(57)【要約】【課題】移動体の位置決め補正精度を向上することができ、ワークの加工精度を向上することができる工作機械における主軸装置２０の加工プログラムの位置補正装置を提供する。【解決手段】工作機械のワーク支持テーブルの所定位置にレーザ投光器２６と受光器２７を取り付ける。工具を支持する主軸装置に測定ミラー２８を取り付ける。測定ミラー２８に反射部３０Ａと透過部３０Ｂを設ける。反射部３０Ａと透過部３０Ｂの第１境界線Ｌ１に設定されたＸ軸測定基準点ＰＸ２を、Ｘ軸測定基準位置ＰＸ１に一致させた状態で、レーザ投光器２６から出力されたレーザビームＬを照射し反射されたレーザビームＬを受光器２７により受光する。この受光量の差により主軸装置のＸ軸方向の位置の補正を行う。同様にして主軸装置のＹ軸方向の位置の補正を行う。Ｚ軸方向の位置の補正は、測定ミラー２８をＺ軸測定基準位置ＰＺ１に移動して、受光量の差を測定して行う。【選択図】      図１
2006039865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向のうち少なくともＺ軸を含む２軸方向にそれぞれ往復動される移動体と、
上記移動体に装着され、かつ反射部と透過部を有する反射冶具と、
前記Ｚ軸に関して側方の第１定位置に配設され、かつ前記反射冶具に向かって測定媒体を出力する媒体出力装置と、
同じく上記Ｚ軸の側方の第２定位置に配設され、かつ前記反射冶具によって反射された測定媒体を受信する媒体受信装置と、
前記移動体とともに前記反射冶具をＺ軸を含む少なくとも２軸の各測定基準位置に順次移動した状態で、前記媒体出力装置から測定媒体を出力して、前記媒体受信装置により受信された測定媒体の受信量を記憶する初期受信量記憶手段と、
前記移動体を再び少なくとも２軸の測定基準位置に順次移動した状態で、前記媒体出力装置から測定媒体を出力して、前記媒体受信装置により受信された測定媒体の受信量を記憶する測定受信量記憶手段と、
初期受信量と測定受信量とをそれぞれ比較して、それらの受信量差から移動体の前記少なくとも２軸の各位置の補正値を演算する補正値演算手段と、
上記補正値演算手段により演算された補正値に基づいて移動体の少なくとも２軸方向への移動量を補正する移動量補正手段と
を備えたことを特徴とする産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置。  
【請求項２】
請求項１において、移動体はＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向にそれぞれ往復動され、前記反射冶具の反射部と透過部は、互いに直交するＹ軸方向に指向する第１境界線と、Ｘ軸方向に指向する第２境界線によって区画され、第１境界線上にＸ軸測定基準点が、第２境界線上にＹ軸測定基準点が設定され、前記Ｘ軸測定基準点を通るＸ軸に平行な第１直線と、前記Ｙ軸測定基準点を通るＹ軸に平行な第２直線との交点がＺ軸測定基準点として設定されていることを特徴とする産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記補正値演算手段は、前記初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受信量と、測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受信量を、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向の座標値に変換するように構成されていることを特徴とする産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記媒体受信装置による受信量の減衰を測定して、受信量の補正を行う受信量補正手段を備えていることを特徴とする産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、前記媒体出力装置は測定媒体としてのレーザビームを出力するレーザ投光器であり、媒体受信装置はレーザビームを受光する受光器であることを特徴とする産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、工作機械の主軸装置、測定機器の測定子移動体、組立ロボットのアーム等の各種の産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、工作機械においては、ベッドの上面にワーク支持テーブルを介してワークを支持し、同じくベッドの上面にＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向に数値制御移動される主軸装置に工具ホルダを介して装着された工具によって、ワークを加工するようになっている。