特許 7514800 工作機械、及び、工作機械の軸合わせ方法

(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】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】工作機械、及び、工作機械の軸合わせ方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 1/64 20060101AFI20240704BHJP

   B23Q 17/12 20060101ALI20240704BHJP

   B23B 25/06 20060101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

B23Q1/64 C

B23Q17/12

B23B25/06

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021100267

(22)【出願日】2021-06-16

(65)【公開番号】P2022191815

(43)【公開日】2022-12-28

【審査請求日】2023-07-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 惇

(72)【発明者】

【氏名】野口 賢次

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３０９６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０５３７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０２０６４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２０６２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １／６４

Ｂ２３Ｑ １７／１２

Ｂ２３Ｂ ２５／０６

Ｂ２３Ｂ ３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの一端側を把持する第一クランプを備える第一主軸と、
前記ワークの他端側を把持する第二クランプを備える第二主軸と、
前記第一主軸及び前記第二主軸を夫々回転させるアクチュエータと、
振動に関連する物理量を検出するセンサと、
前記物理量に基づいて前記第一主軸と前記第二主軸との軸合わせを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一クランプ及び前記第二クランプが前記ワークを把持した状態で、前記アクチュエータにより、前記第一主軸と前記第二主軸とを夫々回転さることにより前記第一主軸と前記第二主軸とを同期回転させて前記軸合わせを行う、
工作機械。

【請求項2】

前記制御部は、
前記第一主軸と前記第二主軸との相対位置をずらした第一の複数の位置において夫々、前記センサで前記物理量を検出し、
前記第一の複数の位置のうち前記物理量が最も小さい位置を前記第一主軸と前記第二主軸との第一目標位置とする、
請求項１に記載の工作機械。

【請求項3】

前記第一の複数の位置を、同一円上にずらした位置とする、
請求項２に記載の工作機械。

【請求項4】

前記制御部は、
前記円の中心から前記第一目標位置の方向に前記第一主軸と前記第二主軸との相対位置をずらした第二の複数の位置において夫々、前記センサで前記物理量を検出し、
前記第二の複数の位置のうち前記物理量が最も小さい位置を前記第一主軸と前記第二主軸との第二目標位置とする、
請求項３に記載の工作機械。

【請求項5】

前記制御部は、
前記第二目標位置を前記円の中心として、前記第一の複数の位置において夫々、前記セ
ンサで前記物理量を検出し、前記第一の複数の位置のうち前記物理量が最も小さい位置を取得することで前記第一目標位置を更新し、
更新後の前記第一目標位置の方向の前記第二の複数の位置において夫々、前記センサで前記物理量を検出し、前記第二の複数の位置のうち前記物理量が最も小さい位置を取得することで前記第二目標位置を更新する、
ことを繰り返し行う、
請求項４に記載の工作機械。

【請求項6】

前記制御部は、前記第一目標位置における前記物理量が、直前の前記第二目標位置における前記物理量以上である場合に、直前の前記第二目標位置が、前記第一主軸と前記第二主軸との軸が合っている位置であると判定する、
請求項５に記載の工作機械。

【請求項7】

前記物理量は、前記センサの検出値の統計処理により算出される分散値である、
請求項２から６の何れか一項に記載の工作機械。

【請求項8】

前記制御部は、前記第一主軸と前記第二主軸との軸ずれの製造公差の範囲内に前記第一の複数の位置を設定する、
請求項２から７の何れか１項に記載の工作機械。

【請求項9】

ワークの一端側を把持する第一クランプを備える第一主軸と、
前記ワークの他端側を把持する第二クランプを備える第二主軸と、
前記第一主軸及び前記第二主軸を夫々回転させるアクチュエータと、
振動に関連する物理量を検出するセンサと、
前記物理量に基づいて前記第一主軸と前記第二主軸との軸合わせを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一クランプ及び前記第二クランプが前記ワークを把持した状態で、前記アクチュエータにより、前記第一主軸と前記第二主軸とを夫々回転さることにより前記第一主軸と前記第二主軸とを同期回転させて前記軸合わせを行う、
工作機械の軸合わせ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、工作機械、及び、工作機械の軸合わせ方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＣフライス盤、マシニングセンタ等の、ワーク（被加工物）を工具で加工する工作機械が知られている。このような工作機械は、ワーク又は工具を装着するために締結動作可能なクランプを有する場合や、クランプ等によってワーク又は工具を装着した状態で回転可能な主軸を有する場合がある。このようなワーク又は工具の装着部に、切屑の噛み込み等の異常がある場合には、ワークの加工精度に悪影響を及ぼしかねない。

【0003】

このような問題に対処する従来技術としては、例えば特許文献１に記載されるようなものが知られている。特許文献１には、ワーク又は工具を装着するために締結動作可能なクランプの振動に関するデータに基づいて異常を検知する工作機械が記載されている。

【0004】

また、同一軸線上に主軸と背面主軸とを有し、ワークの一端側と他端側とを主軸が有するクランプと背面主軸が有するクランプとで把持する工作機械が知られている。このような工作機械では、主軸と背面主軸とで軸芯のずれ（軸ずれ、または、芯ずれともいう）が起こり得る。

【0005】

このような問題に対処する従来技術としては、例えば特許文献２に記載されるようなものが知られている。特許文献２には、外径測定器によって、主軸に把持された棒材の軸芯、及び、主軸に対向した状態で背面主軸に把持されている棒材の軸芯を測定し、これら両測定による測定データに基づいて主軸の軸芯に対する背面主軸の軸芯のずれを修正する記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２０－５５０５１号公報

【文献】特開平１１－３０９６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、主軸と背面主軸との軸合わせをより簡単に行うことが望まれている。

【0008】

本開示の目的は、工作機械の軸合わせをより簡単に行うことにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の態様の一つは、
ワークの一端側を把持する第一主軸と、
前記ワークの他端側を把持する第二主軸と、
前記第一主軸及び前記第二主軸が前記ワークを把持した状態で、前記第一主軸及び前記第二主軸が同期回転しているときの振動に関連する物理量を検出するセンサと、
前記物理量に基づいて前記第一主軸と前記第二主軸との軸合わせを行う制御部と、
を備える工作機械である。

