JPH04217438A - 工作機械の自動レベル調整方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械の自動レベル調
整方法と装置に関し、特に、工作機械が機械加工動作を
停止している時にレベル調整を行なう静的自動レベル調
整ばかりでなく、機械加工中に可動部の移動に伴うレベ
ル変化の調整、つまり、動的自動レベル調整をも随時、
最適状態に設定して機械の静的、動的精度を高水準に維
持可能にする工作機械の自動レベル調整方法と装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】機械加工現場における工作機械の据え付
けに当たっては、正確なレベルリング（水準調整と鉛直
調整）を確保して主軸を保持した主軸頭、ワークテーブ
ル、サドル等の工作機械の諸可動要素の動作を高精度化
することが高い加工精度を達成する上で必須とされる。 例えば、水平であるべきワークテーブルのＸ軸、Ｙ軸系
の摺動路に傾きが有ると、可動体でワークテーブルに作
用する重力が偏荷重として作用し、正常なテーブル移動
が阻害されたり、また、送りねじ軸やガイド部分、ワー
クテーブル自体等に弾性変形や塑性変形を引き起こして
工作機械の精度劣化をはやめ、寿命低下の原因にもなる
。

【０００３】従って、工作機械の据え付け時にはレベル
調整が念入りに行われる。即ち、通常のレベル調整方法
は、工作機械の所定部分、まつり、ワークテーブルの摺
動路、ワークテーブル上面、コラム鉛直面等に水準器を
設置し、水準器を読みながら機械の基台底部の複数箇所
に設けられた回転ねじ式の調節脚を手動で回転調節して
、適正のレベル精度を得るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述のよ
うに複数の回転ねじ式の調節脚を順次に手動回転させな
がら、水準器の読みを高水準度に追い込む方式では、高
い機械精度を保証し得る程度までレベル調整を行うのに
多大の労力と時間とを要し、また、熟練度も必要とする
等の問題がある。また、近年は、小型工作機械の普及に
伴い、機械を使用現場内や使用現場間で頻繁に移動する
こともあるので、その度にレベル調整に多大の労力と時
間を要するようでは、機械の稼働率低下をきたす問題も
ある。このような、従来の問題点を解消する一環として
、レベル調整を簡単化すべく工作機械自体の剛性を強化
することにより、調節脚の使用個数を機械底部の３ヵ所
又はそれよりやや多い程度の可及的に少ない位置に設置
して調整作業の簡素化を図る方法もとられて来たが、所
が、機械剛性を強化すると、工作機械の構造が必然的に
固定化され、また、重量の増加を免れることができない
と言う難点がある。その結果、重量の増加は工作機械の
搬出、搬入等の輸送を困難にし、しかも、価格低減が困
難になる問題が発生する。

【０００５】更に、近年は工作機械と付設してパレット
移送装置、ロボットその他の種々の周辺機械が併用され
る使用方法が増加している。これらの周辺機器は工作機
械の機体と一体部分として製作することは困難であり、
必要に応じて結合される形態を有しているから、それら
の周辺機器のレベル調整をも必要になり、一台の工作機
械の据え付けに関して総合すると、極めて多数の調整脚
を手動調整しなければならない事態が発生し、煩瑣とな
る。しかも、複数の周辺機器が付設されるような場合に
は調整脚を回転させるスパナ等の調整工具が届かない場
合も発生し、困難度は加速的に増大する。

【０００６】依って、本発明の目的は、上述のような問
題点の解消と困難の排除を図る工作機械のレベル調整方
法と装置、特に自動レベル調整装置を提供せんとするも
のである。

【０００７】本発明の他の目的は、工作機械が機械加工
作用の遂行している稼働中においてもワークが積載され
たワークテーブルの積載面の水平度が維持されるように
、自動レベル調整機能を発揮可能な自動レベル調整方法
と装置とを提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】本発明は、工作機
械の機台の底部に設けられる回転ねじ式の調整脚の調整
操作を手動に依存することなく、アクチュエータにより
、自動化し、かつ、レベル検出を自動的に行って、検出
されたレベル値から調整脚のアクチュエータによる調整
量を自動調節できるようにしたものである。即ち、本発
明によれば、工作機械の設置現場で自動的にレベル調整
を行う自動レベル調整装置において、工作機械の機台下
底部に設けた複数のレベル調整脚と、上記複数のレベル
調整脚を作動させるアクチュエータと、上記工作機械の
所定の位置に取付けられたレベル検出手段と、上記レベ
ル検出手段の検出値に従って上記アクチュエータを駆動
し、レベル調整が得られるように上記レベル調整脚を作
動させる制御手段とを、具備して構成された工作機械の
自動レベル調整装置を提供するものである。上記構成に
よれば、上記レベル検出手段からのレベル検出値に従っ
て、制御手段がアクチュエータを駆動し、レベル調整脚
を作動させてレベル検出手段の検出値が規定のレベル調
整度に達するまで自動レベル調整を続行すれば良いので
ある。なお、複数のレベル検出手段からの検出値を監視
することにより、それらの検出値から最も良好な水準状
態が得られるまで、繰り返しアクチュエータを駆動して
レベル調整脚を作動させることようにすることもできる
。

