JP6442888B2 - 工作機械及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械、特に、熱に起因する工作機械の主軸の傾き（熱変位）の補正、及びその補正の制御方法に関する。

従来、工作機械では、運転中に、主軸の傾きの補正を行なうことが知られている（特許文献１，２参照）。例えば、マシニングセンタにおいては、コラムの熱変形によりコラムの支持面が傾くことによって主軸が傾くことになる。
特許文献１には、温度上昇による工作機械のテーブルに対する主軸の微小な傾きを補正するため、主軸に補正熱源を設けることが記載されている。このとき、主軸の傾きの大きさは、有限要素法によって演算している。そして、主軸に傾きが生じていることが判れば、補正熱源が、主軸に熱を付与する。これにより、熱を付与した部分を熱膨張させ、主軸を変位させることで主軸の傾きを補正している。

また、特許文献２には、室温が主軸の温度より高くなりすぎることにより発生する主軸への露つきを防止するために、温度調整された流体を主軸内に循環させることが記載されている。そして、制御装置が、室温、主軸回転、及びこの主軸内に循環させる流体等によって上昇する主軸の温度上昇量を演算し、この温度上昇により変位する主軸の変位量を推定し、推定された変位量分をＮＣ制御装置によって変位させ、回転工具の原点補正をしていることが記載されている。

特開平６−３９６８２号公報 特開平６−１５５２４１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、補正熱源が必要である。このため、工作機械のコストが上昇する。また、特許文献２に開示される技術では、主軸の変位量をＮＣ制御装置によって変位させて原点補正しているため、ベッドに対する主軸の傾き自体は、補正できていない。このため、ワークの加工時には、ベッドに対して軸線が傾いた回転工具によって加工がされることになり、良好な加工面が得られない場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、熱によって変位した主軸を、低コストに補正し、良好な加工面を得ることが可能な工作機械及びその制御方法を提供することを目的とする。

（請求項１）本発明にかかる工作機械は、主軸と、前記主軸を回転可能に保持し、流体を流通させる少なくとも１つの流路が形成され、前記少なくとも１つの流路を流通する流体の温度に応じて前記主軸の回転軸線が傾くように熱変位する主軸保持体と、前記主軸の回転軸線の傾きを導出する傾き導出部と、流体を供給する流体供給装置と、前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸の冷却用流体として前記主軸に供給する主軸冷却用流路と、前記冷却用流体が前記主軸を通過することにより生成された加熱流体を、前記主軸保持体の前記少なくとも１つの流路に供給する加熱流路と、前記加熱流路に設けられ前記加熱流体の流量を制御する流量制御弁と、前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて前記流量制御弁を制御し、前記加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を調整する制御装置と、を備える。

このように、主軸の冷却のために主軸を通過し、主軸と熱交換されたことで温度が上昇した加熱流体が、主軸保持体の少なくとも１つの流路に供給される。このとき、制御装置によって、加熱流体の流量が制御されることで、加熱流体によって、主軸保持体の流路付近に付与する熱量が制御される。そして、加熱流体が主軸保持体の流路付近に付与する熱量によって主軸保持体の流路付近が熱変位（膨張）し、主軸の傾きが補正される。これにより、補正熱源のような高価な部品を用いることなく、すでに取り回しされている主軸冷却用の流体を利用して主軸の傾き補正ができるため低コストに対応できる。

（請求項２）また、前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸を通過せずに直接、前記主軸保持体の前記少なくとも１つの流路に供給する非加熱流路を備え、前記制御装置は、前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて、前記加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整してもよい。

このように、主軸保持体の少なくとも１つの流路に、主軸通過後の加熱流体だけでなく、加熱流体よりも温度の低い主軸冷却用の流体も供給される。異なる温度の流体を用いることにより、主軸保持体の流路付近の熱変位が高精度に制御される。

（請求項３）また、前記主軸保持体には、前記少なくとも１つの流路としての第一保持体流路及び第二保持体流路が形成され、前記加熱流路は、前記加熱流体を前記第一保持体流路に供給する第一加熱流路と、前記加熱流体を前記第二保持体流路に供給する第二加熱流路と、を備え、前記制御装置は、前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、を調整してもよい。

このように、加熱流体が、主軸保持体において、異なる位置に位置する第一保持体流路と第二保持体流路とに供給される。これにより、第一保持体流路付近の熱変位と、第二保持体流路付近の熱変位と、をそれぞれ発生させることにより、主軸の傾き補正量が大きくなる。

（請求項４）また、前記主軸保持体には、前記少なくとも１つの流路としての第一保持体流路及び第二保持体流路が形成され、前記加熱流路は、前記加熱流体を前記第一保持体流路に供給する第一加熱流路と、前記加熱流体を前記第二保持体流路に供給する第二加熱流路と、を備え、前記非加熱流路は、前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸を通過せずに直接、前記第一保持体流路に供給する第一非加熱流路と、前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸を通過せずに直接、前記第二保持体流路に供給する第二非加熱流路と、を備え、前記制御装置は、前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第一非加熱流路を流通する前記流体の流量と、前記第二非加熱流路を流通する前記流体の流量とを調整してもよい。

このように、主軸保持体の第一保持体流路及び第二保持体流路に、加熱流体だけでなく、加熱流体よりも温度の低い主軸冷却用の流体も供給される。これにより加熱流体と主軸冷却用の流体とを、第一保持体流路及び第二保持体流路にそれぞれ流通させ、第一保持体流路及び第二保持体流路間の温度差をより良好に制御できるので、主軸の傾きがより精度よく補正できる。

（請求項５）また、前記工作機械は、前記主軸を通過した前記加熱流体を、前記第一加熱流路へ流通させる状態と前記第二加熱流路へ流通させる状態とを切り替える第一の３方弁と、前記流体供給装置により供給される前記流体を、前記第一非加熱流路へ流通させる状態と前記第二非加熱流路へ流通させる状態とを切り替える第二の３方弁と、を備え、前記流量制御弁は、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第一非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整する第一の流量制御弁と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二非加熱流路を流通する前記流体の流量とを調整する第二の流量制御弁と、を備え、前記制御装置は、前記第一の３方弁及び前記第二の３方弁の切り替えと、前記第一の流量制御弁及び前記第二の流量制御弁の制御を行うことにより、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第一非加熱流路を流通する前記流体の流量と、前記第二非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整してもよい。

このように、各流路への切り替えが、安価な第一、第二の３方弁によって行なわれ、低コスト化が図れる。また、第一，第二加熱流路を流通する加熱流体の流量と、第一，第二非加熱流路を流通する流体の流量とが、第一、第二の流量制御弁によって精度よく制御される。これにより、低コストでありながら、主軸保持体の第一保持体流路及び第二保持体流路付近は、精度よく調整された流体の流量、即ち熱量によって、所望の熱膨張が発生し主軸の傾きがより精度よく補正できる。

