(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ機械を利用したワークの姿勢制御方法であって、
前記ＮＣ機械が、ワークを固定するテーブルと可動式の主軸とを備える機械本体と、入力された数値データを解析し前記機械本体の制御を行うＮＣ装置と、を備えており、
前記ＮＣ機械が、前記主軸に取り付けられた工具により前記ワークに加工を施すＮＣ工作機械であり、
前記機械本体が、前記主軸に取り付けられた接触式測定器により、被測定面上の任意の３測点についてそれぞれ３次元座標を測定する工程と、
測定された前記３測点の３次元座標を前記ＮＣ装置に取り込む工程と、
前記ＮＣ装置が、取り込まれた前記３測点の３次元座標により、前記ワークの被加工面の傾きデータおよび方向データを算出する工程と、
前記ＮＣ装置が、前記被加工面を所定の姿勢に制御するための、前記傾きデータおよび方向データに対する補正データを算出する工程と、
前記機械本体が、前記ＮＣ装置により算出された前記補正データにより、前記テーブルを回転または移動させて前記被加工面を前記所定の姿勢に制御する工程と、
を含み、
前記被測定面が、前記テーブルに固定された前記ワークの平面を構成する前記被加工面と平行となるように前記被加工面に上載された当該被加工面よりも広い面積を有した平板の表面であって、
任意の割り出し精度を確保するまで、前記各工程を繰り返し行うことを特徴とする、ワークの姿勢制御方法。
【請求項２】
前記ＮＣ工作機械が、直交３軸およびテーブル回転型の２軸ロータリテーブルで構成する５軸制御装置であって、
前記テーブル回転型の２軸ロータリテーブルを回転させることにより前記ワークの被加工面を前記所定の姿勢に制御することを特徴とする、請求項１に記載のワークの姿勢制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＣ機械を利用したワーク加工における、ワークの姿勢制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワーク（工作物）の加工は、所定の加工性能と加工精度を有した工作機械を利用して、作業員の熟練した技術により、複雑な形状の加工や同じ精度による同一形状の加工を行っていた。そして、近年は、ＮＣ工作機械を利用することにより、このような、熟練した技術を要することなく、自動的にワークの加工を行うことが可能となっている。
【０００３】
ＮＣ工作機械は、例えば、特許文献１に示すように、ワークや工具の位置、運動（速度や移動経路等）を数値制御することで、自動的にワークの加工を行う工作機械であって、主にワークに加工を施す機械本体と、数値データを解析し機械本体の制御を行うＮＣ装置と、から構成されている。ここで、ＮＣとは、数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）の略である。
【０００４】
ＮＣ工作機械等を利用したワークの加工では、治具を介してテーブルに取り付けられたワークについて、その取り付け姿勢を正確に把握し、制御する必要がある。ところが、ワークの取り付け姿勢は、テーブルに対する治具の取り付け精度や、治具の構造、クランプ変形、機械精度等により、精度が悪くなる場合があった。
そのため、従来、ＮＣ機械によるワークの取り付け姿勢の精度を維持するためには、繰り返し精度の保証された高品質なチャックを治具として使用し、取り付け精度の劣化を少なくするか、非接触式の高精度レーザ角度計測器、接触式測定器、ダイヤルインジケータ等を利用して取り付け後に取り付け姿勢を把握して、随時必要な補正を行っていた。
【０００５】
このうち、非接触式の高精度レーザ角度計測器を利用したワークの取り付け姿勢の制御は、ワークの表面にレーザ光を照射し、その反射光を受光することにより、ワークの表面の角度を測定し、その測定値に基づき、補正を行うものである。
