(57)【要約】【課題】低コスト化を図ると共に生産性を向上することができる工作機械制御装置等を提供する。【解決手段】ボールねじ温度算出部３３によりボールねじ温度Ｔ１を算出する。同時に、周囲気温算出部３４及びサドル温度算出部３５により周囲気温Ｔ２及びサドル温度Ｔ３を算出する。そして、算出された温度Ｔ２，Ｔ３と予め記憶している周囲気温−サドル温度−温度閾値関係とに基づきボールねじ２４の温度閾値Ｔｓを算出する。そして、判定部３６にて、ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えたか否かを判定する。そして、加工可能状態設定部３９にて、ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えた場合に加工可能信号をＯＮとする。加工可能信号がＯＮとなると、数値制御部３２により入力された加工プログラムに基づいて加工が開始される。【選択図】図２
2005034929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を加工する工作機械を構成する一の構造体の温度を検出する構造体温度検出手段と、
前記一の構造体の熱変位量が所定値となる前記一の構造体の温度である温度閾値を記憶する温度閾値記憶手段と、
検出された前記一の構造体の温度である検出温度と前記温度閾値とを比較して前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定する判定手段と、
前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に被加工物の加工が可能な状態である加工可能状態に設定する加工可能設定手段と、
を備えたことを特徴とする工作機械制御装置。
【請求項２】
さらに、前記一の構造体の周囲の気温である構造体周囲気温を検出する構造体周囲気温検出手段と、
前記構造体周囲気温に対する前記温度閾値の関係である周囲気温−閾値関係を記憶する周囲気温−閾値関係記憶手段と、
検出された前記構造体周囲気温と前記周囲気温−閾値関係とに基づいて前記温度閾値を算出する温度閾値算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の工作機械制御装置。
【請求項３】
さらに、前記一の構造体以外の前記工作機械を構成する他の構造体の温度である他構造体温度を検出する他構造体温度検出手段と、
前記他構造体温度に対する前記温度閾値の関係である他構造体温度−閾値関係を記憶する他構造体温度−閾値関係記憶手段と、
検出された前記他構造体温度と前記他構造体温度−閾値関係とに基づいて前記温度閾値を算出する温度閾値算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械制御装置。
【請求項４】
前記工作機械は、少なくとも、ベースと、該ベースに回動自在に軸支されたボールねじと、該ボールねじを回動駆動するサーボモータと、該ボールねじに可動可能に配設された可動体とを備えてなり、
前記一の構造体は前記ボールねじであることを特徴とする請求項１記載の工作機械制御装置。
【請求項５】
前記工作機械は、さらに、前記ボールねじを加温するヒータを備えてなり、
さらに、前記判定手段により前記検出温度が前記温度閾値を越えていないと判定された場合に前記ヒータにより前記ボールねじを加温するボールねじ加温手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の工作機械制御装置。
【請求項６】
前記構造体温度検出手段は、前記ボールねじを所定範囲毎に複数に分割された分割範囲毎における前記ボールねじの温度を検出し、
前記判定手段は、検出された前記分割範囲毎の前記ボールねじの温度であるそれぞれの前記検出温度と前記温度閾値とを比較してそれぞれの前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定し、
前記加工可能設定手段は、前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に前記温度閾値を越えた前記検出温度が検出された前記分割範囲における被加工物の加工が可能な状態である部分加工可能状態にそれぞれの前記分割範囲毎に設定することを特徴とする請求項４記載の工作機械制御装置。
【請求項７】
被加工物を加工する工作機械を構成する一の構造体の温度を検出する構造体温度検出ステップと、
前記一の構造体の熱変位量が所定値となる前記一の構造体の温度である温度閾値を記憶する温度閾値記憶ステップと、
検出された前記一の構造体の温度である検出温度と前記温度閾値とを比較して前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定する判定ステップと、
前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に被加工物の加工が可能な状態である加工可能状態に設定する加工可能設定ステップと、
からなることを特徴とする工作機械制御方法。
【請求項８】
被加工物を加工する工作機械を構成する一の構造体の温度を検出する構造体温度検出手段と、
