(57)【要約】【課題】ワークの形状を高精度に測定するとともに、ワークのテーブルへの取り付け姿勢を高精度に修正することができる工作機械のワーク姿勢制御装置を提供する。【解決手段】ワークＷの形状を測定する非接触センサ２０を装着可能な可動式の主軸１５と、相互に直交する三つの軸回りに任意の角度で回動可能に構成された傾斜回転テーブル３０を介してワークＷを固定するスライドテーブル１６と、主軸１５及びテーブル１５，３０を制御するＮＣ装置４０とを備え、ＮＣ装置４０が非接触センサ２０によって求めたワークＷの形状と主軸１５及びスライドテーブル１６の位置とから実際のワークＷの姿勢を算出するとともに、ワークＷの本来あるべき姿勢とワークＷの実際の姿勢とから算出したワークＷの補正値に基づいて傾斜回転テーブル３０の三つの軸回りの回動を制御するように構成した。【選択図】図４
2010201581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具または測定器を装着可能な可動式の主軸と、ワークを固定するテーブルと、前記主軸及び前記テーブルを制御するＮＣ装置とを備える工作機械における前記ワークの前記テーブルへの取り付け姿勢を制御する工作機械のワーク姿勢制御装置であって、
前記測定器が前記ワークの形状を測定し、
前記テーブルが相互に直交する三つの軸回りに任意の角度で回動可能に前記ワークを支持し、
前記ＮＣ装置が前記測定器によって求めた前記ワークの形状と前記主軸及び前記テーブルの位置とから実際の前記ワークの姿勢を算出するとともに、予め設定される前記ワークの本来あるべき姿勢と前記ワークの実際の姿勢とから前記ワークの補正値を算出し、この補正値に基づいて前記テーブルの前記三つの軸回りの回動を制御する
ことを特徴とする工作機械のワーク姿勢制御装置。
【請求項２】
前記ＮＣ装置が、
本来あるべき前記ワークの形状及び姿勢を入力する入力部と、
前記ワークの測定を開始する測定指令部と、
前記主軸及び前記テーブルの移動を制御する各軸移動指令部と、
ワーク測定時における前記主軸及び前記テーブルの位置を求める各軸位置演算部と、
前記測定器によって求めた前記ワークの形状と前記各軸位置演算部によって求めた前記主軸及び前記テーブルの位置とに基づいて前記ワークの前記テーブルへの取り付け姿勢を求めるワーク取付姿勢演算部と、
前記ワーク取付姿勢演算部によって求めた実際の前記ワークの前記テーブルへの取り付け姿勢と前記入力部において入力された前記ワークの本来あるべき姿勢とから前記ワークの姿勢の補正値を算出する姿勢補正値演算部とを備え、
前記各軸移動指令部が前記補正値に基づいて前記テーブルの前記三つの軸回りの回動を制御し、前記ワークの姿勢を修正するように構成された
ことを特徴とする請求項１記載の工作機械のワーク姿勢制御装置。
【請求項３】
前記測定器が、前記ワークに対して測定光を照射する投光部と、前記ワークによって反射された前記測定光の反射光を受光する受光部とを備え、前記反射光の反射角度に基づいて前記ワークまでの距離を求めることにより前記ワークの形状を測定するように構成された非接触式測定手段である
ことを特徴とする請求項１記載の工作機械のワーク姿勢制御装置。
【請求項４】
前記テーブルが、水平面上で直交する二つの軸回りで回動可能であって、その上面に前記ワークが固定される板体と、鉛直方向に伸縮可能に構成された傾斜角調整体と、前記板体を鉛直軸回りで回転可能に支持する回転角調整体とを備え、
前記傾斜角調整体が、前記板体の下面の少なくとも三箇所に相互に間隔をおいて配設された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の工作機械のワーク姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの機械加工を行う工作機械において、ワークの取り付け姿勢を制御する工作機械のワーク姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械加工に対する加工精度の要求の高まりに伴って、工具の寸法等を高精度に測定することに加えて、ワーク（工作物）の寸法等についても高精度な測定を行うことが重要となってきている。特に、微細・精密加工の分野においては、ワーク自体が小さい、または加工部が小さいことにより、ワークを機械に対して正確な姿勢で設置しないと必要な精度を得ることができない、または加工そのものを行うことができないといった問題が生じる可能性があった。そして、前工程で行った加工に対し正確な相対位置に加工を行う必要があるなど、加工前のワーク測定とそれに基づいてワークの姿勢を修正することも重要となってきている。
【０００３】
ここで、ワークを測定する方法としては、従来、インジケータを手動で機械に取り付け、インジケータの触針をワークの表面に当てて手動で測定する、または、タッチプローブを用いて自動あるいは半自動で測定することが一般的に行われている。ところが、昨今の微細・精密加工の分野においては、上述したようにワーク自体が小さい、または加工部が小さく測定したい箇所が狭いなどの理由により、インジケータやタッチプローブの触針をワークに当てられず、インジケータやタッチプローブによる測定ができない場合があるという問題があった。
