JPH06262487A

JPH06262487A - 機械の静的精度測定装置及び静的精度補償装置

Info

Publication number: JPH06262487A
Application number: JP8013893A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Satou; 智典佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】静的精度の測定とその誤差補償を人手を要さ
ずに短時間で容易にできるようにする。【構成】水準器１０１ｘ，１０１ｙの信号により静的
精度を計算する静的精度計算部１０３と、計算した静的
精度の誤差を補償するための支持点４ａ〜４ｄの調節量
１０７ａ〜１０７ｄを計算する支持点位置調節量計算部
１０６と、計算した調節量だけ基礎ボルト３ａ〜３ｄを
操作して支持点のレベルを調節するアクチュエータ４０
１ａ〜４０１ｄとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＣ工作機械等の各
種機械の据付け時や保守点検時において、特に水平出し
を行う場合に用いられる機械の静的精度測定装置及び静
的精度補償装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、例えば三菱ＮＣ放電加工機＜
Ｋシリーズ＞取扱い説明書（三菱電気株式会社、昭和６
３年１月作成、４４−４５頁）に示された従来の水平出
しを行う工作機械の構成図である。図において、１は工
作機械を設置する基礎、２はＮＣ工作機械のベース（固
定体）、３ａ〜３ｄは上記ベース２を基礎１から支持す
る基礎ボルト（支持点位置調節機構）、４ａ〜４ｄはこ
れら基礎ボルト３ａ〜３ｄが上記ベース２を支持する支
持点である。また、５はＮＣ装置（運転制御手段）、６
はサーボモータ、７は送りねじ、８はテーブル（移動
体）、９は測定位置であり、ＮＣ装置５はサーボモータ
６を駆動し、送りねじ７の回転によってテーブル８を移
動させ、測定位置９を変更する。１０は測定者、１１は
調節者、１２ｘ，１２ｙは上記テーブル８上に互いに直
交するｘ軸方向（図面の左右方向）及びｙ軸方向（図面
に垂直な方向）に沿って配置された水準器である。ま
た、３ｘ，１３ｙは測定者１０が肉眼で読み取った水準
器１２ｘ，１２ｙの読み取り値、１４は測定者１０によ
るＮＣ装置５への手動操作の内容、１５は測定者１０か
ら調節者１１への指示の内容、１６ａ〜１６ｄは調節者
１１による上記各支持点４ａ〜４ｄの位置の手動調節の
内容をそれぞれ示す。

【０００３】次に動作について説明する。上記装置にお
いて水平出しを行う場合は、以下のような手順に従って
行う。ここでは、工作機械のｘ軸とｙ軸が張る平面が水
平面であるとし、テーブル８上に、ｘ軸に平行に水準器
１２ｘを配置し、ｙ軸に平行に水準器１２ｙを配置す
る。まず、テーブル８を中央に移動して、大まかに水平出
しを行う。テーブル８の可動範囲内全域にわたって、測定点毎に
水平度の測定を行い、ｘ軸方向及びｙ軸方向の真直度を
把握する。測定結果に基づき、調節する支持点の組を決める（他
の方向における位置や水平度に影響が出ないように複数
の支持点の組を決める）。支持点の高さを調節する（レベル調節する）。上記の，，の作業を繰り返して、全体の水平度
を徐々に最適な状態に高めていく。

【０００４】上記〜の作業内容を、より具体的に述
べる。テーブル８の運動のｘ軸方向の真直度を測定する
場合は、テーブル８をｙ軸方向の中央に置き、その位置
でテーブル８をｘ軸方向に移動しながら、各測定点で水
平度を測定する。また、ｙ軸方向の真直度を測定する場
合は、テーブル８をｙ軸方向の中央に置き、その位置で
テーブル８をｘ軸方向に移動しながら、各測定点で水平
度を測定する。

【０００５】最初に、ｘ軸方向の水平出しを行う場合に
ついて述べる。測定に当たって、測定者１０は、水準器
１２ｘの値を肉眼で読み取る（読み取り内容１３ｘ）。
ある測定位置（測定点）９での水平度の測定が終わった
ら、測定者１０は、ＮＣ装置５を手動操作して、サーボ
モータ６及び送りねじ７によってテーブル８を移動さ
せ、順々に測定位置をずらしながら、ｘ軸方向に沿った
多数の測定点で水平度を測定する。一通りの測定が終わ
ったら、測定したデータから真直度を総合的に判断し、
「こちらが低い」というような指示（指示の内容１５）
を調節者１１に与える。調節者１１は、ベース２を支持
する基礎ボルト３のうち、ｘ軸方向の水平に関係が深い
いくつかの基礎ボルト３（例えば、それが基礎ボルト３
ａと基礎ボルト３ｂであるとする）を選ぶ。まず、基礎
ボルト３ａを手作業で回転させ、支持点４ａの高さ位置
を手動調節する（調節内容１６ａ）。次に、支持点４ｂ
の高さ位置を同様に手動調節する（調節内容１６ｂ）。
各基礎ボルト３ａ、３ｂの手動調節を交互に繰り返し、
水準器１２ｘが水平を示す支持点４ａ、４ｂの位置の組
を試行錯誤的に探す。

【０００６】手動調節が終わったら、測定者１０は、再
度テーブル８を移動させながら測定を行い、調節者１１
に指示を与える。調節者１１は、それに応えて手動調節
を行う。これを何回か繰り返すことで、最終的に全測定
位置９について最も水平となるような各支持点４ａ〜４
ｄの位置の組を探す。

【０００７】以上の作業を、ｙ軸方向についても同様に
行う。また、コラム、主軸端などの水平であることが必
要な工作機械の各部分に対しても同様に行う。ただし、
実際には、ｘ軸方向とｙ軸方向の両方の水平に影響す
る、あるいは、工作機械の複数の部分の水平に影響する
基礎ボルトが多い。そのため、以上のすべての作業を繰
り返し何度も行い、ｘ軸、ｙ軸両方向および工作機械の
全部分に対して、最も水平となる各支持点の位置の組を
探すことになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の工作機械は以上
のように構成されているので、水準器１２ｘ，１２ｙの
読み取り、測定位置変更のためのＮＣ装置５の手動操
作、支持点４ａ〜４ｄの位置の手動調節をすべて人手で
行う必要があり、作業が非常に面倒であった。さらに、
読み取りから手動調節までの手順を試行錯誤的に繰り返
し行う必要があるため、作業に極めて大きな時間がかか
るという問題点があった。

【０００９】また、水準器１２ｘ，１２ｙを肉眼で読み
取り、読取り値を集計して、測定者自身が総合的に静的
精度を把握しなければならない上、静的精度を得た後の
支持点の調節量の計算も人手で行う必要があったので、
その作業が面倒であった。また、人手による作業のた
め、測定点をあまり多くすることができず、高い精度が
得られなかった。さらに、人手による作業で静的精度を
把握しても、その誤差をＮＣ制御で補償するようなこと
ができなかったため、機械の静的精度以上の加工精度を
得ることができないという問題点があった。

【００１０】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためのなされたもので、自動的に機械の静的精度
を測定し、その結果を表示して作業者に知らせることの
できる機械の静的精度測定装置を得ることを目的とす
る。

【００１１】請求項２の発明は、自動的に機械の静的精
度を測定し、その誤差を補償するための支持点の調節量
を提示することのできる機械の静的精度測定装置を得る
ことを目的とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明の目的
に加えて、さらに静的精度と調節量のどちらかあるいは
両方を表示して作業者に知らせることのできる機械の静
的精度測定装置を得ることを目的とする。

【００１３】請求項４の発明は、ベース等の固定体の静
的精度を測定する場合に利用できる機械の静的精度測定
装置を得ることを目的とする。

【００１４】請求項５の発明は、テーブル等の移動体の
静的精度を測定する場合に利用できる機械の静的精度測
定装置を得ることを目的とする。

【００１５】請求項６の発明は、自動的に機械を操作し
てテーブル等の移動体を動かしながら静的精度を測定
し、その結果を表示して作業者に知らせることのできる
機械の静的精度測定装置を得ることを目的とする。