前記一の構造体の熱変位量が所定値となる前記一の構造体の温度である温度閾値を記憶する温度閾値記憶手段と、
検出された前記一の構造体の温度である検出温度と前記温度閾値とを比較して前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定する判定手段と、
前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に被加工物の加工が可能な状態である加工可能状態に設定する加工可能設定手段と、
を備えた工作機械制御装置を機能させることを特徴とする工作機械制御プログラム。
【請求項９】
被加工物を加工する工作機械を構成する一の構造体の温度を検出する構造体温度検出手段と、
前記一の構造体の熱変位量が所定値となる前記一の構造体の温度である温度閾値を記憶する温度閾値記憶手段と、
検出された前記一の構造体の温度である検出温度と前記温度閾値とを比較して前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定する判定手段と、
前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に被加工物の加工が可能な状態である加工可能状態に設定する加工可能設定手段と、
を備えた工作機械制御装置を機能させることを特徴とする工作機械制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械制御装置、工作機械制御方法、工作機械制御プログラム及び工作機械制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械を構成する構造体が熱変位することにより被加工物の加工精度に影響を及ぼす。特に、機械始動時においては、例えば、工作機械の可動部材の位置決めを行うボールねじの長さが熱変位により変化することが大きな問題となる。そこで、従来は、機械始動時において以下のような対策を採用していた。その対策の一つとしては、機械始動時に所定時間の暖機運転を行うことである。暖機運転を行うことにより、ボールねじの熱変位量は徐々に増加して、その熱変位量が飽和状態となる。そして、暖機運転後の加工においてはボールねじの大きな熱変位を防止することができ、良好な加工精度を得ることができる。他の対策としては、例えば、特開２００１−１３８１７８号公報に開示されているように、熱変位補正を行うものである。熱変位補正を行うことにより、暖機運転を行わなくとも加工精度を良好にすることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３８１７８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来行っていた暖機運転は暖機運転時間のみにより判断しており、例えば９０分の暖機運転を行う等していた。そのため、必要以上に長い時間の暖機運転を行っていたり、一方ではボールねじの熱変位量が飽和していない状態で暖機運転を終了したりする場合があった。必要以上に長い時間の暖機運転を行うことは、生産性を悪化することになる。一方、熱変位量が飽和していない状態で暖機運転を終了して被加工物の加工を開始した場合には、その後のボールねじの熱変位に起因して、加工精度を満たすことができない不良品が出るおそれがあり、この場合も結果として生産性を悪化することになる。
【０００５】
また、特開２００１−３８１７８号公報に開示されているような熱変位補正を行うことにより、上記問題は解消することができるのであるが、熱変位補正装置は非常に高価であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、低コスト化を図ると共に生産性を向上することができる工作機械制御装置、工作機械制御方法、工作機械制御プログラム及びその記憶媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
請求項１に記載の工作機械制御装置は、構造体温度検出手段と、温度閾値記憶手段と、判定手段と、加工可能設定手段とを備えたことを特徴とする。ここで、構造体温度検出手段は、被加工物を加工する工作機械を構成する一の構造体の温度を検出する手段である。なお、工作機械は、例えば、ベッド、ボールねじ、移動体（サドル、テーブル、及び主軸頭等）、及び主軸等の構造体から構成される。温度閾値記憶手段は、前記一の構造体の熱変位量が所定値となる前記一の構造体の温度である温度閾値を記憶する手段である。前記一の構造体の熱変位量の所定値とは、一の構造体の熱変位量の飽和状態における熱変位量、又はその飽和状態からのある範囲内における熱変位量である。判定手段は、検出された前記一の構造体の温度である検出温度と前記温度閾値とを比較して前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定する手段である。加工可能設定手段は、前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に被加工物の加工が可能な状態である加工可能状態に設定する手段である。
【０００８】
