JP7321067B2

JP7321067B2 - 工作機械の反転誤差計測方法

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Publication number: JP7321067B2
Application number: JP2019214488A
Authority: JP
Inventors: 哲也松下
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-08-04
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: JP2021086370A

Description

本発明は、工作機械において送り軸の反転誤差を計測する方法に関する。

工作機械の運動誤差は、加工される工作物に転写され、工作物の寸法誤差や形状誤差となる。この運動誤差の要因の一つとして、送り軸の反転誤差（ロストモーション）がある。反転誤差は、送り軸機構にあるバックラッシュなどのガタ要素や、送り方向に依存する姿勢誤差に起因した誤差であり、一方向に移動させた際の位置を基準としてその反対方向に送り軸を移動させた際に、送り軸の位置検出の基準位置に対して実際の位置が遅れて動作する運動誤差である。反転誤差は、送り機構の部品の摩耗により経時的に増大することがあり、送り軸が反転した箇所で段差として工作物に転写されることで問題となることが多い。反転誤差の対策として、メカ的な調整や補正制御により低減させる方法があるが、いずれにしても反転誤差の大きさを把握する必要がある。
従来の反転誤差の計測方法として、特許文献１のようなボールバー測定器を用いる方法がある。ボールバーは２球間の距離を測定できる測定器であり、各球を、磁石を内蔵した球面座を介して工作機械に取り付けて２つの球が相対的に円運動するように工作機械を制御し、測定された２球間距離の誤差軌跡から工作機械の運動誤差を診断できる測定器である。このボールバー測定では、反転誤差は、送り軸の反転位置にあたる誤差軌跡に段差として観測され、その段差の大きさから反転誤差の大きさを計測することができる。
他の計測方法として、非特許文献１のようなレーザ測長器を用いる方法もある。送り軸をプラス方向とマイナス方向とに動作させて、それぞれレーザ測長器により位置決め精度を測定すると、反転誤差が存在する場合、各方向の測定値はオフセットして観測される。このオフセット量から反転誤差の大きさを計測することができる。

特開昭６１－２０９８５７号公報

JIS B6190-2:2016 (ISO230-2:2014) JIS規格「工作機械試験方法通則第２部：数値制御による位置決め精度試験」レーザ測長器などを用いた位置決め精度測定の規格

特許文献１や非特許文献１の方法では、ボールバーやレーザ測長器のような特殊な測定器を用いる必要がある。このような測定器は高価であり、その取扱いには一定のスキルが必要となり、誰でも扱えない。このため、送り軸の反転誤差を簡単に測定することができないという課題がある。

そこで、本発明は、高価で特殊な測定器を用いることなく、且つ測定器操作のスキルがない機械操作者であっても、送り軸の反転誤差を簡単に測定することができる工作機械の反転誤差計測方法を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の第１の発明は、工具を装着して回転可能な主軸と、３つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第１計測ステップと、
前記第１計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して１８０°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第１計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第２計測ステップと、
前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップをアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、を実行することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、上記構成において、前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第１計測ステップでの検出位置と、前記第２計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、上記構成において、前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップを少なくとも３つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも２つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、上記構成において、前記基準器が円もしくは球形状であることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項５に記載の第２の発明は、工具を装着して回転可能な主軸と、３つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記検出器の位置を取得する第１計測ステップと、
前記第１計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して１８０°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第１計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第２計測ステップと、
前記第１計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢とは異なる姿勢に前記タッチプローブを傾斜させ、前記第１計測ステップにおいて前記基準器に対して接触した前記タッチプローブの点が所定のアプローチ方向になるように前記主軸の角度を割り出し、当該アプローチ方向から前記タッチプローブを移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第３計測ステップと、
前記第３計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢のまま、前記第３計測ステップの前記主軸の割出角度に対して１８０°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第３計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から前記タッチプローブを前記基準器に接触させて、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第４計測ステップと、
前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップと、前記第３計測ステップ及び前記第４計測ステップとをそれぞれアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、を実行することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、上記構成において、前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第１計測ステップでの検出位置と、前記第２計測ステップでの検出位置と、前記第３計測ステップでの検出位置と、前記第４計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、上記構成において、前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップを少なくとも３つの方向に対して行い、前記第３計測ステップ及び前記第４計測ステップを少なくとも２つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも３つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、上記構成において、前記基準器が球形状であることを特徴とする。