（請求項６）また、前記工作機械は、前記主軸を通過した前記加熱流体を、前記第一加熱流路へ流通させる状態と前記第二加熱流路へ流通させる状態とを切り替える第一の３方弁を備え、前記流量制御弁は、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を調整する第一の流量制御弁と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を調整する第二の流量制御弁と、を備え、前記制御装置は、前記第一の３方弁の切り替えと、前記第一の流量制御弁及び前記第二の流量制御弁の制御を行うことにより、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、を調整してもよい。

このように、第一，第二加熱流路への流通の切り替えが、安価な第一の３方弁によって行なわれ、低コスト化が図れる。また、第一，第二加熱流路を流通する加熱流体の流量が、第一、第二の流量制御弁によって精度よく制御される。これにより、安価でありながら主軸保持体の第一保持体流路及び第二保持体流路付近は、精度よく調整された流体の流量、即ち所望の熱量によって、所望の熱膨張が発生し主軸の傾きがより精度よく補正できる。

（請求項７）また、前記第一保持体流路及び前記第二保持体流路は、前記主軸を挟んで対向する位置に形成され、前記第一保持体流路及び前記第二保持体流路間が所定の温度差となるよう前記第一保持体流路及び前記第二保持体流路に前記流体が供給されてもよい。これにより、第一保持体流路及び第二保持体流路が所定の温度差となり、主軸の上下や左右など対向する方向への変位が良好に補正される。

（請求項８）また、前記傾き導出部は、熱変位補正ロジックによって前記主軸の前記回転軸線の傾きを導出してもよい。これにより、変位センサが不要となり、低コストとなる。

（請求項９）主軸と、前記主軸を回転可能に保持し、流体を流通させる少なくとも１つの流路が形成され、前記少なくとも１つの流路を流通する流体の温度に応じて前記主軸の回転軸線が傾くように熱変位する主軸保持体と、前記主軸の回転軸線の傾きを導出する傾き導出部と、流体を供給する流体供給装置と、前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸の冷却用流体として前記主軸に供給する主軸冷却用流路と、前記冷却用流体が前記主軸を通過することにより生成された加熱流体を、前記主軸保持体の前記少なくとも１つの流路に供給する加熱流路と、前記加熱流路に設けられ前記加熱流体の流量を制御する流量制御弁と、制御装置と、を備えた工作機械の制御方法であって、前記制御装置は、前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて前記流量制御弁を制御し、前記加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を制御する。これにより、請求項１と同様の効果が得られる。

本発明を適用可能な工作機械の構成図である。 工作機械のうち主軸傾き補正装置を説明する図である。 回転主軸の傾きのメカニズムを説明する図である。 主軸傾き補正装置の作動のフローチャートである。 第二実施形態を説明する図である。 第三実施形態を説明する図である。 第四実施形態を説明する図である。 第五実施形態を説明する図である。

＜第一実施形態＞
（工作機械の構成）
本発明を適用する工作機械１の構成について説明する。工作機械１の一例として、横型マシニングセンタを例に挙げ、図１、図２を参照して説明する。工作機械１は、駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）および鉛直方向の回転軸（Ｂ軸）を有する工作機械である。なお、本発明は、横型マシニングセンタ以外の工作機械に対しても適用可能である。なお、以降の説明において、Ｚ軸方向を前後方向といい、Ｙ軸方向を上下方向といい、Ｘ軸方向を左右方向という場合がある。Ｚ軸方向における前とは、図１の左側であり、Ｙ軸方向における上は、図１の上側であり、Ｘ軸方向の左とは、人がＺ軸方向前側を向いたときに、左手にあたる方向であるものとする。

図１に示すように、工作機械１は、ベッド１０と、コラム２０と、サドル３０と、主軸４０と、スライドテーブル５０と、回転テーブル６０と、変位センサ７０と、制御装置８０と、主軸冷却用の流体を供給する流体供給装置９０と、を有している。

ベッド１０は、設置面上に配置される。ベッド１０の上面には、コラム２０がＸ軸方向に直動可能に設けられる。コラム２０は、Ｘ軸モータ２１によりＸ軸ボールねじ（図示せず）を介して駆動される。コラム２０の側面には、サドル３０がＹ軸方向に直動可能に設けられる。サドル３０は、Ｙ軸モータ３１によりＹ軸ボールねじ（図示せず）を介して駆動される。サドル３０には、主軸４０が回転可能に設けられる。主軸４０は、主軸モータ４１により駆動される。主軸４０の先端には、回転工具４２が着脱可能に固定される。主軸４０と回転工具４２とは、回転軸線が一致するよう固定される。回転工具４２は、例えば、ボールエンドミル、エンドミル、ドリル、タップ等である。

また、ベッド１０の上面には、スライドテーブル５０がＺ軸方向に直動可能に設けられる。スライドテーブル５０は、Ｚ軸モータ５１によりＺ軸ボールねじ（図示せず）を介して駆動される。スライドテーブル５０の上面には、回転テーブル６０がＢ軸回転（Ｙ軸回りの回転）を可能に設けられる。回転テーブル６０の上面には、工作物Ｗが固定される。回転テーブル６０は、Ｂ軸モータ６１により駆動される。

また、ベッド１０には、コラム２０のＸ軸方向位置を検出するためのＸ軸リニアスケール２２、および、スライドテーブル５０のＺ軸方向位置を検出するためのＺ軸リニアスケール５２が設けられる。コラム２０には、サドル３０のＹ軸方向位置を検出するためのＹ軸リニアスケール３２が設けられる。

変位センサ７０は、例えば、ベッド１０に取付けられる（取付け状態は図示しない）。変位センサ７０は、工作機械１のベッド１０の上面に対する主軸４０の傾きを検出（導出）する。本実施形態においては、コラム２０の熱変形によって、コラム２０のサドル３０を摺動させる面が傾く。コラム２０の当該面の傾きによって、サドル３０及びサドル３０に支持される主軸４０が傾くことになる。変位センサ７０は、上記のようにコラム２０の熱変形によって、主軸４０がベッド１０に対して傾く場合において、主軸４０の傾きを検出（導出）する。なお、変位センサ７０はどのような形式のセンサでもよい。変位センサ７０は、制御装置８０に電気的に接続され、出力が制御装置８０に送信される。

制御装置８０は、指令値に従って、主軸モータ４１を制御して回転工具４２を回転させ、かつ、各軸モータ２１，３１，５１，６１を制御して、工作物Ｗと回転工具４２とを相対移動させることにより、工作物Ｗの加工を行なう。

（主軸傾き補正装置９５について）
本実施形態においては、サドル３０（本発明の主軸保持体に相当）と、主軸４０と、変位センサ７０（本発明の傾き導出部に相当）と、制御装置８０と、流体供給装置９０と、を含んで主軸傾き補正装置９５が構成される（図２参照）。主軸傾き補正装置９５は、コラム２０の熱変形によって傾いてしまう主軸４０の傾き変位を補正する装置である。

主軸傾き補正装置９５は、さらに主軸冷却用流路１００と、第一加熱流路１１０ａと、第二加熱流路１１０ｂと、第一非加熱流路１２０ａと、第二非加熱流路１２０ａと、逆止弁１２１〜１２６と、第一の３方弁１２８と、第二の３方弁１２９と、第一の流量制御弁１３０と、第二の流量制御弁１３１と、を備える。