ワークの加工精度を向上させるため、従来、主軸装置のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向のそれぞれの位置決め補正として、変位センサー等を用いて、各軸のボールねじの熱膨張量をそれぞれ測定して補正を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
又、特許文献２には、次のような工作機械の熱変位補正方法が開示されている。即ち、工作機械の環境温度及び工作機械の構成要素の温度をサンプリングし、このサンプリングした環境温度及び前記構成要素の温度から基準温度を最初に定める。そして、予め想定された熱変形の関係式により前記基準温度、加工時の前記環境温度及び前記構成要素の温度から求めた変化分を求める。この変化分と、実際に工作物を加工し、測定したときの加工誤差との差である補正値を求め、この補正値と前記変化分との割合である補正係数を求め、前記補正係数を変更することにより熱変位量を補正する。
【特許文献１】特開２００２−２１９６３２号公報
【特許文献２】特開平０５−１１６０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示された主軸装置に装着された工具の位置決め補正及び特許文献２に開示された工作機械の熱変位補正方法は、ワークを支持するワーク支持テーブル若しくはワーク近傍の固定位置と、工具を支持する主軸装置との間の相対距離を同じ距離測定装置を用いて直接測定するものではないため、次のような問題があった。即ち、例えば主軸装置の熱膨張量、環境温度の変化によるベッドの熱膨張量には十分対応できないので、工具の位置決め補正精度を向上することができず、ワークの加工精度を向上することができないという問題があった。
【０００５】
上記の問題は、工作機械の主軸装置に限らず、例えば、測定機器の測定子移動体、組立ロボットのアーム等の各種機器における移動体の動作プログラムの位置補正についても同様に生じる。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、移動体の位置決め補正精度を向上することができ、ワークの加工精度、測定精度あるいは組み立て精度を向上することができる産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向のうち少なくともＺ軸を含む２軸方向にそれぞれ往復動される移動体と、上記移動体に装着され、かつ反射部と透過部を有する反射冶具と、前記Ｚ軸に関して側方の第１定位置に配設され、かつ前記反射冶具に向かって測定媒体を出力する媒体出力装置と、同じく上記Ｚ軸の側方の第２定位置に配設され、かつ前記反射冶具によって反射された測定媒体を受信する媒体受信装置と、前記移動体とともに前記反射冶具をＺ軸を含む少なくとも２軸の各測定基準位置に順次移動した状態で、前記媒体出力装置から測定媒体を出力して、前記媒体受信装置により受信された測定媒体の受信量を記憶する初期受信量記憶手段と、前記移動体を再び少なくとも２軸の測定基準位置に順次移動した状態で、前記媒体出力装置から測定媒体を出力して、前記媒体受信装置により受信された測定媒体の受信量を記憶する測定受信量記憶手段と、初期受信量と測定受信量とをそれぞれ比較して、それらの受信量差から移動体の前記少なくとも２軸の各位置の補正値を演算する補正値演算手段と、上記補正値演算手段により演算された補正値に基づいて移動体の少なくとも２軸方向への移動量を補正する移動量補正手段とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、移動体はＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向にそれぞれ往復動され、前記反射冶具の反射部と透過部は、互いに直交するＹ軸方向に指向する第１境界線と、Ｘ軸方向に指向する