また、接触式測定器を利用したワークの取り付け姿勢の制御は、ワークの表面２点について、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標を測定し、一軸方向に対する平面の角度の補正を行うものである。つまり、接触式測定器を利用したワークの取り付け姿勢の制御では、まず、テーブルの回転方向に平行な面を回転軸に垂直な直交軸を使用し２点について測定して、回転方向の補正をした後、揺動軸に垂直な直交軸を使用し２点について測定し、揺動方向の補正を行うため、最低２回、２平面の測定をすることにより行われている。
さらに、ダイヤルインジケータを利用したワークの取り付け姿勢の制御は、ダイヤルインジケータの測定値に基づき、回転軸、揺動軸を動かしながら行うものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２６５５１９号公報（全文）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このような従来のワークの取り付け姿勢の制御は、測定器による測定値に基づくテーブルの姿勢制御を、手動により行っており、この作業に熟練した技術と手間を要していた。
【０００８】
また、非接触式の高精度レーザ角度計測器は、測定の対象となるワークが、照射されたレーザ光を反射する表面を有している材料に限られること、計測器自体が高価であること、ＮＣ機械に取り付けた場合に使用環境や取り付け箇所の面から取り扱いが煩雑となること、等の問題点を有していた。
【０００９】
また、接触式測定器によるワークの補正は、２回（２平面）の測定を繰り返す必要があるため、作業に手間を要することや、回転軸および揺動軸に対して平行に近い面がワークの表面上に最低１面ずつなければ補正することができないこと、等の問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、ワークの表面の形状やワークの材質等に限定されることなく、簡易かつ高精度にワークの取り付け姿勢の制御を行うことを可能とした、ワークの姿勢制御方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、ＮＣ機械を利用したワークの姿勢制御方法であって、前記ＮＣ機械が、ワークを固定するテーブルと可動式の主軸とを備える機械本体と、入力された数値データを解析し前記機械本体の制御を行うＮＣ装置と、を備えており、前記ＮＣ機械が、前記主軸に取り付けられた工具により前記ワークに加工を施すＮＣ工作機械であり、前記機械本体が、前記主軸に取り付けられた接触式測定器により、被測定面上の任意の３測点についてそれぞれ３次元座標を測定する工程と、測定された前記３測点の３次元座標を前記ＮＣ装置に取り込む工程と、前記ＮＣ装置が、取り込まれた前記３測点の３次元座標により、前記ワークの被加工面の傾きデータおよび方向データを算出する工程と、前記ＮＣ装置が、前記被加工面を所定の姿勢に制御するための、前記傾きデータおよび方向データに対する補正データを算出する工程と、前記機械本体が、前記ＮＣ装置により算出された前記補正データにより、前記テーブルを回転または移動させて前記被加工面を前記所定の姿勢に制御する工程と、を含み、前記被測定面が、前記テーブルに固定された前記ワークの平面を構成する前記被加工面と平行となるように前記被加工面に上載された当該被加工面よりも広い面積を有した平板の表面であって、任意の割り出し精度を確保するまで、前記各工程を繰り返し行うことを特徴としている。
【００１２】
かかるワークの姿勢制御方法によれば、ＮＣ装置が、測定された任意の３測点の３次元座標を基に、前記３測点を通る平面の法線ベクトルを算出するため、テーブルの回転軸に対して平行に近い基準となる面を要することなく、正確にワークの表面の姿勢を算出する。そして、ＮＣ装置は、算出したワークの表面の姿勢に基づき、テーブルの傾きや方向を補正するため、簡易かつ高精度にワークの表面を所定の姿勢に制御することを可能としている。
【００１３】
また、任意の割り出し精度を確保するまで、前記各工程を繰り返し行うため、補正時に誤差が発生する場合であっても、高精度にワークの姿勢を制御することを可能としている。そして、このワークの表面の姿勢の測定および制御は、ＮＣ装置の制御により自動的に行われるため、簡易かつ短時間に行うことができる。
