(57)【要約】【課題】幾何誤差を補正パラメータとして補正制御を行った場合の機械の運動精度や加工精度の改善状態を事前に判断できるようにする。【解決手段】誤差補償システムは、主軸のタッチプローブによりテーブル上のターゲット球の初期位置を計測し、初期位置計測値から回転軸を複数角度に割り出す指令値を算出してタッチプローブ及びターゲット球を位置決めし、ターゲット球の位置をそれぞれ計測する制御部２１及び計測値取得部２３、計測指令値生成部２４と、計測値を元に幾何誤差を同定する幾何誤差同定計算部２５と、幾何誤差同定値を元に補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部２６と、補正パラメータを用いて補正制御する制御部２１と、補正制御を実行した場合の計測値の予想値を算出し、計測値及び予想値から精度指標値を算出する精度指標演算部２７と、精度指標値を報知する画面表示部２８と、を含んでなる。【選択図】図３
2017027360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３軸以上の並進軸と、１軸以上の回転軸と、回転可能な主軸と、テーブルとを有する機械に設けられ、
前記主軸と前記テーブルとの何れか一方に取り付けられる位置計測センサにより、他方に取り付けられる被測定治具の三次元空間上の初期位置を計測する初期位置計測手段と、
当該初期位置計測値から前記回転軸を複数角度に割り出した際の前記位置計測センサ及び前記被測定治具の指令値を算出する指令値算出手段と、
前記指令値に基づいて前記位置計測センサ及び前記被測定治具を複数箇所に位置決めし、前記位置計測センサにより前記被測定治具の三次元空間上の位置をそれぞれ計測する計測値取得手段と、
前記計測値取得手段により得られる計測値を元に、前記並進軸及び／又は前記回転軸に関する幾何誤差を同定する幾何誤差同定手段と、
前記幾何誤差同定手段により得られる幾何誤差同定値を元に補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、
前記補正パラメータを用いて機械の動作を補正制御する制御手段と、を含んでなる誤差補償システムであって、
前記補正制御を実行した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出する補正後予想値演算手段と、
少なくとも前記計測値及び前記予想値を用いて前記幾何誤差同定値の精度指標値を算出する精度指標値算出手段と、
前記精度指標値を報知する報知手段と、
を備えることを特徴とする機械の誤差補償システム。
【請求項２】
前記補正後予想値演算手段は、各前記指令値と、前記幾何誤差同定値と、各前記指令値に対応する前記計測値とを用いて、前記補正制御を実行した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出することを特徴とする請求項１に記載の機械の誤差補償システム。
【請求項３】
前記補正後予想値演算手段は、前記初期位置計測値と前記幾何誤差同定値とから、前記初期位置における前記幾何誤差による初期位置誤差を算出し、前記初期位置誤差と、各計測位置のための指令値と、前記幾何誤差同定値と、各前記指令値に対応する前記計測値とを用いて、前記補正制御を実行した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出することを特徴とする請求項２に記載の機械の誤差補償システム。
【請求項４】
前記補正後予想値演算手段は、前記初期位置誤差の算出と、前記計測値の予想値の算出とを同次座標変換を行うことで算出することを特徴とする請求項３に記載の機械の誤差補償システム。
【請求項５】
前記精度指標値算出手段は、前記計測値及びその予想値と前記指令値との差分ベクトルのノルムを精度指標値としてそれぞれ算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の機械の誤差補償システム。
【請求項６】
前記報知手段は、前記精度指標値算出手段により算出した前記精度指標値が、予め設定した閾値を超えた場合に、前記精度指標値を報知すると共に、前記閾値を超えたことも併せて報知することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の機械の誤差補償システム。
