(57)【要約】【課題】機械本体の複数個所の温度測定に基づいて加工点における熱的な変位量を推定し補正する機能を備えた工作機械における、補正に用いられる所定の関係式に適合する最適な温度測定位置を容易に求める。【解決手段】温度測定位置決定の処理にあたっては、まず工作機械本体の解析用の３Ｄモデルが作成され（Ｓ２１）、温度測定ブロックが設定されると共に各ブロック毎に複数個の候補点が設定される（Ｓ２２）。ブロックは、例えば工作機械本体のベースの前部上面側、前部下面側、後部上面側、後部下面側、テーブル、主軸ヘッド、コラムの７つとされる。次いで、解析処理（ＣＡＥ）により、工作機械本体に所定の温度変化を与えた際の、時系列毎の各候補点の温度変化Δｔ、及び加工点における変位量δの温度データが算出される（Ｓ３３）。その温度データから、遺伝的アルゴリズムを用いて各ブロックに１個ずつの最適な温度測定位置が求められる（Ｓ２４）。【選択図】図７
2007167966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工データに従ってワークに対し工具を相対的に移動させながら加工を行うと共に、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて、所定の関係式により加工点の熱的な変位量を求めて前記ワークに対する工具の相対移動量を補正する機能を有する工作機械における、前記温度測定を行なうべき位置を決定するための方法であって、
前記機械本体を複数の温度測定ブロックに分け、それら各ブロック毎に複数個の温度測定の候補点を設定する候補点設定工程と、
加工時において想定される前記機械本体の熱的な状態変化に伴う、時系列毎の前記各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータを求めるデータ取得工程と、
前記各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータから、遺伝的アルゴリズムを用いて、前記各ブロック毎に１個ずつの、前記所定の関係式を満たす最適な温度測定位置を求める最適位置算出工程とを含むことを特徴とする工作機械の温度測定位置決定方法。
【請求項２】
前記データ取得工程は、コンピュータを用いた解析により実行されることを特徴とする請求項１記載の工作機械の温度測定位置決定方法。
【請求項３】
前記データ取得工程は、実機を用いた実験により実行されることを特徴とする請求項１記載の工作機械の温度測定位置決定方法。
【請求項４】
前記機械本体は、ベース上に、前記ワークを支持するテーブル、及び、前記工具を備える主軸ヘッドを有したコラムを前後に位置して備えると共に、前記ベースの上面部に切削液を流すように構成されており、
前記ベースに関しては、その上面側及び下面側の夫々前後部の合計４つの温度測定ブロックが設定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の工作機械の温度測定位置決定方法。
【請求項５】
前記所定の関係式は、前記機械本体の各部位の熱膨張・熱収縮に加えて、前記ベースの上面側及び下面側の前後部における温度上昇度合の相違に起因する反りを考慮したものとされていることを特徴とする請求項４記載の工作機械の温度測定位置決定方法。
【請求項６】
加工データに従ってワークに対し工具を相対的に移動させながら加工を行う工作機械において、
請求項１ないし５のいずれかに記載の工作機械の温度測定位置決定方法を用いて決定された複数箇所の温度を夫々測定する温度センサと、
これら各温度センサの測定に基づいて所定の関係式により加工点における熱的な変位量を求める変位量検出手段と、
この変位量検出手段の検出に基づいて前記ワークに対する工具の相対移動量を補正する補正手段とを具備することを特徴とする工作機械。
【請求項７】
加工データに従ってワークに対し工具を相対的に移動させながら加工を行うと共に、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて、所定の関係式により加工点の熱的な変位量を求めて前記ワークに対する工具の相対移動量を補正する機能を有する工作機械における、前記温度測定を行なうべき位置を決定するために、コンピュータに以下のステップを実行させることを特徴とする工作機械の温度測定位置決定プログラム。
前記機械本体を複数の温度測定ブロックに分け、それら各ブロック毎に複数個の温度測定の候補点を設定する候補点設定ステップ。
加工時において想定される前記機械本体の熱的な状態変化に伴う、時系列毎の前記各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータを求めるデータ取得ステップ。
前記各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータから、遺伝的アルゴリズムを用いて、前記各ブロック毎に１個ずつの、前記所定の関係式を満たす最適な温度測定位置を求める最適位置算出ステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて熱的な変位を補正する機能を備えた工作機械における、最適な温度測定位置を決定する工作機械の温度測定位置決定方法及び工作機械、並びに工作機械の温度測定位置決定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、金属材からなるワークに対して穴あけや切削等の加工を行う工作機械（マシニングセンタ）の本体は、ベース、このベースの前部側に設けられワークを支持するテーブル、ベースの後部側に上方に延びて設けられＸＹ移動機構によりＸ（左右）及びＹ（前後）方向に移動されるコラム、このコラムの前面側にＺ（上下）方向に移動されるように設けられ工具が装着される主軸を有する主軸ヘッド等を備えて構成されている。また、この種の工作機械本体には、工具部分の冷却を図ると共に、加工時に発生する切削屑を洗い流すために、切削水循環機構を備えるものもある。そして、機械本体に添設される制御装置は、加工データに基づいて、ＸＹ移動機構のＸ軸及びＹ軸サーボモータ、Ｚ軸サーボモータ、主軸モータを制御して加工を自動で実行するようになっている。
【０００３】
ところで、上記のような工作機械においては、モータの発熱による温度上昇や、切削水の温度上昇などの様々な発熱環境により、機械本体の各部に熱膨張による変形が発生し、ひいては、主軸（工具）とテーブル（ワーク）との間の間隔が変化し、加工誤差を発生させる虞がある。そこで、そのような不具合を防止するために、従来から、主として、次の（ａ）〜（ｄ）の４つの対策が考えられていた。
【０００４】
（ａ）断熱カバー等の断熱構造を設けて熱の伝わりを遮断する方法
（ｂ）冷媒を利用して強制的に冷却することにより熱変形を防止する方法
（ｃ）熱変位量を直接的に計測し、その分の補正を加える方法
（ｄ）熱変位量を推測し、その分の補正を加える方法
【０００５】
