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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-16
(45)【発行日】2025-05-26
(54)【発明の名称】アタッチメント主軸を用いた加工方法
(51)【国際特許分類】
B23Q 17/22 20060101AFI20250519BHJP
B23Q 17/24 20060101ALI20250519BHJP
B23Q 5/04 20060101ALI20250519BHJP
【ＦＩ】
B23Q17/22 D
B23Q17/24 B
B23Q5/04 520Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2024049575
(22)【出願日】2024-03-26
【審査請求日】2024-03-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000154990
【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】木村 啓志
(72)【発明者】
【氏名】佐野 裕樹
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼部 知博
(72)【発明者】
【氏名】山本 風雅
【審査官】荻野 豪治
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－１３８３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０１１０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１３６２３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１３５０６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２５５４４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２９００４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２３３７８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１３８０９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０８８１７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ ５／０４
Ｂ２３Ｑ １５／００ － １５／２８
Ｂ２３Ｑ １７／２２ － １７／２４
Ｇ０１Ｃ １１／００ － １１／２０
Ｇ０５Ｂ １９／４０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸線周りに回転可能に主軸頭に支持され、先端部に工具ホルダを装着するためのテーパ穴が形成された主軸を備えた工作機械上で、回転アクチュエータを内蔵したアタッチメント主軸を工具ホルダの代わりに主軸のテーパ穴に装着し、主軸を回転軸線周りの原点位置に停止した状態で、テーパ穴に装着したアタッチメント主軸に装着した工具を回転アクチュエータで回転させて加工を行う加工方法において、第１の工具を取り付けた工具ホルダを主軸のテーパ穴に装着する工程と、
工具ホルダを主軸で回転させて、テーブルに載置したワークを第１の工具で加工する工程と、
第２の工具を装着したアタッチメント主軸を工具ホルダに代えて主軸のテーパ穴に装着する工程と、
アタッチメント主軸を装着したまま主軸を回転軸線周りの回転位置である複数の測定位置に移動する工程と、
複数の測定位置のそれぞれで、テーブルに載置したセンサを用いて、アタッチメント主軸の回転軸線と直交する第１の方向にアタッチメント主軸の回転軸線の位置を求める工程と、
前記複数の測定位置のそれぞれで求めたアタッチメント主軸の回転軸線の第１の方向の位置と、主軸の回転軸線を中心とした原点位置と前記複数の測定位置のそれぞれとの間の角度とに基づき、主軸が原点位置にあるときの、主軸の回転軸線に対するアタッチメント主軸の回転軸線の位置の第１の方向へのずれ量と、アタッチメント主軸の回転軸線および第１の方向に直交する方向である第２の方向へのずれ量とを算出する工程と、
主軸を原点位置に移動、固定する工程と、
前記第１の方向へのずれ量と第２の方向へのずれ量を補償するよう補正しつつ、主軸を原点位置に固定した状態で、回転アクチュエータで回転させた第２の工具で、テーブルに載置した前記ワークを加工する工程とを備えることを特徴とした加工方法。
【請求項2】
前記アタッチメント主軸の回転軸線の位置を求める工程は、回転アクチュエータを回転させながら、アタッチメント主軸の回転軸線の位置を求める請求項１に記載の加工方法。
【請求項3】
前記センサは、レーザ光を直線状に照射するレーザ照射部と、該レーザ光を受光するレーザ受光部とを備え、前記レーザ光が遮られたときにスキップ信号を出力する請求項１に記載の加工方法。
【請求項4】
前記加工方法は、前記レーザ光が、工作機械のＸ軸またはＹ軸方向に照射されるように、前記センサを配置し、前記アタッチメント主軸に装着された第２の工具が、前記レーザ光を横断するように、前記工作機械の主軸をＹ軸またはＸ軸に沿って両方向から前記レーザ光にアプローチさせることを更に含む請求項３に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、工作機械の主軸に装着するアタッチメント主軸を用いた加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、テーブル上に球状タッチセンサを備えたタッチプローブを定置し、主軸に基準工具を装着して、基準工具をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させて、タッチプローブに当接させた座標を求め、これに基づいてアタッチメント主軸の補正値を求めるようにした補正方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－２６０１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の補正方法では、タッチプローブに基準工具を当接させているので、タッチプローブが不可避的に有するロストモーションのために、得られた補正値はロストモーションに起因する誤差が含まれている。また、タッチプローブは、測定対象物が当接する方向に依存する誤差を含んでいるので、特許文献１の補正方法で得られた補正値は、基準工具をタッチプローブにアプローチする方向によっても変わってしまう問題がある。更に、特許文献１の補正方法では、基準工具をタッチプローブに物理的に当接させるので、回転する工具では測定することができない。
【0005】