【０００９】また、本発明は、工作機械の機台上で直交
する２方向に移動可能なワークテーブルのレベル調整を
自動調整する方法において、該ワークテーブル表面の直
交２方向における水平検出を行なって対応の信号を送出
可能なレベル検出手段を該ワークテーブルに装着し、前
記機台下底部における３角点の位置に、外部から作動さ
れる各々のアクチュエータ手段による駆動に従って調整
用の上下変位が可能なレベル調整脚を設け、前記レベル
検出手段から得た前記ワークテーブル表面の水平面から
の傾きの最大傾斜線の直交平面座標内における方向と該
最大傾斜線方向における単位長さ当たりの傾斜角度値と
を演算手段で演算し、前記演算結果に従って、前記３つ
のレベル調整脚位置における水平面からの高さズレを求
めて記憶し、該記憶した前記３つの調整脚位置における
高さズレの値から各レベル調整脚位置における何れか１
点の調整脚位置の高さズレに対する他の２つの調整脚位
置における高さズレを更に求め、その求めた２つの高さ
ズレを調整するように、それら２つの調整脚位置におけ
る調整脚をアクチュエータ手段で駆動して高さズレを修
正するようにした工作機械の自動レベル調整方法等の種
々の自動レベル調整方法が提供される。以下、本発明を
添付図面に示す実施例に基づいて、更に、詳細に説明す
る。

【００１０】

【実施例】

図１は、本発明による自動レベル調整装置を備えた工作
機械の全体構成を示すブロック図、図２は、レベル調整
脚とアクチュエータの構成を示す部分拡大図、図３の（
ａ）は本発明による工作機械の自動レベル調整方法の一
実施例を示すフローチャート、（ｂ）は同方法の実施に
おける工作機械のワークテーブルに対する調整脚とレベ
ル検出手段の配置とを略示した平面図、図４の（ａ）は
本発明による工作機械の自動レベル調整方法の他の実施
例を示すフローチャート、（ｂ）は同方法の実施におけ
る工作機械のワークテーブルに対する調整脚とレベル検
出手段の配置とを略示した平面図、図５は、本発明によ
る工作機械の自動レベル調整方法の更に他の実施例とし
て機械稼動中にワーク設置面のレベル最適化を図る実施
例のフローチャート、図６は、工作機械の稼動中にワー
ク設置面のレベルを追従的に補正するレベル調整方法を
説明するフローチャートである。

【００１１】図１において、工作機械の１例としてのマ
シニングセンタ１０は機台１２、この機台１２から立設
したコラム１４、同コラム１４に沿って上下に摺動する
主軸頭１６、主軸頭１６に保持されて下端に装着された
工具を高速で回転させる主軸１８、同主軸１８の下方の
機台１２上において直交するＸ軸、Ｙ軸の両方向に移動
摺動可能なワークテーブル２０等を有して構成されてい
る。ここで可動要素であるワークテーブル２０が正確に
水平面内で移動変位し、また主軸頭１６がコラム１４に
沿って正確に鉛直面内で移動変位することが高加工精度
を得る上で必須の要件とされる。従って機台１２の底部
には所定の複数位置にレベル調整脚２２が装着されてい
る。

【００１２】ここで、調整脚２２は、その構造が図２に
詳細に図示されているように、脚台座２４と、この脚台
座２４に固定された調節ねじ２６と、同調節ねじ２６の
頂部に固定された伝動車、例えば歯付きプーリ２８とか
ら構成されている。そして、本発明においては、上記の
レベル調整脚２２を作動させる駆動源（アクチュエータ
）としてモータ３０が設けられ、このモータ３０の出力
軸に取付けられた駆動プーリ３２と上記の歯付きプーリ
２８との間にベルト３４が掛け渡されている。故に、モ
ータ３０をレベル調整脚２２の作動用アクチュエータと
して駆動すると、同モータ３０の回転がベルト３４を介
してレベル調整脚２２に伝動され、モータの正逆回転方
向に応じてレベル調整脚２２を脚中心軸に関して上下に
調整作動させ得る構成になっている。