ところが、上記（ａ）の断熱構造を設ける構成では、雰囲気温度の上昇による各部の熱膨張は避け難く、さほどの効果が得られず、また構成が複雑となる問題点があった。また、（ｂ）の強制冷却を行う方法では、コストがかかり過ぎる問題があった。さらに、（ｃ）の熱変位量を直接的に計測する方法では、構成が複雑となってコストがかかり、その割には十分な精度が得られない問題があった。
【０００６】
（ｄ）の熱変位量を推測し補正する方法としては、特許文献１に示されるように、工作機械の要所に温度センサを設け、それら温度センサの検出に基づいて熱変位量を推測し、その熱変位を打消すように各軸の移動量（主軸の位置）を補正するものがある。この方法では、温度変化の比較的小さい部位に基準温度を検出する熱電対等の温度センサを設けると共に、温度変化の比較的大きい部位に鋳物温度を検出する温度センサを設け、さらに、機械上部の気温を検出する温度センサを設けるようにしている。そして、所定時間間隔で各温度センサにより温度を検出し、鋳物温度及び気温の夫々について、前回（ｎ−１回目）検出した温度の基準温度との温度差、今回（ｎ回目）検出した基準温度との温度差を算出し、それらの値と、予め実験により求められた熱時定数及び熱変位係数とを用いた演算により、各軸の補正量を求めるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−９４２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に示された技術では、温度変化の比較的小さい部位、及び、温度変化の比較的大きい部位の夫々一箇所についての温度を検出しているが、２箇所（気温を含めば３箇所）の温度検出だけでは、夫々の構成部位に関してどの軸方向にどれだけの熱変位が起こっているかを推定することは困難である。従って、特許文献１に示された従来技術では、的確な熱変位量を推定することは難しく、補正によって加工精度を高めるには未だ不十分であった。
【０００８】
そこで、本出願人は、機械本体の複数の温度測定個所（例えば９箇所）に温度センサを設け、各温度センサの測定した温度変化から所定の関係式により各部の熱的変位量（ひいては加工点における変位量）を算出し、補正を行なうようにした熱変位補正方法を開発し、先に出願している（特願２００５−９９６８４、特願２００５−９９６８５：いずれも未公開）。上記所定の関係式は、加工点における変位量δが、ｎ個（例えば９個）の温度測定点における基準温度からの温度変化量（Ｘ1 〜Ｘn ）を変数とした関数[δ＝ｆ（Ｘ1,Ｘ2,‥Ｘn）]で表され、理論的に求められるようになっている。この方法によれば、加工点における変位量を的確に推定することができ、加工精度を十分に高めることができる。
【０００９】
ところが、ここで問題となるのは、温度測定位置（温度センサを設ける位置）をどこに設定すれば最適位置となるかについて、必ずしもその決定手法が確立されていない点にある。例えば、コラムに１点の温度測定位置を設定する場合でも、コラムの上部と下部とでは温度の変化の様子が異なってくるので、温度測定位置を適当に選んだ場合には、必ずしも関係式に適合しない場合が生ずるものとなる。また、ある機種によっては、適切な温度測定位置が得られていたとしても、異なった形態を有する機種の場合には、その位置がそのまま適用できないケースが生ずる。
【００１０】
この場合、関係式に適合する温度測定位置をどこにもってくれば良いかを、例えば実機を用いて実験的に求めることが考えられるが、工作機械本体の複数の部位の夫々について温度測定位置の候補点を複数設けるとすると、その組合せの数は膨大なものとなり、その分多数回の実験を繰返し行なわなければならず、多大な時間がかかって効率が非常に悪く、非現実的なものとなる。また、工作機械の設計段階においては、上記実験自体ができないものとなる。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて加工点における熱的な変位量を推定し補正する機能を備えた工作機械における、補正に用いられる所定の関係式に適合する最適な温度測定位置を容易に求めることができる工作機械の温度測定位置決定方法及び工作機械の温度測定位置決定プログラムを提供するにある。また、熱的な変位量の推定を的確に行うことができ、補正によって加工精度を十分に高めることができる工作機械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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の工作機械の温度測定位置決定方法は、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて所定の関係式により加工点における熱的な変位量を推定し補正する機能を備えた工作機械における、温度測定を行なうべき位置を決定するための方法であって、機械本体を複数の温度測定ブロックに分け、それら各ブロック毎に複数個の温度測定の候補点を設定する候補点設定工程と、加工時において想定される機械本体の熱的な状態変化に伴う、時系列毎の各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータを求めるデータ取得工程と、各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータから、遺伝的アルゴリズムを用いて、各ブロック毎に１個ずつの、所定の関係式を満たす最適な温度測定位置を求める最適位置算出工程とを実行するところに特徴を有する（請求項１の発明）。
【００１３】
本発明の工作機械の温度測定位置決定プログラムは、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて所定の関係式により加工点における熱的な変位量を推定し補正する機能を備えた工作機械における、温度測定を行なうべき位置を決定するために、コンピュータに、機械本体を複数の温度測定ブロックに分け、それら各ブロック毎に複数個の温度測定の候補点を設定する候補点設定ステップと、加工時において想定される機械本体の熱的な状態変化に伴う、時系列毎の各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータを求めるデータ取得ステップと、各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータから、遺伝的アルゴリズムを用いて、各ブロック毎に１個ずつの、所定の関係式を満たす最適な温度測定位置を求める最適位置算出ステップとを実行させるところに特徴を有する（請求項７の発明）。
【００１４】
上記構成によれば、候補点設定工程（ステップ）において、機械本体が、温度測定を行いたい部分毎に複数の温度測定ブロックに分けられると共に、それら各ブロック毎に複数個の温度測定の候補点が設定される。次のデータ取得工程（ステップ）において、加工時において想定される機械本体の熱的な状態変化に伴う、時系列毎の各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータが求められる。そして、最適位置算出工程（ステップ）において、上記データから、遺伝的アルゴリズムを用いて、各ブロック毎に１個ずつの、所定の関係式を満たす最適な温度測定位置が求められる。
