(57)【要約】【課題】  移動体の計測位置までの移動時間を共通化して計測を効率的に行うことで工作機械の加工精度と生産効率とを向上させた工作機械を提供する。【解決手段】  刃物台２および背面側刃物台１１に備えられた複数の移動軸に対してそれぞれ熱変位計測の実行条件を設定した計測条件データ記憶部５３を備えた工作機械において、移動軸の一つが熱変位計測の実行条件を満たしたら、実行条件を満たした移動軸に加えて他の全ての移動軸に対しても計測移動動作を実行する。【選択図】      図２
2009269140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を移動させる複数の移動軸と、
前記移動体の計測位置への到達を検出する検出手段と、
前記移動体を前記検出手段が検出する計測位置まで計測移動動作させて熱変位量の計測を行う計測動作実行手段と、
前記計測移動動作の計測実行周期を前記移動軸毎に記憶する計測周期データ記憶手段と、
前記移動軸の何れか一つが前記計測実行周期に達したか否かを監視する監視手段とを備えた工作機械において、
前記計測動作実行手段は、前記監視手段が前記計測実行周期に達したと判断した場合に計測実行周期に達した移動軸について前記計測移動動作を実行するとともに計測実行周期に達していない移動軸についても前記計測移動動作を実行することを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記計測周期データ記憶手段は、前記熱変位量の変化値に対応した複数の計測実行周期を前記移動軸毎に記憶していることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記計測動作実行手段は、前記監視手段が前記計測実行周期に達したと判断した場合に、計測実行周期に達した移動軸について前記計測移動動作を実行して次回以降の計測実行周期を決定し、前記計測実行周期に達していない移動軸が次に計測実行周期に到達するまでの間隔と計測実行周期に達した移動軸の次回以降の計測実行周期とを比較し、前記間隔が前記次回以降の計測実行周期未満と判断した場合には計測実行周期に達していない移動軸の計測移動動作を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱による熱変位量を周期的に計測し、熱変位量に対応する補正を加えて移動軸の制御を行う工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱による構造物の変位（延び）に対して一定の加工精度を維持するために、熱変位量に対応する補正を加えて移動体の移動を制御する技術が工作機械において使用されている。この補正に使用する補正値を求める目的で、移動軸毎に熱変位量を計測するための検出装置を工作機械の内部に配置している。この検出装置に移動体の一部が接触した位置と工作機械に備えられた数値制御装置が認識している位置との差から熱変位量を求め、熱変位量に応じた補正値を計算している。
【０００３】
この熱変位量の計測時には移動体を検出装置付近の計測初期位置まで移動する。そして、その計測初期位置から計測する移動軸方向に移動体を計測移動動作させて移動体の一部を検出装置に接触させている。熱変位量は、移動体が実際の加工が行われる位置に移動した状態で計測することが望ましい。これは、実際の加工が行われる位置で生じた移動体の位置の変位が加工精度に影響するからである。ただし、加工が行われる位置に検出装置を配置すると、加工時の移動体の移動を阻害して加工動作が制限される。このため、実際には加工が行われる位置に近く、且つ加工時の動作を阻害しない位置に検出装置を配置している。
【０００４】
熱変位量の計測を行っている間、移動体は特定の動作を実行しているため加工動作は実行出来ない。従って、生産効率の面からは計測回数は少ない方が望ましい。その反面、熱変位量が増加すると加工精度が低下するので、加工精度の面からは可能な限り計測回数を増やして頻繁に補正値を修正したいといった要望がある。
【０００５】
これらの要望に対し、熱変位量の変化値が多い場合は頻繁に計測移動動作を実行し、熱変位量の変化値が減少したら計測移動動作の計測実行周期を長周期にして計測回数を少なくすることで生産効率と加工精度との両立を図っている。この様な工作機械を開示した先行文献として、例えば特許文献１がある。
【特許文献１】特開平６−１５５２４０号公報
【０００６】
また、生産効率と加工精度のどちらを重視するか使用者が選択可能なように、移動軸毎に計測実行周期を使用者が設定可能に構成している工作機械もある。
【０００７】
