特許 7090018 工作機械

(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】

(24)【登録日】2022-06-15

(45)【発行日】2022-06-23

(54)【発明の名称】工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/18 20060101AFI20220616BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20220616BHJP

   B23B 25/06 20060101ALI20220616BHJP

   B23Q 17/22 20060101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

B23Q15/18

G05B19/404 K

B23B25/06

B23Q17/22 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018214113

(22)【出願日】2018-11-14

(65)【公開番号】P2020082196

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-04-02

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】風間 浩明

(72)【発明者】

【氏名】南 光良

(72)【発明者】

【氏名】中村 久一郎

(72)【発明者】

【氏名】山田 直也

【審査官】木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５５－０５８９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０４２８３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０６６８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２１３７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４６６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００８３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０３４１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４７３３０４９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １５／１８

Ｇ０５Ｂ １９／４０４

Ｂ２３Ｂ ２５／０６

Ｂ２３Ｑ １７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを回転可能に保持するワーク保持部と、
前記ワーク保持部に保持されたワークの径方向に先端が向く複数の工具であって、該ワークに対して突切り加工を行うための突切り工具を含む複数の工具を有する工具保持部と、
前記工具保持部に設けられ、前記径方向に向く所定部を有する検出部であって、前記所定部と前記ワーク保持部に保持されたワークとが前記径方向において接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出部と、
前記ワーク保持部に保持されたワークと前記工具保持部との相対位置を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記径方向の前記相対位置を制御して前記突切り加工を行うことが可能であり、
前記検出部の検出結果に基づいて前記突切り加工がなされているか否かを判別し、
前記検出部の検出結果に基づいて前記径方向の熱変位を補正し、
前記ワーク保持部に保持されたワークの回転中心線が延びる軸線方向において、前記ワーク保持部と前記工具保持部との相対位置を制御し、
前記突切り加工の実行後のワークの長さが所定値以上となる場合には、前記突切り加工の実行時における前記軸線方向の前記ワーク保持部の位置で前記突切り加工がなされているか否かを判別し、
前記突切り加工の実行後のワークの長さが前記所定値未満となる場合には、前記突切り加工の実行時における前記軸線方向の前記ワーク保持部の位置を、前記検出部による検出が可能な位置に調整した上で前記突切り加工がなされているか否かを判別する、
工作機械。

【請求項2】

前記所定部と前記突切り工具とは、前記径方向において互いの先端が対向している、
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記複数の工具は、鉛直方向に互いに間隔を空けて前記工具保持部に設けられ、
前記検出部は、前記鉛直方向において、前記突切り工具よりも上方に設けられている、
請求項１又は２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記制御手段は、
前記検出部が検出したことに基づいて検出時における前記径方向の前記工具保持部の位置を示す位置情報を取得し、各々異なる検出時に取得した複数の位置情報に基づいて前記熱変位を補正するための補正量を算出し、
前記径方向の前記工具保持部の位置を、目標位置に前記補正量を加味した位置に制御する、
請求項１乃至３のいずれか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】

従来の工作機械として、特許文献１には、ワーク（被加工物）と工具との相対位置を調整するために所定の軸方向に移動可能なスライド部を備え、スライド部の移動方向における熱変位補正をタッチスイッチの出力に基づき行う工作機械が開示されている。

【0003】

また、特許文献２には、検出対象（同文献では工具）の軸線中心に回転可能な接触子（揺振棒）を回転させ、接触子が検出対象に接触したか否かにより検出対象の破損を検出する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５８８３２６４号公報