【００１６】請求項７の発明は、自動的に機械を操作し
てテーブル等の移動体を動かしながら静的精度を測定
し、その誤差を補償するための支持点の調節量を提示す
ることのできる機械の静的精度測定装置を得ることを目
的とする。

【００１７】請求項８の発明は、請求項７の発明の目的
に加えて、さらに静的精度と調節量のどちらかあるいは
両方を表示して作業者に知らせることのできる機械の静
的精度測定装置を得ることを目的とする。

【００１８】請求項９の発明は、請求項６〜８の発明に
おいて、より豊富かつ適正にデータを集め、それにより
詳細な静的精度あるいは支持点の調節量を提示すること
のできる機械の静的精度測定装置を得ることを目的とす
る。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項６〜９の発明
において、より豊富かつ適正にデータを集め、それによ
り詳細な静的精度あるいは支持点の調節量を提示するこ
とのできる機械の静的精度測定装置を得ることを目的と
する。

【００２０】請求項１１の発明は、レベル出し機構を備
えた機械に適用できる機械の静的精度測定装置を得るこ
とを目的とする。

【００２１】請求項１２の発明は、水平出しに適用でき
る機械の静的精度測定装置を得ることを目的とする。

【００２２】請求項１３の発明は、水準器により水平度
を検出するようにした機械の静的精度測定装置を得るこ
とを目的とする。

【００２３】請求項１４の発明は、機械の要素や運動に
ついての真直度を測定することのできる機械の静的精度
測定装置を得ることを目的とする。

【００２４】請求項１５の発明は、機械の要素や運動に
ついての直角度を測定することのできる機械の静的精度
測定装置を得ることを目的とする。

【００２５】請求項１６の発明は、機械の要素や運動に
ついての平行度を測定することのできる機械の静的精度
測定装置を得ることを目的とする。

【００２６】請求項１７の発明は、ＮＣ工作機械に適用
できる機械の静的精度測定装置を得ることを目的とす
る。

【００２７】請求項１８の発明は、自動的に機械の静的
精度を測定し、その誤差を補償することのできる機械の
静的精度補償装置を得ることを目的とする。

【００２８】請求項１９の発明は、自動的に機械の静的
精度を測定し、その誤差を補償するための支持点の調節
量を提示し、提示内容に従い支持点の位置調節を行うこ
とのできる機械の静的精度補償装置を得ることを目的と
する。

【００２９】請求項２０の発明は、ベース等の固定体の
静的精度の誤差を補償する場合に利用できる機械の静的
精度補償装置を得ることを目的とする。

【００３０】請求項２１の発明は、テーブル等の移動体
の静的精度の誤差を補償する場合に利用できる機械の静
的精度補償装置を得ることを目的とする。

【００３１】請求項２２の発明は、自動的に機械の静的
精度を測定し、その誤差を移動体の運動により補償する
ことのできる機械の静的精度補償装置を得ることを目的
とする。

【００３２】請求項２３の発明は、請求項２２の発明に
おいて、簡単な操作で移動体を、静的精度の誤差を補償
するように運動させることのできる機械の静的精度補償
装置を得ることを目的とする。

【００３３】請求項２４の発明は、支持点の調節によっ
ても静的精度の誤差を補償しきれない場合に、移動体の
運動により誤差補償を行うことのできる機械の静的精度
補償装置を得ることを目的とする。

【００３４】請求項２５の発明は、請求項２４の発明に
おいて、簡単な操作で移動体を、静的精度の誤差を補償
するように運動させることのできる機械の静的精度補償
装置を得ることを目的とする。

【００３５】請求項２６の発明は、レベル出し機構を備
えた機械に適用できる機械の静的精度補償装置を得るこ
とを目的とする。

【００３６】請求項２７の発明は、人手によらずに静的
精度の誤差補償ができる機械の静的精度補償装置を得る
ことを目的とする。

【００３７】請求項２８の発明は、水平出しに適用でき
る機械の静的精度補償装置を得ることを目的とする。

【００３８】請求項２９の発明は、水準器のデータによ
り自動的に静的誤差を測定し、誤差の補償ができる機械
の静的精度補償装置を得ることを目的とする。

【００３９】請求項３０の発明は、機械の要素や運動に
ついての真直度を測定し、真直度の誤差を補償して、よ
り真直度を高めることのできる機械の静的精度補償装置
を得ることを目的とする。

【００４０】請求項３１の発明は、機械の要素や運動に
ついての直角度を測定し、直角度の誤差を補償して、よ
り直角度を高めることのできる機械の静的精度補償装置
を得ることを目的とする。

【００４１】請求項３２の発明は、機械の要素や運動に
ついての平行度を測定し、平行度の誤差を補償して、よ
り平行度を高めることのできる機械の静的精度補償装置
を得ることを目的とする。

【００４２】請求項３３の発明は、ＮＣ工作機械に適用
できる機械の静的精度補償装置を得ることを目的とす
る。

【００４３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る機
械の静的精度測定装置は、測定対象が基準線からどれく
らいずれているかを測定点毎に検出する測定手段と、そ
の検出データにより測定対象の静的精度を演算する静的
精度演算手段と、演算した静的精度を作業者等に向けて
表示する表示手段とを備えたものである。

【００４４】請求項２の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、支持点の位置調節により測定対象の位置を調節
する機械の場合、静的精度演算手段の他に静的精度に基
づいて支持点の調節量を演算する支持点位置調節量演算
手段とを備えたものである。

【００４５】請求項３の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、請求項２記載の装置において、前記静的精度演
算手段の演算した静的精度及び前記支持点位置調節量演
算手段の演算した調節量の少なくともいずれか一方を表
示する表示手段を備えたものである。

【００４６】請求項４の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の装置におい
て、測定対象を機械のベース等の固定体としたものであ
る。

【００４７】請求項５の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の装置におい
て、測定対象を機械の移動テーブル等の移動体としたも
のである。

【００４８】請求項６の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、測定対象が移動体の場合、移動体を動かして測
定点毎の移動体の位置データを収集する測定制御手段
と、収集したデータにより移動体の運動の静的精度を演
算する静的精度演算手段と、演算した静的精度を作業者
等に向けて表示する表示手段とを備えたものである。

【００４９】請求項７の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、支持点の位置調節により測定対象の位置を調節
する機械の場合、前記測定制御手段や静的精度演算手段
と共に、静的精度に基づいて支持点の調節量を演算する
支持点位置調節量演算手段とを備えたものである。

【００５０】請求項８の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、請求項７記載の装置において、前記静的精度演
算手段の演算した静的精度及び前記支持点位置調節量演
算手段の演算した調節量の少なくともいずれか一方を表
示する表示手段を備えたものである。

【００５１】請求項９の発明に係る機械の静的精度測定
装置は、請求項６〜８のいずれかに記載の装置におい
て、前記測定制御手段により測定点を変更しながら測定
対象の位置等を測定するようにしたものである。

【００５２】請求項１０の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項６〜９のいずれかに記載の装置におい
て、前記測定制御手段により前記測定条件を変更しなが
ら測定対象の位置等を測定するようにしたものである。

【００５３】請求項１１の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項２、３、７、８のいずれかに記載の装
置において、前記支持点を、基礎に対する機械の支持点
としたものである。

【００５４】請求項１２の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置にお
いて、前記基準線を水平な直線としたものである。

【００５５】請求項１３の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項１２記載の装置において、前記物理量
を水平に対する角度とし、前記測定手段を信号出力可能
な水準器としたものである。

【００５６】請求項１４の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項１〜１３のいずれかに記載の装置にお
いて、前記静的精度を真直度としたものである。

【００５７】請求項１５の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置にお
いて、前記静的精度を直角度としたものである。

【００５８】請求項１６の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置にお
いて、前記静的精度を平行度としたものである。

【００５９】請求項１７の発明に係る機械の静的精度測
定装置は、請求項１〜１６のいずれかに記載の装置にお
いて、前記機械をＮＣ工作機械としたものである。

【００６０】請求項１８の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、静的精度演算手段の演算した静的精度の誤差
を補償する静的精度補償手段を備えたものである。

【００６１】請求項１９の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、支持点の位置調節により測定対象の位置を調
節する機械の場合、静的精度補償手段として支持点位置
調節機構を備えたものである。