第２境界線によって区画され、第１境界線上にＸ軸測定基準点が、第２境界線上にＹ軸測定基準点が設定され、前記Ｘ軸測定基準点を通るＸ軸に平行な第１直線と、前記Ｙ軸測定基準点を通るＹ軸に平行な第２直線との交点がＺ軸測定基準点として設定されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記補正値演算手段は、前記初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受信量と、測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受信量を、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向の座標値に変換するように構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記媒体受信装置による受信量の減衰を測定して、受信量の補正を行う受信量補正手段を備えていることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記媒体出力装置は測定媒体としてのレーザビームを出力するレーザ投光器であり、媒体受信装置はレーザビームを受光する受光器であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、移動体とともに反射冶具をＺ軸を含む少なくとも２軸測定基準位置に順次移動した状態で、前記媒体出力装置から測定媒体を出力して、前記媒体受信装置により受信された測定媒体の受信量を初期受信量記憶手段により記憶する。又、前記移動体を再び各軸測定基準位置に順次移動した状態で、前記媒体出力装置から測定媒体を出力して、前記媒体受信装置により受信された測定媒体の受信量を測定受信量記憶手段により記憶する。そして、各軸の初期受信量と測定受信量とをそれぞれ比較して、それらの受信量差から移動体の前記少なくとも２軸の各位置の補正値を補正値演算手段により演算する。さらに、上記補正値演算手段により演算された補正値に基づいて移動体の少なくとも２軸方向への移動量を移動量補正手段により補正する。
【００１３】
従って、本発明は、媒体出力装置及び媒体受信装置を配置する固定位置と、移動体との間の少なくとも２軸方向の相対距離を同じ距離測定装置を用いて直接測定することができ、例えば、移動体の熱膨張量、環境温度の変化によるベッドの熱膨張量にも十分対応でき、移動体の位置補正精度を向上することができる。工作機械では、ワークの加工精度を、測定装置では測定精度を、組み立てロボットでは、組み立て精度を向上することができる。又、距離測定装置が少なくとも２軸共通となるので、その部品点数を低減し、組み付けを容易に行い、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を工作機械における加工プログラムの位置補正装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図６に示すように、ベッド１１の上面には、ワークＷを支持するためのワーク支持テーブル１２が装着されている。前記ベッド１１の上面には、Ｚ軸案内レール１３が敷設され、このＺ軸案内レール１３にはＺ軸サドル１４が後述するＺ軸駆動機構４０Ａ（図９参照）によりＺ軸方向（図６の左右方向）の往復動可能に支持されている。前記Ｚ軸サドル１４の上面には、Ｘ軸案内レール１５が敷設され、このＸ軸案内レール１５には、Ｘ軸サドル１６が後述するＸ軸駆動機構４０Ｂ（図９参照）によりＸ軸方向（図６の紙面直交方向）の往復動可能に装着されている。前記Ｘ軸サドル１６の上面には、コラム１７が立設され、このコラム１７の前面には、Ｙ軸案内レール１８が敷設され、このＹ軸案内レール１８には、Ｙ軸サドル１９が後述するＹ軸駆動機構４０Ｃ（図９参照）によりＹ軸方向（図６の上下方向）の往復動可能に装着されている。前記Ｙ軸サドル１９には、主軸装置２０が装着され、この主軸装置２０の内部に回転可能に支持された主軸２１には、工具ホルダ２２を介して工具２３が装着されている。
【００１５】
