工作機械、制御装置、プログラム及び工作機械による加工方法
【課題】暖気運転の時間をなくすか短縮することができる工作機械、制御装置、プログラム及び工作機械による加工方法を提供する。
【解決手段】工作機械１は、ワークＷを把持する主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２が載置され、Ｘ軸方向に移動する第２Ｘ軸スライド部９１と、工具Ｔｒを保持する工具台１００と、Ｘ軸方向には移動しないドグと、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動である検出部と、制御部３００と、を備える。制御部３００は、検出部の検出に基づき検出時の第２Ｘ軸スライド部９１のＸ軸座標を取得し、第１の検出時のＸ座標と第１の検出時後の第２の検出時のＸ座標との差をＸ軸方向における熱変位量として算出し、熱変位量に応じて補正量を取得し、工具の目標位置に補正量を加味した位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる。
【解決手段】工作機械１は、ワークＷを把持する主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２が載置され、Ｘ軸方向に移動する第２Ｘ軸スライド部９１と、工具Ｔｒを保持する工具台１００と、Ｘ軸方向には移動しないドグと、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動である検出部と、制御部３００と、を備える。制御部３００は、検出部の検出に基づき検出時の第２Ｘ軸スライド部９１のＸ軸座標を取得し、第１の検出時のＸ座標と第１の検出時後の第２の検出時のＸ座標との差をＸ軸方向における熱変位量として算出し、熱変位量に応じて補正量を取得し、工具の目標位置に補正量を加味した位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、制御装置、プログラム及び工作機械による加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤等の工作機械では、切削熱、機械運転に伴う各部位の発熱等により、ベッドや他の各部位の熱膨張、熱変形による熱変位が生じると、加工精度の低下に繋がる。そこで、熱変位の影響を少なくするため、熱変位が一定値に収束し平衡状態（サチレート状態）になるまで暖気運転を行うことが一般的であった。
【０００３】
特許文献１では、基台および移動台のいずれか一方に、移動台の移動方向に沿う局部的な目盛り範囲のリニアスケールを設け、基台および移動台の他方に、リニアスケールを読み取るセンサを設けた工作機械の送り制御装置が開示されている。特許文献１では、このようなリニアスケールにより、熱膨張を計測して工具の切り込み量等の熱変位補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４８０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る技術においても、リニアスケール自体の温度特性が影響するため、暖気運転が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる工作機械、制御装置、プログラム及び工作機械による加工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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る工作機械は、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記ワークを加工する工具を保持する工具台と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、上記工作機械において、
前記工作機械の動作時間に基づいて累積加工時間を算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段が算出した累積加工時間が予め定められた所定期間に達したか否かを判別する判別手段と、をさらに備え、
前記判別手段によって前記累積加工時間が前記所定期間に達したと判別された場合、前記駆動制御手段は、前記補正量取得手段が前記所定期間に達する前に取得した補正量を前記目標位置に加味した位置に前記スライド部を移動させる、ようにしてもよい。
【０００９】
また、上記工作機械において、
前記補正量取得手段は、１より小さい値の係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、ようにしてもよい。
【００１０】
また、上記工作機械において、
前記工具台は、前記工具を複数保持し、
前記補正量取得手段は、複数の工具のうち少なくとも１つの工具の前記所定の軸上の位置を示す値と前記スライド部の前記所定の軸上の最大移動量との比であって１より小さい値の係数を算出し、算出した係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、ようにしてもよい。
【００１１】
また、上記工作機械において、
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、接触センサであり、
前記検出手段は、前記接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが接触したことを検出する、ようにしてもよい。
【００１２】
また、上記工作機械において、
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、非接触センサであり、
前記検出手段は、前記非接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが所定の距離だけ接近したことを検出する、ようにしてもよい。
【００１３】
また、上記工作機械において、
前記所定の軸方向は、前記ワークの径方向であり、前記スライド部を前記所定の軸と直交する軸方向に移動させる移動機構をさらに備える、ようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る制御装置は、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御する制御装置であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御するプログラムであって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する処理と、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する処理と、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する処理と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる処理と、
を実行させる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る工作機械による加工方法は、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械による加工方法であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出するステップと、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得するステップと、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得するステップと、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させるステップと、を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械を側面から見た様子の一例を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、第１加工機構をＺ方向から見た図である。（ｂ）は、第２加工機構をＺ方向から見た図である。
【図３】第２加工機構をＹ方向から見た図である。
【図４】（ａ）は、図２（ｂ）におけるＡ部の拡大図であり検出機構を説明するための図である。（ｂ）は、図１における検出機構付近の拡大図である。
【図５】制御部が実行する基準位置取得処理のフローチャートである。
【図６】制御部が実行する補正量取得処理のフローチャートである。
【図７】図３の要部拡大図であり、Ｘ軸における原点座標、各工具の座標等を説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、変形例１に係る工作機械の検出機構付近の拡大図である。（ａ）は、検出機構をＺ方向から見た図であり、（ｂ）は、検出機構をＸ方向から見た図であり、（ｃ）は、検出機構をＹ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．第１実施形態
以下、本発明の一実施形態に係る工作機械について、図面を参照して説明する。図１に示す工作機械１は、２つの主軸で円柱状の被加工物（ワーク）Ｗの前面及び背面を加工する多機能旋盤として構成されている。
なお、以下では、鉛直方向を「Ｙ軸方向」といい、ワークの中心線に沿った水平方向を「Ｚ軸方向」といい、Ｙ軸及びＺ軸方向に垂直な水平方向を「Ｘ軸方向」という。また、図１〜図４、図７の図中には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各々の方向を示す矢印を示した。以下では、これら矢印が示す各々の方向において、矢印の向く方向を＋側として説明する。
【００２０】
工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、第１加工機構１０と、第２加工機構６０と、制御部３００と、を備える。
【００２１】
第１加工機構１０は、ワークＷの前面（＋Ｚ軸方向に向く面）及び側面を加工する機構であり、ワーク保持部２０と、第１Ｚ軸スライド機構３０と、工具移動機構４０と、を備える。
【００２２】
ワーク保持部２０は、主軸２１と、主軸２１を回転可能に支持する主軸台２２と、を備える。
主軸台２２には、ワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。このワーク回転用モータは、主軸２１に備えられたチャック２１ａが把持するワークＷを回転させる。
【００２３】
第１Ｚ軸スライド機構３０は、ワーク保持部２０をＺ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳ上に取り付けられた軸受部３１と、軸受部３１に軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ３２と、ボールねじ３２を回転させる第１Ｚ軸モータ３３と、主軸台２２が載置される第１Ｚ軸スライド部３４と、を備える。
第１Ｚ軸スライド部３４は、そのＹ軸方向下方に、ボールねじ３２と嵌合するナット３５を有する。ナット３５は、ボールねじ３２が回転するとＺ軸方向に移動する。
第１Ｚ軸スライド機構３０は、第１Ｚ軸モータ３３でボールねじ３２を回転させることで、ナット３５ないしは第１Ｚ軸スライド部３４を移動させ、ワーク保持部２０をＺ軸方向に移動させる。したがって、第１加工機構１０では、ワークＷをチャック２１ａで保持して前記ワーク回転用モータによって回転させながら、ワークＷをＺ軸方向に移動させることができる。
【００２４】
工具移動機構４０は、ワークＷを加工するための工具Ｔｆ（図２（ａ）参照）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳに固定された固定台４１と、固定台４１に取付けられたＸ軸移動部４４と、Ｘ軸移動部４４に取付けられたＹ軸移動部５０と、を備える。
【００２５】
固定台４１は、Ｘ軸方向に伸びるレール部Ｒｘ１と、Ｚ軸方向に貫通する空洞部４１Ｈに取付けられた中空のフランジ４３ａと、フランジ４３ａの内面に取付けられたガイドブッシュ４３ｂと、を備える。ガイドブッシュ４３ｂは、ワークＷの保持や移動を補助するものであり、フランジ４３ａやガイドブッシュ４３ｂは、加工するワークＷに合わせて適宜変更することができる。
また、固定台４１は、Ｘ軸移動部４４を移動させるための第１Ｘ軸スライド機構（図示せず）を備える。この第１Ｘ軸スライド機構は、第１Ｘ軸モータ（図示せず）等を備え、例えば上述した第１Ｚ軸スライド機構３０と同様に構成される。
【００２６】
Ｘ軸移動部４４は、前記第１Ｘ軸スライド機構によってレール部Ｒｘ１上をＸ軸方向に移動する部分であり、第１Ｘ軸スライド部４５と、ガイド溝部Ｇｘ１、軸受部４６と、ボールねじ４７、及びＹ軸モータ４８と、を備える。
【００２７】
第１Ｘ軸スライド部４５は、略平板状の形態を有する。ボールねじ４７は、図１に示すように、この第１Ｘ軸スライド部４５の内部に収納されている。ガイド溝部Ｇｘ１は、Ｘ軸方向に延びるように、当該略平板状の一方の面に設けられている。ガイド溝部Ｇｘ１は、固定台４１のレール部Ｒｘ１と係合する。当該略平板状の他方の面には、Ｙ軸方向に延びるようにガイド溝部（図示せず）が設けられている。このガイド溝部は、Ｙ軸移動部５０が移動する際のガイドとして機能する。第１Ｘ軸スライド部４５には、主軸２１に把持されたワークＷが貫通しうる中空部４５Ｈが形成されている。軸受部４６は、ボールねじ４７を回転可能に軸支し、このように軸支されたボールねじ４７は、Ｙ軸方向に延びるように配置され、Ｙ軸モータ４８によって回転される。
【００２８】
Ｙ軸移動部５０は、前記ガイド溝部（図示せず）に沿ってＹ軸方向に移動する部分であり、Ｙ軸スライド部５１と、Ｙ軸スライド部５１に設けられた工具保持部５２及びナット５３と、を備える。
なお、Ｙ軸移動部５０は、Ｘ軸移動部４４に取付けられているため、前記第１Ｘ軸スライド機構によってＸ軸移動部４４がＸ軸方向に移動するとＹ軸移動部５０もＸ軸方向に移動する。
【００２９】
Ｙ軸スライド部５１は、略平板状の形態を有する。当該略平板状の主面（Ｙ軸と平行な面）には、主軸２１に把持されたワークＷが貫通しうる中空部５１Ｈが形成されている。
工具保持部５２は、Ｙ軸スライド部５１の主面上に取り付けられる。工具保持部５２は、図２（ａ）に示すように、中空部５１Ｈの左右の端に沿うようにして配設される。この工具保持部５２は、複数のバイト、ドリル等から構成される工具Ｔｆを固定的に保持する。工具Ｔｆは、例えば、図２（ａ）に示すように、Ｘ軸方向且つ中空部５１Ｈの中央部に向く９本のバイトと、−Ｚ軸方向に向く４本のドリル（図２（ａ）で点線で示した）と、から構成されている。工具Ｔｆを構成するバイトは、ワークＷを切断する切断用バイトを含む。また、工具Ｔｆを構成するドリルによって、ワークＷの正面を加工することができる。
Ｙ軸スライド部５１の工具保持部５２が設けられた面の裏面には、Ｙ軸方向に沿って延びるレール部（図示せず）が取り付けられている。このレール部は、前記した第１Ｘ軸スライド部４５に設けられた前記ガイド溝部（図示せず）と係合する。
第１加工機構１０は、Ｙ軸モータ４８でボールねじ４７を回転させ、これにより、ボールねじ４７と嵌合するナット５３を移動させることで、Ｙ軸移動部５０を、Ｙ軸方向に移動させる。
【００３０】
上記構成により、工具移動機構４０のＸ軸移動部４４はＸ軸方向に、Ｙ軸移動部５０はＹ軸方向に移動可能となっている。それに伴い、工具ＴｆもＸ軸及びＹ軸方向に移動可能となっている。
【００３１】
第２加工機構６０は、ワークＷの背面（−Ｚ軸方向に向く面）及び側面を加工する機構であり、ワーク保持部７０と、第２Ｚ軸スライド機構８０と、第２Ｘ軸スライド機構９０と、工具台１００と、検出機構２００と、を備える。
【００３２】