【００１５】
ここで、遺伝的アルゴリズムとは、生物の進化の過程をまねて、初期の集団から自然淘汰と生殖活動を行なうことにより、より優秀な個体だけを選び出していくもので、最適解をランダム且つ速やかに探索する手法である。本発明においては、このような遺伝的アルゴリズムを用いて、各ブロック毎に１個ずつの、所定の関係式を満たす最適な温度測定位置の組合せを効率的に求めることができる。
【００１６】
このとき、上記データ取得工程を、コンピュータを用いた解析により実行するように構成することができる（請求項２の発明）。これによれば、設計の段階において、必要なデータを得ることが可能となり、最適な温度測定位置を求めることができる。或いは、上記データ取得工程を、実機を用いた実験により実行するように構成することもでき（請求項３の発明）、これにより、信頼性の高いデータを得ることができる。
【００１７】
ここで、機械本体として、より具体的には、ベース上に、ワークを支持するテーブル、及び、工具を備える主軸ヘッドを有したコラムを前後に位置して備えると共に、ベースの上面部に切削液を流すように構成されたものがある。この場合、高温となった切削水が流れるベース上面部分が、下面部分に比べて温度上昇が激しくなり、また、ベースの前後においても温度変化度合が相違してくる。そこで、このような機械本体を備えるものにあっては、ベースに関して、その上面側及び下面側の夫々前後部の合計４つの温度測定ブロックを設定することが好ましく（請求項４の発明）、これによれば、機械本体の各構成部位の温度変化度合をより緻密に検出することができ、ひいては加工点における熱的な変位量を、十分な確かさで求めて補正することが可能となる。
【００１８】
さらにこのとき、温度変化度合の相違に起因したベースの反りが、熱的な変位量として無視できない程度にまで生ずるものとなる事情がある。上記所定の関係式を、機械本体の各部位の熱膨張・熱収縮に加えて、ベースの上面側及び下面側の前後部における温度上昇度合の相違に起因する反りを考慮したものとすることができる（請求項５の発明）。これによれば、加工点の熱的な変位量を、ベースの反りを含めて十分な確かさで求めて補正することが可能となり、ひいては加工精度を十分に高めることができるようになる。
【００１９】
そして、本発明の工作機械は、上記請求項１ないし５のいずれかに記載の工作機械の温度測定位置決定方法を用いて決定された複数箇所の温度を夫々測定する温度センサと、これら各温度センサの測定に基づいて所定の関係式により加工点における熱的な変位量を求める変位量検出手段と、この変位量検出手段の検出に基づいてワークに対する工具の相対移動量を補正する補正手段とを具備するところに特徴を有する（請求項６の発明）。これによれば、上記したような所定の関係式を満たす最適な温度測定位置に温度センサを設けることができるので、加工点の熱的な変位量を的確に求めることができ、補正によって加工精度を十分に高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の工作機械の温度測定位置決定方法及び工作機械の温度測定位置決定プログラムによれば、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて加工点における熱的な変位量を推定し補正する機能を備えた工作機械における、補正に用いられる所定の関係式に適合する最適な温度測定位置を容易に求めることができるという優れた効果を奏する。また、本発明の工作機械によれば、熱的な変位量の推定を的確に行うことができ、補正によって加工精度を十分に高めることができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図１ないし図１３を参照しながら説明する。まず、図１ないし図６を参照して、本実施形態に係る工作機械について述べる。本実施形態に係る工作機械は、工作機械本体（マシニングセンタ）１と、後述する制御装置１５（図２参照）とを備えて構成される。図１は、工作機械の本体１の外観構成を概略的に示している。尚、この実施形態では、本体１の左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向としている。各軸の制御は、装置固有の三次元（ＸＹＺ）座標系に基づいて行われるようになっている。
【００２２】
工作機械の本体１は、図４，図５にも示すように、構成部位としての、例えば工場の床部に設置されるベース２、このベース２上の前側に設けられワークＷ（図４参照）を支持するテーブル３、前記ベース２上の後側に位置して上方に延びて設けられるコラム４、このコラム４の前面側に設けられた主軸ヘッド５を備えて構成される。前記コラム４は、ベース２に対し、周知のＸＹ移動機構６を介して設けられ、共にサーボモータからなるＸ軸モータ７及びＹ軸モータ８（図２にのみ図示）の駆動により、左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）方向に自在に移動されるようになっている。
【００２３】
前記主軸ヘッド５は、前記コラム４に上下動可能に設けられており、コラム４内には、主軸ヘッド５を上下（Ｚ軸）方向に自在に移動させるための、サーボモータからなるＺ軸モータ９（図２にのみ図示）及び周知のボールネジ機構（図示せず）等からなる上下移動機構が設けられている。そして、主軸ヘッド５には、下向きの主軸１０が設けられていると共に、その主軸１０を回転させるための、サーボモータからなる主軸モータ１１（図２にのみ図示）が設けられている。前記主軸１０の先端（下端）には、ドリルやタップなどの工具１２が交換可能に取付けられている。図示は省略しているが、コラム４にはその工具１２を自動で交換する工具交換装置も設けられている。
【００２４】
前記ベース２は、例えば鋳鉄（鋳物）製とされており、その左右方向中間部の上面は、後方に向かうに従い下降傾斜する形態とされている。また、前記テーブル３上には、前記ワークＷを支持するための治具（図示せず）がセットされるようになっている。加工時においては、ワークＷは、テーブル３上の後部側に配置されるようになっている。さらに、これも図示はしないが、この工作機械の本体１はスプラッシュカバーにより囲まれるようになっている。
【００２５】
また、詳しく図示はしないが、この本体１には、工具１２（加工点Ｐ）部分の冷却を図ると共に、加工時に発生する切削屑を洗い流すために、切削水循環機構が設けられる。この切削水循環機構は、切削液としての切削水が収容されるタンク及び切削水循環ポンプ１４（図２にのみ図示）、配管やバルブ等を有し、タンクから汲み出した切削水を、例えば切削加工箇所に向けて吐出し、切削水をベース２の上面部分を流してタンクに戻し、そのタンク部分にて切削屑を捕獲するといった循環を行うように構成されている。
【００２６】
そして、上記工作機械の本体１には、図２に示すように、該本体１を制御するための制御装置（ＮＣ装置）１５が添設される（あるいは一体的に設けられる）ようになっている。この制御装置１５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶装置１６を備えている。この記憶装置１６には、後述する熱的変位補正のプログラムを含む全体の制御用のプログラムが記憶されると共に、加工データ（ＮＣプログラム）、後述する基準温度のデータを含む各種のデータ等が記憶されるようになっている。