【0010】

本開示の他の態様の一つは、
ワークの一端側を把持する第一主軸と、
前記ワークの他端側を把持する第二主軸と、
前記第一主軸及び前記第二主軸が前記ワークを把持した状態で、前記第一主軸及び前記第二主軸が同期回転しているときの振動に関連する物理量を検出するセンサと、
前記物理量に基づいて前記第一主軸と前記第二主軸との軸合わせを行う制御部と、
を備える工作機械の軸合わせ方法である。

【0011】

また、本開示の他の態様は、上記の工作機械の軸合わせ方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、または、そのプログラムを非一時的に記憶した記憶媒体である。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、工作機械の軸合わせをより簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る工作機械の一例を示した図である。

【図2】実施形態に係る工作機械の構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【図3】制御部の機能構成の一例を示す図である。

【図4】ワークの締結前後の振動センサの検出値を示したタイムチャートである。

【図5】第一主軸に対して第二主軸を意図的にずらしたときの振動センサの検出値の分散値を実験的に求めた図ある。

【図6】第一主軸と第二主軸との軸合わせを行うときに第二主軸を移動させる軌跡の一例を示した図である。

【図7】図６に示した軌跡で第二主軸が移動しているときの振動センサの検出値の分散値の一例を示した図である。

【図8】第一主軸と第二主軸との軸合わせを行うときに第二主軸を第一位相の方向に移動させる軌跡の一例を示した図である。

【図9】図８に示した軌跡で第二主軸が移動しているときの振動センサの検出値の分散値の一例を示した図である。

【図10】第一主軸と第二主軸との軸合わせを行うときに、（Ｘ１，Ｙ１）を出発点として第二主軸を移動させる軌跡の一例を示した図である。

【図11】図１０に示した軌跡で第二主軸が移動しているときの振動センサの検出値の分散値の一例を示した図である。

【図12】第一主軸と第二主軸との軸合わせを行うときのフローを示したフローチャートである。

【図13】円移動処理のフローを示したフローチャートである。

【図14】直線移動処理のフローを示したフローチャートである。

【図15】第一主軸に対して第二主軸を意図的にずらしたときの振動センサの検出値の範囲を実験的に求めた図ある。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本開示の態様の一つである工作機械は、ワークの一端側を把持する第一主軸と、ワークの他端側を把持する第二主軸と、第一主軸及び第二主軸がワークを把持した状態で、第一主軸及び第二主軸が同期回転しているときの振動に関連する物理量を検出するセンサと、物理量に基づいて第一主軸と第二主軸との軸合わせを行う制御部と、を備える。

【0015】

第一主軸及び第二主軸がワークを把持して同期回転する場合には、第一主軸及び第二主軸の軸芯が合っていることが望ましい。そのため、工作機械の製造時に軸合わせが行われる。また、工作機械の製造時に軸合わせを行ったとしても、経年変化または使用状態などによって軸がずれる虞もある。そのため、工作機械の使用前などにも軸合わせが行われる場合もある。したがって、制御部は、工作機械の製造時または使用前などに軸合わせを行う。

【0016】

第一主軸及び第二主軸の軸合わせは、第一主軸及び第二主軸が同一のワークを把持した状態で第一主軸及び第二主軸が同期回転しているときに行われる。なお、「同期回転しているとき」は、第一主軸と第二主軸とが結果的に同期回転しているときであればよく、例えば、第一主軸と第二主軸とが同期回転するように制御されているとき、または、第一主軸と第二主軸とが同期回転する機構を有している場合に第一主軸と第二主軸とが回転しているときを含む。このように第一主軸及び第二主軸が同期回転しているときに、仮に、第一主軸と第二主軸とで軸がずれている場合には、第一主軸または第二主軸において振動が発生する。したがって、この振動に基づいて、第一主軸と第二主軸との軸が合っているか否か判定できる。そこで制御部は、この振動に基づいて軸合わせを行う。

【0017】

センサは、第一主軸または第二主軸で発生する振動に関する物理量を検出可能なセンサであればよく、例えば、振動センサ（加速度センサを含む）、または、位置センサ等である。

【0018】

以下、図面に基づいて、本開示の実施形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0019】

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る工作機械１の一例を示した図である。図１に示すように、本実施形態に係る工作機械１は、第一主軸１１と、この第一主軸１１を回転可能に支持する第一主軸台１２とを備えている。第一主軸１１は、ワークＷの一端側を装着するために締結動作可能な第一クランプ１３を備えている。また、工作機械１は、第一主軸１１と略同一の軸線上に第二主軸２１と、この第二主軸２１を回転可能に支持する第二主軸台２２とを備えている。第二主軸２１は、背面主軸としてもよい。第二主軸２１は、ワークＷの他端側を装着するために締結動作可能な第二クランプ２３を備えている。また、第二主軸２１と第二主軸台２２との間には、第二主軸２１を第二主軸台２２に対して相対的に移動させる調整機構２４が備わる。調整機構２４は、例えば、Ｘ軸及びＹ軸の二軸方向に第二主軸２１を相対移動可能である。調整機構２４は、例えば、歯車とその歯車を作動させるアクチュエータとを含んで構成される。第一主軸台１２と第二主軸台２２とは、相対位置が変化しないように、例えば同一の構造物である台座１００に固定されている。図１において、第一主軸１１及び第二主軸の軸方向（図１の左右方向）をＺ軸方向とし、Ｚ軸と直交し台座１００の上面と平行な方向（図１の上下方向）をＹ軸方向とし、台座１００の上面と直交する方向（図１の前後方向）をＸ軸方向とする。

【0020】

第一クランプ１３及び第二クランプ２３によるワークＷの締結動作は、例えば、シリンダ、ピストン等で構成される、クランプ用アクチュエータ（図示省略）によって生じさせることができる。第一クランプ１３及び第二クランプ２３によってワークＷが締結されている場合には、第一主軸１１と第二主軸２１とが同期して回転し、例えば、工具によってワークＷが切削される。なお、以下では、第一クランプ１３でワークＷをクランプする場合に、第一主軸１１でワークＷをクランプするともいう。同様に、第二クランプ２３でワークをクランプする場合に、第二主軸２１でワークＷをクランプするともいう。

