JP5919125B2 - 回転保持装置および回転保持装置における回転方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転保持装置および回転保持装置における回転方法に関し、さらに詳細には、加工装置において被加工物を保持しながら回転することが可能な回転保持装置および回転保持装置における回転方法に関するものであり、特に、被加工物を一回転、即ち、３６０°回転すると当該被加工物が元の位置に戻るようにした回転保持装置および回転保持装置における回転方法に関する。

従来より、切削装置などの加工装置において、被加工物を保持しながら回転する回転保持装置が知られている。

こうした回転保持装置は、被加工物を一回転、即ち、３６０°回転すると当該被加工物の位置が元に戻るものであり、図１に示すように、制御部２０６によりモーターなどの駆動部２０４の回転を制御することにより、被加工物を保持する保持部２０２が所定の軸線周りに回転される。

ここで、この回転保持装置２００において、例えば、直方体形状を備えた保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態とした後に、保持部２０２の上面２０２ａと対向する下面２０２ｂが上方側に向くように、制御部２０６の制御により保持部２０２を１８０°回転した場合には、下面２０２ｂは上方側を向いて水平な状態となるはずである。

しかしながら、実際には、保持部２０２の下面２０２ｂが上方側を向いたときには、駆動部２０４たるモーターなどの偏心、ギアの歪みなどにより、当該下面２０２ｂは水平な状態とはならないものであった。

このため、保持部２０２を回転する場合には、こうした駆動部２０４の偏心などを考慮した補正値を予め算出し、当該補正値により制御部２０６から駆動部２０４へ出力される制御信号を補正するようにしていた。これにより、補正された制御信号に基づいて、駆動部２０４によって保持部２０２を回転するようになされていた。

具体的には、まず、回転保持装置２００に設けられた検出部２０８により、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態としたときの傾きを検出し、制御部２０６において検出した傾きから当該上面２０２ａを上方側に向けて完全な水平とするための補正値を算出する。

なお、この保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平とするための補正値（以下、「保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平とするための補正値」を「上面補正値」と称することとする。）とは、制御部２０６において駆動部２０４を制御する際に出力する制御信号を補正するための値である。また、本明細書中において「完全な水平」とは、駆動部２０４により制御することが可能な最も水平に近い状態のことである。

そして、この上面補正値を制御信号に加算あるいは減算して制御信号を補正することにより、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態としたときに、駆動部２０４たるモーターの偏心などによらず、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて完全に水平な状態とすることができるものである。

上面補正値を算出すると、次に、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて完全に水平とした状態から、保持部２０２を１８０°回転させて、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの傾きを検出する。

そして、検出部２０６により保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの傾きを検出し、制御部２０４において検出した傾きから、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの補正値を算出する。

なお、この保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態とするための補正値（以下、「保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平とするための補正値」を「下面補正値」と称することとする。）とは、制御部２０６において駆動部２０４を制御する際に出力する制御信号を補正するための値である。

そして、この下面補正値を制御信号に加算あるいは減算して制御信号を補正することにより、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平としたときに、駆動部２０４たるモーターの偏心などによらず、保持部２０４の下面を上方側に向けて水平な状態とすることができるものである。

こうして上面補正値および下面補正値が算出し、保持部２０２の回転角度に応じて各補正値により制御信号を補正するようにしていた。

ここで、保持部２０２の回転角度として、保持部２０２の上面２０２ａを上方側に向けて水平な状態としたときを「０°」および「３６０°」とし、保持部２０２の下面２０２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときを「１８０°」とする。

このとき、保持部２０２の傾きが２７０°〜３６０°（図１（ｂ）の第４の領域である。）および０°〜９０°（図１（ｂ）の第１の領域である。）のときには、上面補正値により制御信号を補正する。また、保持部２０２の傾きが９０°〜１８０°（図１（ｂ）の第２の領域である。）および１８０°〜２７０°（図１（ｂ）の第３の領域である。）のときには、下面補正値により制御信号を補正する。