なお、主軸傾き補正装置９５では、流体供給装置９０からサドル３０及び主軸４０に流体を供給する各流路を多数有している。そこで、構成の説明を判りやすくするため、図２においては、便宜上、左側に示した主軸４０が、サドル３０に取り付けられた状態だけではなく、右側にも模式的に示されている。

サドル３０は、図２中の破線に示すように、内部に、第一保持体流路３４、及び第二保持体流路３６を有している。第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６は、図２において、主軸４０を挟んでサドル３０の上方と下方にそれぞれ対向するように設けられている。第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６は、本発明に係る少なくとも１つの流路に相当する。第一保持体流路３４は、入口３４ａ及び出口３４ｂを備える。また、第二保持体流路３６は、入口３６ａ及び出口３６ｂを備える。第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６には、流体供給装置９０から供給される流体が流通する。

主軸４０のハウジング内には、主軸４０を冷却するための冷却通路４０ａが形成される。冷却通路４０ａには、流体供給装置９０から供給される流体が流通する。流体が、主軸４０内の冷却通路４０ａを通過すると、主軸４０との間で流体の流量に応じて熱交換が行なわれる。

例えば、流通する流体の温度が、主軸４０の温度より低ければ、主軸４０の熱量が流体に移動し主軸４０が冷却される。これにより、流体の温度が上昇する。以降、主軸４０との熱交換により温度が上昇した流体を加熱流体と称す。また、加熱流体と対比させるため、主軸４０によって加熱されていない流体を非加熱流体と称す。加熱流体の温度は、常に、制御装置８０に取得される。その取得方法はどのようなものでもよい。例えば、図略の温度センサによって実際に測定しその結果を取得してもよい。また、制御装置８０が、室温、主軸４０の回転数等から主軸４０の発熱量を推定し、当該発熱量と、主軸４０内の冷却通路４０ａを通過する流体の温度及び流量とから、流体（加熱流体）の温度を演算してもよい。なお、主軸４０の冷却ができるのであれば、冷却通路４０ａの形状はどのように形成されてもよい。冷却通路４０ａは入口４０ａ１と出口４０ａ２とを備える。

流体供給装置９０は、主軸４０の冷却のため、主軸４０に流体（非加熱流体）を供給する。図示しないが、流体供給装置９０は、流体（非加熱流体）の温度を一定の値に調節する機能を有している。これにより、室温が上昇する、若しくは工作機械の温度上昇等によっても流体（非加熱流体）の温度は一定に制御できるので、主軸４０の冷却が安定して行なえる。

流体供給装置９０は、オイルポンプ９２と、所定量の流体（非加熱流体）が貯留されたリザーバタンク９４とを備えている。オイルポンプ９２は、モータＭの回転作動により作動される。モータＭは、制御装置８０に電気的に接続され、制御装置８０からの指令に基づいて回転数が制御される。オイルポンプ９２は、フィルタ付の吸入口９２ａがリザーバタンク９４内の流体（非加熱流体）内に浸漬される。本実施形態においては、リザーバタンク９４内に貯留された流体（非加熱流体）の温度が一定となるよう図略の冷却機により調整される。オイルポンプ９２の吐出口９２ｂは、流体供給装置９０の吐出口Ａ（前述）及び吐出口Ｂに接続される。吐出口Ａは、オイルポンプ９２の吐出口９２ｂと流路１４０の途中から分岐された流路１４２によって接続される。吐出口Ｂは、オイルポンプ９２の吐出口９２ｂと流路１４０によって接続される。

オイルポンプ９２の吐出口９２ｂの下流側には、逆止弁１２７が図２に示す状態で設けられる。さらに逆止弁１２７の下流側で、流路１４２との分岐までの間には、リザーバタンク９４に向かって分岐されたリターン流路１４３が設けられる。リターン流路１４３の途中には、調圧弁１３９が介在し、オイルポンプ９２の吐出圧が予め設定された圧を超えるとリターン流路１４３を介して流体（非加熱流体）がリザーバタンク９４に還流される。流路１４２の途中には調圧弁１３８が介在し、オイルポンプ９２の吐出圧が予め設定された圧を超えるとリターン流路１４４を介して流体（非加熱流体）がリザーバタンク９４に還流される。

（主軸傾き補正装置９５の流路）
主軸傾き補正装置９５の流路について説明する。図２に示すように、主軸傾き補正装置９５の流路である主軸冷却用流路１００が、流体供給装置９０の吐出口Ａと、主軸４０の冷却通路４０ａの入口４０ａ１とを接続する。また、第一分岐前流路１４７が、冷却通路４０ａの出口４０ａ２と、第一の３方弁１２８の入口１２８ａとを接続する。また、第一加熱流路１１０ａが、第一の３方弁１２８の一方の出口１２８ｂと、サドル３０の第一保持体流路３４の入口３４ａとを接続する。

また、第二加熱流路１１０ｂが、第一の３方弁１２８の他方の出口１２８ｃと、サドル３０の第二保持体流路３６の入口３６ａとを接続する。第一分岐前流路１４７，第一加熱流路１１０ａ及び第二加熱流路１１０ｂが、加熱流路を構成している。つまり、主軸４０の冷却通路４０ａから送出された流体（加熱流体）は、制御装置８０による第一の３方弁１２８の切り替え制御によって、第一加熱流路１１０ａを経由し第一保持体流路３４に流入される場合と、第二加熱流路１１０ｂを経由し第二保持体流路３６に流入する場合とを有す。

また、リターン流路１４５が、第一分岐前流路１４７と、リザーバタンク９４とを接続する。リターン流路１４５上には、調圧弁１４１が設けられる。冷却通路４０ａから吐出された流体（加熱流体）の吐出圧が予め設定された調圧弁１４１の圧を超えるとリターン流路１４５を介して流体（加熱流体）がリザーバタンク９４に還流される。

また、第二分岐前流路１４９が、流体供給装置９０の吐出口Ｂと、第二の３方弁１２９の入口１２９ａとを接続する。また、第一非加熱流路１２０ａが、第二の３方弁１２９の他方の出口１２９ｃと、サドル３０の第一保持体流路３４の入口３４ａとを接続する。なお、第一非加熱流路１２０ａは、前述した第一加熱流路１１０ａと接続点Ｐ（図２中参照）で接続され、接続点Ｐから第一保持体流路３４の入口３４ａまでの間の流路が第一加熱流路１１０ａと共用される。