【００６２】請求項２０の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８または１９記載の装置において、
前記測定対象を機械のベース等の固定体としたものであ
る。

【００６３】請求項２１の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８または１９記載の装置において、
前記測定対象を機械の移動テーブル等の移動体としたも
のである。

【００６４】請求項２２の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、測定対象が移動体の場合に、静的精度の誤差
を補償するように移動体の運動を制御する指令を運動制
御手段に与える静的精度補償手段を備えたものである。

【００６５】請求項２３の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、移動体の運動体により静的精度の誤差を補償
する場合に補償パラメータの形で運動制御手段に指令を
与えるようにしたものである。

【００６６】請求項２４の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、静的精度の誤差補償を２段階で行うように
し、第１段階では、支持点位置調節機構による支持点の
位置調節で誤差補償を行い、第２段階は、第１段階の誤
差補償の不足分を第２の静的精度補償手段による移動体
の運動で補うようにしたものである。

【００６７】請求項２５の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項２４記載の機械の装置において、移動
体の運動で誤差補償する場合に、補償パラメータの形で
運動運動制御手段に指令を与えるようにしたものであ
る。

【００６８】請求項２６の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１９、２０、２１、２４、２５のいず
れかに記載の装置において、前記支持点を、基礎に対す
る機械の支持点としたものである。

【００６９】請求項２７の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１９、２０、２１、２４、２５、２６
のいずれかに記載の装置において、前記支持点位置調節
機構に支持点の位置を調節するアクチュエータを備えた
ものである。

【００７０】請求項２８の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８〜２７のいずれかに記載の装置に
おいて、前記基準線を水平な直線としたものである。

【００７１】請求項２９の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項２８記載の装置において、前記物理量
を水平に対する角度とし、前記測定手段を信号出力可能
な水準器としたものである。

【００７２】請求項３０の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８〜２９のいずれかに記載の装置に
おいて、前記静的精度を真直度としたものである。

【００７３】請求項３１の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８〜２９のいずれかに記載の装置に
おいて、前記静的精度を直角度としたものである。

【００７４】請求項３２の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８〜２９のいずれかに記載の装置に
おいて、前記静的精度を平行度としたものである。

【００７５】請求項３３の発明に係る機械の静的精度補
償装置は、請求項１８〜３２のいずれかに記載の装置に
おいて、前記機械をＮＣ工作機械としたものである。

【００７６】

【作用】請求項１の発明における機械の静的精度測定装
置は、測定手段により測定点毎の測定対象の位置または
位置に換算可能な物理量を検出し、静的精度演算手段に
より測定手段の検出出力に基づいて基準線に対する測定
対象の静的精度を演算して、この静的精度演算手段の演
算した静的精度を表示手段により表示する。

【００７７】請求項２の発明における機械の静的精度測
定装置は、測定手段により測定点毎の測定対象の位置ま
たは位置に換算可能な物理量を検出し、静的精度演算手
段により測定手段の検出出力に基づいて基準線に対する
測定対象の静的精度を演算して、この静的精度演算手段
の演算した静的精度の誤差を補償するための支持点の位
置の調節量を支持点位置調節量演算手段により演算す
る。

【００７８】請求項３の発明における機械の静的精度測
定装置は、表示手段により静的精度演算手段の演算した
静的精度及び支持点位置調節量演算手段の演算した調節
量の少なくともいずれか一方を表示する。

【００７９】請求項４の発明における機械の静的精度測
定装置は、測定対象であるベース等の固定体の静的精度
を測定する。

【００８０】請求項５の発明における機械の静的精度測
定装置は、測定対象である移動テーブル等の移動体の静
的精度を測定する。

【００８１】請求項６の発明における機械の静的精度測
定装置は、移動体を運動させながら測定手段により移動
体の位置または位置に換算可能な物理量を検出し、その
測定結果に基づき静的精度演算手段によって移動体の運
動の静的精度を演算し、この静的精度演算手段の演算し
た静的精度を表示手段によって表示する。

【００８２】請求項７の発明における機械の静的精度測
定装置は、同様に静的精度を演算したら、その誤差を補
償する支持点の調節量を支持点位置調節量演算手段によ
り演算する。

【００８３】請求項８の発明における機械の静的精度測
定装置は、表示手段により、静的精度演算手段の演算し
た静的精度及び支持点位置調節量演算手段の演算した調
節量の少なくともいずれか一方を表示する。

【００８４】請求項９の発明における機械の静的精度測
定装置は、移動体を運動させながら測定点毎の移動体の
位置等を測定する際に、例えば回毎に、測定点を変更し
ながら測定する。

【００８５】請求項１０の発明における機械の静的精度
測定装置は、移動体を運動させながら測定点毎の移動体
の位置等を測定する際に、例えば回毎に、測定条件（測
定経路、測定回数、移動体の運動速度、加速度、移動停
止からの検出待ち時間等）を変更しながら測定する。

【００８６】請求項１１の発明における機械の静的精度
測定装置は、レベル出し機構を備えた機械に適用でき
る。

【００８７】請求項１２の発明における機械の静的精度
測定装置は、水平出しができるようになる。

【００８８】請求項１３の発明における機械の静的精度
測定装置は、水準器により自動的に水平度を検出し、そ
のデータに基づいて水平軸に対する測定対象の静的精度
を演算する。

【００８９】請求項１４の発明における機械の静的精度
測定装置は、静的精度として真直度を測定する。

【００９０】請求項１５の発明における機械の静的精度
測定装置は、静的精度として直角度を測定する。

【００９１】請求項１６の発明における機械の静的精度
測定装置は、静的精度として平行度を測定する。

【００９２】請求項１７の発明における機械の静的精度
測定装置は、ＮＣ工作機械の各種構成要素、例えばテー
ブル、コラム、主軸等の静的精度を測定する。

【００９３】請求項１８の発明における機械の静的精度
補償装置は、静的精度を測定し、静的精度補償手段でそ
の誤差を補償する。

【００９４】請求項１９の発明における機械の静的精度
補償装置は、静的精度を測定し、支持点位置調節機構で
測定対象の支持点の位置を調節することで、静的精度の
誤差を補償する。

【００９５】請求項２０の発明における機械の静的精度
補償装置は、測定対象であるベース等の固定体の静的精
度を測定し、その誤差を補償する。

【００９６】請求項２１の発明における機械の静的精度
補償装置は、測定対象である移動テーブル等の移動体の
静的精度を測定し、その誤差を補償する。

【００９７】請求項２２の発明における機械の静的精度
補償装置は、測定対象である移動体の静的精度を測定
し、移動体の運動を制御することで、その静的精度の誤
差を補償する。

【００９８】請求項２３の発明における機械の静的精度
補償装置は、補償パラメータを運動制御手段に与えるこ
とで、静的精度の誤差を補償する。

【００９９】請求項２４の発明における機械の静的精度
補償装置は、静的精度を測定し、支持点位置調節機構で
測定対象の支持点の位置を調節することで、静的精度の
誤差を補償する。そして、支持点の位置調節で補償しき
れない分を、移動体の運動を制御することで補償する。

【０１００】請求項２５の発明における機械の静的精度
補償装置は、請求項２４の発明の装置において、補償パ
ラメータを運動制御手段に与えることで、静的精度の誤
差を補償する。

【０１０１】請求項２６の発明における機械の静的精度
補償装置は、レベル出し機構を備えた機械に適用でき
る。

【０１０２】請求項２７の発明における機械の静的精度
補償装置は、支持点位置調節機構に備えたアクチュエー
タを駆動することで支持点の位置を調節し、静的精度の
誤差を補償する。

【０１０３】請求項２８の発明における機械の静的精度
補償装置は、水平出しができるようになる。

【０１０４】請求項２９の発明における機械の静的精度
補償装置は、水準器により自動的に水平度を検出し、そ
のデータに基づいて水平軸に対する測定対象の静的精度
を演算し、静的精度の誤差を補償する。