ワーク保持部７０は、主軸７１と、主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２と、を備える。
主軸台７２には、ワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。このワーク回転用モータは、主軸７１に備えられたチャック７１ａが把持するワークＷを回転させる。主軸第７２は、第２Ｘ軸スライド機構９０の後述する第２Ｘ軸スライド部９１上に設置されている。
【００３３】
第２Ｚ軸スライド機構８０は、ワーク保持部７０をＺ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳ上に取り付けられた軸受部８１と、軸受部８１に軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ８２と、ボールねじ８２を回転させる第２Ｚ軸モータ８３と、第２Ｘ軸スライド機構９０が載置される第２Ｚ軸スライド部８４と、図２（ｂ）に示すようにベッドＳ上に固定された基台Ｓ２の上に取り付けられたレール部Ｒｚ２と、を備える。
第２Ｚ軸スライド部８４は、そのＹ軸方向下方に、ボールねじ８２と嵌合するナット８５及びＺ軸方向に延びるガイド溝部Ｇｚ２（図２（ｂ）参照）を有する。ナット８５は、ボールねじ８２が回転するとＺ軸方向に移動する。ガイド溝部Ｇｚ２は、図示するように前記レール部Ｒｚ２と係合する。
第２Ｚ軸スライド機構８０は、第２Ｚ軸モータ８３でボールねじ８２を回転させることで、ナット８５ないしは第２Ｚ軸スライド部８４を移動させる。これにより、ワーク保持部７０は、Ｚ軸方向に延びたレール部Ｒｚ２上を移動することができる。
【００３４】
第２Ｘ軸スライド機構９０は、ワーク保持部７０をＸ軸方向に移動させるための機構であり、図２（ｂ）等に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１と、第２Ｚ軸スライド部８４上に設けられた軸受部９２と、軸受部９２に軸支されてＸ軸方向に伸びるボールねじ９３と、ボールねじ９３を回転させる第２Ｘ軸モータ９４と、を備える。
第２Ｘ軸スライド部９１上には、主軸台７２が設置されている。第２Ｘ軸スライド部９１は、そのＹ軸方向下方に、ボールねじ９３と嵌合するナット９５（図３参照）及びＸ軸方向に延びるガイド溝部Ｇｘ２（図１、図３参照）を有する。ナット９５は、ボールねじ９３が回転するとＸ軸方向に移動する。ガイド溝部Ｇｘ２は、図１に示すように前記レール部Ｒｘ２と係合する。ボールねじ９３は、第２Ｘ軸モータ９４によって回転可能に支持されており、第２Ｘ軸モータ９４側（＋Ｘ軸側）の端は固定端、その他端は自由端となっている。このため、第２Ｘ軸モータ９４等の発熱により熱変位が生じると、ボールねじ９３は、−Ｘ軸方向に伸びる。
第２Ｘ軸スライド機構９０は、第２Ｘ軸モータ９４でボールねじ９３を回転させることで、ナット９５ないしは第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる。これにより、ワーク保持部７０は、Ｘ軸方向に延びたレール部Ｒｘ２上を移動することができる。なお、第２Ｘ軸スライド機構９０は、第２Ｚ軸スライド機構８０上に配置されているため、第２Ｚ軸スライド機構８０によって第２Ｚ軸スライド部８４がＺ軸方向に移動することで第２Ｘ軸スライド部９１もＺ軸方向に移動する。
【００３５】
上記構成により、ワーク保持部７０に保持されたワークＷは、Ｘ軸及びＺ軸方向に移動可能となっている。
【００３６】
工具台１００は、先端が＋Ｚ軸方向に向くように取り付けられたドリル、タップ、ターニングバイト、ボーリングバイト等の工具Ｔｒを保持する。本実施形態では、工具Ｔｒは、複数あり、例えば、図３に示すように、４つの工具ＴｒがＸ軸方向に所定の間隔を空けて設けられることで、櫛歯状になっている。
工具台１００は、図示しないが、ベッドＳ等に固定的に支持されることで、ベッドＳに対して不動となるように設けられている。工具台１００は、保持する工具Ｔｒの先端（例えば、軸中心）が、第２加工機構６０のワーク保持部７０が保持するワークＷの軸中心に位置するような高さに配置されている。
【００３７】
検出機構２００は、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、検出部２１０及びドグ２２０から構成される。
【００３８】
検出部２１０は、タッチスイッチ（接触センサの一例）から構成され、対象物（本実施形態ではドグ２２０）に接触すると接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。検出部２１０は、第２Ｘ軸スライド部９１の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、検出部２１０は、図３に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された平板状の取付板９１Ａ上に取り付けられている。検出部２１０は、例えば、図４（ａ）に示すように、ボルトＢ１により取付板９１Ａに固着される。
このように取り付けられた検出部２１０は、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動である。したがって、検出部２１０は、第２Ｘ軸スライド部９１の移動に伴ってＸ軸方向に移動する。
【００３９】
ドグ２２０は、第２Ｚ軸スライド部８４の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、ドグ２２０は、図４（ｂ）に示すように、第２Ｚ軸スライド部８４の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された立方体状のスペーサ８４Ａ上に取り付けられている。ドグ２２０は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ボルトＢ２によりスペーサ８４Ａに固着される。
このように、ドグ２２０は、第２Ｚ軸スライド部８４に取り付けられているため、Ｘ軸方向には移動しない。
【００４０】
ドグ２２０は、例えば、平板状の金属板であり、その主面がＸ方向に向くようにして配置され、検出部２１０とＸ軸方向で対向する位置に配設されている。検出部２１０とドグ２２０とは、検出部２１０が第２Ｘ軸スライド部９１の移動により−Ｘ軸方向に移動していき、熱変位していない場合において第２Ｘ軸スライド部９１が最も−Ｘ軸方向に移動したときに（つまり、ボールねじ９３の最大長さのときに）検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０の主面に丁度接触するように配置されている。検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に接触すると、検出部２１０は、ドグ２２０に接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。
以上のように構成される本実施形態に係る検出機構２００は、第２加工機構６０におけるＸ軸方向の熱変位（主に、Ｘ軸方向に延びるボールねじ９３に起因する熱変位）を測定するために設けられている。
【００４１】
制御部３００は、工作機械１の各部の動作を制御するものであり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる処理の手順を定義したプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ユーザによる適当な数値入力等を受けて実行されるプログラム及び必要な情報を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）、計時を行うタイマ装置等を備える。制御部３００のＲＯＭ内には、後述する「基準位置取得処理」及び「補正量取得処理」を実行するためのプログラムＰＧ（図１参照）が予め記憶されており、ＣＰＵは、これらプログラムを読み出し、実行する。なお、制御部３００は、ＣＰＵと他の専用回路とが協働して工作機械１の各部の動作を制御するものであってもよい。
【００４２】
制御部３００は、数値制御（ＮＣ（Numerical Control））によって、ワーク保持部２０をＺ軸方向に、工具保持部５２をＸ軸及びＹ軸方向に移動させ、ワークＷと工具Ｔｆとの相対的な位置関係を適切に設定する。具体的には、第１加工機構１０のワーク回転用モータ、第１Ｚ軸モータ３３、第１Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ４８を駆動制御することによって、上記関係を実現する。また、制御部３００は、数値制御によって、ワーク保持部７０をＸ軸及びＺ軸方向に移動させ、ワークＷと工具Ｔｒとの相対的な位置関係を適切に設定する。具体的には、第２加工機構６０のワーク回転用モータ、第２Ｚ軸モータ８３、第２Ｘ軸モータ９４を駆動制御することによって、上記関係を実現する。
【００４３】
次に、上記構成の工作機械１によるワークＷの加工について説明する。本実施形態に係る工作機械１においては、まず第１加工機構１０においてワークＷの一次加工を行い、次に、第２加工機構６０において一次加工が施されたワークＷをさらに加工する（二次加工を行う）。この加工は、制御部３００の制御の下、行われる。
【００４４】
（ワークの加工について）
（１）一次加工
制御部３００は、Ｙ軸モータ４８を駆動し、所望の工具ＴｆがワークＷと同じ高さに位置するようにＹ軸移動部５０を移動させる。次に、制御部３００は、前記ワーク回転用モータと第１Ｚ軸モータ３３を駆動し、ワークＷを回転させながらＺ軸方向に移動させ、また、これと同時又は時間差で前記第１Ｘ軸モータを駆動し、前記第１Ｘ軸スライド機構によりＸ軸移動部４４をワークＷに向けて移動させる。
このようにして、バイト、ドリル等の工具ＴｆをワークＷの前面又は側面に当接させ、第１加工機構１０は、ワークＷを一次加工する。
【００４５】
（２）二次加工
一次加工を終えると、制御部３００は、第２Ｚ軸モータ８３及び第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、ワーク保持部７０を移動させて、一次加工されたワークＷを、チャック７１ａに把持させる。続いて、制御部３００は、前記ワーク回転用モータと第１Ｘ軸モータ（図示せず）を駆動し、第１Ｘ軸スライド部４５をワークＷに向けて移動させ、工具Ｔｆの切断用バイトにより、ワークＷを所望の位置で切断する。なお、図１では、このようにワークＷが切断された後の状態を示している。続いて、制御部３００は、工具台１００の複数の工具Ｔｒのうち、所定の工具Ｔｒを割り出し、主軸７１を回転させながら、第２Ｚ軸スライド機構８０及び第２Ｘ軸スライド機構９０により、把持したワークＷの背面又は側面に選択した工具Ｔｒに当接させ、さらにワークＷを加工する。
このようにして、第２加工機構６０は、ワークＷを二次加工する。
【００４６】
以上のようにワークＷを加工する本実施形態に係る工作機械１は、二次加工において上記所定の工具Ｔｒの位置を割り出す際、測定したＸ軸方向の熱変位から算出した「補正量」を加味した位置に割り出す。そして、補正量を加味した位置を目標として、主軸７１で把持したワークＷを移動させる。
【００４７】
ここで、補正量を求める理由を説明する。
工作機械１を起動し、運転させると、機械の温度の上昇に起因して、工作機械１を構成する各部に熱変位が発生する。高度の加工精度が求められる場合、このような熱変位を加味して加工する必要がある。本実施形態では、第２加工機構６０において、工具ＴｒでワークＷを二次加工しており、この二次加工では、ボーリングバイトでワークＷに開口部を形成したり、ターニングバイトでワークＷの外周を加工したりするため、内径や外径の加工精度を高くする必要がある。特に、第２Ｘ軸モータ９４の発熱等により、ボールねじ９３がＸ軸方向に伸びる（熱変位する）と、ワークＷの径方向に熱変位による誤差が生じてしまうため、高い加工精度を維持できなくなってしまう。
そこで、本実施形態に係る工作機械１では、制御部３００が、予め測定した第２Ｘ軸スライド部９１の位置（基準位置）と１つのワークＷを加工する直前に測定した第２Ｘ軸スライド部９１の位置との差から熱変位量を求め、この熱変位量に基づいて補正量を算出する。そして、工具Ｔｒを選択し、主軸７１が把持したワークＷを選択した工具Ｔｒの位置に移動させる際、制御部３００は、主軸７１の位置を、算出した補正量を加味した位置に移動させる。
【００４８】
なお、熱変位が平衡状態になるまでにおける、ボールねじの熱変位量ΔＬは、理論的には、次の（数１）式より求められる。
【数１】
【００４９】
ここからは、補正量を算出するための処理について説明する。制御部３００は、以下に説明するように、まず、補正量を求めるための基準となる基準位置を取得する「基準位置取得処理」を実行し、次に、求めた基準位置に基づいて補正量を取得する「補正量取得処理」を実行する。工作機械１（本実施形態においては第２加工機構６０）は、この補正量を加味した位置において工具ＴｒでワークＷを加工する。
【００５０】
（基準位置取得処理）
図５のフローチャートを参照して、制御部３００が実行する基準位置取得処理を説明する。この処理は、例えば、工作機械１の電源を投入したことを条件に開始される。
【００５１】
基準位置取得処理を開始すると、制御部３００は、まず、第２Ｚ軸スライド部８４及び第２Ｘ軸スライド部９１を検出待機位置に移動させる（ステップＳ１１）。
具体的には、制御部３００は、ｉ）まず、第２Ｚ軸モータ８３を駆動し、第２Ｚ軸スライド部８４を、工具Ｔｒに当たらないように、主軸７１先端が工具台１００の工具Ｔｒ先端よりも＋Ｚ方向に所定距離隔てた位置に位置するように移動させ、ｉｉ）次に、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を、検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に近接する検出待機位置まで移動させる。
【００５２】
ここで、図７に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１が最も−Ｘ軸方向に移動した際の主軸７１の軸中心の座標をＸ＝０（原点）とする。また、第２Ｘ軸スライド部９１が最も＋Ｘ軸方向に移動した際に主軸７１の軸中心と工具Ｔｒのうち最も＋Ｘ方向側に位置する工具Ｔｒ４の軸中心とが一致するとし、工具Ｔｒ４の軸中心の座標をＸ＝Ｘｍとする。この場合、予め設定された第２Ｘ軸スライド部９１のＸ軸方向の最大移動量はＸｍとなる。
なお、座標Ｘ＝０、Ｘ＝Ｘｍは、工作機械１が熱変位していない場合における座標として予め設定されている。また、図７に示すように、工具Ｔｒ４よりも−Ｘ軸方向に位置する工具Ｔｒ３、Ｔｒ２、Ｔｒ１各々の軸中心の座標Ｘ３、Ｘ２、Ｘ１も同様に予め設定されている。
【００５３】
この場合、検出待機位置は、例えば、Ｘｍ＝＋２００である場合に、検出部２１０の先端の座標がＸ＝＋４．０となる位置である。つまり、ドグ２２０と検出部２１０先端の間の距離が、４．０ｍｍになる位置である。この位置は、例えば、先端部２１１とドグ２２０とが移動の反動によって誤って当接しない程度に両者の間に間隔を空けた位置であり、第２加工機構６０の機械寸法等を勘案して適宜定められる。
【００５４】
続いて、制御部３００は、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を−Ｘ方向に移動させることで、検出を開始する（ステップＳ１２）。これにより、検出部２１０は、徐々にドグ２２０に近づき、検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に接触すると、検出部２１０は、検出信号（ＯＮ信号）を制御部３００に供給する。制御部３００は、この検出信号を受信することで、検出部２１０がドグ２２０に接触したことを検出し、また、検出信号を受信した時点でのＸ座標（例えば、主軸７１の軸中心の位置）を取得する（ステップＳ１３）。制御部３００は、例えば、検出信号を受信した時点の第２Ｘ軸モータ９４の回転数（回転数＝回転角度／３６０）にボールねじ９３のリード（ボールねじ９３の１回転あたりにナット９５がＸ軸方向に進む距離）を掛けることにより、検出信号を受信した時点のＸ座標を取得する。制御部３００は、取得したＸ座標を基準位置として記憶する。この基準位置は、後述の補正量取得処理において、補正量を算出する際に用いられる。