また、第二加熱流路１１０ｂが、第二の３方弁１２９の一方の出口１２９ｂと、サドル３０の第二保持体流路３６の入口３６ａとを接続する。第二分岐前流路１４９，第一非加熱流路１２０ａ及び第二非加熱流路１２０ｂが、非加熱流路を構成している。つまり、流体供給装置９０の吐出口Ｂから吐出された流体（非加熱流体）は、制御装置８０による第二の３方弁１２９の切り替え制御によって、第一非加熱流路１２０ａを経由し第一保持体流路３４に流入される場合と、第二非加熱流路１２０ｂを経由し第二保持体流路３６に流入する場合とを有す。なお、第二非加熱流路１２０ｂは、前述した第二加熱流路１１０ｂと接続点Ｑ（図２中参照）で接続され、接続点Ｑから第二保持体流路３６の入口３６ａまでの間の流路が第二加熱流路１１０ｂと共用される。

サドル３０の第一保持体流路３４の出口３４ｂと、第二保持体流路３６の出口３６ｂとは、それぞれ流路１４６及び流路１４８に接続され、流路１４６と流路１４８とが途中で合流し、流路１５０となってリザーバタンク９４に接続される。

第一加熱流路１１０ａ上で、第一非加熱流路１２０ａと接続された接続点Ｐと第一の３方弁１２８との間に逆止弁１２１が設けられる。第二加熱流路１１０ｂ上で、第二非加熱流路１２０ｂとの接続点Ｑと、第一の３方弁１２８との間に逆止弁１２２が設けられる。また、第一非加熱流路１２０ａ上で、接続点Ｐと第二の３方弁１２９との間に逆止弁１２４が設けられる。また、接続点Ｑと第二の３方弁１２９との間の流路上に逆止弁１２５が設けられる。さらに、流路１４６及び流路１４８上にもそれぞれ逆止弁１２３，１２６が設けられる。なお、各逆止弁の取付け方向は図２に示すとおりである。

第一の流量制御弁１３０は、第一加熱流路１１０ａ（第一非加熱流路１２０ａ）上におけるサドル３０の第一保持体流路３４の入口３４ａ近傍に設けられる。第二の流量制御弁１３１は、第二加熱流路１１０ｂ（第二非加熱流路１２０ｂ）上におけるサドル３０の第二保持体流路３６の入口３６ａ近傍に設けられる。第一の流量制御弁１３０、及び第二の流量制御弁１３１は、制御装置８０の制御によって、バルブが軸線方向に進退し、開口部の開口面積を変化させて各流体の流量を調整する。第一の３方弁１２８、第二の３方弁１２９、第一の流量制御弁１３０、及び第二の流量制御弁１３１は、いずれも、制御装置８０に電気的に接続される。そして、それらは、制御装置８０からの指令に基づいて制御される。

（主軸４０の傾きについて）
ここで、熱により発生する主軸４０の傾きについて図３に基づいて説明する。工作機械１を作動させると、回転工具４２と工作物Ｗとの接触による発熱、室温の上昇、及び主軸４０を回転させる主軸モータ４１の発熱等によって、主軸４０が固定されるサドル３０を支持するコラム２０の温度が上昇する。これにより、コラム２０が膨張する。コラム２０が膨張すると、サドル３０を支持する面が前方又は後方に倒れるようにコラム２０が変形する場合がある。このコラム２０の変形（熱変位）によってサドル３０及び主軸４０の回転軸線に傾きが発生する場合がある。

（主軸傾き補正装置９５の基本動作）
次に、主軸傾き補正装置９５の基本動作について、図２に基づき説明する。主軸傾き補正装置９５が作動するためには、まず流体供給装置９０が作動される。流体供給装置９０では、制御装置８０が指令を送信し流体供給装置９０のオイルポンプ９２のモータＭを回転作動させてオイルポンプ９２が作動される。

オイルポンプ９２は、吸入口９２ａからリザーバタンク９４内の流体（非加熱流体）を吸引し、吸引された流体（非加熱流体）は、流路１４０，１４２を流通して吐出口Ａ，Ｂから吐出される。吐出口Ａから吐出された流体（非加熱流体）は、主軸冷却用流路１００、主軸４０の冷却通路４０ａを経由し、加熱されて加熱流体となり、第一分岐前流路１４７を通って第一の３方弁１２８の入口１２８ａに入力される。

（加熱流体がサドル３０の第一保持体流路３４に流通する場合）
上記状態において、まず、流体（加熱流体）がサドル３０の第一保持体流路３４に流通する場合について説明する。この場合、制御装置８０が、指令を送信し、第一の３方弁１２８の状態を図２に示す状態とする。これにより、流体（加熱流体）は、第一の３方弁１２８の一方の出口１２８ｂから吐出され、第一加熱流路１１０ａを経由してサドル３０の入口３４ａから第一保持体流路３４に流入する。

このとき、第一加熱流路１１０ａに設けられた第一の流量制御弁１３０によって、流体（加熱流体）の流量が所望の量となるよう制御される。そして、所望の流量に制御された流体（加熱流体）が、第一保持体流路３４を通過することによって、流体（加熱流体）は、前述したサドル３０の上方のＵ部と熱交換される。その後、流体（加熱流体）は、出口３４ｂから流路１４６を流通して流体供給装置９０のリザーバタンク９４に還流される。なお、第一の流量制御弁１３０によって、流量制御がされる際、不要な流体（加熱流体）はリターン流路１４５（図２右側）からリザーバタンク９４に還流される。

また、このとき、流体供給装置９０の吐出口Ｂから第二分岐前流路１４９を通って吐出された流体（非加熱流体）は、第二保持体流路３６に供給される。このため、吐出口Ｂから吐出された流体（非加熱流体）は、第二の３方弁１２９の入口１２９ａに入力される。そして、制御装置８０が、指令を送信し第二の３方弁１２９の状態を図２に示す状態とする。これにより、流体（非加熱流体）は、第二の３方弁１２９の一方の出口１２９ｂから吐出され第二非加熱流路１２０ｂを経由してサドル３０の第二保持体流路３６の入口３６ａから第二保持体流路３６に流入する。

このとき、第二非加熱流路１２０ｂに設けられた第二の流量制御弁１３１によって、流体（非加熱流体）の流量が所望の量となるよう制御される。そして、所望の流量に制御された流体（非加熱流体）が、第二保持体流路３６を通過することによって、流体（非加熱流体）は、前述したサドル３０の下方のＤ部と熱交換される。そして、流体（非加熱流体）は、出口３６ｂから流路１４８，１４６を流通して流体供給装置９０のリザーバタンク９４に還流される。なお、第二の流量制御弁１３１によって、流量制御がされる際、不要な流体（非加熱流体）はリターン流路１４３，１４４からリザーバタンク９４に還流される。

上記においては、図３に示すように、主軸４０の取り付け部の上方のＵ部が下方のＤ部より温度が高くなる（図３右側のグラフ参照）。なお、Ｕ部（二点鎖線部参照）とは、サドル３０において、筒状の第一保持体流路３４の径方向外方で、第一保持体流路３４付近に位置するサドル３０の肉部をさす。また、Ｄ部（二点鎖線部参照）とは、サドル３０において、筒状の第二保持体流路３６の径方向外方で、第二保持体流路３６付近に位置するサドル３０の肉部をさす。