このようにして、従来技術による回転保持装置２００においては、上面補正値と下面補正値との２つの補正値を利用して保持部２０２の回転角度を補正するようにしていた。

即ち、従来の回転保持装置２００においては、保持部２０２の回転角度に応じた領域毎に２つの補正値のいずれかを割り当てるようにしているため、保持部２０２に被加工物を保持し、当該被加工物に対して、軸線周りの３６０°全方向から切削などの所定の加工を行う場合には、分割した領域の境界部分（つまり、保持部２０２の回転角度が９０°、２７０°の部分である。）において補正値が切り替わることとなる。

これにより、上面補正値と下面補正値との２つの補正値の差分によって、被加工物上に加工により形成されたラインに段差が生じてしまい、設計通りの成果物が取得することができないということが問題点として指摘されていた。

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、設計通りの成果物を取得することが可能な回転保持装置および回転保持装置における回転方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明における回転保持装置は、被加工物を保持する保持部が軸線周りに回転するとともに、一回転すると元の位置に戻るように回転する回転保持装置において、上記保持部の任意の面を水平としたときの上記任意の面における回転中心軸を挟んで等距離に位置する２点の高さ位置を検出する検出手段と、上記検出手段により検出した高さ位置から上記保持部の傾きを算出する傾き算出手段と、上記傾き算出手段により算出した傾きから、該傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる水平補正値を算出するとともに、上記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値を直線補間により算出する補正値算出手段と、上記検出手段の駆動を制御するとともに、上記補正値算出手段により算出した補正値により上記保持部を回転するための駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段とを有し、上記傾き算出手段では、上記検出手段により検出した上記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの上記２点の高さ位置から、上記所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出するとともに、上記検出手段により検出した上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から上記保持部を１８０°回転して上記保持部の上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの上記２点の高さ位置から、上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出し、上記補正値算出手段では、上記第１の傾きを解消する第１水平補正値を算出し、上記第２の傾きを解消する第２水平補正値を算出するとともに、最小角度補正値を「０」、最大角度補正値を上記第２水平補正値とし、該最小角度補正値と該最大角度補正値とを直線補間することによって、上記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出し、上記駆動制御手段では、上記保持部を回転する際には、上記補正値算出手段により算出した角度補正値を利用して上記駆動手段の駆動を制御するようにしたものである。

また、本発明における回転保持装置は、上記した発明において、上記補正値算出手段では、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに上記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から上記保持部を１８０°回転して上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°として、上記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる上記第２水平補正値となるようにするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行うようにしたものである。

また、本発明における回転保持装置における回転方法は、被加工物を保持する保持部が軸線周りに回転するとともに、一回転すると元の位置に戻るように回転する回転保持装置における回転方法において、上記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出する第１の工程と、上記第１の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第１水平補正値を算出する第２工程と、上記第１水平補正値を利用して上記所定の面を完全な水平とする第３の工程と、上記保持部の上記所定の面を完全に水平とした状態から上記保持部を１８０°回転して上記保持部の上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出する第４の工程と、上記第２の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第２水平補正値を算出する第５の工程と、上記第２水平補正値を、上記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値の最大値とするとともに、該角度補正値の最小値を「０」として、該角度補正値の最大値と最小値とを直線補間することによって、上記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出する第６の工程と、上記第６の工程で算出した角度補正値を利用して上記保持部の回転を制御する制御信号を補正して上記保持部の回転を制御する第７の工程とを上記回転保持装置が実行するようにしたものである。

また、本発明における回転保持装置における回転方法は、上記した発明において、上記第６の工程では、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに上記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、上記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から上記保持部を１８０°回転して上記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°とし、上記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる上記第２水平補正値となるようするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行うようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、設計通りの成果物を取得することができるという優れた効果を奏する。