【０００４】
さらに、インジケータやタッチプローブを用いてワークの姿勢を測定できたとしても、ワーク自体が小さい場合や加工部が小さい場合にワークの姿勢を作業者が手動で修正することは困難であった。
【０００５】
このような問題に対し、特許文献１には、タッチプローブを用いてワークの被測定面上の任意の三点の三次元座標を測定して実際のワークの取り付け姿勢を求め、工作機械の傾斜回転テーブルを用いて、ワークの姿勢を自動で修正するようにした構成が記載されている。また、特許文献２には、非接触式のワーク形状測定装置を用いてワークの形状を測定するようにしたワーク形状測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１９９５１号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された発明は、タッチプローブを用いてその姿勢を測定することのできるワークでなければ、その姿勢を修正することができないという問題があった。また、特許文献２に記載された非接触式のワーク形状測定装置を用いてワークの形状を測定することができたとしても、特許文献１に記載された例のような円筒形状のワークであればその姿勢を修正することができるものの、一般的な直方体形状のワークにおいては、傾斜回転テーブルの二つの制御軸では、もう一つの回転方向に対して修正を行うことができないという問題があった。
【０００８】
傾斜回転テーブルの制御軸で修正できない回転方向について、加工プログラム側で指令する加工位置の座標を回転させて修正することも考えられるが、プログラムが複雑になったり、加工精度を維持しにくくなるなどのおそれがあるという問題があった。
【０００９】
このようなことから本発明は、ワークの形状を高精度に測定するとともに、ワークのテーブルへの取り付け姿勢を高精度に修正することができる工作機械のワーク姿勢制御装置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】
【００１０】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置は、工具または測定器を装着可能な可動式の主軸と、ワークを固定するテーブルと、前記主軸及び前記テーブルを制御するＮＣ装置とを備える工作機械における前記ワークの前記テーブルへの取り付け姿勢を制御する工作機械のワーク姿勢制御装置であって、前記測定器が前記ワークの形状を測定し、前記テーブルが相互に直交する三つの軸回りに任意の角度で回動可能に前記ワークを支持し、前記ＮＣ装置が前記測定器によって求めた前記ワークの形状と前記主軸及び前記テーブルの位置とから実際の前記ワークの姿勢を算出するとともに、予め設定される前記ワークの本来あるべき姿勢と前記ワークの実際の姿勢とから前記ワークの補正値を算出し、この補正値に基づいて前記テーブルの前記三つの軸回りの回動を制御することを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第２の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置は、第１の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置において、前記ＮＣ装置が、本来あるべき前記ワークの形状及び姿勢を入力する入力部と、前記ワークの測定を開始する測定指令部と、前記主軸及び前記テーブルの移動を制御する各軸移動指令部と、ワーク測定時における前記主軸及び前記テーブルの位置を求める各軸位置演算部と、前記測定器によって求めた前記ワークの形状と前記各軸位置演算部によって求めた前記主軸及び前記テーブルの位置とに基づいて前記ワークの前記テーブルへの取り付け姿勢を求めるワーク取付姿勢演算部と、前記ワーク取付姿勢演算部によって求めた実際の前記ワークの前記テーブルへの取り付け姿勢と前記入力部において入力された前記ワークの本来あるべき姿勢とから前記ワークの姿勢の補正値を算出する姿勢補正値演算部とを備え、前記各軸移動指令部が前記補正値に基づいて前記テーブルの前記三つの軸回りの回動を制御し、前記ワークの姿勢を修正するように構成されたことを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第３の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置は、第１の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置において、前記測定器が、前記ワークに対して測定光を照射する投光部と、前記ワークによって反射された前記測定光の反射光を受光する受光部とを備え、前記反射光の反射角度に基づいて前記ワークまでの距離を求めることにより前記ワークの形状を測定するように構成された非接触式測定手段であることを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するための第４の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