つまり、工作機械を構成する一の構造体の温度を監視しており、この一の構造体の温度が温度閾値に達した場合に加工可能状態とする。そして、この温度閾値は、一の構造体の熱変位量が飽和状態又はその付近となる一の構造体の温度とすることにより、必要以上の暖機運転を行うこともなく、暖機運転が不十分となることもなくなる。このように機械始動時において、暖機運転時間を適切な時間とすることができることにより、生産性を向上させることができる。また、高価な熱変位補正装置を使用しないので、低コスト化を図ることができる。
【０００９】
なお、一の構造体とは、工作機械を構成する構造体のうちの一つのみに対して加工可能状態に設定してもよいし、複数の構造体に対してそれぞれに加工可能状態に設定するようにしてもよい。そして、後者の複数の構造体の場合は、構造体の検出温度の全てがそれぞれの温度閾値を越えた場合に加工可能状態に設定するようにしてもよいし、構造体の検出温度の一部がそれぞれの温度閾値を越えた場合に加工可能状態に設定するようにしてもよい。
【００１０】
また、請求項２に記載の工作機械制御装置は、さらに、構造体周囲気温検出手段と、周囲気温−閾値関係記憶手段と、温度閾値算出手段とを備えることを特徴とする。ここで、構造体周囲気温検出手段は、前記一の構造体の周囲の気温である構造体周囲気温を検出する手段である。周囲気温−閾値関係記憶手段は、前記構造体周囲気温に対する前記温度閾値の関係である周囲気温−閾値関係を記憶する手段である。この周囲気温−閾値関係は予め記憶されている。温度閾値算出手段は、検出された前記構造体周囲気温と前記周囲気温−閾値関係とに基づいて前記温度閾値を算出する手段である。
【００１１】
つまり、構造体周囲気温に応じて温度閾値が決定される。ここで、構造体周囲気温によって、一の構造体の熱変位量が飽和状態となる一の構造体の温度が変化することがある。そこで、本発明によれば、暖機運転時間を構造体周囲気温に応じた適切な時間とすることができる。これにより、確実に生産性を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の工作機械制御装置は、さらに、他構造体温度検出手段と、他構造体温度−閾値関係記憶手段と、温度閾値算出手段とを備えたことを特徴とする。ここで、他構造体温度検出手段は、前記一の構造体以外の前記工作機械を構成する他の構造体の温度である他構造体温度を検出する手段である。他構造体温度−閾値関係記憶手段は、前記他構造体温度に対する前記温度閾値の関係である他構造体温度−閾値関係を記憶する手段である。温度閾値算出手段は、検出された前記他構造体温度と前記他構造体温度−閾値関係とに基づいて前記温度閾値を算出する手段である。
【００１３】
例えば、一の構造体としてボールねじを例に挙げると、このボールねじの温度は、ボールねじに連結される移動体の温度によっても変化する。このように一の構造体の温度が、他の構造体の温度により変化する。このことは、一の構造体の熱変位量が飽和状態となる一の構造体の温度を変化させることになる。そこで、一の構造体の温度閾値を他の構造体温度に応じて決定することにより、暖機運転時間を他の構造体温度に応じた適切な時間とすることができる。これにより、確実に生産性を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の工作機械制御装置は、前記工作機械が、少なくとも、ベースと、該ベースに回動自在に軸支されたボールねじと、該ボールねじを回動駆動するサーボモータと、該ボールねじに可動可能に配設された可動体とを備えてなり、前記一の構造体は前記ボールねじであることを特徴とする。ここで、ボールねじは、可動体の位置決めに最も影響を及ぼす部材である。そして、このボールねじは、温度変化により伸縮する。具体的には、機械始動時には最もボールねじの長さが短く、その後工作機械が運転されるとボールねじの温度の上昇に伴って徐々にボールねじの長さが長くなる。このように、ボールねじの長さの変化、すなわちボールねじの熱変位は、加工精度に大きな影響を与える。そこで、前記一の構造体をボールねじとすることにより、ボールねじの熱変位量が飽和した状態で加工可能状態に設定することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の工作機械制御装置は、前記工作機械が、さらに前記ボールねじを加温するヒータを備えてなり、さらに、前記判定手段により前記検出温度が前記温度閾値を越えていないと判定された場合に前記ヒータにより前記ボールねじを加温するボールねじ加温手段を備えたことを特徴とする。つまり、ボールねじの温度が温度閾値を越えていない場合にヒータによりボールねじを直接的又は間接的に加温することにより、より短時間で、ボールねじの熱変位量の飽和状態にすることができる。これにより、暖機運転時間がより短時間にすることができるので、より生産性を向上させることができる。なお、ヒータは、熱変位補正装置に比べると非常に安価なものであるので、熱変位装置を搭載する場合に比べて低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の工作機械制御装置は、前記構造体温度検出手段は、前記ボールねじを所定範囲毎に複数に分割された分割範囲毎における前記ボールねじの温度を検出し、前記判定手段は、検出された前記分割範囲毎の前記ボールねじの温度であるそれぞれの前記検出温度と前記温度閾値とを比較してそれぞれの前記検出温度が前記温度閾値を越えたか否かを判定し、前記加工可能設定手段は、前記検出温度が前記温度閾値を越えた場合に前記温度閾値を越えた前記検出温度が検出された前記分割範囲における被加工物の加工が可能な状態である部分加工可能状態にそれぞれの前記分割範囲毎に設定することを特徴とする。
