JP2014168837A - 工作機械及び、工作機械によるワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多角形や偏心ピンなどのワーク形状であっても、その加工途中に主軸からワークを取り外すことなく加工誤差を測定し仕上げ加工できる工作機械を提供する。
【解決手段】加工具台には、先端部が円弧面部又は球面部であって、当該先端部がワークｗの被加工面に当接されたときに主軸の径方向へ変位する接触体１２が取り付けられている。工作機械は、接触体１２の先端部の径とワークｗの目標形状データとに基づいて、ワークｗが一回転する際の主軸と先端部の曲率中心ｃ２位置との間の距離を規定する測定データを作成する。加工具台は、測定データに基づいて接触体１２の先端が被加工面に当接する位置に接触体１２を移動させ、接触体１２が検出した主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得する。
【選択図】図８

Description

本発明は、偏心ピンや或いは異形のカム等を有するワークを加工する工作機械、及び、該工作機械によるワークの加工方法に関する。

プレス機械等に利用される偏心ピンやカム等のワークを研削する際に、研削が終了したワークを取り外し、研削誤差を測定する別の機器に取り付けた後、得られた誤差情報に基づき再度、ワークを工作機械に取り付けて仕上げることが行われている。しかし、プレス機械等に利用される偏心ピンやカム等のワークは重量が重く作業が容易でない。

一方、自動車のクランクシャフト等の比較的軽量のワークについては、例えば、特許文献１に開示されるように、断面形状が真円形状のクランクピン（偏心ピン）の外周面を被加工面とするクランクシャフトをＣＮＣ（コンピュータ数値制御）研削盤で研削する技術が知られている。このＣＮＣ研削盤は主軸にワークを支持させた状態下で、研削途中のワークの回転中心回りの各回転位相角に対応するクランクピンの被加工面の半径長を測定手段により測定し、この測定により得られた被加工面の半径長情報に基づいて、被加工面の加工誤差を補正するための補正データを演算し、この補正データにより砥石位置データの補正された加工データによる仕上げ研削を行うことにより、加工誤差を最小化させる。

特開２００１―８８０２６号公報

特許文献１のＣＮＣ研削盤は被加工面の断面形状が円形のワークを対象とし、ワークの各回転位相角に対応した半径長を測定する。一方でこの測定手段は、鈎形の接触子を用いて測定を行うため、偏心した被加工面の断面形状が非真円形であるカムや、被加工面の一部が平面であるワークや、被加工面が複数の平面の組合せからなっている多角形であるワークを計測できない。回転する多様な形状のワークに対して、鈎形の接触子を被加工面に接触させた状態で保持するように揺動アームを制御するのは困難であるし、大型の偏心ピン測定に先鋭化した鈎形の接触子を用いるとその先端の形状を維持するのは磨耗・破損により困難だからである。

従って、多角形や大型の偏心ピンなどのワークについては、工作機械自体に加工誤差を測定する装置を付けて測定するものは見当たらない。

本発明は、被加工面の断面形状が例えば真円形、非真円形の偏心ピン又は多角形などのワークであっても、その加工途中に主軸からワークを取り外すことなく被加工面を測定し許容誤差範囲内の精度による加工を行うことを可能とする工作機械、及び、工作機械によるワークの加工方法を提供することを目的としている。

上記課題を達成するための、本発明に係る工作機械は、ワークを支持し該ワークを回転させる主軸と、前記ワークを加工する加工具を支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ前記加工具を移動する加工具台と、前記ワークの目標形状データに基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記加工具との間の距離を規定する加工データを作成する数値制御部と、前記加工具台に取り付けられ、前記ワークの被加工面に当接される先端部が円弧面部又は球面部の接触体であって、当該先端部が前記ワークの被加工面に当接されたときに前記主軸の径方向へ変位する接触体とを有し、前記数値制御部は、前記接触体の先端部の径と前記ワークの目標形状データとに基づいて、前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記先端部の曲率中心位置との間の距離を規定する測定データを作成し、前記加工具台は、前記測定データに基づいて前記接触体の先端が被加工面に当接する位置に前記接触体を移動させ、前記数値制御部は、前記接触体が検出した前記主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得することを特徴とする。

本発明によれば、接触体の先端部が円弧面部又は球面部であるので、加工すべき目標被加工面の断面形状が例えば真円形、非真円形又は多角形などのワークであっても或いは目標被加工面の対象箇所が加工中に遊星運動される偏心形状のワークであっても、ワークに接触した際は、先端部の円周上の一点がワークの接触面を接線として必ず当接する。この当接により、主軸の径方向に接触体が移動する移動量が計測されることになる。