図１（ａ）は、従来の技術による回転保持装置を示す概略構成説明図であり、また、図１（ｂ）は、保持部が回転する際の回転角度に応じた４つの領域を示す説明図である。 図２（ａ）は、本発明による回転保持装置を備えた切削装置を示す概略構成説明図であり、また、図２（ｂ）は、本発明による回転保持装置を備えた切削装置を示す概略構成斜視説明図である。 図３は、本発明による回転保持装置の機能的構成を示すブロック構成説明図である。 図４は、補正値取得処理の詳細な処理内容を示すフローチャートである。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、保持部の上面の傾きを検出する際の検出点を示す説明図であり、図５（ａ）は、保持部の上面が上方側を向いて水平な状態であるときの平面説明図であり、また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＩ矢視図であり、また、図５（ｃ）は、保持部の下面が上方側を向いて水平な状態であるときの平面説明図であり、また、図５（ｄ）は、図５（ｃ）のＩＩ矢視図である。 図６は、保持部の回転角度と角度補正値との関係を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による回転保持装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

ここで、図２には、本発明による回転保持装置を備えた切削装置の概略構成説明図が示されている。

この回転保持装置１０を備えた切削装置１００は、筐体１０２内に設けられた加工空間１３０の上面１３０ａに設けられて被加工物を切削する切削部１０４と、加工空間１３０の右側面１３０ｂに設けられて被加工物を保持しながら回転することが可能な回転保持装置１０と、加工空間１３０の背面１３０ｄの下方側に設けられた集塵部１０６とを有して構成されている。

なお、加工空間１３０は、上面１３０ａ、右側面１３０ｂ、左側面１３０ｃ、背面１３０ｄ、底面１３０ｅおよび筐体１０２のカバー１０２ａにより閉空間となる。そして、切削装置１００においては、こうした加工空間１３０において被加工物の切削加工が行われる。

また、こうした切削装置１００の全体の動作はマイクロコンピューター（図示せず。）によって制御される。

この切削装置１００は、例えば、人工歯を作製するための人工歯作製装置として用いられる。

より詳細には、切削部１０４は、加工空間１３０の上面１３０ａにおいて、ＸＹＺ直交座標系のＸ軸方向およびＺ軸方向に移動することが可能なキャリッジ（図示せず。）に固定的に配設されたスピンドル（図示せず。）を備え、このスピンドルに加工工具１０４ａが着脱可能に配設されている。

また、集塵部１０６は、加工空間１３０の背面１３０ｄの下方側に設けられた開口部１３０ｄａを介して、別体に設けられた集塵装置（図示せず。）が接続されており、被加工物の切削加工により生じた粉塵を集塵するものである。

回転保持装置１０は、被加工物を保持する治具１２と、治具１２をＸ軸周りに回転するモーター１４とを備えており、治具１２がＸ軸周りに一回転すると、回転後の治具１２は回転前の治具１２と同じ位置に戻るようになされている。

なお、図２、５などにおいては、理解を容易にするために治具１２（保持部２２）のみを記載しているが、こうした治具１２（保持部２２）は、従来より公知の技術により被加工物を保持するものである。

そして、治具１２とモーター１４とからなる保持部材１６は、移動機構（図示せず。）によりＸＹＺ直交座標系をＹ軸方向に移動するようになされている。

従って、マイクロコンピューター（図示せず。）により、切削部１０４のスピンドル（図示せず。）は、キャリッジ（図示せず。）の移動に伴ってＸ軸方向およびＺ軸方向に移動する。また、被加工物は、保持部材１６の移動機構（図示せず。）の移動によりＹ軸方向に移動する。

これにより、切削部１０４の加工工具１０４ａと、保持部材１６の治具１２に保持された被加工物との相対的な位置関係は、ＸＹＺ軸方向の任意の方向で移動可能となっている。

そして、マイクロコンピューター（図示せず。）に予め入力された設計データに基づいて、当該マイクロコンピューターが切削部１０４、保持部材１６および移動機構（図示せず。）を制御して被加工物を切削することとなる。なお、この設計データとは、被加工物の切削後の形状を示すデータである。

次に、図３を参照しながら、本発明による回転保持装置１０について、詳細に説明することとする。図３は、本発明による回転保持装置１０の機能的構成を示すブロック構成説明図である。