【００２７】
この制御装置１５は、図示しない駆動回路（サーボアンプ）を介して、前記Ｘ軸モータ７、Ｙ軸モータ８、Ｚ軸モータ９、及び主軸モータ１１を制御し、これと共に、工具交換装置や切削水循環機構（切削水循環ポンプ１４）も制御するようになっている。また、この制御装置１５には、操作パネル１７からの操作信号が入力されるようになっている。
【００２８】
これにて、制御装置１５は、予め入力された加工データ（ＮＣプログラム）に基づいて、主軸１０に必要な工具１２を取付け、テーブル３上に支持されたワークＷに対し、ＸＹ移動機構６によりコラム４を水平方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）に自在に位置決めすると共に、主軸ヘッド５をＺ軸方向に上下動させながら、工具１２（主軸１０）を回転させてワークＷの所定位置（加工点Ｐ）に作用させることにより、ワークＷに対する穴あけ、切削等の加工作業を自動で実行するようになっているのである。また、このとき、制御装置１５は、切削水循環機構（切削水循環ポンプ１４）を制御し、工具１２（加工点Ｐ）部分の冷却を図ると共に、加工時に発生する切削屑をテーブル３更にはベース２の上面から洗い流すようになっている。
【００２９】
さて、前記制御装置１５は、そのソフトウエア的構成（熱的変位補正のプログラムの実行）により、上記加工作業を行うにあたって、本体１の各構成部位の熱膨張などの熱的変位に起因する加工点Ｐにおける変位量（本来の加工点からのずれ量）を推定し、その変位を打消すように各軸（Ｘ軸モータ７、Ｙ軸モータ８、Ｚ軸モータ９）の移動量（Ｘ軸モータ７、Ｙ軸モータ８、Ｚ軸モータ９の目標位置）を補正するようになっている。
【００３０】
この熱変位補正のために、本実施形態では、本体１を構成する各構成部位に関して、夫々温度変化度合の相違する複数（例えば７箇所）の温度測定位置に、合計７個の温度センサ１８〜２４が設けられる。これら温度センサ１８〜２４からの温度測定信号は、前記制御装置１５に入力されるようになっている。このとき、詳しくは後述するように、温度測定位置（温度センサ１８〜２４）は、本実施形態に係る温度測定位置決定方法（温度測定位置決定プログラム）によって決定されるようになっている。
【００３１】
具体的には、図１に示すように、前記ベース２には、該ベース２の前側（テーブル３側）の上面の温度（ＴB-UF）を測定する温度センサ１８、前側の底面の温度（ＴB-BF）を測定する温度センサ１９、後側（コラム４側）の上面の温度（ＴB-UR）を測定する温度センサ２０、後側の底面の温度（ＴB-BR）を測定する温度センサ２１が設けられている。前記コラム４には、該コラム４の温度（ＴC ）を測定する温度センサ２２が設けられている。前記主軸ヘッド５には、該主軸ヘッド５の温度（ＴSP）を測定する温度センサ２３が設けられている。前記テーブル３には、該テーブル３の温度（ＴT ）を測定する温度センサ２４が設けられている。
【００３２】
詳しくは後述するように、前記制御装置１５は、前記各温度センサ１８〜２４により同一時刻に測定された初期の温度を基準温度（Ｔ0 ）として記憶装置１６に記憶するようになっている。このとき、本実施形態では、例えば、加工作業開始前の工作機械本体１に対する治具のセッティング完了時に測定された値を基準温度（Ｔ0 ）とするようになっている。基準温度の測定のタイミングとしては、工作機械の電源オン時等であっても良い。
【００３３】
そして、制御装置１５は、任意の時点（加工データ（ＮＣプログラム）中に補正指令信号があった時点）における前記各温度センサ１８〜２４の現在の測定温度（Ｔ）を取込み、各測定温度（Ｔ）を前記各基準温度（Ｔ0 ）と比較して各温度測定箇所における温度変化（ΔＴ）を求め、その温度変化（ΔＴ）に基づいて前記各構成部位（ベース２、テーブル３、コラム４、主軸ヘッド５）の熱的な変位量を求めて加工点Ｐにおける各軸方向の変位量に換算し、その換算された変位量に応じて各軸の移動量（主軸１０の位置）を補正するようになっている。従って、制御装置１５が、変位量検出手段及び補正手段として機能するのである。
【００３４】
またこのとき、制御装置１５は、各構成部位の熱的な変位量を、各構成部位の熱膨張・熱収縮と、特にベース２の上下両面側における温度上昇度合の相違に起因する反りとを考慮して推定し、後述する所定の関係式により加工点Ｐ（主軸１０）の熱的な変位量を求めるようになっている。具体的には、ベース２の前後方向の伸びによる変位量、ベース２の前後方向に関する反りによる傾き変位量、コラム４、主軸ヘッド５及びテーブル３の前後方向の伸びによる変位量、を夫々求めることにより、それらの総和から加工点Ｐにおける各軸方向、特にＹ軸方向の加工点Ｐ（主軸１０）の熱的な変位量を推定するようになっている。
【００３５】
ここで、上記した工作機械の本体１の熱による変位の現象について説明する。工作機械の本体１においては、加工作業を行うに伴い、各モータ７、８、９、１１の発熱、駆動機構部分の摩擦熱、工具１２とワークＷとの間の摩擦による発熱といった様々な発熱環境により、各構成部位の熱膨張が生ずる。これと共に、切削水がかなり高温となる事情があり、切削水が流れるベース２の上面部分の温度上昇による熱膨張も大きくなる。このような各構成部位の熱的な変位が、加工点Ｐにおける加工誤差を発生させることになり、それを防止するため、制御装置１５は、加工点Ｐにおける熱的な変位量δを、後述する関係式（計算式）により推定し、その変位を打消すように各軸（ここでは特にＹ軸方向）の移動量（主軸１０の位置）を補正する。
【００３６】
この場合、熱的な変位は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に生ずるが、そのうちＸ軸方向の熱的変位については、各部の熱膨張等が加工点Ｐに対し左右対称的に生ずるため、加工点Ｐでは加工精度上ほとんど影響がないものとなっている。また、Ｚ軸方向の熱的変位に関しては、主軸ヘッド５を上下動させるためのボールネジ機構の摩擦熱によるボールネジ軸の熱膨張、収縮が最も大きくなる。ところが、このボールネジの熱膨張、収縮に起因するＺ軸方向の熱変位を補正する熱変位補正方法については、本出願人の先の出願（例えば特開２０００−１３５６５３号公報など）にて周知であるため、ここでは、詳しい説明を省略する。
【００３７】
そこで、本実施形態では、各構成部位の熱的な変位が最も問題となるＹ軸方向の熱的な変位について述べる。図４は、上記工作機械本体１の各構成部位の熱的な変位の様子を誇大的に示すものである。尚、この図４中、丸の中に「高」の文字は、温度変化の大きい面を示し、丸の中に「低」の文字は、それとは反対側の温度変化の比較的小さい面を示している。尚、ここでは、主軸１０とテーブル３との間隔が広がる方向（主軸１０については後方側、テーブル３については前方側）をプラス（＋）方向、それとは反対の方向をマイナス（−）方向として説明する。