図６に示すように、前記ワーク支持テーブル１２の側面には、媒体出力装置としてのレーザ投光器２６が装着されている。又、前記ワーク支持テーブル１２の側面には、媒体受信装置としての受光器２７が装着されている。一方、前記主軸装置２０の本体の前端面には、前記レーザ投光器２６から出力されたレーザビームＬの全部又は一部を反射して、前記受光器２７に指向させるための反射冶具としての測定ミラー２８が取り付けられている。前記測定ミラー２８の前方には、図７に示すようにシャッター２９が装着され、図示しない位置切換機構によって、前記測定ミラー２８を遮蔽する位置又は開放する位置に切り換え動作されるようになっている。
【００１６】
図１に示すように前記レーザ投光器２６は、第１固定位置Ｐ１に、受光器２７は第１固定位置Ｐ１からＹ軸方向に所定距離だけ離隔した第２固定位置Ｐ２に配置されている。前記第１及び第２固定位置Ｐ１，Ｐ２のＹ軸方向の中心Ｏを通る仮想のＺ軸方向の直線をＸ，Ｙ，Ｚ軸位置測定基準線Ｈとすると、前記レーザ投光器２６から出力される所定の直径（例えば１ｍｍ）のレーザビームＬの光軸Ｏ１は前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸位置測定基準線Ｈに対し傾斜角θで交差するようにしている。前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸位置測定基準線Ｈと光軸Ｏ１の交差する座標点を、Ｘ軸測定基準位置ＰＸ１及びＹ軸測定基準位置ＰＹ１としている。又、前記Ｘ軸測定基準位置ＰＸ１からＺ軸方向に所定距離Ｅだけ離隔した一つの座標点を、Ｚ軸測定基準位置ＰＺ１としている。
【００１７】
前記測定ミラー２８は、図８に示すように、レーザビームＬを反射する四角形状の反射部３０Ａと、レーザビームＬを反射しないで透過する透過部３０Ｂとを備えている。前記反射部３０Ａと透過部３０Ｂの境界部にはＸ軸測定基準点ＰＸ２を設定するためのＹ軸方向に指向する第１境界線Ｌ１が設けられ、Ｙ軸測定基準点ＰＹ２を設定するためのＸ軸方向に指向する第２境界線Ｌ２が設けられている。又、前記反射部３０Ａの中心部には、前記Ｘ軸測定基準点ＰＸ２を通るＸ軸方向に平行な第１直線Ｌ３と、Ｙ軸測定基準点ＰＹ２を通るＹ軸方向に平行な第２直線Ｌ４との交点をＺ軸測定基準点ＰＺ２としている。
【００１８】
図１に示すように、レーザ投光器２６から出力されたレーザビームＬが前記測定ミラー２８の反射部３０Ａによって反射されると、Ｚ軸方向に対して光軸Ｏ１が傾斜角θだけ傾斜して、前記受光器２７の受光面２７ａによって受光されるようになっている。前記受光面２７ａは図５（ａ）に示すように円形となっている。レーザビームＬは受光面２７ａに対し直交するように入射される。
【００１９】
次に、図１〜図５に基づいて、前記主軸装置２０を３軸方向に移動することによって、前記測定ミラー２８の各測定基準点ＰＸ２，ＰＹ２，ＰＺ２を、各軸測定基準位置ＰＸ１，ＰＹ１，ＰＺ１に順次移動した状態で、前記受光器２７によって初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量をそれぞれ測定する方法について順次説明する。
【００２０】
最初に、主軸装置２０を３軸方向に数値制御移動して、前記測定ミラー２８の第１境界線Ｌ１上に設定されたＸ軸測定基準点ＰＸ２を図１に示すＸ軸測定基準位置ＰＸ１に一致するように移動して停止する。図１では、最右側に測定ミラー２８をＺ軸方向左方から見た図が３軸方向とともに示されている。この状態で、前記レーザ投光器２６から出力されたレーザビームＬの光軸Ｏ１が図３（ａ）に示すようにＸ軸測定基準点ＰＸ２に一致するように反射部３０Ａに向かってレーザビームＬを照射する。この状態では、レーザビームＬの右側の半円形状のレーザビームが反射部３０Ａによって反射され、左側の半円形状のレーザビームは透過部３０Ｂによって透過される。そして、反射部３０Ａによって反射された半円形状のレーザビームが図５（ａ）に示すように受光器２７の受光面２７ａによって受光され、このときの受光面２７ａによる受光面積が初期Ｘ軸受光量として測定されようになっている。なお、レーザビームＬの光軸Ｏ１は受光面２７ａの中心Ｏ２と一致するようにしている。
【００２１】
次に、前記主軸装置２０及び測定ミラー２８を３軸方向に移動して、図４（ａ）に示すように、前記測定ミラー２８のＹ軸測定基準点ＰＹ２をＹ軸測定基準位置ＰＹ１（Ｘ軸測定基準位置ＰＸ１と同じ）に一致させて停止する。この状態では、レーザビームＬの上半分の半円形状のレーザビームが反射部３０Ａによって反射され、下半分の半円形状のレーザビーム部は透過部３０Ｂによって透過される。そして、反射部３０Ａによって反射されたレーザビームが図５（ｂ）に示すように受光器２７の受光面２７ａによって受光され、このときの受光面２７ａによる受光面積が初期Ｙ軸受光量として測定されるようになっている。