この回転保持装置１０は、被加工物を保持する保持部２２と、保持部２２を回転する駆動部２４と、保持部２２の高さ位置を検出する検出部２６と、傾き補正部２８−１と、補正値算出部２８−２と、駆動制御部２８−３とを備えた制御部２８とを有して構成されている。

こうした各構成は、図１に示す加工装置１００においては、保持部２２が治具１２に相当し、駆動部２４がモーター１４に相当し、検出部２６が切削部１０４に相当し、制御部２８がマイクロコンピューター（図示せず。）に相当する。なお、当該マイクロコンピューターは、制御部２８の機能を備えるものであって、制御部２８における機能以外の切削装置１００全体の動作も制御するものである。

保持部２２は、被加工物を固定的に保持するものであり、駆動部２４によってＸ軸周りに回転する。従って、被加工物が保持部２２に固定された状態では、当該被加工物は、駆動部によってＸ軸周りに回転することとなる。

また、検出部２６は、制御部２８によりその駆動を制御され、保持部２２の任意の点の高さ位置、つまり、Ｚ軸座標を検出する。

こうした検出部２６により高さ位置を検出する際には、制御部２８の制御により、検出部２６に高さ位置を検出するための検出ヘッドが取り付けられることとなる。

制御部２８の傾き算出部２８−１は、検出部２６において検出したＺ軸座標に基づいて、保持部２２の傾きを算出するものである。

また、制御部２８の補正値算出部２８−２は、傾き算出部２８−１で算出した保持部２２の傾きから、保持部２２の所定の面が水平となるよう制御信号を補正する水平補正値を算出するものである。

さらに、補正値算出部２８−２は、ユーザー使用時に保持部２２の回転角度に応じて、保持部２２の回転角度を制御するための制御信号を補正するための角度補正値を算出するものである。

制御部２８の駆動制御部２８−３は、予め入力された設計データから駆動部２４を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を駆動部２４に出力することにより、駆動部２４の駆動を制御して、保持部２２の回転角度を制御する。

また、駆動制御部２８−３は、生成した制御信号を補正値算出部２８−２で算出した補正値により補正して、補正した制御信号を駆動部に出力することにより、駆動部２４の駆動を制御して、保持部２２の回転角度を制御する。

さらに、駆動制御部２８−３は、保持部２２の傾きを検出する際に、保持部２２の回転するための駆動部２４を制御する制御信号を生成するとともに、検出部２６を駆動制御する検出部制御信号を生成し、生成した検出部制御信号により検出部２６の駆動を制御するものである。

ここで、傾き検出部２８−１は、検出部２６において取得された２点（保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んでそれぞれ等距離にある任意の２点である。）のＺ軸座標に基づいて保持部２２の傾きを算出するものである。

具体的には、保持部２２の所定の面、例えば、上面２２ａを上方側に向けて水平な状態として、当該上面２２ａの傾きを検出する場合には、上面２２ａにおいて、回転中心軸Ｏを挟んでそれぞれ等距離にある点Ａ、点ＢのＺ軸座標を検出部２６により取得する（図５（ａ）（ｂ）を参照する。）。なお、点Ａ、点Ｂについては、予め作業者が決定しているものである。

そして、傾き算出部２８−１では、検出部２６が検出した点Ａ、点ＢのＺ軸座標値が、（点ＡのＺ軸座標値）＝（点ＢのＺ軸座標値）であれば、保持部２２は傾き「０」（つまり、水平である。）とする。また、（点ＡのＺ軸座標値）＞（点ＢのＺ軸座標値）および（点ＡのＺ軸座標値）＜（点ＢのＺ軸座標値）であれば当該２点間を結ぶ直線の傾きを保持部２２の傾きとして算出する。

補正値算出部２８−２は、傾き算出部２８−１で算出した保持部２２の傾きに基づいて、当該傾きを解消して保持部２２の所定の面を完全な水平とするための水平補正値を算出する。なお、この水平補正値は、制御部２８において駆動部２４を制御する際に出力する制御信号を補正するための値である。