【００３８】
図４（ａ）は、ベース２の熱膨張によるＹ軸方向の伸びの様子を示している。この膨張変位は、ベース２の前後方向中心Ｏb に対して、前側（テーブル３側）と後側（コラム４側）との双方が互いに前後に離れる方向に生ずる。図４（ｂ）は、ベース２の反り変形の様子を示している。この場合、温度変化の大きいベース２の上面側の方が、底面側に比べて熱膨張がより大きくなるため、ベース２の上面側において中央側が上方に膨らむ（ひいてはテーブル３及び主軸１０が傾く）ような反り変形が生ずる。
【００３９】
図４（ｃ）は、コラム４及び主軸ヘッド５、並びにテーブル３の熱膨張によるＹ軸方向の伸びの様子を示している。コラム４及び主軸ヘッド５の膨張変位は、主軸１０が前方に変位するように生じ、テーブル３の後端側（ワークＷの配置側）が後方に変位するように生ずる。尚、コラム４、主軸ヘッド５、テーブル３の反りによる変位はきわめて小さく、無視できる程度である。
【００４０】
加工点Ｐ（主軸１０）におけるＹ軸方向に関する熱的な変位量δは、上記各構成部位のＹ軸方向の変位量の総和となり、次の式により求めることができる。
変位量δ＝Σ（各部位の伸び＋そりによる傾き変位）
＝（ベース２のテーブル３側膨張変位＋コラム４側膨張変位）
＋（ベース２のテーブル３側傾きＹ軸換算変位＋コラム４側側傾きＹ軸換算変位）
−（コラム４の膨張変位＋主軸ヘッド５の膨張変位＋テーブル３の膨張変位）
従って、上記式の各項を夫々求める（推定する）ことによって、変位量δを算出することができる。各項については、各温度測定箇所における基準温度からの温度変化、線膨張係数や各部の寸法等の定数（一部可変）、予め実験等により求められるパラメータ（補正係数）を用いることにより算出することが可能となる。
【００４１】
この場合、膨張変位については、各温度測定箇所における測定温度（Ｔ）とその箇所の基準温度（Ｔ0 ）との差ΔＴと、線膨張係数λとから求めることが可能となる。また、傾きのＹ軸方向換算変位については、傾き角度θの正弦から求めることが可能となり、その傾きは、温度変化の大きい側および小さい側の膨張変位の差から求めることができる。具体的な計算例について、図５及び図６も参照して以下述べる。
【００４２】
図５は、この計算に用いられる工作機械本体１の各部の寸法を示している。ベース２のＹ軸方向全長をＬ、ベース２のＹ軸方向中心Ｏb からテーブル３のＹ軸方向中心Ｏt までの長さをＳ-table、ベース２のＹ軸方向中心Ｏb からコラム４のＹ軸方向中心Ｏc までの長さをＳ-column としている。ベース２の前端部の高さ寸法をＨ-base-F 、後端部の高さ寸法をＨ-base-R としている。テーブル３の高さをＨ-table、ワークＷの高さ（テーブル３上面から加工点Ｐまでの高さ）をＨ-work （変動する値）としている。
【００４３】
コラム４（ＸＹ移動機構６を含む）のテーブル３上面までの高さをＨ-column3、テーブル３上面からコラム４の本体部の下端部までの高さをＨ-column2、コラム４の本体部の高さをＨ-column1、主軸ヘッド５の現在のＺ軸の位置をＺ-center （変動する値）、コラム４のＹ軸方向中心Ｏc からコラム４の前面までの長さをＬ-column としている。コラム４の前面から主軸１０の中心Ｏs までの長さをＬ-SP 、主軸１０の中心Ｏs からテーブル３の中心Ｏt までの長さをＬ-tableとしている。
【００４４】
主軸ヘッド５の基部の高さをＨ-SP-1 、主軸ヘッド５の下面部からＺ軸の位置までの高さをＨ-SP-2 、工具１２の高さをＨ-tool としている。このとき、Ｈ-work ＋Ｈ-tool ＋Ｈ-SP-2 ＝Ｚ-center ＋Ｈ-column2の関係があり、Ｈ-work 及びＺ-center が可変の値であってその他は固定された値となる。現在のＺ-center の値とＨ-tool の値とからＨ-work の値を求めることができる。
【００４５】
また、図６は、この計算に用いられる工作機械本体１の各部の反りによる傾き角度を示している。ここでは、ベース２のＹ軸方向中心Ｏb 線を基準線とし、ベース２の前端面の傾き角度をθ-base-F 、ベース２の後端面の傾き角度をθ-base-R としている。また、テーブル３の中心Ｏt での傾き角度をθ-table、コラム４の中心Ｏc での傾き角度をθ-column としている。
【００４６】
さて、計算例について以下順に説明する。尚、以下の説明では、各温度センサ１８〜２４により測定されて記憶される基準温度を、夫々、ＴB-UF-0、ＴB-BF-0、ＴB-UR-0、ＴB-BR-0、ＴC-0 、ＴSP-0、ＴT-0 で表す。つまり、各温度センサ１８〜２４の測定温度（Ｔプラス添字）の後にさらに添字「-0」を付したものとする。
【００４７】
（ａ）ベース２の伸びによる変位量
ベース２のテーブル３側膨張変位による伸び［δｂ１-table］は、
［δｂ１-table］＝λ×ΔＴBF×（Ｓ-table）
となる。但し、ΔＴBF＝（ＴB-BF）−（ＴB-BF-0）である。
【００４８】
同様に、ベース２のコラム４側膨張変位による伸び［δｂ１-column ］は、
［δｂ１-column ］＝λ×ΔＴUR×（Ｓ-column ）
となる。但し、ΔＴUR＝（ＴB-UR）−（ＴB-UR-0）である。
【００４９】
ベース２の伸びによる変位量は、それらの和であるから、［δｂ１-table］＋［δｂ１-column ］となる。
（ｂ）ベース２の反りによる傾き変位量
まず、ベース２のテーブル３側の傾きによる加工点Ｐでの変位量［δｂ２-table］を次のようにして求める。
【００５０】
（ｂ−１）ベース２の前端部の傾き［θ-base-F ］は次の式で求められる。
【数１】
2007167966.tif 000003
【００５１】
（ｂ−２）テーブル３の中心Ｏt での傾き［θ-table］は、比例配分により次のようになる。
【数２】
2007167966.tif 000004
【００５２】
（ｂ−３）テーブル３の中心Ｏt と加工点Ｐとの間で変位量の相違は極く僅か（誤差程度）であるため、［δｂ２-table］は次のように近似できる。
【数３】
2007167966.tif 000005
【００５３】
同様に、ベース２のコラム４側の傾きによる加工点Ｐでの変位量［δｂ２-column ］を次のようにして求める。
【００５４】
（ｂ−４）ベース２の後端部の傾き［θ-base-R ］は次の式で求められる。
【数４】
2007167966.tif 000006
【００５５】
（ｂ−５）コラム４の中心Ｏc での傾き［θ-column ］は、比例配分により次のようになる。
【数５】
2007167966.tif 000007
【００５６】
（ｂ−６）加工点Ｐでの変位量［δｂ２-column ］は次のように近似できる。
【数６】
2007167966.tif 000008
【００５７】
ベース２の反りによる傾き変位量は、［δｂ２-table］＋［δｂ２-column ］で求めることができる。
【００５８】
（ｃ）コラム４，主軸ヘッド５，テーブル３の伸びによる変位量
コラム４，主軸ヘッド５，テーブル３の伸びによる加工点Ｐでの変位量［δ-other］は、次の式で求めることができる。