【請求項７】
３軸以上の並進軸と、１軸以上の回転軸と、回転可能な主軸と、テーブルとを有する機械において、幾何誤差を同定して補正制御するための誤差補償方法であって、
前記主軸と前記テーブルとの何れか一方に位置計測センサを、他方に被測定治具をそれぞれ取り付けて、前記被測定治具の三次元空間上の初期位置を計測する初期位置計測ステップと、
当該初期位置計測値から前記回転軸を複数角度に割り出した際の前記位置計測センサ及び前記被測定治具の指令値を算出する指令値算出ステップと、
前記指令値に基づいて前記位置計測センサ及び前記被測定治具を複数箇所に位置決めし、前記位置計測センサにより前記被測定治具の三次元空間上の位置をそれぞれ計測する計測値取得ステップと、
前記計測値取得ステップにより得られる計測値を元に、前記並進軸及び／又は前記回転軸に関する幾何誤差を同定する幾何誤差同定ステップと、
前記幾何誤差同定ステップにより得られる幾何誤差同定値を元に補正パラメータを算出する補正パラメータ算出ステップと、
前記補正パラメータを用いて機械の動作を補正制御した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出する補正後予想値演算ステップと、
少なくとも前記計測値及び前記予想値を用いて前記幾何誤差同定値の精度指標値を算出する精度指標値算出ステップと、
前記精度指標値を報知する報知ステップと、
を実行することを特徴とする機械の誤差補償方法。
【請求項８】
請求項７に記載の機械の誤差補償方法を、コンピュータに実行させるための機械の誤差補償プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並進軸と回転軸とを有する工作機械等の機械において、幾何誤差を同定して補正制御するための誤差補償システム及び誤差補償方法、誤差補償プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、３つの並進軸および２つの回転軸を有する５軸制御マシニングセンタの模式図である。主軸頭２は並進軸であり互いに直交するＸ軸、Ｚ軸によってベッド１に対して並進２自由度の運動が可能である。テーブル３は回転軸であるＣ軸によってクレードル４に対して回転１自由度の運動が可能であり、クレードル４は回転軸であるＡ軸によってトラニオン５に対して回転１自由度の運動が可能であり、Ａ軸とＣ軸とは互いに直交している。さらに、トラニオン５は並進軸でありＸ・Ｚ軸に直交するＹ軸によりベッド１に対して並進１自由度の運動が可能である。したがって、主軸頭２はテーブル３に対して並進３自由度および回転２自由度の運動が可能である。各送り軸は図に示していない数値制御装置により制御されるサーボモータにより駆動され、被加工物をテーブル３に固定し、主軸頭２に工具を装着して回転させ、被加工物と工具の相対位置および相対姿勢を制御して加工を行うことができる。
【０００３】
この５軸制御マシニングセンタの運動精度に影響を及ぼす要因として、回転軸の中心位置の誤差（想定する位置からのズレ）や回転軸の傾き誤差（軸間の直角度、平行度）などの各軸間の幾何誤差がある。例えば、図１の５軸制御マシニングセンタには、並進軸に関する幾何誤差として、Ｘ−Ｙ軸間直角度、Ｙ−Ｚ軸間直角度、Ｚ−Ｘ軸間直角度、の３種類がある。また、主軸に関する幾何誤差として、工具−Ｙ軸間直角度、工具−Ｘ軸間直角度、の２種類がある。さらに、回転軸に関する幾何誤差として、Ｃ軸中心位置Ｘ方向誤差、Ｃ−Ａ軸間オフセット誤差、Ａ軸角度オフセット誤差、Ｃ−Ａ軸間直角度、Ａ軸中心位置Ｙ方向誤差、Ａ軸中心位置Ｚ方向誤差、Ａ−Ｚ軸間直角度、Ａ−Ｙ軸間直角度、の８種類がある。したがって、合計１３種類の幾何誤差が存在する。
【０００４】
幾何誤差が存在すると機械としての運動精度が悪化し、被加工物の加工精度が悪化する。このため、調整により幾何誤差を小さくする必要があるがゼロにすることは困難であり、幾何誤差を補正する制御を行うことで高精度な加工を行うことができる。
幾何誤差に対する補正制御を行うためには、機械に内在する幾何誤差を計測もしくは同定する必要がある。機械の幾何誤差を同定する方法として、本発明人は特許文献１のような方法を提案している。この発明の方法では、主軸に装着されたタッチプローブを用いて、テーブル上に固定されたターゲット球の中心位置を計測し、この計測を回転軸によってテーブルを複数の角度に回転・傾斜割出して行い、得られた計測結果から機械の幾何誤差を同定する。