本発明の実施例に係る工作機械の一種である研削盤の平面図である。 図１中の砥石台を左方から見た側面図である。 図２中の接触体の主要部を示す斜視図である。 上記研削盤の制御ブロック構成を示す図である。 ワーク形状を示す図である。 上記研削盤によるワークの加工方法を示すフローチャートである。 上記研削盤による研削加工中における砥石とワークの関係を主軸方向から見た側面視説明図である。 上記研削盤によりワークの測定を実施している様子を示す側面視説明図である。 上記研削盤で研削加工できる被加工面の断面形状を例示している。 上記実施例の第１変形例に係る砥石台周辺の構造を示す図である。 上記実施例の第１変形例に係るワークの測定方法を示すフローチャートである。 上記実施例の第２変形例に係る砥石台７周辺の構造を示す図である。 上記実施例の第３変形例に係り、ワークの測定状況を示す側面視説明図である。

以下に、本発明の工作機械として研削盤を例として説明する。
まず図１〜図３を参照して研削盤１００の機械構成について説明する。図１は研削盤１００の平面図で、図２は図１中の加工具台（以下、研削盤を示すことから砥石台と称す）７を左方から見た側面図で、図３は図２中の接触体１２の主要部を示す斜視図である。

研削盤１００は、機械台１と、作業テーブル２と、Ｚ軸モータ３と、主軸台４と、Ｃ軸モータ５と、心押台６と、砥石台７と、Ｘ軸モータ８と、加工具としての砥石９と、砥石用の駆動モータ１０とから構成されている。研削盤１００において、左右方向がＺ軸方向であり、前後方向がＸ軸方向である。

機械台１は、床面に据え付けられている。この機械台１上面の手前側（図１の下方）に、作業テーブル２がＺ軸方向に移動可能に支持されている。この作業テーブル２の移動は、機械台１に取り付けられたＺ軸モータ３の駆動により行われる。Ｚ軸モータ３にはＺ軸エンコーダ３ａが取り付けられている。主軸台４は、作業テーブル２上の図１の左側に載置されてあって、主軸４ａ中心軸回りに回転可能なＣ軸を備えている。主軸４ａの回転は、主軸台４に取り付けられたＣ軸モータ５の駆動により行われる。

心押台６は、主軸台４に対向するように作業テーブル２上の図１の右側に載置されている。そして、主軸４ａと心押台６とがワークｗを挟み付け支持する。このように支持されたワークｗは主軸４ａに固定されたチャック４ｂを介して主軸４ａに固定される。
砥石台７は、機械台１の上面のうち後方（図１の上方）に、Ｘ軸方向に移動可能に支持されている。この砥石台７の移動は、機械台１に取り付けられたＸ軸モータ８の駆動により行われる。Ｘ軸モータ８にはＸ軸エンコーダ８ａが取り付けられている。そして、砥石台７の左側には砥石９が、砥石軸（工具軸）１１回りに回転可能に支持されている。ここで、砥石軸１１(軸の中心ｃ１)は、主軸中心ｅ１に平行である。また、砥石９は円盤形状である。この砥石９は、ベルトを介して、砥石９用の駆動モータ１０により回転される。

砥石台７上には接触体１２及びこれのＸ軸方向の位置を検出するリニアスケール１３からなる。スケール旋回部１４は、リニアスケール１３及び接触体１２の位置を変更するものである。スケール旋回部１４により、リニアスケール１３及び接触体１２は、ワークｗの研削加工が行われている最中は図２中の位置ａ２に移動しているが、ワークＷの測定をするとき接触体１２は砥石９がワークｗに当接する半径の延長上（図２中の位置ａ１）に移動する。

接触体１２は図３Ａに例示する円弧面ｂ１或いは図３Ｂに示す球面ｂ２を有しており、円弧でもってしてワークｗの切削箇所である偏心ピンｗ１に接触する。この接触体１２の円弧は、接触体１２の重量を重くしない程度に小さいものが望ましい。
次に制御ブロック構成について図１及び図４を参照して説明する。図４は研削盤１００の制御ブロック構成を示す図である。

