(57)【要約】【課題】ガイドや被ガイド部が平衡状態になるまでの時間においても切削工具の移動精度を高めて正確な切削加工を行うことが可能となり、作業時間の有効化を図ることが可能な工作機械及び切削方法を提供する。【解決手段】ワークＷを保持して回転する主軸２０、３０と、ワークＷを切削する切削工具４０ｂ、５０ｂを保持する刃物台４０、５０と、刃物台４０、５０または主軸２０、３０に備える被ガイド部４２、５２を案内するレール（ガイド）４４、５４と、レール４４、５４が被ガイド部４２、５２を案内する方向に刃物台４０、５０と主軸２０、３０とを相対的に移動させる駆動部４３、５３と、レール４４、５４または被ガイド部４２、５２の温度を測定する測定部４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂと、測定部４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂの測定結果に応じて主軸２０、３０または刃物台４０、５０の移動に関する補正値を設定し、補正値を用いて駆動部４３、５３を駆動する制御部６０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持して回転する主軸と、
前記ワークを切削する切削工具を保持する刃物台と、
前記刃物台または前記主軸に備える被ガイド部を案内するガイドと、
前記ガイドが前記被ガイド部を案内する方向に前記刃物台と前記主軸とを相対的に移動させる駆動部と、
前記ガイドまたは前記被ガイド部の温度を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に応じて前記主軸または前記刃物台の移動に関する補正値を設定し、前記補正値を用いて前記駆動部を駆動する制御部と、を備える工作機械。
【請求項２】
前記制御部は、前記ガイドまたは前記被ガイド部の複数の温度に応じた複数の前記補正値を記憶する記憶部を有し、前記測定部の測定結果に応じて前記記憶部内のいずれかの前記補正値を選択して前記駆動部を駆動する請求項１または請求項２記載の工作機械。
【請求項３】
前記測定部は、前記ガイドの端部に配置される請求項１または請求項２記載の工作機械。
【請求項４】
前記制御部は、前記ワークに対して前記切削工具の移動方向が変化する場合に、移動方向の変化に先立って前記測定部から測定結果を取得して前記補正値を設定する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
前記刃物台は、複数設けられ、
前記駆動部は、前記刃物台ごとに駆動可能であり、
前記制御部は、前記刃物台ごとに前記補正値を設定して前記駆動部を駆動する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項６】
ワークを保持して回転する主軸と、切削工具を保持する刃物台と、を駆動部の駆動により相対的に移動させ、前記切削工具で前記ワークを切削する切削方法であって、
前記刃物台または前記主軸に備える被ガイド部をガイドで案内することと、
前記ガイドまたは前記被ガイド部の温度を測定することと、
前記測定の結果に応じて前記主軸または前記刃物台の移動に関する補正値を設定し、前記補正値を用いて前記駆動部を駆動することと、を含む切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械及び切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の１つである旋盤は、ワークを保持して回転する主軸と、ワークを切削する切削工具を保持する刃物台とを備えている。このような旋盤では、ワークに対して切削工具を移動させながら切削加工を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の旋盤では、刃物台を保持する送り台（被ガイド部）をレール（ガイド）に沿って移動させることで、ワークに対して切削工具を移動させている。
【０００３】
送り台とレールとの間には、送り台を円滑に移動させるために隙間が形成されている。送り台が移動すると、レールとの間の摩擦熱等によりレール等が熱膨張する。この熱膨張により、上記した隙間が小さくなり、送り台とレールとの間の抵抗が大きくなる。このような、送り台とレールとの間の抵抗増加は、レール等の温度上昇がほぼなくなった平衡状態になるまで継続する。この平衡状態では、送り台とレールとの間の抵抗がほぼ一定となる。
【０００４】
また、上記の送り台を移動させる場合、例えば駆動源に所定の入力値を加えて駆動力を生じさせても送り台が移動しないような不感帯が存在するため、このような不感帯を補正する入力値（補正値）を設定し、この補正値を用いて駆動を行うようにしている。この不感帯は、上記のような、送り台とレールとの間の摩擦抵抗（隙間の大きさ）に伴って変動する。そこで、従来では、レール等の温度が平衡状態になった場合の不感帯の補正値を予め設定しておく。そして、例えば旋盤の起動時において、レール等が平衡状態になるまで送り台を移動させた後、予め設定した上記の補正値を用いて駆動源を駆動し、ワークの切削加工を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７３６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、旋盤を起動してからレール等が平衡状態になるまでには時間を要するため、その間は切削加工ができず、時間を有効に使うことができないといった課題がある。