【００２２】
さらに、前記主軸装置２０及び測定ミラー２８を３軸方向に移動して、図２に示すように、前記測定ミラー２８のＺ軸測定基準点ＰＺ２をＺ軸測定基準位置ＰＺ１に一致させて停止する。図２には、最右側に測定ミラー２８をＺ軸方向左方から見た図が３軸方向とともに示されている。反射部３０Ａによって反射された円形状のレーザビームＬは、受光器２７の受光面２７ａに入射される。このとき、図５（ｃ）に示すように受光面２７ａの外形線２７ｂ上にレーザビームＬの光軸Ｏ１が一致するように入射される。従って、図５（ｃ）に斜線で示す領域が受光領域となり、このときの受光器２７による受光面積が初期Ｚ軸受光量として測定されるようになっている。
【００２３】
図３（ａ）の実線はＸ軸測定基準位置ＰＸ１にＸ軸測定基準点ＰＸ２が一致し、レーザビームＬの光軸Ｏ１がＸ軸測定基準位置ＰＸ１に一致した状態を示す。測定ミラー２８の第１境界線Ｌ１上のＸ軸測定基準点ＰＸ２が前記Ｘ軸測定基準位置ＰＸ１から例えばＸ軸方向に距離ｄＸ、Ｙ軸方向の距離ｄＹだけ変位すると、図３（ｂ）に示すように反射部３０Ａによる反射面積が減少するので、受光器２７による受光面積が減少し、この受光量の差によって主軸装置２０のＸ軸方向の位置の補正値が演算可能となる。同様に、測定ミラー２８の第２境界線Ｌ２上のＹ軸測定基準点ＰＹ２が図４（ａ）に二点鎖線で示すように前記Ｙ軸測定基準位置ＰＹ１から例えばＸ軸方向に距離ｄＸ、Ｙ軸方向の距離ｄＹだけ変位すると、図４（ｂ）に示すように反射部３０Ａによる反射面積が減少するので、受光器２７による受光面積が減少し、この受光量の差によって主軸装置２０のＹ軸方向の位置の補正値が演算可能となる。
【００２４】
さらに、測定ミラー２８のＺ軸測定基準点ＰＺ２が図２においてＺ軸測定基準位置ＰＺ１から例えば前記中心Ｏに接近する前方向に移動量ｄＺだけ変位していると、反射部３０Ａによって反射されるレーザビームＬの光軸Ｏ１が下方の光軸Ｏ１´に変位する。この変位量δ１はδ１＝２ｄＺｔａｎθとなる。光軸Ｏ１´に直交する方向の変位量δ２、つまり受光器２７の受光面２７ａでは変位量δ２＝２ｄＺｔａｎθ・ｃｏｓθだけシフトしたレーザビームＬが受光される。このため、図５（ｃ）にレーザビームＬが実線から二点鎖線に変位されて受光器２７による受光面積が減少し、この受光量の差によって主軸装置２０のＺ軸方向の位置の補正値が演算可能となる。
【００２５】
次に、図９に基づいて、工作機械における加工プログラムの位置補正装置について説明する。
制御装置３１には各種の演算処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）３２が設けられている。このＣＰＵ３２には、工作機械のワークＷの加工動作を制御するためのワークの加工プログラム或いは測定プログラム等を記憶した記憶手段としての書き換え可能な不揮発性メモリ３３が接続されている。又、前記ＣＰＵ３２には、各種のデータを記憶するための読み出し書き込み可能な記憶手段としてのランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）３４が接続されている。
【００２６】
前記ＣＰＵ３２には、入出力インターフェース３５を介して、キーボードあるいはマウス等の入力手段３６が接続されている。同じく前記ＣＰＵ３２には、入出力インターフェース３７を介して報知手段としての表示装置３８が接続されている。同じく前記ＣＰＵ３２には、入出力インターフェース３９及び図示しない駆動回路を介して、Ｚ，Ｘ，Ｙ軸駆動機構４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃが接続され、主軸装置２０がＺ，Ｘ，Ｙ軸方向にそれぞれ数値制御移動されるようになっている。前記ＣＰＵ３２には入出力インターフェース３５を介して、受光器２７が接続され、測定された受光量データをＣＰＵ３２に供給するようになっている。
【００２７】