【文献】特開昭６３－２６４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような工作機械において、正確な加工を実現するためには、熱変位補正と、ワークに対して突切り加工がなされたか否かの検出（以下、突切り検出）とが必要となる。突切り検出は、例えば、特許文献２に開示された手法において検出対象をワークに変更すれば可能となる。しかしながら、従来の工作機械では、熱変位補正を行うための検出部と、突切り検出を行うための検出部とがそれぞれ異なる構成であったため、構成が複雑化してしまう虞がある。また、熱変位補正に関しては、特許文献１に開示された手法では、ワークと該ワークを加工する工具との相対位置における熱変位の補正を、スライド部の位置に基づき間接的に行っていたため、熱変位補正の精度を高める点で改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、突切り検出と熱変位補正とを共通の検出部を用いて行うことができるとともに、熱変位補正の精度が良好な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】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係る工作機械は、
ワークを回転可能に保持するワーク保持部と、
前記ワーク保持部に保持されたワークの径方向に先端が向く複数の工具であって、該ワークに対して突切り加工を行うための突切り工具を含む複数の工具を有する工具保持部と、
前記工具保持部に設けられ、前記径方向に向く所定部を有する検出部であって、前記所定部と前記ワーク保持部に保持されたワークとが前記径方向において接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出部と、
前記ワーク保持部に保持されたワークと前記工具保持部との相対位置を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記径方向の前記相対位置を制御して前記突切り加工を行うことが可能であり、
前記検出部の検出結果に基づいて前記突切り加工がなされているか否かを判別し、
前記検出部の検出結果に基づいて前記径方向の熱変位を補正し、
前記ワーク保持部に保持されたワークの回転中心線が延びる軸線方向において、前記ワーク保持部と前記工具保持部との相対位置を制御し、
前記突切り加工の実行後のワークの長さが所定値以上となる場合には、前記突切り加工の実行時における前記軸線方向の前記ワーク保持部の位置で前記突切り加工がなされているか否かを判別し、
前記突切り加工の実行後のワークの長さが前記所定値未満となる場合には、前記突切り加工の実行時における前記軸線方向の前記ワーク保持部の位置を、前記検出部による検出が可能な位置に調整した上で前記突切り加工がなされているか否かを判別する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、突切り検出と熱変位補正とを共通の検出部を用いて行うことができるとともに、熱変位補正の精度が良好である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る工作機械をＸ軸方向から見た概略図である。

【図2】工作機械をＹ軸方向から見た概略図である。

【図3】工作機械をＺ軸方向から見た概略図である。

【図4】工具保持部の要部を示す図である。

【図5】（ａ）及び（ｂ）は、突切り検出を説明するための図である。

【図6】基準位置取得処理のフローチャートである。

【図7】熱変位補正処理のフローチャートである。

【図8】突切り検出処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態に係る工作機械１は、主軸（後述のワーク保持部１０）で円柱状のワークＷ（被加工物）を加工する多機能旋盤として構成されている。以下では、図中に矢印で示すように、互いに直交する、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を用いて適宜の構成を説明する。また、これら矢印が示す各方向において、矢印の向く方向を「＋」側、その反対側の方向を「－」側とする。

【0011】

工作機械１は、図１～図４に示すように、工作機械１全体の台であるベッドＳと、ワーク保持部１０と、Ｚ軸移動機構２０と、工具保持部３０と、検出部４０と、ＸＹ軸移動機構５０と、制御部６０と、を備える。

【0012】

ワーク保持部１０は、ワークＷを保持するチャックと、チャックで保持したワークＷを回転させるワーク回転用モータと、を有する。Ｚ軸移動機構２０は、ワーク保持部１０をベッドＳに対してＺ軸方向に移動させる公知の構成であり、Ｚ軸モータＭｚでボールねじ２２を回転させることで、ワーク保持部１０が固定されたＺ軸スライド部２１をＺ軸方向に移動させる。

【0013】

工具保持部３０は、図３に示すように、Ｚ軸方向から見て略矩形状をなし、ワーク挿通部３１と、工具取付部３２と、を備える。ワーク挿通部３１は、ワーク保持部１０に保持されたワークＷをＺ軸方向に通すことが可能な中空部として形成されている。工具取付部３２は、図３に示すように、ワーク挿通部３１の左側と右側に設けられている。工具取付部３２には、Ｘ軸方向に先端が向く複数の工具Ｔｘと、－Ｚ軸方向に先端が向く複数の工具Ｔｚとが取り付けられている。