【0021】

第二主軸２１には、第二主軸２１の振動を測定する振動センサ２５が配置されている。振動センサ２５は、例えば、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせを行うときに限り第二主軸２１の振動を測定してもよいし、工作機械１の稼働中に、常時、第二主軸２１の振動を測定していてもよい。振動センサ２５による測定のタイミングは、適宜変更が可能である。なお、振動センサ２５は、第二クランプ２３の振動を測定できる場所に配置されていればよい。振動センサ２５は、例えば第二クランプ２３にできるだけ近づけて配置し
てもよい。本実施形態では、振動センサ２５に加速度センサを用いる。加速度センサは、例えば図１に示すＸ軸方向、または、Ｙ軸方向の一方向の加速度を測定可能なセンサであるが、別法として、二方向以上の加速度を測定可能なセンサであってもよい。なお、振動センサ２５は、加速度センサに限定されず、例えば距離センサ等であってもよい。また、各センサは複数用いてもよい。なお、以下において振動センサ２５の検出値といった場合には、振動センサ２５の出力値である電圧、または、その電圧を加速度若しくは振動に変換した値の何れであってもよい。この変換は後述する軸合わせ部４０２によって行われる。

【0022】

工作機械１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、工作機械１の制御を行うコンピュータである。図２は、本実施形態に係る工作機械１の構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【0023】

制御部４０は、一般的なコンピュータの構成を有している。制御部４０は、プロセッサ４１、主記憶部４２、補助記憶部４３、入力部４４、及び、出力部４５を有する。これらは、バスにより相互に接続される。バスには、インタフェースを介して、振動センサ２５などのセンサ類が接続されており、これらのセンサ類からの信号が制御部４０に入力される。一方、バスには、インタフェースを介して、第一主軸１１を回転させるアクチュエータ、第二主軸２１を回転させるアクチュエータ、第一クランプ１３の締結動作及び開放動作を行うアクチュエータ、第二クランプ２３の締結動作及び開放動作を行うアクチュエータ、調整機構２４等が接続されており、制御部４０からこれらの機器に制御信号が送られる。

【0024】

プロセッサ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。プロセッサ４１は、工作機械１を制御し、様々な情報処理の演算を
行う。主記憶部４２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等である。補助記憶部４３は、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディ
スクドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）、リムーバブルメディア等である。補助記憶
部４３には、オペレーティングシステム（Operating System :ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。補助記憶部４３に格納されたプログラムをプロセッサ４１が主記憶部４２の作業領域にロードして実行し、このプログラムの実行を通じて各構成部等が制御される。これにより、所定の目的に合致した機能を制御部４０が実現する。主記憶部４２および補助記憶部４３は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体である。なお、制御部４０は、単一のコンピュータであってもよいし、複数台のコンピュータが連携したものであってもよい。また、補助記憶部４３に格納される情報は、主記憶部４２に格納されてもよい。また、主記憶部４２に格納される情報は、補助記憶部４３に格納されてもよい。

【0025】

入力部４４は、ユーザが行った入力操作等を受け付ける手段であり、例えば、タッチパネル、マウス、キーボード、または、マイクロフォン等を含む。出力部４５は、ユーザに対して情報を提示する手段であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electroluminescence）パネル、スピーカ、ランプ等を含むことができる。なお、入力部
４４及び出力部４５は、１つのタッチパネルディスプレイとして構成してもよい。

【0026】

図３は、制御部４０の機能構成の一例を示す図である。制御部４０は、機能構成要素として、加工制御部４０１、及び、軸合わせ部４０２を含む。加工制御部４０１、及び、軸合わせ部４０２は、例えば、制御部４０のプロセッサ４１が、補助記憶部４３に記憶された各種プログラムを実行することで提供される機能構成要素である。

【0027】

加工制御部４０１は、ワークＷの加工時に工作機械１を制御する。加工制御部４０１は
、第一クランプ１３及び第二クランプ２３によってワークＷを締結させ、第一主軸１１及び第二主軸２１を同期して回転させ、さらに、工具の移動を制御することによってワークＷを例えば切削する。この加工制御部４０１によるワークＷの加工制御には、公知の技術を用いることができる。

【0028】

軸合わせ部４０２は、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを（軸芯合わせ）を、振動センサ２５の検出値に基づいて行う。軸合わせ部４０２は、例えば、加工制御部４０１によるワークＷの加工制御を行う前に、軸合わせを行う。ここで、振動センサ２５の検出値と、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸ずれとの関係について図４及び図５を参照しつつ説明する。

【0029】

図４は、ワークＷの締結前後の振動センサ２５の検出値を示したタイムチャートである。図４の横軸は時間を示し、縦軸は振動センサ２５の出力である電圧を示している。図４において時間が０のときには、ワークＷの一端側が第一クランプ１３にのみクランプされており、第一主軸１１、ワークＷ、及び、第二主軸２１が同期回転している。その後、ワークＷの他端側を第二クランプ２３にクランプさせている。第二主軸２１がワークＷをクランプすると、そのときに発生する振動が振動センサ２５によって検出される。そのクランプによって生じた振動を図４において「クランプ」で示している。その後は、第一主軸１１及び第二主軸２１によってワークＷの両端が把持された状態で、第一主軸１１及び第二主軸２１が同期回転している。

【0030】

上記のクランプによって生じた振動が十分に小さくなった後に振動センサ２５によって検出される値の分散値は、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸ずれの度合いと相関関係がある。ここで、図５は、第一主軸１１に対して第二主軸２１を意図的にずらしたときの振動センサ２５の検出値の分散値を実験的に求めた図である。図５における横軸は、第一主軸１１に対する第二主軸２１のＸ軸方向の相対的なずれを示している。図５に係るＸ軸は、図１で定義したＸ軸に対応している。なお、Ｙ軸方向のずれはない。図５では、同一のずれ量において、分散値を複数回求めてプロットしている。図５における分散値は、図４の「測定期間」で示される期間において振動センサ２５で検出された値の分散値である。図４の測定期間は、上記のクランプによって生じた振動が十分に小さくなった後の期間であって、分散値を算出するのに十分な期間である。なお、以下において分散といった場合には、振動センサ２５の検出値の分散を示すものとする。