本願発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、容易かつ迅速にアタッチメント主軸を装着する主軸に対するアタッチメント主軸の位置ずれを測定し、アタッチメント主軸を使用したときの加工誤差を容易に補正し、高精度にワークを加工可能な加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の目的を達成するために、本願発明によれば、回転軸線周りに回転可能に主軸頭に支持され、先端部に工具ホルダを装着するためのテーパ穴が形成された主軸を備えた工作機械上で、回転アクチュエータを内蔵したアタッチメント主軸を工具ホルダの代わりに主軸のテーパ穴に装着し、主軸を回転軸線周りの原点位置に停止した状態で、テーパ穴に装着したアタッチメント主軸に装着した工具を回転アクチュエータで回転させて加工を行う加工方法において、第１の工具を取り付けた工具ホルダを主軸のテーパ穴に装着する工程と、工具ホルダを主軸で回転させて、テーブルに載置したワークを第１の工具で加工する工程と、第２の工具を装着したアタッチメント主軸を工具ホルダに代えて主軸のテーパ穴に装着する工程と、アタッチメント主軸を装着したまま主軸を回転軸線周りの回転位置である複数の測定位置に移動する工程と、複数の測定位置のそれぞれで、テーブルに載置したセンサを用いて、アタッチメント主軸の回転軸線と直交する第１の方向にアタッチメント主軸の回転軸線の位置を求める工程と、前記複数の測定位置のそれぞれで求めたアタッチメント主軸の回転軸線の第１の方向の位置と、主軸の回転軸線を中心とした原点位置と前記複数の測定位置のそれぞれとの間の角度とに基づき、主軸が原点位置にあるときの、主軸の回転軸線に対するアタッチメント主軸の回転軸線の位置の第１の方向へのずれ量と、アタッチメント主軸の回転軸線および第１の方向に直交する方向である第２の方向へのずれ量とを算出する工程と、主軸を原点位置に移動、固定する工程と、前記第１の方向へのずれ量と第２の方向へのずれ量を補償するよう補正しつつ、主軸を原点位置に固定した状態で、回転アクチュエータで回転させた第２の工具で、テーブルに載置した前記ワークを加工する工程とを備える加工方法が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本願発明によれば、工作機械の主軸に装着したアタッチメント主軸の回転軸線と、工作機械の主軸の回転軸線との間の位置ずれを、直交する第１の方向へのずれ量と第２の方向へのずれ量とを工作機械上でセンサを用いて求めることによって、加工誤差の補正量を容易かつ迅速に求めることが可能となり、ワークを高精度に加工可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本願発明を適用可能な工作機械の一例を示す略示側面図である。
【図3】アタッチメント主軸の一例を示す断面図である。
【図4】本願発明の実施形態によるアタッチメント主軸誤差測定システムの示すブロック図である。
【図5】アタッチメント主軸誤差測定方法のフローチャートである。
【図6】工具測定装置の斜視図である。
【図7】アタッチメント主軸誤差測定の動作説明図である。
【図8】アタッチメント主軸を装着する主軸の回転軸線に対するアタッチメント主軸の回転軸線の位置ずれの説明図である。
【図9】他の例によるアタッチメント主軸誤差測定方法の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図１は、本願発明を適用可能な工作機械の一例を示す略示側面図である。図１において、工作機械１００は立形マシニングセンタである。本実施形態では、工作機械１００は直交３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の送り軸を有する３軸加工機である。
【0010】
工作機械１００は、工場等の床面に固定される基台としてのベッド１０２を備えている。ベッド１０２の上面の後端側にはコラム１０４が立設されている。コラム１０４の前面には、Ｘスライダ１０６が、水平な左右方向であるＸ軸方向（図１では紙面に垂直な方向）に往復動可能に取り付けられている。Ｘスライダ１０６は、Ｘ軸方向に延設されたＸ軸案内レール１０８に沿って摺動するブロック１０６ａを有している。
【0011】
コラム１０４には、Ｘスライダ１０６を往復駆動するＸ軸送り装置として、Ｘ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＸ軸サーボモータＭｘが設けられており、Ｘスライダ１０６には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。また、Ｘ軸送り装置の位置を検知するＸ座標検知装置として、コラム１０４には、Ｘ軸デジタルスケール（図示せず）が設けられている。Ｘ座標検知装置は、Ｘ軸サーボモータＭｘの回転位置を検知するロータリエンコーダ（図示せず）を備えていてもよい。
【0012】
Ｘスライダ１０６の前面には、主軸頭１１０が、鉛直方向であるＺ軸方向に往復動可能に取付けられている。主軸頭１１０は、Ｚ軸方向に延設されたＺ軸案内レール１１２に沿って摺動するブロック１１０ａを有している。主軸頭１１０を往復駆動するＺ軸送り装置として、Ｘスライダ１０６には、Ｚ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）と、該ボールねじの一端に連結されたＺ軸サーボモータＭｚが設けられており、コラム１０４には、前記ボールねじに係合するナット（図示せず）が取り付けられている。また、Ｚ軸送り装置の位置を検知するＺ座標検知装置として、Ｘスライダ１０６には、Ｚ軸デジタルスケール（図示せず）が設けられている。Ｚ座標検知装置は、Ｚ軸サーボモータＭｚの回転位置を検知するロータリエンコーダ（図示せず）を備えていてもよい。
【0013】
主軸頭１１０には、軸受１１６によって、主軸１１４が、鉛直方向に伸びる回転軸線Ｏｓを中心として回転可能に支持されている。主軸頭１１０は、主軸１１４を回転駆動するための主軸サーボモータＭｓと、回転軸線Ｏｓ周りの主軸１１４の回転位置を検知する回転位置検知装置として、主軸１１４に取り付けられたロータリエンコーダ１１８とを備えている。
【0014】
ベッド１０２の前端側（図１では左側）には、テーブル１２０が、Ｘ軸に垂直な水平前後方向であるＹ軸方向に往復動可能に配設されている。テーブル１２０は、Ｙ軸方向に延設されたＹ軸案内レール１２２に沿って摺動するブロック１２０ａを有している。工作機械１００が加工すべきワークＷは、主軸１１４に対面するテーブル１２０の上面にパレット（図示せず）や治具（図示せず）を用いて固定される。
【0015】
テーブル１２０を往復駆動するＹ軸送り装置として、ベッド１０２には、Ｙ軸方向に延設されたボールねじ１２４と、該ボールねじ１２４の一端に連結されたＹ軸サーボモータＭｙが設けられており、テーブル１２０には、ボールねじ１２４に係合するナット１２６が取り付けられている。また、Ｙ軸送り装置の位置を検知するＹ座標検知装置として、ベッド１０２には、Ｙ軸デジタルスケール１２８が設けられている。Ｙ座標検知装置は、Ｙ軸サーボモータＭｙの回転位置を検知するロータリエンコーダ（図示せず）を備えていてもよい。
【0016】
主軸１１４の先端部には、第１の工具としてのエンドミルやドリルのような回転切削工具Ｔ（以下、単に工具Ｔと記載する）を装着することができる。図１では、主軸１１４の先端部には、ＨＳＫ規格（ＤＩＮ６９８９３）やＩＳＯ７３８８のような所定の規格に適合したテーパ穴（図示せず）が形成されており、工具Ｔは、該規格に準拠した工具ホルダ１３０を介して主軸１１４の先端部に装着されている。工作機械１００は、複数の工具Ｔを格納した工具マガジン（図示せず）と、該工具マガジンと主軸１１４との間で工具Ｔを交換する自動工具交換装置（図示せず）を備えることができる。
【0017】