【0014】

例えば、複数の工具Ｔｘは、図４に示すように、６本のバイトＢと、４本の回転工具Ｒとから構成されている。バイトＢは、ワーク挿通部３１の左側上方に２本設けられ、右側下方に４本設けられている。当該右側下方の４本のバイトＢのうち最も下に位置するものは、突切り加工用の突切りバイトＢｄである。回転工具Ｒは、ワーク挿通部３１の左側において２本のバイトＢの下方に設けられている。回転工具Ｒは、例えば、ドリル、タップ、フライスなどから構成され、図示しない回転工具用モータによって回転可能となっている。例えば、複数の工具Ｔｚは、一例として、４本のドリル（図では破線で示した）から構成されている。

【0015】

検出部４０は、例えばタッチスイッチから構成され、ワークＷを工具Ｔｘ，Ｔｚで加工する際におけるＸ軸方向の熱変位量の検出と、突切り検出との双方を行う。Ｘ軸方向の熱変位要因としては、例えば、後述のＸ軸モータＭｘによって支持されているボールねじ８２が、Ｘ軸モータＭｘ等の発熱によりＸ軸方向に伸びるためである。

【0016】

検出部４０は、工具保持部３０の空きスペースに設けられている。具体的には、検出部４０は、図４で左側に位置する工具取付部３２におけるバイトＢと回転工具Ｒの間に、ボルト等の固定手段により固定されている。検出部４０の先端部は、図４に示すように、ワーク保持部１０に保持されたワークＷに接触可能な接触部４１として構成されている。接触部４１は、その高さ方向がＸ軸方向となる円柱状に形成されている。検出部４０は、接触部４１がワークＷに接触すると、接触したことを示す検出信号（ＯＮ信号）を制御部６０に供給する。

【0017】

検出部４０の接触部４１と突切りバイトＢｄとは、Ｘ軸方向において互いの先端が対向してワーク挿通部３１に向いている。例えば、接触部４１は、図５（ａ）に示すように、接触部４１が突切りバイトＢｄの先端を通ってＸ軸方向に延びる直線Ｌ上に位置する。

【0018】

ＸＹ軸移動機構５０は、工具保持部３０をベッドＳに対してＸ及びＹ軸方向に移動させる公知の構成であり、ベッドＳに固定された固定台７０と、Ｘ軸移動機構８０と、Ｙ軸移動機構９０と、を備える。固定台７０には、図１及び図２に示すように、ワークＷの保持や移動を補助するガイドブッシュ７２が取り付けられている。Ｘ軸移動機構８０は、Ｘ軸モータＭｘでボールねじ８２を回転させることで、Ｘ軸スライド部８１を固定台７０に対してＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動機構９０は、Ｙ軸モータＭｙでボールねじ９２を回転させることで、工具保持部３０をＸ軸スライド部８１に対してＹ軸方向に移動させる。

【0019】

制御部６０は、工作機械１の全体動作を制御するコンピュータから構成され、数値制御（ＮＣ（Numerical Control））によって、ワーク保持部１０に保持されたワークＷと工具Ｔｘ，Ｔｚとの相対的な位置を調整する。また、制御部６０は、ワーク保持部１０に保持されたワークＷと、工具保持部３０に設けられた検出部４０との相対的な位置を調整する。なお、制御部６０は、工作機械１の各部にクーラントを供給するための供給装置（図示せず）の動作も制御する。

【0020】

（ワークＷの加工について）
次に、上記構成の工作機械１によるワークＷの加工について説明する。制御部６０は、図示しない操作部から入力される指令内容に応じて、工具保持部３０の複数の工具Ｔｘ，Ｔｚのうち所望の工具を割り出し（選択し）、ワークＷを加工する。例えば、制御部６０は、Ｙ軸モータＭｙを駆動し、所望の工具がワークＷと同じ高さに位置するように工具保持部３０を移動させる。次に、制御部６０は、ワーク回転用モータとＺ軸モータＭｚとを駆動し、ワークＷを回転させながらＺ軸方向に移動させ、また、これと同時又は時間差でＸ軸モータＭｘを駆動し、工具保持部３０に保持された所望の工具をワークＷに向けて移動させる。このようにして、バイトＢや回転工具ＲをワークＷの径方向（Ｘ軸方向）から当接させたり、ドリルからなる工具ＴｚをワークＷの長手方向（Ｚ軸方向）から当接させたりすることができ、ワークＷに対して種々の加工を行うことができる。