ステップＳ１３の処理を実行すると基準位置取得処理は終了する。
【００５５】
次に、取得した基準位置に基づいて補正量を取得する補正量取得処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５６】
（補正量取得処理）
制御部３００は、例えば、ワークの加工開始の指示を示す信号を受け付けたことを条件に、補正量取得処理を開始する。
【００５７】
制御部３００は、補正量取得処理を実行すると、まず、累積加工時間がサチレート時間に達しているか否かを判別する（ステップＳ２０）。
ここで、累積加工時間とは、ワークＷの実際の加工時間にみなせる時間をいい、例えば、工作機械１の電源を投入してから電源を切るまでの時間から工作機械１のアイドリング状態の時間を減算したものである。このようにアイドリング状態の時間を減算する理由は、アイドリング状態では、機械に帯びた熱が発散するためである。また、同様に機械から熱が発散することを考慮して、一時的に工作機械１の電源を切った時間が予め定めた時間（例えば、３０分）未満である場合には、累積加工時間をリセットせずに、工作機械１の電源を投入してから電源を切るまでの時間から、このような一時的に電源を切った時間を減算したものを累積加工時間としてもよい。また、サチレート時間とは、機械の熱変位がほぼ収束し、平衡状態に達するまでの時間をいう。
具体的には、制御部３００は、図示しないタイマにより、上記累積加工時間を算出しており、現在の累積加工時間が、予め設定したサチレート時間（例えば、２時間程度）に達したか否かを判別する。
【００５８】
サチレート時間に達していないと判別した場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、制御部３００は、前述のステップＳ１１と同様に、第２Ｚ軸スライド部８４及び第２Ｘ軸スライド部９１を検出待機位置に移動させる（ステップＳ２１）。以降、制御部３００は、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理を実行するが、これらの処理は、前述のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様である。
【００５９】
ステップＳ２３で、制御部３００は、検出部２１０からの検出信号を受信した時点におけるＸ座標（例えば、主軸７１の軸中心の位置）を取得し、取得したＸ座標を記憶すると、続いて、補正量を取得する（ステップＳ２４）。
具体的には、制御部３００は、ここで取得したＸ座標からステップＳ１３で取得した基準位置としてのＸ座標を減算した値を算出する。この値は、基準位置を取得した時点に対する現時点のＸ軸方向の熱変位量を示す。ここで算出された値をａとすると、ａが正の値であれば、熱変位によって、ボールねじ９３が概ねａだけ−Ｘ軸方向に伸びていることが推定される。逆に、ａが負の値であれば、熱変位によって、ボールねじ９３が概ねａだけ＋Ｘ軸方向に縮んでいることが推定される。第１実施形態では、このように算出された熱変位量をそのまま補正量として取得し、記憶する。
【００６０】
続いて、制御部３００は、第２Ｘ軸スライド部９１を加工待機位置に移動させる（ステップＳ２５）。具体的には、制御部３００は、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を、検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に近接する位置まで移動させる。この位置は、例えば、ステップＳ１１及びＳ２１と同様の位置である。
【００６１】
ステップＳ２５の処理を終えるか、又はステップＳ２０においてサチレート時間に達していると判別した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、制御部３００は、ワークＷの加工を開始する（ステップＳ２６）。
ここで、サチレート時間に達している場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）に、補正量を取得せずに、ワークを加工開始する理由は、サチレート時間に達していれば、機械の熱変位は平衡状態にある（つまり、安定している）ためである。
【００６２】
制御部３００は、１つのワークＷの加工を終えると、処理をステップＳ２０に戻す。制御部３００は、加工終了の指示を示す信号を受信するまで、上記処理を繰り返し実行する。
このため、サチレート時間に達した（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）後の補正量は、前回処理（サチレート時間に達する直前のステップＳ２４）における補正量となる。つまり、サチレート時間に達した後の補正量は、サチレート時間に達する直前のステップＳ２４で取得したＸ座標からステップＳ１３で取得した基準位置としてのＸ座標を減算した値となる。
【００６３】
ステップＳ２６におけるワークＷの加工は、前述の（ワークの加工について）で説明した手順（１）、（２）のように行われる。そして、複数の工具Ｔｒのうち、ある工具を選択し、選択した工具の位置（工具の軸中心）に主軸７１（主軸７１の軸中心）を位置させる際には、ステップＳ２４で取得し、記憶している補正量を加味した位置に移動させる。
具体的には、例えば、図示するように、工具Ｔｒのうち最も−Ｘ方向側に位置する工具Ｔｒ１でワークＷを加工する場合、算出された補正量がａであるとすると、熱変位によって、ボールねじ９３が概ねａだけ−Ｘ軸方向に伸びていることが推察される。このため、制御部３００は、予め設定された工具Ｔｒ１の加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１）に、Ｘ軸方向の補正量ａを加味した、補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１＋ａ）の位置に、主軸７１の軸中心が位置するように第２Ｘ軸スライド部９１を移動させて、工作機械１（本実施形態では、第２加工機構６０）にワークＷを加工させる。
【００６４】
第１実施形態に係る工作機械１（第２加工機構６０）は、ワークＷを把持する主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２が載置され、Ｘ軸方向（所定の軸方向の一例）に移動する第２Ｘ軸スライド部９１と、ワークＷを加工する工具Ｔｒを保持する工具台１００と、Ｘ軸方向には移動しないドグ２２０（第１の部分の一例）と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動する検出部２１０（第２の部分の一例）と、制御部３００と、を備え、制御部３００は、ドグ２２０と検出部２１０とが接触したことを検出する機能と、検出したことに基づいて検出時の第２Ｘ軸スライド部９１のＸ座標（所定の軸上の位置を示す値の一例）を取得する機能と、第１の検出時に取得したＸ座標値と第１の検出時後の第２の検出時に取得したＸ座標値との差をＸ軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する機能と、工具Ｔｒの位置を示す予め定められた加工目標座標（目標位置の一例）に取得した補正量を加味した補正加工目標座標が示す位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる機能と、を備える。
このような工作機械１、制御部３００（制御装置の一例）、及び工作機械１による加工方法によれば、第１検出時と第２検出時との相対的な熱変位量に応じて補正量を取得しているため、室温、機械温度によらず、正確な熱変位補正が可能であり、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる。また、暖気運転の時間をとられずに済むため省エネにもなる。また、検出部２１０を第２Ｘ軸スライド部９１に取り付け、ドグ２２０をＸ軸方向には移動しない位置に取り付けるだけでよいため、構成が簡単である。
【００６５】
また、制御部３００は、工作機械１の動作時間に基づいて累積加工時間を算出する機能と、算出した累積加工時間が予め定められたサチレート時間（所定期間の一例）に達したか否かを判別する機能と、をさらに備え、累積加工時間がサチレート時間に達したと判別された場合、サチレート時間に達する直前に取得した補正量を加工目標座標に加味した補正加工目標座標が示す位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる。
このようにすれば、サチレート時間の経過後は、検出機構２００による検出時間が不要になるため、加工時間を短縮することができる。
【００６６】
また、Ｘ軸方向は、ワークＷの径方向であり、工作機械１は、第２Ｘ軸スライド部９１をＸ軸と直交するＺ軸方向に移動させる第２Ｚ軸スライド機構８０をさらに備える。
このような工作機械１によれば、Ｘ軸及びＺ軸にワークＷを移動させることができ、ボーリングバイト、ターニングバイト等の工具ＴｒでワークＷに開口部を形成したり、ワークＷの外周を加工したりすることができる。そして、内径や外径の加工精度が求められる場合であっても、ワークＷの径方向であるＸ軸方向における熱変位を補正することができるため、高い加工精度を実現できる。
【００６７】
２．第２実施形態
第１実施形態では、ステップＳ２４で、算出した熱変位量をそのまま補正量としたが、第２実施形態では、算出した熱変位量に所定の係数を掛けたものを補正量として取得する例を示す。
ここで、上記（数１）式を参照すると、熱変位量は、サチレートするまで（平衡状態になるまで）は、ボールねじの長さＬに比例することがわかる。すると、第１実施形態で求めた熱変位量は、ボールねじ９３による−Ｘ軸方向の最大の変位において求めた値であるため、ボールねじ９３による最大変位箇所には位置しない複数の工具Ｔｒ各々の位置に補正量としてこの熱変位量をそのまま加味しただけでは、必ずしも正確な位置に熱変位補正をすることができない。
そこで、第２実施形態では、制御部３００は、補正量取得処理のステップＳ２４において、算出した熱変位量に係数Ｃ（０＜Ｃ＜１）を掛けた値を補正量として算出し、取得する。ここで、図７に示すように、工具Ｔｒ１とＴｒ４との間隔をＬ１（つまり、Ｌ１＝Ｘｍ−Ｘ１）、工具Ｔｒ２とＴｒ４との間隔をＬ２（つまり、Ｌ２＝Ｘｍ−Ｘ２）、工具Ｔｒ３とＴｒ４との間隔をＬ３（つまり、Ｌ３＝Ｘｍ−Ｘ３）とする。この場合、例えば、係数Ｃは、Ｃ＝（Ｌ１／２）／Ｘｍの関係式から求められる値に設定すれば、ボールねじ９３による最大移動長さにおける工具台１００の位置を概ね反映したものになる。仮に、Ｘｍ＝２００、Ｌ１＝８４である場合は、係数Ｃは、上記関係式から０．２１と求められる。
第２実施形態では、このように定めた係数Ｃを熱変位量に掛けて求められる値（例えば熱変位量がａである場合、Ｃ・ａで求められる値）を加味した位置に工具Ｔｒの位置を補正する。具体的には、例えば、工具Ｔｒ１でワークＷを加工する場合、算出された熱変位量がａであるとすると、制御部３００は、予め設定された工具Ｔｒ１の加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１）に補正量を加味した補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１＋Ｃ・ａ）の位置に、主軸７１の軸中心が位置するように第２Ｘ軸スライド部９１を移動させて、工作機械１（本実施形態では、第２加工機構６０）にワークＷを加工させる。
【００６８】
第２実施形態では、制御部３００が、補正量取得処理のステップＳ２４において、１より小さい値の係数Ｃを熱変位量に掛けたものを補正量として算出する。
これにより、ボールねじ９３の最大長さに対する工具台１００の位置を考慮した正確な熱変位補正が実現できるため、ワークＷの加工精度を高めることができる。
【００６９】
３．第３実施形態
第３実施形態では、複数の工具Ｔｒの各位置を示す量とボールねじ９３によるＸ軸方向での最大変位の位置を示す量（Ｘｍ）との比を係数として複数求め、これら係数の各々を熱変位量に掛けた補正量を、複数取得する。これにより、さらに精度の良い熱変位補正を実現する。
以下、加工目標としての工具Ｔｒの各々についての係数をどのように求めるかを説明する。
【００７０】
（１）工具Ｔｒ１を選択する際の係数
工具Ｔｒ１の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、Ｌ１と表せる。したがって、工具Ｔｒ１を選択する際の係数をＣ１とすると、係数Ｃ１は、Ｃ１＝Ｌ１／Ｘｍにより求められる。例えば、Ｘｍ＝２００、Ｌ１＝８４である場合、係数Ｃ１は、Ｃ１＝８４／２００より、０．４２と算出できる。
（２）工具Ｔｒ２を選択する際の係数
工具Ｔｒ２の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、Ｌ２と表せる。したがって、工具Ｔｒ２を選択する際の係数をＣ２とすると、係数Ｃ２は、Ｃ２＝Ｌ２／Ｘｍにより求められる。例えば、Ｘｍ＝２００、Ｌ２＝５６である場合、係数Ｃ２は、Ｃ２＝５６／２００より、０．２８と算出できる。
（３）工具Ｔｒ３を選択する際の係数
工具Ｔｒ３の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、Ｌ３と表せる。したがって、工具Ｔｒ３を選択する際の係数をＣ３とすると、係数Ｃ３は、Ｃ３＝Ｌ３／Ｘｍにより求められる。例えば、Ｘｍ＝２００、Ｌ３＝２８である場合、係数Ｃ３は、Ｃ３＝２８／２００より、０．１４と算出できる。
（４）工具Ｔｒ４を選択する際の係数
工具Ｔｒ４の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、０（ゼロ）となる。したがって、工具Ｔｒ４を選択する際の係数をＣ４とすると、係数Ｃ４は、Ｃ４＝０／Ｘｍより、０と算出できる。
【００７１】
第３実施形態では、このように定めた係数Ｃ１〜Ｃ４を熱変位量に掛けて求められる値を加味した位置に工具Ｔｒの位置を補正する。
具体的には、算出された熱変位量がａであるとすると、制御部３００は、工具Ｔｒ１でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１＋Ｃ１・ａ）の位置に、工具Ｔｒ２でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ２＋Ｃ２・ａ）の位置に、工具Ｔｒ３でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ３＋Ｃ３・ａ）の位置に、工具Ｔｒ４でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘｍ＋Ｃ４・ａ）の位置に、主軸７１の軸中心が位置するように第２Ｘ軸スライド部９１を移動させて、工作機械１（本実施形態では、第２加工機構６０）にワークＷを加工させる。
なお、この場合、全ての工具Ｔｒ１〜Ｔｒ４について、係数を求め、補正加工目標座標を算出する必要はなく、例えば、工具Ｔｒの割り出す際に、工具Ｔｒ１〜Ｔｒ４の各々の工具について「補正行う／行わない」といった所定のコードで制御部３００に指令することにより、任意の工具についてのみ補正量を求め、補正加工目標座標を算出するようにしてもよい。
【００７２】
上記のように、工具台１００は、工具Ｔｒを複数保持し、第３実施形態では、制御部３００は、複数の工具（Ｔｒ１〜Ｔｒ４）のうち少なくとも１つの工具のＸ軸上の位置を示す量（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、０）と第２Ｘ軸スライド部９１のＸ軸方向における最大移動量（Ｘｍ）との比であって１より小さい値の係数（Ｃ１〜Ｃ４）を算出し、算出した係数を熱変位量に掛けたものを補正量として算出する。