工作機械１００は、主軸１１４のテーパ穴の内周面を清掃したり、主軸１１４に装着した工具からエアを噴き出して切りくずを吹き出して切りくずを除去するために、清掃用空気供給装置を備えることができる。清掃用空気供給装置は、回転軸線Ｏｓに沿って主軸１１４内に設けられた空気供給管路（図示せず）または空気供給通路（図示せず）と、該空気供給管路または空気供給通路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置（図示せず）とを備えることができる。圧縮空気供給装置は、空気を圧縮するコンプレッサ（図示せず）、圧縮された空気を貯留するアキュムレータ（図示せず）およびアキュムレータの出口に配設された圧力調整弁（図示せず）等を含むことができる。圧縮空気供給装置は、アキュムレータと、主軸１１４の空気供給管路または空気供給通路とを連通／遮断するＯＮ／ＯＦＦ弁（図示せず）を含むことができる。ＯＮ／ＯＦＦ弁は、例えばソレノイドバルブとすることができる。圧縮空気供給装置は、主軸１１４のテーパ穴の内周面を清掃したり、工具からエアを噴き出して切りくずを除去するだけでなく、後述するアタッチメント主軸１０に、動力源となる圧縮空気を供給するためのアタッチメント主軸駆動源６４（図４参照）の役割を兼ねる。
【0018】
工作機械１００は制御装置２００を備えている。制御装置２００は、ＣＰＵ（中央演算素子）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やＲＯＭ（リードオンリーメモリ）のようなメモリ装置、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）のような記憶デバイス、出入力ポート、および、これらを相互接続する双方向バスを含むコンピュータおよび関連するソフトウェアから構成することができ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のサーボモータＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚおよび主軸１１４のサーボモータＭｓを制御するＮＣ装置や、工作機械１００の周辺機器（図示せず）を制御する機械制御装置を含むことができる。工作機械の周辺機器は、工具マガジン（図示せず）、自動工具交換装置（図示せず）、圧縮空気供給装置および加工液供給装置（図示せず）などを含むことができる。
【0019】
本実施形態では、工作機械１００は、回転軸線Ｏｓ周りの主軸１１４の回転角度位置を制御可能である（Ｃｓ軸制御）。具体的には、本実施形態では、主軸１１４は、速度制御モードと、位置制御モード（Ｃｓ軸制御モードと記載することもある）と、の双方によって制御可能である。すなわち、本願発明を適用する工作機械１００は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の軸送り制御に加えて、Ｃｓ軸制御を行うことができる。
【0020】
速度制御モードでは、主軸１１４は、速度（回転数）に基づいて制御され、この場合、回転軸線Ｏｓ周りの主軸１１４の回転角度位置は制御されない。対照的に、Ｃｓ軸制御モードでは、主軸１１４は、回転数と共に、回転軸線Ｏｓ周りの原点位置からの回転角度量に基づいて制御され、したがって、回転軸線Ｏｓ周りの主軸１１４の回転角度位置が制御可能である。回転角度の原点は、例えば主軸頭１１０のある位置に対して定められた所定の位置に設定されることができる。さらに、原点は、この所定の位置からずれた任意の位置に変更されることもできる。
【0021】
主軸１１４の先端には、図２に示すように、工具Ｔに代えて、アタッチメント主軸１０を装着することができる。図３を参照すると、一例として示すアタッチメント主軸１０はハウジング１２を有している。ハウジング１２は、主軸１１４のテーパ穴に嵌合すれるテーパシャンク部１２ａが基端側に形成されている。本実施形態では、ハウジング１２は、ＨＳＫ規格（ＤＩＮ６９８９３）に準拠する２面拘束形の工具ホルダ形状を有している。ハウジング１２は、ＩＳＯ７３８８によって規定されるような７／２４テーパの工具ホルダの形状を有していてもよい。ハウジング１２は、また、工作機械１００の自動工具交換装置の交換アーム（図示せず）に係合するＶ溝１２ｂを有している。また、工具ホルダには、主軸１１４の空気通路からアタッチメント主軸へと圧縮空気の供給を受けるため、ＨＳＫ規格の工具ホルダならクーラントパイプ、７／２４テーパの工具ホルダならセンター穴の空いたプルスタッドボルトなど、主軸１１４と分離可能な圧縮空気の供給路が備えられている。
【0022】
ハウジング１２内には、主軸１４が、軸受１６によって、回転軸線Ｏａ周りに回転可能に支持されている。アタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａは、アタッチメント主軸１０が主軸１１４の先端部に装着されたときに、主軸１１４の回転軸線Ｏｓに合致する。
【0023】
アタッチメント主軸１０は、更に、主軸１４を回転駆動する主軸駆動装置を備えている。本実施形態では、主軸駆動装置は、ハウジング１２の空気室１８内に配設された回転アクチュエータとしてのエアタービン２０を備えている。エアタービン２０は、回転軸線Ｏａ周りに回転するように、主軸１４に結合されている。ハウジング１２は空気室１８に空気を供給する空気供給通路２２と、空気室１８から空気を外部に排気する排気通路２４とを有している。空気供給通路２２は、アタッチメント主軸１０が工作機械１００の主軸１１４に装着されたときに、主軸１１４の空気通路に連通する。
【0024】
ハウジング１２は、また、位置決め突起部２６を有している。位置決め突起部２６は回転軸線Ｏａに平行に延設された凹部２６ａと、該凹部２６ａ内で回転軸線Ｏａ方向に移動可能に収容されたボール２８と、凹部２６ａ内に配設された付勢部材としてのコイルばね３０とを含む。ボール２８を凹部２６ａ内に収容した後に凹部２６ａの開口部にキャップ３２が取付けられる。キャップ３２は、図３に示すように、ボール２８が、一部が外部に突出可能であるが、キャップ３２の開口部を超えてキャップ３２から脱離できない形状を有している。こうして、ボール２８は、コイルばね３０によって、キャップ３２の開口部から一部が外部に突出するように、キャップ３２に対して付勢される。ボール２８は、アタッチメント主軸１０が工作機械１００の主軸１１４に装着されたときに、主軸頭１１０の位置決め係合部１３２に係合する。これによって、アタッチメント主軸１０は、Ｃｓ軸制御モードにおける回転軸線Ｏａ周りの原点位置に位置決めされる。
【0025】
ハウジング１２は、更に、テーパシャンク部１２ａの反対側の端部の中心部に開口部を有しており、該開口部を通って主軸１４が突出する。主軸１４の前端部には工具装着穴１４ａが形成されており、該工具装着穴１４ａに第２の工具としての工具３４が装着される。本実施形態では、工具３４は、コレットチャック３６によって工具装着穴１４ａに固定される。本実施形態では、コレットチャック３６は、主軸１４の前端部の外周面に形成されたねじ部にナット３８を螺合し締め付けることによって、工具装着穴１４ａ内に押し込まれると共に、工具３４を把持するようになっている。
【0026】
以下、工作機械１００に本願発明を適用する場合を一例として、本願発明のアタッチメント主軸誤差測定システムおよび測定方法を説明する。
図４は、本願発明のアタッチメント主軸誤差測定システムの好ましい実施形態を示すブロック図である。図４において、アタッチメント主軸誤差測定システム５０は、制御装置５２、入力部５４、サーボアンプ５６、サーボモータ５８、位置検知装置６０、記憶装置６２およびセンサとしての工具測定装置７０を主要な構成要素として具備している。