前記ＣＰＵ３２には、前記受光器２７によって検出された受光量に基づいて、初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量をそれぞれ設定するための初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量設定手段としての初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量演算手段４１が設けられている。又、前記ＣＰＵ３２には初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量と、ワークの加工終了後に測定された測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量との差を演算することにより加工プログラムの補正値を演算するための補正値演算手段４２が設けられている。さらに、前記ＣＰＵ３２には、前記補正値に基づいて、加工プログラムの主軸装置２０の３軸方向への移動量を補正するための移動量補正手段４３が設けられている。ＣＰＵ３２には前記受光器２７の受光面の例えば汚損による受光量の変化を補正するための受信量補正手段としての受光量補正手段４４が設けられている。
【００２８】
前記書き換え可能な不揮発性メモリ３３には、前述した加工プログラムを記憶するための加工プログラム記憶エリア５１が設けられ、初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量をそれぞれ記憶するための初期受信量記憶手段としての記憶エリア５２が設けられている。又、前記ＲＡＭ３４には、測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量をそれぞれ記憶するための測定受信量記憶手段としての記憶エリア５３が設けられている。
【００２９】
次、前記のように構成した工作機械の加工プログラムの位置補正装置についてその動作を説明する。
図１０のステップＳ１において、ＣＰＵ３２からの信号によりＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動機構４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ａを作動して前記主軸装置２０をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動させ、測定ミラー２８のＸ軸測定基準点ＰＸ２をＸ軸測定基準位置ＰＸ１に移動する。ステップＳ２において前記レーザ投光器２６を作動してレーザビームＬを前記測定ミラー２８に向かって照射する。
【００３０】
ステップＳ３において前記受光器２７によって、受光された受光面積に比例する受光量を受光量演算手段４１によって、初期Ｘ軸受光量（電圧値）として演算して、記憶エリア５２に記憶する。
【００３１】
次に、ステップＳ４において測定ミラー２８のＹ軸測定基準点ＰＹ２をＹ軸測定基準位置ＰＹ１に移動する。ステップＳ５において、レーザ投光器２６を作動してレーザビームＬを前記測定ミラー２８に照射する。ステップＳ６において、受光器２７による受光面積に比例する受光量を受光量演算手段４１により初期Ｙ軸受光量（電圧値）として演算して、記憶エリア５２に記憶する。
【００３２】
次に、ステップＳ７において、測定ミラー２８のＺ軸測定基準点ＰＺ２をＺ軸測定基準位置ＰＺ１に移動する。次に、ステップＳ８において、レーザ投光器２６を作動してレーザビームＬを測定ミラー２８に照射する。ステップＳ９において前記受光器２７による受光面積に比例する受光量を受光量演算手段４１により初期Ｚ軸受光量（電圧値）として演算して、記憶エリア５２に記憶する。
【００３３】
以上の動作により、初期Ｘ、Ｙ，Ｚ軸受光量が全て演算されて記憶エリア５２に記憶される。
次に、主軸装置２０をワークＷの加工位置に移動して、加工プログラムに従って、工具２３を数値制御移動しつつワークＷの加工を行う。
【００３４】
次に、ステップＳ１０において、ワークの加工後に、測定ミラー２８を各測定基準位置ＰＸ１，ＰＹ１，ＰＺ１に順次移動して、実際のＸ，Ｙ，Ｚ軸受光量をそれぞれ測定し、この測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量（電圧値）を記憶エリア５３に記憶する。
【００３５】