【０００５】
しかし、幾何誤差の計測が外乱などの計測ミスにより正常に行われない場合、幾何誤差の同定値に誤差が含まれることになる。この場合、正しくない同定値を補正パラメータとして補正制御が行われるため、機械の運動精度が十分改善しないもしくは悪化する。
そこで、幾何誤差の計測における計測ミスを判定する方法としていくつかが提案されている。
例えば特許文献２では、前記ターゲット球の中心位置と共に球の直径を計測し、各直径値のばらつきが閾値を超えた場合に計測ミスと判断する方法や、ターゲット球の初期位置を最初に計測し、一連の計測後に再度同じ位置で計測して、最初の計測値との差分が閾値を超えた場合に計測ミスと判断する方法が示されている。
また、特許文献３では、幾何誤差の同定値や、同定値から作成した新しい補正パラメータが閾値以上の場合に計測ミスと判断する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３８９０２号公報
【特許文献２】特開２０１２−３０３３８号公報
【特許文献３】特開２０１２−１０７９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２や特許文献３の発明では、球の直径値や幾何誤差の同定値などの計測結果が閾値を超えたかどうかから計測ミスを判断するだけであって、幾何誤差の同定値そのものが適切であるかどうかを判断しているわけではない。このため、幾何誤差の同定値を補正パラメータとして補正制御を行った場合に、機械の運動精度が改善するかどうか、加工精度がどの程度になるかを判断できない。
【０００８】
そこで、本発明は、計測して同定した幾何誤差を補正パラメータとして補正制御を行った場合の機械の運動精度や加工精度の改善状態を事前に判断できる機械の誤差補償システム及び誤差補償方法、誤差補償プログラム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、３軸以上の並進軸と、１軸以上の回転軸と、回転可能な主軸と、テーブルとを有する機械に設けられ、
前記主軸と前記テーブルとの何れか一方に取り付けられる位置計測センサにより、他方に取り付けられる被測定治具の三次元空間上の初期位置を計測する初期位置計測手段と、
当該初期位置計測値から前記回転軸を複数角度に割り出した際の前記位置計測センサ及び前記被測定治具の指令値を算出する指令値算出手段と、
前記指令値に基づいて前記位置計測センサ及び前記被測定治具を複数箇所に位置決めし、前記位置計測センサにより前記被測定治具の三次元空間上の位置をそれぞれ計測する計測値取得手段と、
前記計測値取得手段により得られる計測値を元に、前記並進軸及び／又は前記回転軸に関する幾何誤差を同定する幾何誤差同定手段と、
前記幾何誤差同定手段により得られる幾何誤差同定値を元に補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、
前記補正パラメータを用いて機械の動作を補正制御する制御手段と、を含んでなる誤差補償システムであって、
前記補正制御を実行した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出する補正後予想値演算手段と、
少なくとも前記計測値及び前記予想値を用いて前記幾何誤差同定値の精度指標値を算出する精度指標値算出手段と、
前記精度指標値を報知する報知手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、前記補正後予想値演算手段は、各前記指令値と、前記幾何誤差同定値と、各前記指令値に対応する前記計測値とを用いて、前記補正制御を実行した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２の構成において、前記補正後予想値演算手段は、前記初期位置計測値と前記幾何誤差同定値とから、前記初期位置における前記幾何誤差による初期位置誤差を算出し、前記初期位置誤差と、各計測位置のための指令値と、前記幾何誤差同定値と、各前記指令値に対応する前記計測値とを用いて、前記補正制御を実行した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成において、前記補正後予想値演算手段は、前記初期位置誤差の算出と、前記計測値の予想値の算出とを同次座標変換を行うことで算出することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかの構成において、前記精度指標値算出手段は、前記計測値及びその予想値と前記指令値との差分ベクトルのノルムを精度指標値としてそれぞれ算出することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかの構成において、前記報知手段は、前記精度指標値算出手段により算出した前記精度指標値が、予め設定した閾値を超えた場合に、前記精度指標値を報知すると共に、前記閾値を超えたことも併せて報知することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、３軸以上の並進軸と、１軸以上の回転軸と、回転可能な主軸と、テーブルとを有する機械において、幾何誤差を同定して補正制御するための誤差補償方法であって、
前記主軸と前記テーブルとの何れか一方に位置計測センサを、他方に被測定治具をそれぞれ取り付けて、前記被測定治具の三次元空間上の初期位置を計測する初期位置計測ステップと、
当該初期位置計測値から前記回転軸を複数角度に割り出した際の前記位置計測センサ及び前記被測定治具の指令値を算出する指令値算出ステップと、
前記指令値に基づいて前記位置計測センサ及び前記被測定治具を複数箇所に位置決めし、前記位置計測センサにより前記被測定治具の三次元空間上の位置をそれぞれ計測する計測値取得ステップと、
前記計測値取得ステップにより得られる計測値を元に、前記並進軸及び／又は前記回転軸に関する幾何誤差を同定する幾何誤差同定ステップと、
前記幾何誤差同定ステップにより得られる幾何誤差同定値を元に補正パラメータを算出する補正パラメータ算出ステップと、
前記補正パラメータを用いて機械の動作を補正制御した場合の各計測位置における前記計測値の予想値を算出する補正後予想値演算ステップと、
少なくとも前記計測値及び前記予想値を用いて前記幾何誤差同定値の精度指標値を算出する精度指標値算出ステップと、
前記精度指標値を報知する報知ステップと、を実行することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、機械の誤差補償プログラムであって、請求項７に記載の機械の誤差補償方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現状計測して同定した幾何誤差を補正パラメータとして補正制御を行った場合の予想値の精度指標値と現状の精度指標値とが比較可能となる。よって、予想値の精度指標値の方が大きい場合は、幾何誤差同定値が不適切の可能性が高く、計測ミスがあった可能性があると判断することができ、計測をやり直す契機となる。逆に、予想値の精度指標値の方が現状の精度指標値より小さい場合は、小さくなった量から、機械の運動精度や加工精度がどの程度改善するかを予想することができ、誤差補償の性能評価が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】５軸制御マシニングセンタの模式図である。
【図２】タッチプローブとターゲット球との模式図である。
【図３】誤差補償システムを備えた数値制御装置のブロック構成図である。
【図４】タッチプローブによる計測から精度指標値を表示するまでの誤差補償方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
ここでは本発明を適用する機械として、図１の５軸制御マシニングセンタを例に説明する。但し、本発明に関わる機械としては、マシニングセンタに限らず旋盤や複合加工機、研削盤などの工作機械でもよい。また、工作機械に限らず、産業機械やロボットでもよい。さらに、軸数は５軸に限らず、４軸、６軸以上でもよい。さらにまた、回転軸によりテーブル３が回転２自由度以上を持つ機構に限らず、主軸頭２が回転２自由度以上を持つ機構や、主軸頭２とテーブル３がそれぞれ回転１自由度以上を持つ機構でもよい。