【００１７】
つまり、ボールねじのそれぞれの分割範囲毎に部分加工可能状態に設定している。ボールねじは、一端側にモータが備えられている場合が多い。そして、ボールねじのモータ側とその反対側とでは、温度上昇が異なる。さらに、加工プログラムによっては、ボールねじのうちのある特定の範囲内のみ使用する場合がある。そこで、例えば、ボールねじのうちのモータ側のみを使用する加工プログラムにより工作機械を制御する場合には、ボールねじのうちのモータ側のみが熱変位量の飽和状態の温度に達していれば、良好な加工精度を得ることができる。つまり、ボールねじのそれぞれの分割範囲毎に部分加工可能状態に設定することにより、機械始動時からより短時間で加工を開始することができる。従って、より生産性を向上することができる。
【００１８】
これまでは、本発明を装置と考えた場合について説明してきたが、本発明は装置に限られるものではない。すなわち、同様の機能を実現させることができる限り、制御方法でも良いし、装置をコンピュータにて機能させるプログラムでも良いし、さらには、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。
【００１９】
すなわち、請求項７に記載の工作機械制御方法は、構造体温度検出ステップと、温度閾値記憶ステップと、判定ステップと、加工可能設定ステップとからなることを特徴とする。ここで、各ステップは、上述の工作機械制御装置における手段をステップに置き換えたものである。また、上述の工作機械制御装置における他の特徴的な構成は、工作機械制御方法に適用することもできる。このような工作機械制御方法によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
また、請求項８に記載の工作機械制御プログラムは、構造体温度検出手段と、温度閾値記憶手段と、判定手段と、加工可能設定手段とを備えた工作機械制御装置を機能させることを特徴とする。ここで、各手段は、上述の工作機械制御装置における手段と同一である。また、上述の工作機械制御装置における他の特徴的な構成は、工作機械制御プログラムに適用することもできる。このような工作機械制御プログラムによれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
また、請求項９に記載の工作機械制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、構造体温度検出手段と、温度閾値記憶手段と、判定手段と、加工可能設定手段とを備えた工作機械制御装置を機能させることを特徴とする工作機械制御プログラムを記録している。ここで、各手段は、上述の工作機械制御装置における手段と同一である。また、上述の工作機械制御装置における他の特徴的な構成は、工作機械制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に適用することもできる。このような工作機械制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００２３】
（工作機械の全体構成）
本実施形態における工作機械の全体構成について図１を参照して説明する。図１は、工作機械１のうち主としてＹ軸移動部の構成を示す図である。図１に示すように、工作機械１は、主として、ベッド２と、Ｘ軸サドル３と、主軸台４と、主軸５と、Ｙ軸支持台６と、Ｙ軸アクチュエータ７と、Ｙ軸移動体８と、ヒーター１５と、各温度センサ１６ａ〜１６ｃとから構成される。なお、工作機械１は、直交３軸及び回転２軸の動作が可能ないわゆる５軸横型マシニングセンタである。
【００２４】
ベッド２は、設置面に固定されている。そして、ベッド２は、Ｘ軸サドル３をＸ軸方向に摺動可能とするＸ軸ガイド２１と、Ｙ軸移動体８をＹ軸方向に摺動可能とするＹ軸ガイド２２とを有している。Ｘ軸サドル３は、ベッド２に固定されたＸ軸ガイド２１にＸ軸方向に摺動可能に配設されている。主軸台４は、Ｘ軸サドル３上に固定されており、内部側に主軸５を配設している。主軸５は、主軸台４の内部側に配設されており、主軸台４に対してＺ軸方向に突出可能にされている。そして、主軸５のの先端側には加工用工具Ｔが配設されている。なお、工作機械１は、図示しないが、Ｘ軸サドル３のＸ軸方向へ移動させるＸ軸駆動用モータ及びＸ軸用ボールねじ、及び、主軸５のＺ軸方向へ移動させるＺ軸駆動用モータを有している。
【００２５】