熱変位量の計測は、１つの製品の加工（１加工サイクル）が完了して被加工物と製品との切り離し加工である突っ切り加工が行われた後に実行される。これは、加工の途中で熱変位量を計測して補正値を変更すると、その加工サイクルで加工した製品の加工形状が途中から変化してしまい、所望の形状の製品が得られなくなるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば２軸方向に移動可能な移動体に対応した２つの検出装置は、実際の加工に近い状態を計測するため何れも移動体が切削位置付近に移動した位置の近傍に配置されている。計測動作を行なう場合、時間短縮のため先ず移動体を検出装置の近傍の計測初期位置まで早送りで移動し、その後検出装置に衝撃を与えない程度の緩やかな速度で計測移動動作を行い移動体を検出装置に接触させている。
【０００９】
計測動作が行われる前の突っ切り加工時には突っ切り加工に関連しない移動体は被加工物や他の移動体と接触しないように加工が行われる位置から離れた退避位置に退避している。また、突っ切り加工用の工具を備えた刃物台などの移動体も、突っ切り後の工具破損検知動作の邪魔にならないように加工位置から退避している必要がある。このため、計測時に移動体を退避位置と計測初期位置との間を往復移動させることになり、これにはある程度の時間（例えば１．１sec）を必要とする。これに対し、移動体が計測初期位置から計測位置へ移動して検出装置に接触してから計測初期位置に戻るまでの時間はごく僅か（例えば０．５sec）である。なお、工具破損検知動作は、検出子を加工位置に移動して製品が切り落とされているか否かを検出する動作である。
【００１０】
特許文献１の技術では、熱変位量の減り具合に応じて移動軸毎に計測実行周期を長周期にする。従って、複数の移動軸を有し、それぞれの移動軸に対して熱変位量の計測を実行する工作機械では、移動軸毎に計測実行周期にばらつきが生じることになる。このばらつきにより、１つの移動軸を計測した次の加工サイクルで別の移動軸を計測するという状態が発生していた。また、使用者の設定した計測実行周期が好ましくない場合にも同ように１加工サイクル毎に１つの移動軸の計測移動動作を実行するという状況が発生していた。
【００１１】
加工サイクル毎に１移動軸づつ計測する場合には１加工サイクル毎に計測のために１．６ｓｅｃ（退避位置と計測初期位置との間の往復移動に要する１．１ｓｅｃと計測初期位置と計測位置との間の往復移動に要する０．５sec）が必要になってしまい、総加工時間が増加してしまうという問題があった。また、複数の移動体を有する工作機械では、計測実行周期に達した移動軸によって移動する移動体が計測動作を実行している間、計測動作を実行しない他の移動体はただ待機して計測完了を待つ必要があるため無駄時間が発生するといった問題もあった。
【００１２】
本発明はこの様な点に鑑み改良したものであり、その目的とするところは、計測を効率的に行うことで工作機械の加工精度と生産効率とを向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、移動体を移動させる複数の移動軸と、前記移動体の計測位置への到達を検出する検出手段と、前記移動体を前記検出手段が検出する計測位置まで計測移動動作させて熱変位量の計測を行う計測動作実行手段と、前記計測移動動作の計測実行周期を前記移動軸毎に記憶する計測周期データ記憶手段と、前記移動軸の何れか一つが前記計測実行周期に達したか否かを監視する監視手段とを備えた工作機械において、前記計測動作実行手段は、前記監視手段が前記計測実行周期に達したと判断した場合に計測実行周期に達した移動軸について前記計測移動動作を実行するとともに計測実行周期に達していない移動軸についても前記計測移動動作を実行することを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記計測周期データ記憶手段は、前記熱変位量の変化値に対応した複数の計測実行周期を前記移動軸毎に記憶してもよい。
【００１５】
さらに、前記計測動作実行手段は、前記監視手段が前記計測実行周期に達したと判断した場合に、計測実行周期に達した移動軸について前記計測移動動作を実行して次回以降の計測実行周期を決定し、前記計測実行周期に達していない移動軸が次に計測実行周期に到達するまでの間隔と計測実行周期に達した移動軸の次回以降の計測実行周期とを比較し、前記間隔が前記次回以降の計測実行周期未満と判断した場合には計測実行周期に達していない移動軸の計測移動動作を実行してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一つの移動軸の計測を行う際に他の移動軸も計測を実行するようにしたので、計測時間を削減して加工効率を向上させることが出来るといった効果を有する。しかも、計測頻度自体は増加するので加工精度も向上できるといった効果も見込める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示す工作機械の平面図である。この工作機械は、被加工物 を把持して回転する主軸１と、バイト等の工具を有するタレットを備えた移動体である刃物台２と、主軸の前方（図１の右側）に設けられて被加工物を案内するガイドブッシュ３とを備えている。前記主軸１はその軸線方向に沿うＺ１方向に移動可能であり、刃物台２はＺ１方向と直交し且つ互いに直交するＸ１方向とＹ１方向に移動可能である。