置は、第１乃至第３のいずれかの発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置において、前記テーブルが、水平面上で直交する二つの軸回りで回動可能であって、その上面に前記ワークが固定される板体と、鉛直方向に伸縮可能に構成された傾斜角調整体と、前記板体を鉛直軸回りで回転可能に支持する回転角調整体とを備え、前記傾斜角調整体が、前記板体の下面の少なくとも三箇所に相互に間隔をおいて配設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述した第１の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置によれば、工具または測定器を装着可能な可動式の主軸と、ワークを固定するテーブルと、主軸及びテーブルを制御するＮＣ装置とを備える工作機械におけるワークのテーブルへの取り付け姿勢を制御する工作機械のワーク姿勢制御装置であって、測定器がワークの形状を測定し、テーブルが相互に直交する三つの軸回りに任意の角度で回動可能にワークを支持し、ＮＣ装置が測定器によって求めたワークの形状と主軸及びテーブルの位置とから実際のワークの姿勢を算出するとともに、予め設定されるワークの本来あるべき姿勢とワークの実際の姿勢とからワークの補正値を算出し、この補正値に基づいてテーブルの三つの軸回りの回動を制御するので、ワークのテーブルへの取り付け姿勢を自動で高精度に修正することができ、これにより加工精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
また、第２の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置によれば、ＮＣ装置が、本来あるべきワークの形状及び姿勢を入力する入力部と、ワークの測定を開始する測定指令部と、主軸及びテーブルの移動を制御する各軸移動指令部と、ワーク測定時における主軸及びテーブルの位置を求める各軸位置演算部と、測定器によって求めたワークの形状と各軸位置演算部によって求めた主軸及びテーブルの位置とに基づいてワークのテーブルへの取り付け姿勢を求めるワーク取付姿勢演算部と、ワーク取付姿勢演算部によって求めた実際のワークのテーブルへの取り付け姿勢と入力部において入力されたワークの本来あるべき姿勢とからワークの姿勢の補正値を算出する姿勢補正値演算部とを備え、各軸移動指令部が上記補正値に基づいてテーブルの三つの軸回りの回動を制御し、ワークの姿勢を修正するように構成されたので、ワークの姿勢の修正を自動で高精度に行うことが可能となる。
【００１６】
また、第３の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置によれば、測定器が、ワークに対して測定光を照射する投光部と、ワークによって反射された測定光の反射光を受光する受光部とを備え、反射光の反射角度に基づいてワークまでの距離を求めることによりワークの形状を測定するように構成された非接触式測定手段であるので、ワーク自体が小さい、または加工部が小さい等という場合であっても、ワークの形状を高精度に測定することができる。
【００１７】
また、第４の発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置によれば、テーブルが、水平面上で直交する二つの軸回りで回動可能であって、その上面にワークが固定される板体と、鉛直方向に伸縮可能に構成された傾斜角調整体と、板体を鉛直軸回りで回転可能に支持する回転角調整体とを備え、傾斜角調整体が、板体の下面の少なくとも三箇所に相互に間隔をおいて配設されたので、相互に直交する三つの軸回りでテーブルを回動させることができ、ワークの姿勢の修正を自動で高精度に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る工作機械のワーク姿勢制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る工作機械のワーク姿勢制御装置に適用する非接触センサの一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例に係る工作機械のワーク姿勢制御装置に適用する傾斜回転テーブルの一例を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係る工作機械のワーク姿勢制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置について詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１乃至図４を用いて本発明に係る工作機械のワーク姿勢制御装置の一例を説明する。
図１に示すように、本実施例において工作機械本体１０は、当該工作機械本体１０の土台を構成するベッド１１上に、コラム１２、サドル１３、主軸頭１４を介して主軸１５を支持する一方、その上面であってコラム１２の前方にスライドテーブル１６を支持して構成されている。
【００２１】