Ｙ軸支持台６は、ベッド２の下方側に設置面に略垂直に固定されている。このＹ軸支持台６は、後述するＹ軸用ボールねじ２４をＹ軸回りに回動可能とする軸受（図示せず）が配設されている。Ｙ軸アクチュエータ７は、Ｙ軸駆動用モータ２３と、Ｙ軸用ボールねじ２４と、Ｙ軸用ボールねじナット２５とから構成されている。そして、Ｙ軸駆動用モータ２３は、固定子がＹ軸支持台６の下方側に固定されており、回転子がＹ軸用ボールねじ２４の一端側に連結されている。このＹ軸用ボールねじ２４は、Ｙ軸方向に延在するように、Ｙ軸支持台６に軸受を介して軸支されると共に、Ｙ軸駆動用モータ２３の回転子に連結されている。すなわち、Ｙ軸用ボールねじ２４は、Ｙ軸回りに回動可能にＹ軸支持台６に軸支され、Ｙ軸駆動用モータ２３により回動可能とされている。Ｙ軸用ボールねじナット２５は、Ｙ軸用ボールねじ２４の回動によりＹ軸用ボールねじ２４に直動可能に配設されている。
【００２６】
Ｙ軸移動体８は、Ｙ軸サドル９と、Ｂ軸旋回支持台１０と、Ｂ軸駆動用モータ１１と、Ａ軸旋回支持台１２と、Ａ軸駆動用モータ１３と、テーブル１４とから構成される。Ｙ軸サドル９は、Ｙ軸ガイド２２にＹ軸方向に摺動可能なＹ軸レール２６を有している。さらに、Ｙ軸サドル９は、Ｙ軸用ボールねじナット２５に固定されている。従って、Ｙ軸サドル９は、Ｙ軸用ボールねじ２４の回動によりＹ軸方向に直動可能となる。
【００２７】
Ｂ軸旋回支持台１０は、略Ｌ字型に形成され、Ｙ軸サドル９の上端側にＹ軸サドル９に対してＢ軸（Ｙ軸回り）に回動可能に配設されている。このＢ軸旋回支持台１０のＢ軸の駆動をするＢ軸駆動用モータ１１は、Ｂ軸旋回支持台１０の内部に配設されている。そして、Ｂ軸旋回支持台１０の垂直面側には、Ａ軸駆動用モータ１３が固定されている。Ａ軸旋回支持台１２は、Ｂ軸旋回支持台１０にＡ軸（Ｘ軸回り）に回動可能に配設されている。このＡ軸旋回支持台１２は、Ａ軸駆動用モータ１３により駆動している。テーブル１４は、被加工物Ｗを載置可能であって、Ａ軸旋回支持台１２に固定されている。このテーブル１４は、工作機械１の設置面に対して略垂直方向を向いて配設されている。
【００２８】
ヒーター１５は、Ｙ軸用ボールねじ２４の一部分の外周に所定の隙間を設けた状態でＹ軸支持台６に固定されている。すなわち、ヒーター１５により、Ｙ軸用ボールねじ２４のうちのＹ軸駆動用モータ２３側の部分を加温することができる。また、Ｙ軸用ボールねじ温度センサ１６ａは、Ｙ軸用ボールねじ２４の所定位置の温度を検出するセンサである。この温度センサ１６が検出するＹ軸用ボールねじ２４の所定位置とは、例えば、Ｙ軸サドル９の移動によりＹ軸用ボールねじナット２５が頻繁に移動する部分等とする。Ｙ軸用ボールねじ周囲気温センサ１６ｂは、Ｙ軸用ボールねじ２４の周囲の気温を検出するセンサである。また、Ｙ軸サドル温度センサ１６ｃは、Ｙ軸サドル９の所定位置の温度を検出するセンサである。
【００２９】
このような構成からなる工作機械１の動作について簡単に説明する。加工用工具Ｔは、Ｘ軸サドル３及び主軸台４の動作により、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動する。一方、テーブル１４に固定される被加工物Ｗは、Ｙ軸サドル９の動作によりＹ軸方向に移動し、Ｂ軸旋回支持台１０の動作によりＢ軸回転し、Ａ軸旋回支持台１２の動作によりＡ軸回転する。なお、ヒーター１５及び各温度センサ１６ａ〜ｃ等の動作については後述する。
【００３０】
（工作機械制御装置の構成）
次に、上述した工作機械１を制御する工作機械制御装置について図２を参照して説明する。図２は、工作機械制御装置３１の構成を示す。工作機械制御装置３１は、数値制御部３２と、Ｙ軸用ボールねじ温度算出部３３と、Ｙ軸用ボールねじ周囲温度算出部３４と、Ｙ軸サドル温度算出部３５と、判定部３６と、周囲気温−サドル温度−温度閾値関係記憶部３７と、温度閾値算出部３８と、加工可能状態設定部３９と、ボールねじ加温処理部４０とから構成される。
【００３１】
数値制御部３１は、入力される加工プログラムに基づいて各軸駆動用モータ１１，１３，２３等を制御する。この数値制御部３１は、後述する加工可能状態設定部３９により加工可能信号がＯＮの場合に、各軸駆動用モータ１１，１３，２３等を制御可能となる。
【００３２】
Ｙ軸用ボールねじ温度算出部（構造体温度検出手段）３３は、Ｙ軸用ボールねじ温度センサ１６ａの検出信号に基づき、Ｙ軸用ボールねじ２５の温度Ｔ１を算出している。Ｙ軸用ボールねじ周囲温度算出部（周囲気温検出手段）３４は、Ｙ軸用ボールねじ周囲温度センサ１６ｂの検出信号に基づき、Ｙ軸用ボールねじ２５の周囲温度Ｔ２を算出している。Ｙ軸サドル温度算出部（他構造体温度検出手段）３５は、Ｙ軸温度サドルセンサ１６ｃの検出信号に基づき、Ｙ軸サドル９の温度Ｔ３を算出している。
【００３３】
周囲気温−サドル温度−温度閾値関係記憶部（気温−閾値関係記憶手段、他構造体温度−閾値関係記憶手段）３７は、図３に示すようなＹ軸用ボールねじ２４の周囲気温Ｔ２及びＹ軸サドル９の温度Ｔ３に対するＹ軸用ボールねじ２４の温度閾値Ｔｓを示すマップを記憶している。ここで、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度閾値Ｔｓとは、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位量が所定値となる温度である。具体的には、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位量が飽和状態若しくは飽和状態付近における温度である。換言すると、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度閾値Ｔｓは、被加工物ＷのＹ軸方向の移動量がＹ軸用ボールねじ２４の熱変位による影響をほぼ受けない状態となる温度となる。