これにより、ボールねじ９３の最大長さに対する工具Ｔｒの各々の位置を考慮した正確な熱変位補正が実現できるため、ワークＷの加工精度をより高めることができる。
【００７３】
４．変形例
（変形例１）
以上の実施形態では、検出機構２００が、Ｘ軸方向には移動しないドグ２２０と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動する検出部２１０と、から構成される例を示したが、検出部とドグの関係は逆であってもよい。ここからは、工作機械１のうち以上の実施形態とは検出機構の構成が異なる変形例１を説明する。
【００７４】
変形例１に係る検出機構２００’は、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出部２１０’及びドグ２２０’から構成される。
【００７５】
検出部２１０’は、タッチスイッチから構成され、対象物（ドグ２２０’）に接触すると接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。
検出部２１０’は、第２Ｚ軸スライド部８４の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、検出部２１０’は、図８（ｂ）に示すように、第２Ｚ軸スライド部８４の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された立方体状のスペーサ８４Ａ上に取り付けられている。検出部２１０’は、例えば、ボルトＢ１’（図８（ａ）参照）によりスペーサ８４Ａ（図８（ｂ）参照）に固着される。
このように、検出部２１０’は、第２Ｚ軸スライド部８４に取り付けられているため、Ｘ軸方向には移動しない。
【００７６】
ドグ２２０’は、第２Ｘ軸スライド部９１の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、ドグ２２０’は、図８（ｃ）に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された平板状の取付板９１Ａ上に取り付けられている。ドグ２２０’は、例えば、図８（ａ）に示すように、ボルトＢ２’により取付板９１Ａに固着される。
このように取り付けられたドグ２２０’は、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動である。したがって、ドグ２２０’は、第２Ｘ軸スライド部９１の移動に伴ってＸ軸方向に移動する。
【００７７】
ドグ２２０’は、例えば、平板状の金属板であり、その主面がＸ方向に向くようにして配置され、検出部２１０’とＸ軸方向で対向する位置に配設されている。検出部２１０’とドグ２２０’とは、ドグ２２０’が第２Ｘ軸スライド部９１の移動により−Ｘ軸方向に移動していき、熱変位していない場合において第２Ｘ軸スライド部９１が最も−Ｘ軸方向に移動したときに（つまり、ボールねじ９３の最大長さのときに）検出部２１０’の先端部２１１’がドグ２２０’の主面に丁度接触するように配置されている。検出部２１０’の先端部２１１’がドグ２２０に接触すると、検出部２１０’は、ドグ２２０’に接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。
【００７８】
工作機械１が備える検出機構として、以上のような検出機構２００’であってもよい。この場合、制御部３００は、ステップＳ１１及びステップＳ２１において、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を、ドグ２２０’の検出部２１０’に向く主面が検出部２１０’の先端部２１１’に近接する検出待機位置（例えば、Ｘｍ＝＋２００である場合に、ドグ２２０’の検出部２１０’に向く主面の座標がＸ＝＋４．０となる位置）まで移動させればよい。このようにすれば、上記と同様の基準位置取得処理及び補正量取得処理により補正量を取得し、取得した補正量を加味した、補正加工目標座標の位置においてワークＷを加工させることができる。
【００７９】
変形例１に係る工作機械１（第２加工機構６０）は、ワークＷを把持する主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２が載置され、Ｘ軸方向（所定の軸方向の一例）に移動する第２Ｘ軸スライド部９１と、ワークＷを加工する工具Ｔｒを保持する工具台１００と、Ｘ軸方向には移動しない検出部２１０’（第１の部分の一例）と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動するドグ２２０’（第２の部分の一例）と、制御部３００と、を備え、制御部３００は、検出部２１０’とドグ２２０’が接触したことを検出する機能と、検出したことに基づいて検出時の第２Ｘ軸スライド部９１のＸ座標（所定の軸上の位置を示す値の一例）を取得する機能と、第１の検出時に取得したＸ座標値と第１の検出時後の第２の検出時に取得したＸ座標値との差をＸ軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する機能と、工具Ｔｒの位置を示す予め定められた加工目標座標（目標位置の一例）に取得した補正量を加味した補正加工目標座標が示す位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる機能と、を備える。
このような変形例１によっても、第１検出時と第２検出時との相対的な熱変位量に応じて補正量を取得しているため、室温、機械温度によらず、正確な熱変位補正が可能であり、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる。また、ドグ２２０’を第２Ｘ軸スライド部９１に取り付け、検出部２１０’をＸ軸方向には移動しない位置に取り付けるだけでよいため、構成が簡単である。
【００８０】
（変形例２）
また、以上の実施形態及び変形例１では、検出部２１０又は２１０’が、タッチスイッチ（接触センサの一例）である例を示したが、これに限られない。
検出部２１０又は２１０’は、非接触センサであってもよい。非接触センサは、例えば、渦電流式距離測定器であり、自機と対象物であるドグ２２０又は２２０’との距離を測定し、計測値を制御部３００に供給するものである。具体的には、制御部３００は、渦電流式距離測定器が備えるコイルに高周波電流を流し、電磁誘導作用によってドグ２２０又は２２０’表面に渦電流を発生させることで、両者の距離に応じて変化するコイルのインピーダンスを取得し、取得したインピーダンス値に基づいて前記距離を測定する。
この場合、制御部３００は、上記ステップＳ１３及びステップＳ２３において、予め記憶しておいた距離に、測定値が達した時点でのＸ座標を取得すればよい。このようにしても、上記と同様の基準位置取得処理及び補正量取得処理により補正量を取得し、取得した補正量を加味した、補正加工目標座標の位置においてワークＷを加工させることができる。
【００８１】
このように、変形例２に係る工作機械１では、Ｘ軸方向（所定の軸方向の一例）には移動しない第１の部分と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動する第２の部分との一方は、非接触センサであり、制御部３００は、非接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方であるドグ２２０又は２２０’とが所定の距離だけ接近したことを検出する。
【００８２】
（その他の変形例）
以上の実施形態及び変形例では、制御部３００は、ワーク加工を開始し（ステップＳ２６）、１つのワークＷを加工するとステップＳ２０に処理を戻すものとしたが、これに限られない。制御部３００は、複数のワークＷを加工した後や、所定時間経過後に、ステップＳ２０の処理に戻すようにしてもよい。このようにすれば、毎回、検出機構２００に検出させずに済むので、加工時間を短縮することができる。
【００８３】
また、以上の実施形態及び変形例では、検出部２１０を第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動な位置に取り付けることで、第２加工機構６０のＸ軸方向の熱変位を測定したが、これに限られない。検出部を第２Ｚ軸スライド部８４に対して不動な位置取り付けることで、第２加工機構６０のＺ軸方向の熱変位を測定してもよいし、同様にして、第１加工機構１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の熱変位を測定してもよい。この場合、ドグは、測定したい軸方向には移動しない位置に取り付けられる。つまり、任意の軸方向で熱変位量を測定してもよいし、全ての軸方向で熱変位量を測定してもよい。
【００８４】
また、以上の実施形態及び変形例では、サチレート時間に達した（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）後の補正量が、前回処理（サチレート時間に達する直前のステップＳ２４）における補正量であるものとしたが、これに限られない。制御部３００は、累積加工時間がサチレート時間に達したと判別した場合、サチレート時間に達する２つ前、３つ前の処理における補正量を加工目標座標に加味して補正加工目標座標を求めてもよい。
【００８５】
また、以上では、ドグ２２０又は検出部２１０’が第２Ｚ軸スライド部８４の側面に設置されている例を示したが、これに限られない。ドグ２２０又は検出部２１０’は、熱変位の測定方向（上記実施形態及び変形例ではＸ軸方向）に不動であればよいので、ドグ２２０又は検出部２１０’を、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に不動であるベッドＳに取り付けてもよい。
【００８６】
また、以上の実施形態及び変形例では、工具台１００をベッドＳに対して不動であるものとしたがこれに限られない。工具台１００は、例えば、主軸７１に対する工具Ｔｒの高さ方向の位置を調整することが可能な、Ｙ軸方向に移動できるものであってもよい。この場合、例えば、Ｙ軸移動部５０のような機構によって、工具台１００をＹ軸方向に移動させればよい。
【００８７】
また、接触センサはタッチスイッチに限られず、非接触センサは渦電流式距離測定器に限られない。接触センサ、非接触センサともに、公知の各種センサの中から任意に選択してもよい。
【００８８】
また、以上の実施形態及び変形例では、工作機械１を多機能旋盤として説明したが、これに限られない。第１加工機構１０のみに相当する工作機械や、第２加工機構６０のみに相当する工作機械であってもよい。また、工作機械は、フライス盤、ボール盤等であってもよい。
【００８９】
また、基準位置取得処理、補正量取得処理を制御部３００のＣＰＵが実行するためのプログラムは、制御部３００のＲＯＭに予め記憶されているものとして説明したが、このような動作プラグラム及び各種データは、工作機械１に含まれるコンピュータに対して、着脱自在の記録媒体により配布・提供されてもよい。さらに、動作プログラム及び各種データは、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器からダウンロードすることによって配布されるようにしてもよい。
【００９０】
そして、各処理の実行形態も、着脱自在の記録媒体を装着することにより実行するものだけではなく、電気通信ネットワーク等を介してダウンロードした動作プログラム及び各種データを内蔵の記憶装置に一旦格納することにより実行可能としてもよいし、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器側のハードウェア資源を用いて直接実行してもよい。さらには、他の機器と電気通信ネットワーク等を介して各種データの交換を行うことにより各処理を実行してもよい。
【００９１】
なお、本発明は上記の実施形態、変形例、及び図面によって限定されるものではない。適宜変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９２】
１ …工作機械
Ｓ …ベッド
１０ …第１加工機構
２０ …ワーク保持部
３０ …第１Ｚ軸スライド機構
４０ …工具移動機構
４１ …固定台
４４ …Ｘ軸移動部
５０ …Ｙ軸移動部
６０ …第２加工機構
７０ …ワーク保持部
８０ …第２Ｚ軸スライド機構
９０ …第２Ｘ軸スライド機構
１００ …工具台
２００ …検出機構
３００ …制御部
２００’…変形例１に係る検出機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、制御装置、プログラム及び工作機械による加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤等の工作機械では、切削熱、機械運転に伴う各部位の発熱等により、ベッドや他の各部位の熱膨張、熱変形による熱変位が生じると、加工精度の低下に繋がる。そこで、熱変位の影響を少なくするため、熱変位が一定値に収束し平衡状態（サチレート状態）になるまで暖気運転を行うことが一般的であった。
【０００３】
特許文献１では、基台および移動台のいずれか一方に、移動台の移動方向に沿う局部的な目盛り範囲のリニアスケールを設け、基台および移動台の他方に、リニアスケールを読み取るセンサを設けた工作機械の送り制御装置が開示されている。特許文献１では、このようなリニアスケールにより、熱膨張を計測して工具の切り込み量等の熱変位補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４８０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に係る技術においても、リニアスケール自体の温度特性が影響するため、暖気運転が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる工作機械、制御装置、プログラム及び工作機械による加工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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る工作機械は、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記ワークを加工する工具を保持する工具台と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、上記工作機械において、
前記工作機械の動作時間に基づいて累積加工時間を算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段が算出した累積加工時間が予め定められた所定期間に達したか否かを判別する判別手段と、をさらに備え、
前記判別手段によって前記累積加工時間が前記所定期間に達したと判別された場合、前記駆動制御手段は、前記補正量取得手段が前記所定期間に達する前に取得した補正量を前記目標位置に加味した位置に前記スライド部を移動させる、ようにしてもよい。
【０００９】
また、上記工作機械において、
前記補正量取得手段は、１より小さい値の係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、ようにしてもよい。
【００１０】
また、上記工作機械において、
前記工具台は、前記工具を複数保持し、
前記補正量取得手段は、複数の工具のうち少なくとも１つの工具の前記所定の軸上の位置を示す値と前記スライド部の前記所定の軸上の最大移動量との比であって１より小さい値の係数を算出し、算出した係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、ようにしてもよい。
【００１１】
また、上記工作機械において、
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、接触センサであり、