まず、幾何誤差の同定のための計測を行うため、図２に示すように、５軸制御マシニングセンタの主軸２に、位置計測センサとしてのタッチプローブ１１を装着させ、テーブル３の上に、被測定治具としてのターゲット球１２を設置・固定する。
【００１３】
図３は、図１の５軸制御マシニングセンタにおける、誤差補償システムを備えた数値制御装置のブロック構成図である。
図３において、２１は、データ記憶部２２に格納される各軸指令値に基づいて各軸を制御する制御手段としての制御部で、データ記憶部２２には、計測値取得部２３で取得されたタッチプローブ１１によるターゲット球１２の計測値や幾何誤差同定値、補正パラメータ等の各種データが記憶される。制御部２１及び計測値取得部２３は、本発明の初期位置計測手段及び計測値取得手段として機能する。
計測指令値生成部２４は、データ記憶部２２に格納されているターゲット球１２の初期位置計測値とタッチプローブ１１の長さとを用いて、予め設定した計測条件（各回転軸の割出角等）で回転軸が回転・傾斜されることにより移動した各ターゲット球中心位置とタッチプローブ先端位置とを算出し、各割出角において算出した三次元位置座標値を３つの並進軸の指令値とし、各割出角を回転軸の指令値としてそれぞれ算出する。すなわち、本発明の指令値算出手段として機能する。
【００１４】
幾何誤差同定計算部２５は、データ記憶部２２に格納されている各ターゲット球中心位置計測値や各位置での指令値に基づいて、機械の幾何誤差の同定計算を行う。すなわち、本発明の幾何誤差同定手段として機能する。この同定計算方法としては、例えば先の特許文献１に開示されているように、複数の計測値を円弧近似して近似された円弧から回転軸の中心位置の誤差や傾き誤差、並進軸の傾き誤差を算出する公知の方法で行う。
補正パラメータ算出部２６は、データ記憶部２２に格納されている現在の補正制御用の補正パラメータに、幾何誤差同定計算部２５で算出された幾何誤差同定値を加算することで、新しい補正パラメータを算出する。すなわち、本発明の補正パラメータ算出手段として機能する。
【００１５】
精度指標演算部２７は、データ記憶部２２に格納されている各計測値と、各指令値と、幾何誤差同定値とを用いて、補正パラメータ算出部２６で算出された新しい補正パラメータで制御部２１が補正制御した場合の各計測位置における計測値の予想値を算出する。また、各計測値と各指令値とから各計測位置における現在誤差ベクトルを、各予想値と各指令値とから各計測位置における予想誤差ベクトルをそれぞれ算出し、算出した各現在誤差ベクトル及び各予想誤差ベクトルから、幾何誤差同定値についての精度指標値（幾何誤差同定値が適切か否かの指標値）を算出する。この精度指標演算部２７が、本発明の補正後予想値演算手段及び精度指標値算出手段として機能する。算出された精度指標値は、報知手段としての画面表示部２８によって表示される。
【００１６】
図４は、図３の数値制御装置がタッチプローブ１１による計測を行って精度指標値を画面表示部２８に表示するまでの誤差補償方法を示すフローチャートで、データ記憶部２２に格納された誤差補償プログラムによって実行される。
まず、Ｓ１において、ターゲット球１２の初期の中心位置（初期位置）を計測する（初期位置計測ステップ）。計測値は、計測値取得部２３によって取得されてデータ記憶部２２に格納される。
次に、Ｓ２で、計測指令値生成部２４において指令値リストを作成する（指令値算出ステップ）。すなわち、回転軸の各割出角において算出した三次元位置座標値を３つの並進軸の指令値とし、各割出角を回転軸の指令値として指令値リストを作成し、データ記憶部２２に格納する。
【００１７】
次に、Ｓ３で、ターゲット球１２の位置を計測する。すなわち、データ記憶部２２に格納されている各軸指令値に基づいて、ターゲット球１２の真上にタッチプローブ１１が位置決めされるように制御部２１で各軸を制御し、ターゲット球１２の表面４点以上にタッチプローブ１１を接触させて各接触点での位置を計測し、計測値取得部２３において、ターゲット球１２の中心位置計測値と直径計測値とを求めてデータ記憶部２２に格納する（計測値取得ステップ）。ここで、予め計測しておいたターゲット球１２の直径値を用いることで、３点接触計測でターゲット球１２の中心位置を求めることもできる。