ステップＳ１１において初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量（電圧値）によって設定される初期座標値と、測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量（電圧値）によって設定される測定座標値とを補正値演算手段４２により比較して各受光量（電圧値）の差から前記主軸装置２０の３軸方向の座標値の補正値を演算する。
【００３６】
さらに、ステップＳ１２において、上述した補正値に基づいて、移動量補正手段４３によって、加工プログラムの主軸装置２０の３軸方向の移動量を補正する。
前記レーザ投光器２６の投光面及び受光器２７の受光面は、ワークを加工中に徐々に汚損されるので、定期的にその表面の清掃が作業者によって行われる。しかし、この清掃作業のインターバルタイムを長くするため、前記受光量補正手段４４によって、受光量の補正が次のようにして行われる。
【００３７】
初期Ｚ軸受光量の測定時に受光量を測定して初期受光量として記憶手段に記憶する。そして、例えば一日が経過する毎に、実際の受光量を測定し、この測定受光量と初期受光量とを比較して補正係数を演算し、この補正係数を前記測定Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量の演算に用いる。
【００３８】
上記実施形態の工作機械における加工プログラムの位置補正装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、測定ミラー２８を前記主軸装置２０とともに３軸の測定基準位置ＰＸ１，ＰＹ１，ＰＺ１に順次移動して、レーザ投光器２６からレーザビームＬを反射部３０Ａに照射し、初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量を測定・演算して記憶する。又、ワークＷの加工終了後に、測定ミラー２８を再び前記測定基準位置ＰＸ１，ＰＹ１，ＰＺ１に移動して、レーザ投光器２６からレーザビームＬを反射部３０Ａに照射し、実際のＸ，Ｙ，Ｚ軸受光量を測定・演算して記憶する。そして、初期Ｘ，Ｙ，Ｚ軸受光量と実際のＸ，Ｙ，Ｚ軸受光量との差を比較して、加工プログラムの補正値を演算するようにした。このため、主軸装置２０の３軸方向の移動量を適正に補正することができ、ワークＷの加工精度を向上することができる。
【００３９】
（２）上記実施形態では、前記測定ミラー２８に反射部３０Ａと透過部３０Ｂを設け、その境界の第１及び第２境界線Ｌ１，Ｌ２上にＸ軸測定基準点ＰＸ２とＹ軸測定基準点ＰＹ２を設定し、反射部３０Ａの内部にＺ軸測定基準点ＰＺ２を設定するようにした。又、レーザ投光器２６及び受光器２７をワーク支持テーブル１２上の固定位置に配置し、前記測定ミラー２８をＸ，Ｙ，Ｚ軸測定基準位置ＰＸ１，ＰＹ１，ＰＺ１に順次移動するようにした。このため、ワーク支持テーブル１２の固定位置と、工具２３を支持する主軸装置２０との間の３軸方向の相対距離を同じ距離測定装置（レーザ投光器２６、受光器２７及び測定ミラー２８）を用いて直接測定することができる。従って、例えば、主軸装置２０の熱膨張量、環境温度の変化によるベッド１１の熱膨張量にも十分対応でき、位置補正精度を向上することができる。又、距離測定装置が３軸共通となるので、その部品点数を低減し、組み付けを容易に行い、コストの低減を図ることができる。
【００４０】
（３）上記実施形態では、前記受光量補正手段４４によって、実際のＸ，Ｙ，Ｚ軸受光量の補正を行うようにしたので、レーザ投光器２６の投光面及び受光器２７の受光面の清掃作業のインターバルタイムを長くすることができる。
【００４１】
（４）上記実施形態では、シャッター２９によって測定ミラー２８を測定動作時以外は遮蔽するようにしたので、測定ミラー２８の汚損を抑制して、反射部３０Ａの清掃作業のインターバルタイムを長くすることができる。
【００４２】
次に、前記実施形態の測定精度について説明する。
図１１は、横軸に主軸装置２０のＺ軸方向の移動量ｄＺをとり、縦軸にレーザビームＬの光軸Ｏ１のズレ量を示す。前記傾斜角θを２０°、３０°及び４５°に変化させた結果を示したものである。このグラフから明らかなように、Ｚ軸方向の移動量ｄＺと光軸のズレ量との間には直線的な比例関係があり、傾斜角θを大きくするほど移動量ｄＺに対する光軸のずれ量の変化率が大きくなるので、測定精度を向上することができる。
【００４３】
