JP4877012B2 - 工作機械、熱膨張補正用制御プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械、熱膨張補正用制御プログラム及び記憶媒体に関し、特に主軸ヘッドの熱膨張とＹ軸駆動系の駆動軸の熱膨張との差を加味してＹ軸駆動系を補正するように構成したものに関する。

従来、工作機械は、基台と、基台に立設されＸ軸方向へ移動可能なコラムと、コラムの上部からＹ軸方向へ延びる主軸ヘッドと、主軸ヘッドの右端部に装備された鉛直姿勢の主軸と、ワークを載置固定しＹ軸方向へ移動可能なテーブルと、主軸とＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動系の各モータを制御する制御装置などを有し、加工プログラムに設定された位置情報に基づいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸駆動系の駆動軸を介してワークを送り駆動しながらワークに加工を施している。

工作機械を使用する場合、最初にテーブルにおける所定のテーブル基準位置を主軸の軸心に位置合わせしてからワークに機械加工を施す。通常、主軸の軸心とテーブル基準位置との位置合わせは、最初に１度行われるとその後行われることはなく、そのため、ワークに対する所定の加工精度を維持する為に、工作機械周辺の温度が変化しても、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端からテーブル基準位置までの水平距離とが常に等しいことが要求される。

ところで、主軸ヘッドとＹ軸駆動系の駆動軸は同じ鋼材料より構成されているが、主軸ヘッドを構成する鋼材料の線膨張係数と、Ｙ軸駆動系の駆動軸を構成する鋼材料の線膨張係数とが若干異なり、且つＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端からテーブル基準位置までの水平距離が長いため、工作機械周辺の温度の変化により、主軸ヘッドとＹ軸駆動系の駆動軸において熱膨張量の差が生じる。

例えば、冬にテーブル基準位置を主軸の軸心に位置合わせした場合、冬と夏とでは温度差が大きいため、夏になると主軸ヘッドとＹ軸駆動系の駆動軸において熱膨張量の差が生じ、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端からテーブル基準位置までの水平距離とが異なってしまう。
また、１日においても朝と昼とでは温度差が大きいため、これらの水平距離が異なってしまう。それ故、主軸の軸心がテーブル基準位置からズレてしまうため、この状態でワークに加工を施すとワークの加工精度が低下するという問題がある。

特許文献１には、工場の床部に設置されるベースと、ベース上の前側に設けてワークを支持するテーブルと、ベース上の後側に立設されＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能なコラムと、コラムの前面側に設けた主軸ヘッドなどを有する工作機械において、主軸ヘッドとテーブルの熱膨張によるＹ軸方向の変位量を演算し、Ｙ軸方向の変位量を打ち消すようにコラムの移動量を補正している。
特開２００６−２７２５３８号公報

しかし、特許文献１には、Ｘ軸方向へ移動可能なコラムとＹ軸方向へ移動可能なテーブルとを備えた工作機械において、工作機械の周辺の温度変化が大きい場合に、主軸ヘッドとＹ軸駆動系の駆動軸における熱膨張量の差を補正することについては、開示されていない。

本発明の目的は、工作機械、熱膨張補正用制御プログラム及び記憶媒体において、主軸ヘッドの熱膨張とＹ軸駆動系の駆動軸の熱膨張との差を加味してＹ軸駆動系を補正可能にし、工作機械周辺の温度変化が大きい場合にも、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端からテーブル基準位置までの水平距離とを常に等しくしておくことである。

請求項１の工作機械は、コラムに昇降可能に設けられ且つ長さ方向を水平方向へ向けた主軸ヘッドと、この主軸ヘッドに装備された鉛直姿勢の主軸とを有し、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械において、工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、入力設定された、主軸ヘッドの線膨張係数αと、主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βと、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを記憶する定数記憶手段と、前記温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、前記線膨張係数α，βと前記水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する補正量演算手段と、前記補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

この工作機械では、補正量演算手段により、温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、入力設定された線膨張係数α，βと、定数記憶手段に記憶した水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙがΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算される。次に、補正手段により、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系が補正される。