研削盤１００はコンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）であって、数値制御部２００として記憶部１５、ＣＰＵ１６を有している。
記憶部１５は、目標プロファイルデータ、測定データ、加工誤差データ、補正プロファイルデータ及びＣＰＵ１６で実行される制御プログラム１５ａを記憶する。目標プロファイルデータは偏心ピンｗ１の目標形状データである。測定データは研削された被加工面を測定して得られたデータであり、加工誤差データは軸（Ｃ軸）４ａの各回転位相角及びこれに対応する加工誤差からなるデータであり、補正プロファイルデータは主軸４ａの各回転位相角に対応する被加工面の加工誤差で、目標プロファイルデータと測定データに基づいて作成されるデータである。

制御プログラム１５ａをＣＰＵ１６により実行することにより、数値制御部２００は、例えば、目標プロファイルデータに基づいて加工データを作成し、この加工データによりモータ駆動部１７を制御する。このとき、最初の研削加工では目標プロファイルデータに基づく加工データによってモータ駆動部１７を制御する。位置検出部１８は、位置データを数値制御部２００にフィードバックする。また数値制御部２００は、スケール駆動部１９を用いてスケール旋回部１４を制御する。

モータ駆動部１７は、Ｘ軸モータ８及びＸ軸エンコーダ８ａ、Ｚ軸モータ３及びＺ軸エンコーダ３ａ、及び、Ｃ軸モータ５及びＣ軸エンコーダ５ａに接続されている。モータ駆動部１７は、Ｚ軸モータ３、Ｃ軸モータ５及びＸ軸モータ８を駆動する。ワークｗを研削加工するために制御プログラム１５ａにおいて加工データによる位置制御が実行されている場合には、モータ駆動部１７は、作業テーブル２のＺ軸方向位置、主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度、主軸４ａと砥石台７との相対位置を制御する。また制御プログラム１５ａにおいて研削加工結果の測定が実行されている場合には、モータ駆動部１７は、接触体１２が偏心ピンｗ１に当接するように、主軸４ａ、作業テーブル２および砥石台７を駆動させる。

位置検出部１８は、Ｚ軸モータ３の回転角を入力されて作業テーブル２のＺ軸方向位置を検出し、Ｘ軸モータ８の回転角を入力されて砥石台７のＸ軸方向位置を検出する。さらに、位置検出部１８は、Ｃ軸モータ５の回転角を入力されて主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度を検出する。加工データによるワークｗの研削が実行されている場合には、位置検出部１８は入力された位置情報に基づいて各作動部の位置を位置データとして検出し、この位置データは、制御プログラム１５ａにフィードバックされる。

スケール駆動部１９は、制御プログラム１５ａから測定開始信号が出力された場合に、退避位置である起立姿勢のリニアスケール１３及び接触体１２を砥石軸１１回りの主軸４ａ側へ張り出すように位置させて、接触体１２のＸ軸方向位置が砥石９の回転中心と同一水平面上に配置する。そして制御プログラム１５ａから測定終了信号が出力されたときには、接触体１２及びリニアスケール１３を元位置へ復帰させるように回動させる。

制御プログラム１５ａによる研削結果の測定は、主軸（Ｃ軸）４ａを１ピッチ（例えば０．５度）回転するごとに、その時点の位置検出部１８の出力、及び、リニアスケール１３の出力を、主軸（Ｃ軸）４ａが予め決定されている基準位置から３６０度回転するまで測定して、主軸（Ｃ軸）４ａが基準位置から３６０度回転するまでの、１ピッチ（例えば０．５度）ごとのＣ軸回りの各回転位相角と、これに対応する砥石台７のＸ軸方向位置（Ｘ座標値）、及び、接触体１２のＸ軸方向位置についての測定データを作成し、記憶部１５に記憶する。

制御プログラム１５ａは、測定データと、目標プロファイルデータとに基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａの各回転位相角に対応する被加工面箇所の加工誤差を演算し、主軸（Ｃ軸）４ａの各回転位相角、及び、これに対応する加工誤差からなる加工誤差データを作成し、記憶部１５に記憶させる。

制御プログラム１５ａは、加工誤差データと、目標プロファイルデータとに基づいて、加工誤差が最小化される研削が実行されるように目標プロファイルデータを補正した補正プロファイルデータを作成し、各種データ記憶部１５に記憶させる。この補正プロファイルデータに従い、制御プログラム１５ａは、新たな加工データを作成し、この新たな加工データによる制御を実行し、被研削面の補正加工を実行する。

図５に、ワークｗの形状を示し、図５Ａは正面図で図５Ｂは側面図である。研削するワークｗは回転中心ｅ１から偏心した位置（中心ｅ２）に円形状の偏心ピンｗ１を有しており、回転中心ｅ１は円形状の偏心ピンｗ１の断面内を通過しているものとする。