【００５９】
［δ-other］＝λ×［（ΔＴSP）×（Ｌ-SP ）＋（ΔＴC ）×（Ｌ-column）
＋（ΔＴT ）×（Ｌ-table）］
上記（ａ）〜（ｃ）から、加工点Ｐにおける全体としてのＹ軸方向変位量δは、
変位量δ＝［δｂ１-table］＋［δｂ１-column ］＋［δｂ２-table］
＋［δｂ２-column ］−［δ-other］  ‥（１）
となる。
【００６０】
但し、上記はいわば理論値であるため、機械の構造によって若干の補正を加えることがより望ましい。即ち、次のように各項に補正係数（パラメータ）を掛合わせることが有効である。
【００６１】
変位量δ＝α１×［δｂ１-table］＋β１×［δｂ２-table］＋
α２×［δｂ１-column ］＋β２×［δｂ２-column ］−
γ×［δ-other］      ‥（２）
尚、この際のパラメータα１、β１、α２、β２、γの決定については、数理工学でいう周知の線形計画法を利用することにより、比較的簡単に最適化することができる。
【００６２】
図３のフローチャートは、制御装置１５が実行する、上記熱変位の補正を含んだ加工作業の処理手順を示している。即ち、まず、ステップＳ１では、例えばオペレータの操作パネル１７の操作に基づき、各温度センサ１８〜２４により、同一時刻に各温度測定箇所の初期の温度が測定される。このとき、例えば加工作業開始前の工作機械本体１に対する治具のセッティング完了時（加工作業開始前）の初期状態の温度が測定される。ステップＳ２では、それら測定された温度が基準温度ＴB-UF-0、ＴB-BF-0、ＴB-UR-0、ＴB-BR-0、ＴC -0 、ＴSP-0、ＴT-0として記憶装置１６に記憶（登録）される。
【００６３】
ステップＳ３では、加工プログラムが起動され、次のステップＳ４では、加工プログラムのブロック毎の解釈が行われる。ここで、加工プログラムの適宜の位置に熱的変位の補正指令が挿入されており、ステップＳ５にて、補正指令信号の有無が判断される。補正指令信号がない場合には（ステップＳ５にてＮｏ）、ステップＳ６にて、プログラムエンドコードかどうかが判断される。プログラムエンドコードでない場合には（ステップＳ６にてＮｏ）、ステップＳ７に進み、加工作業が実行される。１ブロックの加工作業が行われると、ステップＳ４に戻って次のブロックの解釈が行われる、また、プログラムエンドコードである場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、処理を終了する。
【００６４】
そして、加工プログラムのブロック中に、補正指令信号があった場合には（ステップＳ５にてＹｅｓ）、まず、ステップＳ８にて、各温度センサ１８〜２４により、各温度測定箇所の現在の温度ＴB-UF、ＴB-BF、ＴB-UR、ＴB-BR、ＴC 、ＴSP、ＴT が測定される。次のステップＳ９では、各温度測定箇所において、夫々測定温度と記憶されている基準温度との温度差が算出される。
【００６５】
次のステップＳ１０では、現在の位置決め機械座標（Ｚ-center の値を含む）が読取られ、ステップＳ１１では、工具長（Ｈ-tool ）のデータが読取られる。ステップＳ１２では、上記した関係式（（１）式又は（２）式）を用いて加工点Ｐの変位量δひいては補正量が算出される。次いで、ステップＳ３にて、その変位量δを打消すように各軸方向の位置がシフトされ、以て、熱的な変位の補正が行われる。尚、このとき、Ｙ軸方向の補正が上記のように行われるのであるが、これと共に、主としてボールネジの熱膨張、収縮に起因するＺ軸方向の熱変位の補正が併せて行われる。そして、ステップＳ７にて加工作業が実行される。
【００６６】
これにより、工作機械本体１の各構成部位について複数個の温度センサ１８〜２４により温度を測定するようにしており、しかも、ベース２に関しては上下両面側における温度変化度合の相違に起因する反りを考慮する位置（上下両面の夫々前後部）に温度センサ１８〜２１を設けるようにした。これにより、各構成部位の温度変化度合をより緻密に検出することができ、各構成部位の各軸方向特にＹ軸方向に関する熱的な変位量を、十分な確かさで推定（計算）することが可能となり、補正によって加工精度を十分に高めることができるものである。
【００６７】
さて、次に、本実施形態に係る、最適な温度測定位置（温度センサ１８〜２４の取付位置）の決定方法について、図７〜図１３を参照しながら以下述べる。本実施形態では、この決定方法を実施するにあたって、例えば汎用のパーソナルコンピュータが用いられ、温度測定位置決定プログラムを実行させることにより行なわれる。また、本実施形態では、例えば工作機械（機械本体１）の設計の段階において、最適な温度測定位置を決定するようにしており、後述するデータ取得工程も、前記コンピュータを用いた解析により実行されるものとしている。
【００６８】
本実施形態に係る温度測定位置決定方法にあっては、機械本体１を複数の温度測定ブロックに分け、それら各ブロック毎に複数個の温度測定の候補点を設定する候補点設定工程（候補点設定ステップ）と、加工時において想定される機械本体１の熱的な状態変化に伴う、時系列毎の各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータを求めるデータ取得工程（データ取得ステップ）と、前記各候補点の温度変化及び加工点の変位量のデータから、遺伝的アルゴリズムを用いて、各ブロック毎に１個ずつの、所定の関係式（上記（１）式又は（２）式）を満たす最適な温度測定位置を求める最適位置算出工程（最適位置算出ステップ）とが順に実行される。
【００６９】
図７のフローチャートは、温度測定位置決定プログラムにより前記コンピュータが実行する処理手順（メインルーチン）を示している。また、図８のフローチャートは、そのうちのステップＳ２４の遺伝的アルゴリズムを用いた最適温度測定位置決定の具体的な処理手順を示すものである。
【００７０】
図７において、まず、ステップＳ２１では、上記工作機械本体１の解析用の３Ｄモデルが作成される。この際、後の解析処理に必要な解析条件、物性値、境界条件等も入力される。次のステップＳ２２では、温度測定ブロックを設定すると共に、各ブロック毎に複数個の候補点を設定する処理が実行される。ここでは、上記のように、工作機械本体１において７箇所の温度測定位置が設けられるので、ブロックは、ベース２の前部上面側、ベース２の前部下面側、ベース２の後部上面側、ベース２の後部下面側、テーブル３、主軸ヘッド５、コラム４の７つとなる。
【００７１】
本実施形態では、それら各ブロックに、５点〜７点の候補点、全体では３９点の候補点を設定した。具体的には、図９及び図１０に示すように、ベース２の前部上面側にはＭ１〜Ｍ６の６点（図１０（ｄ），（ｅ）参照）、ベース２の前部下面側にはＭ７〜Ｍ１１の５点（図９、図１０（ｄ）参照）、ベース２の後部上面側にはＭ１２〜Ｍ１６の５点（図１０（ａ），（ｅ）参照）、ベース２の後部下面側にはＭ１７〜Ｍ２１の５点（図９、図１０（ａ）参照）、テーブル３（後部上面側）にはＭ２２〜Ｍ２８の７点（図９、図１０（ｃ）参照）、主軸ヘッド５（後部上面側）にはＭ２９〜Ｍ３４の６点（図９、図１０（ｂ）参照）、コラム４にはＭ３５〜Ｍ３９の５点（図９、図１０（ａ）参照）の候補点を夫々設定した。尚、以下の説明では、上記７つのブロックを、順にＡブロック〜Ｇブロックと称する。