【００１３】再び、図１において、上記レベル調整脚２
２とアクチュエータとは、機台１２の底部に形成された
凹所内に設けられ、調整脚２２は、機台１２から突出さ
せた調節脚支持ブラケット１２ａにねじ係合されている
。故に、この調節脚２２をアクチュエータであるモータ
３０により作動させて、調節ねじ２６を調節脚支持ブラ
ケット１２ａに対して変位させ、脚長さを微動調整する
ことにより、マシニングセンタ１０のレベリングを、機
械設置面に対して微動調整することができるのである。 他方、マシニングセンタ１０の機体における各所、つま
り、レベリング状態を監視し、検出するのに適当な箇所
にはレベル検出手段として電気水準器３６が取付けられ
る。上述のレベリング状態の監視又は検出位置としては
、例えば、機台１２、ワークテーブル２０の上面や側面
、ワークテーブル２０が移動する摺動路の近傍位置、コ
ラム１４における主軸頭１６の上下摺動路の脇位置等が
適当であり、図示例では、ワークテーブル２０の側面に
電気水準器３６が取付けられ、ワークテーブル２０の理
想的水平面に対する傾きを検出している。

【００１４】上述のように、電気水準器３６は、取付部
の水準度合を電気的信号の形態で送出し得るように構成
されているもので、同電気水準器３６は、信号ライン３
８ａを介して制御装置４０に接続され、検出データの電
気信号を同制御装置４０に送出している。従って複数の
電気水準器３６が設けられる場合には、夫々の電気水準
器３６が制御装置４０へ接続され、マシニングセンタ１
０の夫々の位置における水準度合いを示す電気信号が制
御装置４０へ送出されている。なお、コラム１４に取付
けられた電気水準器３６は、同コラム１４の水平面に対
する鉛直度を検出し、その検出信号を送出する。

【００１５】他方、制御装置４０は、マシニングセンタ
１０に常設される周知の数値制御装置を用いて構成して
も良く、また、必要に応じて別に構成したものであって
も良い。要するに電気水準器３６の検出データの電気信
号を得て、それらの電気信号からマシニングセンタ１０
の各位置におけるレベリング度合い、つまり、例えばワ
ークテーブル２０の表面に設定した平面座標軸に関して
傾き方向や各位置における水平面からの高さずれ量を演
算し、又所要に応じてそれらの値を指示し、更に、それ
ら演算結果のレベリング度合いに応じてレベル調整脚２
２にレベル調整用の駆動信号を送出する機能を有するも
のであれば良い。従って、制御装置４０は、図示のよう
に、メモリー手段、４１、ＣＰＵ４２、表示手段４３、
インターフェイス４４等の諸手段を備えて構成される。 なお、レベリング度合いの指示は、好ましくは、それを
作業者が目視できる表示画面に表示することが好ましい
。上記制御装置４０は各レベル調整脚２２と電気信号ラ
イン３８ｂを介して接続され、夫々のレベル調整脚２２
のアクチュエータ用モータ３０を各独立に駆動して夫々
のレベル調整脚２２を個別に作動させることができるよ
うに構成されている。勿論、複数のレベル調整脚２２を
同時に作動させることも可能である。

【００１６】上述の構成から成る工作機械の自動レベル
調整装置を形成しておけば、電気水準器３６から送出さ
れる水準度合いのデータを制御装置４０により参照し、
複数のレベル調整脚２２のアクチュエータ用モータ３０
を夫々又は選択的に何れかのモータ３０を駆動し、レベ
ル調整脚２２を作動させてマシニングセンタ１０の水準
調整を自動的に得ることができるのである。なお、上述
した電気水準器３６による水準度合いの検出と、アクチ
ュエータを介してレベル調整脚２２を作動させるレベル
調整操作は、マシニングセンタ１０が機械加工作用を遂
行中でも動的レベル調整として行なうことが可能であり
、故に機械の稼動中、停止中の如何に関わりなく、レベ
ル調整を遂行可能である。故に、必要時に任意に電気水
準器３６の検出データを制御装置４０に取込んで、アク
チュエータ用モータ３０を駆動させ、レベル調整脚２２
を作動させるレベル調整実施方式とすることも可能であ
り、例えば、マシニングセンタ１０に対する電源投入時
、プログラム運転開始時点等の特定時期を指定して静的
なレベル調整を行うようにすることもできる。

【００１７】なお、制御装置４０において、電気水準器
３６からの検出データをメモリ手段４１で記憶すれば、
マシニングセンタ１０の可動要素が種々、移動変位した
状態におけるレベリング状態のデータを記憶することに
より、それら記憶したレベリング状態のデータを比較、
処理することによって、機械の可動部分の移動に対する
最適のレベリング調整を予め確保することも可能となる
。

【００１８】次に、図１に示した本発明に係る自動レベ
ル調整装置を用いて遂行する工作機械の自動レベル方法
に就いて説明する。図３は、本発明による工作機械の自
動レベル調整方法の一実施例を示すフローチャートと同
方法の実施における工作機械のワークテーブル２０の底
面に設けられる調整脚２２とレベル検出手段（電気水準
器）３６の配置とを略示した平面図で、特に、本実施例
では、ワークテーブル２０の３つの支持点に調整脚２２
を配置し、ワークテーブル２０の理想水平面からの傾き
を検出する２つのレベル検出手段３６を直交配置で設け
て静的な自動レベル調整方法を行なう場合を説明してい
る。