本発明によれば、高価で特殊な測定器を用いることなく、比較的安価であり、工作物や治具の機上計測のために多くの工作機械に装備されているタッチプローブと、基準球やリングゲージなどの基準器とを用いて、送り軸の反転誤差を計測することができる。また、基準器を設置するなどの簡単な作業だけで、半自動で計測を実行できるため、測定器操作のスキルがない機械操作者でも反転誤差を簡単に計測することができる。

３軸立形マシンニングセンタの模式図である。第１の発明の工作機械の反転誤差計測方法のフローチャートである。本発明で用いるタッチプローブと基準球との一例を示す模式図である。本発明の反転誤差計測方法におけるタッチプローブ計測の模式図である。反転誤差がない場合のタッチプローブ計測の模式図である。反転誤差がある場合のタッチプローブ計測の模式図である。第２の発明の工作機械の反転誤差計測方法のフローチャートである。本発明の反転誤差計測方法におけるタッチプローブ計測の模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、工作機械の一例としての３軸立形マシニングセンタの模式図である。
主軸頭２は、直進軸であり互いに直交するＸ軸、Ｚ軸によって並進２自由度の運動が可能である。テーブル３は、直進軸でありＸ・Ｚ軸に直交するＹ軸により並進１自由度の運動が可能である。したがって、テーブル３に対して主軸頭２は並進３自由度を有する。各軸には、図示しない位置検出器が備わっており、各軸は、各位置検出器の検出値をもとに、図示しない数値制御装置により制御されるサーボモータにより駆動され、テーブル３に対する主軸頭２の相対的な位置が制御される。被加工物をテーブル３に固定し、主軸頭２の主軸２ａに工具を装着して回転させ、工具を被加工物に干渉させながら所望の動作をさせることで、被加工物を任意の形状に加工する。

図２は、第１の発明の反転誤差計測方法のフローチャートを示している。
ステップＳ１において、図３に示すように、先端が球形状のスタイラス１２を備えたタッチプローブ１１を主軸２ａに装着する。
タッチプローブ１１は、スタイラス１２が対象物に接触すると信号を出力する装置であり、対象物に接触した際に信号を出力し、数値制御装置がその信号を検知して、信号を受けた時点もしくは遅れを考慮した時点での直進軸の位置検出器の検出位置を取得することで、対象物の位置を計測することができる。
ステップＳ２において、基準球１３をテーブル３の上に設置する。なお、図１の工作機械とは異なり、テーブル３が固定され、主軸頭２が３つの直進軸により並進３自由度動作する工作機械の場合は、基準球１３はテーブル３に固定せず別の構造体に設置されていてもよい。

次に、ステップＳ３において、基準球１３にタッチプローブ１１のスタイラス１２の先端球を接触させる際に同一点で接触するよう主軸２ａを割り出す。例えば、図４に示すように、基準球１３の中心を通り、Ｘ，Ｙ軸が成すＸ－Ｙ平面において、タッチプローブ１１を基準球１３に接触させることを考える。スタイラス１２－１ａは、Ｘ軸プラス方向から基準球１３の中心に向かってアプローチして接触させる場合であり、スタイラス１２－１ａの先端球内の白丸マーカに基準球１３が接触するよう主軸２ａの角度を１８０°に割り出す。
ここで、タッチプローブ１１には、主軸２ａに対しての振れ回りや、センサ特性の異方性があるため、主軸２ａの角度を固定して計測を行うと、接触させる方向によって制御の基準となる主軸２ａの回転中心と接触点との間の距離が異なる。この距離のばらつきは後述の反転誤差の同定演算に悪影響を及ぼすため、スタイラス１２の先端球の常に同じ点で対象物と接触するように主軸２ａを割り出すことで、主軸２ａの回転中心と接触点との間の距離を一定にしている。