【０１０５】請求項３０の発明における機械の静的精度
補償装置は、静的精度として真直度を測定し、その誤差
を補償する。

【０１０６】請求項３１の発明における機械の静的精度
補償装置は、静的精度として直角度を測定し、その誤差
を補償する。

【０１０７】請求項３２の発明における機械の静的精度
補償装置は、静的精度として平行度を測定し、その誤差
を補償する。

【０１０８】請求項３３の発明における機械の静的精度
補償装置は、ＮＣ工作機械の各種構成要素、例えばテー
ブル、コラム、主軸等の静的精度を測定し、その誤差を
補償する。

【０１０９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の静的精度測定装置とＮＣ工作機
械とを組み合わせたシステムを示す構成図である。この
図１において、図１７に示した従来例と対応する部分に
は、同一符号を付して説明を省略する。図１において、
１０１ｘ，１０１ｙはテーブル８上にｘ軸方向及びｙ軸
方向にそれぞれ平行に配置された信号出力可能な水準器
（測定手段）、１０２ｘ，１０２ｙはそれぞれ水準器１
０１ｘ，１０１ｙから得た測定値（検出出力）、１０３
は静的精度計算部（静的精度演算手段）、１０４は静的
精度計算部１０３で演算された静的精度、１０５は支持
点４ａ〜４ｄの位置の調節量を算出するための対象のモ
デル（メモリに格納されている）、１０６は支持点位置
調節量計算部（支持点位置調節量演算手段）、１０７ａ
〜１０７ｄは支持点位置調節量計算部１０６が計算した
支持点４ａ〜４ｄの位置の調節量、１０８ａは静的精度
計算部１０３からの信号に従って主として静的精度の内
容を表示する表示部（表示手段）、１０８ｂは支持点位
置調節量計算部１０６からの信号に従って主として支持
点４ａ〜４ｄの位置の調整量を調節者１１に対して確認
できるように表示する表示部、１０９は静的精度計算部
１０３と対象のモデル１０５と支持点位置調節量計算部
１０６とからなる制御器である。

【０１１０】図２は前記水準器１０１ｘ，１０１ｙの構
成図であり、５１は気泡管、５２は気泡管５１内の気
泡、５３は光学式読み取り部、５４は処理部、５５は信
号出力部、５６は出力信号である。水準器１０１ｘ，１
０１ｙは、静的精度を求めるための基準線を水平線（水
平な直線）として、各測定位置９におけるテーブル８の
傾き（水平度＝水平に対する角度＝物理量）を測定する
ものである。図３は表示部１０８ａでの表示例を示す折
れ線図、図４は対象のモデル１０５の一例を示す線図で
ある。

【０１１１】次に動作について説明する。水準器１０１
ｘ，１０１ｙでは、光学式読み取り部５３が気泡管５１
の各位置を光の濃淡としてとらえ、処理部５４はこのデ
ータを処理し、気泡５２の位置を判別する。信号出力部
５５は、判別された気泡５２の位置を電気信号として出
力する。

【０１１２】水準器１０１ｘ，１０１ｙから得た測定値
１０２ｘ，１０２ｙは、静的精度計算部１０３にて読み
取られ、一時的に保持される。静的精度計算部１０３
は、現在の測定位置９での測定が終わると、測定位置９
の変更を促すメッセージを、表示部１０８ａに表示させ
る。測定者１０は、そのメッセージに従って、ＮＣ装置
５を操作して、テーブル８を動かし、測定位置９を変更
する。そして、測定値１０２ｘ，１０２ｙの読み取りと
測定位置９の変更を繰り返し、テーブル８の可動範囲内
の各測定位置（測定点）９での水準器１０１ｘ、１０１
ｙのデータを収集する。

【０１１３】可動範囲内の各測定位置９でのデータの収
集が終わると、静的精度計算部１０３は、測定されたデ
ータを処理して静的精度１０４を求め、その求めた結果
を表示部１０８ａに表示させる。この場合、求めたデー
タをそのままグラフ表示あるいは数値表示してもよい
し、最大値や最小値のみを表示してもよい。図３は、静
的精度１０４の一つであるｘ軸方向の真直度をグラフ表
示した例を示す。

【０１１４】この図３は、測定位置９と高さの関係を表
しており、横軸のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ基礎ボルト
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの真上の位置である。なお、こ
の例では、ＡＢ間、ＢＣ間、ＣＤ間内のそれぞれ４つの
測定位置９において、水準器１０１ｘのデータを読み込
んでいる。各線分の傾きは測定値１０２ｘを表し、ま
た、各線分に添えられた数字は、各測定位置９における
測定値１０２ｘを示す。高さは、この各測定値１０２ｘ
を積分したものである。

【０１１５】次に、支持点位置調節量計算部１０６は、
静的精度計算部１０３の求めた静的精度１０４と、予め
メモリに格納してある対象のモデル１０５とに基づき、
例えば、図５に示すように各支持点４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄの調節量１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ
を計算する。そして、調節者１１から見える場所にある
表示部１０８ｂに、各支持点の調節量１０７ａ，１０７
ｂ，１０７ｃ，１０７ｄを表示させる。

【０１１６】ここでは、対象のモデル１０５として、図
４（ａ）〜（ｄ）に示すような線形のモデルを使ってい
る。このモデル１０５は、各支持点４ａ〜４ｄを単位量
だけ調節したときに各測定位置の高さがどれくらい変化
するかを示す伝達関数として与えられている。図４
（ａ）は支持点Ａを基準（単位量だけ調節する位置）と
した場合の伝達関数を表しており、これは行列で定義さ
れたモデル１０５の第１列にあたる。この図は、支持点
Ａの位置を単位量だけ調節したときに、各測定位置の高
さが、Ａ点の真上だけでなく、その付近も盛り上がるこ
とを意味している。例えば、Ａ点の真上の位置は１だけ
上がり、その隣の測定位置はは０．８５１だけ上がるこ
とを示している。この伝達関数は、支持点Ａの位置を実
際に単位量だけ調節したときの各測定位置の高さを実測
することによって、実験的に求められている。同様に、
図４（ｂ）は支持点Ｂを基準とした場合の伝達関数であ
る。図４（ｃ）、（ｄ）も同様である。このモデル１０
５は、実際には図５に示すような数値で与えられ、モデ
ルの第ｊ列は第ｊ番目の支持点（この例では第１番目は
Ａ点、第２番目はＢ点、第３番目はＣ点、第４番目はＤ
点となっている）の位置を基準とした場合の各測定位置
の高さの伝達関数を表している。

【０１１７】支持点位置調節量計算部１０６では、上記
のモデル１０５を用いて調節量１０７ａ〜１０７ｄを最
小自乗法で計算する。その手続きを以下に述べる。ここ
では数学的な表現を用いる。測定点の数をｍ、支持点の
数をｎ、モデルをＭ、調節量をｕ、調節前の各測定点の
高さをｈ₀ 、調節による各測定点の変位をｄｈ、調節後
の各測定点の高さをｈ₁ と置く。図の実施例のもので
は、ｍ＝１３、ｎ＝４となっている。また、Ｍはｍ行ｎ
列の行列、ｕはｎ行の列ベクトル、ｈ0 ，ｄｕ，ｈ1
は、それぞれｍ行の列ベクトルである。上の定義によ
り、ｈ₁ ＝ｄｈ＋ｈ₀ ｄｈ＝Ｍｕの関係が成り立つ。このとき、評価関数Ｊを次のように
置く。Ｊ＝ｈ₁ ’ｈ₁ （「’」は転置を表す）そうすると、この評価関数を最小化するような調節量ｕ
は、ｕ＝−（Ｍ’Ｍ）^-1Ｍ’ｈ₀ … （１）で与えられる。このとき、調節後の各測定点の高さｈ1
は、ｈ₁ ＝〔Ｉ−Ｍ（Ｍ’Ｍ）^-1Ｍ’〕ｈ₀ となる。ここで、Ｉは単位行列である。

【０１１８】支持点位置調節量演算手段１０６は、行列
Ｍで与えられるモデル１０５と、図３に示されるような
形で出力される静的精度（各測定点の高さ）１０４とに
より前記（１）式を用いて、調節量１０７ａ〜１０７ｄ
を計算し、表示部１０８ｂに表示させる。調節者１１は
それを見て、表示された調節量１０７ａ〜１０７ｄだ
け、各基礎ボルト３ａ〜３ｄを操作して支持点４ａ〜４
ｄの高さを調節する。これにより、静的精度の誤差が補
償され、水平出しが行われる。図６は補償前の静的精度
（破線）と補償後の静的精度（実線）の例を示す。