【００３４】
温度閾値算出部（温度閾値算出手段）３８は、Ｙ軸用ボールねじ周囲気温算出部３４により算出されたＹ軸用ボールねじ周囲気温Ｔ２と、Ｙ軸サドル温度算出部３５により算出されたＹ軸サドル温度Ｔ３と、周囲気温−サドル温度−温度閾値関係記憶部３７に記憶された図３に示す周囲気温−サドル温度−温度閾値関係マップとに基づいて、温度閾値Ｔｓを算出する。
【００３５】
判定部（判定手段）３６は、Ｙ軸用ボールねじ温度算出部３３により算出されたＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１と算出された温度閾値Ｔｓとを比較して、Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えたか否かを判定する。
【００３６】
加工可能状態設定部３９は、判定部３６により判定結果に基づいて、加工可能信号をＯＮ／ＯＦＦ切換する。具体的には、判定部３６の判定結果によりＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えた場合に加工可能信号をＯＮにして、Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えていない場合に加工可能信号をＯＦＦにする。なお、上述したように、加工可能信号がＯＮとなった場合に数値制御部３２が各駆動軸モータを制御する。
【００３７】
ボールねじ加温処理部（ヒーター加温手段）４０は、ヒーター１５を可動させてＹ軸用ボールねじ２４を加温する制御部である。具体的には、判定部３６の判定結果によりＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えていない場合に加温処理を行い、Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えた場合に加温処理を終了させる制御を行う。
【００３８】
（工作機械制御処理）
次に、上述した工作機械制御装置３１の制御処理について図４及び図５のフローチャートを参照して説明する。図４は、工作機械制御装置３１のメイン制御処理を示すフローチャートである。図５は、加工可能状態設定処理を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、図４に示すように、加工可能状態設定処理を行う（ステップＳ１）。ここで、この加工可能状態設定処理について図５を参照して説明する。Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１、Ｙ軸用ボールねじ周囲気温Ｔ２、及びＹ軸サドル温度Ｔ３を、算出（検出）する（ステップＳ１１）。各温度Ｔ１〜Ｔ３の算出は、上述したように、それぞれ、図２に示すＹ軸用ボールねじ温度算出部３３、Ｙ軸用ボールねじ周囲温度算出部３４、Ｙ軸サドル温度算出部３５により行われる。
【００４０】
続いて、温度閾値算出部３８により温度閾値Ｔｓを算出する（ステップＳ１２）。続いて、判定部３６により、Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えたか否かを判定する（ステップＳ１３）。続いて、Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えている場合には、加工可能状態設定部３９により加工可能信号のＯＮ処理を行う（ステップＳ１４）。一方、Ｙ軸用ボールねじ温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えていない場合には、加工可能状態設定部３９により加工可能信号のＯＦＦ処理を行う（ステップＳ１５）。その後、リターンする。
【００４１】
続いて、図４に戻り説明する。加工可能状態設定処理の後は、加工可能状態設定部３９は、加工可能信号がＯＮであるか判定する（ステップＳ２）。続いて、加工可能信号がＯＦＦである場合（ステップＳ２：Ｎｏ）には、加工可能状態設定部３９は加温処理部４０に加温処理を行わせる（ステップＳ６）。ここで、上述したように、加工可能信号がＯＦＦの場合とは、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位が飽和状態付近となっていない状態となる。そこで、加温処理を行わせることにより、積極的にヒーター１５によりＹ軸用ボールねじ２４を加温して、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位の飽和状態付近に短時間で達するようにしている。続いて、加温処理の後は、リターンされる。
【００４２】