また、平衡状態になるまでの時間は、季節や天候など、日々の気温等によって変化するため、作業者にとって判断が容易ではなく、現実は平衡状態までの時間を長めに設定して対応することとなり、作業時間を大幅に削減する結果となる。また、平衡状態に至っていない場合に上記補正値を用いて駆動を行うと、切削工具の移動が過剰となり又は不足し、ワークを設計値通りに切削できない場合がある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明は、レール等が平衡状態になるまでの時間においても切削工具の移動精度を高めて正確な切削加工を行うことが可能となり、作業時間の有効化を図ることが可能な工作機械及び切削方法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】
【０００８】
本発明では、ワークを切削する工作機械であって、ワークを保持して回転する主軸と、ワークを切削する切削工具を保持する刃物台と、刃物台または主軸に備える被ガイド部を案内するガイドと、ガイドが被ガイド部を案内する方向に刃物台と主軸とを相対的に移動させる駆動部と、ガイドまたは被ガイド部の温度を測定する測定部と、測定部の測定結果に応じて主軸または刃物台の移動に関する補正値を設定し、補正値を用いて駆動部を駆動する制御部と、を備える。
【０００９】
また、制御部は、ガイドまたは被ガイド部の複数の温度に応じた複数の補正値を記憶する記憶部を有し、測定部の測定結果に応じて記憶部内のいずれかの補正値を選択して駆動部を駆動してもよい。また、測定部は、ガイドの端部に配置されてもよい。また、制御部は、ワークに対して切削工具の移動方向が変化する場合に、移動方向の変化に先立って測定部から測定結果を取得して補正値を設定してもよい。また、刃物台は、複数設けられ、駆動部は、刃物台ごとに駆動可能であり、制御部は、刃物台ごとに補正値を設定して駆動部を駆動してもよい。
【００１０】
本発明では、ワークを保持して回転する主軸と、切削工具を保持する刃物台と、を駆動部の駆動により相対的に移動させ、切削工具でワークを切削する切削方法であって、刃物台または主軸に備える被ガイド部をガイドで案内することと、ガイドまたは被ガイド部の温度を測定することと、測定の結果に応じて主軸または刃物台の移動に関する補正値を設定し、補正値を用いて駆動部を駆動することと、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定部においてガイドまたは被ガイド部の温度を測定し、測定結果に応じて主軸又は刃物台の移動に関する補正値を設定し、この補正値を用いて駆動部を駆動するため、より誤差の少ない駆動を行うことができる。また、温度に応じた補正値を設定するため、ガイド等が平衡状態になるまでの間であっても、精度よく切削を行うことが可能となる。これにより、ガイド等が平衡状態になるまでの時間においても切削工具の移動精度を高めて正確な切削加工を行うことが可能となり、作業時間の有効化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、制御部が、ガイドまたは被ガイド部の複数の温度に応じた複数の補正値を記憶する記憶部を有し、測定部の測定結果に応じて記憶部内のいずれかの補正値を選択して駆動部を駆動するものでは、補正値の設定を迅速かつ確実に行うことができる。また、測定部が、ガイドの端部に配置されるものでは、測定部の設置や交換等が容易となる。また、制御部は、ワークに対して切削工具の移動方向が変化する場合に、移動方向の変化に先立って測定部から測定結果を取得して補正値を設定するものでは、切削工具の移動方向を変化させる際の切削工具の過剰な移動または移動不足を抑えることができる。また、刃物台が、複数設けられ、駆動部が、刃物台ごとに駆動可能であり、制御部が、刃物台ごとに補正値を設定して駆動部を駆動するものでは、複数の刃物台のそれぞれについて、より適した補正値を設定して刃物台を駆動することができる。
【００１３】
本発明によれば、刃物台又は主軸に備える被ガイド部をガイドにより案内する際、ガイドまたは被ガイド部の温度を測定し、測定結果に応じて主軸又は刃物台の移動に関する補正値を設定し、この補正値を用いて駆動部を駆動するので、ガイド等が平衡状態になるまでの時間においても切削工具の移動精度を高めて正確な切削加工を行うことが可能となり、作業時間の有効化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る工作機械の一例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る工作機械の一例を示す平面図である。
【図３】（ａ）は本実施形態に係る工作機械の一部の例を示す側面図であり、（ｂ）は送り台の移動開始からの時間とレール（ガイド）の温度との関係の一例を模式的に示すグラフである。
【図４】記憶部に記憶されるデータテーブルの一例を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、工作機械の動作の一例を示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、工作機械の動作の一例を示す図である。