【００１８】
ガイドブッシュ３には、その奥側（図１の上側）に取付ブロック４が固定されている。図３は、ガイドブッシュ３の前方（図１の右側）からガイドブッシュ３を見た概略断面図である。この図３に示すように、取付ブロック４はＬ字形状をした金属ブロックで構成されている。図４に示すように、取付ブロック４には接触式のセンサであるＸ１検出装置５および同じく接触式のセンサであるＹ１検出装置６とが挿入されてネジによって固定されている。刃物台２には、その手前側に後述する計測動作において刃物台２の移動にともなってＸ１検出装置５およびＹ１検出装置６と接触するドグ７が固定されている。
【００１９】
ガイドブッシュ３の前方には、背面主軸１０がＺ１方向と平行なＺ２方向に移動可能に主軸１に対向して配置されている。背面主軸１０の奥側にはＺ２方向と直交し且つ互いに直交するＸ２方向とＹ２方向に移動可能な移動体である背面側刃物台１１が配置されている。
【００２０】
図５は、ガイドブッシュ３側から背面主軸１０側を見た概略断面図である。図１および図５に示すように、背面側刃物台１１には、その手前側（図５の右側）に背面側取付ブロック１２が固定されている。図６に示すように、背面側取付ブロック１２には接触式のセンサであるＸ２検出装置１３および同じく接触式のセンサであるＹ２検出装置１４とが挿入されてネジによって固定されている。背面主軸１０には、その奥側に後述する計測動作において背面側刃物台１１の移動にともなってＸ２検出装置１３およびＹ２検出装置１４と接触する背面側ドグ１５が固定されている。
【００２１】
次に、この実施形態の工作機械の電気的な構成を図２に基づいて説明する。この工作機械は制御ユニット部２０を備えている。制御ユニット部２０により、Ｘ１軸移動用モータ２１、Ｙ１軸移動用モータ２２、Ｘ２軸移動用モータ２３、Ｙ２軸移動用モータ２４の回転がそれぞれ制御される。なお、主軸回転用モータ、背面主軸回転用モータ、Ｚ１軸移動用モータ、Ｚ２軸移動用モータもそれぞれＸ軸およびＹ軸移動用モータと同様の構成を有し、制御ユニット部２０により制御されるが図示は省略した。
【００２２】
Ｘ１軸移動用モータ２１は、Ｘ１駆動回路２６及びＸ１軸移動制御回路２７を介して制御ユニット部２０に接続されている。また、Ｘ１軸移動用モータ２１には回転を検出するためのＸ１パルスエンコーダ２８が設けられている。このＸ１パルスエンコーダ２８は、Ｘ１軸移動用モータ２１の所定回転角度ごとに回転検出信号を発生して、Ｘ１軸移動制御回路２７に出力する。Ｘ１軸移動用モータ２１の回転により、刃物台２はＸ１方向に移動する。
【００２３】
Ｘ１軸移動制御回路２７は、Ｘ１パルスエンコーダ２８から出力される回転検出信号に基づいて、刃物台２の移動位置を認識する。そして、認識した刃物台２の移動位置と制御ユニット部２０から出力されるＸ１方向の移動指令信号とを比較して、この比較結果に基づいて駆動信号を生成する。そして、Ｘ１軸移動制御回路２７にて生成された駆動信号はＸ１駆動回路２６に出力される。Ｘ１駆動回路２６は、Ｘ１軸移動制御回路２７から出力された駆動信号に基づいてＸ１軸移動用モータ２１への供給電力を制御する。そして、このＸ１駆動回路２６及びＸ１軸移動用モータ２１によって、刃物台２の移動位置に対するフィードバック制御系が構成されている。
【００２４】
Ｙ１軸移動用モータ２２は、Ｙ１駆動回路３０及びＹ１軸移動制御回路３１を介して制御ユニット部２０に接続されている。また、Ｙ１軸移動用モータ２２には回転を検出するためのＹ１パルスエンコーダ３２が設けられている。このＹ１パルスエンコーダ３２は、Ｙ１軸移動用モータ２２の所定回転角度ごとに回転検出信号を発生して、Ｙ１軸移動制御回路３１に出力する。Ｙ１軸移動用モータ２２の回転により、刃物台２はＹ１方向に移動する。
【００２５】
Ｙ１軸移動制御回路３１は、Ｙ１パルスエンコーダ３２から出力される回転検出信号に基づいて、刃物台２の移動位置を認識する。そして、認識した刃物台２の移動位置と制御ユニット部２０から出力されるＹ１方向の移動指令信号とを比較して、この比較結果に基づいて駆動信号を生成する。そして、Ｙ１軸移動制御回路３１にて生成された駆動信号はＹ１駆動回路３０に出力される。Ｙ１駆動回路３０は、Ｙ１軸移動制御回路３１から出力された駆動信号に基づいてＹ１軸移動用モータ２２への供給電力を制御する。そして、このＹ１駆動回路３０及びＹ１軸移動用モータ２２によって、刃物台２の移動位置に対するフィードバック制御系が構成されている。
【００２６】