なお、こうした水平補正値の算出方法は、従来より公知の技術を用いているので、その詳細な説明は省略する。

その後、保持部２２の回転角度に応じた角度補正値を算出するために、角度補正値の最大値と最小値とを直線補間して、保持部２２の回転角度に応じて角度補正値を算出するようにする。例えば、保持部２２の回転角度に基づく角度補正値を算出するための補正グラフを作成し（後述する。）、作成された補正グラフに基づいて保持部２２の回転角度に基づく角度補正値を取得する。

なお、こうした角度補正値の算出方法についても、従来より公知の技術を用いているので、その詳細な説明は省略することとする。

駆動制御部２８−３は、設計データに基づいて、駆動部を制御するための制御信号を生成するとともに、生成した制御信号により駆動部２４を制御するとともに、補正値算出部２８−２で算出した補正値により補正した制御信号により駆動部２４を制御する。

また、駆動制御部２８−３は、保持部２２の傾きを検出するために検出部２２の駆動を制御する。この際、駆動制御部２８−３は、保持部２２の所定の面を水平な状態とするように駆動部２４の駆動を制御する。

具体的には、傾きを検出する際には、検出部２６（切削部１０４に相当する。）に取り付けられた切削工具を、傾きを検出するための検出ヘッドに交換する。また、予め決定された２点（つまり、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のことである。）において高さ検出するよう制御する。

以上の構成において、本発明による回転保持装置１０が備えられた切削装置１００により被加工物を切削する場合について説明する。

この切削装置１００による切削処理においては、所定のタイミングで補正値取得処理を行って、回転保持装置１０における治具１２（保持具２２）の回転を制御するための制御信号を補正するための角度補正値を取得可能な状態とする。そして、補正値取得処理で取得された角度補正値によって当該制御信号を補正しながら被加工物に対して加工工具１０４ａにより切削処理を行うものである。

なお、切削処理については、従来より公知の技術により実行されるので、本実施の形態においては、補正値取得処理について詳細に説明することとする。

ここで、図４には、補正値取得処理の詳細な処理内容が示されたフローチャートが示されている。

この補正値取得処理は、所定のタイミング（例えば、工場出荷時、装置の設置時、部品交換時、顕著な温度変化があったときなどである。）で、切削装置１００に設けられた操作子（図示せず。）を介して作業者が補正値取得処理の開始を指示する。

また、この補正値取得処理では、ユーザー使用時の保持部２２の回転角度に応じた補正値たる角度補正値を取得するものである。

操作子（図示せず。）から補正値取得処理の開始がマイクロコンピューター（図示せず。）に入力されると、まず、駆動制御部２８−３により駆動部２４を制御して保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平とする（ステップＳ４０２）。

次に、検出部２６に検出ヘッドを取り付ける（ステップＳ４０４）。

ステップＳ４０４の処理は、検出部２６に相当する切削部１０４において、モーター１４の側面に配設されたツール保持部３２（図５（ａ）（ｃ）を参照する。）に取り付けられた検出ヘッド３４をスピンドル（図示せず。）に取り付ける。

なお、切削部１０４において、スピンドル（図示せず。）に既に加工工具１０４ａが取り付けられている場合には、ツール保持部３２に加工工具１０４ａを保持させ、当該スピンドルに検出ヘッド３４を取り付けるようにする。

検出部２６に検出ヘッド３４が取り付けられると、保持部２２の上面２２ａにおいて、予め記憶された点Ａ、点Ｂ、つまり、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点の高さ位置を検出する（ステップＳ４０６）。

即ち、ステップＳ４０６の処理では、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のうちの一方の点である点Ａに、検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＡにおけるＺ軸座標を取得する。さらに、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のうちの他方の点である点Ｂに検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＢにおけるＺ軸座標を取得する（図５（ａ）（ｂ）を参照する。）。