【００１９】図３（ｂ）に示す如く、レベル検出手段３
６をワークテーブル２０の表面に設定される直交座標系
（Ｘ軸、Ｙ軸）で直交配置すると、同検出手段３６によ
り、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向における水平片からの傾斜が検
出でき、それは、平面座標系で何方の方向に最大傾斜を
有した傾きであるか、座標面における単位長さ当たりに
、どれだけ理想平面から高さずれが生じているかが検出
され、制御装置４０にインターフェイス４４を介して検
出値が送出される（図３（ａ）のステップ（１））。 従って、制御装置４０においては、入力された検出値か
ら、ＣＰＵ４２が演算を行い、図３（ａ）のステップ（
２）に示すように、被加工ワークが載置されるワークテ
ーブル２０がＸ軸、Ｙ軸座標系で最大傾斜方向を示す方
向と単位長さ当たりの傾斜角度を計算する。

【００２０】次いで、制御装置４０は、３つの調整点に
おける調整脚２２の何れか１つを基準点にして他の２つ
の調整脚２２の位置における理想水平面からの高さずれ
量を計算する（ステップ（３））。次に、制御装置４０
は、上記の計算結果から、その２つの調整脚２２の位置
で当該調整脚２２をアクチュエータで作動して高さずれ
を調整すると、夫々の調整脚２２のねじ送りストローク
量を越えるか否かをＣＰＵ４２において判別する（ステ
ップ（４）。その判別結果においてねじ送りストローク
量が越えないときは、高さずれ量の修正が可能であるか
ら、そのまま、調整を行なうと、ワークテーブル２０の
表面における水平面、つまり、レベル調整が達成される
（ステップ（５））。判別結果において、調整脚２２の
ねじ送りストローク量が高さずれ量を調整するだけ得ら
れないときは、その調整脚２２の位置を今度は基準位置
にして、他の２つの位置に設けた調整脚２２の高さずれ
量を計算し、その分だけ両調整脚２２をねじ移動させる
と高さ調整が得られる（ステップ（６））。上述のよう
な自動レベル調整を随時遂行して工作機械のワークテー
ブル２０を水平状態に維持し、機械加工を遂行すること
ができる。

【００２１】図４は他の実施例を説明するもので、調整
脚２２がワークテーブル２０の４つの隅部に設けられた
場合に静的な自動レベル調整を実施する例である。同実
施例では、（ｂ）図に示す直交配置で設けたレベル検出
手段３６によって検出されるワークテーブル２０の水準
度を先ず作業者が監視する（ステップ（１））。次いで
、ワークテーブル２０の４つの隅部に調整脚２２が配置
された場合は、３つの位置に調整脚２２を設けた前述の
実施例と異なり、何れか１つの調整脚２２の脚端が工作
機械の設置面が浮き上がる場合があることを考慮しなけ
ればならない。故に、上記のステップ（１）の水準度を
監視しながら、４つの調整脚２２が何れも、設置面から
浮き上がっていることが無い状態、つまり、調整脚２２
のねじ移動ストロークに従って、その点におけるワーク
テーブル２０位置か上下するように、予め調整脚２２を
有効状態にする（ステップ（２））。このような有効状
態を得るには、調整脚２２を１つずつねじストロークさ
せ、この間にレベル検出手段３６の検出状態を監視し、
同検出結果の出力信号が正負変化する位置を見出して停
止する。次に、レベル検出手段３６の出力信号が元に戻
るまで、その調整脚２２をアクチュエータで逆転させる
。このような操作を４つの調整脚２２の夫々に就いて遂
行すれば、４つの調整脚２２を何れも有効状態に設定す
ることができる。

【００２２】次いで、レベル検出手段３６の現在の検出
結果から、ワークテーブル２０に関し、先の実施例と同
様に座標系における最も傾斜が大きく、理想水平面に対
して最も低位に成っている方向を計算し、その方向に最
も近い調整脚２２をアクチュエータで上昇ストロークに
よる調整動作させる（ステップ（３））。次に、上記の
ステップ（３）における調整脚２２のねじストロークの
間に、レベル検出手段３６が水準位置の検出を行なった
か否かを監視する（ステップ（４））。

【００２３】その結果、上記調整脚２２の調整用のねじ
ストロークの間に、２つのレベル検出手段２２の何れか
が水準位置を呈した場合には、その調整脚２２のねじス
トロークを水平位置で停止させ、他の３つの調整脚２２
を何れも前述したステップ（２）と同様な操作で有効状
態にする（ステップ（５））。このとき、水準状態を呈
したレベル検出手段３６に対してステップ（５）で調整
された調整脚２２と対向位置に在る調整脚２２は、最早
、調整の必要が無いが、更に、このとき、未だ水準を呈
していない方のレベル検出手段３６に関して、理想水平
状態より低い側に在る２つの調整脚２２のねじ移動スト
ローク量をアクチュエータの作動で調整して当該水準を
呈していない方のレベル検出手段３６が水準を示す位置
に到達させ、レベル調整が終了する（ステップ（６））
。