【図７】（ａ）は送り台の位置の変化と駆動力との関係を示すタイミングチャートの一例であり、（ｂ）は切削工具によって切削されたワークの一例を示す図である。
【図８】（ａ）は送り台の位置の変化と駆動力との関係を示すタイミングチャートの他の例であり、（ｂ）は切削工具によって切削されたワークの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している（特に図３（ａ）の隙間Ｋ、幅ｄ１、幅ｄ２などは実際の寸法に対して大きく表現している）。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。このＸＹＺ座標系においては、水平面（例、床面）に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面に平行な任意の方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る工作機械１００の一例を示す斜視図である。図２は、工作機械１００を＋Ｙ側から見たときの一例を示す図である。図１及び図２に示す工作機械１００は、例えば平行２軸旋盤である。図１及び図２において、工作機械１００の−Ｚ側が正面であり、＋Ｚ側が背面である。また、工作機械１００の±Ｘ側は側面であり、Ｘ方向は工作機械１００の左右方向である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、工作機械１００は、基台１０と、主軸２０、３０と、刃物台４０、５０と、制御部６０とを備えている。なお、図２では、基台１０の図示を省略している。  
基台１０は、支持部１１、１２を有している。支持部１１は、基台１０の＋Ｘ側に配置されている。支持部１１は、主軸２０及び刃物台４０を支持する。支持部１２は、基台１０の−Ｘ側に配置されている。支持部１２は、主軸３０及び刃物台５０を支持する。
【００１８】
主軸２０、３０は、Ｘ方向に並んで配置されている。主軸２０、３０は、軸受等により支持されている。主軸２０、３０は、例えばモータ等の回転駆動装置２１、３１によって回転軸ＡＸ１、ＡＸ２の軸線周りに回転可能に設けられている。主軸２０、３０の回転軸ＡＸ１、ＡＸ２は、Ｚ方向に平行である。主軸２０、３０の−Ｚ側の端部には、それぞれ把握爪２２、３２が設けられている。把握爪２２、３２は、主軸２０、３０の回転軸ＡＸ１、ＡＸ２周りに所定の間隔で複数配置されている。把握爪２２、３２は、主軸２０、３０の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。
【００１９】
刃物台４０は、主軸２０の＋Ｘ側に配置されている。刃物台５０は、主軸３０の−Ｘ側に配置されている。刃物台４０、５０のそれぞれには、モータ等の回転駆動装置（不図示）が設けられている。刃物台４０、５０は、この回転駆動装置により、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能となっている。
【００２０】
刃物台４０、５０の周面には、切削工具を保持するための複数の保持部が設けられている。これら保持部の全部または一部には、切削工具が保持される。なお、図１では、複数の保持部のうち１つの保持部４０ａ、５０ａと、該保持部４０ａ、５０ａに保持された切削工具４０ｂ、５０ｂと、が示している。刃物台４０、５０を回転させることにより、所望の切削工具４０ｂ、５０ｂが選択される。刃物台４０、５０の保持部に保持される切削工具４０ｂ、５０ｂは、各保持部４０ａ、５０ａに対して交換可能である。切削工具４０ｂ、５０ｂとしては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。
【００２１】
刃物台４０、５０は、送り台４１、５１に支持されている。送り台４１、５１は、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能に設けられる。送り台４１、５１は、被ガイド部４２、５２を有している。被ガイド部４２、５２は、例えば鉄などの金属を用いて形成されており、Ｘ方向に延びている。被ガイド部４２、５２は、例えばＹＺ平面に平行な平面による断面視でコ字状に形成される。被ガイド部４２、５２は、凹部が−Ｙ側に向けられるように配置される。被ガイド部４２、５２は、送り台４１、５１の−Ｚ側の端部に配置されている。なお、被ガイド部４２、５２の凹部には、後述のレール４４、５４が配置される。なお、送り台４１、５１の＋Ｚ側端部に別の被ガイド部及びレール（いずれも不図示）が配置されてもよい。
【００２２】
送り台４１、５１には、駆動部４３、５３が設けられる。駆動部４３、５３は、送り台４１、５１に対してＸ方向の駆動力を付与する。駆動部４３、５３は、駆動源４３ａ、５３ａと、伝達機構４３ｂ、５３ｂとを有している。駆動源４３ａ、５３ａとしては、例えばモータ等が用いられる。駆動源４３ａ、５３ａの出力は、制御部６０によって制御される。伝達機構４３ｂ、５３ｂとしては、例えばボールねじ機構などが用いられる。
【００２３】
また、駆動部４３、５３は、ガイドとしてのレール４４、５４を有している。レール４４、５４は、例えば鉄などの金属によって形成されており、支持部１１、１２上に配置されている。レール４４、５４は、Ｘ方向に沿って延びている。レール４４、５４上には、被ガイド部４２、５２を介して送り台４１、５１が載置される。レール４４、５４は、被ガイド部４２、５２（送り台４１、５１）をＸ方向に案内する。また、図示しないが、刃物台４０、５０は、Ｙ方向及びＺ方向にも移動可能に構成され、それぞれ刃物台４０、５０に備える被ガイド部がガイドに案内されて移動する。また、Ｙ方向やＺ方向の移動は、個別の駆動部を駆動することにより行っている。