次に、Ｓ４で、全ての計測条件を完了したか否かを判定する。完了していない場合はＳ３に戻って次の計測を行い、完了した場合はＳ５へ移行する。
【００１８】
Ｓ５では、幾何誤差同定計算部２５において、幾何誤差の同定計算を行う（幾何誤差同定ステップ）。すなわち、データ記憶部２２に格納されている各ターゲット球の中心位置計測値や各位置での指令値を元に、機械の幾何誤差の同定計算を行う。算出した幾何誤差同定値はデータ記憶部２２に格納される。
次に、Ｓ６で、補正パラメータ算出部２６において、新たな補正パラメータを算出する。すなわち、データ記憶部２２に格納されている現在の制御用の補正パラメータに幾何誤差同定値を加算して新しい補正パラメータを算出する（補正パラメータ算出ステップ）。新しい補正パラメータは、データ記憶部２２に格納される。
次に、Ｓ７で、精度指標演算部２７において、新しい補正パラメータで補正制御した場合の計測値の予想値を計算する（補正後予想値演算ステップ）。この計算方法の詳細については後述する。算出した予想値はデータ記憶部２２に格納される。
【００１９】
次に、Ｓ８で、精度指標演算部２７において、精度指標値の計算を行う（精度指標値算出ステップ）。ここでは、データ記憶部２２に格納されている各計測値の予想値と各指令値とから各計測位置における予想誤差ベクトルを算出すると共に、各計測値と各指令値とから各計測位置における現在誤差ベクトルを算出し、算出した各予想誤差ベクトル及び各現在誤差ベクトルから機械の精度指標値を算出する。各誤差ベクトルと精度指標値の算出の詳細については後述する。算出した精度指標値はデータ記憶部２２に格納される。また、精度指標演算部２７は、データ記憶部２２に格納されている閾値と精度指標値とを比較し、精度指標値が閾値を超えている場合は、データ記憶部２２に格納されている閾値オーバーフラグをＯＮする。
【００２０】
そして、Ｓ９で、画面表示部２８において、データ記憶部２２に格納されている精度指標値を画面に表示する（報知ステップ）。このとき、データ記憶部２２に格納されている閾値オーバーフラグがＯＦＦの場合は、精度指標値を標準文字色で表示し、閾値オーバーフラグがＯＮの場合は、精度指標値を標準文字色とは異なる色で表示する。
なお、幾何誤差の補正制御については、制御部２１において、データ記憶部２２に格納されている補正パラメータを用いて、例えば特開２００９−１０４３１７号公報に開示されているような公知の補正制御方法を用いて行えばよい。
【００２１】
ここで、Ｓ７における計測値の予想値の計算方法について説明する。
図１の５軸制御マシニングセンタにおいて、主軸頭２やテーブル３や各送り軸上にそれぞれ座標系を考慮する。計測値が得られる座標系は、本機械の場合はＹ軸座標系と同じであり、幾何誤差が存在しない場合の計測値（ｘＩｉ、ｙＩｉ、ｚＩｉ）は、主軸頭座標系におけるタッチプローブの先端点ベクトルをＴＰとし、ｉ番目のＸ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｃ軸の各指令位置をそれぞれｘｉ、ｙｉ、ｚｉ、ａｉ、ｃｉ、プローブ長をｔとすると、以下の数１を用いて求めることができる。すなわち、タッチプローブ先端点ベクトルＴＰを、主軸頭座標系から各軸座標系を経て計測値座標系まで同次座標変換することで、幾何誤差がない場合の計測値（ｘＩｉ、ｙＩｉ、ｚＩｉ）を求める。
【００２２】
【数１】
2017027360.tif 000003
【００２３】
各幾何誤差を各軸間の６自由度相対微小誤差として考える。各幾何誤差の並進誤差をδｘｊ、δｙｊ、δｚｊ、回転誤差をαｊ、βｊ、γｊとすると、ｊ番目の幾何誤差の変換行列εｊは以下の数２となる。
【００２４】
【数２】
2017027360.tif 000004
【００２５】
機械に幾何誤差が存在する場合、以下の数３を用いることで、幾何誤差がある場合の計測値（ｘＲｉ、ｙＲｉ、ｚＲｉ）を求めることができる。すなわち、タッチプローブ先端点ベクトルＴＰを、幾何誤差を考慮して主軸頭座標系から各軸座標系を経て計測値座標系まで同次座標変換することで、幾何誤差がある場合の計測値（ｘＲｉ、ｙＲｉ、ｚＲｉ）を求める。
【００２６】
【数３】
2017027360.tif 000005
【００２７】