図４は、本願発明のアタッチメント主軸誤差測定システムの好ましい実施形態を示すブロック図である。図４において、アタッチメント主軸誤差測定システム５０は、制御装置５２、入力部５４、サーボアンプ５６、サーボモータ５８、位置検知装置６０、記憶装置６２およびセンサとしての工具測定装置７０を主要な構成要素として具備している。
【0027】
制御装置５２は、入力部５４から入力された工具測定プログラムに従い、サーボアンプからサーボモータ５８に出力される電流を制御し、主軸１１４に装着されているアタッチメント主軸１０と工具測定装置７０とを相対移動させる。制御装置５２は、図１、２の実施形態では制御装置２００によって構成することができる。つまり、本願発明を適用する工作機械のＮＣ装置や機械制御装置の一部として構成することができる。
【0028】
入力部５４は、工具測定プログラムを制御装置５２へ入力する要素であって、制御装置５２（図１、２の実施形態では制御装置２００）の出入力ポートに接続されたキーボード（図示せず）やタッチパネル（図示せず）のような入力デバイスや、通信ネットワークを介して制御装置５２に接続されたサーバー（図示せず）やパーソナルコンピュータ（図示せず）、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置を含むことができる。
【0029】
サーボモータ５８は、アタッチメント主軸１０が装着されている工作機械の送り軸を駆動する要素であって、図１、２の実施形態では、工作機械１００のＸ軸サーボモータＭｘ、Ｙ軸サーボモータＭｙ、Ｚ軸サーボモータＭｚおよび主軸サーボモータＭｓによって構成することができる。
【0030】
位置検知装置６０は、アタッチメント主軸１０が装着されている工作機械の送り軸の座標を制御装置５２に出力する要素であって、図１、２の実施形態では、Ｘ軸デジタルスケール、Ｙ軸デジタルスケール１２８、Ｚ軸デジタルスケールおよびロータリエンコーダ１１８によって構成することができる。位置検知装置６０は、Ｘ軸デジタルスケール、Ｙ軸デジタルスケール１２８、Ｚ軸デジタルスケールに代えて、Ｘ軸サーボモータＭｘ、Ｙ軸サーボモータＭｙおよびＺ軸サーボモータＭｚに設けたロータリエンコーダ（図示せず）によって構成してもよい。
【0031】
記憶装置６２は、測定されたアタッチメント主軸の誤差を記憶する要素であって、図１、２の実施形態では、制御装置２００が備えるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やＲＯＭ（リードオンリーメモリ）のようなメモリ装置および／またはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）のような記憶デバイスによって構成することができる。
【0032】
工具測定装置７０は、測定対象である工具を検知したときにスキップ信号を出力する非接触式の工具測定装置により構成することができる。図６を参照すると、一例として示す工具測定装置７０は、直線状の細いレーザ光を照射するレーザ照射部と、該レーザ光を受けるレーザ受光部とを備えて、レーザ照射部とレーザ受光部との間のレーザ光を測定対象物が横切ったときに、スキップ信号を出力するレーザ式測定装置である。工具をレーザ光に接近させるためには、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のいずれかに工具を移動させる指令を与えて軸送りするが、指令した目標位置まで工具が移動する前にスキップ信号が出力された時点で軸の移動が停止し、指令した目標位置に到達していない状態で次のプログラム（ブロック）に移る。移動指令が完了していないのに、移動を止めて、指令をスキップさせるためのトリガになる信号をスキップ信号という。
【0033】
より詳細には、工具測定装置７０は、前記レーザ照射部とレーザ受光部とを所定の位置に配置するフレームを有している。該フレームは、アタッチメント主軸１０を装着する工作機械の適当な部位に固定されるベース部７２を有している。ベース部７２を取り付ける工作機械の所定の部位は、アタッチメント主軸１０を装着する主軸の回転軸線、例えば工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓに関して水平方向に、該主軸に対して相対移動可能なサポート部材、例えば工作機械１００のテーブル１２０とすることができる。
【0034】
工具測定装置７０の前記フレームは、ベース部７２を工作機械のサポート部材に固定したときに前記主軸の回転軸線に対して平行になる一対の腕部７４ａ、７４ｂを有している。一対の腕部７４ａ、７４ｂの先端部分には、レーザ光Ｌを照射するレーザ照射部７６ａと、レーザ光Ｌを受光するレーザ受光部７６ｂ（図７参照）が互いに対向するように配設されている。こうして、工具測定装置７０を構成するレーザ式測定装置は、ベース部７２および一対の腕部７４ａ、７４ｂから成る概ねＵ字形のフレームを備え、腕部７４ａ、７４ｂの間にレーザ光Ｌを照射するようになっている。レーザ式測定装置は、更に、レーザ照射部７６ａからレーザ受光部７６ｂへ向けて照射されるレーザ光Ｌが遮断されたときに、スキップ信号を出力するスキップ信号生成回路（図示せず）を備えている。
【0035】
工具測定装置７０は、工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓに対して垂直な方向にレーザ光Ｌを照射するように、テーブル１２０固定される。工具測定装置７０は、好ましくは、Ｘ軸またはＹ軸に平行にレーザ光ＬｘまたはＬｙを照射するように、テーブル１２０に固定される。以下、工具測定装置７０は、図２に示すように、Ｙ軸方向にレーザ光Ｌｙを照射するようにテーブル１２０上に配置されているとして、アタッチメント主軸誤差測定方法を説明するが、Ｘ軸方向（紙面に垂直な方向）に照射するように配置してもよい。
【0036】
ワークＷを加工する際、アタッチメント主軸１０の主軸１４には、第２の工具として非常に細い工具が装着されるので、アタッチメント主軸１０は、通常は、工作機械１００の主軸１１４の先端部に第１の工程として装着されるエンドミルやドリルのような回転切削工具である工具ＴによってワークＷが加工された後に使用される。
【0037】
アタッチメント主軸１０は、その回転軸線Ｏａが、工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓに合致するように、主軸１１４に装着されると説明したが、実際には、主軸１１４に装着されているアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａは、工作機械１００の回転軸線Ｏｓと完全には一致していない。本願発明では、アタッチメント主軸１０による加工が開始される前に、以下に説明するアタッチメント主軸誤差測定方法によって、アタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの工作機械１００の回転軸線Ｏｓからのずれ量を測定する。
【0038】
図５において、第１の工具としての工具ＴによるワークＷの加工の後に、アタッチメント主軸１０によりワークＷを加工するために、主軸１１４の先端にアタッチメント主軸１０が装着される（ステップＳ１０）。これは、オペレータが手動で行ってもよいが、通常は、制御装置５２に入力された加工プログラムに従い、工作機械１００の自動工具交換装置で行われる。自動工具交換に際しては、工作機械１００の主軸１１４はＣｓ軸制御により原点位置に割り出されている。また、アタッチメント主軸１０が主軸１１４に装着されるときに、アタッチメント主軸１０のボール２８が工作機械１００の主軸頭１１０の位置決め係合部１３２に係合し、アタッチメント主軸１０がＣｓ軸制御モードにおける原点位置Ｐ０（図８参照）に位置決めされる。