一方、加工可能信号がＯＮである場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）には、さらに、ボールねじ加温処理部４０が加温処理中であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ボールねじ加温処理部４０が加温処理中であれば（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、加温処理を終了させる（ステップＳ４）。続いて、加温処理を終了させた後は、加工処理を行う（ステップＳ５）。ここで、加工処理とは、読み込まれた加工プログラムに基づいて数値制御部３２が各駆動軸モータの制御を行うことである。一方、ボールねじ加温処理部４０が加温処理中でなければ（ステップＳ３：Ｎｏ）、そのまま加工処理を行う（ステップＳ５）。そして、リターンする。
【００４３】
（Ｙ軸用ボールねじの熱変位量）
次に、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位量について図６及び図７を参照して説明する。図６は、工作機械１の電源を起動後、工作機械１を暖機運転した場合における経過時間に対するＹ軸用ボールねじの伸び量（熱変位量）の関係を示す図である。図７は、Ｙ軸用ボールねじ２４の伸び量（熱変位量）に対する被加工物Ｗの中心位置のＹ軸方向の変位量の関係を示す図である。
【００４４】
図６に示すように、工作機械１の電源を８時１５分に起動した場合に、約１２時３０分頃までは、Ｙ軸用ボールねじ２４の伸び量（熱変位量）はほぼ比例して徐々に増加していることが分かる。そして、約１２時３０分頃に、Ｙ軸用ボールねじ２４の伸び量（熱変位量）が約１７μｍで飽和している。また、図７に示すように、Ｙ軸用ボールねじ２４の伸び量（熱変位量）が増加するにつれて、被加工物Ｗの中心位置のＹ軸方向の変位量が増加していることが分かる。また、図示しないが、Ｙ軸用ボールねじ２４の伸び量（熱変位量）は、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度にほぼ比例して増加する。このように、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位量は、被加工物ＷのＹ軸方向の変位に大きな影響を及ぼしている。そして、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位量は、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度から一義的に算出することができる。
【００４５】
そこで、高い加工精度が要求される被加工物Ｗの場合には、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度閾値Ｔｓを例えばＹ軸用ボールねじ２４の熱変位量が１６μｍとなるＹ軸用ボールねじ２４の温度とする。これにより、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えた場合には、その後におけるＹ軸用ボールねじ２４の熱変位量は非常に小さくなる。そして、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えた時に加工を開始するので、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位が加工精度に影響することはない。
【００４６】
さらに、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度Ｔ１が温度閾値Ｔｓを越えるまで工作機械１の暖機運転を行うので、暖機運転の時間が短すぎることもなく長すぎることもない。従って、暖機運転時間が短いことに起因する加工精度の悪化が生じることもなく、暖機運転時間が長いことに起因する生産性悪化が生じることもない。
【００４７】
さらに、図６に示すように、通常の暖機運転では、時間にほぼ比例してＹ軸用ボールねじ２４の伸び量（熱変位量）が増加している。ここで、本実施形態における工作機械制御装置３１によれば、ヒーター１５によりＹ軸用ボールねじ２４を積極的に加温することにより、Ｙ軸用ボールねじ２４の熱変位量が例えば１５μｍに達するようにすることができる。これにより、暖機運転時間をより短時間にすることができる。
【００４８】
（本実施形態の変形態様）
上記実施形態は、Ｙ軸用ボールねじ２４のある一箇所の温度Ｔ１に基づき加工可能状態の設定判定を行っているが、本実施形態の変形態様は、Ｙ軸用ボールねじ２４の複数箇所の温度に基づき加工可能状態の設定判定を行う。以下、詳述する。
【００４９】
まず、工作機械１は、上記構成に加えて、複数のＹ軸用ボールねじ温度センサ１６ａ−１〜１６ａ−Ｎを複数有している。これらのＹ軸用ボールねじ温度センサ１６ａ−１〜１６ａ−Ｎは、Ｙ軸用ボールねじ２４の所定間隔毎に分割した分割範囲毎に配設されており、分割範囲におけるＹ軸用ボールねじ２４の温度を検出している。そして、工作機械制御装置３１のＹ軸用ボールねじ温度算出部３３は、それぞれのＹ軸用ボールねじ温度センサ１６ａ−１〜１６ａ−Ｎに対応したＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１−１〜Ｔ１−Ｎを算出する。さらに、判定部３６は、それぞれのＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１−１〜Ｔ１−Ｎと温度閾値Ｔｓとを比較して、それぞれのＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１−１〜Ｔ１−Ｎが温度閾値Ｔｓを越えたか否かを判定する。