このように、Ｙ軸補正量Δｙが演算され、演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系が補正されるので、主軸ヘッドの熱膨張とＹ軸駆動系の駆動軸の熱膨張との差を加味してＹ軸駆動系を補正することができる。それ故、工作機械周辺の温度変化が大きい場合にも、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端からテーブル基準位置までの水平距離が等しくなる。

請求項２の工作機械は、請求項１の発明において、前記補正量演算手段は、前記温度検出手段で検出された異なる複数の検出温度と予め設定された標準温度との複数の温度差ΔＴと、前記線膨張係数α，βと前記水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量Δｙを前記演算式で演算する為のマップを予め作成するマップ作成手段を有することを特徴とする。

請求項３の工作機械は、請求項１又は２の発明において、前記補正手段は、予め設定された時刻にＹ軸駆動系の補正を行うことを特徴とする。

請求項４の熱膨張補正用制御プログラムは、複数の加工プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、コラムに昇降可能に設けられ且つ長さ方向を水平方向へ向けた主軸ヘッドと、この主軸ヘッドに装備された鉛直姿勢の主軸と、工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段とを有し、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械のコンピュータを、前記温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、入力設定された主軸ヘッドの線膨張係数αと主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βとＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する補正量演算手段と、前記補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段として機能させることを特徴とする。

この熱膨張補正用制御プログラムにおいては、補正量演算手段により、温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、入力設定された主軸ヘッドの線膨張係数αと主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βとＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙがΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算され、補正手段により、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系が補正されるように機能する。これにより、請求項１とほぼ同様の作用を奏する。

請求項５の記憶媒体は、請求項４に記載の熱膨張補正用制御プログラムを記憶したことを特徴とする。
記憶媒体として、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどが適用可能である。記憶媒体に記憶した熱膨張補正用制御プログラムをコンピュータに実行させることにより、補正量演算手段により、温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、入力設定された主軸ヘッドの線膨張係数αと主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βとＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量Δｙが前記演算式で演算され、補正手段により、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系が補正されるように機能する。これにより、請求項１又は４とほぼ同様の作用を奏する。

請求項１の発明によれば、温度検出手段と、主軸ヘッドの線膨張係数αとＹ軸駆動系の線膨張係数βとＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを記憶する定数記憶手段と、Ｙ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する補正量演算手段と、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段とを設けたので、温度変化によって生じる主軸ヘッドの熱膨張とＹ軸駆動系の駆動軸の熱膨張との差を加味してＹ軸駆動系を補正することができる。

それ故、工作機械周辺の温度変化が大きい場合にも、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端からテーブル基準位置までの水平距離が等しくなるので、主軸の軸心がテーブル基準位置からズレることはない。これにより、ワークに対する所定の加工精度を確保することができる。

請求項２の発明によれば、補正量演算手段は、温度検出手段で検出された異なる複数の検出温度と予め設定された標準温度との複数の温度差ΔＴと、線膨張係数α，βと前記水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する為のマップを予め作成するマップ作成手段を有するので、検出データに基づいて精密なＹ軸駆動系の補正を行うことができる。

請求項３の発明によれば、補正手段は、予め設定された時刻にＹ軸駆動系の補正を行うので、例えば、気温の低い朝にＹ軸駆動系の補正を行った後、気温の高くなる昼に追加的にＹ軸駆動系の補正を行うことができ、一層精密なＹ軸駆動系の補正を行うことができる。

請求項４の発明によれば、Ｙ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する補正量演算手段と、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段として機能させるので、請求項１とほぼ同様の効果を奏する。

請求項５の発明によれば、請求項４に記載の熱膨張補正用制御プログラムを記憶したので、記憶媒体に記憶した熱膨張補正用制御プログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項１又は４とほぼ同様の効果を奏する。

本発明の工作機械は、工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、入力設定された、主軸ヘッドの線膨張係数αと、主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βと、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを記憶する定数記憶手段と、温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、線膨張係数α，βと水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量Δｙを演算する補正量演算手段と、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段とを設けたものである。