サドル３０内が、上記のような温度分布となると、図３の二点鎖線（太線）に示すように、上方のＵ部が下方のＤ部より前方に向かって大きく膨張する。つまり、主軸４０及び回転工具４２は、ベッド１０の上面に対し下方に向いて倒れるよう変位する（二点鎖線（太線）参照）。このため、コラム２０の熱変位によって主軸４０が上方に向かって傾いた場合には、サドル３０内が上記温度分布となることによって、その傾きが良好に補正される。

（加熱流体がサドル３０の第二保持体流路３６に流通する場合）
次に、流体（加熱流体）がサドル３０の第二保持体流路３６に流通する場合について説明する。この場合、制御装置８０が指令を送信し第一の３方弁１２８の状態を図２に示す状態から他方の状態に切り替える。これにより、流体（加熱流体）は、第一の３方弁１２８の他方の出口１２８ｃから吐出され、第二加熱流路１１０ｂを経由してサドル３０の入口３６ａから第二保持体流路３６に流入する。

このとき、第二加熱流路１１０ｂに設けられた第二の流量制御弁１３１によって、流体（加熱流体）の流量が所望の量となるよう制御される。そして、所望の流量に制御された流体（加熱流体）が、第二保持体流路３６を通過することによって、流体（加熱流体）は、前述したサドル３０の下方のＤ部と熱交換される。その後、流体（加熱流体）は、出口３６ｂから流路１４８，１４６を流通して流体供給装置９０のリザーバタンク９４に還流される。なお、上記と同様、第二の流量制御弁１３１によって、流量制御がされる際、不要な流体（加熱流体）はリターン流路１４３，１４４からリザーバタンク９４に還流される。

また、このとき、流体供給装置９０の吐出口Ｂから第二分岐前流路１４９を通って吐出された流体（非加熱流体）は、第一保持体流路３４に供給される。このため、吐出口Ｂから吐出された流体（非加熱流体）は、第二の３方弁１２９の入口１２９ａに入力される。そして、制御装置８０が指令を送信し第二の３方弁１２９の状態を図２に示す状態から他方の状態に切り替える。これにより、流体（非加熱流体）は、第二の３方弁１２９の他方の出口１２９ｃから吐出され、第一非加熱流路１２０ａを経由してサドル３０の第一保持体流路３４の入口３４ａから第一保持体流路３４に流入する。

このとき、第一非加熱流路１２０ａに設けられた第一の流量制御弁１３０によって、流体（非加熱流体）の流量が所望の量となるよう制御される。そして、所望の流量に制御された流体（非加熱流体）が、第一保持体流路３４を通過することによって、流体（非加熱流体）が、前述したサドル３０の上方のＵ部と熱交換される。そして、流体（非加熱流体）は、出口３４ｂから流路１４６を流通して流体供給装置９０のリザーバタンク９４に還流される。なお、上記と同様、第一の流量制御弁１３０によって、流量制御がされる際、不要な流体（非加熱流体）はリターン流路１４５からリザーバタンク９４に還流される。

上記状態では、主軸４０が固定されるサドル３０内の上方のＵ部より下方のＤ部の方が、温度が高くなる（図略）。サドル３０内がこのような温度分布となると、図３中の二点鎖線（太線）とは逆方向に、変位する（図略）。つまり、主軸４０及び回転工具４２は、ベッド１０の上面に対し上方に向いて傾くよう変位する。このため、コラム２０の熱変位によって主軸４０が下方に向かって傾いた場合には、サドル３０内が上記温度分布となることによって、その傾きが良好に補正される。

（主軸傾き補正装置９５の作動について）
次に、主軸傾き補正装置９５の傾き補正のための作動について、図４のフローチャートに基づき説明する。本実施形態では、主軸４０（及び回転工具４２）が、ベッド１０の上面に対し上方に向いて傾くよう変位した場合について説明する。

ステップＳ１０では、変位センサ７０（傾き導出部）が、主軸４０の傾きθを検出（導出）する。そして、ステップＳ２０で、制御装置８０が、傾きθが閾値である所定の角度Ｘ度以上であるか否かを判定する。傾きθが、所定の角度Ｘ度以下であれば、制御装置８０が、繰り返しステップＳ２０を処理する。また、傾きθがＸ度を超えれば、ステップＳ３０に移行する。なお、傾きθの閾値とは、傾き補正を行なう必要があるか否かを判定する基準値である。本実施形態では、傾きθの閾値をＸ度としたが、これはあくまで一例であって、傾きθの閾値は任意に設定すればよい。なお、本実施形態では、主軸４０の傾きθは、ベッド１０の上面に対する傾き量と説明した。しかし、これに限らず、傾きθは、ベッド１０の上面以外の他の面や線を傾きの基準面、又は基準線とする場合を含む。

そして、ステップＳ３０では、制御装置８０が、検出（導出）された傾きθに基づき、傾きθを補正するサドル３０のＵ部とＤ部の温度差Δｔを演算する。制御装置８０は、サドル３０の熱膨張係数αを記憶しており、熱膨張係数αと傾きθとから、必要な温度差Δｔを演算する。なお、このとき、制御装置８０は、流体供給装置９０が備えるリザーバタンク９４に貯留される流体（非加熱流体）の温度を設定値に基づいて記憶している。また、前述したように加熱流体の温度を常時取得し記憶している。

本実施形態では、主軸４０が、ベッド１０の上面に対し上方に向いて傾くよう変位している。これより、Ｕ部の温度をＤ部の温度より高くし、主軸４０を下方に傾かせればよい。つまり、主軸４０の傾きを補正するには、Ｕ部、即ち、Ｕ部に接する第一保持体流路３４に温度の高い流体（加熱流体）を供給すればよい。反対に、Ｄ部に接する第二保持体流路３６に、主軸４０を通過せず流体供給装置９０から直接供給された温度の低い流体（非加熱流体）を供給すればよい。なお、本実施形態においては、上記における傾きθを補正するための温度差Δｔは、常にプログラム上における前回の温度差Δｔからの差分となっている。

次に、ステップＳ４０では、制御装置８０が、第一保持体流路３４に供給すべき流体（加熱流体）の流量Ｑ１、及び第二保持体流路３６に供給すべき流体（非加熱流体）の流量Ｑ２を演算する。流量Ｑ１，流量Ｑ２は、主軸４０の傾きを補正するために必要とされるＵ部の温度（熱量）、及びＤ部の温度（熱量）、サドル３０の比熱、その時の加熱流体、及び非加熱流体の温度等から演算する。

ステップＳ５０では、制御装置８０が、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６に、演算された流量Ｑ１の流体（加熱流体）及び流量Ｑ２の流体（非加熱流体）を供給するために、第一の３方弁１２８等の各機器の制御を行なう。第一の３方弁１２８の状態は図２に示す状態のままである。また、第二の３方弁１２９の状態も図２に示す状態のままである。このような状態で、流体供給装置９０を作動させる。すると、主軸４０の冷却通路４０ａを経由して加熱された流体（加熱流体）が、サドル３０の第一保持体流路３４に流入する。このとき、第一保持体流路３４に流入する流体（加熱流体）の流量（熱量）が、流量Ｑ１となるよう制御装置８０が第一の流量制御弁１３０を制御する。これにより、第一保持体流路３４付近のサドル３０の上方のＵ部が、流体（加熱流体）との間で熱交換され、所望の温度まで上昇する。