【００２４】
図３（ａ）は、工作機械１００を＋Ｘ側から見たときの例を示す側面図であり、被ガイド部４２とレール４４との位置関係について示している。以下、被ガイド部４２及びレール４４を例に挙げて説明するが、被ガイド部５２及びレール５４についても同様の構成となっている。なお、図３（ａ）では、被ガイド部４２及びレール４４の符号の後に、それぞれ対応する被ガイド部５２及びレール５４の符号を括弧書きで記載している。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、レール４４は、−Ｚ側の面及び＋Ｙ側の面が被ガイド部４２に当接されている。レール４４の＋Ｚ側の面と被ガイド部４２との間には、隙間Ｋが設けられている。この隙間Ｋが設けられることで、被ガイド部４２がレール４４上を滑るように移動可能となっている。このように、送り台４１は、レール４４上を円滑に移動することができるようになっている。
【００２６】
送り台４１が移動する場合、被ガイド部４２とレール４４との間に摩擦が発生し、摩擦熱等により例えばレール４４が熱膨張する。この場合、レール４４が＋Ｚ方向に大きくなり、上記した隙間Ｋが徐々に小さくなる。例えば、図３（ａ）に示すように、熱膨張が生じる前は隙間Ｋの幅（Ｚ方向の寸法）がｄ１であるのに対して、レール４４が熱膨張すると、隙間Ｋの幅がｄ２となる。これにより、被ガイド部４２とレール４４との間の抵抗が大きくなる。なお、図３（ａ）ではレール４４の熱膨張について説明するが、被ガイド部４２の熱膨張によっても同様の現象が生じる。
【００２７】
図３（ｂ）は、送り台４１の移動開始からの時間と、レール４４の温度との関係の一例を模式的に示すグラフである。図３（ｂ）では、横軸が送り台４１の移動開始からの時間を示しており、縦軸がレール４４の温度を示している。図３（ｂ）に示すように、送り台４１を移動開始した後、レール４４の温度は徐々に高くなっていく。その後、所定時間ｔ０が経過すると、レール４４の温度上昇がほぼなくなった平衡状態となる。図３（ｂ）のグラフでは、平衡状態の温度をほぼ一定値Ｔｎとして示しているが、この形態に限定されるものではなく、揺らぎが生じていてもよい。
【００２８】
レール４４の温度が高くなるにつれて熱膨張が大きくなるため、レール４４の温度が上昇するほど隙間Ｋが小さくなり、被ガイド部４２とレール４４との間の抵抗が増加していく。このような、被ガイド部４２とレール４４との間の抵抗増加は、レール４４等の温度上昇がほぼなくなった平衡状態になるまで継続する。この平衡状態では、被ガイド部４２とレール４４との間の抵抗がほぼ一定となる。
【００２９】
図１及び図２に示すように、レール４４のＸ方向の両端面には、熱電対４５ａ、４５ｂが設けられている。レール４４の＋Ｘ側の端面には熱電対４５ａが配置され、−Ｘ側の端面に熱電対４５ｂが配置される。また、レール５４のＸ方向の両端面には、熱電対５５ａ、５５ｂが設けられている。レール５４の＋Ｘ側の端面には熱電対５５ａが配置され、−Ｘ側の端面に熱電対５５ｂが配置される。
【００３０】
熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂは、レール４４、５４の温度を測定する測定部として設けられる。熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂによる測定結果は、それぞれ制御部６０に送信されるようになっている。なお、レール４４、５４の温度を測定する測定部としては、熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂに限定するものではなく、他の温度測定機器が用いられてもよい。また、熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂは、レール４４、５４のＸ方向の端面に限られず、他の部分に配置されてもよい。
【００３１】
また、送り台４１、５１は、駆動部４６、５６によりＺ方向に移動可能となっている。駆動部４６、５６は、例えばモータ等の駆動源と、例えばボールねじ機構などの回転伝達機構とを有している。
【００３２】
このように、送り台４１、５１がＸ方向及びＺ方向に移動することで、刃物台４０、５０が送り台４１、５１と一体でＸ方向及びＺ方向に移動する。これにより、切削工具４０ｂ、５０ｂは、ワークＷに対してＸ方向及びＺ方向に移動可能となっている。具体的には、送り台４１、５１をＸ方向に移動させることで、ワークＷの切り込み量を調整可能である。また、送り台４１、５１をＺ方向に移動させることで、ワークＷの軸心に沿って切削工具を送ることができる。
【００３３】