次に、ステップＳ４において、タッチプローブ１１を基準球１３に接触させ、接触時の直進軸の位置検出器の検出値を取得する（Ｓ３，Ｓ４：第１計測ステップ）。ここで、図４のようにスタイラス１２の先端球の白丸マーカ付近が基準球１３に接触する。
ステップＳ５において、ステップＳ３での主軸角度に対して１８０°の角度に主軸２ａを割り出す。図４の１２－１ａに対して、１２－１ｂのように主軸角度を０°に割り出す。
ステップＳ６において、タッチプローブ１１を基準球１３に接触させ、接触時の直進軸の位置検出器の検出値を取得する。図４の１２－１ｂの場合、Ｘ軸マイナス方向から基準球１３の中心に向かってアプローチして接触させる（Ｓ５，Ｓ６：第２計測ステップ）。
ステップＳ７において、所定のアプローチ方向からの計測が全て終了したかを判定し、終了していない場合はアプローチ方向を変えてステップＳ３からＳ６を実行する。
例えば、図４の場合、Ｘ軸に対して４５°（θ_２）の方向である１２－２ａと１２－２ｂ、Ｘ軸に対して９０°方向（θ_３）すなわちＹ軸と平行の１２－３ａと１２－３ｂ、Ｘ軸に対して１３５°（θ_４）の方向である１２－４ａと１２－４ｂの計測を行う。ここで、どのような順番で計測してもよく、例えば、１２－１ａ、１２－２ａ、・・１２－４ｂのように反時計回りに計測するなどでもよい。
ステップＳ８において、ステップＳ４、Ｓ６の計測結果を用いて直進軸の反転誤差を同定する（反転誤差同定ステップ）。図４の計測の場合、Ｘ軸とＹ軸との反転誤差を同定できる。

ステップＳ８におけるＸ軸とＹ軸との反転誤差の計算方法について説明する。
図４における１２－１ａと１２－１ｂとの接触での計測について考える。この計測を方向１計測と呼ぶ。
１２－１ａの接触で取得したＸ，Ｙ，Ｚ軸の検出値を（Ｘa1，Ｙa1，Ｚa1）、１２－１ｂの接触で取得したＸ，Ｙ，Ｚ軸の検出値を（Ｘb1，Ｙb1，Ｚb1）とし、アプローチ方向のベクトルを（Ｖx1，Ｖy1，Ｖz1）とすると、方向１計測におけるアプローチ方向の幅Ｗ１（図５）は、次の数１から得られる。
［数１］
Ｗ１＝（Ｘa1－Ｘb1）＊Ｖx1＋（Ｙa1－Ｙb1）＊Ｖy1＋（Ｚa1－Ｚb1）＊Ｖz1

方向１計測のアプローチ方向はＸ軸と平行であるため、アプローチ方向ベクトルは（１，０，０）であり、幅Ｗ１は次の数２となる。
［数２］
Ｗ１＝Ｘa1－Ｘb1

ここで、幅Ｗ１に含まれるＸ軸の反転誤差について述べる。
図５は、Ｘ軸に反転誤差がない場合の方向１計測の模式図である。Ｘ軸プラス方向からスタイラス１２－１ａが基準球１３に接触した際、制御の基準となる主軸中心線を通る制御点２２ａは、位置検出器の検出位置２１ａと一致している。ここで、主軸２ａを１８０°に割り出した接触点と主軸中心間の距離をｒとする。
次に、Ｘ軸マイナス方向からスタイラス１２－１ｂが基準球１３に接触した際、制御の基準となる主軸中心線を通る制御点２２ｂは、位置検出器の検出位置２１ｂと一致している。主軸を０°に割り出すことで、接触点と主軸中心間の距離はｒであり、基準球１３の直径をＤとすると、Ｗ１は次の数３となる。
［数３］
Ｗ１＝Ｄ＋２ｒ

一方、図６は、Ｘ軸に反転誤差がある場合の方向１計測の模式図である。反転誤差をプラス方向に動作した際に発生する誤差とすると、Ｘ軸プラス方向の接触では図５と同様に制御点２２ａと検出位置２１ａとが一致している。しかし、Ｘ軸マイナス方向の接触では、検出位置２１ｂ’は制御点２２ｂに対して反転誤差δxだけ遅れる。このため、反転誤差がある場合の幅Ｗ１’は、次の数４となる。
［数４］
Ｗ１’＝Ｄ＋２ｒ－δx

このようにアプローチ方向の幅の計測値に反転誤差が含まれる。しかし、接触点と主軸中心間の距離ｒには主軸２ａの振れ回り量、センサ特性の異方性、センサ信号出力遅れによるスタイラスの倒れなどが含まれるため、ｒの正確な値を把握することは困難である。よって、以降の手法で反転誤差のみを取り出す。
複数のアプローチ方向で計測を行った結果から、それぞれのアプローチ方向の幅を求める。方向ｉ計測（ｉ＝１，２，３，４）で取得したＸ，Ｙ，Ｚ軸の検出値をそれぞれ（Ｘai，Ｙai，Ｚai）、（Ｘbi，Ｙbi，Ｚbi)、アプローチ方向ベクトルを（Ｖxi，Ｖyi，Ｖzi）とすると、方向ｉ計測のアプローチ方向の幅Ｗｉは、次の数５から得られる。
［数５］
Ｗｉ＝（Ｘai－Ｘbi）＊Ｖxi＋（Ｙai－Ｙbi）＊Ｖyi＋（Ｚai－Ｚbi）＊Ｖzi
図４の各計測のアプローチ方向をＸＹ平面におけるＸ軸からの角度θｉで表すと、方向ｉ計測のアプローチ方向ベクトルの各成分は、次の数６となる。
［数６］
Ｖxi＝cosθi
Ｖyi＝sinθi
Ｖzi＝０