また、主軸４０を経由しない流体（非加熱流体）が、サドル３０の第二保持体流路３６に流入する。このとき、第二保持体流路３６に流入する流体（非加熱流体）の流量（熱量）が、流量Ｑ２となるよう、制御装置８０が第二の流量制御弁１３１を制御する。これにより、第二保持体流路３６付近のサドル３０の下方のＤ部が、流体（非加熱流体）との間で熱交換され、所望の温度まで低下する。つまり、Ｕ部とＤ部との間に所望の温度差Δｔが発生する。

これによって、サドル３０の下方のＤ部が、主軸４０の回転軸線方向後方に向かって所定量だけ収縮して変位するとともに、上方のＵ部が、回転軸線方向前方に向かって所定量だけ膨張し、主軸４０の傾きが、ベッド１０の上面と平行な方向に近づくよう補正される。よって、回転工具４２によって工作物Ｗを加工しても、精度のよい加工面性状を得ることができる。

なお、上記とは逆に、コラム２０の熱変位により、主軸４０が、ベッド１０の上面に対し下方に向いて変位した場合にも、上記と同様、ステップＳ１０〜Ｓ５０の処理を行なえばよい。なお、ステップＳ５０における各機器の制御は、すべて上記と逆の制御となる。

つまり、ステップＳ５０では、制御装置８０は、第一の３方弁１２８の状態を図２に示す状態から他の状態に切り替える。また、制御装置８０は、第二の３方弁１２９の状態を図２に示す状態から他の状態に切り替える。これにより、流体供給装置９０を作動させると、流体（加熱流体）が、サドル３０の第二保持体流路３６に流入する。また、流体（非加熱流体）が、サドル３０の第一保持体流路３４に流入する。あとは、それぞれステップＳ４０で演算した第二保持体流路３６に供給すべき流体（加熱流体）の流量Ｑ２（熱量）、及び第一保持体流路３４に供給すべき流体（非加熱流体）の流量Ｑ１（熱量）を、第二の流量制御弁１３１及び第一の流量制御弁１３０によって制御し、それぞれ第二保持体流路３６及び第一保持体流路３４に供給すればよい。

上述の説明から明らかなように、上記実施形態によれば、サドル３０（主軸保持体）の第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６に、加熱流体だけでなく、加熱流体よりも温度の低い主軸冷却用の流体（非加熱流体）も供給されるよう構成した。このように、異なる温度の流体である加熱流体と非加熱流体とを、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６にそれぞれ流通させるので、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６間の温度差Δｔを良好に制御でき、主軸４０の傾きが精度よく補正できる。また、補正熱源のような高価な部品を用いることなく、すでに取り回しされている主軸冷却用の流体を利用して主軸の傾き補正ができるため低コストとなる。

また、上記実施形態によれば、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６の切り替えを安価な第一、第二の３方弁１２８，１２９によって行なうことができ低コスト化が図れる。また、第一，第二加熱流路１１０ａ，１１０ｂを流通する加熱流体の流量と、第一，第二非加熱流路１２０ａ，１２０ｂを流通する流体の流量とを第一、第二の流量制御弁１３０，１３１によって制御する。このため、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６への各供給流量が精度よく制御できる。これにより、サドル３０（主軸保持体）の第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６の付近（Ｕ部、Ｄ部）は、精度よく調整された流体の流量、即ち熱量によって、所望の熱膨張、及び熱収縮を発生させることができ、主軸４０の傾きがより精度よく補正できる。

また、上記実施形態によれば、サドル３０（主軸保持体）の第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６は、主軸４０を挟んで対向する位置に形成されている。これにより、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６に各流体が供給されると、温度差Δｔが良好に制御され主軸４０の上下方向への変位を良好に補正できる。

＜第二実施形態＞
なお、上記第一実施形態によれば、サドル３０（主軸保持体）は、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６を備えた。そして、第一、第二の３方弁１２８，１２９の切り替えによって、２つの場合を切り替えた。１つの場合は、第一保持体流路３４に加熱流体を供給し、第二保持体流路３６に非加熱流体を供給する場合である。もう一つの場合は、第一保持体流路３４に非加熱流体を供給し、第二保持体流路３６に加熱流体を供給する場合である。

しかしながら、この態様には限らない。図５に示すように第二実施形態として、サドル３０（主軸保持体）は、上記第一実施形態と同様に、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６を備えるが、非加熱流体の供給部を備えず、加熱流体を供給する供給部だけ備える構成のものでもよい。この主軸傾き補正装置を、主軸傾き補正装置１９５とする。つまり、主軸傾き補正装置１９５は、第一の３方弁１２８と、第一加熱流路１１０ａ、及び第二加熱流路１１０ｂとを備え、第一の３方弁１２８の切り替えによって、加熱流体を、第一，第二加熱流路１１０ａ，１１０ｂを介して、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６の何れかに選択的に供給する。なお、図５においては、第一実施形態の主軸傾き補正装置９５と同様の部品については、同じ符号を付してある。同じ符号を付すことについては、以降に説明する第三、第四実施形態についても同様である。

このように、安価な構成によっても、流体（加熱流体）が、サドル３０（主軸保持体）の第一保持体流路３４と第二保持体流路３６とに選択的に供給されることで、上方のＵ部若しくは下方のＤ部を熱膨張させ，主軸４０の傾きを補正できる。このとき、第一，第二加熱流路１１０ａ，１１０ｂへの流通の切り替えは、安価な第一の３方弁１２８によって行なわれる。また、第一，第二加熱流路１１０ａ，１１０ｂを流通する加熱流体の流量は、第一、第二の流量制御弁１３０，１３１によって制御される。これにより、サドル３０の第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６の付近（Ｕ部、Ｄ部）は、安価な構成にもかかわらず、精度よく調整された流体の流量、即ち所望の熱量によって、所望の熱膨張が発生し主軸の傾きが精度よく補正できる。

＜第三実施形態＞
また、上記第一実施形態によれば、サドル３０（主軸保持体）は、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６を備えた。そして、第一、第二の３方弁１２８，１２９の切り替えによって、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６に加熱流体と非加熱流体とをそれぞれ供給した。しかしこの態様には限らない。第三実施形態として、サドル３０が、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６のいずれか一方のみを備える簡易な構成としてもよい。（図６参照）。この主軸傾き補正装置を、主軸傾き補正装置２９５とする。このとき、第二の３方弁１２９は有さず、第一の３方弁１２８は、加熱流体と非加熱流体との切り替えを行なう３方弁とする。なお、図６では、第一保持体流路３４が設けられた態様を示している。しかし、これに限らず、第二保持体流路３６のみが設けられる態様でもよい。