【００２４】然しながら、上述したステップ（４）の過
程で、両レベル検出手段３６が共に水準を呈し無いとき
は、ステップ（４）で調整ストロークさせた調整脚２２
を予め選定したねじストローク値までそのまま移動を継
続させ、当該選定した所定のストローク値に達したとき
に、なおストローク限界（もう、それ以上は調整脚をア
クチュエータでねじ移動させ得ない限界状態）に達しな
い有効状態に在るか否かを判断する（ステップ（７））
。

【００２５】ストローク限界に達する前に所定のストロ
ーク値にその調整脚２２が到達したときは、他の３つの
調整脚２２をステップ（２）と同様にして有効状態にし
（ステップ（８））、次いで、上述したステップ（３）
に戻り、再び、４つの調整脚２２に就いてレベル調整を
繰り返し、ステップ（６）に到るようにしてレベル調整
を終了させる。また、ステップ（７）の判断時に、その
調整脚２２のねじストロークが所定値に達する前に、ス
トローク限界に達したときは、再び、前述のステップ（
３）に戻り、再度、レベル調整を繰り返す。以上は工作
機械のワークテーブル２０に就いて、静的レベル調整を
実行する場合の２つの実施例に就いて説明した。

【００２６】次に、工作機械の動的自動レベル調整方法
の実施例に就いて、説明する。図５は工作機械の可動部
、従って、ワークテーブル２０やコラム１４に沿って主
軸頭１６が摺動する場合に、当該可動部の移動に伴うレ
ベル変化を最適状態に修正するように自動レベル調整す
る場合を説明したフローチャートである。図５から明ら
かなように、レベル検出手段３６を複数個、例えば、互
いに直交配置で２つのレベル検出手段３６をワークテー
ブル２０に設置し、コラム１４に１つのレベル検出手段
３６を設ける。

【００２７】次に、工作機械の上記可動部分を全て、定
位置に設定する。例えば、ワークテーブル２０の直交２
軸方向、つまり、Ｘ軸、Ｙ軸の移動始点位置に設定し、
又、主軸頭１６もＺ軸方向の始点位置に設定する（ステ
ップ（１）。次に、ワークテーブル２０をＸ軸始点から
終点まで移動させ、その間のレベル変化を３　つのレベ
ル検出手段３６に就いて制御装置４０のメモリ手段４１
に記憶する（ステップ（２））。ここで、ワークテーブ
ル２０のＸ軸方向の移動に伴うレベル検出手段３６の出
力値をＸｍｎとすると、夫々のレベル検出手段３６は、
第１のレベル検出手段３６の検出値は、Ｘ１１，　Ｘ１
２，　Ｘ１３，　・・・、第２のレベル検出手段３６の
検出値は、Ｘ２１，　Ｘ２２，　Ｘ２３，　・・・、第
３のレベル検出手段３６の検出値は、Ｘ３１，Ｘ３２，
　Ｘ３３，　・・・、のように記憶される。同様に、ワ
ークテーブル２０をＹ軸始点から終点まで移動させ、そ
の間のレベル変化を３　つのレベル検出手段３６に就い
て制御装置４０のメモリ手段４１に記憶する（ステップ
（３））。ここで、ワークテーブル２０のＹ軸方向の移
動に伴うレベル検出手段３６の出力値をＹｍｎとすると
、夫々のレベル検出手段３６は第１のレベル検出手段３
６の検出値は、Ｙ１１，　Ｙ１２，　Ｙ１３，　・・・
、第２のレベル検出手段３６の検出値は、Ｙ２１，　Ｙ
２２，　Ｙ２３，　・・・、第３のレベル検出手段３６
の検出値は、Ｙ３１，Ｙ３２，　Ｙ３３，　・・・、の
ように記憶される。 更に、主軸頭１６をＺ軸始点から終点まで移動させ、そ
の間のレベル変化を３　つのレベル検出手段３６に就い
て制御装置４０のメモリ手段４１に記憶する（ステップ
（４））。ここで、主軸頭１６のＺ軸方向の移動に伴う
レベル検出手段３６の出力値をＺｍｎとすると、夫々の
レベル検出手段３６は、第１のレベル検出手段３６の検
出値は、Ｚ１１，　Ｚ１２，　Ｚ１３，　・・・、第２
のレベル検出手段３６の検出値は、Ｚ２１，　Ｚ２２，
　Ｚ２３，　・・・、第３のレベル検出手段３６の検出
値は、Ｚ３１，Ｚ３２，　Ｚ３３，　・・・、のように
記憶される。