前記検出手段は、前記接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが接触したことを検出する、ようにしてもよい。
【００１２】
また、上記工作機械において、
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、非接触センサであり、
前記検出手段は、前記非接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが所定の距離だけ接近したことを検出する、ようにしてもよい。
【００１３】
また、上記工作機械において、
前記所定の軸方向は、前記ワークの径方向であり、前記スライド部を前記所定の軸と直交する軸方向に移動させる移動機構をさらに備える、ようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る制御装置は、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御する制御装置であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御するプログラムであって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する処理と、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する処理と、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する処理と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる処理と、
を実行させる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る工作機械による加工方法は、
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械による加工方法であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出するステップと、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得するステップと、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得するステップと、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させるステップと、を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械を側面から見た様子の一例を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、第１加工機構をＺ方向から見た図である。（ｂ）は、第２加工機構をＺ方向から見た図である。
【図３】第２加工機構をＹ方向から見た図である。
【図４】（ａ）は、図２（ｂ）におけるＡ部の拡大図であり検出機構を説明するための図である。（ｂ）は、図１における検出機構付近の拡大図である。
【図５】制御部が実行する基準位置取得処理のフローチャートである。
【図６】制御部が実行する補正量取得処理のフローチャートである。
【図７】図３の要部拡大図であり、Ｘ軸における原点座標、各工具の座標等を説明するための図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、変形例１に係る工作機械の検出機構付近の拡大図である。（ａ）は、検出機構をＺ方向から見た図であり、（ｂ）は、検出機構をＸ方向から見た図であり、（ｃ）は、検出機構をＹ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．第１実施形態
以下、本発明の一実施形態に係る工作機械について、図面を参照して説明する。図１に示す工作機械１は、２つの主軸で円柱状の被加工物（ワーク）Ｗの前面及び背面を加工する多機能旋盤として構成されている。
なお、以下では、鉛直方向を「Ｙ軸方向」といい、ワークの中心線に沿った水平方向を「Ｚ軸方向」といい、Ｙ軸及びＺ軸方向に垂直な水平方向を「Ｘ軸方向」という。また、図１〜図４、図７の図中には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各々の方向を示す矢印を示した。以下では、これら矢印が示す各々の方向において、矢印の向く方向を＋側として説明する。
【００２０】
工作機械１は、工作機械１全体の台であるベッドＳと、第１加工機構１０と、第２加工機構６０と、制御部３００と、を備える。
【００２１】
第１加工機構１０は、ワークＷの前面（＋Ｚ軸方向に向く面）及び側面を加工する機構であり、ワーク保持部２０と、第１Ｚ軸スライド機構３０と、工具移動機構４０と、を備える。
【００２２】
ワーク保持部２０は、主軸２１と、主軸２１を回転可能に支持する主軸台２２と、を備える。
主軸台２２には、ワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。このワーク回転用モータは、主軸２１に備えられたチャック２１ａが把持するワークＷを回転させる。
【００２３】
第１Ｚ軸スライド機構３０は、ワーク保持部２０をＺ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳ上に取り付けられた軸受部３１と、軸受部３１に軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ３２と、ボールねじ３２を回転させる第１Ｚ軸モータ３３と、主軸台２２が載置される第１Ｚ軸スライド部３４と、を備える。
第１Ｚ軸スライド部３４は、そのＹ軸方向下方に、ボールねじ３２と嵌合するナット３５を有する。ナット３５は、ボールねじ３２が回転するとＺ軸方向に移動する。
第１Ｚ軸スライド機構３０は、第１Ｚ軸モータ３３でボールねじ３２を回転させることで、ナット３５ないしは第１Ｚ軸スライド部３４を移動させ、ワーク保持部２０をＺ軸方向に移動させる。したがって、第１加工機構１０では、ワークＷをチャック２１ａで保持して前記ワーク回転用モータによって回転させながら、ワークＷをＺ軸方向に移動させることができる。
【００２４】
工具移動機構４０は、ワークＷを加工するための工具Ｔｆ（図２（ａ）参照）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳに固定された固定台４１と、固定台４１に取付けられたＸ軸移動部４４と、Ｘ軸移動部４４に取付けられたＹ軸移動部５０と、を備える。
【００２５】
固定台４１は、Ｘ軸方向に伸びるレール部Ｒｘ１と、Ｚ軸方向に貫通する空洞部４１Ｈに取付けられた中空のフランジ４３ａと、フランジ４３ａの内面に取付けられたガイドブッシュ４３ｂと、を備える。ガイドブッシュ４３ｂは、ワークＷの保持や移動を補助するものであり、フランジ４３ａやガイドブッシュ４３ｂは、加工するワークＷに合わせて適宜変更することができる。
また、固定台４１は、Ｘ軸移動部４４を移動させるための第１Ｘ軸スライド機構（図示せず）を備える。この第１Ｘ軸スライド機構は、第１Ｘ軸モータ（図示せず）等を備え、例えば上述した第１Ｚ軸スライド機構３０と同様に構成される。
【００２６】
Ｘ軸移動部４４は、前記第１Ｘ軸スライド機構によってレール部Ｒｘ１上をＸ軸方向に移動する部分であり、第１Ｘ軸スライド部４５と、ガイド溝部Ｇｘ１、軸受部４６と、ボールねじ４７、及びＹ軸モータ４８と、を備える。
【００２７】
第１Ｘ軸スライド部４５は、略平板状の形態を有する。ボールねじ４７は、図１に示すように、この第１Ｘ軸スライド部４５の内部に収納されている。ガイド溝部Ｇｘ１は、Ｘ軸方向に延びるように、当該略平板状の一方の面に設けられている。ガイド溝部Ｇｘ１は、固定台４１のレール部Ｒｘ１と係合する。当該略平板状の他方の面には、Ｙ軸方向に延びるようにガイド溝部（図示せず）が設けられている。このガイド溝部は、Ｙ軸移動部５０が移動する際のガイドとして機能する。第１Ｘ軸スライド部４５には、主軸２１に把持されたワークＷが貫通しうる中空部４５Ｈが形成されている。軸受部４６は、ボールねじ４７を回転可能に軸支し、このように軸支されたボールねじ４７は、Ｙ軸方向に延びるように配置され、Ｙ軸モータ４８によって回転される。
【００２８】
Ｙ軸移動部５０は、前記ガイド溝部（図示せず）に沿ってＹ軸方向に移動する部分であり、Ｙ軸スライド部５１と、Ｙ軸スライド部５１に設けられた工具保持部５２及びナット５３と、を備える。
なお、Ｙ軸移動部５０は、Ｘ軸移動部４４に取付けられているため、前記第１Ｘ軸スライド機構によってＸ軸移動部４４がＸ軸方向に移動するとＹ軸移動部５０もＸ軸方向に移動する。
【００２９】
Ｙ軸スライド部５１は、略平板状の形態を有する。当該略平板状の主面（Ｙ軸と平行な面）には、主軸２１に把持されたワークＷが貫通しうる中空部５１Ｈが形成されている。
工具保持部５２は、Ｙ軸スライド部５１の主面上に取り付けられる。工具保持部５２は、図２（ａ）に示すように、中空部５１Ｈの左右の端に沿うようにして配設される。この工具保持部５２は、複数のバイト、ドリル等から構成される工具Ｔｆを固定的に保持する。工具Ｔｆは、例えば、図２（ａ）に示すように、Ｘ軸方向且つ中空部５１Ｈの中央部に向く９本のバイトと、−Ｚ軸方向に向く４本のドリル（図２（ａ）で点線で示した）と、から構成されている。工具Ｔｆを構成するバイトは、ワークＷを切断する切断用バイトを含む。また、工具Ｔｆを構成するドリルによって、ワークＷの正面を加工することができる。
Ｙ軸スライド部５１の工具保持部５２が設けられた面の裏面には、Ｙ軸方向に沿って延びるレール部（図示せず）が取り付けられている。このレール部は、前記した第１Ｘ軸スライド部４５に設けられた前記ガイド溝部（図示せず）と係合する。
第１加工機構１０は、Ｙ軸モータ４８でボールねじ４７を回転させ、これにより、ボールねじ４７と嵌合するナット５３を移動させることで、Ｙ軸移動部５０を、Ｙ軸方向に移動させる。
【００３０】
上記構成により、工具移動機構４０のＸ軸移動部４４はＸ軸方向に、Ｙ軸移動部５０はＹ軸方向に移動可能となっている。それに伴い、工具ＴｆもＸ軸及びＹ軸方向に移動可能となっている。
【００３１】
第２加工機構６０は、ワークＷの背面（−Ｚ軸方向に向く面）及び側面を加工する機構であり、ワーク保持部７０と、第２Ｚ軸スライド機構８０と、第２Ｘ軸スライド機構９０と、工具台１００と、検出機構２００と、を備える。
【００３２】
ワーク保持部７０は、主軸７１と、主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２と、を備える。
主軸台７２には、ワーク回転用モータ（図示せず）が内蔵されている。このワーク回転用モータは、主軸７１に備えられたチャック７１ａが把持するワークＷを回転させる。主軸第７２は、第２Ｘ軸スライド機構９０の後述する第２Ｘ軸スライド部９１上に設置されている。
【００３３】
第２Ｚ軸スライド機構８０は、ワーク保持部７０をＺ軸方向に移動させるための機構であり、ベッドＳ上に取り付けられた軸受部８１と、軸受部８１に軸支されてＺ軸方向に伸びるボールねじ８２と、ボールねじ８２を回転させる第２Ｚ軸モータ８３と、第２Ｘ軸スライド機構９０が載置される第２Ｚ軸スライド部８４と、図２（ｂ）に示すようにベッドＳ上に固定された基台Ｓ２の上に取り付けられたレール部Ｒｚ２と、を備える。
第２Ｚ軸スライド部８４は、そのＹ軸方向下方に、ボールねじ８２と嵌合するナット８５及びＺ軸方向に延びるガイド溝部Ｇｚ２（図２（ｂ）参照）を有する。ナット８５は、ボールねじ８２が回転するとＺ軸方向に移動する。ガイド溝部Ｇｚ２は、図示するように前記レール部Ｒｚ２と係合する。
第２Ｚ軸スライド機構８０は、第２Ｚ軸モータ８３でボールねじ８２を回転させることで、ナット８５ないしは第２Ｚ軸スライド部８４を移動させる。これにより、ワーク保持部７０は、Ｚ軸方向に延びたレール部Ｒｚ２上を移動することができる。
【００３４】
第２Ｘ軸スライド機構９０は、ワーク保持部７０をＸ軸方向に移動させるための機構であり、図２（ｂ）等に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１と、第２Ｚ軸スライド部８４上に設けられた軸受部９２と、軸受部９２に軸支されてＸ軸方向に伸びるボールねじ９３と、ボールねじ９３を回転させる第２Ｘ軸モータ９４と、を備える。
第２Ｘ軸スライド部９１上には、主軸台７２が設置されている。第２Ｘ軸スライド部９１は、そのＹ軸方向下方に、ボールねじ９３と嵌合するナット９５（図３参照）及びＸ軸方向に延びるガイド溝部Ｇｘ２（図１、図３参照）を有する。ナット９５は、ボールねじ９３が回転するとＸ軸方向に移動する。ガイド溝部Ｇｘ２は、図１に示すように前記レール部Ｒｘ２と係合する。ボールねじ９３は、第２Ｘ軸モータ９４によって回転可能に支持されており、第２Ｘ軸モータ９４側（＋Ｘ軸側）の端は固定端、その他端は自由端となっている。このため、第２Ｘ軸モータ９４等の発熱により熱変位が生じると、ボールねじ９３は、−Ｘ軸方向に伸びる。
第２Ｘ軸スライド機構９０は、第２Ｘ軸モータ９４でボールねじ９３を回転させることで、ナット９５ないしは第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる。これにより、ワーク保持部７０は、Ｘ軸方向に延びたレール部Ｒｘ２上を移動することができる。なお、第２Ｘ軸スライド機構９０は、第２Ｚ軸スライド機構８０上に配置されているため、第２Ｚ軸スライド機構８０によって第２Ｚ軸スライド部８４がＺ軸方向に移動することで第２Ｘ軸スライド部９１もＺ軸方向に移動する。
【００３５】
上記構成により、ワーク保持部７０に保持されたワークＷは、Ｘ軸及びＺ軸方向に移動可能となっている。
【００３６】
工具台１００は、先端が＋Ｚ軸方向に向くように取り付けられたドリル、タップ、ターニングバイト、ボーリングバイト等の工具Ｔｒを保持する。本実施形態では、工具Ｔｒは、複数あり、例えば、図３に示すように、４つの工具ＴｒがＸ軸方向に所定の間隔を空けて設けられることで、櫛歯状になっている。
工具台１００は、図示しないが、ベッドＳ等に固定的に支持されることで、ベッドＳに対して不動となるように設けられている。工具台１００は、保持する工具Ｔｒの先端（例えば、軸中心）が、第２加工機構６０のワーク保持部７０が保持するワークＷの軸中心に位置するような高さに配置されている。
【００３７】
検出機構２００は、図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、検出部２１０及びドグ２２０から構成される。
【００３８】
検出部２１０は、タッチスイッチ（接触センサの一例）から構成され、対象物（本実施形態ではドグ２２０）に接触すると接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。検出部２１０は、第２Ｘ軸スライド部９１の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、検出部２１０は、図３に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された平板状の取付板９１Ａ上に取り付けられている。検出部２１０は、例えば、図４（ａ）に示すように、ボルトＢ１により取付板９１Ａに固着される。
このように取り付けられた検出部２１０は、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動である。したがって、検出部２１０は、第２Ｘ軸スライド部９１の移動に伴ってＸ軸方向に移動する。
【００３９】
ドグ２２０は、第２Ｚ軸スライド部８４の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、ドグ２２０は、図４（ｂ）に示すように、第２Ｚ軸スライド部８４の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された立方体状のスペーサ８４Ａ上に取り付けられている。ドグ２２０は、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ボルトＢ２によりスペーサ８４Ａに固着される。