Ｘ２軸移動用モータ２３は、Ｘ２駆動回路３４及びＸ２軸移動制御回路３５を介して制御ユニット部２０に接続されている。また、Ｘ２軸移動用モータ２３には回転を検出するためのＸ２パルスエンコーダ３６が設けられている。このＸ２パルスエンコーダ３６は、Ｘ２軸移動用モータ２３の所定回転角度ごとに回転検出信号を発生して、Ｘ２軸移動制御回路３５に出力する。Ｘ２軸移動用モータ２３の回転により、背面側刃物台１１はＸ２方向に移動する。
【００２７】
Ｘ２軸移動制御回路３５は、Ｘ２パルスエンコーダ３６から出力される回転検出信号に基づいて、背面側刃物台１１の移動位置を認識する。そして、認識した背面側刃物台１１の移動位置と制御ユニット部２０から出力されるＸ２方向の移動指令信号とを比較して、この比較結果に基づいて駆動信号を生成する。そして、Ｘ２軸移動制御回路３５にて生成された駆動信号はＸ２駆動回路３４に出力される。Ｘ２駆動回路３４は、Ｘ２軸移動制御回路３５から出力された駆動信号に基づいてＸ２軸移動用モータ２３への供給電力を制御する。そして、このＸ２駆動回路３４及びＸ２軸移動用モータ２３によって、背面側刃物台１１の移動位置に対するフィードバック制御系が構成されている。
【００２８】
Ｙ２軸移動用モータ２４は、Ｙ２駆動回路３８及びＹ２軸移動制御回路３９を介して制御ユニット部２０に接続されている。また、Ｙ２軸移動用モータ２４には回転を検出するためのＹ２パルスエンコーダ４０が設けられている。このＹ２パルスエンコーダ４０は、Ｙ２軸移動用モータ２４の所定回転角度ごとに回転検出信号を発生して、Ｙ２軸移動制御回路３９に出力する。Ｙ２軸移動用モータ２４の回転により、背面側刃物台１１はＹ２方向に移動する。
【００２９】
Ｙ２軸移動制御回路３９は、Ｙ２パルスエンコーダ４０から出力される回転検出信号に基づいて、背面側刃物台１１の移動位置を認識する。そして、認識した背面側刃物台１１の移動位置と制御ユニット部２０から出力されるＹ２方向の移動指令信号とを比較して、この比較結果に基づいて駆動信号を生成する。そして、Ｙ２軸移動制御回路３９にて生成された駆動信号はＹ２駆動回路３８に出力される。Ｙ２駆動回路３８は、Ｙ２軸移動制御回路３９から出力された駆動信号に基づいてＹ２軸移動用モータ２４への供給電力を制御する。そして、このＹ２駆動回路３８及びＹ２軸移動用モータ２４によって、背面側刃物台１１の移動位置に対するフィードバック制御系が構成されている。
【００３０】
制御ユニット部２０は、中央演算ユニット５０、加工プログラム記憶部５１、計測プログラム記憶部５２、計測条件データ記憶部５３、基準位置データ記憶部５４、計測結果データ記憶部５５、計測後加工サイクル数記憶部５６を備えている。
【００３１】
中央演算ユニット５０は、制御ユニット部２０全体の信号処理や判断処理および各移動制御回路への指令や各プログラムの実行および各種の計算等を司る演算部であって、周知のマルチプロセッシング処理行う。
【００３２】
加工プログラム記憶部５１は、使用者が作成したＮＣプログラムなどの加工プログラムを記憶する記憶装置である。工作機械は、加工プログラムに従って動作して１加工サイクル毎に１つの製品を加工する。
【００３３】
計測プログラム記憶部５２は、後述する計測動作を行うプログラムが記憶されている不揮発性の記憶装置である。加工プログラム内に計測を示唆する指令があった場合、この計測プログラム記憶部５２に記憶されているプログラムが呼び出されて計測動作が実行される。なお、実際には計測以外にも工作機械メーカ等が作成した各種処理プログラムを記憶する図示しない不揮発性の記憶部が存在する。加工の際には、これらの処理プログラムから必要なものが適宜呼び出されて実行される。
【００３４】
計測条件データ記憶部５３は、条件設定データ記憶領域５９と計測周期記憶領域６０とから構成されている。条件設定データ記憶領域５９には、図７に示したテーブル形式の計測条件データが記憶されている。図７に示した計測実行のデータは、計測を行うか否かを移動軸毎に設定したデータである。変位量変化範囲のデータは、前回計測結果からの熱変位量の変化値の範囲を移動軸毎に定めるものである。計測周期のデータは、変位量変化範囲つまり前回計測時と今回計測時との熱変位量の変化値に対応した移動軸毎の計測実行周期を定めるものである。図７のＸ１軸の計測条件データでは、Ｘ１軸はＯＮであるので計測実行が設定されている。そして、前回計測時に対するＸ１軸の熱変位量の変化値が０．００４ｍｍ以下である場合は５加工サイクルに１回計測を実行する。０．００４ｍｍを越えて０．００６ｍｍ以下である場合は３加工サイクルに１回、０．００６ｍｍを越えて０．０２０ｍｍ以下である場合は１加工サイクル毎に計測動作を実行する。０．０２０ｍｍを越えた場合は異常状態の可能性があるので工作機械を停止するアラーム処理が行われる。なお、計測実行がＯＮになっている場合、初回の加工前に計測動作を実行する。計測実行有無と変位量変化範囲と計測周期の各設定値は、工作機械の使用者が入力部４３を操作することで移動軸毎に適宜修正することが可能である。計測周期記憶領域６０は、計測動作を実行した際に条件設定データ記憶領域５９を参照して決定された移動軸毎の計測実行周期を記憶する領域である。