【0031】

図５に示されるように、Ｘ軸方向のずれと分散値とには相関関係があり、Ｘ軸方向のずれの絶対値が大きいほど、分散値が大きくなる。本開示では、この現象を利用して、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせを行う。すなわち、振動センサ２５の検出値の分散値が小さくなる方向に、第二主軸２１を移動させることで、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行う。

【0032】

次に、本実施形態に係る第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせを行うときの制御について説明する。軸合わせ部４０２は、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを、第一主軸１１及び第二主軸２１の両方で同一のワークＷを把持しつつ、第一主軸１１と第二主軸２１とを所定の方向に所定の回転速度で回転させた状態（すなわち同期回転させた状態）で行う。また、軸合わせ部４０２は、軸合わせを、ワークＷの締結によって発生する振動の影響を受けないように、この振動が十分に小さくなった後に行う。なお、軸合わせは、工作機械１の製造時に１回だけ行うこともできるし、工作機械１を起動する毎に行うこともできるし、ワークＷの締結毎に行うこともできる。

【0033】

図６は、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行うときに第二主軸２１を移動させる軌跡の一例を示した図である。図６におけるＸ軸及びＹ軸は、図１におけるＸ軸及び
Ｙ軸に対応する。図６では、第二主軸２１の出発点である原点の座標を（Ｘ０，Ｙ０）で示している。この原点は、第二主軸２１がワークＷの締結動作を行ったときの第二主軸２１の中心軸の位置である。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を、原点（Ｘ０，Ｙ０）を中心とする円Ｓ１に沿って移動させる。円Ｓ１の直径は、例えば製造公差による第一主軸１１と第二主軸２１との軸ずれの最大値以下の任意の値に設定し得る。すなわち、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸ずれが発生しても、製造公差の範囲内で軸ずれが発生していると考えられるので、この範囲内で第二主軸２１を移動させて軸が合う位置を求める。

【0034】

軸合わせ部４０２は、軸合わせにおいて以下の処理を行う。以下の（１）－（３）は、図６に示した矢印の（１）－（３）に対応する。

【0035】

（１）まず、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１をＸ軸方向に（ＸＡ，Ｙ０）まで移動させる指令を生成する。このときの振動センサ２５の検出値は利用しない。位置（ＸＡ，Ｙ０）は、Ｘ軸と円Ｓ１との交点である。なお、位置（ＸＡ，Ｙ０）、または、円Ｓ１の直半径を予め補助記憶部４３に記憶させておく。軸合わせ部４０２は、生成した指令を調整機構２４へ送り、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を移動させる。第二主軸２１の現在位置が、位置（ＸＡ，Ｙ０）に達すると軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を停止させる。第二主軸２１の現在位置は、例えば、センサによって検出してもよく、調整機構２４の作動量に基づいて算出してもよい。

【0036】

（２）次に、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ１に沿って移動させる指令を生成する。図６においては、第二主軸２１を左回りに移動させるが、これに限らず、右回りに移動させてもよい。振動センサ２５の検出値は、例えば、原点（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした所定の位相毎に取得する。この場合、軸合わせ部４０２は、所定の位相毎に第二主軸２１を測定期間に亘って停止させ、その測定期間に亘って振動センサ２５の検出値を取得する。そのため、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ１に沿って移動させる指令、及び、所定の位相毎に測定期間に亘って停止させる指令を生成して調整機構２４へ送る。そして、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を移動させる。

【0037】

測定期間は、軸ずれに対応した分散値を精度よく算出可能な期間として予め設定される。軸合わせ部４０２は、所定の位相毎に、測定期間に亘って取得した振動センサ２５の検出値を、原点（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした位相と紐付けして補助記憶部４３に記憶させる。さらに、測定期間に亘って取得した振動センサ２５の検出値に基づいて、振動センサ２５の検出値の分散値を算出し、この分散値を原点（Ｘ０，Ｙ０）を中心とした位相と紐付けして補助記憶部４３に記憶させる。所定の位相は、例えば、軸合わせに要求される時間と、軸合わせの精度とに基づいて設定してもよい。所定の位相が小さくなるほど軸合わせの精度が増すが、軸合わせに要する時間が長くなるため、時間と精度とのどちらを優先するかに基づいてユーザが設定してもよい。例えば、所定の位相を入力部４４から入力可能であってもよい。

【0038】

（３）そして、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１が位置（ＸＡ，Ｙ０）に戻ると、振動センサ２５による振動の検出を停止させると共に、原点（Ｘ０，Ｙ０）まで第二主軸２１を移動させる指令を生成する。軸合わせ部４０２は、生成した指令を調整機構２４へ送り、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を原点（Ｘ０，Ｙ０）まで移動させる。

【0039】

図７は、図６に示した軌跡で第二主軸２１が移動しているときの振動センサ２５の検出値の分散値の一例を示した図である。横軸の位相は、第二主軸２１が位置（ＸＡ、Ｙ０）に位置しているときの位相を０として、原点（Ｘ０，Ｙ０）を中心とする位相を示している。図７に示した例では、位相が０から大きくなるにしたがって分散値が小さくなり、例
えば、Ａ１で示される位相において、分散値がＢ１で示される最小値になる。また、位相がＡ１よりも大きくなるほど、分散値も大きくなる。なお、以下ではＡ１で示される位相を第一位相Ａ１ともいう。円Ｓ１上で分散値が最も小さくなる位置が、本開示に係る第一目標位置に相当する。

【0040】

図７に示した例では、第一位相Ａ１で分散値が最小になる。そうすると、原点（Ｘ０，Ｙ０）から第一位相Ａ１の方向に第二主軸２１を移動させることにより、分散値が小さくなり得る。すなわち、第一主軸１１と第二主軸２１とのずれが小さくなると考えられる。