制御部６０は、上記各部を統括的に制御する。制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）や各種記憶装置等を備え、これらがデータバス等によって接続された構成を有している。また、制御部６０は、外部の中央制御装置等に対して無線または有線で接続されてもよい。なお、制御部６０は、例えば、キーボードや、マウスまたはジョイスティック等のポインティングデバイス、バーコードリーダ等の入力部や、液晶ディスプレイ等の表示部などを備えてもよい。また、送り台４１，５１を移動させる場合、例えば駆動部４３、５３に所定の入力値を加えて駆動力を生じさせても送り台４１、５１が移動しないような不感帯が存在する。制御部６０は、このような不感帯を補正する入力値（補正値）を設定し、この補正値を用いて駆動部４３、５３の駆動を行う。この不感帯は、上記のような、被ガイド部４２、５２とレール４４、５４との間の摩擦抵抗に伴って変動する。制御部６０は、レール４４又は被ガイド部４２の温度に応じた補正値を設定可能である。なお、補正値は、刃物台４０、５０の移動に関する値である。
【００３４】
制御部６０は、記憶部６１を有している。記憶部６１には、工作機械１００の動作に必要な各種データやプログラムが記憶されると共に、例えばワークＷの加工レシピ等が記憶される。例えば、記憶部６１には、熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂの測定結果に応じて上記補正値を設定するプログラムが記憶されている。また、記憶部６１には、レール４４の温度に応じた補正値が記憶されている。このような補正値は、例えばデータテーブル等として記憶される。
【００３５】
図４は、記憶部６１に記憶されるデータテーブルＤＴの一例を示す図である。  
図４に示すように、データテーブルＤＴでは、「温度」の値としてＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…、Ｔｎが配列され、それぞれの温度に対応する「補正値」がＮ１、Ｎ２、Ｎ３、…、Ｎｎとなっている。
【００３６】
データテーブルＤＴにおいて、「温度」は、レール４４、５４の温度である。また、「補正値」は、駆動力４３、５３の不感帯を補正する補正値であり、レール４４、５４の温度に対応した値である。このデータテーブルＤＴにより、レール４４、５４の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、…、Ｔｎと、補正値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、…、Ｎｎとが、それぞれ対応付けられている。なお、温度Ｔ１は、例えばレール４４の温度上昇が生じる前の基準温度である。温度Ｔ１は、季節や天候など、日々の気温等に応じて適宜設定することができる。また、温度Ｔｎは、例えば上記のようにレール４４の温度上昇がほぼなくなった平衡状態での温度である。
【００３７】
このような温度と補正値との対応関係は、例えば予め実験やシミュレーションなどを行うことで取得することができる。予め実験を行う場合、工作機械１００と同一の環境下で行うことが好ましい。例えば、上記の「温度」としては、レール４４、５４のＸ方向の両端に配置した熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂによって検出される測定結果を用いることができる。また、例えば熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂによる検出結果の平均値としてもよい。
【００３８】
また、レール４４とレール５４とで共通のデータテーブルＤＴが用いられてもよいし、レール４４、５４とで異なるデータテーブルＤＴが用いられてもよい。この場合、レールごとに異なるデータテーブルを作成して記憶部６１に記憶させておく。
【００３９】
制御部６０は、このようなデータテーブルＤＴを用いることで、熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂの測定結果に対応付けられた補正値を選択して設定することができる。制御部６０は、駆動部４３、５３及び駆動部４６、５６に対して、補正値を設定するための制御信号を出力する。
【００４０】
次に、上記のように構成された工作機械１００の動作を説明する。なお、本実施形態の動作の説明では、加工対象であるワークＷが−Ｚ側の端面Ｗａから＋Ｚ方向に亘って一定の曲率を有する球面状に形成されており（図５等参照）、このワークＷの曲面Ｗｂを加工する場合を例に挙げて説明する。
【００４１】
まず、工作機械１００を起動し、所定の初期動作を行う。その後、ワークＷを主軸２０及び主軸３０のうち少なくとも一方に保持させる。以下、ワークＷを主軸２０に配置する場合を例に挙げて説明する。この場合、例えば不図示のワーク搬送装置等がワークＷをロードポジションまで取りに行くとともに、このワークＷを主軸２０まで搬送する。その後、把握爪２２によってワークＷの端部を保持する。本実施形態では、ワークＷのうち円筒状に形成された端部を保持する。
【００４２】
その後、回転駆動装置２１を駆動して主軸２０を回転させることにより、ワークＷを回転させる。ワークＷの回転数は、加工処理に応じて適宜設定される。続いて、刃物台４０を回転させて切削工具４０ｂを選択する。なお、切削工具４０ｂを選択するのに先立ち、切削工具４０ｂを保持部４０ａに装着し、その保持部４０ａを刃物台４０に装着しておく。
【００４３】
続いて、送り台４１を移動させることで、切削工具４０ｂのＸ方向及びＺ方向の位置を調整する。図５及び図６は、＋Ｙ側から見たときの送り台４１等の動作を示している。また、図７（ａ）及び図８（ａ）は、送り台４１のＺ位置とＸ位置及び補正値との関係を示す図である。
【００４４】