【0021】

特に、突切りバイトＢｄが選択された場合、制御部６０は、突切りバイトＢｄをワークＷの径方向（Ｘ軸方向）から当接させることにより、ワークＷをＺ軸方向における所望の位置で切断する。図５（ａ）は、ワークＷが切断された後の状態を示している。

【0022】

そして、ワークＷを加工する工作機械１は、複数の工具Ｔｘ，Ｔｚのうち、所望の工具の位置を割り出す際、Ｘ軸方向の熱変位に応じた補正量を加味した位置に割り出す。つまり、所望の工具とワークＷとの相対位置を、設定された目標位置とする際には、当該目標位置に補正量を加味した位置とする。

【0023】

ここからは、補正量を算出するための処理について説明する。制御部６０は、まず、後述の熱変位量を求めるための基準となる基準位置を取得する基準位置取得処理を実行し、その後に熱変位補正処理を実行する。

【0024】

（基準位置取得処理）
図６のフローチャートを参照して、制御部６０が実行する基準位置取得処理を説明する。この処理は、例えば、工作機械１の電源投入後であってワークＷの加工前の所定契機に開始される。

【0025】

基準位置取得処理を開始すると、制御部６０は、工具保持部３０を検出待機位置に移動させる（ステップＳ１１）。具体的に、制御部６０は、Ｙ軸モータＭｙを駆動し、検出部４０の接触部４１の中心が、ワーク保持部１０に保持されたワークＷの中心と同じ高さに位置するように工具保持部３０を移動させる。また、制御部６０は、Ｚ軸モータＭｚを駆動し、ワークＷが接触部４１の中心のＺ座標に含まれる位置にくるまで、ワークＷをＺ軸方向に移動させる。そして、制御部６０は、Ｘ軸モータＭｘを駆動し、工具保持部３０を、接触部４１がワークＷに近接する検出待機位置までＸ軸方向に移動させる。検出待機位置は、接触部４１とワークＷとが当接しない程度に両者の間に間隔を空けた位置であり、例えば、接触部４１の先端とワークＷとの間のＸ軸方向における距離が、数ｍｍになる位置である。

【0026】

続いて、制御部６０は、Ｘ軸モータＭｘを駆動し、工具保持部３０を＋Ｘ方向に移動させることで、検出を開始する（ステップＳ１２）。これにより、検出部４０の接触部４１は、徐々にワークＷに近づいていく。接触部４１がワークＷに接触すると、検出部４０は、接触したことを示す検出信号を制御部６０に供給する。図４は、接触部４１がワークＷに接触した状態を示している。制御部６０は、この検出信号を受信した時点でのＸ座標を取得し（ステップＳ１３）、記憶する。ここで取得するＸ座標は、予め定められた任意の原点位置（Ｘ＝０）に対する座標である。原点位置としては、例えば、工具保持部３０及びＸ軸スライド部８１が最も－Ｘ軸方向に移動した際の所定位置（例えばボールねじ８２の先端位置）などであればよい。制御部６０は、例えば、検出信号を受信した時点のＸ軸モータＭｘの回転数（回転数＝回転角度／３６０°）にボールねじ８２のリードを掛けることにより、検出信号を受信した時点のＸ座標を取得する。制御部６０は、取得したＸ座標を基準位置として記憶する。ステップＳ１３の処理の実行後、基準位置取得処理は終了する。

【0027】

（熱変位補正処理）
続いて、熱変位補正処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。制御部６０は、例えば、ワークＷの加工開始の指示を示す信号（以下、加工開始指示と言う。）を受け付けたことを条件に熱変位補正処理を開始する。