コラム１２はベッド１１上に載置され、その前面に設けられた案内面に沿って水平方向（以下、Ｘ軸方向）に移動可能にサドル１３を支持している。サドル１３もまたその前面に案内面を有し、この案内面に沿って上下方向（以下、Ｚ軸方向）に移動可能に主軸頭１４を支持している。主軸頭１４はその内部にＺ軸に平行な軸回りに回転可能に主軸１５を軸支している。
【００２２】
また、スライドテーブル１６はベッド１１の上面に設けられた案内面に沿って前後方向（以下、Ｙ軸方向）に移動可能に支持されている。このように構成されることにより、テーブル１６に対する主軸１５の相対位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に変化させることができるようになっている。
【００２３】
ワークＷに対して機械加工を行う場合、主軸１５には例えば工作機械の自動工具交換機能により図示しない工具が着脱可能に装着される。また、ワークＷの形状及び取り付け姿勢の測定を行う場合、主軸１５には非接触式測定器としての非接触センサ２０が着脱可能に装着される。
【００２４】
一方、スライドテーブル１６には傾斜回転テーブル３０を介してワークＷが固定される。即ち、本実施例ではスライドテーブル１６と傾斜回転テーブル３０とからテーブルが構成されている。
【００２５】
非接触センサ２０は、ワークＷの形状を測定するものであり、例えば図２に示すようにその本体２１の基端側に主軸把持部２２が設けられる一方、先端側には投光部２３及び受光部２４が設けられている。主軸把持部２２は、非接触センサ２０を工作機械の自動工具交換機能により主軸１５に装着することができるように上述した工具の工具ホルダーと同形状に形成されている。また、投光部２３は測定光（例えば、レーザ光やハロゲン・ＬＥＤを光源とする光）をワークＷに対して出射する部分であり、受光部２４はワークＷによって反射された測定光（以下、反射光という）を受光する部分である。このように構成される非接触センサ２０においては、例えば受光部２４に入射される反射光の反射角度によってワークＷ表面までの距離を求めることができる。
【００２６】
また、傾斜回転テーブル３０はスライドテーブル１６の上面に設置され、このスライドテーブル１６と一体的にＹ軸方向に移動するように構成されている。本実施例においてこの傾斜回転テーブル３０は、その上面に固定されるワークＷを、Ｘ軸に平行な軸回りの回転方向（以下、Ａ軸回り方向）、Ｙ軸に平行な軸回りの回転方向（以下、Ｂ軸回り方向）、Ｚ軸に平行な軸回りの回転方向（以下、Ｃ軸回り方向）に回動させることができるように構成されている。
【００２７】
具体的には、傾斜回転テーブル３０は、図３に示すようにワークＷをＡ軸回り方向及びＢ軸回り方向に回動可能に構成された傾斜角調整部３１と、ワークＷをＣ軸回り方向に回転可能に構成された割出し部３２とから構成されている。
【００２８】
傾斜角調整部３１は、本体３１ａの上面に三つの傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して板体３１ｂが支持されて構成されている。傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは、各々Ｚ軸方向の長さを調整可能であり、板体３１ｂは、これら傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅの長さを調整することによってＡ軸回り方向及びＢ軸回り方向に回動可能となっている。なお、傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは相互に間隔をあけて配設されている。
【００２９】
ここで、このような傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとしては例えば電流を供給することにより伸縮するピエゾ素子を利用することができる。ピエゾ素子を用いる場合は、必要に応じてピエゾ素子からなる傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅに供給する電流の量を調整し、傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅの長さを各々調整することにより、この傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅに接する板体３１ｂを所望の角度に傾斜させることができる。
【００３０】
これに対して割出し部３２は、その本体３２ａにＣ軸回り方向に回転可能に支持される回転角調整体としての回転体３２ｂを有し、この回転体３２ｂの回転角を任意の角度で調整できるようになっている。上述した傾斜角調整部３１はこの回転体３２ｂに固定されており、これによりワークＷのＣ軸回り方向の回転角度を所望の角度に調整することができる。
【００３１】
このように構成される傾斜回転テーブル３０により、本実施例では板体３１ａに固定されるワークＷを、Ａ軸回り方向、Ｂ軸回り方向、Ｃ軸回り方向に回動させることができる。これにより、ワークＷの取り付け姿勢を所望の姿勢に高精度に修正することが可能となる。