本発明の熱膨張補正用制御プログラムは、工作機械のコンピュータを、温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、入力設定された主軸ヘッドの線膨張係数αと主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βとＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量Δｙを演算する補正量演算手段と、補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段として機能させるものである。
また、本発明の記憶媒体は、熱膨張補正用制御プログラムを記憶したものである。

図１、図２に示すように、工作機械１は、基台２と、基台２に立設され紙面と直交方向（Ｘ軸方向）へ移動可能なコラム３と、コラム３の上部からＹ軸方向（右方）へ延びる鋼製の主軸ヘッド４と、主軸ヘッド４の右端部に装備された鉛直姿勢の主軸５と、ワーク１０を載置固定する為のテーブル７と、主軸５とＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動系の各モータ３０〜３３を制御する制御装置２３と、工作機械１の周辺の雰囲気温度を検出する温度センサ２１（温度検出手段）とを有する。

基台２の内部には、コラム３を紙面と直交方向（Ｘ軸方向）へ移動駆動するＸ軸駆動系と、テーブル７をＹ軸方向（左右方向）へ移動駆動するＹ軸駆動系とが設けられている。Ｘ軸駆動系はＸ軸モータ３１で駆動され、Ｙ軸駆動系はＹ軸モータ３２で駆動される。
コラム３の内部には、主軸ヘッド４をＺ軸方向（上下方向）へ移動駆動するＺ軸駆動系が設けられ、このＺ軸駆動系はＺ軸モータ３３で駆動される。コラム３の側部には、工作機械１の周辺の雰囲気温度を検出する温度センサ２１が設けられている。主軸５の外周部材には、主軸５と共にその下端に取付けられた工具６を回転駆動させる為の主軸モータ３０が設けられている。

次に、Ｙ軸駆動系について説明する。
基台２の内部には、Ｙ軸方向に延びる鋼製のボールネジ軸９（これが駆動軸に相当する）が配設され、ボールネジ軸９の右端にはＹ軸モータ３２が連結されている。テーブル７の下面に固定されたボールネジナット８は、ボールネジ軸９に螺合されており、Ｙ軸モータ３２の駆動によりボールネジ軸９が回転し、テーブル７がボールネジナット８と共に図１の左右方向に移動するようになっている。尚、Ｘ，Ｚ軸駆動系は、Ｙ軸駆動系とほぼ同様の構成であるので説明を省略する。

テーブル７の上面の図１における左右方向の中央部分には、Ｘ軸方向に延びる突き当て冶具１１が固定され、この突き当て冶具１１の右側面に、ワーク１０の左端を突き当てた状態で、ワーク１０がテーブル７の上面に固定される。工作機械１を使用する場合、最初にテーブル７上面における中心部であるテーブル基準位置７ａを主軸５の軸心に位置合わせしてから、ワーク１０に機械加工が開始される。

次に、工作機械１の制御系について説明する。
図２に示すように、制御装置２３は、ＣＰＵ２５と、ＲＯＭ２６と、ＲＡＭ２７（これが定数記憶手段に相当する）と、プログラムメモリ２８（プログラム記憶手段）と、入力インターフェース２４と、出力インターフェース２９とを有する。制御装置２３の入力インターフェース２４には、キーボード２０と、温度センサ２１と、少なくともテーブル７のＹ軸方向の実際の移動量等を測定可能なタッチプローブ２２が電気的に接続され、制御装置２３の出力インターフェース２９には、主軸モータ３０と、Ｘ軸モータ３１と、Ｙ軸モータ３２と、Ｚ軸モータ３３と、液晶ディスプレイ３４が電気的に接続されている。尚、出力インターフェース２９には、複数の駆動回路も設けられている。

ＲＯＭ２６には、加工プログラムに基づいて工作機械を駆動制御する各種の制御プログラム、液晶ディスプレイ３４に各種の表示情報を表示させる表示制御プログラム、図３のフローチャートに示すＹ軸駆動系補正制御の制御プログラム、図４のフローチャートに示すインクリメンタル補正制御の制御プログラム等が記憶されている。