【0041】

そこで、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を第一位相Ａ１の方向に移動させつつ、さらに分散値が小さくなる位置を探る。図８は、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行うときに第二主軸２１を第一位相Ａ１の方向に移動させる軌跡の一例を示した図である。図８における原点（Ｘ０，Ｙ０）は、図６に示した原点（Ｘ０，Ｙ０）と同一の位置である。

【0042】

軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を、原点（Ｘ０，Ｙ０）から第一位相Ａ１の方向に伸びる直線Ｌ１に沿って移動させる。そのため、軸合わせ部４０２は、以下の処理を行う。以下の（４）－（５）は、図８に示した矢印の（４）－（５）に対応する。

【0043】

（４）軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を直線Ｌ１に沿って原点（Ｘ０，Ｙ０）から離れる方向に、直線Ｌ１上を移動させる指令を生成する。振動センサ２５の検出値は、例えば、原点（Ｘ０，Ｙ０）から所定距離毎に取得する。この場合、軸合わせ部４０２は、所定距離毎に第二主軸２１を測定期間に亘って停止させ、その測定期間に亘って振動センサ２５の検出値を取得する。そのため、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を直線Ｌ１に沿って移動させる指令、及び、所定距離毎に測定期間に亘って停止させる指令を生成して調整機構２４へ送る。そして、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を移動させる。

【0044】

軸合わせ部４０２は、所定距離毎に、測定期間に亘って取得した振動センサ２５の検出値を、原点（Ｘ０，Ｙ０）からの距離と紐付けして補助記憶部４３に記憶させる。さらに、測定期間に亘って取得した振動センサ２５の検出値に基づいて、振動センサ２５の検出値の分散値を算出し、この分散値を原点（Ｘ０，Ｙ０）からの距離と紐付けして補助記憶部４３に記憶させる。所定距離は、例えば、軸合わせに要求される時間と、軸合わせの精度とに基づいて設定してもよい。所定距離が小さくなるほど軸合わせの精度が増すが、軸合わせに要する時間が長くなるため、時間と精度とのどちらを優先するかに基づいてユーザが設定してもよい。例えば、所定距離を入力部４４から入力可能であってもよい。

【0045】

（５）軸合わせ部４０２は、分散値が減少傾向から増加傾向に転じた場合に、分散値が最小となる第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を求めて、第二主軸２１をその第二原点（Ｘ１，Ｙ１）に移動させる指令を生成する。軸合わせ部４０２は、補助記憶部４３に記憶されている分散値をその前後の分散値と比較することで、減少傾向から増加傾向に転じるときの分散値Ｂ２を求め、その分散値Ｂ２に対応する原点（Ｘ０，Ｙ０）からの距離Ａ２を求める。この距離Ａ２を第二主軸２１が移動した後の位置（Ｘ１，Ｙ１）は、Ｘ１＝Ａ２・ｃｏｓＡ１，Ｙ１＝Ａ２・ｓｉｎＡ１を計算することにより求まる。この位置（Ｘ１，Ｙ１）を以下では、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）ともいう。第二原点（Ｘ１，Ｙ１）は、原点（Ｘ０，Ｙ０）に対して、第一位相Ａ１の方向に、距離Ａ２だけ移動したときの位置である。軸合わせ部４０２は、生成した指令を調整機構２４へ送り、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を第二原点（Ｘ１，Ｙ１）まで移動させる。なお、直線Ｌ１上で分散値が最も小さくなる位置が、本開示に係る第二目標位置に相当する。

【0046】

図９は、図８に示した軌跡で第二主軸２１が移動しているときの振動センサ２５の検出値の分散値の一例を示した図である。横軸の距離は、原点（Ｘ０，Ｙ０）からの距離である。図９に示した（４）－（５）は、図８に示した（４）－（５）に対応する。図９に示した例では、距離が０から大きくなるにしたがって分散値が小さくなり、距離がＡ２のときに、分散値がＢ２で示される最小値になっている。さらに、距離がＡ２よりも大きくなるほど、分散値も大きくなる。このように、距離がＡ２のときに分散値がＢ２で最小になる。

【0047】

第二原点（Ｘ１，Ｙ１）は、原点（Ｘ０，Ｙ０）に対して、振動センサ２５の検出値の分散値が最も小さくなる位相の方向に、分散値が最も小さくなる距離だけ移動した位置である。このような第二原点（Ｘ１，Ｙ１）は、原点（Ｘ０，Ｙ０）と比較して、振動センサ２５の検出値の分散値が小さい。このようにして、振動センサ２５の検出値の分散値がより小さくなる位置を探すことができる。

【0048】

ここで、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸が合っている場合には、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）における振動センサ２５の検出値の分散値Ｂ２が十分に小さくなる。一方、第一主軸１１及び第二主軸２１に軸ずれが残っている場合もあり得る。この場合、振動センサ２５の検出値の分散値がさらに小さくなる位置が存在する。そのため、軸合わせ部４０２は、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を出発点として、上記の（１）－（５）の制御を再度実行する。このように、上記制御を繰り返し実行することで、振動センサ２５の検出値の分散値がより小さくなる第二主軸２１の位置を求めることができる。

【0049】

ここで、図１０は、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行うときに、（Ｘ１，Ｙ１）を出発点として第二主軸２１を移動させる軌跡の一例を示した図である。図１０では、第二主軸２１の出発点の座標が第二原点（Ｘ１，Ｙ１）になる。また、第二限定（Ｘ１，Ｙ１）はＸ’Ｙ’座標系の原点となる。図１０における出発点である第二原点（Ｘ１，Ｙ１）は、図８における第二原点（Ｘ１，Ｙ１）と同一の位置である。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする円Ｓ２に沿って移動させる。円Ｓ２は、図６に示した円Ｓ１と同一の直径を有する。なお、別法として、円Ｓ２の直径を円Ｓ１の直径よりも小さくしてもよい。

【0050】

図６で説明した処理と同様に、軸合わせ部４０２は、以下の処理を行う。以下の（６）－（８）は、図１０に示した矢印の（６）－（８）に対応する。

【0051】

（６）まず、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１をＸ’軸方向に位置（Ｘ１＋ＸＡ，Ｙ１）まで移動させる指令を生成する。このときの振動センサ２５の検出値は利用しない。軸合わせ部４０２は、生成した指令を調整機構２４へ送り、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を移動させる。