次に上記研削盤１００により偏心ピンを研削加工する方法について説明する。図６は、この研削における処理を示すフローチャートである。
ワークｗは、主軸（Ｃ軸）４ａのセンタ４ｃと心押台６のセンタ６ａの間に嵌合されて研削盤１００上にて主軸（Ｃ軸）４ａ回りの回転可能に支持される。

まず、ステップ１では、ワークの形状データ、及び機械条件についてのデータなどを入力部２３から入力し記憶部１５に記憶する。機械条件についてのデータとしては、素材ワークｗに対する切込み量ｋ１、砥石９の径（砥石径）、接触体１２先端の半径、リニアスケール１３の検出位置がゼロである時点における接触体１２の曲率中心ｃ２から砥石軸１１中心までの距離である。

ステップ２では、入力部２３からの加工開始操作により、制御プログラム１５ａは、第一研削工程の必要なデータ処理を開始する。ここに第１研削工程とは、ワークｗの仕上げ寸法近傍までの加工を実行する工程である。

上記開始操作により数値制御部２００は研削加工を実行する前に次の処理を実行する。
目標プロファイルデータ、砥石９の径及び予め定めた切込速度などに基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度（ワーク回転位相角θ１に合致する。）及びこれに対応する砥石台７のＸ軸方向位置（Ｘ軸座標値）などからなる加工データ（加工用ＣＸデータ）を作成し、記憶部１５に記憶させる。

また目標プロファイルデータ、砥石径、リニアスケール１３の検出位置がゼロであるときの接触体１２先端の曲率中心ｃ2から砥石軸１１の中心ｃ１までの距離ｍ１（図１）、及び、接触体１２の曲率半径Ｒ２に基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相度θ１及びこれに対応する砥石台７のＸ軸座標値からなる測定用データ（測定用ＣＸデータ）を作成し、各種データ記憶部１５に記憶させる。

ステップ３では、数値制御部２００が加工用ＣＸデータに基づいて、主軸（Ｃ軸）４ａと砥石台７との相対位置を制御してワークｗの研削加工を行わせる。

図７はこの研削加工中における砥石９とワークｗの関係を心押台６方向から見た側面視説明図である。ワークｗが回転中心ｅ１回りに偏心ピンｗ１を遊星運動させながら砥石９により漸次に研削加工される。砥石９の半径Ｒ１、偏心ピンの半径ｒ、回転中心ｅ１と偏心ピンの中心ｅ２との距離ｐとすると、図７のように主軸（Ｃ軸）４ａがθ１回転したときの回転中心ｅ１と砥石９の距離Ｌ１は、
（式１）
Ｌ１＝ｐ＊ｃｏｓθ１＋√[（Ｒ１＋ｒ）^２−(ｐ＊ｓｉｎθ１)^２]
で求められる。回転中心ｅ１と砥石９の回転中心との距離Ｌ１が、この値よりも大きい、仕上げ寸法近傍までワークｗの研削加工を行う。

ステップ４では、数値制御部２００が実際の切込量が中断切込量に達したか確認する。
ステップ５では、位置制御部は第１研削工程を中断する。そして、砥石台７をワークｗから離れる側（後側）に移動させる。第１研削工程の中断時における偏心ピンｗ１の外周面の直径は必要な仕上げ代分大きい状態である。
ステップ６では、制御プログラム１５ａは、測定工程を開始する。まず、主軸（Ｃ軸）４ａは、その回転位相角θ１がゼロである原点に割り出されて一時停止される。

ステップ７では、制御プログラム１５ａがリニアスケール１３及び接触体１２を図８中の収納位置ａ２から使用位置ａ１に移動させ位置決めさせる。そして主軸（Ｃ）４ａの一時停止中に、このときの主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１に対応する測定用ＣＸデータにおける砥石台７のＸ軸座標値の位置に砥石台７を移動させる。これにより接触体１２先端は図８Ａに示すように偏心ピンｗ１に押圧状に当接されその位置を一時保持される。このときの接触体１２のＸ軸方向位置をリニアスケール１３の出力から検出し、この検出に対応する主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１を位置検出部１８の出力から読み込む。

図８はワークの測定を実施している様子を示す側面視説明図である。図８Ａは主軸４ａが原点にあるときの測定状況を示し、図８Ｂは主軸４ａがθ１回転したときの測定状況を示している。