【００３５】
基準位置データ記憶部５４は、Ｘ１検出装置５、Ｙ１検出装置６、Ｘ２検出装置１３、Ｙ２検出装置１４の各検出装置と、ドグ７、背面側ドグ１５との接触位置の基準となる基準位置データを記憶する不揮発性の記憶装置である。この基準位置データは、移動軸毎に記憶されており、補正値を算出する時に使用される。なお、各検出装置とドグとの接触位置である計測位置と加工位置では多少の違いがあるので、補正値の算出に際しては計測により得られた位置と基準位置との差異に所定の係数を乗じた値を補正値として使用している。
【００３６】
計測結果データ記憶部５５は、前回計測データ記憶領域５７と今回計測データ記憶領域５８とから構成されている揮発性の記憶装置である。前回計測データ記憶領域５７は、前回計測したときに得られた検出装置とドグとの接触位置データを移動軸毎に記憶する領域である。今回計測データ記憶領域５８は、計測を実行した時に得られた位置データを移動軸毎に記憶する領域である。計測の実行後に、中央演算ユニット５０は前回の計測で得られた位置データと今回の計測で得られた位置データとを比較して熱変位量の変化値を算出する。中央演算ユニット５０は、算出完了後に前回計測データ記憶領域５７に記憶されているデータに今回計測データ記憶領域５８に記憶されている位置データを上書きする。
【００３７】
計測後加工サイクル数記憶部５６は、前回計測後の加工サイクル数データを移動軸毎に記憶する揮発性の記憶装置である。中央演算ユニット５０は、１加工サイクル毎にインクリメント信号を計測後加工サイクル数記憶部５６に送出する。このインクリメント信号により計測後加工サイクル数記憶部５６に記憶されている移動軸毎の加工サイクル数データが１づつ増加する。また、計測を実行した場合、中央演算ユニット５０からクリア信号が送出され、計測を実行した移動軸の加工サイクル数データは０に書き換えられる。
【００３８】
また、制御ユニット部２０には、ディスプレイ等の表示装置４２および各種キーやスイッチ等から構成される入力部４３が接続されている。工作機械の使用者は、この表示装置４２に表示された情報を見ながら入力部４３を使用して工作機械に加工プログラムやデータなどを入力することが可能である。また、制御ユニット部２０には、Ｘ１検出装置５、Ｙ１検出装置６、Ｘ２検出装置１３、Ｙ２検出装置１４も接続されている。各検出装置は、ドグが接触したことを検知すると検出信号を制御ユニット部２０に送出する。
【００３９】
以上のように構成された工作機械の動作例を図８のフローチャートに示す。主に中央演算ユニット５０が各種プログラムやデータを参照しながら図８の動作を実行する。工作機械の運転が開始されると、加工プログラム中に計測を示唆する指令があるか判断する（Ｓ１）。指令がなければＳ６に進んで計測後加工サイクル数記憶部５６に記憶されている前回計測後の加工サイクル数データを１回分インクリメントする。指令があった場合、Ｓ２に進んで計測結果データ記憶部５５の前回計測データ記憶領域５７に前回の計測データが有るか判断する。前回の計測データが無ければ運転開始後の最初の計測を行う必要があるのでＳ４に進んで計測動作を行う。
【００４０】
計測データがあればＳ３に進んで計測条件データ記憶部５３に記憶された計測条件を満たす移動軸があるか判断する。具体的には、計測後加工サイクル数記憶部５６に記憶されている加工サイクル数と計測周期記憶領域６０に記憶されている計測実行周期とを中央演算ユニット５０が比較して同一数であれば計測条件を満たしていると判断する。計測条件を満たす移動軸が一つもない場合、Ｓ６に進んで計測後加工サイクル数記憶部５６に記憶されている前回計測後の加工サイクル数データを１回分インクリメントする。Ｓ３において一つでも計測条件を満たす移動軸が存在すればＳ４に進んで計測条件データ記憶部５３において計測実行がＯＮに指定されている全移動軸の計測移動動作を実行する。Ｓ４の計測動作の詳細は後述する。Ｓ４で計測動作を実行した後、Ｓ５に進んで計測移動動作を実行した移動軸について計測後加工サイクル数記憶部５６に記憶されている前回計測後の加工サイクル数データを０クリアする。その後、Ｓ６に進んで計測後加工サイクル数記憶部５６に記憶されている前回計測後の加工サイクル数データを１回分インクリメントする。
【００４１】
Ｓ６のインクリメントが終了したら、Ｓ７に進んで加工プログラム記憶部５１に記憶された加工プログラムに従って各軸移動制御回路に指令を行うことで各移動軸を制御して被加工物に加工を施す。１加工サイクルの動作が完了すると、すなわち一つの製品が出来上がるとＳ８に進んで突っ切り加工が行われて製品が被加工物である素材から切り落とされる。Ｓ８では突っ切り加工後に突っ切りバイトの破損検知動作も行われる。この破損検知動作は、図示しない検出子をシリンダなどで製品が突っ切りされる前に存在していた位置に移動して接触を検出することで、製品が切り落とされているか否かを判断する動作である。破損検知動作が完了したら、Ｓ９に進んで使用者が指定した加工サイクル数に達したか判断する。指定した加工サイクル数に達していれば、指定された数の製品の加工が完了しているので工作機械の運転を停止する。指定された加工サイクル数に足しいていなければＳ１に戻る。