【０１１９】なお、何らの原因によりモデル１０５が実
際の挙動からずれる場合が考えられるので、その場合は
モデル１０５を修正する。モデル１０５が実際の挙動か
らずれているかどうかは、次のような操作を行えば調べ
ることができる。即ち、モデルの第ｊ番目の支持点の調
節量だけを変え、その場合の水準器の測定値の変化を読
み取る。そして、この各読み取り値がモデルの第ｊ列の
各値とずれているかどうかを判別する。この操作を、各
支持点毎に一つずつ順々に行うことにより、モデルのす
べての列を同定できることになる。同じ調節量に対する
水準器の実測値とモデルによる予測値との差が大きくな
った場合には、モデルの修正を行う。

【０１２０】実施例１のシステムによれば、テーブル８
を動かしながら測定を行うことで、テーブル８の運動の
真直度を表示によって簡単に知ることができる。従っ
て、肉眼での水準器の読み取りや、読み取ったデータか
ら静的精度を計算する手間が省ける。また、静的精度の
誤差を補償するための支持点４ａ〜４ｄの調節量１０７
ａ〜１０７ｄも、調節者１１に直接提示することができ
るので、調節者１１は、それに従って支持点４ａ〜４ｄ
の位置を調節しさえすればよく、作業が簡単に済む。さ
らに、一通り静的精度１０４を計算した上で、対象のモ
デル１０５に従い支持点４ａ〜４ｄの調節量１０７ａ〜
１０７ｄを算出するので、従来のように水準器の読み取
りと支持点位置の調節を何度も繰り返す必要がなくな
り、最適な調節状態を短時間で達成することができる。
しかも、自動的に静的精度を知ることができるので、人
手によるよりも詳細なデータを容易に得ることができ
る。

【０１２１】実施例２．上記実施例１においては、水準
器１０１ｘ，１０１ｙをテーブル８の上だけに置いてい
るが、コラムや主軸端などの工作機械の他の部分の水平
出しが必要な場合には、それらの部分にも水準器を置
き、各水準器のデータを用いて水平出しを行うようにし
てもよい。また、テーブル８などの移動体以外にも、ベ
ース２等の固定体に水準器を配置すれば、それらの部分
の水平出しも行うことができる。

【０１２２】実施例３．上記実施例１においては、調節
量１０７ａ〜１０７ｄを対象のモデル１０５を用いて計
算しているが、熟練作業者が調節量１０７ａ〜１０７ｄ
を計算する過程がわかっている場合には、その計算する
過程をルールの形に表現してエキスパートシステムを構
築することにより、同様の効果を得ることができる。

【０１２３】実施例４．図７は実施例４のシステムを示
す構成図である。この図において、図１と同一符号を付
した構成要素は実施例１と全く同一であり、説明を省略
する。図７において、４０１ａ〜４０１ｄは支持点４ａ
〜４ｄの位置を調節するアクチュエータである。このア
クチュエータ４０１ａ〜４０１ｄは、支持点位置調節量
計算部１０６が計算した調節量１０７ａ〜１０７ｄに従
って、基礎ボルト３ａ〜３ｄを回転させ、支持点４ａ〜
４ｄの位置（高さ）を調節する。このようにアクチュエ
ータ４０１ａ〜４０１ｄによって自動的に支持点４ａ〜
４ｄの位置を調節することにより、従来例や実施例１の
ような調節者１１による手動調節の手間が省け、複数の
支持点４ａ〜４ｄの位置を同時に調節することができる
ようになる。このため、短時間で効率良く工作機械を水
平に調節することができる。

【０１２４】図７の例では、アクチュエータ４０１ａ〜
４０１ｄで基礎ボルト３を回転させるように構成してい
るが、基礎ボルト３を基礎１側に固定し、アクチュエー
タでナットを回転させることにより、支持点４ａ〜４ｄ
の位置の調節を行うように構成しても同様の効果があ
る。あるいは、油圧や空気圧等の、工作機械の重量をも
支持できるアクチュエータを基礎１とベース２との間に
直接取り付けても、同様の効果が期待できる。

【０１２５】なお、図８に示すように支持点の位置を水
平方向に調節できるように構成してもよい。図におい
て、５０１は基礎１に固定されたボルト、５０２ａ，５
０２ｂはナット（これらのナットを図示しないアクチュ
エータで回転するようにする。勿論、実施例１のように
手動操作する場合にはアクチュエータを設けなくてもよ
い）、５０３は箱型部品、５０４ａ，５０４ｂは水平方
向調節用ボルト、５０５ａ，５０５ｂは水平方向調節用
アクチュエータである。箱型部品５０３は、ナット５０
２ａ，５０２ｂにより、基礎ボルト５０１に固定されて
いる。水平方向調節用アクチュエータ５０５ａ，５０５
ｂは、水平方向調節用ボルト５０４ａ，５０４ｂを回転
させ、箱型部品５０３に対するベース２の水平方向の位
置を調節する。このような構成にすれば、水平面内の位
置調節を行うことができ、隣接する周辺装置や工作機械
等との位置調節が容易となる。

【０１２６】実施例５．図９は実施例５のシステムを示
す構成図である。この実施例５では、実施例４の構成に
加えてさらに、測定位置９の変更の作業を無人化するた
めの構成を採用している。なお、図７と同一符号を付さ
れた構成要素は実施例４と全く同一であり、説明を省略
する。図９において、６０１はＮＣ装置５の制御内容を
決定するプログラム、６０２は通信手段である。従来
例、実施例１及び実施例４では、測定者１０が、手動操
作１４で測定位置９や測定条件等を指定していた。これ
に対し、この実施例５では、それらをＮＣプログラム６
０１に組み込んであり、自動運転で測定位置９や測定条
件等を自動的に変更しながら静的精度の測定を実行す
る。ＮＣ装置５と制御器１０９の間では、通信手段６０
２を介して、ＮＣ装置５と制御器１０９が連動するため
の同期信号や命令、静的精度１０４を計算するための測
定位置９、測定条件等のデータが通信される。ここで測
定条件としてあげられるのは、測定経路、測定回数、テ
ーブルを動かす速度、加速度、テーブルを停止してから
振動が止まるまで水準器１０１ｘ，１０１ｙの信号の読
み取りを待つ時間などである。

【０１２７】図９の実施例５では、制御器１０９とＮＣ
装置５は別個のものとしているが、ＮＣ装置５が制御器
１０９の機能を兼ね備えていても、同様の効果がある。

【０１２８】実施例６．図１０は実施例６のシステムを
示す構成図である。図９と同一符号で示された構成要素
は実施例５と全く同一であり、説明を省略する。図１０
において、７０１は補償パラメータ計算部である。支持
点４ａ〜４ｄの位置の調節では調節しきれない静的精度
１０４の誤差を、ＮＣ装置５で補償するために、補償パ
ラメータ計算部７０１は、静的精度１０４と対象のモデ
ル１０５から、補償パラメータを計算し、通信手段６０
２を介してＮＣ装置５に設定する。ＮＣ装置５は、補償
パラメータに応じて、各軸方向の運転が協調して静的精
度１０４の誤差を補償するような制御を行う。

【０１２９】この点を説明する。機械の調整を行っても
（例えば水平出しをできるだけ正確に行っても）、ある
程度の誤差は必ず残る。例えば、水平出しの場合に、図
３の大きなうねりは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各支持点４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄの高さを調節すれば、除去することが
できるが、支持点４ａ〜４ｄの間隔よりも小さな幅内で
の誤差は除去することができない。また、形状の誤差も
残る。従って、従来例や以上の実施例では、これらの静
的精度の誤差が残った状態で運転せざるを得ない。そこ
で、この実施例６では、支持点４ａ〜４ｄの位置調整で
も解消しきれない静的精度の誤差を、ＮＣ装置で補償す
るようにしている。