ワークｗを回転中心ｅ１回りに回転させながら接触体１２により測定を行う。偏心ピンｗ１との接触面を接線として接触体１２は偏心ピンｗ１と当接している。一方、接触体１２との接触面を接線として偏心ピンｗ１は接触体１２と当接しているため、偏心ピンｗ１の中心ｅ２と接触体１２の曲率中心ｃ２は直線で結ばれる。従って、接触体１２の半径Ｒ２、偏心ピンの半径ｒ、回転中心ｅ１と偏心ピンの中心ｅ２との距離ｐとすると、図７のように主軸（Ｃ軸）４ａがθ１回転したときの回転中心ｅ１と接触体１２先端の曲率中心ｃ２の距離Ｌ２は、
（式２）
Ｌ２＝ｐ＊ｃｏｓθ１＋√[（Ｒ２＋ｒ）^２−(ｐ＊ｓｉｎθ１)^２]
で求められる。測定用ＣＸデータは、接触体１２が偏心ピンｗ１に接触する位置のデータとして砥石台７を制御する。回転中心ｅ１と接触体１２先端の曲率中心ｃ２との間の間隔が距離Ｌ２となるように維持して、主軸（Ｃ軸）４ａを一回転させる。一回転させる間に、リニアスケール１３に、上記計算上のＬ２との差異が測定される。

一回転、連続に行う代わりに、間欠的に測定を行っても良い。
ステップ８において、数値制御部２００は砥石台７を後側へわずかに移動させ、この後、主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１を１ピッチ（例えば０．５度）変化させて主軸（Ｃ軸）４ａの回転を一時停止させる。

数値制御部２００は、砥石台７の一時停止中に、ステップ７に戻り、先と同様に、砥石台７を測定用ＣＸデータのうち主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１に対応するＸ軸座標値の位置に移動させ、接触体１２の円弧面部ｂ１又は球面部ｂ２を偏心ピンｗ１の被測定箇所上の点に当接させその位置を一時保持させる。この一時保持中に、位置検出部１８は、接触体１２のＸ軸方向の位置をリニアスケール１３により検出し、この検出に対応する主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１を取得し、数値制御部２００へ出力する。

間欠的に測定を行った場合は、主軸（Ｃ軸）４ａによるワークｗの回転が一時停止されているときに接触体１２の円弧面部ｂ１又は球面部ｂ２がワークｗに押し当てられることから、接触体１２がワークｗの回転力の影響を受ける現象が回避され、リニアスケール１３による接触体１２のＸ軸方向位置の検出が正確に行われるという利点が得られる。

ステップ１０では、主軸（Ｃ軸）４ａの回転位相角θ１が３６０度に達したか確認する。ＮＯの場合はステップ７へ戻り、ＹＥＳの場合は次のステップ１１へ移行する。
ステップ１１では、主軸（Ｃ軸）４ａの１回転範囲の各回転位相角θ１と、これに対応するリニアスケール１３の検出値であって砥石台７上における接触体１２のＸ軸方向位置からなる加工誤差データを作成し、記憶部１５に記憶する。

ステップ１２では、数値制御部２００が加工誤差データを読み込み、仕上げ加工を実行させる。この補正加工の後、スパークアウトを行い、加工誤差が許容値内である否か確認し、加工誤差が許容値内でない場合に再び補正加工を行うなどといったことは必要に応じ任意に行えばよい。

切削箇所として断面円形状の偏心ピンｗ１を有するワークｗの加工については既述したが、切削箇所の他の形状として、例えば真円形ではなく、図９中の（Ａ）〜（Ｈ）に示すようなもの（例えば曲率が連続的に変化する歪円形、曲率が不連続となる箇所を生じさせる直線箇所又は曲線箇所を有する歪円形、又は、三角形や四角形などの多角形）がある。このような形状の加工であっても、加工すべき表面の形状が目標プロファイルデータとして定義されていれば、砥石９による加工は可能である。砥石９は中心ｃ１とした円弧であることから、ワークｗに接触した際は、砥石９の円周上の一点がワークｗの接触面を接線として必ず当接する。目標プロファイルデータとして定義されていれば、砥石９の径が予め決められた円であるので、ワークｗの回転中心と砥石９の中心の間の距離を、目標プロファイルデータと砥石９の径とから演算により求めることができ、そのような装置は公知である。