【００４２】
次にＳ４の計測動作の詳細を図９のタイミングチャートに示す。図９に示した動作は、計測プログラム記憶部５２に記憶されたプログラムに従って中央演算ユニット５０が各軸移動制御回路に指令することで実行される。突っ切り加工の完了後の突っ切りバイトの破損検知が行われている間、刃物台２は、図３に示すＸ１＝９２．０、Ｙ１＝０．０の待機位置で待機している。同様に、背面側刃物台１１は、図５に示すＸ２＝２９０．０、Ｙ２＝０．０の待機位置で待機している。
【００４３】
破損検知動作の終了後、図８のＳ３で計測動作を行う必要があると判断した場合、刃物台２および背面側刃物台１１は各待機位置から計測初期位置への早送りによる移動を開始する。刃物台２の計測初期位置はＸ１＝−２１．０、Ｙ１＝３１．５の位置である。この計測初期位置に刃物台２が移動した状態を図１０に示す。また、この状態における取付ブロック４およびドグ７部分を拡大した図を図４に示す。背面側刃物台１１の計測初期位置はＸ２＝−２１．０、Ｙ２＝−３１．５の位置である。この計測初期位置に背面側刃物台１１が移動した状態を図１１に示す。また、この状態における背面側取付ブロック１２および背面側ドグ１５部分を拡大した図を図６に示す。各移動体の計測初期位置はドグ７および背面側ドグ１５と各検出装置との隙間が０．５ｍｍ程度となる位置が設定されている。なお、計測動作の期間、Ｚ１軸は、被加工物がガイドブッシュ３から突出しないように突っ切り時の位置で停止している。また、Ｚ２軸はＸ２検出装置１３およびＹ２検出装置１４が背面側ドグ１５と接触可能な位置で停止している。
【００４４】
計測初期位置への移動が完了したら、刃物台２はＸ１方向の計測移動動作を開始する。中央演算ユニット５０はＸ１＝−２３．０位置への移動を行うために所定のタイミング（例えば８ｍｓｅｃ）毎にＸ１軸移動制御回路２７に加工速度（Ｇ１指令速度）に応じた移動指令を送出する。Ｘ１＝−２３．０への移動の途中でドグ７がＸ１検出装置５に接触すると、Ｘ１検出装置５は検出信号を制御ユニット部２０に送出する。制御ユニット部２０は、検出信号を受信したら直ちにＸ１軸移動制御回路２７への移動指令を停止し、その時点での刃物台２のＸ１方向の位置を今回計測データ記憶領域５８に記憶する。その後、刃物台２を早送りでＸ＝−２１．０の位置、つまり計測初期位置に戻して計測移動動作を終了する。この刃物台２のＸ１方向の計測と同時に平行して、背面側刃物台１１もＸ２方向の計測のための計測移動動作を実行する。
【００４５】
計測初期位置に戻った刃物台２は引き続きＹ１方向の計測移動動作を開始する。中央演算ユニット５０はＹ１＝３２．５位置への移動を行うために所定のタイミング毎にＹ１軸移動制御回路３１に加工速度に応じた移動指令を送出する。Ｙ１＝３２．５への移動の途中でドグ７がＹ１検出装置６に接触すると、Ｙ１検出装置６は検出信号を制御ユニット部２０に送出する。制御ユニット部２０は、検出信号を受信したら直ちにＹ１軸移動制御回路３１への移動指令を停止し、その時点での刃物台２のＹ１方向の位置を今回計測データ記憶領域５８に記憶する。その後、刃物台２を早送りでＹ＝３１．５の位置、つまり計測初期位置に戻して計測移動動作を終了する。背面側刃物台１１も、Ｘ２方向の計測後に計測初期位置へ戻り次第、刃物台２と同様にＹ２方向の計測のための計測移動動作を実行する。
【００４６】
Ｙ１方向の計測移動動作が完了して刃物台２が計測初期位置へ移動したら、中央演算ユニット５０は刃物台２を退避位置であるＸ＝２４０．０、Ｙ１＝０．０へ移動させる。また、Ｙ２方向の計測移動動作が完了して計測初期位置へ移動した背面側刃物台１１も退避位置であるＸ２＝２９０．０、Ｙ２＝０．０へ移動させる。同時に、中央演算ユニット５０は、基準位置データ記憶部５４に記憶されている基準位置データと今回計測データ記憶領域５８に記憶した位置データとから移動軸毎の補正値を算出する。また、中央演算ユニット５０は、前回計測データ記憶領域５７に記憶されている位置データと今回計測データ記憶領域５８に記憶した位置データとから熱変位量の変化値を算出する。そして、算出した変化値と条件設定データ記憶領域５９に記憶された変位量変化範囲とを比較して、次回以降の移動軸毎の計測実行周期を決定して計測周期記憶領域６０に記憶する。
【００４７】