まず、図５（ａ）に示すように、切削工具４０ｂの切刃がワークＷの−Ｚ側の端面Ｗａに対応するように、駆動部４３、４６を用いて送り台４１をＸ方向及びＺ方向に移動させる。切削工具４０ｂの切刃のＸ方向の位置は、ワークＷの曲面Ｗｂに対する切削量を規定する。切削量は、制御部６０によって予め設定された値に設定されてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって行われてもよい。この移動において、制御部６０は、駆動部４３の不感帯を補正する補正値がＮ１となるように設定する。この補正値Ｎ１は、例えば図４に示すデータテーブルＤＴにおいて、温度上昇が起こる前のレール４４の基準温度Ｔ１に対応する補正値である。なお、図５（ａ）に示す位置に送り台４１を移動させる場合、被ガイド部４２とレール４４との間に摩擦が発生し、温度が上昇する。この温度上昇により、レール４４が熱膨張し、レール４４と被ガイド部４２との間の抵抗が増加する。
【００４５】
続いて、ワークＷの回転が安定した段階で、切削工具４０ｂによりワークＷの曲面Ｗｂに対して切削を行う。切削加工において、切削工具４０ｂの切刃の移動は、送り台４１のＸ方向への移動、及び送り台４１のＺ方向への移動によって設定され、それぞれ駆動部４３、４６の駆動によって行われる。駆動部４３、４６の駆動は、制御部６０によって制御される。まず、制御部６０は、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂに当たるように、駆動部４６によって送り台４１を＋Ｚ方向に移動させる。また、制御部６０は、熱電対４５ａ、４５によってレール４４の温度の測定を開始させる。なお、熱電対４５ａ、４５ｂによる測定開始のタイミングは、これよりも前であってもよい。
【００４６】
図５（ｂ）に示すように、切削工具４０ｂが曲面Ｗｂの−Ｚ側端部に当たることで、ワークＷの切削が開始される。なお、切削工具４０ｂが曲面Ｗｂの−Ｚ側端部に当たるときの送り台４１のＸ方向及びＺ方向の位置をそれぞれＸ０、Ｚ０とする。制御部６０は、駆動部４３、４６により、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂに沿って移動するように送り台４１を移動させる。例えば制御部６０は、図５（ｂ）に示す状態から、送り台４１を＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向に移動させる。この段階では、上記のようにレール４４に温度上昇が生じ、レール４４と被ガイド部４２との間の抵抗が増加している。
【００４７】
その後、図６（ａ）に示すように、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂの＋Ｘ側端部に到達した場合、制御部６０は、送り台４１を＋Ｚ方向に移動させつつ、Ｘ方向についての移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変化させる。なお、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂの＋Ｘ側端部に到達したときの送り台４１のＸ方向及びＺ方向の位置をそれぞれＸ１、Ｚ１とする。
【００４８】
ここで、制御部６０は、送り台４１がこの位置Ｘ１、Ｚ１に到達する前に、つまり、Ｘ方向についての移動方向の変化に先立って、送り台４１の補正値を設定する。具体的には、制御部６０は、まず熱電対４５ａ、４５ｂによる測定結果からレール４４の温度を検知する。例えばこのときの熱電対４５ａ、４５ｂの測定結果として得られた値がＴ２であったとする。その後、制御部６０は、例えば図４に示すデータテーブルＴＢを用いて、測定結果（レール４４の温度）に対応する補正値を選択する。この場合、制御部６０は、温度Ｔ２に対応する補正値Ｎ２を選択して設定し、この補正値Ｎ２を用いて駆動部４３を制御する。
【００４９】
この結果、図７（ａ）に示すように、補正値がＮ２に設定された状態で、送り台４１の移動方向が＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変化する。その後、図６（ｂ）に示すように、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂの＋Ｚ側端部に到達し、切削が完了する。なお、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂの＋Ｚ側端部に到達したときの送り台４１のＸ方向及びＺ方向の位置をそれぞれＸ２、Ｚ２とする。
【００５０】
なお、上記切削において、例えば補正値を一律にＮｎ（平衡状態におけるレールの温度Ｔｎに対応する補正値）として送り台４１を駆動させると、切削工具４０ｂを過剰に移動させ、ワークＷを設計値以上に切削する場合がある。例えば、図７（ａ）に一点鎖線で示すように、送り台４１の移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変化させる際に、切削工具４０ｂが設定値よりも−Ｘ方向に過剰に移動してしまう場合がある。
【００５１】
図７（ｂ）は、切削後のワークＷの一例を示す図である。例えば切削工具４０ｂが−Ｘ方向に過剰に移動する場合、図７（ｂ）に示すように、内側に凹んだ状態の段部ＷｃがワークＷに形成されてしまう。また、段部Ｗｃよりも＋Ｚ側の曲面Ｗｄが設計値の曲面Ｗｂに対して内側にずれた状態となる。このように、ワークＷが設計値以上に切削されてしまう。