上記した本実施例によれば、接触体１２先端は曲率中心ｃ２とした円弧であることから、ワークｗに接触した際は、先端部の円周上の一点がワークｗの接触面を接線として必ず当接する。円形の砥石９と同じアルゴリズムを用いれば、ワークｗの回転中心と接触体１２先端の曲率中心との間の距離が求まる。上記例においては、式１と式２の相違は、砥石９の半径Ｒ１を用いたか、接触体１２先端の半径Ｒ２を用いたかが相違しているに過ぎない。このように、他の形状に対しても容易に補正加工により高精度の加工を行わせることができる。

次に上記実施例の変形例について説明する。
（１）第１変形例
図１０は第１変形例に係る砥石台７周辺の構造を示し図１０Ａは正面図で図１０Ｂは側面図である。
この変形例では上記した接触体１２及びリニアスケール１３に代えて、接点信号出力タイプの測定手段３０が砥石台７上に設けられる。この測定手段３０は揺動支持部３１、タッチセンサ３２及びセンサ駆動部３３からなっている。揺動支持部３１は砥石台７に固定された軸受に支持軸３４をＸ軸方向に沿う回動可能に支承されている。支持軸３４の左端にはアーム部材３５が固定され、このアーム部材３５の先端にタッチセンサ３２が固定される。

タッチセンサ３２は内方に接点を備え該接点の閉鎖によりタッチ信号を出力する本体部３２ａと、この本体部３２ａに弾力に抗する傾動可能に突設されたプローブ３２ｂとを備えている。プローブ３２ｂは既述の接触体１２に対応するものであり、他物に接触することで傾動し、この傾動に関連して本体部３２ａ内の接点を開閉させる構成とされている。

プローブ３２ｂの先端は接触体１２の場合に準じて円弧面部又は球面部からなる接触箇所が形成されるのであり、これの曲率中心や曲率半径は明確にされている。プローブ３２ｂは成る可く広い範囲の任意方向へ傾動可能とされ、何れの方向へ傾動される場合にもプローブ３２ｂの僅かな傾動に関連して精度よく接点が開閉される構成が好ましい。

センサ駆動部３３は支持軸３４を９０度以下の範囲内で回動させるもので、センサ用モータ３３ａとモータ駆動部３３ｂからなっている。センサ用モータ３３ａは支持軸３４に連動連結されている。そしてセンサ駆動部３３は制御プログラム１５ａから出力される測定開始信号に基づいてセンサ用モータ３３ａを作動させることにより、支持軸３４及びアーム部材３５を介してプローブ３２ｂの接触箇所を砥石９存在領域の前側である測定可能位置に仮想線で示すように移動させ、また制御プログラム１５ａから出力される測定終了信号に基づいてセンサ用モータ３３ａを逆作動させることにより、アーム部材３５及びプローブ３２ｂをワークｗ加工の障害とならない収納状態位置（実線で示す位置）に移動させるものである。

次に該変形例の作用を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップ１ではセンサ駆動部３３は制御プログラム１５ａから測定開始信号が入力されると、プローブ３２ｂをこれの収納状態位置から測定可能位置に移動させ位置決めした状態とする。この状態では、プローブ３２ｂの接触箇所の曲率中心は主軸（Ｃ軸）４ａ中心線と砥石軸１１中心線とを含む平面上に合致された状態に保持される。

ステップ２では、制御プログラム１５ａは主軸（Ｃ軸）４ａを原点に割り出すことにより、主軸（Ｃ軸）４ａに支持され固定されたワークｗをこれの回転位相角θ１がゼロの位置に割り出す。
続いて、ステップ３では、制御プログラム１５ａはプローブ３２ｂの接触箇所をワークｗの偏心ピンｗ１の外周面に接触させるため、砥石台７をＸ軸方向の主軸（Ｃ軸）４ａ側に移動させる。ステップ４では、タッチ信号が出たか確認する。タッチ信号はプローブ３２ｂの接触箇所の曲率中心が主軸（Ｃ軸）４ａ中心線と砥石軸１１中心線とを含む平面上に位置したと見なし得る状態で発せられる。

この確認において、ＮＯの場合はステップ３に戻り砥石台７を再びＸ軸方向の主軸（Ｃ軸）４ａ側に移動させる。ＹＥＳの場合にはステップ５に移行し、記憶部１５にタッチ信号が出たときの砥石台７のＸ軸方向位置を位置検出部１８の出力から読み込ませ記憶させる。