この実施形態では、一つでも計測条件を満たす移動軸が存在すれば全移動軸の計測移動動作を実行する。これを具体的に図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は、図７に示した使用者が設定した計測条件をそのまま実行した場合の実行タイミングの一例を表している。横軸は加工サイクル数であり、縦軸に丸印で示した加工サイクルにおいて各移動軸の計測移動動作を実行する。図７に示したように、計測周期のデータは熱変位量の変化値に応じて設定されている。この一例のＸ１軸では２加工サイクルまでは毎加工サイクル毎に計測移動動作を行い、３〜１７加工サイクルの間は３加工サイクル毎に１回計測移動動作を行い、１８加工サイクル以降は５加工サイクルに１回の計測移動動作を実行する。つまり、２加工サイクル時の計測移動動作において変化値が０．００４ｍｍより大きく０．００６ｍｍ以下の範囲になり、１７加工サイクル時の計測移動動作において変化値が０．００４ｍｍ以下になった例を示している。これに対し、本実施形態の動作を適用して計測移動動作の実行タイミングを統一することで、実際には図１２（ｂ）に示す実行タイミングで計測が行われる。図１２（ａ）の動作では待機位置から計測初期位置までの移動回数および計測初期位置から退避位置への移動回数は２２回であるのに対して図１２（ｂ）の動作では１０回である。また、図１２（ｂ）の動作では二つの移動体の計測動作を個別に実行することが無い。従って、一つの移動体に使用されている全ての移動軸の計測移動動作を一括して行うことで移動体の計測初期位置までの往復移動動作を共通化し、さらに同時に複数の移動体の計測動作を行うことで、計測時間を削減して加工効率を向上させることが出来る上に、加工精度も向上できるといった効果が見込める。
【００４８】
次に、図１３および図１４を参照して本発明の他の実施形態について詳細に説明する。計測動作以外は、先に記載した実施形態と同一であるため説明は省略する。先に記載した実施形態では、一つでも計測条件に達した移動軸が存在すれば計測条件に達していない移動軸も全て計測移動動作を実行していた。これに対し、この実施形態にでは、計測動作において、計測条件に達していない移動軸の計測実行周期から前回計測以降の加工サイクル数を減算し、減算した結果得られた値と計測条件に達した移動軸の計測実行周期とを比較し、減算した結果得られた値の方が小さい（短い）場合のみ計測条件に達していない移動軸の計測移動動作を実行する。
【００４９】
図９に示したタイミングチャートと同様に、図８のＳ３で計測動作を行う必要があると判断した場合、刃物台２および背面側刃物台１１は各待機位置から計測初期位置に早送りによる移動を行う（Ｓ２１）。刃物台２および背面側刃物台１１の計測初期位置は先の実施形態と同一である。
【００５０】
計測初期位置への移動が完了したら、Ｓ２２に進んで計測条件に達した移動体は計測のための計測移動動作を実行する。例えばＸ１軸が計測条件に達していれば、刃物台２はＸ１方向の計測移動動作を開始し、Ｘ１検出装置５が接触を検出したら刃物台２を計測初期位置に戻す。他に計測条件に達している移動軸があれば同様に計測移動動作を実行する。
【００５１】
計測条件に達した全ての移動体の計測移動動作が完了したら、Ｓ２３に進んで中央演算ユニット５０は、前回計測データ記憶領域５７に記憶されている位置データと今回計測データ記憶領域５８に記憶した位置データとから計測した移動軸における熱変位量の変化値を算出する。そして、算出した変化値と条件設定データ記憶領域５９に記憶された変位量変化範囲とを比較して、次回以降の移動軸毎の計測実行周期を決定して計測周期記憶領域６０に記憶する。
【００５２】
計測実行周期が決定したら、Ｓ２４に進んで計測条件に達していない各移動軸の前回計測動作以降の加工サイクル数データを計測後加工サイクル数記憶部５６から読み出す。そして、計測条件に達していない移動軸の計測実行周期からその移動軸の前回計測動作以降の加工サイクル数を減算する。次に、減算した結果得られた値つまり計測実行周期に達していない移動軸が次に計測実行周期に到達するまでの加工サイクル数とＳ２３において決定した次回以降の移動軸毎の計測実行周期の中から最も短い計測実行周期とを比較する。計測実行周期に達していない移動軸の中に次に計測実行周期に到達するまでの加工サイクル数の方が小さい移動軸がなければＳ２７に進み刃物台２および背面側刃物台１１を退避位置に移動して計測動作を終了する。
【００５３】
Ｓ２４において次に計測実行周期に到達するまでの加工サイクル数の方が小さい移動軸があればＳ２５に進んで、その移動軸の計測移動動作を実行する。そして、Ｓ２６に進んで計測実行周期を決定して計測周期記憶領域６０に記憶する。計測実行周期に到達するまでの加工サイクル数の方が小さい全ての移動軸について計測移動動作と計測実行周期の決定が完了したら、Ｓ２７に進んで刃物台２および背面側刃物台１１を退避位置へ早送りで移動する。同時に、中央演算ユニット５０は、基準位置データ記憶部５４に記憶されている基準位置データと今回計測データ記憶領域５８に記憶した位置データとから移動軸毎の補正値を算出する。なお、退避位置は先の実施形態と同一位置である。