【0028】

熱変位補正処理を開始すると、制御部６０は、累積加工時間がサチレート時間に達しているか否かを判別する（ステップＳ２０）。ここで、累積加工時間とは、ワークＷの実際の加工時間にみなせる時間をいい、例えば、工作機械１の電源を投入してから電源を切るまでの時間から工作機械１のアイドリング状態の時間を減算したものである。このようにアイドリング状態の時間を減算する理由は、アイドリング状態では、機械に帯びた熱が発散するためである。また、同様に機械から熱が発散することを考慮して、一時的に工作機械１の電源を切った時間が予め定めた時間（例えば、３０分）未満である場合には、累積加工時間をリセットせずに、工作機械１の電源を投入してから電源を切るまでの時間から、一時的に電源を切った時間を減算したものを累積加工時間としてもよい。また、サチレート時間とは、機械の熱変位がほぼ収束し、平衡状態に達するまでの時間をいう。具体的には、制御部６０は、タイマによって上記累積加工時間を算出しており、現在の累積加工時間が、予め設定したサチレート時間（例えば、２時間程度）に達したか否かを判別する。

【0029】

サチレート時間に達していない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、制御部６０は、前述のステップＳ１１と同様に、工具保持部３０を検出待機位置に移動させる（ステップＳ２１）。以降、制御部６０は、ステップＳ２１～Ｓ２３の処理を実行するが、これらの処理は、前述のステップＳ１１～Ｓ１３と同様である。

【0030】

制御部６０は、検出部４０から検出信号を受信した時点におけるＸ座標を取得し（ステップＳ２３）、記憶すると、熱変位量αを算出する（ステップＳ２４）。具体的には、制御部６０は、ステップＳ１３で取得した基準位置としてのＸ座標からステップＳ２３で取得したＸ座標を減算した値を熱変位量αとして算出する。αが正の値であれば－Ｘ軸方向にαだけ熱変位が生じている（例えば、ボールねじ８２がαだけ伸びている）ことになる。一方、αが負の値であれば、＋Ｘ軸方向にαだけ熱変位が生じている（例えば、ボールねじ８２がαだけ縮んでいる）ことになる。

【0031】

ステップＳ２４の実行後や、ステップＳ２０でサチレート時間に達していると判別した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、制御部６０は、工具保持部３０を加工待機位置に移動させてから、ワークＷの加工を開始する（ステップＳ２５）。加工待機位置は、例えば、検出待機位置と同様の位置などであればよい。

【0032】

ステップＳ２５におけるワークＷの加工は、前述の（ワークＷの加工について）で説明した手順で行われる。サチレート期間が経過していない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）においては、ステップＳ２４で取得した熱変位量αをそのまま補正量とし、当該補正量を加味した位置に工具保持部３０を移動させることで、ワークＷを加工する。

【0033】

制御部６０は、１つのワークＷの加工を終えると、処理をステップＳ２０に戻す。制御部６０は、加工終了の指示を示す信号を受信するまで、上記処理を繰り返し実行する。なお、複数の工具Ｔｘ，Ｔｚのうち任意の工具を割り出す際にのみ、熱変位補正処理を実行するようにしてもよい。

【0034】

（突切り検出処理）
続いて、突切り検出処理について、図８のフローチャートを参照して説明する。制御部６０は、例えば、ワークＷの加工中において突切り加工を実行した直後に突切り検出処理を開始する。

【0035】

突切り検出処理を開始すると、制御部６０は、突切り加工後のワークＷの加工長さが、予め定めた所定値以上か否かを判別する（ステップＳ３１）。突切り加工後のワークＷの加工長さとは、正常に突切り加工がなされ、切断された場合のワークＷのＺ軸方向における長さである。所定値は、突切り加工の実行時におけるワーク保持部１０のＺ軸方向の位置のまま、突切り検出が可能であるか否かを判別するための値である。ワークＷの加工長さが当該所定値よりも短いと、検出部４０の接触部４１をワークＷに適切に接触させることができなくなる。そのため、ワーク保持部１０の位置を、突切り加工の実行時から後述のステップＳ３３のようにＺ軸方向に移動させる必要があるかを、ここで判別する。所定値は、接触部４１の直径（Ｚ軸方向の径）に若干のマージンを加えた値として予め設定される。例えば、図５（ａ）に示す接触部４１の直径が５ｍｍである場合には、所定値は６．５ｍｍに設定される。