【００３２】
さらに、図４に示すように、本実施例において工作機械本体１０、非接触センサ２０及び傾斜回転テーブル３０は、ＮＣ装置４０によってその動作を制御されている。ここで、工作機械本体１０のサドル１３、主軸頭１４、スライドテーブル１６、及び、傾斜回転テーブル３０の傾斜角調整部３１、割出し部３２には、各々図示しない位置検出機器（例えば、スケールなど）が設置されており、この位置検出機器からのフィードバック信号が後述するＮＣ装置４０に入力されるようになっているものとする。
【００３３】
ＮＣ装置４０は、工作機械全体の制御を行う装置であり、入力部４１、測定指令部４２、各軸移動指令部４３、各軸位置演算部４４、ワーク取付姿勢演算部４５、姿勢補正値演算部４６を備えている。
【００３４】
入力部４１は、ワークＷの本来あるべき形状（図面上の形状）や傾斜回転テーブル３０に対する本来あるべき取り付け姿勢を含め、ＮＣ装置４０の稼働に必要な各種データの入力を行う部分である。
【００３５】
測定指令部４２は、入力部４１において作業者から入力された各種データに基づいて、予め設定されたプログラムによりＮＣ装置４０によるワークＷの形状及び取り付け姿勢の測定動作を開始するとともに、後述するセンサ制御装置５０へ起動指令を出力する。
【００３６】
各軸移動指令部４３は、ワークＷに対して機械加工を行う場合は、入力部４１において作業者から入力された各種データに基づいて、予め設定されたプログラムにより工作機械本体１０のサドル１３、主軸頭１４、スライドテーブル１６の駆動源である各モータに対して駆動指令を出力し、ワークＷに対する主軸１５のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の相対位置を制御する。
【００３７】
また、ワークＷの形状や取り付け姿勢の測定を行う測定動作時には、入力部４１において作業者から入力された各種データに基づいて、予め設定されたプログラムによりサドル１３、主軸頭１４、スライドテーブル１６の駆動源である各モータに対して駆動指令を出力し、非接触センサ２０によりワークＷ全体の形状を測定することができるようにワークＷに対する主軸１５のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の相対位置を制御する。
【００３８】
また、ワークＷの姿勢を修正する場合は、後述する補正値に基づいて予め設定されたプログラムにより傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ、及び回転体３２ｂを制御して主軸１５に対するワークＷのＡ軸回り、Ｂ軸回り、Ｃ軸回りの相対位置を修正する。
【００３９】
各軸位置演算部４４は、上述した各軸の位置検出機器から入力されるフィードバック信号に基づいて各軸の位置を演算により求める。ワーク取付姿勢演算部４５は、各軸位置演算部４４によって取得した測定動作中における各軸の位置情報と非接触センサ２０による測定で得られた測定距離情報とから実際のワークＷの傾斜回転テーブル３０への取り付け姿勢を求める演算を行う。なお、ここでいう測定距離情報とは、非接触センサ２０からワークＷまでの距離であり、非接触センサ２０の受光部２４において受光した反射光の情報に基づいてセンサ制御装置５０において距離に換算され、ＮＣ装置４０に入力される。
【００４０】
姿勢補正値演算部４６は、入力部４１において入力されたワークＷの本来あるべき姿勢とワーク取付姿勢演算部４５によって求めたワークＷの実際の姿勢とを比較してその誤差を算出し、実際のワークＷの姿勢を本来あるべき姿勢に修正するための補正値を演算により求める。
【００４１】
なお、センサ制御装置５０は、センサ起動部５１と測定距離演算部５２とを備えている。センサ起動部５１は、測定指令部４２からの起動指令を受けて非接触センサ２０を起動する。これにより投光部２３からは測定光が出射され、受光部２４に反射光が入射されて測定結果がセンサ制御装置５０に入力される。測定距離演算部５２は、非接触センサ２０から入力される反射光の反射角度の情報に基づいて測定距離（非接触センサ２０からワークＷまでの距離）を演算により算出する。この算出結果がＮＣ装置４０に出力される。
【００４２】
以下に、このように構成される本実施例に係る工作機械のワーク姿勢制御装置によりワークＷの測定を行う場合のＮＣ装置４０による処理の流れを簡単に説明する。ＮＣ装置４０においては、まず入力部４１により各種データの入力を行う。続いて、測定指令部４２により、入力部４１において入力されたデータに基づいてワークＷの形状及び傾斜回転テーブル３０への取り付け姿勢の測定動作の各部に出力する一方、センサ制御装置５０に対して起動指令を出力する。
【００４３】
測定指令部４２によりＮＣ装置４０による測定動作の開始が出力されると、各軸移動指令部４３において主軸１５に装着された非接触センサ２０をワークＷの上部に移動させるように、工作機械本体１０のサドル１３、主軸頭１４、スライドテーブル１６が制御される一方、センサ制御装置５０のセンサ起動部５１を介して非接触センサ２０が起動される。
【００４４】