【００２８】なお、図５には各レベル検出手段３６の検
出々力が１種の出力波形を呈することから、その出力波
形を例示的に示してある。然しながら、実際の波形は、
図示のようなきれいな三角函数波形では無いことは言う
までもない。次いで、夫々のレベル検出手段３６の出力
波形が、理想の水平面や垂直面からどの位ずれを有して
いるかをＣＰＵ４２で評価する。つまり、可動部の移動
に伴い、ワークテーブル２０の表面は、例えば、Ｘ軸方
向の移動において、ストロークの中央部では水平だが、
移動ストロークの始点と終点の近傍ではテーブル中央側
が低くなる傾向を有しているの如く評価する。このよう
な場合には、Ｘ軸方向の移動ストロークにおける始点と
終点領域ではワークテーブルの調整脚２２を作動させて
テーブル中央付近を高めるように調整作動させるのであ
る。同様に、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に関して評価を行うこ
とにより、複数個の夫々の調整脚３６に関して、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向における可動部の移動位置に就き
調整量を夫々一定の函数式として得ることが可能になる
（ステップ（５））。

【００２９】このような函数式を第１から第Ｎ個の調整
脚２２に就いてＡ１〜Ａｎとすれば下記の式が決定され
るので、これらの函数式を制御装置４０のメモリ手段４
１に入力、記憶させておけば、工作機械の稼動中にワー
クテーブル２０や主軸頭１６の現在位置に応じて、同函
数式から定まる各調整脚２２の調整量をアクチュエータ
の作動で得るようにすれば、最適のレベル調整状態を実
現することが可能になる。 すなわち、 　　Ａ１＝Ｆ１（Ｘｍｎ）＋Ｇ１（Ｙｍｎ）＋Ｈ１（Ｚ
ｍｎ）　　・・・（１）　　Ａ２＝Ｆ２（Ｘｍｎ）＋Ｇ
２（Ｙｍｎ）＋Ｈ２（Ｚｍｎ）　　・・・（２）　　Ａ
３＝Ｆ３（Ｘｍｎ）＋Ｇ３（Ｙｍｎ）＋Ｈ３（Ｚｍｎ）
　　・・・（３）　　・　　　　　　・　　　　　　　
　　　　　　　・　　　　　　　　　　　　　　・　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　・　　　　　　・　　　　　　　　　　　　　　
・　　　　　　　　　　　　　　・　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・　　　
　　　・　　　　　　　　　　　　　　・　　　　　　
　　　　　　　　・　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ａ４＝Ｆｎ（Ｘｍｎ）＋
Ｇｎ（Ｙｍｎ）＋Ｈｎ（Ｚｍｎ）　　・・・（ｎ）故に
、工作機械の稼動時に、Ｎ個の調整脚２２に就いて、機
械の可動部が現在何処にいるかに応じて制御装置４０か
らの制御により、逐次、調整脚アクチュエータを作動さ
せ、ワークが積載されるワークテーブル２０表面のレベ
ル状態を最適のレベル状態が得られるように制御できる
のである（ステップ（６））。なお、本発明による工作
機械の自動レベル調整装置によれば、工作機械の作動中
に、例えば、ワークの機械加工に伴うワークテーブル２
０の移動、主軸頭１６の移動に伴うワークテーブル表面
のレベル状態を静的にレベル調整された状態から変動し
たとき、その変動量を追従補正するように自動レベル調
整を行なうことも可能になる。

【００３０】図６は、このようなレベル検出手段３６と
調整脚２２とにより、工作機械のワークテーブル２０に
関し、予め静的レベル調整の終了した状態から機械の稼
動中のレベル状態を可動部の移動やワークの加工の進捗
に伴って追従修正する場合のフローチャートを示してい
る。すなわち、正常にレベル調整された状態から常に各
レベル検出手段３６の検出々力を監視する。次いで、機
械の移動部分の現在位置から各レベル検出手段３６によ
る検出量の許容レベルずれ量を計算する。そして、各レ
ベル検出手段３６の検出値からそれらが計算された許容
レベルずれ量よりも大きいか否かを判断し、大きいこと
が判断されたときは、各調整脚２２に就き、必要なレベ
ル調整を計算してアクチュエータを介して調整脚２２に
よる調整を実施する。また、許容量に達していないこと
が判断されたときは、夫々のレベル検出手段３６の監視
ステップに戻ってワークテーブル面のレベル監視を続行
すれば良いのである。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、工作機械の機台の底部に設けられる回転ねじ
式の調整脚の調整操作を手動に依存することなく、アク
チュエータにより、自動化し、かつ、レベル検出を自動
的に行って、検出されたレベル値から調整脚のアクチュ
エータによる調整量を自動調節できるようにしたもので
あるから、工作機械のレベル調整作業に要する労力や時
間が著しく節減可能となるばかりでなく、工作機械の稼
動中、つまり、機械加工中でも最適のレベル調整状態を
得ることができ、しかも、その最適レベル調整状態を維
持することもできるのである。この結果、工作機械の高
度な静的及び動的精度を確保でき、故に工作機械の加工
精度を高度化させることが可能となるのである。しかも
、正確なレベル調整が常時、維持されるから、工作機械
事態の剛性を徒に強化する必要もなくなり、故に、工作
機械の軽量化を図り、工作機械の製作コスト低減にも寄
与することが可能となる。なお、レベル調整脚の個数や
機台底部における取付位置の選択等は適宜に決定すれば
良いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動レベル調整装置を備えた工作
機械の全体構成を示すブロック図である。