【００１４】
また、接触式測定器を使用することで、比較的安価な装置を介して、高精度なワークの姿勢の制御を行うことが可能となり、好適である。
【００１５】
また、主軸に取り付けられた工具により前記ワークに加工を施すため、ワークの姿勢制御とワークの加工とを連続して行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記被測定面が、平面を構成する被加工面と平行となるように前記被加工面に上載された当該被加工面よりも広い面積を有した平板の表面であるため、工具（例えばドリル等）に対する被加工面の角度を、簡易に所定の角度（例えば工具に対して直角）に設定することを可能とし、複雑な計算処理等を要せず、処理速度が速めることができる。
【００１７】
また、前記ワークの姿勢制御方法において、前記ＮＣ工作機械が、直交３軸およびテーブル回転型の２軸ロータリテーブルで構成する５軸制御装置であって、前記テーブル回転型の２軸ロータリテーブルを回転させることにより前記ワークの被加工面を前記所定の姿勢に制御すれば、５軸制御装置であるＮＣ工作機械を使用した場合においても、簡易かつ高精度に行うことが可能なため、好適である。
【００１８】
また、本発明に使用されるＮＣ工作機械は、ワークを固定するテーブルと工具または測定器が取り付け可能な可動式の主軸とを備え、前記主軸に取り付けられた工具または測定器を利用して前記テーブルに固定されたワークに所定の加工を施す機械本体と、入力された数値データを解析し前記機械本体の制御を行うＮＣ装置と、を備えたＮＣ工作機械であって、前記ＮＣ装置が、加工が施されるワークの表面の前記主軸に対する加工時の姿勢を記憶する加工姿勢記憶手段と、前記測定器により測定された被測定面上の任意の３点の３次元座標を記憶する測定座標記憶手段と、前記測定座標記憶手段に記憶された３点の３次元座標を基に、前記ワークの表面の現姿勢を算出する取り付け姿勢算出手段と、前記取り付け姿勢算出手段により算出された現姿勢を前記加工姿勢記憶手段に記憶された前記加工時の姿勢と一致させるための補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段により算出された前記補正値を基に前記機械本体に前記テーブルの回転または移動指示を送信する姿勢制御指示送信手段と、を備えているのが望ましい。
【００１９】
かかるＮＣ工作機械によれば、加工を施すワークの姿勢について、ＮＣ装置を介して自動的に所望の姿勢に制御することを可能としているため、ワークの加工を簡易かつ高精度に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るワークの姿勢制御方法によれば、ＮＣ工作機械を利用したワークの加工において、簡易かつ高精度にワークの取り付け姿勢の制御を行うことを可能とし、故に、高品質なワークの加工を容易に行うことが可能となる。また、本発明に係るワークの姿勢制御方法によれば、ワークの表面の形状やワークの材質等に限定されずに、高精度なワークの加工が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、本実施形態に係るＮＣ工作機械の主要部分を示す斜視図である。図２は、図１に示すＮＣ工作機械のＮＣ装置の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係るワークの姿勢制御方法の手順を示すフローチャートある。また、図４の（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るワークの姿勢制御方法の各状況を示す斜視図である。さらに、図５の（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るワークの姿勢制御方法の計算方法を示す概略図である。
【００２２】