その後、Ｚ軸座標を取得した２点から、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平としたときの傾きを算出する（ステップＳ４０８）。

ステップＳ４０８の処理では、取得した２点のＺ軸座標を通る直線の傾きを、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平としたときの傾きとして算出するものである。

ステップＳ４０８の処理で算出した傾きから、当該傾きを「０」とする、つまり、上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平とするための補正値たる水平補正値Ｔ１を算出する（ステップＳ４１０）。

そして、ステップＳ４１０の処理で取得した水平補正値Ｔ１に基づいて、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平とする（ステップＳ４１２）。

即ち、ステップＳ４１２の処理では、ステップＳ４１０の処理で取得した水平補正値Ｔ１により、駆動制御部２８−３で生成された、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平とする制御信号を補正し、当該補正した制御信号により駆動部２４を制御して保持部２２の上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平となるようにする。なお、このとき、保持部２２の回転角度を原点位置として設定し、角度補正値を「０」と設定する。

次に、保持部２２の上面２２ａが完全な水平となった状態から、駆動部２４により保持部２２を１８０°回転して、保持部２２の下面２２ｂを上方側に向けるようにする（ステップＳ４１４）。

なお、このときには、保持部２２の上面２２ａが完全な水平となった状態から１８０°回転するものであるから、保持部２２の下面２２ｂもまた完全な水平となっているはずであるが、駆動部２４の偏心などにより当該下面２２ｂは完全な水平となっていない。

その後、上方側に向けられた保持部２２の下面２２ｂにおいて、駆動制御部２８−３により、予め記憶された２点、つまり、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点の高さ位置を検出する（ステップＳ４１６）。

即ち、ステップＳ４１６の処理では、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離になる２点のうちの一方の点である点Ｃに、検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＣにおけるＺ軸座標を取得する。さらに、保持部２２の回転中心軸Ｏを挟んで等距離にある２点のうちの他方の点である点Ｄに、検出部２６に取り付けられた検出ヘッド３４を当接させて点ＤにおけるＺ軸座標を取得する（図５（ｃ）（ｄ）を参照する。）。

こうしてＺ軸座標を取得した２点から、保持部２２の上面２２ａが完全な水平となった状態から１８０°回転して、保持部２２の下面２２ｂを上方側に向けて水平としたときの傾きを算出する（ステップＳ４１８）。

ステップＳ４１８の処理では、取得した２点のＺ軸座標を通る直線の傾きを、上面２２ａが完全な水平となった状態から保持部２２を１８０°回転して下面２２ｂを上方側に向けて水平としたときの傾きとして算出するものである。

ステップＳ４１８の処理で算出した傾きから、当該傾きを「０」とする、つまり、下面２２ｂの完全な水平とするための水平補正値Ｔ２を取得する。（ステップＳ４２０）。

そして、ステップＳ４２０の処理で取得した水平補正値Ｔ２から、保持部２２の回転角度に応じた角度補正値を算出するための補正グラフを取得する（ステップＳ４２２）。

即ち、このステップＳ４２２の処理では、まず、保持部２２の上面２２ａが上方側を向いて完全な水平となった状態を、回転角度「０°」あるいは「３６０°」とし、この状態から保持部２２を１８０°回転して保持部２２の下面２２ｂが上方側を向いた状態を、回転角度「１８０°」とする。

すると、ステップＳ４１２の処理において保持部２２の上面２２ａが上方側を向いて完全な水平となった状態のときの角度補正値を「０」と設定しているため、回転角度「０°」あるいは「３６０°」のときの角度補正値は「０」となる。

そして、回転角度「１８０°」のときに角度補正値をステップＳ４２０で取得した水平補正値Ｔ２とし、この水平補正値Ｔ２を最大角度補正値として補正グラフを作成する（図６を参照する。）

つまり、回転角度０°のときに角度補正値「０」として、回転角度０°〜１８０°の領域において回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値も大きくなるようにし、回転角度「１８０°」のときに最大角度補正値となる水平補正値Ｔ２となるように設定する。また、回転角度１８０°〜３６０°の領域においては、回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに最小角度補正値となる角度補正値「０」となるように設定する。