数６を数５に代入すると、方向ｉ計測のアプローチ方向の幅Ｗｉは、次の数７となる。
［数７］
Ｗｉ＝（Ｘai－Ｘbi）＊cosθi＋（Ｙai－Ｙbi）＊sinθi
得られたｎ個（本例ではｎ＝４）のＷｉを用いて次の数８からＸ軸の反転誤差δx、Ｙ軸の反転誤差δyを求める。

上述の計測を、Ｙ，Ｚ軸が成すＹ－Ｚ平面、Ｚ，Ｘ軸が成すＺ－Ｘ平面について同様に行い、計測結果を用いて同様な計算方法を行うことで、それぞれＹ，Ｚ軸の反転誤差、Ｚ，Ｘ軸の反転誤差を求めることができる。
なお、本例では、基準器として球形状の基準球を用いているが、円筒ブロックなどの円形状の基準器でもよい。また、リングゲージのような内径が計測対象になる基準器でもよい。内径計測の場合はアプローチ方向が逆符号になるだけで本質的な違いはなく、同様な計算方法で反転誤差を求めることができる。

このように、上記形態の反転誤差計測方法によれば、主軸２ａに装着されたタッチプローブ１１を、工作機械内に設置された基準球１３（基準器）に対して所定のアプローチ方向から移動させて基準球１３に接触させ、接触時の位置検出器の位置を取得する第１計測ステップと、第１計測ステップでの主軸２ａの割出角度に対して１８０°の角度に主軸２ａの角度を割り出し、第１計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させてタッチプローブ１１を基準球１３に接触させ、接触時の位置検出器の位置を取得する第２計測ステップと、第１計測ステップ及び第２計測ステップを複数回行い、得られた複数の検出位置から、直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、を実行する。
この構成により、高価で特殊な測定器を用いることなく、比較的安価であり、工作物や治具の機上計測のために多くの工作機械に装備されているタッチプローブ１１と、基準球１３とを用いて、送り軸の反転誤差を計測することができる。また、基準球１３を設置するなどの簡単な作業だけで、半自動で計測を実行できるため、測定器操作のスキルがない機械操作者でも反転誤差を簡単に計測することができる。

次に、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の反転誤差を同時に同定する方法について、図７のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１，Ｓ２については図２と同じであるため説明を省略する。
ここではステップＳ２の後のＳ１０において、タッチプローブ１１の姿勢を所定の角度に変更する。タッチプローブ１１の姿勢の変更は、主軸２ａの姿勢を変化させることができる工作機械を用いる、或いはタッチプローブ１１自体に姿勢を変更できる機構を設ける、或いは姿勢の異なるタッチプローブを複数用いる、などの方法があり、いずれを用いてもよい。
ｊ番目のタッチプローブの姿勢をＹ軸回りの角度βj、Ｚ軸回りの角度γjとして、タッチプローブから見てβj、γjの順番で回転させることで決定する。
１番目の姿勢として、β1＝０°、γ1＝０°、すなわち、タッチプローブ１１がＸ－Ｙ平面に垂直な姿勢で計測する。このタッチプローブの姿勢を姿勢１と呼ぶ。姿勢１の計測は上述のＸ－Ｙ平面での計測と同じものであり、ステップＳ３からＳ７は同じであるため説明を省略する。

Ｓ７で全方向の計測が完了した後、ステップＳ１１において、所定の姿勢での計測が全て終了したかを判定し、終了していない場合はＳ１０へ戻り、タッチプローブの姿勢を変えてステップＳ３からＳ７を実行する（第３、第４計測ステップ）。
例えば、２番目の姿勢としてβ2＝９０°、γ2＝０°とし、図８のようにＺ－Ｘ平面で４つの方向の計測を行う。
ステップＳ１２において、複数の姿勢、方向の計測結果を用いてＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の反転誤差を同定する。