【0039】
ここで図８を参照すると、Ｃｓ軸が原点位置Ｐ０にあるときのアタッチメント主軸１０の主軸１４の回転軸線Ｏａの位置Ｐｒ０が図示されている。工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓからのアタッチメント主軸１０の主軸１４の回転軸線Ｏａの位置ずれ量（偏差）は、以下の式で表される。
δｘ＝Ｘｃａ（０）－Ｘｓ＝ｒcosφ…（１）
δｙ＝Ｙｃａ（０）－Ｙｓ＝ｒsinφ…（２）
δｘ＝Ｘｃａ（０）－Ｘｓ＝ｒcosφ…（１）
δｙ＝Ｙｃａ（０）－Ｙｓ＝ｒsinφ…（２）
【0040】
工作機械１００の主軸１１４にアタッチメント主軸１０が装着された後、ステップＳ１２以下でアタッチメント主軸誤差測定方法が実行される。これは、例えば、制御装置５２に入力される加工プログラム中に、アタッチメント主軸誤差測定プログラムを読み込む指令を書き込むことによって自動で行うことができる。加工プログラムの実行とは無関係に、アタッチメント主軸誤差測定プログラムのみを実行してもよい。
【0041】
まず、アタッチメント主軸１０の主軸１４が所定の回転速度、例えば加工するときの回転速度で回転させられる（ステップＳ１２）。好ましくは、これを所定時間継続してアタッチメント主軸１０の暖機運転が実行される（ステップＳ１４）。暖機運転により、アタッチメント主軸１０の回転が安定する。
【0042】
次いで、Ｃｓ軸制御により、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第１の測定位置Ｐｒ１へ移動させる（ステップＳ１６）。図８の例では、回転軸線Ｏｓを中心として原点位置Ｐｒ０から角度θ１の回転位置である。第１の測定位置Ｐｒ１への主軸１１４の回転はＣｓ軸制御モードで行うことができる。このとき、アタッチメント主軸１０のボール２８は、主軸頭１１０の位置決め係合部１３２から離脱する。
【0043】
次いで、アタッチメント主軸１０の工具３４を、＋側および－側からレーザ光Ｌを横断するように、工作機械１００の主軸１１４をテーブル１２０に対して相対移動させる。アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光Ｌを遮断したときの座標に基づいて、回転軸線Ｏｓの移動方向座標値を演算する（ステップＳ１８）。これは、例えば、図７に示すように、レーザ光ＬがＹ軸方向に照射されるように工具測定装置７０がテーブル１２０に固定されている場合、以下に説明するように、主軸１１４をＸ軸方向に移動させて実行することができる。
【0044】
なお、本実施形態では、Ｘ軸方向が、アタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａと直交する第１の方向であり、Ｙ軸方向がアタッチメント主軸の回転軸線および第１の方向に直交する方向である第２の方向である。
【0045】
（１）Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、レーザ光Ｌから－Ｘ軸方向に所定の距離離間した所定の第１の測定開始位置Ｐ１に配置する。
（２）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ１で示すように、主軸１１４を第１の測定開始位置Ｐ１からＸ軸に沿って＋方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌへアプローチさせることが好ましい。
（３）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ－ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
（２）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ１で示すように、主軸１１４を第１の測定開始位置Ｐ１からＸ軸に沿って＋方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌへアプローチさせることが好ましい。
（３）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ－ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
【0046】
（４）次いで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、レーザ光Ｌから＋Ｘ軸方向に所定の距離離間した所定の第２の測定開始位置Ｐ２に配置する。
（５）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ２で示すように、主軸１１４を第２の測定開始位置Ｐ２からＸ軸に沿って－方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌへアプローチさせることが好ましい。
（６）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ＋ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
（５）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ２で示すように、主軸１１４を第２の測定開始位置Ｐ２からＸ軸に沿って－方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌへアプローチさせることが好ましい。
（６）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ＋ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
【0047】
第１の測定位置Ｐｒ１におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの移動方向座標値（この場合、主軸１１４をＸ軸方向に移動させて測定した回転軸線Oａの座標値）としてＸ座標値Ｘｃａ（１）は以下の式（３）により表すことができる。
Ｘｃａ（１）＝（Ｘ－ （１）＋Ｘ＋ （１））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ１）…（３）
Ｘｃａ（１）＝（Ｘ－ （１）＋Ｘ＋ （１））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ１）…（３）
【0048】
次に、Ｃｓ軸制御モードにより、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第２の測定位置Ｐｒ２へ移動させる（ステップＳ２０）。図８の例では、第２の測定位置Ｐｒ２は、回転軸線Ｏｓを中心として原点位置Ｐｒ０から角度θ２の回転位置である。
【0049】
主軸１１４を第２の測定位置Ｐｒ２へ移動させた後、上述の工程（１）～（６）と同様の工程を実行してＸ－
（２）およびＸ＋
（２）を求め、これに基づいて、第２の測定位置におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ座標値Ｘｃａ（２）を以下の式（４）により演算する（ステップＳ２２）。