【００７２】
次いで、ステップＳ２３では、解析処理（ＣＡＥ）により、工作機械本体１に所定の温度変化を与えた際の、時系列毎の各候補点（Ｍ１〜Ｍ３９）の温度変化Δｔ、及び加工点Ｐにおける変位量δのデータ（温度データと称する）を算出する処理が実行される。この解析処理は、非定常（非線形）の伝熱解析を行なうことができるソフトウエアが用いられ、本実施形態では、例えば、ＭＳＣ．Ｓｏｆｔｗａｒｅ社の「ＭＳＣ．Ｍａｒｃ（登録商標）」を用いた。
【００７３】
そして、ここでは、ベース２の上面に流れる切削水の温度が次第に変化（上昇）していくことを想定し、図１１（ａ）に示すように、ベース２の上面の温度を、常温（２０℃）から６時間かけて緩やかに上昇（例えば１０ｄｅｇ程度）させていき、その後、放置冷却（６時間）することにより、常温に緩やかに戻すものとしている。温度データは、図１１（ｂ）に示すように、そのようなベース２上面の温度変化を与えたときの、各候補点（Ｍ１〜Ｍ３９）の温度変化Δｔと、加工点Ｐにおける変位量δを、１０分毎（０分〜７２０分）にとったものとされる。
【００７４】
このように図１１（ｂ）に示すような温度データが取得されると、次のステップＳ２４にて、前記温度データから、遺伝的アルゴリズムを用いて各ブロックに１個ずつの最適な温度測定位置が求められる。このとき、最適な温度測定位置は、Ａ〜Ｇの各ブロックにおける、各１個の候補点の温度変化Δｔと加工点Ｐにおける変位量δとが、全時間に渡って、上記関係式（（１）式又は（２）式）を満たすような候補点の組合せとして求められる。ステップＳ２５では、決定された最適な温度測定位置が出力され、処理が終了する。
【００７５】
さて、上記遺伝的アルゴリズムを用いた最適な温度測定位置の決定の処理（ステップＳ２４）の詳細な手順について、図８のフローチャート及び図１２、図１３も参照して説明する。この処理においては、まずステップＳ３１にて、個体群（初期集団）の作成が行なわれる。本実施形態では、図１２に示すように、個体は、前記３９個の候補点Ｍ１〜Ｍ３９に対応した３９ビットの遺伝子から構成される。
【００７６】
この場合、個体の、先頭（左）から６個目までのビットは、Ａブロックの候補点Ｍ１〜Ｍ６に夫々対応し、７個目から１１個目までのビットは、Ｂブロックの候補点Ｍ７〜Ｍ１１に夫々対応していることになる。そして、Ａ〜Ｇの各ブロックにおいて、夫々１箇所だけランダムに測定点を選択しそれに対応するビットを１とする。それ以外のビットは０となる。また、図１２では、ブロック間の境界を縦棒で区切っており、この区切られた位置（６箇所のうちいずれか）が後述する交叉の点とされる。尚、全個体数（組合せ数）は、６×５×５×５×７×６×５＝１５７５００個（種類）となる。
【００７７】
次のステップＳ３２では、ｎ個例えば２０個の個体についての評価が行なわれる。第１回目の処理（第１世代）については、ランダムな２０個の個体が選ばれる。評価は、ビットが１となっている候補点の温度変化Δｔのデータを採用して、上記関係式に代入して変位量を求め、温度データ中の変位量δとの差の絶対値を算出することを、全時間（７２通り）に渡って行い、その平均値の逆数を適応度とした。従って、誤差の小さいものほど、適応度が高いものとなる。
【００７８】
ステップＳ３３においては、収束したかどうかが判断される。未だ収束していない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ３４の選択、ステップＳ３５の交叉、ステップＳ３６の突然変異の処理が順に行なわれる。具体的には、図１３に示すように、選択（ステップＳ３４）の処理では、２０個の個体の評価が行なわれると（図１３（ａ））、その個体が評価順（適応度の高い順）に並び替えられ、１位〜１０位の個体のみが選択され、１１位〜２０位の個体が削除（淘汰）される（図１３（ｂ））。
【００７９】
次の交叉（ステップＳ３５）では、図１３（ｃ）に示すように、評価が１位の個体と１０位の個体、２位の個体と９位の個体、３位の個体と８位の個体、４位の個体と７位の個体、５位の個体と６位の個体、が夫々ペアになって交叉が行なわれる。この交叉は、各個体を、交叉点で上位ビットと下位ビットとに分割し、下位ビット同士を交換することにより行なわれ、このとき、交叉点は、上記ブロック間の境界（図１２で縦棒で示す位置）のうち、その回ごとにランダムにいずれかが選択される。これにより、交叉した１０個の個体が得られる。
【００８０】
突然変異（ステップＳ３６）は、上記１位の個体を、２つ複製し、それら個体について、いずれかの１のビットをランダムに選択して０とし、それと同じブロックの他のいずれかのビットをランダムに選択して１にすることにより行なわれる（図１３（ｄ））。これにより、突然変異した２個の個体が得られる。そして、図１３（ｅ）に示すように、交叉による１０個の個体及び突然変異による２個の個体、並びに、上記第１位から８位までの８個の個体をエリート保存として残した、合計２０個の個体が次の世代に残され、ステップＳ３２に戻って再び評価が繰返されるのである。
【００８１】
以上の処理を何世代にも渡って繰返していくことにより、優秀な個体のみが残されていくようになり、最終的には収束（２０個の個体に差異がほとんどなく適応度が一致する状態）して最適解が求められるようになり（ステップＳ３３にてＹｅｓ）、この処理が終了する。これにより、短時間で効率的に最適解を求めることができるのである。
【００８２】
ちなみに、本実施形態では、約２５０世代にて収束した。その結果、最適な温度測定位置として、Ａブロック（ベース２の前部上面側）では候補点Ｍ３（或いはＭ４）、Ｂブロック（ベース２の前部下面側）では候補点Ｍ１１、Ｃブロック（ベース２の後部上面側）では候補点Ｍ１５、Ｄブロック（ベース２の後部下面側）では候補点Ｍ２０、Ｅブロック（テーブル３）では候補点Ｍ２５、Ｆブロック（主軸ヘッド５）では候補点Ｍ３１、Ｇブロック（コラム４）では候補点Ｍ３５、が夫々選択（決定）された。
【００８３】
この場合、ベース２の前部上面側及び後部上面側については、ベース２の左右方向ほぼ中央部に位置する候補点Ｍ３及びＭ１５が夫々選択された。また、主軸ヘッド５及びコラム４についても、ほぼ中央部に位置する候補点Ｍ３１及びＭ３５が夫々選択された。これらは、ほぼ予想通り結果と言える。これに対し、ベース２の前下面側及び後部下面側では、中央ではなく側面部分に位置する候補点Ｍ１１及びＭ２０が選択された。テーブル３についても、中央部ではなく角部に位置する候補点Ｍ２５が選択された。これらは予想外であったものの、これらベース２の下面側や、テーブル３については、中央部と端部とで温度的にほとんど差がないため、このような結果となったものと考えられる。
【００８４】