【００５２】
これに対して、制御部６０は、レール４４の温度Ｔ２に対応する補正値Ｎ２で、送り台４１の移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変更する。この場合、切削工具４０ｂを過剰に移動させることなく、ワークＷが設計値通りに切削されることになる。
【００５３】
ワークＷの切削加工が終了すると、把握爪２２による保持を解除し、ワークＷを工作機械１００から取り出す。なお、把握爪２２の解除からワークＷの取り出しまでの一連の動作は、例えば、制御部６０からの指示によって行われてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって行われてもよい。
【００５４】
次に、加工済のワークＷを取り出した後、例えば次の未加工のワークＷを主軸２０に保持させる場合について説明する。この場合、上記同様に把握爪２２によってワークＷの端部を保持する。その後、回転駆動装置２１を駆動して主軸２０を回転させ、切削工具４０ｂを選択した後、切削工具４０ｂのＸ方向及びＺ方向の位置を調整する。この位置調整において、制御部６０は、例えば補正値がＮ２となるように設定する。この補正値Ｎ２は、前回のワークＷを切削する際の熱電対４５ａ、４５ｂの測定結果Ｔ２に基づいて設定された補正値である。なお、この位置調整において送り台４１を移動させる場合にも、被ガイド部４２とレール４４との間に摩擦が発生し、温度が上昇する。この温度上昇により、レール４４が熱膨張し、レール４４とガイド４２との間の抵抗が増加する。
【００５５】
その後、切削工具４０ｂによりワークＷの曲面Ｗｂに対して切削を行う。制御部６０は、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂに当たるように、駆動部４６によって送り台４１を＋Ｚ方向に移動させる。なお、熱電対４５ａ、４５によるレール４４の温度測定は、前回のワークＷの切削時から継続させておいてもよいし、一旦停止させてもよい。停止させた場合、例えばこのタイミングで測定を再開させることができるが、測定再開のタイミングは、これよりも前であってもよい。
【００５６】
制御部６０は、前回のワークＷの切削と同様、駆動部４３、４６により、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂに沿って移動するように送り台４１を移動させる。その後、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂの＋Ｘ側端部に到達した場合、制御部６０は、送り台４１を＋Ｚ方向に移動させつつ、Ｘ方向についての移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変化させる。
【００５７】
ここで、制御部６０は、送り台４１のＸ方向についての移動方向の変化に先立って、補正値を設定する。具体的には、制御部６０は、まず熱電対４５ａ、４５ｂによる測定結果からレール４４の温度を検知する。例えばこのときの熱電対４５ａ、４５ｂの測定結果の平均値がＴ３であったとする。その後、制御部６０は、例えば図４に示すデータテーブルＴＢを用いて、測定結果（レール４４の温度）に対応する補正値を選択する。この場合、制御部６０は、温度Ｔ３に対応する補正値Ｎ３を選択して設定し、この補正値Ｎ３を用いて駆動部４３を制御する。
【００５８】
この結果、図８（ａ）に示すように、補正値がＮ３に設定された状態で、送り台４１の移動方向が＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変化する。その後、切削工具４０ｂがワークＷの曲面Ｗｂの＋Ｚ側端部に到達し、切削が完了する。
【００５９】
なお、この切削において、補正値をＮ２としたまま送り台４１を駆動させると、切削工具４０ｂの移動が不足し、ワークＷの切削量が設計値よりも少なくなってしまう場合がある。例えば、図８（ａ）に一点鎖線で示すように、上記のように送り台４１の移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変化させる際に、切削工具４０ｂの−Ｘ方向への移動が設定値に対して不足する場合がある。
【００６０】
図８（ｂ）は、切削後のワークＷの一例を示す図である。例えば切削工具４０ｂの−Ｘ方向への移動が設定値に対して不足する場合、図８（ｂ）に示すように、＋Ｚ方向に延びる段部ＷｅがワークＷに形成されてしまう。また、段部Ｗｅよりも＋Ｚ側の曲面Ｗｆが設計値の曲面Ｗｂに対して外側にずれた状態となる。このように、ワークＷの切削量が設計値よりも少なくなってしまう。
【００６１】
これに対して、制御部６０は、レール４４の温度Ｔ３に対応する補正値Ｎ３で、送り台４１の移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変更する。この場合、送り台４１の移動量の不足を防ぐことができ、ワークＷが設計値通りに切削されることになる。ワークＷの切削加工が終了すると、前回の加工と同様、把握爪２２による保持を解除し、ワークＷを工作機械１００から取り出す。
【００６２】
なお、上記説明では、ワークＷを主軸２０に保持させる場合を例に挙げて説明したが、ワークＷを主軸３０に保持させる場合についても上記同様の説明が可能である。また、ワークＷを主軸３０に保持させる場合には送り台５１を移動させることになるが、制御部６０は、駆動部４３と駆動部５３とを個別に制御することで、駆動部４３の不感帯を補正する補正値と駆動部５３の不感帯を補正する補正値とを個別に制御可能である。