この補正グラフから保持部２２の回転角度に基づいて角度補正値を算出し、算出した角度補正値に基づいて制御信号が補正されることとなる。なお、補正方法としては、例えば、補正した補正値を制御信号に加算して補正されることとなる。

そして、ステップＳ４２２の処理により補正グラフが作成されると、補正値取得処理を終了する。

こうして補正値取得処理が終了した後に、作業者が操作子（図示せず。）を介して加工を開始する指示を行うと、回転保持装置１０においては、制御部２８により、まず、検出部２６の検出センサ３４をツール保持部３２に保持させ、当該ツール保持部３２に保持されている加工工具１０４ａを検出部２６、つまり、切削部１０４に取り付ける。

その後、駆動制御部２８−３において、予め入力された設計データに基づいて駆動部２４を制御するための制御信号が作成される。さらに、補正値算出部２８−２において、補正値取得処理により作成された補正グラフに基づいて、当該制御信号に対応する回転角度から角度補正値を取得する。そして、起動制御部２８−３において、取得した角度補正値により当該制御信号を補正して駆動部２４を制御して、保持部２２を回転することなる。

同時に、切削装置１００においては、マイクロコンピューター（図示せず。）の制御により切削部１０４を制御して保持部２２に保持した被加工物を切削するようにする。

以上において説明したように、本発明による回転保持装置１０は、保持部２２の上面２２ａを上方側に向けて水平な状態としたときの水平補正値Ｔ１を算出して、算出した水平補正値Ｔ１により当該上面２２ａを上方側に向けた状態で完全な水平とした。そして、上面２２ａを上方側に向けて完全な水平とした状態から、保持部２２を１８０°回転して、保持部２２の下面２２ｂを上方側に向けて水平な状態としたときの水平補正値Ｔ２を算出した。

次に、上面２２ａが上方側に向いて完全な水平となっている状態を回転角度「０°」または「３６０°」とし、上面２２ａが上方側を向いて完全な水平となっている状態から１８０°回転して、下面２２ｂが上方側を向いている状態を回転角度「１８０°」とする。

このとき、回転角度０°のときの角度補正値「０」とし、回転角度０°〜１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値も大きくなるようにし、回転角度「１８０°」のときに最大角度補正値となる水平補正値Ｔ２となるように設定する。また、回転角度１８０°〜３６０°の領域においては、回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに最小角度補正値となる角度補正値「０」となるように設定する。

このようにして保持部２２の回転角度と角度補正値との関係を示す補正グラフを作成して、保持部２２の回転角度に応じて角度補正値を算出することができるようになる。

これにより、本発明による回転保持装置１０では、角度補正値を無段階（詳細には、駆動部２４により可能な最小の回転分解能まで多段階）で取得することができるようになる。

このため、本発明による回転保持装置１０においては、保持部２２に保持する被加工物において、加工により形成されたラインの段差が生じるような不具合がなくなり、設計通りの成果物を取得することができるようになる。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（４）に示すように変形するようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、本発明による回転保持装置１０を備えた加工装置として切削装置を例に挙げて説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、打刻装置など各種の加工装置に対して本発明による回転保持装置１０を設けるようにしてもよい。

（２）上記した実施の形態においては、補正グラフから保持部２２の回転角度に応じた角度補正値を算出するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、補正グラフから保持部２２の回転角度から角度補正値を算出する補正式を取得し、当該補正式により保持部２２の回転角度に応じて角度補正値を算出するようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態においては、回転保持装置１０がＹ軸方向に移動し、切削部１０４がＸ軸方向およびＺ軸方向に移動するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、回転保持装置１０はＸ軸周りに回転するのみで、切削部１０４がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動するようにしてもよい。

（４）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（３）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、加工装置において被加工物を保持する保持装置として用いて好適である。