【0036】

突切り加工後のワークＷの加工長さが所定値以上である場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、制御部６０は、突切り加工の実行時におけるワーク保持部１０のＺ軸方向の位置のまま、検出を開始する（ステップＳ３２）。

【0037】

一方、突切り加工後のワークＷの加工長さが所定値未満である場合（ステップＳ３１；Ｎｏ）、制御部６０は、ワーク保持部１０を、突切り加工の実行時における位置から＋Ｚ軸方向に移動させることで、接触部４１とワークＷとのＺ軸方向における相対位置を、検出の際に接触部４１がワークＷに当接可能となる検出可能位置に調整する（ステップＳ３３）。当該調整後に制御部６０は、検出を開始する（ステップＳ３２）。

【0038】

ステップＳ３２で制御部６０は、接触部４１の先端が予め定めた設定位置となるまでの範囲で、工具保持部３０を＋Ｘ軸方向に移動させて突切り検出を開始する。設定位置は、ワークＷの中心線Ｃを基準に考えた場合、ワークＷの半径よりも中心線Ｃに数ｍｍ（例えば２ｍｍ程度）だけ近い位置である。なお、制御部６０は、突切り検出を開始する際には、クーラントの供給を停止する。

【0039】

続いて、制御部６０は、突切り加工が完了しているか、つまり、突切り加工が正常に行われた否かを判別する（ステップＳ３４）。具体的に、制御部６０は、工具保持部３０を＋Ｘ軸方向に徐々に移動させ、検出部４０からＯＮ信号を受信しないまま、接触部４１の先端が設定位置に到達した場合に、突切り加工が正常に行われていると判別する（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）。この場合、突切り加工に続く所定のワークＷの加工を継続する（ステップＳ３５）。

【0040】

一方、制御部６０は、工具保持部３０を＋Ｘ軸方向に徐々に移動させ、接触部４１の先端が設定位置に位置するまでに、図５（ｂ）に示すように接触部４１がワークＷに当接し、検出部４０からＯＮ信号を受信した場合に、突切り加工が正常に行われていないと判別する（ステップＳ３４；Ｎｏ）。このようにＯＮ信号を受信した場合は、本来切断されて無くなっているはずのワークＷの一部が残っていることになる。この場合、制御部６０は、ワークＷの加工を停止する（ステップＳ３６）。例えば、制御部６０は、ワークＷの交換を経て、再び加工開始指示を受けるまでワークＷの加工を停止する。なお、ワークＷの交換は、図示しないワーク交換装置により自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。ステップＳ３５又はＳ３６の実行後、突切り検出処理は終了する。

【0041】

なお、本発明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。本発明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。

【0042】

以上の説明では、Ｚ軸移動機構２０を用いてワーク保持部１０をＺ軸方向に移動制御し、ＸＹ軸移動機構５０を用いて工具保持部３０をＸ軸及びＹ軸方向に移動制御することで、ワークＷと工具Ｔｘ，Ｔｚとの相対位置を制御する例を示したが、これに限られない。ワークＷと工具Ｔｘ，Ｔｚとの相対位置を、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各軸方向に三次元で制御可能であれば、移動機構の構成は任意である。