【0052】

（７）次に、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ２に沿って移動させる指令を生成する。振動センサ２５の検出値は、例えば、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を中心とした所定の位相毎に取得する。この場合、軸合わせ部４０２は、所定の位相毎に第二主軸２１を測定期間に亘って停止させ、その測定期間に亘って振動センサ２５の検出値を取得する。そのため、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ２に沿って移動させる指令、及び、所定の位相毎に測定期間に亘って停止させる指令を生成して調整機構２４へ送る。そして、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を移動させる。

【0053】

この測定期間は、図６において説明した測定期間と同じである。軸合わせ部４０２は、所定の位相毎に、測定期間に亘って取得した振動センサ２５の検出値を、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を中心とした位相と紐付けして補助記憶部４３に記憶させる。さらに、測定期間
に亘って取得した振動センサ２５の検出値に基づいて、振動センサ２５の検出値の分散値を算出し、この分散値を第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を中心とした位相と紐付けして補助記憶部４３に記憶させる。所定の位相は、図６において説明した所定の位相と同じである。ただし、別法として、図６に示した所定の位相とは異なる位相を採用することもできる。

【0054】

（８）そして、軸合わせ部４０２は、第二主軸２１が位置（Ｘ１＋ＸＡ，Ｙ１）に戻ると、振動センサ２５による振動の検出を停止させると共に、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）まで第二主軸２１を移動させる指令を生成する。軸合わせ部４０２は、生成した指令を調整機構２４へ送り、この指令に基づいて調整機構２４が第二主軸２１を第二原点（Ｘ１，Ｙ１）まで移動させる。

【0055】

図１１は、図１０に示した軌跡で第二主軸２１が移動しているときの振動センサ２５の検出値の分散値の一例を示した図である。横軸の位相は、第二主軸２１が位置（Ｘ１＋ＸＡ，Ｙ１）に位置しているときの位相を０として、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする位相を示している。図１１に示した例では、位相が０から大きくなるにしたがって分散値が小さくなり、例えば、Ａ３で示される位相において、分散値がＢ３で示される最小値になる。また、位相がＡ３よりも大きくなるほど、分散値も大きくなる。なお、以下ではＡ３で示される位相を第二位相Ａ３ともいう。円Ｓ２上で分散値が最も小さくなる位置も、本開示に係る第一目標位置に相当する。

【0056】

図１１に示した例では、第二位相Ａ３で分散値が最小になる。そうすると、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）から第二位相Ａ３の方向に第二主軸２１を移動させることにより、分散値が小さくなり得る。すなわち、第一主軸１１と第二主軸２１との軸ずれが小さくなり得る。この場合、図８及び図９で説明した処理と同様の処理を実行することで、更に分散値が小さくなる位置を探すことができる。このときに、Ｘ’Ｙ’軸をＸＹ軸に置き換えて処理を進めることで、同じ処理を繰り返し実行する。

【0057】

一方、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）近傍で第一主軸１１及び第二主軸２１の軸が合っている場合には、第二主軸２１を第二原点（Ｘ１，Ｙ１）から移動させると、軸ずれが大きくなってしまい、分散値が大きくなり得る。このような場合には、図１１で示される分散値の最小値Ｂ３が、図９で示される分散値の最小値Ｂ２以上になる。したがって、図１１で示される分散値の最小値Ｂ３が、図９で示される分散値の最小値Ｂ２以上であれば、これ以上、第二主軸２１の位置を移動させる必要はないと考えられる。そこで、本実施形態では、図１１で示される分散値の最小値Ｂ３が、図９で示される分散値の最小値Ｂ２以上である場合には、そのときの第二原点（Ｘ１，Ｙ１）において第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせが完了したと判定する。

【0058】

以上より、第二主軸２１を円Ｓ１に沿って移動させて分散値が最小となる位相を求めることと、第二主軸２１を直線Ｌ１に沿って移動させて分散値が最小となる位置を求めることと、を交互に繰り返し行うことにより、分散値がより小さくなる位置を求めることができる。これにより、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせが可能となる。

【0059】

軸合わせ部４０２は、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせが完了すると、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を第二主軸２１の原点として更新する。なお、この時点で、第二主軸２１は、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）に位置しているため、第二主軸２１の位置はそのままで、加工制御部４０１による加工制御が開始される。

【0060】

次に、本実施形態に係る第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行うときのフローについて説明する。図１２は、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行うときのフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、工作機械１において加工制御部４０
１による加工制御が行われる前に実行される。例えば、ユーザが入力部４４へ加工制御を行うための入力を行ったことをトリガとして実行してもよい。なお、別法として、工作機械１の製造時、または、ユーザが工作機械１を起動したときなどに、ユーザによる入力部４４への入力に基づいて実行してもよい。また、別法として、所定の時間毎、または、工作機械１の所定の起動回数毎に実行してもよい。

【0061】

ステップＳ１０１において軸合わせ部４０２は、締結処理を実行する。締結処理は、第一主軸１１でワークＷの一端側を把持し、第二主軸２１でワークＷの他端側を把持し、同期回転させる処理である。なお、本実施形態では、第一主軸１１でワークＷの一端側をクランプした状態で第一主軸１１を所定の回転速度で回転させる。そして、第二主軸２１を第一主軸１１と同期回転させた状態で、第二主軸２１がワークＷの他端側をクランプする。

【0062】

ステップＳ１０２において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１とワークＷとの締結完了から所定時間が経過したか否か判定する。ここでいう所定時間は、例えば、ワークＷの締結によって発生する振動が十分に小さくなるまでの時間である。ステップＳ１０２において肯定判定された場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定された場合にはステップＳ１０２の処理を再度実行する。

【0063】

ステップＳ１０３において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１の原点を取得する。ここでいう原点は、ステップＳ１０１において締結が完了した時点での第二主軸２１の位置、後述するステップＳ３１０で設定される原点（Ｘ０，Ｙ０）、または、前回のルーチンにおけるステップＳ１０６で更新された原点（Ｘ０，Ｙ０）である。