本実施形態に係るＮＣ工作機械１は、図１に示すように、機械本体１０と、ＮＣ装置２０と、を主に備えている。本実施形態では、ＮＣ工作機械１として、５軸制御マシニングセンタを使用する。ここで、本実施形態では、マシニングセンタとして、立形式のものを使用するが、マシニングセンタの形式は限定されるものではなく、例えば、横形式でもよい。さらに、マシンニングセンタのみならず、１軸ロータリテーブルと揺動傾斜ヘッドを有する複合加工機や、３次元測定器に２軸ロータリテーブルを載せ５軸制御検査装置としたものなど、少なくとも回転２軸と直交３軸を有するＮＣ機械であれば、本発明は適用できる。
【００２３】
機械本体１０は、ワーク３０を固定し、Ａ軸、Ｃ軸方向の回転が可能なテーブル１１と、工具または測定器１３が取り付け可能であって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への移動が可能な主軸１２とを備えている。そして、この主軸１２に工具を取り付けてテーブル１１に固定されたワーク３０に所定の加工を施したり、主軸１２に測定器１３を取り付けてテーブル１１に固定されたワーク３０の被測定面の測定等を行う。
なお、主軸１２に取り付けられる工具または測定器１３は、図示しないツールマガジンに備えられており、ＮＣ装置２０からの指示により、図示しないアームを介して主軸１２への着脱が自動的に行われる。
【００２４】
テーブル１１は、図１に示すように、２軸ロータリテーブル式であって、Ｃ軸方向の回転を行う円形のロータリテーブル１１ａと、Ａ軸方向の回転を行うティルトテーブル１１ｂとにより構成されている。そして、テーブル１１は、ＮＣ装置２０の指示に応じて、第一テーブルモータ１１ｃの動力により、ティルトテーブル１１ｂを回転させ、テーブル１１の直下に配設された第二テーブルモータ（図示せず）の動力によりロータリテーブル１１ａの回転をさせて、ワーク３０の向き（姿勢）を変更する。
【００２５】
主軸１２は、これに装着された工具または測定器１３を、上下左右前後方向（Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸方向）へ移動させる、直交３軸式により構成されている。そして、主軸１２は、ワーク３０の表面（被測定面）の加工または測定を行うものであって、ＮＣ装置２０の指示に応じて移動する。なお、主軸１２の移動方式の構成は限定されるものではないことはいうまでもなく、例えば、門型のものでもよい。
【００２６】
本実施形態では、ワーク３０の表面の姿勢を測定する測定器１３として、接触式測定器であるタッチプローブを使用する。なお、測定器１３の形式は限定されないことはいうまでもなく、例えば、レーザ測長器等の非接触式測定器を使用してもよい。
【００２７】
ＮＣ装置２０は、入力された数値データを解析し機械本体１０の制御を行う装置であって、図２に示すように、各種データを記憶する記憶部２１と、この記憶部２１に入力されたデータを基に各種数値の演算を行う演算部２２と、記憶部２１のデータおよび演算部２２の算出結果を基に、機械本体１０への制御指令を出す指示部２３と、入力装置２４と、を備えている。
【００２８】
記憶部２１は、図２に示すように、ワーク１３の被測定面の主軸１２に対する加工時の姿勢を記憶する加工姿勢記憶手段２１ａと、測定器１３により測定されたワーク３０の被測定面上の任意の３点の３次元座標を記憶する測定座標記憶手段２１ｂと、演算部２２により算出されたワークの姿勢の補正値を記憶する補正値記憶手段２１ｃと、予め入力されたワーク３０の加工プログラムを記憶する加工プログラム記憶手段２１ｄと、を備えている。
【００２９】
演算部２２は、図２に示すように、測定座標記憶手段２１ｂに記憶された３点の３次元座標を基に、ワーク３０の被測定面の現姿勢を算出する取り付け姿勢算出手段２２ａと、加工プログラム記憶手段２１ｄに記憶された加工プログラムに応じたワーク３０の加工時の姿勢を算出する加工姿勢算出手段２２ｂと、取り付け姿勢算出手段２２ａにより算出されたワーク３０の現姿勢を加工姿勢記憶手段２１ａに記憶された加工時のワーク３０の姿勢と一致させるための補正値を算出する補正値算出手段２２ｃと、任意の割出精度を確保するまで自動で繰り返し測定を行う際、テーブル１１の軸を補正した後に再測定した３測定点を、テーブル軸補正前の座標に変換する測定座標変換算出手段２２ｄと、を備えている。ここで、テーブル軸補正前のテーブル軸はＡ＝０°、Ｃ＝０°である。