【0043】

以上の説明では、熱変位量をそのまま熱変位の補正量とした例を説明したが、これに限られない。例えば、熱変位量に係数を掛けたものを熱変位の補正量としてもよい。

【0044】

以上の説明では、検出部４０がタッチスイッチ（接触センサの一例）から構成される例を示したが、これに限られない。検出部４０は、非接触センサであってもよい。非接触センサは、例えば、渦電流式距離測定器であり、自機の所定部と対象物であるワークＷとの距離を測定し、計測値を制御部６０に供給するものである。具体的には、制御部６０は、渦電流式距離測定器が備えるコイルに高周波電流を流し、電磁誘導作用によってワークＷの表面に渦電流を発生させることで、両者の距離に応じて変化するコイルのインピーダンスを取得し、取得したインピーダンスに基づいて前記距離を測定する。この場合、制御部６０は、ステップＳ１３及びステップＳ２３において、予め記憶しておいた距離に、測定値が達した時点での座標を取得すればよい。また、非接触センサを用い、ステップＳ３２において突切り検出を行う際は、制御部６０は、Ｘ軸方向における測定値が予め記憶しておいた距離の範囲内である場合に、本来切断されて無くなっているはずのワークＷの一部が残っているとみなし、突切り加工が正常に行われていないと判別すればよい。一方、Ｘ軸方向における測定値が予め記憶しておいた距離の範囲外である場合に、突切り加工が正常に行われていると判別すればよい。また、接触センサはタッチスイッチに限られず、非接触センサは渦電流式距離測定器に限られない。接触センサ、非接触センサともに、公知の各種センサの中から任意に選択してもよい。例えば、高精度に対象物（ワークＷ）までの距離を測定する非接触センサとしては、レーザ変位センサを用いることができる。非接触センサとしてレーザ変位センサを用いた場合、レーザ射出部（所定部の一例）をワークＷの径方向（Ｘ軸方向）に向くようにすればよい。

【0045】

以上の説明では、制御部６０は、ワーク加工を開始し（ステップＳ２５）、１つのワークＷを加工するとステップＳ２０に処理を戻すものとしたが、これに限られない。制御部６０は、複数のワークＷを加工した後や所定の加工期間経過後に、ステップＳ２０の処理に戻すものとしてもよい。また、基準位置取得処理や熱変位補正処理は、加工前のワークＷに対してだけでなく、一部の加工を施した後のワークＷに対して実行されてもよい。

【0046】

以上の説明では、工作機械１を多機能旋盤として説明したが、これに限られず、フライス盤、ターニングセンタ等であってもよい。

【0047】

以上に説明した工作機械１は、ワークＷを回転可能に保持するワーク保持部１０と、ワーク保持部１０に保持されたワークＷのＸ軸方向（径方向の一例）に先端が向く複数の工具Ｔｘであって、該ワークＷに対して突切り加工を行うための突切りバイトＢｄ（突切り工具の一例）を含む複数の工具Ｔｘを有する工具保持部３０と、工具保持部３０に設けられ、Ｘ軸方向に向く所定部（例えば、接触センサの場合は接触部４１）を有する検出部４０であって、所定部とワーク保持部１０に保持されたワークＷとがＸ軸方向において接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出部４０と、ワーク保持部１０に保持されたワークＷと工具保持部３０との相対位置を制御する制御手段（例えば、制御部６０）と、を備える。

【0048】

（１）工作機械１において、制御手段は、Ｘ軸方向の相対位置を制御して突切り加工を行うことが可能であり、検出部４０の検出結果に基づいて突切り加工がなされているか否かを判別し、検出部４０の検出結果に基づいてＸ軸方向の熱変位を補正する。

【0049】

上記（１）の構成によれば、突切り検出と熱変位補正とを共通の検出部４０を用いて行うことができ、部品点数の増加を抑制することができる。また、加工対象のワークＷ自体が検出部４０の検出対象であるため、熱変位補正の精度が良好であり、ワークＷの径方向の加工精度を高めることができる。

【0050】

ここで、前記の特許文献が開示した手法の他、突切り検出を差速方式で行う工作機械もある。当該工作機械は、ワーク保持部１０と同様な構成の主軸と、当該主軸とＺ軸方向において対向し、ワークを保持可能な背面主軸とを備える。当該工作機械では、ワークの一端部を主軸で把持し、当該ワークの他端部を背面主軸で把持した上で、突切り加工を行う。そして、突切り加工後に背面主軸の回転動作を停止することで、差速方式による突切り検出を行う。具体的に、背面主軸の回転が減速し、所定の減速値になった場合は、突切り加工が正常に行われたと判別する。一方、主軸と背面主軸との回転が同じとなり、背面主軸が所定の減速値にならない場合は、突切り加工が正常に行われていないと判別する。
上記（１）の構成によれば、このような差速方式による突切り検出に頼らなくて済むため、工作機械１は背面主軸を備えていなくともよい。したがって、背面主軸を備えていない簡易な構成の工作機械１においても、熱変位補正と突切り検出との双方を行うことができる。なお、工作機械１は背面主軸を備えていてもよい。