Ｙ軸駆動系補正制御においては、温度センサ２１で検出された検出温度Ｔと予め設定された標準温度Ｔ０との温度差ΔＴと、主軸ヘッド４の線膨張係数αとボールネジ軸９の線膨張係数βと水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量Δｙを演算し、演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する。インクリメンタル補正制御においては、予め設定された時刻に追加的にＹ軸駆動系を補正する。

ＲＡＭ２７には、キーボード２０から予め入力設定される、主軸ヘッド４の線膨張係数αと、主軸ヘッド４の長さ方向と平行な駆動方向を有するボールネジ軸９の線膨張係数βと、標準温度Ｔ０（例えば２０℃）と、標準温度Ｔ０時におけるボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離Ｌとを記憶する。但し、このＲＡＭ２７は常に２次電池等でバックアップされている。プログラムメモリ２８には、各モータ３１〜３３を駆動制御する為の位置情報や工具情報を含んだ複数の加工プログラムが記憶されている。

キーボード２０は種々の指令やデータを制御装置２３に入力設定する為のものである。温度センサ２１は、工作機械１の周辺の雰囲気温度を検出し、その検出温度Ｔが制御装置２３に入力される。タッチプローブ２２は、工作機械に付随的に装備されているものであり、例えば、テーブル７をＹ軸駆動系を介して所定距離移動させてから、実際の移動量を測定可能なものであり、タッチプローブ２２を介して測定された座標データが、移動量測定データとして制御装置２３に入力される。

次に、制御装置２３により実行されるＹ軸駆動系補正制御について、図３のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示す。
ワーク１０に機械加工を施す前に、Ｙ軸駆動系補正開始の指令の入力によりこの補正制御が開始されると、先ず初期設定が行われる（Ｓ１）。次に、ＲＡＭ２７に記憶されている、主軸ヘッド４の線膨張係数αと、Ｙ軸駆動系のボールネジ軸９の線膨張係数βと、ボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離Ｌと、温度センサ２１より検出温度Ｔなどの各種情報が読込まれ（Ｓ２）、その線膨張係数α，βと、検出温度Ｔと標準温度Ｔ０との温度差ΔＴに基づいてＹ軸補正量Δｙがｙ＝［Ｌ×（α−β）×ΔＴ］の演算式により演算され、Ｙ軸補正量ΔｙがＲＡＭ２７に記憶される（Ｓ３）。但し、ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）である。次に、演算されたＹ軸補正量ΔｙだけＹ軸モータ３２が駆動されて（Ｓ４）、この処理を終了する。

次に、制御装置２３により実行されるインクリメンタル補正制御について、図４のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１０，１１・・・）は各ステップを示す。
予め設定された時刻になったときインクリメンタル補正制御が開始され、ＲＡＭ２７に記憶されているＹ軸補正量Δｙと、線膨張係数α，βと、水平距離Ｌと、前回の検出温度Ｔと、温度センサ２１より検出温度Ｔ’などの各種情報が読込まれ（Ｓ１０）、Ｙ軸補正量Δｙ’がΔｙ’＝［Ｌ×（α−β）×ΔＴ’］の演算式により演算され、Ｙ軸補正量Δｙ’がＲＡＭ２７に記憶される（Ｓ１１）。但し、ΔＴ’＝（Ｔ’−Ｔ）である。

次に、Ｙ軸補正量Δｙ''がΔｙ''＝（Δｙ−Δｙ’）の演算式により演算され（Ｓ１２）、演算されたＹ軸補正量Δｙ''だけＹ軸モータ３２が駆動されて（Ｓ１３）、この処理を終了する。尚、補正量演算手段は、図３に示すフローチャートのＳ３と図４に示すフローチャートのＳ１１，Ｓ１２と制御装置２３により構成され、補正手段は、図３に示すフローチャートのＳ４と図４に示すフローチャートのＳ１３と制御装置２３により構成される。