初期位置計測での回転軸の角度を０°とする。ここで、図１の機械の場合のＣ軸０°は、ターゲット球１２がＸ軸プラス側に位置する角度である。初期位置計測の計測値には幾何誤差の影響が含まれる。初期位置計測での各軸指令値をｘ０、ｙ０、ｚ０、ａ０、ｃ０とすると、初期位置計測値に含まれる幾何誤差による誤差（初期位置誤差）（δｘｉｎｉ、δｙｉｎｉ、δｚｉｎｉ）は以下の数４で求めることができる。
【００２８】
【数４】
2017027360.tif 000006
【００２９】
初期位置計測値に含まれる幾何誤差による誤差（δｘｉｎｉ、δｙｉｎｉ、δｚｉｎｉ）はターゲット球１２の取付誤差と見なせるため、数３のε６の成分であるδｘ６、δｙ６、δｚ６を以下の数５のように更新する。
【００３０】
【数５】
2017027360.tif 000007
【００３１】
各計測値を（ｘＭｉ、ｙＭｉ、ｚＭｉ）とすると、新しい補正パラメータで幾何誤差を補正制御した場合の各計測値の予想値（ｘＥｉ、ｙＥｉ、ｚＥｉ）は、以下の数６で求めることができる。
【００３２】
【数６】
2017027360.tif 000008
【００３３】
次に、Ｓ８における、予想誤差ベクトル、現在誤差ベクトル、精度指標値の計算方法について説明する。
まず、各予想誤差ベクトル（δｘＥｉ、δｙＥｉ、δｚＥｉ）は以下の数７、各現在誤差ベクトル（δｘＭｉ、δｙＭｉ、δｚＭｉ）は以下の数８でそれぞれ計算することができる。
【００３４】
【数７】
2017027360.tif 000009
【００３５】
【数８】
2017027360.tif 000010
【００３６】
精度指標値を、各誤差ベクトルのノルムの最大値とすると、予想誤差ベクトルのノルムveＥｉは以下の数９、現在誤差ベクトルのノルムveＭｉは以下の数１０となり、それぞれの最大値を求める。
【００３７】
【数９】
2017027360.tif 000011
【００３８】
【数１０】
2017027360.tif 000012
【００３９】
こうして両最大値を画面表示部２８に表示すれば、両精度指標値を比較できる。よって、予想誤差ベクトルのノルムの最大値の方が現在誤差ベクトルのノルムの最大値より大きい場合は、幾何誤差同定値が不適切の可能性が高く、計測ミスの可能性が考えられ、計測をやり直す契機となる。逆に、予想誤差ベクトルのノルムの最大値の方が現在誤差ベクトルのノルムの最大値より小さい場合、小さくなった量から、機械の運動精度や加工精度がどの程度改善するかを予想することができ、誤差補償の性能評価が容易に行える。
【００４０】
なお、精度指標値は、各誤差ベクトルの各成分の絶対値の最大値としてもよい。この場合、予想誤差ベクトルの各成分の絶対値（vxＥｉ、vyＥｉ、vzＥｉ）は以下の数１１となり、現在誤差ベクトルの各成分の絶対値（vxＭｉ、vyＭｉ、vzＭｉ）は以下の数１２となり、それぞれの最大値を求める。
【００４１】
【数１１】
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【００４２】
【数１２】
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【００４３】
その他、タッチプローブやターゲット球の形状は適宜変更可能で、報知手段も、精度指標値の表示形態は適宜変更できる。また、精度指標値が閾値を超えた場合はアラーム音や合成音声等による音声報知を併せて行うことも可能である。
さらに、上記形態では、初期位置の計測から精度指標値の表示までを誤差補償プログラムによって自動的に実行する例で説明しているが、任意のステップで停止させて、指令値リストや補正パラメータ、予想値等を途中で画面表示部に表示させ、オペレータの入力指示によって進行させることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・ベッド、２・・主軸頭、３・・テーブル、４・・クレードル、５・・トラニオン、１１・・タッチプローブ、１２・・ターゲット球、２１・・制御部、２２・・データ記憶部、２３・・計測値取得部、２４・・計測指令値生成部、２５・・幾何誤差同定計算部、２６・・補正パラメータ算出部、２７・・精度指標演算部、２８・・画面表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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