【００３０】
指示部２３は、図２に示すように、ワーク３０の被測定面の姿勢データの入手のために、機械本体１０に指示を出す測定指示手段２３ａと、補正値算出手段２２ｃにより算出された補正値を基に機械本体１０にテーブル１１の回転の指示を送信する姿勢制御指示手段２３ｂと、記憶部２１に記憶された加工プログラムを基に、機械本体１０にワーク３０の加工指示を送信する加工指示手段２３ｃと、を備えている。
【００３１】
入力装置２４は、図示しないマウス、キーボード、ＮＣテープ読み込み手段、記憶媒体読み込み手段等からなり、ＮＣ装置２０の稼働に必要な各種データの入力や操作を行う装置である。
【００３２】
次に、本実施形態に係るワークの姿勢制御方法について説明する。
図３に示すように、ワークの姿勢制御は、（１）準備工程Ｓ１と、（２）座標測定工程Ｓ２と、（３）測定値取り込み工程Ｓ３と、（４）取り付け姿勢算出工程Ｓ４と、（５）補正値算出工程Ｓ５と、（６）姿勢制御工程Ｓ６と、から構成されている。
【００３３】
（１）準備工程Ｓ１
準備工程Ｓ１では、図４（ａ）に示すように、主軸１２（図１参照）に測定器１３を設置した後、作業員が、手動にて測定器１３をテーブル１１に配置されたワーク３０の被測定面の約１０ｍｍ程上に配置する。ここで、本実施形態では、ワーク３０の被測定面を、平面を構成する被加工面（以下、単に「加工面」という）３１として設定する（図４（ｂ）参照）。
また、準備工程Ｓ１において、予めワークの加工プログラムをＮＣ装置２０に入力し、加工プログラム記憶手段２１ｄに記憶させておく。本実施形態では、加工プログラムの入力を、加工プログラムのデータが記入されたＮＣテープ（図示せず）を、入力装置２４のＮＣテープ読み込み手段により読み込むことにより行う。なお、加工プログラムの入力方法は限定されるものではなく、適宜、公知の方法から選定して行えばよい。
【００３４】
ここで、加工プログラムがＮＣ装置２０に入力されると、加工プログラムが加工プログラム記憶手段２１ｄに記憶されるとともに、演算部２２の加工姿勢算出手段２２ｂが起動して、加工プログラムに沿ったワーク３０の加工姿勢が算出される。そして、算出されたワーク３０の加工姿勢は、記憶部２１の加工姿勢記憶手段２１ａに記憶される。
【００３５】
（２）座標測定工程Ｓ２
座標測定工程Ｓ２は、作業員が、入力装置２４を操作することにより、ＮＣ装置２０の測定指示手段２３ａを起動させることで、測定器１３によるワーク３０の加工面（被測定面）３１の測定を行う工程である。なお、ワーク３０（加工面３１）の測定は、図４（ｂ）に示すように、加工面３１について、任意の３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のＸ，Ｙ，Ｚ座標の測定を行う。ここで、測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３により形成される面積が広いほど、ワーク３０の加工面３１の姿勢をより正確に測定することができる。そのため、平面を構成する加工面３１の面積が狭い場合には、加工面３１よりも広い面積を有した平板を、加工面３１と平行となるように加工面３１に上載することで、測定範囲を広げてもよい。
【００３６】
（３）測定値取り込み工程Ｓ３
測定値取り込み工程Ｓ３は、座標測定工程Ｓ２において測定されたワーク３０の加工面３１の測定結果を、測定座標記憶手段２１ｂに記憶する工程である。
測定指示手段２３ａによるワーク３０の加工面３１の測定が完了すると、記憶部２１の測定座標記憶手段２１ｂが起動して、測定器１３により測定された加工面３１上の測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標データの記憶を行う。
【００３７】
（４）取り付け姿勢算出工程Ｓ４