ステップＳ１２におけるＸ，Ｙ，Ｚ軸の反転誤差を同時に計算する方法について説明する。
ｍ個の姿勢でそれぞれｎ個の方向で計測を行った場合、姿勢ｊ（ｊ＝１，２・・ｍ）での方向ｉ計測（ｉ＝１，２・・ｎ）で取得される検出値を（Ｘaji，Ｙaji，Ｚaji）、（Ｘbji，Ｙbji，Ｚbji）とし、各計測のアプローチ方向ベクトルを（Ｖxji，Ｖyji，Ｖzji）とすると、各アプローチ方向の幅Ｗjiは、次の数９で求める。
［数９］
Ｗji＝（Ｘaji－Ｘbji）＊Ｖxji＋（Ｙaji－Ｙbji）＊Ｖyji＋（Ｚaji－Ｚbji）＊Ｖzji
姿勢ｊの方向ｉ計測の角度をθjiとするとアプローチ方向ベクトルの各成分は次の数１０となる。
［数１０］
Ｖxji＝cosθji＊cosβj＊cosγj－sinθi＊sinγj
Ｖyji＝cosθji＊cosβj＊sinγj＋sinθi＊cosγj
Ｖzji＝－cosθi＊sinβj

得られたｍ×ｎ個のＷjiを用いて次の数１１からＸ軸の反転誤差δx、Ｙ軸の反転誤差δy、Ｚ軸の反転誤差δzを求める。

姿勢ｊでの接触点と主軸中心間の距離をｒjとした場合、次の数１２で反転誤差を求める。

このように、上記形態の反転誤差計測方法によれば、第１、第２計測ステップに加えて、第１計測ステップにおけるタッチプローブ１１の姿勢とは異なる姿勢にタッチプローブ１１を傾斜させ、第１計測ステップにおいて基準球１３に対して接触したタッチプローブ１１の点が所定のアプローチ方向になるように主軸２ａの角度を割り出し、当該アプローチ方向からタッチプローブ１１を移動させて基準球１３に接触させ、接触時の位置検出器の位置を取得する第３計測ステップと、第３計測ステップにおけるタッチプローブ１１の姿勢のまま、第３計測ステップの主軸２ａの割出角度に対して１８０°の角度に主軸２ａの角度を割り出し、第３計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向からタッチプローブ１１を基準球１３に接触させて、接触時の位置検出器の位置を取得する第４計測ステップと、を実行するようになっている。
この構成により、３つの直進軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸での反転誤差を同時に同定することができる。

なお、本発明は、上記形態の立形マシニングセンタに限らず、横形マシニングセンタ等の他の工作機械にも適用可能である。

１・・ベッド、２・・主軸頭、２ａ・・主軸、３・・テーブル、１１・・タッチプローブ、１２・・スタイラス、１３・・基準球。

Claims

工具を装着して回転可能な主軸と、３つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第１計測ステップと、
前記第１計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して１８０°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第１計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第２計測ステップと、
前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップをアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、
を実行することを特徴とする工作機械の反転誤差計測方法。
前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第１計測ステップでの検出位置と、前記第２計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて、各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする請求項１に記載の工作機械の反転誤差計測方法。
前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップを少なくとも３つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも２つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械の反転誤差計測方法。
前記基準器が円もしくは球形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の工作機械の反転誤差計測方法。
工具を装着して回転可能な主軸と、３つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記検出器の位置を取得する第１計測ステップと、
前記第１計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して１８０°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第１計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第２計測ステップと、
前記第１計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢とは異なる姿勢に前記タッチプローブを傾斜させ、前記第１計測ステップにおいて前記基準器に対して接触した前記タッチプローブの点が所定のアプローチ方向になるように前記主軸の角度を割り出し、当該アプローチ方向から前記タッチプローブを移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第３計測ステップと、
前記第３計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢のまま、前記第３計測ステップの前記主軸の割出角度に対して１８０°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第３計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から前記タッチプローブを前記基準器に接触させて、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第４計測ステップと、
前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップと、前記第３計測ステップ及び前記第４計測ステップとをそれぞれアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、
を実行することを特徴とする工作機械の反転誤差計測方法。
前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第１計測ステップでの検出位置と、前記第２計測ステップでの検出位置と、前記第３計測ステップでの検出位置と、前記第４計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて、各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする請求項５に記載の工作機械の反転誤差計測方法。
前記第１計測ステップ及び前記第２計測ステップを少なくとも３つの方向に対して行い、前記第３計測ステップ及び前記第４計測ステップを少なくとも２つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも３つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする請求項５又は６に記載の工作機械の反転誤差計測方法。
前記基準器が球形状であることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の工作機械の反転誤差計測方法。