次に、工作機械１の作用、効果について説明する。
このように、温度センサ２１と、主軸ヘッド４の線膨張係数αとＹ軸駆動系のボールネジ軸９の線膨張係数βとＹ軸駆動系のボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離Ｌとを記憶するＲＡＭ２７とを設け、Ｙ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算し、演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正するので、温度変化によって生じる主軸ヘッド４の熱膨張とＹ軸駆動系のボールネジ軸９の熱膨張との差を加味してＹ軸駆動系を補正することができる。

それ故、工作機械１周辺の温度変化が大きい場合にも、Ｙ軸駆動系のボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離と、Ｙ軸駆動系のボールネジ軸９のコラム３側基端からテーブル基準位置７ａまでの水平距離が等しくなるので、主軸５がテーブル基準位置７ａからズレることはない。これにより、ワーク１０に対する所定の加工精度を確保することができる。

さらに、予め設定された時刻にＹ軸駆動系の補正を行うので、例えば、気温の低い朝にＹ軸駆動系の補正を行った後、気温の高くなる昼に追加的にＹ軸駆動系の補正を行うことで、一層精密なＹ軸駆動系の補正を行うことができる。

次に、本発明の実施例２について、図５〜図７に基づいて説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
この実施例２においては、標準温度Ｔ０との複数の温度差ΔＴと、線膨張係数α，βと水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する為のマップを作成しておき、このマップを参照してＹ軸駆動系の補正量を求めるものである。

ＲＯＭ２６には、図５のフローチャートに示すマップ作成制御の制御プログラム、図７のフローチャートに示すＹ軸駆動系補正制御の制御プログラム等が記憶されている。タッチプローブ２２は、テーブル７の移動量を測定する機能に加えて、主軸５の軸心の座標を測定することで、ボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離を測定可能に構成されている。

次に、制御装置２３により実行されるマップ作成制御について、図５のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝２０，２１・・・）は各ステップを示す。
マップ作成開始の指令の入力により、このマップ作成制御が開始されると、先ず初期設定が行われ（Ｓ２０）、加工プログラムに設定されているテーブル基準位置７ａへの移動指令に基づいて、テーブル７がＹ軸モータ３２を介してテーブル基準位置７ａまで移動駆動される（Ｓ２１）。温度センサ２１から検出温度Ｔ１が読込まれ（Ｓ２２）、このときのボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離ｈ１と、ボールネジ軸９のコラム３側基端からテーブル基準位置７ａまでの水平距離ｓ１がタッチプローブ２２により測定され（Ｓ２３）、この測定データ（ｈ１、ｓ１）がＲＡＭ２７に記憶される（Ｓ２４）。

次に、温度センサ２１から検出温度Ｔ２が読込まれ（Ｓ２５）、ＲＡＭ２７から読込まれた検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との差が演算され、検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との差が５℃よりも大きい場合（Ｓ２６；Ｙｅｓ）、ボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離ｈ２と、ボールネジ軸９のコラム３側基端からテーブル基準位置７ａまでの水平距離ｓ２がタッチプローブ２２により測定され（Ｓ２７）、この測定データ（ｈ２、ｓ２）がＲＡＭ２７に記憶される（Ｓ２８）。

これらの測定データよりボールネジ軸９のコラム３側基端から主軸５の軸心までの水平距離と、ボールネジ軸９のコラム３側基端からテーブル基準位置７ａまでの水平距離との差が夫々演算され、図６に示すように、検出温度Ｔと標準温度Ｔ０の温度差ΔＴと、主軸５の軸心までの水平距離とテーブル基準位置７ａまでの水平距離の相関を示すマップが作成されて（Ｓ２９）、この処理を終了する。但し、検出温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との差が５℃よりも小さい場合は（Ｓ２６；Ｎｏ）、Ｓ２５に移行する。