取り付け姿勢算出工程Ｓ４は、測定値取り込み工程Ｓ３において、測定座標記憶手段２１ｂに記憶された加工面３１の測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標データを基に、ワーク３０の現取り付け姿勢を算出する工程である。
測定値取り込み工程Ｓ３における、加工面３１の測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標データの取り込みが完了すると、演算部２２の取り付け姿勢算出手段２２ａが起動して、ワーク３０の取り付け姿勢の算出が行われる。
【００３８】
ワーク３０の取り付け姿勢の算出は、図５（ａ）に示すように、ワーク３０の加工面３１上の３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）のＸ，Ｙ，Ｚ座標を利用して、加工面３１の法線ベクトルＮ１を算出することにより行う。
【００３９】
法線ベクトルＮ１の算出は、表１に示す３点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の各座標データについて、平面の式（式１）に当てはめて定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを算出した後、法線ベクトルＮ１の式（式２）に定数Ａ，Ｂ，Ｃを代入することにより行う。
【００４０】
【表１】
0004575887.tif 000002
【００４１】
ＡＸ＋ＢＹ＋ＣＺ＋Ｄ＝０・・・（式１）
Ｎ１＝（Ａ，Ｂ，Ｃ）・・・（式２）
【００４２】
（５）補正値算出工程Ｓ５
補正値算出工程Ｓ５は、取り付け姿勢算出工程Ｓ４において算出された、ワーク３０の姿勢データと、加工姿勢記憶手段２１ａに記憶されたワーク３０の加工姿勢と一致させるための補正値を算出する工程である。
【００４３】
取り付け姿勢算出手段２２ａによるワーク３０の取り付け姿勢の算出が完了すると、演算部２２の補正値算出手段２２ｃが起動して、記憶部２１の加工姿勢記憶手段２１ａに記憶されたワーク３０の加工姿勢に取り付け姿勢を一致させるための補正値の算出が開始される。なお、本実施形態では、ワーク３０の加工姿勢を、加工面３１が、主軸１２に設置された工具（Ｚ軸）と直角をなす向き、つまり、法線ベクトルＮ１が、Ｚ軸と一致する向きとする。
【００４４】
補正値の算出は、法線ベクトルＮ１をＸＹ平面に投影したＸＹ平面投影法線ベクトルＮ１１とＹ軸とのなす角からなるＣ軸補正量θ（図５（ｂ）参照）と、法線ベクトルＮ１をＹＺ平面に投影したＹＺ平面投影法線ベクトルＮ１２とＺ軸となす角からなるＡ軸補正量φ（図５（ｃ）参照）を算出することにより行う。
【００４５】
Ｃ軸補正量θは、図５（ｂ）に示すように、次に示す手順により算出される。
【００４６】
原点を通る法線ベクトルＮ１の一般式は、式３によりあらわされる。
Ｘ／Ａ＝Ｙ／Ｂ＝Ｚ／Ｃ・・・（式３）
式３により法線ベクトルをＸＹ平面に投影すると、式４となる。
Ｘ＝（Ａ／Ｂ）×Ｙ・・・（式４）
したがって、Ｃ軸補正量θは、下記のようになる。
θ＝ＡＲＣＴＡＮ（Ａ／Ｂ）・・・（式５）
【００４７】
Ａ軸補正量φは、図５（ｃ）に示すように、次に示す手順により算出される。
【００４８】
ＸＹ平面の任意のベクトルをＮ２＝（０，０，１）とすると、法線ベクトルＮ１とＸＹ平面とのなす角φ’は、式６のようになる。
φ’＝ＡＲＣＣＯＳ（Ｎ１・Ｎ２／｜Ｎ１｜｜Ｎ２｜）・・・（式６）
法線ベクトルＮ１をＹＺ平面に回転投影させたとき、法線ベクトルＮ１とＸＹ平面とのなす角φ’は、ＹＺ平面回転投影ベクトルとＹ軸とのなす角φ”と等しいため、Ａ軸補正量φは、式７から算出される。
φ＝９０°−φ”＝９０°−φ’・・・（式７）
【００４９】
（６）姿勢制御工程Ｓ６
姿勢制御工程Ｓ６は、補正値算出工程Ｓ５において、算出された補正値（Ｃ軸補正量θ、Ａ軸補正量φ）に基づき、ワーク３０の姿勢を補正する工程である。
【００５０】
補正値算出手段２２ｃにより補正値（Ｃ軸補正量θ、Ａ軸補正量φ）が算出されると、補正値は一旦補正値記憶手段２１ｃに記憶される。そして、補正値記憶手段２１ｃに補正値が記憶されるとともに、指示部２３の姿勢制御指示手段２３ｂが起動して、ワーク３０の姿勢制御指示が機械本体１０に送信される。