このように、第三実施形態の主軸傾き補正装置２９５によれば、サドル３０（主軸保持体）の少なくとも１つの流路に、主軸４０通過後の流体（加熱流体）だけでなく、加熱流体よりも温度の低い主軸冷却用の流体（非加熱流体）も選択的に供給されるようにした。加熱流体をサドル３０に供給した際には、供給されたサドル３０の部分は膨張し、その膨張に応じた変位によって傾きの補正が行なわれる。また、サドル３０に温度の低い主軸冷却用の流体が供給されると、供給されたサドル３０の部分は収縮し、加熱流体が供給された場合とは逆方向の変位が生じ、その収縮に応じた変位によって傾きの補正が行なわれる。これにより、低コストな構成であっても、主軸４０の回転軸線の傾きの補正が１方向だけでなく反対方向においても可能となる。

＜第四実施形態＞
また、第四実施形態として、上記第三実施形態に対し、非加熱流体の供給流路を廃止してもよい。この主軸傾き補正装置を、主軸傾き補正装置３９５とする。このとき、流体（加熱流体）の供給流路上には、流体（加熱流体）の流通、遮断を行なうＯＮ−ＯＦＦバルブ２２８が設けられる。主軸４０の傾き補正が必要な場合には、ＯＮ−ＯＦＦバルブ２２８を開弁させて流体（加熱流体）を、サドル３０の第一保持体流路３４（又は第二保持体流路３６）に供給する。主軸４０の傾き補正が不要な場合には、ＯＮ−ＯＦＦバルブ２２８を閉弁させて、流体（加熱流体）の流通を遮断する。

このように、第四実施形態によれば、加熱流体をサドル３０（主軸保持体）の少なくとも１つの流路に供給する。このとき、制御装置８０によって流量が制御されることで、加熱流体がサドル３０に付与する熱量の制御もできる。そして、加熱流体が、サドル３０に付与する熱量によってサドル３０の一部を熱変位（膨張）させ、主軸４０の傾きを補正する。このように非常に簡易な構成の主軸傾き補正装置３９５によっても、主軸４０の傾きを補正することができる。

なお、上記第一、第二実施形態においては、サドル３０（主軸保持体）に、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６を備える場合、その方向は、主軸４０を挟んで重力方向において上下方向であった。しかし、この態様には限らず、第一保持体流路及び第二保持体流路を備える方向は、主軸を挟んで反対側に配置されれば、どこでもよい。

また、第一〜第四実施形態においては、主軸４０の回転軸線の傾きは、コラム２０の熱変位によるものであると説明した。しかし、この態様には限らない。主軸４０の回転軸線の傾きは、ベッド１０，サドル３０等の熱変位によるものでもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

＜第五実施形態＞
上記第一〜第四実施形態における傾き導出部では、変位センサ７０によって主軸４０の傾きθを検出（導出）した。しかし、この態様には限らない。第五実施形態（図８参照）として、傾き導出部では、例えば、特開平６−３９６８２号公報に開示されるような有限要素法によって主軸４０の傾きθを演算（導出）してもよい。

具体的には、傾き導出部（演算部４７０）は、コラム２０の温度を用いて、コラム２０に対して有限要素法による構造解析を行い、コラム２０におけるサドル３０の摺動面の傾きを演算する（熱変位補正ロジックに相当）。コラム２０におけるサドル３０の摺動面の傾きが、コラム２０の熱変形によって生じる主軸４０の傾きに相当する。つまり、傾き導出部（演算部４７０）は、コラム２０におけるサドル３０の摺動面の傾きを、主軸４０の回転軸線の傾きθとして演算する。上記以外は、第一〜第四実施形態と同様である。

ここで、有限要素法に基づく主軸４０の回転軸線の傾きθの演算方法について説明しておく。ただし、有限要素法による構造解析の詳細については、特開平６−３９６８２号公報に説明されている通りである。よって、概要のみ説明し詳細な説明については省略する。第五実施形態においては、傾き導出部は、前述のとおり制御装置８０が備える演算部４７０である。また、第五実施形態の傾き導出部（演算部４７０）は演算処理を行なう演算工程を備える。当該演算工程は、図４のフローチャートのステップＳ１０に相当する。

第五実施形態は、主軸傾き補正装置４９５を備える。主軸傾き補正装置４９５は、第一〜第四実施形態における主軸傾き補正装置９５，１９５，２９５，３９５に相当する。主軸傾き補正装置４９５は、コラム２０と、主軸４０と、有限要素法の演算を実行する演算部４７０（本発明の傾き導出部に相当）と、演算部４７０を含む制御装置８０と、流体供給装置９０と、を有して構成される。

演算部４７０は、コラム２０を構造解析するための条件として、材料固有の材料定数、各節点における温度情報、拘束条件、支持部におけるばね要素が必要である。しかし、第五実施形態では、構造解析の条件として、コラム２０の各節点における温度情報のみ変化するものであって、他の条件は既知とする。そして、各節点における温度情報は、図略の温度センサにより検出される温度情報を用いる。例えば、予めコラム２０の温度勾配を把握しておくことで、図略の温度センサにより検出された温度情報に基づき、各節点の温度が算出できる。なお、有限要素法による構造解析を行うために形成されるコラム２０のモデルの作成方法については、任意である。

このようにして、演算部４７０（傾き導出部）では、推定されたコラム２０の各節点の温度に基づいて、コラム２０の熱変位量、即ち、コラム２０に固定されるサドル３０及びサドル３０に固定される主軸４０の傾きθが演算（推定）される。詳細には、コラム２０の傾きによって発生する主軸４０の回転軸線の傾きθは、コラム２０が支持するサドル３０の、Ｙ軸方向におけるストローク範囲内において変動する主軸４０の回転軸線の複数の傾きθ１〜θＸの平均値を取ることによって得る。

前述したように、この演算部４７０の処理工程（演算工程）は、図４のフローチャートのステップＳ１０に相当する。そして、上記第一〜第四実施形態と同様に、ステップＳ１０の処理後、フローチャートのステップＳ２０以降の処理が行なわれ、主軸４０の回転軸線の傾きθの補正が行なわれる。

ただし、主軸傾き補正装置４９５に係るフローチャートのステップＳ３０における温度差Δｔは、上記第一〜第四実施形態とは異なり、プログラム上における前回の温度差Δｔとの差分ではなく、コラム２０の熱変位によって生じる主軸の傾きθ自体を補正するために必要な温度差Δｔである。

このように、第一〜第五実施形態では、主軸４０の回転軸線は、コラム２０の熱変位に伴いベッド１０に対して傾く。従って、主軸４０をＮＣ制御装置によってＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ変位させて補正するだけでは、ベッド１０に対する主軸４０の傾きθまでは補正できない。これにより、工作物Ｗの加工時には、ベッド１０に対して軸線が傾いた回転工具４２によって加工されることになるため、良好な加工面が得られない場合がある。しかし、第一〜第五実施形態では、主軸傾き補正装置９５，１９５，２９５，３９５，４９５によって、ベッド１０に対する主軸４０の回転軸線の傾きがなくなるよう補正されるので、工作物Ｗの加工面は良好となる。