【0064】

ステップＳ１０４において軸合わせ部４０２は、円移動処理を実施する。円移動処理は、図６で説明したように、第二主軸２１を円Ｓ１に沿って移動させつつ振動センサ２５の検出値の分散値を複数の箇所で取得する処理である。ここで、図１３は、円移動処理のフローを示したフローチャートである。図１３に示した処理は、ステップＳ１０４において実行されるサブルーチンである。円移動処理は、初回は、図７に示した分散値の最小値であるＢ１を求めるための処理であり、２回目以降は、図１１に示した分散値の最小値であるＢ３を求めるための処理に相当する。

【0065】

ステップＳ２０１において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ１まで移動させる。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ１まで移動させる指令を生成して調整機構２４に送る。ステップＳ２０２において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を円Ｓ１上で所定位相だけ移動させる。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１が第二主軸台２２に対して円Ｓ１上で所定位相だけ移動するように指令を生成して調整機構２４に送る。

【0066】

ステップＳ２０３において軸合わせ部４０２は、測定期間に亘って振動センサ２５の検出値を取得することにより、振動を検出する。この振動センサ２５の検出値は、そのときの位相と関連付けて補助記憶部４３に記憶される。ステップＳ２０４において軸合わせ部４０２は、ステップＳ２０３で取得した検出値に基づいて分散値を算出する。そして、ステップＳ２０５において軸合わせ部４０２は、算出した分散値を、そのときの位相と関連付けて補助記憶部４３に記憶する。

【0067】

ステップＳ２０６において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１が円Ｓ１を一周したか否か判定する。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１の現在位置が、ステップＳ２０１において移動した後の位置と一致しているか否か判定する。ステップＳ２０６で肯定判定された場合にはステップＳ２０７へ進み、否定判定された場合にはステップＳ２０２へ戻る。

【0068】

ステップＳ２０７において軸合わせ部４０２は、ステップＳ２０５において記憶された分散値の中から最小値Ｂ１を抽出する。そして、ステップＳ２０８において軸合わせ部４０２は、ステップＳ２０７で抽出した分散値の最小値Ｂ１に対応する位相Ａ１を、ステップＳ２０５で記憶されたデータの中から取得する。

【0069】

ステップＳ２０９において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を出発点である原点（Ｘ０，Ｙ０）まで移動させる。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を原点（Ｘ０，Ｙ０）まで移動させる指令を生成して調整機構２４に送る。なお、別法として、ステップＳ２０７及びステップＳ２０８の処理と並行して、ステップＳ２０９の処理を実行してもよいし、ステップＳ２０７及びステップＳ２０８の処理よりも前に、ステップＳ２０９の処理を実行してもよい。ステップＳ２０９の処理が完了すると、図１２に示したルーチンに戻ってステップＳ１０５へ進む。

【0070】

図１２に戻り、ステップＳ１０５において軸合わせ部４０２は、ステップＳ１０４で取得した分散値の最小値Ｂ１が、前回のステップＳ１０８で取得した分散値の最小値Ｂ２以上であるか否か判定する。なお、本ルーチンが実行される初回においてはＢ２が取得されていない。このため、Ｂ２の初期値を、軸が合っているときにステップＳ１０５において肯定判定されるような値として予め補助記憶部４３に記憶させておく。別法として、Ｂ２の初期値は、ステップＳ１０５において必ず否定判定されるように、十分に大きな値に設定してもよい。さらに別法として、ステップＳ１０２とステップＳ１０３との間に、原点における分散値を算出するステップを加え、この原点における分散値をＢ２の初期値としてもよい。ステップＳ１０５で肯定判定された場合にはステップＳ１０６へ進み、否定判定された場合にはステップＳ１０８へ進んで直線移動処理が実行される。

【0071】

ここで、図１４は、直線移動処理のフローを示したフローチャートである。図１４に示した処理は、ステップＳ１０８において実行されるサブルーチンである。直線移動処理は、図９に示した分散値の最小値であるＢ２を求めるための処理に相当する。

【0072】

ステップＳ３０１において軸合わせ部４０２は、直前のステップＳ２０８において取得した分散値の最小値Ｂ１に対応する位相Ａ１の方向に第二主軸２１を所定距離だけ移動させる。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１が第二主軸台２２に対して原点から位相Ａ１の方向に所定距離だけ移動するように指令を生成して調整機構２４に送る。

【0073】

ステップＳ３０２において軸合わせ部４０２は、測定期間に亘って振動センサ２５の検出値を取得することにより、振動を検出する。この振動センサ２５の検出値は、そのときの原点からの距離と関連付けて補助記憶部４３に記憶される。ステップＳ３０３において軸合わせ部４０２は、ステップＳ３０２で取得した検出値に基づいて分散値を算出する。そして、ステップＳ３０４において軸合わせ部４０２は、算出した分散値を、そのときの原点からの距離と関連付けて補助記憶部４３に記憶する。

【0074】

ステップＳ３０５において軸合わせ部４０２は、分散値が減少傾向から増加傾向に変化したか否か判定する。軸合わせ部４０２は、例えば前々回のステップＳ３０４で記憶された分散値よりも前回のステップＳ３０４で記憶された分散値のほうが小さく、且つ、前回のステップＳ３０４で記憶された分散値よりも今回のステップＳ３０４で記憶された分散値のほうが大きい場合に、分散値が減少傾向から増加傾向に変化したと判定する。別法として、前回のステップＳ３０４で記憶された分散値から変化がない、または、変化があったとしても十分に小さい場合には、分散値が減少傾向から増加傾向に変化したと判定してもよい。なお、これらに限らず、分散値の極小値を求められればよい。ステップＳ３０５で肯定判定された場合にはステップＳ３０６へ進み、否定判定された場合にはステップＳ３０１へ戻る。