次に、制御装置２３により実行されるＹ軸駆動系補正制御について、図７のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝３０，３１・・・）は各ステップを示す。
Ｙ軸駆動系補正開始の指令の入力によりこのＹ軸駆動系補正制御が開始されると、先ず初期設定が行われる（Ｓ３０）。次に、ＲＡＭ２７に記憶されているマップと、温度センサ２１より検出された気温Ｔなどの各種情報が読込まれ（Ｓ３１）、図６に示すマップを参照してΔＴにおけるＹ軸補正量Δｙが求められ、Ｙ軸補正量ΔｙがＲＡＭ２７に記憶される（Ｓ３２）、但し、ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ０）である。次に、求めたＹ軸補正量ΔｙだけＹ軸モータ３２が駆動されて（Ｓ３３）、この処理を終了する。

尚、マップ作成手段は図５に示すフローチャートのＳ２１〜Ｓ２９と制御装置２３により構成される。このように、検出データに基づいてマップを予め作成し、作成されたマップを参照してＹ軸駆動系の補正量を求めるので、検出データに基づいて精密なＹ軸駆動系の補正を行うことができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］温度センサ２１を設ける代わりに、キーボード２０から温度を入力しＹ軸補正量ΔＹを演算してもよいし、日ごとの平均温度をＲＡＭ２７に記憶しておき、Ｙ軸駆動系補正制御を行う当日の日付を入力して、ＲＡＭ２７よりその日の平均温度を読出してＹ軸補正量ΔＹを演算してもよい。この場合、工作機械１のコストを低減しつつワーク１０の加工精度を向上させることが可能である。

２］実施例２において、マップを作成する代わりに演算式を求めて、この演算式によりＹ軸駆動系の補正量を演算してもよい。
３］Ｙ軸駆動系補正制御の制御プログラムとインクリメンタル補正制御の制御プログラムとマップ作成制御の制御プログラムを、ＲＯＭ２６に記憶する代わりに、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどの外部記憶媒体に記憶してもよい。

本発明の実施例に係る工作機械の概略構成図である。 工作機械の制御系のブロック図である。 Ｙ軸駆動系補正制御のフローチャートである。 インクリメンタル補正制御のフローチャートである。 マップ作成制御のフローチャートである。 検出温度と標準温度の温度差における主軸の軸心までの水平距離とテーブル基準位置までの水平距離の相関を示すマップである。 実施例２におけるＹ軸駆動系補正制御のフローチャートである。

１工作機械
４主軸ヘッド
５主軸
９ボールネジ軸
１０ワーク
２１温度センサ
２３制御装置
２７ＲＡＭ

Claims (5)

1. コラムに昇降可能に設けられ且つ長さ方向を水平方向へ向けた主軸ヘッドと、この主軸ヘッドに装備された鉛直姿勢の主軸とを有し、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械において、
   工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、
   入力設定された、主軸ヘッドの線膨張係数αと、主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βと、Ｙ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを記憶する定数記憶手段と、
   前記温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、前記線膨張係数α，βと前記水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する補正量演算手段と、
   前記補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする工作機械。
2. 前記補正量演算手段は、前記温度検出手段で検出された異なる複数の検出温度と予め設定された標準温度との複数の温度差ΔＴと、前記線膨張係数α，βと前記水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量Δｙを前記演算式で演算する為のマップを予め作成するマップ作成手段を有することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記補正手段は、予め設定された時刻にＹ軸駆動系の補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 複数の加工プログラムを記憶したプログラム記憶手段と、コラムに昇降可能に設けられ且つ長さ方向を水平方向へ向けた主軸ヘッドと、この主軸ヘッドに装備された鉛直姿勢の主軸と、工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段とを有し、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械のコンピュータを、
   前記温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔＴと、入力設定された主軸ヘッドの線膨張係数αと主軸ヘッドの長さ方向と平行な駆動方向を有するＹ軸駆動系の線膨張係数βとＹ軸駆動系の駆動軸のコラム側基端から主軸までの水平距離Ｌとを用いてＹ軸補正量ΔｙをΔｙ＝Ｌ×［（α−β）×ΔＴ］の演算式で演算する補正量演算手段と、
   前記補正量演算手段で演算されたＹ軸補正量Δｙを用いてＹ軸駆動系を補正する補正手段として機能させることを特徴とする熱膨張補正用制御プログラム。
5. 請求項４に記載の熱膨張補正用制御プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。