なお、上記、第一〜第五実施形態においては、サドル３０（主軸保持体）の第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６に供給する加熱流体及び非加熱流体の各温度は、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６に流入する前の各種データに基づいてそれぞれ演算により求めた。しかし、この態様には限らない。サドル３０の第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６内に図略の温度センサを設け、第一保持体流路３４及び第二保持体流路３６を流動する加熱流体及び非加熱流体の温度を直接測定してもよい。そして、測定した加熱流体及び非加熱流体の温度に基づき、主軸傾き補正装置９５，１９５，２９５，３９５，４９５によって流量Ｑ１、Ｑ２等の制御を行なうことで、ベッド１０に対する主軸４０の回転軸線の傾きの補正がより高精度に行なえる。

１・・・工作機械、 １０・・・ベッド、 ２０・・・コラム、 ３０・・・サドル（主軸保持体）、 ３４・・・第一保持体流路、 ３６・・・第二保持体流路、 ４０・・・主軸、 ４０ａ・・・冷却通路、 ４２・・・回転工具、 ７０・・・変位センサ（傾き導出部）、 ８０・・・制御装置、 ９０・・・流体供給装置、 ９２・・・オイルポンプ、 ９４・・・リザーバタンク、 ９５，１９５，２９５，３９５，４９５・・・主軸傾き補正装置、 １００・・・主軸冷却用流路、 １１０ａ・・・第一加熱流路（加熱流路）、 １１０ｂ・・・第二加熱流路（加熱流路）、 １２０ａ・・・第一非加熱流路（非加熱流路）、 １２０ｂ・・・第二非加熱流路（非加熱流路）、 １２１〜１２７・・・逆止弁、 １２８・・・第一の３方弁、 １２９・・・第二の３方弁、 １３０・・・第一の流量制御弁、 １３１・・・第二の流量制御弁、 ４７０・・・演算部（傾き導出部）。

Claims (9)

1. 主軸と、
   前記主軸を回転可能に保持し、流体を流通させる少なくとも１つの流路が形成され、前記少なくとも１つの流路を流通する流体の温度に応じて前記主軸の回転軸線が傾くように熱変位する主軸保持体と、
   前記主軸の回転軸線の傾きを導出する傾き導出部と、
   流体を供給する流体供給装置と、
   前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸の冷却用流体として前記主軸に供給する主軸冷却用流路と、
   前記冷却用流体が前記主軸を通過することにより生成された加熱流体を、前記主軸保持体の前記少なくとも１つの流路に供給する加熱流路と、
   前記加熱流路に設けられ前記加熱流体の流量を制御する流量制御弁と、
   前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて前記流量制御弁を制御し、前記加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を調整する制御装置と、を備える、工作機械。
2. 前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸を通過せずに直接、前記主軸保持体の前記少なくとも１つの流路に供給する非加熱流路を備え、
   前記制御装置は、
   前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて、前記加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整する、請求項１に記載の工作機械。
3. 前記主軸保持体には、前記少なくとも１つの流路としての第一保持体流路及び第二保持体流路が形成され、
   前記加熱流路は、
   前記加熱流体を前記第一保持体流路に供給する第一加熱流路と、
   前記加熱流体を前記第二保持体流路に供給する第二加熱流路と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、を調整する、請求項１に記載の工作機械。
4. 前記主軸保持体には、前記少なくとも１つの流路としての第一保持体流路及び第二保持体流路が形成され、
   前記加熱流路は、
   前記加熱流体を前記第一保持体流路に供給する第一加熱流路と、
   前記加熱流体を前記第二保持体流路に供給する第二加熱流路と、
   を備え、
   前記非加熱流路は、
   前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸を通過せずに直接、前記第一保持体流路に供給する第一非加熱流路と、
   前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸を通過せずに直接、前記第二保持体流路に供給する第二非加熱流路と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第一非加熱流路を流通する前記流体の流量と、前記第二非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整する、請求項２に記載の工作機械。
5. 前記工作機械は、
   前記主軸を通過した前記加熱流体を、前記第一加熱流路へ流通させる状態と前記第二加熱流路へ流通させる状態とを切り替える第一の３方弁と、
   前記流体供給装置により供給される前記流体を、前記第一非加熱流路へ流通させる状態と前記第二非加熱流路へ流通させる状態とを切り替える第二の３方弁と、を備え、
   前記流量制御弁は、
   前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第一非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整する第一の流量制御弁と、
   前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二非加熱流路を流通する前記流体の流量とを調整する第二の流量制御弁と、を備え、
   前記制御装置は、前記第一の３方弁及び前記第二の３方弁の切り替えと、前記第一の流量制御弁及び前記第二の流量制御弁の制御を行うことにより、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第一非加熱流路を流通する前記流体の流量と、前記第二非加熱流路を流通する前記流体の流量と、を調整する、請求項４に記載の工作機械。
6. 前記工作機械は、前記主軸を通過した前記加熱流体を、前記第一加熱流路へ流通させる状態と前記第二加熱流路へ流通させる状態とを切り替える第一の３方弁を備え、
   前記流量制御弁は、
   前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を調整する第一の流量制御弁と、
   前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を調整する第二の流量制御弁と、を備え、
   前記制御装置は、前記第一の３方弁の切り替えと、前記第一の流量制御弁及び前記第二の流量制御弁の制御を行うことにより、前記第一加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、前記第二加熱流路を流通する前記加熱流体の流量と、を調整する、
   請求項３に記載の工作機械。
7. 前記第一保持体流路及び前記第二保持体流路は、前記主軸を挟んで対向する位置に形成され、前記第一保持体流路及び前記第二保持体流路間が所定の温度差となるよう前記第一保持体流路及び前記第二保持体流路に前記流体が供給される、請求項３〜６の何れか一項に記載の工作機械。
8. 前記傾き導出部は、
   熱変位補正ロジックによって前記主軸の回転軸線の傾きを導出する、請求項１〜７の何れか一項に記載の工作機械。
9. 主軸と、
   前記主軸を回転可能に保持し、流体を流通させる少なくとも１つの流路が形成され、前記少なくとも１つの流路を流通する流体の温度に応じて前記主軸の回転軸線が傾くように熱変位する主軸保持体と、
   前記主軸の回転軸線の傾きを導出する傾き導出部と、
   流体を供給する流体供給装置と、
   前記流体供給装置により供給される流体を、前記主軸の冷却用流体として前記主軸に供給する主軸冷却用流路と、
   前記冷却用流体が前記主軸を通過することにより生成された加熱流体を、前記主軸保持体の前記少なくとも１つの流路に供給する加熱流路と、
   前記加熱流路に設けられ前記加熱流体の流量を制御する流量制御弁と、
   制御装置と、
   を備えた工作機械の制御方法であって、
   前記制御装置は、
   前記主軸の回転軸線の傾きに基づいて前記流量制御弁を制御し、前記加熱流路を流通する前記加熱流体の流量を制御する、工作機械の制御方法。

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