【０１３０】この場合の補償パラメータは、次の２通り
の形式のどちらかでＮＣ装置５に与える。（１）曲線や曲面上の測定点の座標値（測定位置と測定
データ）の集合。例：(x,z)={(10,0),(20,-2),(30,1), … } （２）測定データを関数近似した各係数。例： z=a₀+a₁ｘ+a₂ｘ²+a₃ｘ³ , a₀=1,a₁=3,a₂=-2,a₃ =
-1

【０１３１】具体例を用いて説明する。図１２は静的精
度の誤差をＮＣ装置によって補償する場合の原理を説明
するための図であり、図において、８０１は基礎、８０
２はベッド、８０３ａ〜８０３ｃは基礎ボルト、８０４
はベッド８０２に設けられた案内、８０８は案内８０４
に沿って移動するテーブル、８０９はコラム、８１０は
主軸ヘッド、８１１は主軸端である。

【０１３２】図１２に示すようにベッド８０２の案内８
０４の形状が曲がっているとする。この形状誤差は、Ｘ
軸方向の運動の真直度誤差となって現れる。この静的精
度の誤差は、基礎ボルト８０３ａ〜８０３ｃの調節では
改善の見込みがないものとする。その場合、図に示すよ
うにテーブル８０８の上下変動に合わせて、主軸ヘッド
８１０を協調運動させれば、テーブル８０８と主軸端８
１１の相対距離を一定に保つことができる。

【０１３３】そこで、協調させて動かすために、まずテ
ーブル８０８の真直度を測定する。補償前の真直度を図
１１（ａ）に〇印で示す。この静的精度の誤差を補償す
るために、このデータから補償パラメータを作成する。
この補償パラメータは、次のような形をしている。 {(0,0),(100,0.3),(200,0.7), …,(900,0.3),(1000,0)} この補償パラメータをもとに、図１１（ｂ）に示すよう
な位置指令値を作成する。補償前には、ｙ方向の位置指
令値は０であり、主軸ヘッド８１０は動かしていない
が、補償後は、ｙ方向の位置指令値が補償前の真直度と
同じ形になっている。これにより、主軸ヘッド８１０が
テーブル８０８のｘ軸方向の運動と連動して上下し、静
的精度の誤差を打ち消す。図１１（ａ）に補償後の真直
度を●印で示す。

【０１３４】実施例７．上記実施例６では、静的精度の
誤差が支持点４ａ〜４ｄの位置調節で解消できないと
き、その解消できない分をＮＣ装置５側の協調運動によ
り補償するようにしているが、静的精度の誤差を全面的
にＮＣ装置５側の協調運動により補償するようにしても
よい。その場合は、支持点４ａ〜４ｂの位置調節はかな
り大まかでもよくなる。

【０１３５】実施例８．上記実施例では、水平線に対す
る真直度を測定して、真直度の誤差を小さくするよう調
節する場合、つまり水平出しをする場合を示したが、水
平線以外の基準線を設定して真直度を測定し、必要に応
じてその誤差を補償するようにしてもよい。また、直角
度や平行度を測定し、必要に応じてその誤差を補償する
ようにしてもよい。その場合は、検出信号を出力し得る
テストゲージ等の測定手段を設ければ、静的精度計算部
にその信号を取り込める。

【０１３６】図１３〜１６は静的精度の表示例を示すも
ので、図１３は表で各軸の運動を示している。図１４は
直角度を線図で示している。図１５は各種静的精度を表
で示している。図１６は平行度を線図で示している。

【０１３７】実施例９．上記実施例１〜７では、この発
明をＮＣ工作機械の水平出しに利用する場合について述
べたが、その他の水平であることが必要な機械の水平出
しにも利用できることは言うまでもない。

【０１３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
基準線に対する測定対象の位置等を測定する測定手段
と、測定結果により静的精度を演算する静的精度演算手
段と、演算結果を表示する表示手段とを備えるように構
成したので、自動的に機械の静的精度を測定して表示す
ることができる。従って、作業者は極めて容易に機械の
静的精度を把握することができ、水準器を肉眼で読み取
って静的精度を計算する等の面倒な作業をする必要がな
くなる。

【０１３９】請求項２の発明によれば支持点位置調節量
演算手段を備えるように構成したので、静的精度の誤差
を補償するための支持点の調節量を自動的に作業者に提
示することができる。従って、作業者は簡単に静的精度
を補償することができる。また、調節を試行錯誤的に行
わなくて済むようになり、繰り返し作業を行う回数を低
減でき、測定時間を短縮化できる効果がある。

【０１４０】請求項３の発明によれば静的精度と支持点
位置の調節量の少なくとも一方を表示する表示手段を備
えるように構成したので、作業者は状況を適確に把握し
効率良く作業を進めることができる効果がある。

【０１４１】請求項４の発明によればベース等の固定体
を測定対象にするように構成したので、それらの静的精
度を自動的に測定することができる効果がある。

【０１４２】請求項５の発明によればテーブル等の移動
体を測定対象にするように構成したので、それらの静的
精度を自動的に測定することができる効果がある。

【０１４３】請求項６の発明によれば移動体を動かしな
がら静的精度を測定するよう構成したので、移動体の静
的精度を能率良く正確に測定することができる。

【０１４４】請求項７の発明によればさらに支持点位置
調節量演算手段を備えるように構成したので、静的精度
の誤差を補償する支持点の調節量を自動的に作業者に提
示することができる。従って、作業者は簡単に静的精度
の補償を行うことができる効果がある。

【０１４５】請求項８の発明によればさらに静的精度と
支持点位置の調節量の少なくとも一方を表示する表示手
段を備えた構成にしたので、作業者は状況を適確に把握
し効率良く作業を進めることができる効果がある。

【０１４６】請求項９の発明によれば移動体を運動させ
ながら測定する際の測定点を変更するように構成したの
で、より豊富かつ適正にデータを集め、それにより詳細
な静的精度あるいは支持点の調節量を、短時間で手間も
要さずに提示することができる効果がある。

【０１４７】請求項１０の発明によれば移動体を運動さ
せながら測定する際の測定条件を変更するように構成し
たので、より豊富かつ適正にデータを集め、それにより
詳細な静的精度あるいは支持点の調節量を、短時間で手
間もかからずに提示することができる効果がある。

【０１４８】請求項１１の発明によれば支持点を基礎に
対する機械の支持点とするように構成したので、レベル
出し機構を備えた機械に適用することができる効果があ
る。

【０１４９】請求項１２の発明によれば基準線を水平な
直線とするように構成したので、水平出しを行う機械に
適用することができる効果がある。

【０１５０】請求項１３の発明によれば信号出力可能な
水準器を備えるように構成したので、水平に関しての静
的精度を測定し、提示することができる効果がある。

【０１５１】請求項１４の発明によれば静的精度を真直
度とするように構成したので、機械の要素や運動が、基
準線に対してどのくらいの真直性を持つかを測定するこ
とができる効果がある。

【０１５２】請求項１５の発明によれば静的精度を直角
度とするように構成したので、機械の要素や運動が、基
準となる要素に対してどのくらいの直角度を持つかを測
定することができる効果がある。

【０１５３】請求項１６の発明によれば静的精度を平行
度とするように構成したので、機械の要素や運動が他の
要素や運動とどのくらいの平行度を持つかを測定するこ
とができる効果がある。

【０１５４】請求項１７の発明によれば機械の種類をＮ
Ｃ工作機械とするように構成したので、ＮＣ工作機械の
各種静的精度を測定し、提示することができる効果があ
る。

【０１５５】請求項１８の発明によれば静的精度演算手
段の他に静的精度補償手段を備えた構成にしたので、機
械の静的精度の誤差を補償することができる。また、調
節を試行錯誤的に行わなくて済むようになり、繰り返し
作業を行う回数を低減でき、測定時間を短縮化できる効
果がある。

【０１５６】請求項１９の発明によれば静的精度補償手
段として支持点位置調節機構を備えるように構成したの
で、支持点の位置を調節することで静的精度の誤差を補
償することができる効果がある。

【０１５７】請求項２０の発明によればベース等の固定
体を測定対象にするように構成したので、それらの静的
精度の誤差を補償することができる効果がある。

【０１５８】請求項２１の発明によればテーブル等の移
動体を測定対象にするように構成したので、それらの静
的精度の誤差を補償することができる効果がある。

【０１５９】請求項２２の発明によれば移動体の運動を
制御することで静的精度の誤差を補償するよう構成した
ので、例えば支持点の調節等の機械的な調節作業を軽減
することができる。