次にステップ６において、制御プログラム１５ａは砥石台７を後側へ僅かに移動させた後、主軸（Ｃ軸）４ａを１ピッチ割り出させる。そしてステップ７では、主軸（Ｃ軸）４ａが３６０度回転したか確認する。この確認において、ＮＯの場合はステップ３に戻りステップ３〜ステップ７までの処理を再び実行する。ＹＥＳの場合にはステップ８に移行する。これにより、記憶部１５は主軸（Ｃ軸）４ａの割り出し角に対応する各回転位相角θ１でのＸ軸方向位置の測定データを記憶した状態となる。この後の処理は先の実施例と同様に行われる。

（２）第２変形例
図１２は第２変形例に係る砥石台７周辺の構造を示し図１２Ａは正面図で図１２Ｂは側面図である。
この変形例の測定手段３０は上記第１変形例に代わるもので、支持部３１、センサ駆動部３３及びタッチセンサ３２からなっている。支持部３１は砥石台７に固定されたもので、これにはＸ軸方向に沿って後上がり状に傾斜された支持面ｎ１が形成されている。センサ駆動部３３は支持部３１の支持面ｎ１上に固定された測定用往復駆動装置からなり、このセンサ駆動部３３に組み込まれた測定用モータに電力を供給する測定用モータ駆動部３３ｂを備えている。センサ駆動部３３の出力部ｐ１は測定用往復駆動装置の作動によりＸ軸方向に沿った後上がり状の直線方向へ往復移動されるようになっている。タッチセンサ３２は第１変形例の場合と同様なものであって出力部ｐ１に固定されている。

センサ駆動部３３は制御プログラム１５ａから出力される測定開始信号に基づいて測定用往復駆動装置の測定用モータを作動させることにより、出力部ｐ１を介してプローブ３２ｂの接触箇所を砥石９存在領域の前側である測定可能位置に仮想線で示すように移動させ、また制御プログラム１５ａから出力される測定終了信号に基づいて前記測定用モータを逆作動させることにより、出力部ｐ１及びプローブ３２ｂをワークｗ加工の障害とならない収納状態位置（実線で示す位置）に移動させるものである。プローブ３２ｂの接触箇所が測定可能位置に移動され出力部ｐ１が位置決めされた後のプローブ３２ｂの自由状態では、その接触箇所の曲率中心は主軸（Ｃ軸）４ａ中心線と砥石軸１１中心線とを含む平面上に正確に合致された状態に保持される。
この第２変形例の測定手段３０による測定作動は第一変形例の測定手段３０のそれに準じて実行される。

（３）第３変形例
図１３は第３変形例に係り、ワークｗの測定状況を示す側面視説明図である。
上記した実施例或いは第１又は第２変形例の何れの研削盤であっても、図１３に示すようにワークｗと接触体１２とが接触した接触点における被加工面ｗ２部分をなす微小範囲面と接触体１２の移動方向であるＸ軸方向との交叉角α１（接触角）が小さくなる場合には、測定の精度を得るのが難しくなる。

このような不都合に対処するには、被加工面ｗ２の形状測定において上記接触角α１が大きくなるようにするのであり、具体的には、次のａ〜ｃのように変形する。
ａ：図１３Ａに示すように、Ｘ軸方向に対する任意なオフセット角θ２の半径方向に、接触体１２（プローブ３２ｂを含む）を１つ追加して設け、追加された接触体１２の接触箇所１２ａが、主軸（Ｃ軸）４ａを回転中心とする半径方向のうちＸ軸に直交するＹ軸方向の直線上を変位することで被加工面ｗ２の形状を測定する構成とする。
ｂ：図１３Ｂに示すように、接触体１２（プローブ３２ｂを含む）を複数設け、主軸（Ｃ軸）４ａを回転中心とする半径方向のうち、Ｘ軸方向に対する任意なオフセット角θ２を持つ複数の方向の各直線上をこれに対応する１つの接触体１２が変位することで被加工面ｗ２の形状を測定するようにしても差し支えない。リニアスケール１３やタッチセンサ３２は砥石台７上に設けずに他の機構により主軸（Ｃ軸）４ａに近接離反させてもよい。ただし、この場合は各直線について、オフセット角θ２が明確にされていなければならない。

第３変形例においては、主軸（Ｃ軸）４ａの回転中心を通る線上の変位を得ることができるため、制御プログラム１５ａは、接触体１２（プローブ３２ｂを含む）のオフセット角に相当する角度を用いて主軸（Ｃ軸）４ａの回転角度θ１を補正し、Ｘ軸方向の変位に変換することができる。