【００５１】
姿勢制御指示手段２３ｂが起動されると、補正値記憶手段２１ｃに記憶されたＣ軸補正量θ（図５（ｂ）参照）によるロータリテーブル１１ａの回転指示が機械本体１０に送信される。この指示により、機械本体１０の第二テーブルモータが駆動して、図４（ｃ）に示すように、ロータリテーブル１１ａをＣ軸補正量θ分だけ回転させる。
ワーク３０のＣ軸に対する補正が完了したら、補正値記憶手段２１ｃに記憶されたＡ軸補正量φ（図５（ｃ）参照）による、ティルトテーブル１１ｂの回転指示が、姿勢制御指示手段２３ｂにより機械本体１０に送信される。この指示により、機械本体１０の第一テーブルモータ１１ｃが駆動して、図４（ｄ）に示すように、ティルトテーブル１１ｂをＡ軸補正量φ分だけ回転させる。
【００５２】
前記の各工程（Ｓ１〜Ｓ６）によりワーク３０の姿勢制御が完了したら、加工指示手段２３ｃが起動し、加工プログラム記憶手段２１ｄに記憶された加工プログラムに応じた、ワーク３０の加工の指示を機械本体１０に送信し、ワーク３０の加工が開始される。
なお、本実施形態では、座標測定工程Ｓ２〜姿勢制御工程Ｓ６の工程を複数回繰り返すことにより、ワーク３０の加工面３１の平行度を０．００１°以内とする。ここで、加工面の平行度の目標値は、０．００１°以内に限定されないことはいうまでもなく、適宜設定すればよい。また、座標測定工程Ｓ２〜姿勢制御工程Ｓ６の工程を繰り返す回数も限定されるものではなく、１回のみでも高精度な補正が可能であれば、繰り返す必要がないことはいうまでもない。
【００５３】
また、座標測定工程Ｓ２〜姿勢制御工程Ｓ６の各工程を繰り返す際に、前回（繰り返す直前）の姿勢制御によりテーブル１１の位置が移動されている場合には、演算部２２の測定座標変換算出手段２２ｄが起動し、下記の手順により算出された、補正座標（Ｘ”，Ｙ”，Ｚ”）を原点として、各工程（座標測定工程Ｓ２〜姿勢制御工程Ｓ６）の繰り返し作業が開始する。ここで、測定座標変換算出手段２２ｄの起動は、手動により行ってもよいことはいうまでもない。
【００５４】
測定座標変換算出手段２２ｄが起動すると、まず、ワーク３０の加工面３１上の任意の３点のＸ，Ｙ，Ｚ座標、つまり、テーブル１１のＡ軸およびＣ軸の位置（座標）が任意の場合の測定座標Ｘ，Ｙ，Ｚを取得する。
【００５５】
次に、測定座標Ｘ，Ｙ，Ｚを、式８により、Ａ軸の座標が０、Ｃ軸の座標が任意の場合の座標Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に変換する。
【００５６】
【数１】
0004575887.tif 000003
【００５７】
次に、Ａ軸の座標が０、Ｃ軸の座標が任意の場合の座標Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を、式９により、Ａ軸およびＣ軸の座標がいずれも０の場合の補正座標Ｘ”，Ｙ”，Ｚ”に変換する。
【００５８】
【数２】
0004575887.tif 000004
【００５９】
そして、Ａ軸およびＣ軸の座標がいずれも０の場合の補正座標Ｘ”，Ｙ”，Ｚ”を原点として、座標測定工程Ｓ２〜姿勢制御工程Ｓ６によるワーク３０の加工面３１の姿勢制御を行う。
【００６０】
以上、前記実施形態によれば、ワーク３０の被測定面（加工面３１）の測定結果に基づき、ＮＣ装置２０により自動的にワーク３０の姿勢の補正が行われるため、特別な技術等を要することなく、簡易かつ高精度にワーク３０の姿勢の補正をすることが可能となった。つまり、テーブル１１へのワーク３０の設置した後、ＮＣ装置２０を起動させるのみで、自動的にワーク３０の姿勢の補正が行われるため、作業員の熟練した技術を要することなく、簡易に行われるため、好適である。
【００６１】
また、傾斜面である加工面３１に対して、面直に加工する場合においても、正確に傾斜面を水平に割り出し、面直に加工することを可能としている。
【００６２】