【００５０】
加工可能状態設定部３９は、判定部３６の判定結果に基づいて、分割範囲毎に、加工可能信号をＯＮ／ＯＦＦ切換する。ここで、分割範囲毎における加工可能信号を部分加工可能信号とする。従って、分割範囲の何れかはＯＮであって、分割範囲の他の何れかはＯＦＦである場合がある。具体的には、ある分割範囲におけるＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１−１が温度閾値Ｔｓを越えた場合には、当該ある分割範囲における部分加工可能信号がＯＮとなり、他の分割範囲におけるＹ軸用ボールねじ温度Ｔ１−Ｎが温度閾値Ｔｓを越えていない場合には、当該他の分割範囲における部分加工可能信号はＯＦＦとなる。
【００５１】
そして、数値制御部３２は、入力される加工プログラムを解析して、この加工プログラムにより使用されるＹ軸ボールねじ２４の範囲における部分加工可能信号がＯＮであれば、他の部分加工可能信号がＯＦＦであっても加工開始するようにする。
【００５２】
これにより、Ｙ軸用ボールねじ２４の全てが温度閾値Ｔｓを越える必要がなく、暖機運転をより短くすることができる。
【００５３】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態においては、Ｙ軸用ボールねじの周囲気温Ｔ２及びＹ軸サドル温度Ｔ３に基づきＹ軸用ボールねじ２４の温度閾値Ｔｓを算出したが、これに限られるものではない。例えば、Ｙ軸用ボールねじの周囲気温Ｔ２のみに基づき温度閾値Ｔｓを算出してもよいし、Ｙ軸サドル温度Ｔ３に基づき温度閾値Ｔｓを算出してもよい。さらには、予め、一定値の温度閾値Ｔｓを決定しておいてもよい。また、Ｙ軸用ボールねじ２４の温度閾値Ｔｓの算出において、Ｙ軸用ボールねじ周囲気温Ｔ２及びＹ軸サドル温度Ｔ３を考慮したが、ベッド２、Ｙ軸支持台６、Ｂ軸旋回支持台１０、Ａ軸旋回支持台１２、Ｙ軸駆動用モータ２３、Ｂ軸駆動用モータ１１、Ａ軸駆動用モータ１３等を考慮してもよい。
【００５４】
また、加工可能状態設定の判定対象をＹ軸用ボールねじ２４の温度Ｔ１としたが、これに限られるものではない。例えば、ベッド２、Ｙ軸支持台６、Ｙ軸サドル９、Ｂ軸旋回支持台１０、Ａ軸旋回支持台１２、Ｙ軸駆動用モータ２３、Ｂ軸駆動用モータ１１、Ａ軸駆動用モータ１３等を判定対象としてもよい。さらに、Ｙ軸に限らず、Ｘ軸やＺ軸にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における工作機械の全体構成を示す図である。
【図２】工作機械制御装置の構成を示す図である。
【図３】Ｙ軸用ボールねじ周囲気温及びＹ軸サドル温度に対する温度閾値のマップを示す図である。
【図４】工作機械制御装置のメイン制御処理を示すフローチャートである。
【図５】加工可能状態設定処理を示すフローチャートである。
【図６】暖機運転の経過時間に対するＹ軸用ボールねじの伸び量の関係を示す図である。
【図７】Ｙ軸用ボールねじの伸び量に対する被加工物の中心位置のＹ軸方向の変位量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１      ・・・  工作機械
２      ・・・  ベッド
５      ・・・  主軸
６      ・・・  Ｙ軸支持台
７      ・・・  Ｙ軸アクチュエータ
８      ・・・  Ｙ軸移動体
９      ・・・  Ｙ軸サドル
１０    ・・・  Ｂ軸旋回支持台
１１    ・・・  Ｂ軸駆動用モータ
１２    ・・・  Ａ軸旋回支持台
１３    ・・・  Ａ軸駆動用モータ
１４    ・・・  テーブル
１５    ・・・  ヒーター
１６ａ  ・・・  Ｙ軸用ボールねじ温度センサ
１６ｂ  ・・・  Ｙ軸用ボールねじ周囲気温センサ
１６ｃ  ・・・  Ｙ軸サドル温度センサ
２３    ・・・  Ｙ軸駆動用モータ
２４    ・・・  Ｙ軸用ボールねじ
３１    ・・・  工作機械制御装置
３３    ・・・  Ｙ軸用ボールねじ温度算出部（構造体温度検出手段）
３４    ・・・  Ｙ軸用ボールねじ周囲温度算出部（周囲気温検出手段）
３５    ・・・  Ｙ軸サドル温度算出部（他構造体温度検出手段）
３６    ・・・  判定部（判定手段）
３７    ・・・  周囲気温−移動体温度−温度閾値関係記憶部（気温−閾値関係記憶手段、他構造体温度−閾値関係記憶手段）
３８    ・・・  温度閾値算出部（温度閾値算出手段）
３９    ・・・  加工可能状態設定部（加工可能設定手段）
４０    ・・・  ボールねじ加温処理部（ヒータ加温手段）
Ｔ      ・・・  加工用工具
Ｗ      ・・・  被加工物
【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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