このように本実施形態によれば、機械本体１の複数個所の温度測定に基づいて加工点Ｐにおける熱的な変位量δを推定し補正する機能を備えた工作機械にあって、複数の温度測定ブロック毎に多数個の候補点Ｍ１〜Ｍ３９を設定し、時系列毎の各候補点Ｍ１〜Ｍ３９の温度変化Δｔ及び加工点Ｐの変位量の温度データを取得し、その温度データから、遺伝的アルゴリズムの手法を用いることにより、各ブロック毎に１個ずつの最適な温度測定位置を容易に求めることができるという優れた効果を得ることができる。特に本実施形態では、上記温度データの取得の工程を、コンピュータを用いた解析により実行するようにしたので、未だ実機が存在しない設計の段階において、必要な温度データを得ることが可能となり、最適な温度測定位置を求めておくことができるものである。
【００８５】
尚、本実施形態のステップＳ３４において、１位〜１０位の個体のみ選択するようにしているが、１位〜２０位の個体のうちランダムに１０個選択するようにしても良い。
図１４は、本発明の他の実施形態を示すものである。この実施形態が、上記実施形態と異なるところは、工作機械本体１の最適な温度測定位置を決定する温度測定位置決定方法にあって、温度データを求めるデータ取得工程（データ取得ステップ）を、実機を用いた実験により実行するようにした点にある。以下、上記実施形態における図７のフローチャートと異なる点についてのみ述べる。尚、工作機本体１の構成については、上記実施形態で説明したものと同等のものとし、符合も共通して使用する。
【００８６】
図１４のフローチャートは、温度測定位置決定の処理手順を示しており。ここでは、上記実施形態（図７のフローチャート）のステップＳ２１〜Ｓ２３の処理に代えて、ステップＳ４１〜Ｓ４４の処理が実行される。即ち、まずステップＳ４１では、実機（工作機械本体１）の複数の候補点（例えばＭ１〜Ｍ３９の３９点）の全てに温度センサが設置される。ステップＳ４２では、主軸１０とテーブル３との間の距離（Ｙ軸方向）ひいては相対変位量δを測定するための変位量測定センサが設置される。この変位量測定センサとしては、例えば渦電流型近接センサが用いられる。
【００８７】
次のステップＳ４３では、ベース２上面に切削水を流しながら、その切削水をヒータにより加熱してその温度を次第に上昇させ、上記実施形態と同様に、ベース１２の上面に対し、図１１（ａ）に示すように、常温（２０℃）から６時間かけて緩やかに上昇（例えば１０ｄｅｇ程度）させていき、その後、放置冷却（６時間）することにより、常温に緩やかに戻すという温度変化を与える。ステップＳ４４では、その際の、各温度センサにより検出された各候補点（Ｍ１〜Ｍ３９）における温度変化Δｔと、変位量測定センサの計測した変位量δを、１０分毎（０分〜７２０分）に読込んで、図１１（ｂ）に示したような温度データを取得することが行なわれる。
【００８８】
この後は、上記実施形態と同様に、次のステップＳ２４にて、取得した温度データから、遺伝的アルゴリズムを用いて各ブロックに１個ずつの最適な温度測定位置が求められ（ステップＳ２４）、決定された最適な温度測定位置が出力され（ステップＳ２５）、処理が終了する。
【００８９】
このような構成によれば、上記実施形態と同様に、機械本体１の複数個所の温度測定に基づいて加工点Ｐにおける熱的な変位量δを推定し補正する機能を備えた工作機械にあって、複数の温度測定ブロック毎に多数個の候補点Ｍ１〜Ｍ３９を設定し、時系列毎の各候補点Ｍ１〜Ｍ３９の温度変化Δｔ及び加工点Ｐの変位量の温度データを取得し、その温度データから、遺伝的アルゴリズムの手法を用いることにより、各ブロック毎に１個ずつの最適な温度測定位置を容易に求めることができるという優れた効果を得ることができる。しかも、温度データの取得の工程を、実機を用いた実験により実行するようにしたので、より信頼性の高い温度データを得ることができるものである。
【００９０】
尚、上記した各実施形態においては、工作機械本体１に７つの温度ブロックを設定するようにしたが、コラム４については前後部に２個のブロックを設定し、主軸ヘッド５についても上下に２個のブロックを設定するようにしても良いなど、温度測定ブロックの設定の仕方などについては、種々の変形が可能である。工作機械本体の構成としても、例えば水平方向に延びる主軸を有するいわゆる横型のものであっても良いなど、本発明は様々なタイプの工作機械に適用できることは勿論である。このとき、所定の関係式については、工作機械の機種毎に設定されることは言うまでもない。
【００９１】
そして、温度測定の候補点としても、１個のブロックに１０点或いは２０点と多数個設定するようにしても良く、また、遺伝的アルゴリズムを用いた最適位置算出の工程の具体的な手法についても、上記実施形態では一例を示したに過ぎず、例えば選択する個体数や、交叉の方法などに関して様々な変形が可能である。その他、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、一部を破断した工作機械の本体の構成を概略的に示す斜視図
【図２】工作機械の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図３】制御装置が実行する熱変位の補正を含んだ加工作業の処理手順を示すフローチャート
【図４】工作機械本体の各構成部位の熱的な変位の様子を誇大的に示す右側面図
【図５】変位量の推定に用いられる工作機械本体の各部の寸法を示す右側面図
【図６】ベースの反りによる傾き角度を示す右側面図
【図７】温度測定位置決定の処理手順を示すフローチャート
【図８】図７のステップＳ２４の処理内容を詳細に示すフローチャート
【図９】設定された候補点の位置を示すための工作機械本体の左側面図
【図１０】設定された候補点の位置を示すためのもので、工作機械本体の背面図（ａ）、上面図（ｂ）、テーブルの背面図（ｃ）、工作機械本体の正面図（ｄ）、ベースの上面図（ｅ）
【図１１】解析時にベース上面に与える温度変化を示す図（ａ）及び解析により得られた温度データを表形式にして示す図（ｂ）
【図１２】遺伝的アルゴリズムによる決定処理における個体を説明するための図
【図１３】評価、選択、交叉、突然変異の処理を説明するための図
【図１４】本発明の他の実施形態を示す図７相当図
【符号の説明】
【００９３】
図面中、１は工作機械本体、２はベース、３はテーブル、４はコラム、５は主軸ヘッド、６はＸＹ移動機構、１０は主軸、１２は工具、１５は制御装置（変位量検出手段，補正手段）、１８〜２４は温度センサ、Ｗはワーク、Ｐは加工点、Ｍ１〜Ｍ３９は候補点を示す。
【図１】
2007167966.tif 000009
【図２】
2007167966.tif 000010
【図３】
2007167966.tif 000011
【図４】
2007167966.tif 000012
【図５】
2007167966.tif 000013
【図６】
2007167966.tif 000014
【図７】
2007167966.tif 000015
【図８】
2007167966.tif 000016
【図９】
2007167966.tif 000017
【図１０】
2007167966.tif 000018
【図１１】
2007167966.tif 000019
【図１２】
2007167966.tif 000020
【図１３】
2007167966.tif 000021
【図１４】
2007167966.tif 000022