【図２】レベル調整脚とアクチュエータの構成を示す部
分拡大図である。

【図３】（ａ）は、本発明による工作機械の自動レベル
調整方法の一実施例を示すフローチャートである。 （ｂ）は同方法の実施における工作機械のワークテーブ
ルに対する調整脚とレベル検出手段の配置とを略示した
平面図である。

【図４】（ａ）は本発明による工作機械の自動レベル調
整方法の他の実施例を示すフローチャートである。 （ｂ）は同方法の実施における工作機械のワークテーブ
ルに対する調整脚とレベル検出手段の配置とを略示した
平面図である。

【図５】本発明による工作機械の自動レベル調整方法の
更に他の実施例として機械稼動中にワーク設置面のレベ
ル最適化を図る実施例のフローチャートである。

【図６】工作機械の稼動中にワーク設置面のレベルを追
従的に補正するレベル調整方法を説明するフローチャー
トである。

【符合の説明】

１０…マシニングセンタ、 １２…機台、 １４…コラム、 １６…主軸頭、 １８…主軸、 ２０…ワークテーブル、 ２２…レベル調整脚、 ２４…台座、 ２６…ねじ部分、 ２８…プーリ、 ３０…モータ、 ３４…ベルト、 ３６…電気水準器、 ４０…制御装置、 ４１…メモリ手段、 ４２…ＣＰＵ、 ４３…表示手段、 ４４…インターフェイス。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工作機械の設置現場で自動的にレベル
   調整を行う自動レベル調整装置において、工作機械の機
   台下底部に設けた複数のレベル調整脚と、前記複数のレ
   ベル調整脚を作動させるアクチュエータと、前記工作機
   械の所定の位置に取付けられたレベル検出手段と、前記
   レベル検出手段の検出値に従って前記アクチュエータを
   駆動し、レベル調整が得られるように前記レベル調整脚
   を作動させる制御手段とを、具備して構成されたことを
   特徴とする工作機械の自動レベル調整装置。
2. 【請求項２】　　前記アクチュエータは、前記制御手段
   の指令に応動する電動モータ手段を回転源とし、伝動機
   構を介してねじ式の前記レベル調整脚を作動させる請求
   項１に記載の工作機械の自動レベル調整装置。
3. 【請求項３】　　工作機械の機台上で直交する２方向に
   移動可能なワークテーブルのレベル調整を自動調整する
   方法において、該ワークテーブル表面の直交２方向にお
   ける水平検出を行なって対応の信号を送出可能なレベル
   検出手段を該ワークテーブルに装着ステップと、前記機
   台下底部における３角点の位置に、外部から作動される
   各々のアクチュエータ手段による駆動に従って調整用の
   上下変位が可能なレベル調整脚を設け、前記レベル検出
   手段から得た前記ワークテーブル表面の水平面からの傾
   きの最大傾斜線の直交平面座標における方向と該最大傾
   斜線方向における単位長さ当たりの傾斜角度値とを演算
   手段で演算するステップと、前記演算結果に従って、前
   記３つのレベル調整脚位置における水平面からの高さズ
   レを求めて記憶するステップと、該記憶した前記３つの
   調整脚位置における高さズレの値から各レベル調整脚位
   置における何れか１点の調整脚位置の高さズレに対する
   他の２つの調整脚位置における相対的な高さズレを求め
   るステップと、求めた２つの高さズレを調整するように
   、それら２つの調整脚位置で対応調整脚をアクチュエー
   タ手段で駆動して該高さズレを修正するステップとを、
   具備してなり、工作機械のワークテーブルのレベル調整
   を達成するようにしたことを特徴とした工作機械の自動
   レベル調整方法。
4. 【請求項４】　　前記の最終ステップの２つの調整脚位
   置における前記対応調整脚の移動で高さズレが修正可能
   なだけの上下変位量が得られない未調整の調整脚が有っ
   たときは、該未調整の調整脚の停止位置を基準にした残
   余の２つの調整脚位置における高さズレを再び求めるス
   テップと、該求めた高さズレを修正するように該残余の
   ２つの調整脚を各アクチュエータ手段で駆動して調整す
   るステップとを、更に具備した請求項３に記載の工作機
   械の自動レベル調整方法。
5. 【請求項５】　　工作機械の機台上で直交する２方向に
   移動可能なワークテーブルのレベル調整を自動調整する
   方法において、 （イ）該ワークテーブル表面の直交２方向における水平
   検出を行なって対応の信号を送出可能なレベル検出手段
   を該ワークテーブルに装着するステップと、（ロ）前記
   機台下底部における４隅点の位置に、外部から作動され
   る各々のアクチュエータ手段による駆動に従って調整用