座標測定工程Ｓ２〜姿勢制御工程Ｓ６の工程を複数回繰り返すことにより、例えば、ワーク３０の加工面３１の角度が急なため、測定器１３による測定時に加工面３１の表面において、測定器１３の測定子が滑るために測定値が不安定な場合であっても、徐々に、補正がなされ、高精度な姿勢制御が可能となる。
【００６３】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ＮＣ工作機械として、５軸制御装置を使用するものとしたが、本発明のワークの姿勢制御方法に利用するＮＣ工作機械の機種は限定されるものではなく、適宜公知のＮＣ工作機械から選定して使用すればよい。また、前記実施形態では、マシニングセンタを使用するものとしたが、５軸制御の機械であれば、トランスファーマシン、複合加工機や検査装置にも本発明を適用することも可能である。
【００６４】
前記実施形態では、ワークの姿勢制御時に、ワークの被測定面として、ワークの被加工面を測定するものとしたが、被加工面との相対関係が明確であれば、必ずしも被加工面について測定する必要はなく、例えば、被加工面に隣接する平面を、被測定面として測定してもよい。
【００６５】
また、本発明のワークの姿勢制御方法における被測定面は、３測点が同一平面上にあれば、必ずしも平面である必要はない。このような、被測定面が平面ではない例としては、
例えば、段差のある複数の平行な面を有するワークについて、予め段差量を補正量として変数に入力してから測定する場合や、３個の基準球の中心座標として３測点を取得する場合等がある。
【００６６】
また、前記実施形態では、取り付け姿勢を求める計算方法について、３点を通る平面の法線ベクトルを利用したが、取り付け姿勢算出手段による算出手法は、前記実施形態の方法のみに限定されないことはいうまでもない。例えば、測点３点を通る３次元円の中心軸座標から３次元円の円弧上にあるＺ座標の一番高い点への方向ベクトルを利用して、取り付け姿勢を補正することも可能である。
【００６７】
本発明のワークの制御方法による加工の対象となるワークは、限定されるものではなく、あらゆる精密加工に適用可能である。例えば、インプラントのメタルフレームのように、高精度な加工が要求されるワークについても好適に使用される。
【００６８】
また、加工プログラムに応じて、ワークの被加工面が随時変化する場合には、ワークの向きが変化するたびに、本発明のワークの姿勢制御方法により、ワークの姿勢の補正を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態に係るＮＣ工作機械の主要部分を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係るＮＣ工作機械のＮＣ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るワークの姿勢制御方法の手順を示すフローチャートある。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るワークの姿勢制御方法の各状況を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るワークの姿勢制御方法の計算方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１      ＮＣ工作機械
１０    機械本体
１１    テーブル
１２    主軸
１３    測定器
２０    ＮＣ装置
２１    記憶部
２１ａ  加工姿勢記憶手段
２１ｂ  測定座標記憶手段
２２    演算部
２２ａ  取り付け姿勢算出手段
２２ｃ  補正値算出手段    
２３    指示部
２３ｂ  姿勢制御指示手段
３０    ワーク
Ｓ１    準備工程
Ｓ２    座標測定工程
Ｓ３    測定値取り込み工程
Ｓ４    取り付け姿勢算出工程
Ｓ５    補正値算出工程
Ｓ６    姿勢制御工程
【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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