１０、２００ 回転保持装置、１２ 治具、１４ モーター、１６ 保持部材、２２、２０２ 保持部、２４、２０４ 駆動部、２６、２０６ 検出部、２８、２０８ 制御部、２８−１ 傾き算出部、２８−２ 補正値算出部、２８−３ 駆動制御部、１００ 切削装置、１０４ 切削部

Claims (4)

1. 被加工物を保持する保持部が軸線周りに回転するとともに、一回転すると元の位置に戻るように回転する回転保持装置において、
   前記保持部の任意の面を水平としたときの前記任意の面における回転中心軸を挟んで等距離に位置する２点の高さ位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出した高さ位置から前記保持部の傾きを算出する傾き算出手段と、
   前記傾き算出手段により算出した傾きから、該傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる水平補正値を算出するとともに、前記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値を直線補間により算出する補正値算出手段と、
   前記検出手段の駆動を制御するとともに、前記補正値算出手段により算出した補正値により前記保持部を回転するための駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と
   を有し、
   前記傾き算出手段では、前記検出手段により検出した前記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの前記２点の高さ位置から、前記所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出するとともに、前記検出手段により検出した前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から前記保持部を１８０°回転して前記保持部の前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの前記２点の高さ位置から、前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出し、
   前記補正値算出手段では、前記第１の傾きを解消する第１水平補正値を算出し、前記第２の傾きを解消する第２水平補正値を算出するとともに、最小角度補正値を「０」、最大角度補正値を前記第２水平補正値とし、該最小角度補正値と該最大角度補正値とを直線補間することによって、前記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出し、
   前記駆動制御手段では、前記保持部を回転する際には、前記補正値算出手段により算出した角度補正値を利用して前記駆動手段の駆動を制御する
   ことを特徴とする回転保持装置。
2. 請求項１に記載の回転保持装置において、
   前記補正値算出手段では、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに前記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から前記保持部を１８０°回転して前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°として、前記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる前記第２水平補正値となるようにするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行う
   ことを特徴とする回転保持装置。
3. 被加工物を保持する保持部が軸線周りに回転するとともに、一回転すると元の位置に戻るように回転する回転保持装置における回転方法において、
   前記保持部の所定の面を上方側に向けて水平としたときの第１の傾きを算出する第１の工程と、
   前記第１の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第１水平補正値を算出する第２工程と、
   前記第１水平補正値を利用して前記所定の面を完全な水平とする第３の工程と、
   前記保持部の前記所定の面を完全に水平とした状態から前記保持部を１８０°回転して前記保持部の前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの第２の傾きを算出する第４の工程と、
   前記第２の傾きを解消して完全な水平とするための補正値たる第２水平補正値を算出する第５の工程と、
   前記第２水平補正値を、前記保持部の回転角度に応じた補正値たる角度補正値の最大値とするとともに、該角度補正値の最小値を「０」として、該角度補正値の最大値と最小値とを直線補間することによって、前記保持部の回転角度に応じて角度補正値を算出する第６の工程と、
   前記第６の工程で算出した角度補正値を利用して前記保持部の回転を制御する制御信号を補正して前記保持部の回転を制御する第７の工程と
   を前記回転保持装置が実行する
   ことを特徴とする回転保持装置における回転方法。
4. 請求項３に記載の回転保持装置における回転方法において、
   前記第６の工程では、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態のときに前記保持部の回転角度が０°あるいは３６０°、前記所定の面が上方側に向いて完全に水平な状態から前記保持部を１８０°回転して前記所定の面と対向する面を上方側に向けて水平としたときの傾きを１８０°とし、前記保持部の回転角度０°のときに角度補正値０、回転角度０°から１８０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が大きくなり、回転角度１８０°のときに最大角度補正値となる前記第２水平補正値となるようするとともに、回転角度１８０°から３６０°では回転角度が大きくなるに従って直線的に角度補正値が小さくなるようにし、回転角度３６０°のときに角度補正値０となるように直線補間を行う
   ことを特徴とする回転保持装置における回転方法。