   の上下変位が可能なレベル調整脚を設けるステップと、 （ハ）前記４隅点の調整脚を夫々、予め機械の設置面か
   ら浮き上がり状態に無い、ワークテーブルのレベル調整
   が可能な上下位置に来るように設定するステップと、（
   ニ）前記レベル検出手段から得た前記ワークテーブル表
   面の水平面からの傾きの最大傾斜線の直交平面座標にお
   ける方向を演算手段で演算するステップと、（ホ）前記
   演算結果からワークテーブル表面の最も低い位置に近接
   した前記４隅点のうちの１点位置における前記調整脚を
   アクチュエータで駆動して該位置を上昇させて前記レベ
   ル手段による直交２方向における一方の方向のレベル検
   出が水平を示す位置に到達させるステップと、 （ヘ）更に、残余の３隅点位置の調整脚を夫々、予め機
   械の設置面から浮き上がり状態に無い、ワークテーブル
   のレベル調整可能な上下位置に来るように設定するステ
   ップと、 （ト）次いで、前記レベル検出手段が水平位置に達した
   方向と直交する他の一方向のレベル検出が水平から低い
   レベルに有ることを示す側の前記残余の３隅点の調整脚
   における２つの調整脚を各アクチュエータ手段で駆動す
   るステップと、 （チ）前記レベル検出手段による前記他の一方向におけ
   るレベル検出が水平を示したとき、該２つの調整脚の駆
   動を停止するステップとを、具備し、直交２方向におけ
   る水平を得るようにしたことを特徴とする工作機械の自
   動レベル調整方法。
6. 【請求項６】　　（リ）前記４隅点のうちの１点位置に
   おける前記調整脚の駆動ステップ（ホ）で前記レベル手
   段による直交２方向における一方の方向のレベル検出が
   水平を示す位置に到達させ得ないときは、該１点位置に
   おける調整脚の駆動を該脚の上昇限界に達する前の所定
   の上昇位置で停止せしめるステップと、（ヌ）次いで、
   残余の３隅点の調整脚が夫々、予め機械の設置面から浮
   き上がり状態に無い、ワークテーブルのレベル調整可能
   な上下位置に来るように設定するステップと、（ル）そ
   の後、再度、前記（ニ）〜（チ）のステップを繰り返す
   ようにする請 求項５に記載の工作機械の自動レベル調整方法。
7. 【請求項７】　　（ヲ）上記の（リ）のステップで前記
   １点の調整脚を前記所定の上昇位置まで駆動し得ないと
   きは、該調整脚の上昇限界位置で停止させるステップと
   、（ワ）次いで、前記前記（ニ）〜（チ）のステップを
   繰り返すようにするステップとを、更に具備した請求項
   ６に記載の工作機械の自動レベル調整方法。
8. 【請求項８】　　工作機械の機台上で直交する２方向（
   Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に移動可能なワークテーブルのレ
   ベル調整を自動調整する方法において、該ワークテーブ
   ル表面の直交２方向における水準変化に応じてレベル検
   出信号を送出可能なレベル検出手段を該ワークテーブル
   に装着し、前記工作機械の機台下底部における複数支持
   点の位置に、外部から作動される各々のアクチュエータ
   手段による駆動に従って調整用の上下変位が可能なレベ
   ル調整脚を設け、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における前記ワ
   ークテーブルの各移動ストローク並びに該Ｘ軸、Ｙ軸の
   両者に直交するＺ軸方向への機械の主軸頭の移動ストロ
   ークにおける夫々始点から終点までの移動の間における
   前記レベル検出手段の検出々力の変化をめ予め出力波形
   として記憶し、前記出力波形のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に
   おける３つの曲線を理想的な水平直線と対比、評価して
   該３つの出力波形の夫々の曲線の移動ストローク上の各
   位置におけるレベル変動特性を記憶し、前記記憶したレ
   ベル変動特性に基づいて前記ワークテーブルがＸ軸、Ｙ
   軸平面内で移動する場合及び主軸頭がＺ軸方向に移動す
   る場合の前記複数の支持点における各調整脚のワークテ
   ーブル水平状態への調整量を予め各軸方向の最適函数と
   して記憶し、前記ワークテーブル及び主軸頭の移動時に
   実際のテーブル位置と主軸頭位置に応じて前記最適函数
   から前記調整脚を前記各アクチュエータ手段で追従的に
   駆動し、機械の作動中に前記ワークテーブルを最適水平
   状態に設定することを特徴とした工作機械の自動レベル
   調整方法。