さらに、各軸移動指令部４３は非接触センサ２０によりワークＷ全体の形状を測定することができるように、ワークＷと非接触センサ２０の相対位置を制御する。このとき、各軸位置演算部４４において各軸の位置が算出される。
【００４５】
そして、ワーク取付姿勢演算部４５において、センサ制御装置５０の測定距離演算部５２から入力される測定距離情報と、各軸位置演算部４４において求めた各軸の位置とから、ワークＷの実際の傾斜回転テーブル３０への取り付け姿勢を求める。
【００４６】
続いて、姿勢補正値演算部４６において、ワークＷの本来あるべき姿勢とワーク取付姿勢演算部４５により求めたワークＷの実際の取り付け姿勢との誤差を算出し、算出した誤差に基づいてワークＷの姿勢の補正値を求める。続いて、各軸移動指令部４３によりこの補正値に基づいて傾斜回転テーブル３０の傾斜角調整部３１及び割出し部３２を制御して、ワークＷの姿勢を本来あるべき姿勢に修正する。
【００４７】
このような処理を行うことにより、本実施例では非接触センサ２０によるワークＷの形状の測定結果に基づいて、ワークＷの姿勢を本来あるべき姿勢に自動で高精度に修正することができる。
【００４８】
このように構成される本実施例に係る工作機械のワーク姿勢制御装置によれば、傾斜回転テーブル３０を、Ａ軸回り方向、Ｂ軸回り方向、Ｃ軸回り方向に回動可能に構成し、ワークＷの姿勢を自動で修正することができるようにしたため、ワークＷの姿勢の制御及び姿勢の補正を自動で行うことが可能となる。これにより、作業者の労力を低減し、且つワークＷに対する機械加工を高精度に行うことが可能となる。
【００４９】
なお、本実施例では、測定器として上述した非接触センサ２０を用いる例を示したが、測定器としては上述したものに限定されず、ワークＷの形状によってはタッチプローブ等の接触式の測定手段を用いてもよい。
【００５０】
また、非接触センサ２０は、投光部２３から照射された測定光がワークＷによって反射された反射光を受光部２４で受け、反射光の角度からワークＷとの距離を測定する例を示したが、非接触センサとしては上述したものに限定されず、例えばオートコリメート方式等の測定手段を用いてもよい。
【００５１】
また、非接触センサ２０を主軸把持部２２を用いて工作機械の主軸１５に装着する例を示したが、非接触センサ２０の取付方法は上述したものに限定されず、例えば主軸頭１４に固定する等の手段を用いてもよい。
【００５２】
また、傾斜回転手段として上述した傾斜角調整部３１と割出し部３２とからなる傾斜回転テーブル３０を用いる例を示したが、傾斜回転手段としては上述したものに限定されず、スライドテーブル１６に代えて、工作機械本体１０を構成するＣ軸回りの回転角が調整可能な回転テーブルを用い、この回転テーブル上に傾斜角調整部３１を固定するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５３】
また、傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとしてピエゾ素子を用いる例を示したが、傾斜角調整体３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとしてはピエゾ素子に限定されるものではなく、例えばエアを利用して板体３１ｂの傾斜角を調整するようにするなど、鉛直方向に伸縮可能な部材を用いて板体３１ｂの傾斜角を調整するようにすればよい。
【００５４】
また、主軸１５には、工作機械の自動工具交換機能により、その先端に非接触センサ２０に代えて図示しない工具が装着可能であり、工具を装着し、傾斜回転テーブル３０上に固定されるワークＷに対して工具をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対移動させることにより、ワークＷに対する機械加工を行うことが可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ワークの機械加工を行う工作機械におけるワークの取り付け姿勢を制御する工作機械のワーク姿勢制御装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  工作機械本体
１１  ベッド
１２  コラム
１３  サドル
１４  主軸頭
１５  主軸
１６  スライドテーブル
２０  非接触センサ
２１  非接触センサ本体
２２  主軸把持部
２３  投光部
２４  受光部
３０  傾斜回転テーブル
３１  傾斜角調整部
３１ａ  傾斜角調整部本体
３１ｂ  板体
３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ  傾斜角調整体
３２  割出し部
３２ａ  割出し部本体
３２ｂ  回転体
４０  ＮＣ装置
４１  入力部
４２  測定指令部
４３  各軸移動指令部
４４  各軸位置演算部
４５  ワーク取付姿勢演算部
４６  姿勢補正値演算部
５０  センサ制御装置
５１  センサ起動部
５２  測定距離演算部
Ｗ  ワーク
【図１】
2010201581.tif 000003
【図２】
2010201581.tif 000004
【図３】
2010201581.tif 000005
【図４】
2010201581.tif 000006