Ｘｃａ（２）＝（Ｘ－ （２）＋Ｘ＋ （２））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ２）…（４）
Ｘｃａ（２）＝（Ｘ－ （２）＋Ｘ＋ （２））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ２）…（４）
【0050】
更に、Ｃｓ軸制御モードにより、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第３の測定位置Ｐｒ３へ移動させる（ステップＳ２４）。図８の例では、第３の測定位置Ｐｒ３は、回転軸線Ｏｓを中心として原点位置Ｐｒ０から角度θ３の回転位置である。
【0051】
主軸１１４を第３の測定位置Ｐｒ３へ移動させた後、上述の工程（１）～（６）と同様の工程を実行してＸ－
（３）およびＸ＋
（３）を求め、これに基づいて、第３の測定位置にＰｒ３おけるアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ座標値Ｘｃａ（３）を以下の式（５）により演算する（ステップＳ２６）。
Ｘｃａ（３）＝（Ｘ－ （３）＋Ｘ＋ （３））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ３）…（５）
Ｘｃａ（３）＝（Ｘ－ （３）＋Ｘ＋ （３））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ３）…（５）
【0052】
更に、Ｃｓ軸制御モードにより、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第４の測定位置ＰＲ４へ移動させる（ステップＳ２８）。図８の例では、第４の測定位置Ｐｒ４は、回転軸線Ｏｓを中心として原点位置Ｐｒ０から角度θ４の回転位置である。
【0053】
主軸１１４を第４の測定位置Ｐｒ４へ移動させた後、上述の工程（１）～（６）と同様の工程を実行してＸ－
（４）およびＸ＋（４）を求め、これに基づいて、第４の測定位置Ｐｒ４におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ座標値Ｘｃａ（４）を式（６）により演算する（ステップＳ３０）。
Ｘｃａ（４）＝（Ｘ－ （４）＋Ｘ＋ （４））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ４）…（６）
Ｘｃａ（４）＝（Ｘ－ （４）＋Ｘ＋ （４））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ４）…（６）
【0054】
得られたＸｃａ（１）、Ｘｃａ（２）、Ｘｃａ（３）、Ｘｃａ（４）および式（１）～（６）に基づいて工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓからのアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ軸方向の位置ずれ（第１の方向へのずれ量）δｘおよびＹ軸方向の位置ずれ（第２の方向へのずれ量）δｙは以下の式（７）、（８）で示される。
【0055】
【数1】
【数2】
【0056】
工作機械１００の制御装置２００は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれδｘ、δｙに基づいて、加工誤差の補正量を演算する（ステップＳ３２）。制御装置２００は、更に、工作機械１００の主軸１１４をＣｓ軸制御モードで原点位置Ｐ０へ回転させ、この位置で固定する（ステップＳ３４）。このときアタッチメント主軸１０のボール２８が工作機械１００の主軸頭１１０の位置決め係合部１３２に係合する。アタッチメント主軸１０で回転させた第２の工具としての工具３４でワークＷを加工する（ステップＳ３６）。
【0057】
本実施形態によれば、工作機械１００の主軸１１４に装着したアタッチメント主軸１０の主軸１４の回転軸線Ｏａと、工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓとの間のＸ軸方向（第１の方向）のずれ量およびＹ軸方向（第２の方向）のずれ量を、工作機械１００のテーブル１２０上に載置されたセンサとしての工具測定装置７０を用いて求めることによって、加工誤差の補正量を容易かつ迅速に求めることが可能となる。
【0058】
なお、上述の方法では、主軸１１４を第１の測定開始位置Ｐ１からＸ軸に沿って＋方向に移動させ、次いで、第２の測定開始位置Ｐ２からＸ軸に沿って－方向に移動させるように説明したが、このアプローチ方法に限定されず、主軸１１４を先に第２の測定開始位置Ｐ２からＸ軸に沿って－方向に移動させ、次いで第１の測定開始位置Ｐ１からＸ軸に沿って＋方向に移動させるようにしてもよい。
【0059】
また、既述したように、Ｙ軸方向に照射された１本のレーザ光Ｌを用いて、工作機械１００の主軸１１４をＣｓ軸制御モードで複数の回転割出位置、既述の実施形態では４つの測定位置Ｐｒ１、Ｐｒ２、Ｐｒ３、Ｐｒ４に位置決めして、アタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａと直交する第１の方向としてのＸ軸方向にアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの位置Ｘｃａ（１）、Ｘｃａ（２）、Ｘｃａ（３）、Ｘｃａ（４）を測定し、これに基づいて工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓからのアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ軸方向の位置ずれ（第１の方向へのずれ量）δｘおよびＹ軸方向の位置ずれ（第２の方向へのずれ量）δｙを演算するようになっている。
【0060】
本願発明はこれに限定されず、図９～図１１に示すように、Ｙ軸方向に照射されたレーザ光Ｌｙに加えて、Ｘ軸方向にもレーザ光を照射し、工作機械１００の主軸１１４をＣｓ軸制御モードで２つの測定位置に位置決めして、第１の方向（Ｘ軸方向）の位置ずれと、第２の方向（Ｙ軸方向）の位置ずれを求め、それに基づいてアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの第１と第２の方向への芯ずれを演算するようにしてもよい。
【0061】
図１１を参照すると、上述のステップＳ１０と同様に、アタッチメント主軸１０を工作機械１００の主軸１１４の先端に装着したとき、工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓからのアタッチメント主軸１０の主軸１４の回転軸線Ｏａの位置ずれ量（偏差）は、以下の式で表される。
δｘ＝Ｘｃａ（０）－Ｘｓ＝ｒcosφ…（９）
δｙ＝Ｙｃａ（０）－Ｙｓ＝ｒsinφ…（１０）
δｘ＝Ｘｃａ（０）－Ｘｓ＝ｒcosφ…（９）
δｙ＝Ｙｃａ（０）－Ｙｓ＝ｒsinφ…（１０）
【0062】
（７）次いで、上述のステップＳ１２およびステップＳ１４と同様に暖機運転をした後、Ｃｓ軸制御により、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第１の測定位置Ｐｒ１へ移動させる。図１１の例では、回転軸線Ｏｓを中心として原点位置Ｐｒ０から角度θ１の回転位置である。
【0063】
（８）次いで、図９に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、Ｙ軸方向に照射されているレーザ光Ｌｙから－Ｘ軸方向に所定の距離離間した所定の第１の測定開始位置Ｐ１に工具３４を配置する。