【0075】

ステップＳ３０６において軸合わせ部４０２は、ステップＳ３０４において記憶された分散値の中から最小値Ｂ２を抽出する。そして、ステップＳ３０７において軸合わせ部４０２は、ステップＳ３０６で抽出した分散値の最小値Ｂ１に対応する距離Ａ２を、ステップＳ３０４で記憶されたデータの中から取得する。さらに、ステップＳ３０８において軸合わせ部４０２は、ステップＳ３０７において取得した距離Ａ２に基づいて、距離Ａ２に対応する座標、すなわち、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）を算出する。軸合わせ部４０２は、例えば、Ｘ１＝Ａ２・ｃｏｓＡ１，Ｙ１＝Ａ２・ｓｉｎＡ１の算出式によってＸ１及びＹ１を算出する。

【0076】

ステップＳ３０９において軸合わせ部４０２は、第二主軸２１を第二原点（Ｘ１，Ｙ１）に移動させる。軸合わせ部４０２は、第二主軸２１が第二原点（Ｘ１，Ｙ１）に移動するように指令を生成して調整機構２４に送る。ステップＳ３１０において軸合わせ部４０２は、第二原点（Ｘ１，Ｙ１）が第二主軸２１の新たな原点（Ｘ０，Ｙ０）となるように、原点を更新する。ステップＳ３１０の処理が完了すると、図１２に示したルーチンに戻ってステップＳ１０３へ戻る。すなわち、ステップＳ１０５で肯定判定されるまで、第二主軸２１を円Ｓ１に沿って移動させて分散値が最小となる位相Ａ１を取得することと、分散値が最小になる方向に第二主軸２１を移動させつつ振動センサ２５の検出値の分散値が最小となる位置（Ｘ１，Ｙ１）を取得することと、を交互に繰り返し実行する。

【0077】

図１２に戻り、ステップＳ１０６において軸合わせ部４０２は、現時点の第二主軸２１の位置を、ワークＷを加工するときの第二主軸２１の原点として更新する。この第二主軸２１の原点は、補助記憶部４３に記憶される。そして、ステップＳ１０７において軸合わせ部４０２は、分散値の最小値Ｂ２をリセットする。これにより、分散値の最小値Ｂ２は初期値に戻る。

【0078】

以上説明したように本実施形態よれば、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを、振動センサ２５の検出値の分散値に基づいて行うことができる。すなわち、第一主軸１１と第二主軸２１との相対位置を、振動センサ２５の検出値の分散値がより小さくなる位置に調整することで、軸合わせをより速やかに且つより正確に行うことができる。

【0079】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では第二主軸２１を円Ｓ１及び直線Ｌ１に沿って移動させつつ、振動センサ２５の検出値の分散値を取得している。一方、本第２実施形態では、第二主軸２１の周りにメッシュを生成し、そのメッシュの各交点において振動センサ２５の検出値の分散値を取得して、分散値が最も小さい位置が、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸が合っている位置であると判定する。

【0080】

なお、メッシュの大きさは、軸合わせの精度と関係があり、メッシュが小さいほど軸合わせの精度が高まる。しかし、メッシュを小さくするほど、分散値を取得する位置が多くなるために、軸合わせに要する時間が長くなる。そこで、軸合わせの精度と、軸合わせに要する時間とのどちらを優先するのかによって、メッシュの大きさを決めてもよい。

【0081】

また、最初にメッシュを大きく設定しておき、分散値が最も小さくなる位置に第二主軸２１を移動させ、更に、その位置の周りにより小さなメッシュを生成して、分散値が最も小さくなる位置を求めてもよい。このように、メッシュを徐々に小さくし分散値を算出することを繰り返し実行して、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸が合う位置を絞り込んでもよい。

【0082】

このようにメッシュを生成してメッシュの各交点における振動センサ２５の検出値の分
散値を算出することによっても、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせを行うことができる。

【0083】

＜その他の実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態では、振動センサ２５の検出値の分散値を利用して軸合わせを行っているが、センサはこれに限らず、振動と相関する物理量を検出可能なセンサであればよい。例えば、変位計、電流計、ＡＥ（Acoustic Emission）センサ、または、
マイクロフォンでもよい。

【0084】

第１実施形態では、第二主軸２１を円Ｓ１に沿って移動させているが、これに代えて、原点を中心とする多角形の辺に沿って移動させてもよい。そして、多角形の頂点の夫々において振動センサ２５により振動を検出し、さらに分散値を算出してもよい。

【0085】

第１実施形態及び第２実施形態では、分散（すなわち、平均値からの偏差の自乗の平均）を用いているが、これに限らず、散らばり度合いを示す他の値を用いることもできる。例えば、分散に代えて標準偏差、二乗平均平方根、範囲（最大値と最小値との差）、または、振動の振幅を用いることもできる。

【0086】

図１５は、第一主軸１１に対して第二主軸２１を意図的にずらしたときの振動センサ２５の検出値の範囲（最大値と最小値との差）を実験的に求めた図である。図１５における横軸は、第一主軸１１に対する第二主軸２１のＸ軸方向の相対的なずれを示している。図１５に係るＸ軸は、図１で定義したＸ軸に対応している。なお、Ｙ軸方向のずれはない。図１５では、同一のずれ量において、検出値の範囲を複数回求めてプロットしている。図１５における検出値の範囲は、図４の「測定期間」で示される期間において振動センサ２５で検出された値の最大値と最小値との差である。

【0087】

図１５に示されるように、Ｘ軸方向のずれと検出値の範囲とには相関関係があり、Ｘ軸方向のずれの絶対値が大きいほど、検出値の範囲が大きくなる。したがって、第１実施形態で説明した分散値と同様に、検出値の範囲を利用して、第一主軸１１及び第二主軸２１の軸合わせを行うことができる。すなわち、振動センサ２５の検出値の範囲が小さくなる方向に、第二主軸２１を移動させることで、第一主軸１１と第二主軸２１との軸合わせを行うことができる。

【符号の説明】

【0088】

１ 工作機械
１１ 第一主軸
１２ 第一主軸台
１３ 第一クランプ
２１ 第二主軸
２２ 第二主軸台
２３ 第二クランプ
２４ 調整機構
２５ 振動センサ
４０ 制御部
４１ プロセッサ
４２ 主記憶部
４３ 補助記憶部
４４ 入力部
４５ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】