ワークｗの回転角度に応じて、接触角α１が大きくなる接触体１２が選択されてワークｗの被加工面ｗ２と接触させて、加工誤差データを取得することにより、測定の精度を向上させることができる。

＜その他の実施例＞
本発明に係る工作機械としては、加工具にフライス用切削刃を使用し、横軸式のフライス盤として使用することもできるのであり、また加工具として木工用の溝切り刃を使用し木工用溝切り機械として使用することもできる。上記例においては、主軸（Ｃ軸）４ａの回転中心は円形状の偏心ピンの断面を通過している（図５Ａ）が、主軸（Ｃ軸）４ａが回転中心が偏心ピンの断面を通過していない場合は、接触体１２先端の半径Ｒ２を大きくして、どの回転角度θ１でも接触体１２が接触するようにしなくてはならない。

１ 機械台
４ａ 主軸（Ｃ軸）
７ 加工具台（砥石台）
９ 砥石
１１工具軸（砥石軸）
１２ 接触体
ｗ ワーク

Claims (8)

1. ワークを支持し該ワークを回転させる主軸と、
   前記ワークを加工する加工具を支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ前記加工具を移動する加工具台と、
   前記ワークの目標形状データに基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記加工具との間の距離を規定する加工データを作成する数値制御部と、
   前記加工具台に取り付けられ、前記ワークの被加工面に当接される先端部が円弧面部又は球面部の接触体であって、当該先端部が前記ワークの被加工面に当接されたときに前記主軸の径方向へ変位する接触体とを有し、
   前記数値制御部は、前記接触体の先端部の径と前記ワークの目標形状データとに基づいて、前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記先端部の曲率中心位置との間の距離を規定する測定データを作成し、
   前記加工具台は、前記測定データに基づいて前記接触体の先端が被加工面に当接する位置に前記接触体を移動させ、
   前記数値制御部は、前記接触体が検出した前記主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得することを特徴とする工作機械。
2. 前記数値制御部は、前記ワークを一回転させている間に前記加工誤差データを、回転角度と対応させて取得することを特徴とする請求項１の工作機械。
3. 前記数値制御部は、前記ワークを所定の回転角度毎に間欠的に回転させ、角度毎に前記加工具台を一旦ワークから後退させてから、再度ワークに当接させることを特徴とする請求項２の工作機械。
4. 前記数値制御部は、前記ワークの回転を所定ステップ毎に一時停止し、一時停止されたタイミングで前記加工誤差データを取得することを特徴とする請求項１の工作機械。
5. 前記加工具は円形状の砥石であり、前記加工具台は前記砥石を回転支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ移動する加工具台と、
   前記数値制御部は、前記ワークの目標形状データと砥石の径に基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記砥石の回転中心位置との間の距離を規定する前記加工データを作成することを特徴とする請求項１の工作機械。
6. 前記接触体を異なる前記主軸の径方向に複数個設け、
   前記数値制御部は、前記主軸の基準とする径方向に対する角度と複数の接触体との角度差であるオフセット角を用いて前記加工誤差データの取得角度を補正することを特徴とする請求項２の工作機械。
7. ワークを支持し該ワークを回転させる主軸と、
   前記ワークを加工する加工具を支持し、前記主軸に直交したＸ軸方向へ前記加工具を移動する加工具台と、
   前記ワークの目標形状データに基づいて前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記加工具との間の距離を規定する加工データを作成する数値制御部と、
   前記加工具台に取り付けられ、前記ワークの被加工面に当接される先端部が円弧面部又は球面部の接触体であって、当該先端部が前記ワークの被加工面に当接されたときに前記主軸の径方向へ変位する接触体とを有する工作機械のワークの加工方法において、
   前記接触体の先端部の径と前記ワークの目標形状データとに基づいて、前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記先端部の曲率中心位置との間の距離を規定する測定データを作成し、
   前記測定データに基づいて前記接触体の先端が被加工面に当接する位置に前記接触体を移動させ、
   前記接触体が検出した前記主軸の径方向への変位量を加工誤差データとして取得することを特徴とするワークの加工方法。
8. 前記工作機械の前記加工具は円形状の砥石であり、前記加工具台は前記砥石を回転支持する加工具台であり、
   前記ワークが一回転する際の前記主軸と前記砥石の回転中心位置との間の距離を規定する前記加工データは、前記ワークの目標形状データと砥石の径に基づいて作成されることを特徴とする請求項７のワークの加工方法。