（９）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ１で示すように、主軸１１４を第１の測定開始位置Ｐ１からＸ軸に沿って＋方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｙへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｙへアプローチさせることが好ましい。
（１０）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｙを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ－ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
（９）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ１で示すように、主軸１１４を第１の測定開始位置Ｐ１からＸ軸に沿って＋方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｙへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｙへアプローチさせることが好ましい。
（１０）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｙを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ－ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
【0064】
（１１）次いで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、レーザ光Ｌｙから＋Ｘ軸方向に所定の距離離間した所定の第２の測定開始位置Ｐ２に配置する。
（１２）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ２で示すように、主軸１１４を第２の測定開始位置Ｐ２からＸ軸に沿って－方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｙへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｙへアプローチさせることが好ましい。
（１３）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｙを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ＋ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
（１２）Ｘ軸を制御して、矢印Ａ２で示すように、主軸１１４を第２の測定開始位置Ｐ２からＸ軸に沿って－方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｙへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｙへアプローチさせることが好ましい。
（１３）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｙを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｘ＋ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
【0065】
第１の測定位置Ｐｒ１におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの移動方向座標値としてＸ座標値Ｘｃａ（１）は以下の式（１１）により表すことができる。
Ｘｃａ（１）＝（Ｘ－ （１）＋Ｘ＋ （１））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ１）…（１１）
Ｘｃａ（１）＝（Ｘ－ （１）＋Ｘ＋ （１））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ１）…（１１）
【0066】
次に、Ｃｓ軸制御モードにより、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第２の測定位置Ｐｒ２へ移動させる。図１１の例では、第２の測定位置Ｐｒ２は、回転軸線Ｏｓを中心として原点位置Ｐｒ０から角度θ２の回転位置である。
【0067】
主軸１１４を第２の測定位置Ｐｒ２へ移動させた後、上述の工程（８）～（１３）と同様の工程を実行してＸ－
（２）およびＸ＋
（２）を求め、これに基づいて、第２の測定位置におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ座標値Ｘｃａ（２）を以下の式（１２）により演算する。
Ｘｃａ（２）＝（Ｘ－ （２）＋Ｘ＋ （２））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ２）…（１２）
Ｘｃａ（２）＝（Ｘ－ （２）＋Ｘ＋ （２））／２＝Ｘｓ＋ｒcos（φ＋θ２）…（１２）
【0068】
（１４）次いで、Ｃｓ軸制御により、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第１の測定位置Ｐｒ１へ再び移動させる。
（１５）次いで、図１０に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、Ｘ軸方向に照射されているレーザ光Ｌｘから－Ｙ軸方向に所定の距離離間した所定の第３の測定開始位置Ｐ３に工具３４を配置する。
（１６）Ｙ軸を制御して、矢印Ｂ１で示すように、主軸１１４を第３の測定開始位置Ｐ３からＹ軸に沿って＋方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｘへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｘへアプローチさせることが好ましい。
（１７）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｘを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｙ－ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
（１５）次いで、図１０に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、Ｘ軸方向に照射されているレーザ光Ｌｘから－Ｙ軸方向に所定の距離離間した所定の第３の測定開始位置Ｐ３に工具３４を配置する。
（１６）Ｙ軸を制御して、矢印Ｂ１で示すように、主軸１１４を第３の測定開始位置Ｐ３からＹ軸に沿って＋方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｘへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｘへアプローチさせることが好ましい。
（１７）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｘを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＸ座標値Ｙ－ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