図１２は横軸に第１境界線Ｌ１の変位量を取り、縦軸に受光器２７による受光量を示す。このグラフから明らかなように、前記変位量が−０．２５〜＋０．２５ｍｍの範囲においては、受光量が直線的に変化することが明らかである。従って、実際には、この範囲内において補正が行われるので、測定精度を確保することができる。なお、第２境界線Ｌ２側においても同様の特性となる。
【００４４】
図１３は横軸に時間をとり、縦軸にＸ軸測定基準位置ＰＸ１（変位０ｍｍ）から測定ミラー２８のＸ軸測定基準点ＰＸ２を、２μｍステップで±１００μｍ往復移動（早送り）させ、受光器２７の電圧の変化に比例する変位（μｍ）を測定した結果である。このグラフから明らかなように、受光量に比例する電圧（変位）の変化が適正に行われることが判明した。なお、図１４及び図１５はＹ軸及びＺ軸における上記の測定方法と同様に行った実験データを示す。これらのデータから明らかなように測定精度が確保される。
【００４５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○前記書き換え可能な不揮発性メモリ３３に予め受光量と変位量との関係を表すデータテーブルを記憶して、そのデータのなかから受光量に適した変位量を選択したり、受光量と変位量の関係式に基づいて、受光量に適した変位量を演算したりするようにしてもよい。
【００４６】
○前記受光器２７の受光面２７ａの形状は円形以外に四角形でもその他の形状でもよい。
○測定媒体として、レーザビーム以外に電磁波あるいは音波等を用いてもよい。
【００４７】
○主軸装置２０をＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向のうち少なくともＺ軸を含むＸ軸又はＹ軸の２軸方向にそれぞれ数値制御移動される工作機械に具体化してもよい。
○Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の３軸方向のうちＺ軸を含むＸ軸又はＹ軸方向の２軸の位置補正装置として具体化してもよい。
【００４８】
○工作機械の主軸装置以外に測定機器の測定子移動体、組立ロボットのアーム等の各種の産業機器における移動体の動作プログラムの位置補正に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明を具体化した位置補正装置の原理を説明するための説明図。
【図２】同じく位置補正装置の原理を説明するための説明図。
【図３】（ａ）（ｂ）は、それぞれ反射部とレーザビームの関係を示す説明図。
【図４】（ａ）（ｂ）は、それぞれ反射部とレーザビームの関係を示す説明図。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ受光器の受光状態を示す正面図。
【図６】工作機械の正面図。
【図７】主軸装置の先端の拡大正面図。
【図８】主軸装置及び測定ミラーの拡大正面図。
【図９】工作機械の加工プログラムの位置補正装置のブロック回路図。
【図１０】加工プログラムの補正動作を示すフローチャート。
【図１１】主軸装置のＺ軸方向の移動量と、レーザービームの光軸のズレ量との関係を示すグラフ。
【図１２】第１境界線の変位量と受光量との関係を示すグラフ。
【図１３】主軸装置の測定ミラーのＸ軸測定基準点を変化させたときの時間と変位との関係を示すグラフ。
【図１４】主軸装置の測定ミラーのＹ軸測定基準点を変化させたときの時間と変位との関係を示すグラフ。
【図１５】主軸装置の測定ミラーのＺ軸測定基準点を変化させたときの時間と変位との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５０】
Ｌ…レーザビーム、ｄＺ…移動量、Ｌ１…第１境界線、Ｌ２…第２境界線、Ｌ３…第１直線、Ｌ４…第２直線、ＰＸ１…Ｘ軸測定基準位置、ＰＸ２…Ｘ軸測定基準点、ＰＹ１…Ｙ軸測定基準位置、ＰＹ２…Ｙ軸測定基準点、ＰＺ１…Ｚ軸測定基準位置、ＰＺ２…Ｚ軸測定基準点、２６…レーザ投光器、２７…受光器、３０Ａ…反射部、３０Ｂ…透過部、４２…補正値演算手段、４３…移動量補正手段、４４…受信量補正手段としての受光量補正手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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