【００５４】
この実施形態による具体な計測移動動作の実行タイミングを図１４を用いて説明する。図１４（ａ）は、図７に示した使用者が設定した計測条件をそのまま実行した場合の実行タイミングの一例を表している。横軸は加工サイクル数であり、縦軸に丸印で示した加工サイクルにおいて各移動軸の計測動作を実行する。これに対し、本実施形態の動作を適用することで、実際には図１４（ｂ）に示す実行タイミングで計測動作が行われる。
【００５５】
例えば、図１４（ａ）の２回目の加工サイクルでは、Ｘ１軸のみが計測条件に達している。この場合、先ずＸ１軸の計測移動動作が実行される（Ｓ２２）。そして、次回以降の計測実行周期として３が決定される（Ｓ２３）。次に残るＹ１軸、Ｘ２軸，Ｙ２軸の前回計測移動動作後の加工サイクル数データと計測実行周期が読み出される。そして、Ｙ１軸の計測実行周期の５からＹ１軸の前回計測移動動作後の加工サイクル数の１が減算され、Ｘ１軸の次回以降の計測実行周期の３と比較が行われる。Ｙ１軸では、減算された結果得られた値４の方が大きいのでＳ２４の判断でＮｏになる。同様に、Ｘ２軸では、Ｘ２軸の計測実行周期の３からＸ２軸の計測動作後加工サイクル数の１が減算され、Ｘ１軸の計測実行周期の３と比較が行われて、Ｓ２４の判断でＹｅｓとなる。Ｙ２軸も同様に５−１と３とが比較されてＳ２４の判断でＮｏとなる。その結果、Ｓ２５ではＸ２軸のみ計測移動動作が実行されてＳ２６でＸ２軸の計測実行周期が決定される。
【００５６】
図１４（ｂ）から明らかなように、この実施形態では、先の実施形態に加えて計測実行周期に達していない移動軸の計測移動動作の要否を、次に計測実行周期に到達するまでの間隔と計測実行周期に達した移動軸の次回の計測実行周期とを比較することで、より計測時間を削減して加工効率を向上させることが出来るといった効果が見込める。
【００５７】
上記の２つの実施形態では、一つでも計測条件を満たす移動軸が存在すれば全移動軸を対象に動作しているが、各移動軸に対応して計測移動動作や比較動作を実行する移動軸を定めて記憶手段に記憶しておき、計測動作の実行時には計測条件を満たした軸と対応する移動軸のみを対象として動作しても構わない。
【００５８】
また、上記の２つの実施形態では、２つの移動体の例で説明したが、移動体の数は２つに限らず１つでも構わない。また、３つ以上の移動体があっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を適用した工作機械の平面図である。
【図２】本発明を適用した工作機械の電気的な構成を表すブロック図である。
【図３】本発明を適用した工作機械のガイドブッシュと刃物台とを示した概略断面図である。
【図４】本発明を適用した工作機械の検出装置とドグとを抜き出した概略断面図である。
【図５】本発明を適用した工作機械のガイドブッシュ側から背面主軸側を見た概略断面図である。
【図６】本発明を適用した工作機械の背面側の検出装置と背面側ドグとを抜き出した概略断面図である。
【図７】本発明を適用した工作機械の計測条件データの説明図である。
【図８】本発明を適用した工作機械の動作例を示すフローチャートである。
【図９】本発明を適用した工作機械の計測動作の詳細を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明を適用した工作機械の刃物台が計測初期位置に移動した状態を示す概略断面図である。
【図１１】本発明を適用した工作機械の背面側刃物台が計測初期位置に移動した状態を示す概略断面図である。
【図１２】本発明を適用した工作機械の計測動作の実行タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の他の実施形態を適用した工作機械の計測動作の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の他の実施形態を適用した工作機械の計測動作の実行タイミング示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１    主軸
２    刃物台
３    ガイドブッシュ
５    Ｘ１検出装置
６    Ｙ１検出装置
１０  背面主軸
１１  背面側刃物台
１３  Ｘ２検出装置
１４  Ｙ２検出装置
２０  制御ユニット部
５０  中央演算ユニット
５２  計測プログラム記憶部
５３  計測条件データ記憶部
５４  基準位置データ記憶部
５５  計測結果データ記憶部
５６  計測後加工サイクル数記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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