【0069】
（１８）次いで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を制御して、アタッチメント主軸１０の工具３４が、レーザ光Ｌｘから＋Ｙ軸方向に所定の距離離間した所定の第４の測定開始位置Ｐ４に配置する。
（１９）Ｙ軸を制御して、矢印Ｂ２で示すように、主軸１１４を第４の測定開始位置Ｐ４からＹ軸に沿って－方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｘへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｘへアプローチさせることが好ましい。
（２０）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｘを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＹ座標値Ｙ＋ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
（１９）Ｙ軸を制御して、矢印Ｂ２で示すように、主軸１１４を第４の測定開始位置Ｐ４からＹ軸に沿って－方向に移動させ、アタッチメント主軸１０の工具３４をレーザ光Ｌｘへ向けてアプローチさせる。このとき、工具３４は停止していてもよいが、回転させながらレーザ光Ｌｘへアプローチさせることが好ましい。
（２０）アタッチメント主軸１０の工具３４がレーザ光線Ｌｘを遮断すると、工具測定装置７０のスキップ信号回路から、制御装置５２へスキップ信号が出力される。制御装置５２は、スキップ信号を受信したときのＹ座標値Ｙ＋ （１）を位置検知装置６０から読み取る。
【0070】
第１の測定位置Ｐｒ１におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの移動方向座標値（主軸１１４をＹ軸方向に移動させて測定した回転軸線Ｏａの座標値）としてＹ座標値Ｙｃａ（１）は以下の式（１３）により表すことができる。
Ｙｃａ（１）＝（Ｙ－ （１）＋Ｙ＋ （１））／２＝Ｙｓ＋ｒsin（φ＋θ１）…（１３）
Ｙｃａ（１）＝（Ｙ－ （１）＋Ｙ＋ （１））／２＝Ｙｓ＋ｒsin（φ＋θ１）…（１３）
【0071】
次に、Ｃｓ軸制御モードにより、工作機械１００の主軸１１４を回転軸線Ｏｓ周りの所定の回転位置である第２の測定位置Ｐｒ２へ移動させる。
【0072】
主軸１１４を第２の測定位置Ｐｒ２へ移動させた後、上述の工程（１５）～（２０）と同様の工程を実行してＹ－
（２）およびＹ＋
（２）を求め、これに基づいて、第２の測定位置におけるアタッチメント主軸１０の回転軸線Ｏａの移動方向座標値（主軸１１４をＹ軸方向に移動させて測定した回転軸線Ｏａの座標値）Ｙ座標値Ｙｃａ（２）を以下の式（１２）により演算する。
Ｙｃａ（２）＝（Ｙ－ （２）＋Ｙ＋ （２））／２＝Ｙｓ＋ｒsin（φ＋θ２）…（１４）
Ｙｃａ（２）＝（Ｙ－ （２）＋Ｙ＋ （２））／２＝Ｙｓ＋ｒsin（φ＋θ２）…（１４）
【0073】
得られたＸｃａ（１）、Ｘｃａ（２）、Ｙｃａ（１）、Ｙｃａ（２）および式（９）～（１４）に基づいて工作機械１００の主軸１１４の回転軸線Ｏｓからのアタッチメント主軸１０の回転軸線ＯａのＸ軸方向の位置ずれ（第１の方向へのずれ量）δｘおよびＹ軸方向の位置ずれ（第２の方向へのずれ量）δｙは以下の式（１５）、（１６）で示される。
【0074】
【数3】
【数4】
【符号の説明】
【0075】
１０ アタッチメント主軸
１２ ハウジング
１２ａ テーパシャンク部
１２ｂ Ｖ溝
１４ 主軸
１４ａ 工具装着穴
１５ 工程
１６ 軸受
１８ 空気室
２０ エアタービン
２２ 空気供給通路
２４ 排気通路
２６ 突起部
２６ａ 凹部
２８ ボール
３２ キャップ
３４ 工具
３６ コレットチャック
３８ 袋ナット
５０ アタッチメント主軸誤差測定システム
５２ 制御装置
５４ 入力部
５６ サーボアンプ
５８ サーボモータ
６０ 位置検知装置
６２ 記憶装置
７０ 工具測定装置
７２ ベース部
７４ａ 腕部
７４ｂ 腕部
７６ａ レーザ照射部
７６ｂ レーザ受光部
１００ 工作機械
１０２ ベッド
１０４ コラム
１０６ Ｘスライダ
１０６ａ ブロック
１０８ Ｘ軸案内レール
１１０ 主軸頭
１１０ａ ブロック
１１２ Ｚ軸案内レール
１１４ 主軸
１１６ 軸受
１１８ ロータリエンコーダ
１２０ テーブル
１２０ａ ブロック
１２２ Ｙ軸案内レール
１２６ ナット
１２８ Ｙ軸デジタルスケール
１３０ 工具ホルダ
１３２ 係合部
２００ 制御装置
１２ ハウジング
１２ａ テーパシャンク部
１２ｂ Ｖ溝
１４ 主軸
１４ａ 工具装着穴
１５ 工程
１６ 軸受
１８ 空気室
２０ エアタービン
２２ 空気供給通路
２４ 排気通路
２６ 突起部
２６ａ 凹部
２８ ボール
３２ キャップ
３４ 工具
３６ コレットチャック
３８ 袋ナット
５０ アタッチメント主軸誤差測定システム
５２ 制御装置
５４ 入力部
５６ サーボアンプ
５８ サーボモータ
６０ 位置検知装置
６２ 記憶装置
７０ 工具測定装置
７２ ベース部
７４ａ 腕部
７４ｂ 腕部
７６ａ レーザ照射部
７６ｂ レーザ受光部
１００ 工作機械
１０２ ベッド
１０４ コラム
１０６ Ｘスライダ
１０６ａ ブロック
１０８ Ｘ軸案内レール
１１０ 主軸頭
１１０ａ ブロック
１１２ Ｚ軸案内レール
１１４ 主軸
１１６ 軸受
１１８ ロータリエンコーダ
１２０ テーブル
１２０ａ ブロック
１２２ Ｙ軸案内レール
１２６ ナット
１２８ Ｙ軸デジタルスケール
１３０ 工具ホルダ
１３２ 係合部
２００ 制御装置
【要約】
【課題】容易かつ迅速にアタッチメント主軸を装着する主軸に対するアタッチメント主軸の位置ずれを測定し、アタッチメント主軸で加工したときの加工誤差を容易に補正し、高精度にワークを加工すること。
【解決手段】アタッチメント主軸に装着した工具で加工を行う加工方法が、アタッチメント主軸を主軸に装着した状態で、主軸を複数の回転割出位置でアタッチメント主軸の回転軸線と直交する第１の方向にアタッチメント主軸の回転軸線の位置を求め、複数の回転割出位置のそれぞれで求めた回転軸線の位置から、主軸の回転軸線に対するアタッチメント主軸の回転軸線の位置の第１の方向へのずれ量と、アタッチメント主軸の回転軸線および第１の方向に直交する方向である第２の方向へのずれ量とを算出し、これに基づいて第１の方向へのずれ量と第２の方向へのずれ量を補償するよう補正しつつ、アタッチメント主軸の工具でワークを加工するようにした。
【選択図】図５
【解決手段】アタッチメント主軸に装着した工具で加工を行う加工方法が、アタッチメント主軸を主軸に装着した状態で、主軸を複数の回転割出位置でアタッチメント主軸の回転軸線と直交する第１の方向にアタッチメント主軸の回転軸線の位置を求め、複数の回転割出位置のそれぞれで求めた回転軸線の位置から、主軸の回転軸線に対するアタッチメント主軸の回転軸線の位置の第１の方向へのずれ量と、アタッチメント主軸の回転軸線および第１の方向に直交する方向である第２の方向へのずれ量とを算出し、これに基づいて第１の方向へのずれ量と第２の方向へのずれ量を補償するよう補正しつつ、アタッチメント主軸の工具でワークを加工するようにした。
【選択図】図５
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】