このように、ドグ２２０は、第２Ｚ軸スライド部８４に取り付けられているため、Ｘ軸方向には移動しない。
【００４０】
ドグ２２０は、例えば、平板状の金属板であり、その主面がＸ方向に向くようにして配置され、検出部２１０とＸ軸方向で対向する位置に配設されている。検出部２１０とドグ２２０とは、検出部２１０が第２Ｘ軸スライド部９１の移動により−Ｘ軸方向に移動していき、熱変位していない場合において第２Ｘ軸スライド部９１が最も−Ｘ軸方向に移動したときに（つまり、ボールねじ９３の最大長さのときに）検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０の主面に丁度接触するように配置されている。検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に接触すると、検出部２１０は、ドグ２２０に接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。
以上のように構成される本実施形態に係る検出機構２００は、第２加工機構６０におけるＸ軸方向の熱変位（主に、Ｘ軸方向に延びるボールねじ９３に起因する熱変位）を測定するために設けられている。
【００４１】
制御部３００は、工作機械１の各部の動作を制御するものであり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる処理の手順を定義したプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ユーザによる適当な数値入力等を受けて実行されるプログラム及び必要な情報を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）、計時を行うタイマ装置等を備える。制御部３００のＲＯＭ内には、後述する「基準位置取得処理」及び「補正量取得処理」を実行するためのプログラムＰＧ（図１参照）が予め記憶されており、ＣＰＵは、これらプログラムを読み出し、実行する。なお、制御部３００は、ＣＰＵと他の専用回路とが協働して工作機械１の各部の動作を制御するものであってもよい。
【００４２】
制御部３００は、数値制御（ＮＣ（Numerical Control））によって、ワーク保持部２０をＺ軸方向に、工具保持部５２をＸ軸及びＹ軸方向に移動させ、ワークＷと工具Ｔｆとの相対的な位置関係を適切に設定する。具体的には、第１加工機構１０のワーク回転用モータ、第１Ｚ軸モータ３３、第１Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ４８を駆動制御することによって、上記関係を実現する。また、制御部３００は、数値制御によって、ワーク保持部７０をＸ軸及びＺ軸方向に移動させ、ワークＷと工具Ｔｒとの相対的な位置関係を適切に設定する。具体的には、第２加工機構６０のワーク回転用モータ、第２Ｚ軸モータ８３、第２Ｘ軸モータ９４を駆動制御することによって、上記関係を実現する。
【００４３】
次に、上記構成の工作機械１によるワークＷの加工について説明する。本実施形態に係る工作機械１においては、まず第１加工機構１０においてワークＷの一次加工を行い、次に、第２加工機構６０において一次加工が施されたワークＷをさらに加工する（二次加工を行う）。この加工は、制御部３００の制御の下、行われる。
【００４４】
（ワークの加工について）
（１）一次加工
制御部３００は、Ｙ軸モータ４８を駆動し、所望の工具ＴｆがワークＷと同じ高さに位置するようにＹ軸移動部５０を移動させる。次に、制御部３００は、前記ワーク回転用モータと第１Ｚ軸モータ３３を駆動し、ワークＷを回転させながらＺ軸方向に移動させ、また、これと同時又は時間差で前記第１Ｘ軸モータを駆動し、前記第１Ｘ軸スライド機構によりＸ軸移動部４４をワークＷに向けて移動させる。
このようにして、バイト、ドリル等の工具ＴｆをワークＷの前面又は側面に当接させ、第１加工機構１０は、ワークＷを一次加工する。
【００４５】
（２）二次加工
一次加工を終えると、制御部３００は、第２Ｚ軸モータ８３及び第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、ワーク保持部７０を移動させて、一次加工されたワークＷを、チャック７１ａに把持させる。続いて、制御部３００は、前記ワーク回転用モータと第１Ｘ軸モータ（図示せず）を駆動し、第１Ｘ軸スライド部４５をワークＷに向けて移動させ、工具Ｔｆの切断用バイトにより、ワークＷを所望の位置で切断する。なお、図１では、このようにワークＷが切断された後の状態を示している。続いて、制御部３００は、工具台１００の複数の工具Ｔｒのうち、所定の工具Ｔｒを割り出し、主軸７１を回転させながら、第２Ｚ軸スライド機構８０及び第２Ｘ軸スライド機構９０により、把持したワークＷの背面又は側面に選択した工具Ｔｒに当接させ、さらにワークＷを加工する。
このようにして、第２加工機構６０は、ワークＷを二次加工する。
【００４６】
以上のようにワークＷを加工する本実施形態に係る工作機械１は、二次加工において上記所定の工具Ｔｒの位置を割り出す際、測定したＸ軸方向の熱変位から算出した「補正量」を加味した位置に割り出す。そして、補正量を加味した位置を目標として、主軸７１で把持したワークＷを移動させる。
【００４７】
ここで、補正量を求める理由を説明する。
工作機械１を起動し、運転させると、機械の温度の上昇に起因して、工作機械１を構成する各部に熱変位が発生する。高度の加工精度が求められる場合、このような熱変位を加味して加工する必要がある。本実施形態では、第２加工機構６０において、工具ＴｒでワークＷを二次加工しており、この二次加工では、ボーリングバイトでワークＷに開口部を形成したり、ターニングバイトでワークＷの外周を加工したりするため、内径や外径の加工精度を高くする必要がある。特に、第２Ｘ軸モータ９４の発熱等により、ボールねじ９３がＸ軸方向に伸びる（熱変位する）と、ワークＷの径方向に熱変位による誤差が生じてしまうため、高い加工精度を維持できなくなってしまう。
そこで、本実施形態に係る工作機械１では、制御部３００が、予め測定した第２Ｘ軸スライド部９１の位置（基準位置）と１つのワークＷを加工する直前に測定した第２Ｘ軸スライド部９１の位置との差から熱変位量を求め、この熱変位量に基づいて補正量を算出する。そして、工具Ｔｒを選択し、主軸７１が把持したワークＷを選択した工具Ｔｒの位置に移動させる際、制御部３００は、主軸７１の位置を、算出した補正量を加味した位置に移動させる。
【００４８】
なお、熱変位が平衡状態になるまでにおける、ボールねじの熱変位量ΔＬは、理論的には、次の（数１）式より求められる。
【数１】
【００４９】
ここからは、補正量を算出するための処理について説明する。制御部３００は、以下に説明するように、まず、補正量を求めるための基準となる基準位置を取得する「基準位置取得処理」を実行し、次に、求めた基準位置に基づいて補正量を取得する「補正量取得処理」を実行する。工作機械１（本実施形態においては第２加工機構６０）は、この補正量を加味した位置において工具ＴｒでワークＷを加工する。
【００５０】
（基準位置取得処理）
図５のフローチャートを参照して、制御部３００が実行する基準位置取得処理を説明する。この処理は、例えば、工作機械１の電源を投入したことを条件に開始される。
【００５１】
基準位置取得処理を開始すると、制御部３００は、まず、第２Ｚ軸スライド部８４及び第２Ｘ軸スライド部９１を検出待機位置に移動させる（ステップＳ１１）。
具体的には、制御部３００は、ｉ）まず、第２Ｚ軸モータ８３を駆動し、第２Ｚ軸スライド部８４を、工具Ｔｒに当たらないように、主軸７１先端が工具台１００の工具Ｔｒ先端よりも＋Ｚ方向に所定距離隔てた位置に位置するように移動させ、ｉｉ）次に、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を、検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に近接する検出待機位置まで移動させる。
【００５２】
ここで、図７に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１が最も−Ｘ軸方向に移動した際の主軸７１の軸中心の座標をＸ＝０（原点）とする。また、第２Ｘ軸スライド部９１が最も＋Ｘ軸方向に移動した際に主軸７１の軸中心と工具Ｔｒのうち最も＋Ｘ方向側に位置する工具Ｔｒ４の軸中心とが一致するとし、工具Ｔｒ４の軸中心の座標をＸ＝Ｘｍとする。この場合、予め設定された第２Ｘ軸スライド部９１のＸ軸方向の最大移動量はＸｍとなる。
なお、座標Ｘ＝０、Ｘ＝Ｘｍは、工作機械１が熱変位していない場合における座標として予め設定されている。また、図７に示すように、工具Ｔｒ４よりも−Ｘ軸方向に位置する工具Ｔｒ３、Ｔｒ２、Ｔｒ１各々の軸中心の座標Ｘ３、Ｘ２、Ｘ１も同様に予め設定されている。
【００５３】
この場合、検出待機位置は、例えば、Ｘｍ＝＋２００である場合に、検出部２１０の先端の座標がＸ＝＋４．０となる位置である。つまり、ドグ２２０と検出部２１０先端の間の距離が、４．０ｍｍになる位置である。この位置は、例えば、先端部２１１とドグ２２０とが移動の反動によって誤って当接しない程度に両者の間に間隔を空けた位置であり、第２加工機構６０の機械寸法等を勘案して適宜定められる。
【００５４】
続いて、制御部３００は、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を−Ｘ方向に移動させることで、検出を開始する（ステップＳ１２）。これにより、検出部２１０は、徐々にドグ２２０に近づき、検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に接触すると、検出部２１０は、検出信号（ＯＮ信号）を制御部３００に供給する。制御部３００は、この検出信号を受信することで、検出部２１０がドグ２２０に接触したことを検出し、また、検出信号を受信した時点でのＸ座標（例えば、主軸７１の軸中心の位置）を取得する（ステップＳ１３）。制御部３００は、例えば、検出信号を受信した時点の第２Ｘ軸モータ９４の回転数（回転数＝回転角度／３６０）にボールねじ９３のリード（ボールねじ９３の１回転あたりにナット９５がＸ軸方向に進む距離）を掛けることにより、検出信号を受信した時点のＸ座標を取得する。制御部３００は、取得したＸ座標を基準位置として記憶する。この基準位置は、後述の補正量取得処理において、補正量を算出する際に用いられる。
ステップＳ１３の処理を実行すると基準位置取得処理は終了する。
【００５５】
次に、取得した基準位置に基づいて補正量を取得する補正量取得処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５６】
（補正量取得処理）
制御部３００は、例えば、ワークの加工開始の指示を示す信号を受け付けたことを条件に、補正量取得処理を開始する。
【００５７】
制御部３００は、補正量取得処理を実行すると、まず、累積加工時間がサチレート時間に達しているか否かを判別する（ステップＳ２０）。
ここで、累積加工時間とは、ワークＷの実際の加工時間にみなせる時間をいい、例えば、工作機械１の電源を投入してから電源を切るまでの時間から工作機械１のアイドリング状態の時間を減算したものである。このようにアイドリング状態の時間を減算する理由は、アイドリング状態では、機械に帯びた熱が発散するためである。また、同様に機械から熱が発散することを考慮して、一時的に工作機械１の電源を切った時間が予め定めた時間（例えば、３０分）未満である場合には、累積加工時間をリセットせずに、工作機械１の電源を投入してから電源を切るまでの時間から、このような一時的に電源を切った時間を減算したものを累積加工時間としてもよい。また、サチレート時間とは、機械の熱変位がほぼ収束し、平衡状態に達するまでの時間をいう。
具体的には、制御部３００は、図示しないタイマにより、上記累積加工時間を算出しており、現在の累積加工時間が、予め設定したサチレート時間（例えば、２時間程度）に達したか否かを判別する。
【００５８】
サチレート時間に達していないと判別した場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、制御部３００は、前述のステップＳ１１と同様に、第２Ｚ軸スライド部８４及び第２Ｘ軸スライド部９１を検出待機位置に移動させる（ステップＳ２１）。以降、制御部３００は、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理を実行するが、これらの処理は、前述のステップＳ１１〜Ｓ１３と同様である。
【００５９】
ステップＳ２３で、制御部３００は、検出部２１０からの検出信号を受信した時点におけるＸ座標（例えば、主軸７１の軸中心の位置）を取得し、取得したＸ座標を記憶すると、続いて、補正量を取得する（ステップＳ２４）。
具体的には、制御部３００は、ここで取得したＸ座標からステップＳ１３で取得した基準位置としてのＸ座標を減算した値を算出する。この値は、基準位置を取得した時点に対する現時点のＸ軸方向の熱変位量を示す。ここで算出された値をａとすると、ａが正の値であれば、熱変位によって、ボールねじ９３が概ねａだけ−Ｘ軸方向に伸びていることが推定される。逆に、ａが負の値であれば、熱変位によって、ボールねじ９３が概ねａだけ＋Ｘ軸方向に縮んでいることが推定される。第１実施形態では、このように算出された熱変位量をそのまま補正量として取得し、記憶する。
【００６０】
続いて、制御部３００は、第２Ｘ軸スライド部９１を加工待機位置に移動させる（ステップＳ２５）。具体的には、制御部３００は、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を、検出部２１０の先端部２１１がドグ２２０に近接する位置まで移動させる。この位置は、例えば、ステップＳ１１及びＳ２１と同様の位置である。
【００６１】
ステップＳ２５の処理を終えるか、又はステップＳ２０においてサチレート時間に達していると判別した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、制御部３００は、ワークＷの加工を開始する（ステップＳ２６）。
ここで、サチレート時間に達している場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）に、補正量を取得せずに、ワークを加工開始する理由は、サチレート時間に達していれば、機械の熱変位は平衡状態にある（つまり、安定している）ためである。
【００６２】
制御部３００は、１つのワークＷの加工を終えると、処理をステップＳ２０に戻す。制御部３００は、加工終了の指示を示す信号を受信するまで、上記処理を繰り返し実行する。
このため、サチレート時間に達した（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）後の補正量は、前回処理（サチレート時間に達する直前のステップＳ２４）における補正量となる。つまり、サチレート時間に達した後の補正量は、サチレート時間に達する直前のステップＳ２４で取得したＸ座標からステップＳ１３で取得した基準位置としてのＸ座標を減算した値となる。
【００６３】
ステップＳ２６におけるワークＷの加工は、前述の（ワークの加工について）で説明した手順（１）、（２）のように行われる。そして、複数の工具Ｔｒのうち、ある工具を選択し、選択した工具の位置（工具の軸中心）に主軸７１（主軸７１の軸中心）を位置させる際には、ステップＳ２４で取得し、記憶している補正量を加味した位置に移動させる。