【0051】

（２）また、所定部（例えば接触部４１）と突切りバイトＢｄとは、Ｘ軸方向において互いの先端が対向している。

【0052】

上記（２）の構成によれば、ステップＳ３１でＹｅｓとなる場合として説明したように、突切り加工時におけるワーク保持部１０のＺ軸方向の位置のまま、突切り検出を行うことができる。このため、ワーク保持部１０の余計な移動を減らすことができ、突切り検出にかかる時間を低減することができる。

【0053】

（３）また、複数の工具Ｔｘは、Ｙ軸方向（鉛直方向）に互いに間隔を空けて工具保持部３０に設けられ、検出部４０は、Ｙ軸方向において、突切りバイトＢｄよりも上方に設けられている。

【0054】

上記（３）の構成によれば、突切り加工において発生する切粉が検出部４０に付着することを抑制し、検出精度の低下を防止することができる。

【0055】

（４）また、制御手段は、Ｚ軸方向において、ワーク保持部１０と工具保持部３０との相対位置を制御し、突切り加工の実行後のワークＷの長さが所定値以上となる場合には、突切り加工の実行時におけるＺ軸方向のワーク保持部１０の位置で突切り加工がなされているか否かを判別し、突切り加工の実行後のワークＷの長さが所定値未満となる場合には、突切り加工の実行時におけるＺ軸方向のワーク保持部１０の位置を、検出部４０による検出が可能な位置に調整した上で突切り加工がなされているか否かを判別する。

【0056】

上記（４）の構成によれば、突切り加工時におけるＺ軸方向の位置のまま、突切り検出を行うことができるため、ワーク保持部１０の余計な移動を減らすことができ、突切り検出にかかる時間を低減することができる。また、突切り加工の実行後のワークＷの長さに応じて、適切に突切り検出を行うことができる。なお、上記（４）の記載における「Ｚ軸方向のワーク保持部１０の位置」とは、ワーク保持部１０がベッドＳに対してＺ軸方向に移動可能な構成におけるワーク保持部１０の位置に限られない。例えば、工具保持部３０をベッドＳに対してＺ軸方向に移動可能とした構成を採用した場合においては、前記の「Ｚ軸方向のワーク保持部１０の位置」とは、Ｚ軸方向に移動可能な工具保持部３０に対する、Ｚ軸方向におけるワーク保持部１０の位置であってもよい。

【0057】

（５）具体的に、熱変位補正処理を実行する制御手段は、検出部４０が検出したことに基づいて検出時におけるＸ軸方向の工具保持部３０の位置を示す位置情報を取得し、各々異なる検出時に取得した複数の位置情報に基づいて熱変位を補正するための補正量を算出し、Ｘ軸方向の工具保持部３０の位置を、目標位置に補正量を加味した位置に制御する。なお、この記載における「Ｘ軸方向の工具保持部３０の位置」とは、工具保持部３０がベッドＳに対してＸ軸方向に移動可能な構成における工具保持部３０の位置に限られない。例えば、ワーク保持部１０をベッドＳに対してＸ軸方向に移動可能とした構成を採用した場合において、前記の「Ｘ軸方向の工具保持部３０の位置」とは、Ｘ軸方向に移動可能なワーク保持部１０に対する、Ｘ軸方向における工具保持部３０の位置であってもよい。

【0058】

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

【符号の説明】

【0059】

１…工作機械
Ｓ…ベッド
Ｗ…ワーク、Ｃ…中心線
１０…ワーク保持部
２０…Ｚ軸移動機構
３０…工具保持部、３１…ワーク挿通部
３２…工具取付部
Ｔｘ…複数の工具
Ｂ…バイト、Ｂｄ…突切りバイト、Ｒ…回転工具
４０…検出部、４１…接触部
５０…ＸＹ軸移動機構
６０…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】