【０１６０】請求項２３の発明によれば静的精度補償手
段により運動内容を補償する補償パラメータを演算する
よう構成したので、簡単な操作で移動体を、静的精度の
誤差を補償するように運動させることができる。

【０１６１】請求項２４の発明によれば支持点位置調節
機構で静的精度の誤差を補償しきれない分を移動体の運
動を制御することで補償するように構成したので、静的
精度の誤差をかなり小さな値に調整することができる。

【０１６２】請求項２５の発明によれば補償パラメータ
を用いる構成にしたので、簡単な操作で移動体を、静的
精度の誤差を補償するように運動させることができる。

【０１６３】請求項２６の発明によれば支持点を基礎に
対する機械の支持点とするように構成したので、レベル
出し機構を備えた機械に適用することができる効果があ
る。

【０１６４】請求項２７の発明によれば支持点位置調節
機構にアクチュエータを備えた構成にしたので、自動的
に静的精度の誤差を補償することができる。従って、測
定者ばかりでなく、調節のための人員も省くことができ
る。

【０１６５】請求項２８の発明によれば基準線を水平な
直線とするように構成したので、水平出しを行う機械に
適用することができる効果がある。

【０１６６】請求項２９の発明によれば信号出力可能な
水準器を備えた構成にしたので、水準器のデータにより
自動的に静的誤差を測定して誤差を補償することができ
る。

【０１６７】請求項３０の発明によれば静的精度を真直
度とするように構成したので、機械の要素や運動が基準
線に対してどのくらいの真直性を持つかを測定すること
ができ、真直度の誤差を補償して、より真直度を高める
ことができる効果がある。

【０１６８】請求項３１の発明によれば静的精度を直角
度とするように構成したので、機械の機械の要素や運動
が、基準となる要素に対してどのくらいの直角度を持つ
かを測定することができ、直角度の誤差を補償して、よ
り直角度を高めることができる効果がある。

【０１６９】請求項３２の発明によれば静的精度を平行
度とするように構成したので、機械の要素や運動が他の
要素や運動とどのくらいの平行度を持つかを測定するこ
とができ、平行度の誤差を補償して、より平行度を高め
ることができる効果がある。

【０１７０】請求項３３の発明によれば機械の種類をＮ
Ｃ工作機械とするように構成したので、ＮＣ工作機械の
各種静的精度を測定し、静的精度の誤差を補償すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による機械の静的精度測定
装置とＮＣ工作機械を組み合わせたシステムを示す構成
図である。

【図２】同実施例で用いられている水準器を示す構成図
である。

【図３】同実施例における真直度の表示例を示す折れ線
図である。

【図４】同実施例における支持点位置の調節量算出のた
めの対象のモデルを示す折れ線図である。

【図５】同実施例における調節量の計算例を示す表図で
ある。

【図６】同実施例において誤差補償する前とした後の静
的精度の違いを示す折れ線図である。

【図７】この発明の他の実施例による機械の静的精度補
償装置とＮＣ工作機械を組み合わせたシステムを示す構
成図である。

【図８】同実施例等において利用することのできる支持
点位置調節機構の他の例を示す断面図である。

【図９】この発明のさらに他の実施例による機械の静的
精度補償装置とＮＣ工作機械を組み合わせたシステムを
示す構成図である。

【図１０】この発明のさらに他の実施例による機械の静
的精度補償装置とＮＣ工作機械を組み合わせたシステム
を示す構成図である。

【図１１】図１１（ａ）は同実施例において実行する静
的精度の誤差補償の前と後の真直度の違いを示す線図で
ある。図１１（ｂ）は誤差補償を行う場合と誤差補償を
行う前との指令値の違いを示す線図である。