具体的には、例えば、図示するように、工具Ｔｒのうち最も−Ｘ方向側に位置する工具Ｔｒ１でワークＷを加工する場合、算出された補正量がａであるとすると、熱変位によって、ボールねじ９３が概ねａだけ−Ｘ軸方向に伸びていることが推察される。このため、制御部３００は、予め設定された工具Ｔｒ１の加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１）に、Ｘ軸方向の補正量ａを加味した、補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１＋ａ）の位置に、主軸７１の軸中心が位置するように第２Ｘ軸スライド部９１を移動させて、工作機械１（本実施形態では、第２加工機構６０）にワークＷを加工させる。
【００６４】
第１実施形態に係る工作機械１（第２加工機構６０）は、ワークＷを把持する主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２が載置され、Ｘ軸方向（所定の軸方向の一例）に移動する第２Ｘ軸スライド部９１と、ワークＷを加工する工具Ｔｒを保持する工具台１００と、Ｘ軸方向には移動しないドグ２２０（第１の部分の一例）と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動する検出部２１０（第２の部分の一例）と、制御部３００と、を備え、制御部３００は、ドグ２２０と検出部２１０とが接触したことを検出する機能と、検出したことに基づいて検出時の第２Ｘ軸スライド部９１のＸ座標（所定の軸上の位置を示す値の一例）を取得する機能と、第１の検出時に取得したＸ座標値と第１の検出時後の第２の検出時に取得したＸ座標値との差をＸ軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する機能と、工具Ｔｒの位置を示す予め定められた加工目標座標（目標位置の一例）に取得した補正量を加味した補正加工目標座標が示す位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる機能と、を備える。
このような工作機械１、制御部３００（制御装置の一例）、及び工作機械１による加工方法によれば、第１検出時と第２検出時との相対的な熱変位量に応じて補正量を取得しているため、室温、機械温度によらず、正確な熱変位補正が可能であり、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる。また、暖気運転の時間をとられずに済むため省エネにもなる。また、検出部２１０を第２Ｘ軸スライド部９１に取り付け、ドグ２２０をＸ軸方向には移動しない位置に取り付けるだけでよいため、構成が簡単である。
【００６５】
また、制御部３００は、工作機械１の動作時間に基づいて累積加工時間を算出する機能と、算出した累積加工時間が予め定められたサチレート時間（所定期間の一例）に達したか否かを判別する機能と、をさらに備え、累積加工時間がサチレート時間に達したと判別された場合、サチレート時間に達する直前に取得した補正量を加工目標座標に加味した補正加工目標座標が示す位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる。
このようにすれば、サチレート時間の経過後は、検出機構２００による検出時間が不要になるため、加工時間を短縮することができる。
【００６６】
また、Ｘ軸方向は、ワークＷの径方向であり、工作機械１は、第２Ｘ軸スライド部９１をＸ軸と直交するＺ軸方向に移動させる第２Ｚ軸スライド機構８０をさらに備える。
このような工作機械１によれば、Ｘ軸及びＺ軸にワークＷを移動させることができ、ボーリングバイト、ターニングバイト等の工具ＴｒでワークＷに開口部を形成したり、ワークＷの外周を加工したりすることができる。そして、内径や外径の加工精度が求められる場合であっても、ワークＷの径方向であるＸ軸方向における熱変位を補正することができるため、高い加工精度を実現できる。
【００６７】
２．第２実施形態
第１実施形態では、ステップＳ２４で、算出した熱変位量をそのまま補正量としたが、第２実施形態では、算出した熱変位量に所定の係数を掛けたものを補正量として取得する例を示す。
ここで、上記（数１）式を参照すると、熱変位量は、サチレートするまで（平衡状態になるまで）は、ボールねじの長さＬに比例することがわかる。すると、第１実施形態で求めた熱変位量は、ボールねじ９３による−Ｘ軸方向の最大の変位において求めた値であるため、ボールねじ９３による最大変位箇所には位置しない複数の工具Ｔｒ各々の位置に補正量としてこの熱変位量をそのまま加味しただけでは、必ずしも正確な位置に熱変位補正をすることができない。
そこで、第２実施形態では、制御部３００は、補正量取得処理のステップＳ２４において、算出した熱変位量に係数Ｃ（０＜Ｃ＜１）を掛けた値を補正量として算出し、取得する。ここで、図７に示すように、工具Ｔｒ１とＴｒ４との間隔をＬ１（つまり、Ｌ１＝Ｘｍ−Ｘ１）、工具Ｔｒ２とＴｒ４との間隔をＬ２（つまり、Ｌ２＝Ｘｍ−Ｘ２）、工具Ｔｒ３とＴｒ４との間隔をＬ３（つまり、Ｌ３＝Ｘｍ−Ｘ３）とする。この場合、例えば、係数Ｃは、Ｃ＝（Ｌ１／２）／Ｘｍの関係式から求められる値に設定すれば、ボールねじ９３による最大移動長さにおける工具台１００の位置を概ね反映したものになる。仮に、Ｘｍ＝２００、Ｌ１＝８４である場合は、係数Ｃは、上記関係式から０．２１と求められる。
第２実施形態では、このように定めた係数Ｃを熱変位量に掛けて求められる値（例えば熱変位量がａである場合、Ｃ・ａで求められる値）を加味した位置に工具Ｔｒの位置を補正する。具体的には、例えば、工具Ｔｒ１でワークＷを加工する場合、算出された熱変位量がａであるとすると、制御部３００は、予め設定された工具Ｔｒ１の加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１）に補正量を加味した補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１＋Ｃ・ａ）の位置に、主軸７１の軸中心が位置するように第２Ｘ軸スライド部９１を移動させて、工作機械１（本実施形態では、第２加工機構６０）にワークＷを加工させる。
【００６８】
第２実施形態では、制御部３００が、補正量取得処理のステップＳ２４において、１より小さい値の係数Ｃを熱変位量に掛けたものを補正量として算出する。
これにより、ボールねじ９３の最大長さに対する工具台１００の位置を考慮した正確な熱変位補正が実現できるため、ワークＷの加工精度を高めることができる。
【００６９】
３．第３実施形態
第３実施形態では、複数の工具Ｔｒの各位置を示す量とボールねじ９３によるＸ軸方向での最大変位の位置を示す量（Ｘｍ）との比を係数として複数求め、これら係数の各々を熱変位量に掛けた補正量を、複数取得する。これにより、さらに精度の良い熱変位補正を実現する。
以下、加工目標としての工具Ｔｒの各々についての係数をどのように求めるかを説明する。
【００７０】
（１）工具Ｔｒ１を選択する際の係数
工具Ｔｒ１の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、Ｌ１と表せる。したがって、工具Ｔｒ１を選択する際の係数をＣ１とすると、係数Ｃ１は、Ｃ１＝Ｌ１／Ｘｍにより求められる。例えば、Ｘｍ＝２００、Ｌ１＝８４である場合、係数Ｃ１は、Ｃ１＝８４／２００より、０．４２と算出できる。
（２）工具Ｔｒ２を選択する際の係数
工具Ｔｒ２の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、Ｌ２と表せる。したがって、工具Ｔｒ２を選択する際の係数をＣ２とすると、係数Ｃ２は、Ｃ２＝Ｌ２／Ｘｍにより求められる。例えば、Ｘｍ＝２００、Ｌ２＝５６である場合、係数Ｃ２は、Ｃ２＝５６／２００より、０．２８と算出できる。
（３）工具Ｔｒ３を選択する際の係数
工具Ｔｒ３の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、Ｌ３と表せる。したがって、工具Ｔｒ３を選択する際の係数をＣ３とすると、係数Ｃ３は、Ｃ３＝Ｌ３／Ｘｍにより求められる。例えば、Ｘｍ＝２００、Ｌ３＝２８である場合、係数Ｃ３は、Ｃ３＝２８／２００より、０．１４と算出できる。
（４）工具Ｔｒ４を選択する際の係数
工具Ｔｒ４の位置は、ボールねじ９３の長さが最小となるＸｍを基準にすれば、０（ゼロ）となる。したがって、工具Ｔｒ４を選択する際の係数をＣ４とすると、係数Ｃ４は、Ｃ４＝０／Ｘｍより、０と算出できる。
【００７１】
第３実施形態では、このように定めた係数Ｃ１〜Ｃ４を熱変位量に掛けて求められる値を加味した位置に工具Ｔｒの位置を補正する。
具体的には、算出された熱変位量がａであるとすると、制御部３００は、工具Ｔｒ１でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ１＋Ｃ１・ａ）の位置に、工具Ｔｒ２でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ２＋Ｃ２・ａ）の位置に、工具Ｔｒ３でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘ３＋Ｃ３・ａ）の位置に、工具Ｔｒ４でワークＷを加工する場合は補正加工目標座標（Ｘ＝Ｘｍ＋Ｃ４・ａ）の位置に、主軸７１の軸中心が位置するように第２Ｘ軸スライド部９１を移動させて、工作機械１（本実施形態では、第２加工機構６０）にワークＷを加工させる。
なお、この場合、全ての工具Ｔｒ１〜Ｔｒ４について、係数を求め、補正加工目標座標を算出する必要はなく、例えば、工具Ｔｒの割り出す際に、工具Ｔｒ１〜Ｔｒ４の各々の工具について「補正行う／行わない」といった所定のコードで制御部３００に指令することにより、任意の工具についてのみ補正量を求め、補正加工目標座標を算出するようにしてもよい。
【００７２】
上記のように、工具台１００は、工具Ｔｒを複数保持し、第３実施形態では、制御部３００は、複数の工具（Ｔｒ１〜Ｔｒ４）のうち少なくとも１つの工具のＸ軸上の位置を示す量（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、０）と第２Ｘ軸スライド部９１のＸ軸方向における最大移動量（Ｘｍ）との比であって１より小さい値の係数（Ｃ１〜Ｃ４）を算出し、算出した係数を熱変位量に掛けたものを補正量として算出する。
これにより、ボールねじ９３の最大長さに対する工具Ｔｒの各々の位置を考慮した正確な熱変位補正が実現できるため、ワークＷの加工精度をより高めることができる。
【００７３】
４．変形例
（変形例１）
以上の実施形態では、検出機構２００が、Ｘ軸方向には移動しないドグ２２０と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動する検出部２１０と、から構成される例を示したが、検出部とドグの関係は逆であってもよい。ここからは、工作機械１のうち以上の実施形態とは検出機構の構成が異なる変形例１を説明する。
【００７４】
変形例１に係る検出機構２００’は、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出部２１０’及びドグ２２０’から構成される。
【００７５】
検出部２１０’は、タッチスイッチから構成され、対象物（ドグ２２０’）に接触すると接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。
検出部２１０’は、第２Ｚ軸スライド部８４の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、検出部２１０’は、図８（ｂ）に示すように、第２Ｚ軸スライド部８４の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された立方体状のスペーサ８４Ａ上に取り付けられている。検出部２１０’は、例えば、ボルトＢ１’（図８（ａ）参照）によりスペーサ８４Ａ（図８（ｂ）参照）に固着される。
このように、検出部２１０’は、第２Ｚ軸スライド部８４に取り付けられているため、Ｘ軸方向には移動しない。
【００７６】
ドグ２２０’は、第２Ｘ軸スライド部９１の側面（Ｘ−Ｙ平面と平行な面）に設置されている。具体的には、ドグ２２０’は、図８（ｃ）に示すように、第２Ｘ軸スライド部９１の側面であって＋Ｚ軸方向に向く面に固着された平板状の取付板９１Ａ上に取り付けられている。ドグ２２０’は、例えば、図８（ａ）に示すように、ボルトＢ２’により取付板９１Ａに固着される。
このように取り付けられたドグ２２０’は、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動である。したがって、ドグ２２０’は、第２Ｘ軸スライド部９１の移動に伴ってＸ軸方向に移動する。
【００７７】
ドグ２２０’は、例えば、平板状の金属板であり、その主面がＸ方向に向くようにして配置され、検出部２１０’とＸ軸方向で対向する位置に配設されている。検出部２１０’とドグ２２０’とは、ドグ２２０’が第２Ｘ軸スライド部９１の移動により−Ｘ軸方向に移動していき、熱変位していない場合において第２Ｘ軸スライド部９１が最も−Ｘ軸方向に移動したときに（つまり、ボールねじ９３の最大長さのときに）検出部２１０’の先端部２１１’がドグ２２０’の主面に丁度接触するように配置されている。検出部２１０’の先端部２１１’がドグ２２０に接触すると、検出部２１０’は、ドグ２２０’に接触したことを示すＯＮ信号を制御部３００に供給する。
【００７８】
工作機械１が備える検出機構として、以上のような検出機構２００’であってもよい。この場合、制御部３００は、ステップＳ１１及びステップＳ２１において、第２Ｘ軸モータ９４を駆動し、第２Ｘ軸スライド部９１を、ドグ２２０’の検出部２１０’に向く主面が検出部２１０’の先端部２１１’に近接する検出待機位置（例えば、Ｘｍ＝＋２００である場合に、ドグ２２０’の検出部２１０’に向く主面の座標がＸ＝＋４．０となる位置）まで移動させればよい。このようにすれば、上記と同様の基準位置取得処理及び補正量取得処理により補正量を取得し、取得した補正量を加味した、補正加工目標座標の位置においてワークＷを加工させることができる。
【００７９】
変形例１に係る工作機械１（第２加工機構６０）は、ワークＷを把持する主軸７１を回転可能に支持する主軸台７２が載置され、Ｘ軸方向（所定の軸方向の一例）に移動する第２Ｘ軸スライド部９１と、ワークＷを加工する工具Ｔｒを保持する工具台１００と、Ｘ軸方向には移動しない検出部２１０’（第１の部分の一例）と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動するドグ２２０’（第２の部分の一例）と、制御部３００と、を備え、制御部３００は、検出部２１０’とドグ２２０’が接触したことを検出する機能と、検出したことに基づいて検出時の第２Ｘ軸スライド部９１のＸ座標（所定の軸上の位置を示す値の一例）を取得する機能と、第１の検出時に取得したＸ座標値と第１の検出時後の第２の検出時に取得したＸ座標値との差をＸ軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する機能と、工具Ｔｒの位置を示す予め定められた加工目標座標（目標位置の一例）に取得した補正量を加味した補正加工目標座標が示す位置に第２Ｘ軸スライド部９１を移動させる機能と、を備える。
このような変形例１によっても、第１検出時と第２検出時との相対的な熱変位量に応じて補正量を取得しているため、室温、機械温度によらず、正確な熱変位補正が可能であり、暖気運転の時間をなくすか短縮することができる。また、ドグ２２０’を第２Ｘ軸スライド部９１に取り付け、検出部２１０’をＸ軸方向には移動しない位置に取り付けるだけでよいため、構成が簡単である。
【００８０】
（変形例２）
また、以上の実施形態及び変形例１では、検出部２１０又は２１０’が、タッチスイッチ（接触センサの一例）である例を示したが、これに限られない。