【００６３】
例えば、上記のように主軸２０にワークＷを保持させて２回目の加工を行う際に、主軸３０にもワークＷを保持させて同時に加工を行う場合を例に挙げて説明する。この場合、制御部６０は、駆動部４３については、上記のように図８（ａ）に示すように、補正値をＮ２からＮ３に変更するように制御することができる。一方、制御部６０は、駆動部５３については、初回の切削加工であるため、例えば図７（ａ）に示すように、熱電対５５ａ、５５ｂの検出結果に応じて補正値をＮ１から変更するように制御することができる。この場合、制御部６０が選択する補正値はＮ２とは限らず、熱電対５５ａ、５５ｂの測定結果に応じた補正値を選択して設定することができる。このように制御部６０は、駆動部４３、５３ごとに補正値を個別に設定することで、被ガイド部４２、５２とレール４４、５４との間の抵抗に応じた補正値を用いて駆動部４３、５３を制御する。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、熱電対４５ａ、４５ｂにおいてレール４４の温度を測定し、測定結果に応じて駆動部４３の移動に関する補正値を設定し、この補正値を用いて駆動部４３を制御するため、より誤差の少ない駆動を行うことができる。また、温度に応じた補正値に設定されるため、レール４４等が平衡状態になるまでの間であっても、精度よく切削を行うことが可能となる。これにより、レール４４等が平衡状態になるまでの時間においても切削工具４０ｂの移動精度を高めて正確な切削加工を行うことが可能となり、作業時間の有効化を図ることが可能となる。
【００６５】
なお、上記した実施形態ではＸ方向の移動に関して説明したが、同様の説明がＹ方向及びＺ方向においても適用可能である。その場合、上記した制御部６０は、Ｙ方向やＺ方向のガイドや被ガイド部の温度結果に応じて最適な補正値を設定し、各駆動部の駆動を行う。これにより、Ｘ方向だけでなくＹ方向及びＺ方向においても、ガイド等が平衡状態になるまでの間で切削工具４０ｂの移動精度を高めることができる。
【００６６】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、送り台４１、５１の移動方向を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に変更する前に、制御部６０が熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂによってレール４４、５４の温度を測定し、測定結果に応じて補正値を制御する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、制御部６０は、熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂによる測定結果を所定の期間ごとに検出し、測定結果に応じて所定の期間ごとに補正値の制御を行うようにしてもよい。また、例えば制御部６０は、熱電対４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂによる測定結果を常時行い、測定結果が図４のデータテーブルＤＴに設定される温度に切り替わる毎に、補正値を変化するように制御してもよい。
【００６７】
また、上記した実施形態では、ガイドとしてレール４４等を用い、このレール４４等に案内される被ガイド部４２等を用いた例を示したが、これに限定されない。例えば、図1に示すように、刃物台４０からＺ方向に延びるロッドを被ガイド部とし、かつ送り台４１に設置した不図示の軸受けをガイドとして、ロッド（刃物台４０）をＺ方向に案内するような構成が用いられてもよい。
【００６８】
また、上記した実施形態では、主軸２０に対して刃物台４０が移動する構成を示しているが、これに代えて、主軸２０が刃物台４０に対して移動するもの、または主軸２０及び刃物台４０の双方が移動するものでもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、工作機械１００の動作を説明するに当たり、ワークＷとして、−Ｚ側の端面Ｗａから＋Ｚ方向に亘って一定の曲率を有する球面状に形成されたワークＷを例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、円筒状のワークＷを加工する場合においても、同様の説明が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
ＡＸ１、ＡＸ２…回転軸（軸線）  Ｗ…ワーク  ２０、３０…主軸  ４０、５０…刃物台  ４０ｂ、５０ｂ…切削工具  ４１、５１…送り台  ４２、５２…被ガイド部  ４３、５３…駆動部  ４４、５４…レール（ガイド）  ４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂ…熱電対（測定部）  ６０…制御部  ６１…記憶部  １００…工作機械
【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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