【図１２】同実施例において行う静的精度の誤差補償の
原理を説明するための工作機械の側面図でらる。

【図１３】静的精度のうちの直角度の表示例を示す表図
である。

【図１４】静的精度のうちの直角度の他の表示例を示す
線図である。

【図１５】静的精度の一覧表示例を示す表図である。

【図１６】静的精度のうちの平行度の表示例を示す線図
である。

【図１７】従来の水平出しを行う工作機械を示す構成図
である。

【符号の説明】

１基礎２ベース（固定体）３ａ〜３ｄ基礎ボルト（支持点位置調節機構）４ａ〜４ｄ支持点５ＮＣ装置（運動制御手段）８テーブル（移動体）１０１ｘ，１０１ｙ水準器（測定手段）１０３静的精度計算部（静的精度演算手段）１０６支持点位置調節量計算部（支持点位置調節量演
算手段）１０８ａ，１０８ｂ表示部（表示手段）４０１ａ〜４０１ｄアクチュエータ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年６月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】図１７は、例えば三菱ＮＣ放電加工機＜
Ｋシリーズ＞取扱い説明書（三菱電機株式会社、昭和６
３年１月作成、４４−４５頁）に示された従来の水平出
しを行う工作機械の構成図である。図において、１は工
作機械を設置する基礎、２はＮＣ工作機械のベース（固
定体）、３ａ〜３ｄは上記ベース２を基礎１から支持す
る基礎ボルト（支持点位置調節機構）、４ａ〜４ｄはこ
れら基礎ボルト３ａ〜３ｄが上記ベース２を支持する支
持点である。また、５はＮＣ装置（運転制御手段）、６
はサーボモータ、７は送りねじ、８はテーブル（移動
体）、９は測定位置であり、ＮＣ装置５はサーボモータ
６を駆動し、送りねじ７の回転によってテーブル８を移
動させ、測定位置９を変更する。１０は測定者、１１は
調節者、１２ｘ，１２ｙは上記テーブル８上に互いに直
交するｘ軸方向（図面の左右方向）及びｙ軸方向（図面
に垂直な方向）に沿って配置された水準器である。ま
た、３ｘ，１３ｙは測定者１０が肉眼で読み取った水準
器１２ｘ，１２ｙの読み取り値、１４は測定者１０によ
るＮＣ装置５への手動操作の内容、１５は測定者１０か
ら調節者１１への指示の内容、１６ａ〜１６ｄは調節者
１１による上記各支持点４ａ〜４ｄの位置の手動調節の
内容をそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準線に沿って設定された複数の測定点
毎の前記基準線に対する測定対象の位置または位置に換
算可能な物理量を検出する測定手段と、この測定手段の
検出出力に基づき前記基準線に対する測定対象の静的精
度を演算する静的精度演算手段と、この静的精度演算手
段の演算した静的精度を表示する表示手段と、を備えた
ことを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項２】測定対象の支持点の位置を調節すること
によって測定対象の位置を調節可能な機械の静的精度測
定装置であって、基準線に沿って設定された複数の測定
点毎の前記基準線に対する測定対象の位置または位置に
換算可能な物理量を検出する測定手段と、この測定手段
の検出出力に基づき前記基準線に対する測定対象の静的
精度を演算する静的精度演算手段と、この静的精度演算
手段の演算した静的精度の誤差を補償するための前記支
持点の調節量を演算する支持点位置調節量演算手段と、
を備えたことを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項３】請求項２記載の機械の静的精度測定装置
であって、前記静的精度演算手段の演算した静的精度及
び前記支持点位置調節量演算手段の演算した調節量の少
なくともいずれか一方を表示する表示手段を備えたこと
を特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項４】前記測定対象が機械のベース等の固定体
である請求項１〜３のいずれかに記載の機械の静的精度
測定装置。
【請求項５】前記測定対象が機械の移動テーブル等の
移動体である請求項１〜３のいずれかに記載の機械の静
的精度測定装置。
【請求項６】測定対象としての移動体と、移動体の運
動を制御する運動制御手段とを有した機械の静的精度測
定装置であって、前記移動体の運動方向に沿った基準線
に対する移動体の位置または位置に換算可能な物理量を
検出する測定手段と、前記運動制御手段に対して前記移
動体を所定の測定条件で運動させる指令を与えかつその
測定条件下での移動体の運動に連動して移動体の運動方
向の複数の測定点における前記測定手段の測定結果を収
集する測定制御手段と、この測定制御手段が収集した測
定結果に基づき前記基準線に対する移動体の運動の静的
精度を演算する静的精度演算手段と、この静的精度演算
手段の演算した静的精度を表示する表示手段と、を備え
たことを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項７】測定対象としての移動体と、移動体の運
動を制御する運動制御手段とを備え、移動体の支持点の
位置を調節することによって移動体の運動方向と交差す
る方向の位置を調節するようにした機械における静的精
度測定装置であって、前記移動体の運動方向に沿った基
準線に対する移動体の位置または位置に換算可能な物理
量を検出する測定手段と、前記運動制御手段に対して前
記移動体を所定の測定条件で運動させる指令を与えかつ
その測定条件下での移動体の運動に連動して移動体の運
動方向の複数の測定点における前記測定手段の測定結果
を収集する測定制御手段と、この測定制御手段が収集し
た測定結果に基づき前記基準線に対する移動体の運動の
静的精度を演算する静的精度演算手段と、この静的精度
演算手段の演算した静的精度の誤差を補償するための前
記支持点の調節量を演算する支持点位置調節量演算手段
と、を備えたことを特徴とする機械の静的精度測定装
置。
【請求項８】請求項７記載の機械の静的精度測定装置
であって、前記静的精度演算手段の演算した静的精度及
び前記支持点位置調節量演算手段の演算した調節量の少
なくともいずれか一方を表示する表示手段を備えたこと
を特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項９】請求項６〜８のいずれかに記載の機械の
静的精度測定装置であって、前記測定制御手段は、前記
測定点を変更する機能を有することを特徴とする機械の
静的精度測定装置。
【請求項１０】請求項６〜９のいずれかに記載の機械
の静的精度測定装置であって、前記測定制御手段は、前
記測定条件を変更する機能を有することを特徴とする機
械の静的精度測定装置。
【請求項１１】請求項２、３、７、８のいずれかに記
載の機械の静的精度測定装置であって、前記支持点が、
基礎に対する機械の支持点であることを特徴とする機械
の静的精度測定装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の機
械の静的精度測定装置であって、前記基準線が水平な直
線であることを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項１３】請求項１２記載の機械の静的精度測定
装置であって、前記物理量が水平に対する角度であり、
前記測定手段が信号出力可能な水準器であることを特徴
とする機械の静的精度測定装置。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の機
械の静的精度測定装置であって、前記静的精度が真直度
であることを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項１５】請求項１〜１１のいずれかに記載の機
械の静的精度測定装置であって、前記静的精度が直角度
であることを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項１６】請求項１〜１１のいずれかに記載の機
械の静的精度測定装置であって、前記静的精度が平行度
であることを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項１７】請求項１〜１６のいずれかに記載の機
械の静的精度測定装置であって、前記機械がＮＣ工作機
械であることを特徴とする機械の静的精度測定装置。
【請求項１８】基準線に沿って設定された複数の測定
点毎の前記基準線に対する測定対象の位置または位置に
換算可能な物理量を検出する測定手段と、この測定手段
の検出出力に基づき前記基準線に対する測定対象の静的
精度を演算する静的精度演算手段と、この静的精度演算
手段の演算した静的精度の誤差を補償するための静的精
度補償手段と、を備えたことを特徴とする機械の静的精
度補償装置。
【請求項１９】測定対象の支持点の位置を調節するこ
とによって測定対象の位置を調節可能な機械の静的精度
補償装置であって、基準線に沿って設定された複数の測
定点毎の前記基準線に対する測定対象の位置または位置
に換算可能な物理量を検出する測定手段と、この測定手
段の検出出力に基づき前記基準線に対する測定対象の静
的精度を演算する静的精度演算手段と、この静的精度演
算手段の演算した静的精度の誤差を補償するための前記
支持点の調節量を演算する支持点位置調節量演算手段
と、前記支持点位置調節量演算手段の演算した調節量だ
け前記支持点の位置を調節する静的精度補償手段として
の支持点位置調節機構と、を備えたことを特徴とする機
械の静的精度補償装置。
【請求項２０】前記測定対象が機械のベース等の固定
体である請求項１８または１９記載の機械の静的精度補
償装置。
【請求項２１】前記測定対象が機械の移動テーブル等
の移動体である請求項１８または１９記載の機械の静的
精度補償装置。
【請求項２２】測定対象としての移動体と、移動体の
運動を制御する運動制御手段とを有した機械の静的精度
測定装置であって、前記移動体の運動方向に沿った基準
線に対する移動体の位置または位置に換算可能な物理量
を検出する測定手段と、この測定手段の検出出力に基づ
き前記基準線に対する移動体の運動の静的精度を演算す
る静的精度演算手段と、この静的精度演算手段の演算し
た静的精度の誤差を補償するように前記移動体の運動を
制御する指令を前記運動制御手段に与える静的精度補償
手段と、を備えたことを特徴とする機械の静的精度補償
装置。
【請求項２３】請求項２２記載の機械の静的精度補償
装置であって、前記静的精度補償手段は、前記静的精度
演算手段の演算した静的精度を補償するための補償パラ
メータを演算して前記運動制御手段に与えることを特徴
とする機械の静的精度補償装置。
【請求項２４】測定対象としての移動体と、移動体の
運動を制御する運動制御手段とを備え、移動体の支持点
の位置を調節することによって移動体の運動方向と交差
する方向の位置を調節するようにした機械における静的
精度測定装置であって、基準線に沿って設定された複数
の測定点毎の前記基準線に対する測定対象の位置または
位置に換算可能な物理量を検出する測定手段と、この測
定手段の検出出力に基づき前記基準線に対する測定対象
の静的精度を演算する静的精度演算手段と、この静的精
度演算手段の演算した静的精度の誤差を補償するための
前記支持点の調節量を演算する支持点位置調節量演算手
段と、前記支持点位置調節量演算手段の演算した調節量
だけ前記支持点の位置を調節する第１の静的精度補償手
段としての支持点位置調節機構と、この第１の静的精度
補償手段としての支持点位置調節機構による補償操作に
よる不足分を補償するように前記移動体の運動を制御す
る指令を前記運動制御手段に与える第２の静的精度補償
手段と、を備えたことを特徴とする機械の静的精度補償
装置。
【請求項２５】請求項２４記載の機械の静的精度補償
装置であって、前記第２の静的精度補償手段は、前記静
的精度演算手段の演算した静的精度を補償するための補
償パラメータを演算して前記運動制御手段に与えること
を特徴とする機械の静的精度補償装置。
【請求項２６】請求項１９、２０、２１、２４、２５
のいずれかに記載の機械の静的精度測定装置であって、
前記支持点が、基礎に対する機械の支持点であることを
特徴とする機械の静的精度補償装置。
【請求項２７】請求項１９、２０、２１、２４、２
５、２６のいずれかに記載の機械の静的精度測定装置で
あって、前記支持点位置調節機構が、支持点の位置を調
節するアクチュエータを備えていることを特徴とする機
械の静的精度補償装置。
【請求項２８】請求項１８〜２７のいずれかに記載の
機械の静的精度補償装置であって、前記基準線が水平な
直線であることを特徴とする機械の静的精度補償装置。
【請求項２９】請求項２８記載の機械の静的精度補償
装置であって、前記物理量が水平に対する角度であり、
前記測定手段が信号出力可能な水準器であることを特徴
とする機械の静的精度補償装置。
【請求項３０】請求項１８〜２９のいずれかに記載の
機械の静的精度補償装置であって、前記静的精度が真直
度であることを特徴とする機械の静的精度補償装置。
【請求項３１】請求項１８〜２９のいずれかに記載の
機械の静的精度補償装置であって、前記静的精度が直角
度であることを特徴とする機械の静的精度補償装置。
【請求項３２】請求項１８〜２９のいずれかに記載の
機械の静的精度補償装置であって、前記静的精度が平行
度であることを特徴とする機械の静的精度補償装置。
【請求項３３】請求項１８〜３２のいずれかに記載の
機械の静的精度補償装置であって、前記機械がＮＣ工作
機械であることを特徴とする機械の静的精度補償装置。