前記支持部における位置測定の実行又は不実行を決定する。
【0080】
なお通信ネットワークを介して制御装置５０がサーバに接続され、サーバが補正量演算処理を実行してもよい。この場合、サーバは制御装置として機能する。なおコンピュータプログラムは、単一のコンピュータ上で、または１つのサイトに配置されるか、若しくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。
熱変位量は温度変化によるボールねじの変形量、温度変化によるテーブル15の変形量、温度変化によるボールねじの変形に伴って、テーブル15が変位する量に発生するものを含む。
熱変位量は温度変化によるボールねじの変形量、温度変化によるテーブル15の変形量、温度変化によるボールねじの変形に伴って、テーブル15が変位する量に発生するものを含む。
【0081】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。
【符号の説明】
【0082】
１ 工作機械
２ 主軸ヘッド
２ａ 主軸
２ｂ 位置検出器
１５ テーブル
５０ 制御装置
５１ 制御部
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５８ 不揮発性メモリ
２ 主軸ヘッド
２ａ 主軸
２ｂ 位置検出器
１５ テーブル
５０ 制御装置
５１ 制御部
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５８ 不揮発性メモリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】