検出部２１０又は２１０’は、非接触センサであってもよい。非接触センサは、例えば、渦電流式距離測定器であり、自機と対象物であるドグ２２０又は２２０’との距離を測定し、計測値を制御部３００に供給するものである。具体的には、制御部３００は、渦電流式距離測定器が備えるコイルに高周波電流を流し、電磁誘導作用によってドグ２２０又は２２０’表面に渦電流を発生させることで、両者の距離に応じて変化するコイルのインピーダンスを取得し、取得したインピーダンス値に基づいて前記距離を測定する。
この場合、制御部３００は、上記ステップＳ１３及びステップＳ２３において、予め記憶しておいた距離に、測定値が達した時点でのＸ座標を取得すればよい。このようにしても、上記と同様の基準位置取得処理及び補正量取得処理により補正量を取得し、取得した補正量を加味した、補正加工目標座標の位置においてワークＷを加工させることができる。
【００８１】
このように、変形例２に係る工作機械１では、Ｘ軸方向（所定の軸方向の一例）には移動しない第１の部分と、第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動であり、第２Ｘ軸スライド部９１の移動と共にＸ軸方向に移動する第２の部分との一方は、非接触センサであり、制御部３００は、非接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方であるドグ２２０又は２２０’とが所定の距離だけ接近したことを検出する。
【００８２】
（その他の変形例）
以上の実施形態及び変形例では、制御部３００は、ワーク加工を開始し（ステップＳ２６）、１つのワークＷを加工するとステップＳ２０に処理を戻すものとしたが、これに限られない。制御部３００は、複数のワークＷを加工した後や、所定時間経過後に、ステップＳ２０の処理に戻すようにしてもよい。このようにすれば、毎回、検出機構２００に検出させずに済むので、加工時間を短縮することができる。
【００８３】
また、以上の実施形態及び変形例では、検出部２１０を第２Ｘ軸スライド部９１に対して不動な位置に取り付けることで、第２加工機構６０のＸ軸方向の熱変位を測定したが、これに限られない。検出部を第２Ｚ軸スライド部８４に対して不動な位置取り付けることで、第２加工機構６０のＺ軸方向の熱変位を測定してもよいし、同様にして、第１加工機構１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の熱変位を測定してもよい。この場合、ドグは、測定したい軸方向には移動しない位置に取り付けられる。つまり、任意の軸方向で熱変位量を測定してもよいし、全ての軸方向で熱変位量を測定してもよい。
【００８４】
また、以上の実施形態及び変形例では、サチレート時間に達した（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）後の補正量が、前回処理（サチレート時間に達する直前のステップＳ２４）における補正量であるものとしたが、これに限られない。制御部３００は、累積加工時間がサチレート時間に達したと判別した場合、サチレート時間に達する２つ前、３つ前の処理における補正量を加工目標座標に加味して補正加工目標座標を求めてもよい。
【００８５】
また、以上では、ドグ２２０又は検出部２１０’が第２Ｚ軸スライド部８４の側面に設置されている例を示したが、これに限られない。ドグ２２０又は検出部２１０’は、熱変位の測定方向（上記実施形態及び変形例ではＸ軸方向）に不動であればよいので、ドグ２２０又は検出部２１０’を、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に不動であるベッドＳに取り付けてもよい。
【００８６】
また、以上の実施形態及び変形例では、工具台１００をベッドＳに対して不動であるものとしたがこれに限られない。工具台１００は、例えば、主軸７１に対する工具Ｔｒの高さ方向の位置を調整することが可能な、Ｙ軸方向に移動できるものであってもよい。この場合、例えば、Ｙ軸移動部５０のような機構によって、工具台１００をＹ軸方向に移動させればよい。
【００８７】
また、接触センサはタッチスイッチに限られず、非接触センサは渦電流式距離測定器に限られない。接触センサ、非接触センサともに、公知の各種センサの中から任意に選択してもよい。
【００８８】
また、以上の実施形態及び変形例では、工作機械１を多機能旋盤として説明したが、これに限られない。第１加工機構１０のみに相当する工作機械や、第２加工機構６０のみに相当する工作機械であってもよい。また、工作機械は、フライス盤、ボール盤等であってもよい。
【００８９】
また、基準位置取得処理、補正量取得処理を制御部３００のＣＰＵが実行するためのプログラムは、制御部３００のＲＯＭに予め記憶されているものとして説明したが、このような動作プラグラム及び各種データは、工作機械１に含まれるコンピュータに対して、着脱自在の記録媒体により配布・提供されてもよい。さらに、動作プログラム及び各種データは、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器からダウンロードすることによって配布されるようにしてもよい。
【００９０】
そして、各処理の実行形態も、着脱自在の記録媒体を装着することにより実行するものだけではなく、電気通信ネットワーク等を介してダウンロードした動作プログラム及び各種データを内蔵の記憶装置に一旦格納することにより実行可能としてもよいし、電気通信ネットワーク等を介して接続された他の機器側のハードウェア資源を用いて直接実行してもよい。さらには、他の機器と電気通信ネットワーク等を介して各種データの交換を行うことにより各処理を実行してもよい。
【００９１】
なお、本発明は上記の実施形態、変形例、及び図面によって限定されるものではない。適宜変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９２】
１ …工作機械
Ｓ …ベッド
１０ …第１加工機構
２０ …ワーク保持部
３０ …第１Ｚ軸スライド機構
４０ …工具移動機構
４１ …固定台
４４ …Ｘ軸移動部
５０ …Ｙ軸移動部
６０ …第２加工機構
７０ …ワーク保持部
８０ …第２Ｚ軸スライド機構
９０ …第２Ｘ軸スライド機構
１００ …工具台
２００ …検出機構
３００ …制御部
２００’…変形例１に係る検出機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記ワークを加工する工具を保持する工具台と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記工作機械の動作時間に基づいて累積加工時間を算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段が算出した累積加工時間が予め定められた所定期間に達したか否かを判別する判別手段と、をさらに備え、
前記判別手段によって前記累積加工時間が前記所定期間に達したと判別された場合、前記駆動制御手段は、前記補正量取得手段が前記所定期間に達する前に取得した補正量を前記目標位置に加味した位置に前記スライド部を移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記補正量取得手段は、１より小さい値の係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記工具台は、前記工具を複数保持し、
前記補正量取得手段は、複数の工具のうち少なくとも１つの工具の前記所定の軸上の位置を示す値と前記スライド部の前記所定の軸上の最大移動量との比であって１より小さい値の係数を算出し、算出した係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、接触センサであり、
前記検出手段は、前記接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが接触したことを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項６】
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、非接触センサであり、
前記検出手段は、前記非接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが所定の距離だけ接近したことを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項７】
前記所定の軸方向は、前記ワークの径方向であり、前記スライド部を前記所定の軸と直交する軸方向に移動させる移動機構をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項８】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御する制御装置であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御するプログラムであって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する処理と、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する処理と、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する処理と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項１０】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械による加工方法であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出するステップと、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得するステップと、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得するステップと、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させるステップと、を備える、
ことを特徴とする工作機械による加工方法。
【請求項１】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記ワークを加工する工具を保持する工具台と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記工作機械の動作時間に基づいて累積加工時間を算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段が算出した累積加工時間が予め定められた所定期間に達したか否かを判別する判別手段と、をさらに備え、
前記判別手段によって前記累積加工時間が前記所定期間に達したと判別された場合、前記駆動制御手段は、前記補正量取得手段が前記所定期間に達する前に取得した補正量を前記目標位置に加味した位置に前記スライド部を移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記補正量取得手段は、１より小さい値の係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記工具台は、前記工具を複数保持し、
前記補正量取得手段は、複数の工具のうち少なくとも１つの工具の前記所定の軸上の位置を示す値と前記スライド部の前記所定の軸上の最大移動量との比であって１より小さい値の係数を算出し、算出した係数を前記熱変位量に掛けたものを補正量として取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項５】
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、接触センサであり、
前記検出手段は、前記接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが接触したことを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項６】
前記第１の部分と前記第２の部分の一方は、非接触センサであり、
前記検出手段は、前記非接触センサと、前記第１の部分と前記第２の部分の他方とが所定の距離だけ接近したことを検出する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項７】
前記所定の軸方向は、前記ワークの径方向であり、前記スライド部を前記所定の軸と直交する軸方向に移動させる移動機構をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の工作機械。
【請求項８】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御する制御装置であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する位置取得手段と、
前記位置取得手段が第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する補正量取得手段と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に前記補正量取得手段が取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる駆動制御手段と、を備える、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械の動作を制御するプログラムであって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出する処理と、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得する処理と、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得する処理と、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させる処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項１０】
ワークを把持する主軸を回転可能に支持する主軸台が載置され、所定の軸方向に移動するスライド部と、
前記所定の軸方向には移動しない第１の部分と、
前記スライド部に対して不動であり、前記スライド部の移動と共に前記所定の軸方向に移動する第２の部分と、を備える工作機械による加工方法であって、
前記第１の部分と前記第２の部分とが接触したこと又は所定の距離だけ接近したことを検出するステップと、
検出したことに基づいて検出時の前記スライド部の前記所定の軸上の位置を示す値を取得するステップと、
第１の検出時に取得した位置を示す値と前記第１の検出時後の第２の検出時に取得した位置を示す値との差を前記所定の軸方向における熱変位量として算出し、算出した熱変位量に応じて補正量を取得するステップと、
前記ワークを加工する工具の位置を示す予め定められた目標位置に取得した補正量を加味した位置に前記スライド部を移動させるステップと、を備える、
ことを特徴とする工作機械による加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８２０２２（Ｐ２０１３−８２０２２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２３７５（Ｐ２０１１−２２２３７５）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００１３３５９３）株式会社ツガミ (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００１３３５９３）株式会社ツガミ (28)
【Ｆターム（参考）】
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