JP7043660B1

JP7043660B1 - 情報処理装置および工作機械

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Publication number: JP7043660B1
Application number: JP2021086693A
Authority: JP
Inventors: 智明山田
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2041-05-24
Also published as: WO2022249870A1; JP2022179891A

Abstract

【課題】工作機械等における測定対象物の測定精度を高める。【解決手段】情報処理装置は、計測装置から、測定対象物までの距離を示す測定値を受信する第１受信部と、加工制御部から、計測装置の位置を示す座標値および座標値の取得タイミングを示す位置時刻値を受信する第２受信部と、測定タイミングを示す測定時刻値および位置時刻値の差分に基づいて測定値および座標値の双方または一方を補正することにより、同一時刻における測定値および座標値を特定する調整部を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械等における測定技術、に関する。

工作機械は、ワークを所望の形状に切削加工する装置や、金属粉末などを積層してワークを作る装置がある。切削加工する工作機械には、回転するワークに切削用の工具を当てることでワークを加工するターニングセンタと、回転する工具をワークに当てることでワークを加工するマシニングセンタ、これらの機能を複合的に備える複合加工機などがある。

主軸あるいは刃物台などの工具保持部に工具は固定される。工作機械は、あらかじめ用意された加工プログラムにしたがって、工具を交換しつつ、工具保持部を動かしながらワークを加工する（特許文献１，２参照）。

主軸には、工具の代わりに計測装置（測定ヘッド）を取り付けることもできる。計測装置はプローブを搭載し、計測装置の直下にある測定対象物としてのワークまでの距離を測定する。接触型に限らず、光センサにより非接触にてワークまでの距離を測定する計測装置もある。工作機械は、計測装置およびワークの相対位置を変化させながらワーク各部を測定し、ワーク各部における測定値の集合に基づいてワークの三次元形状を再現する（特許文献３，４参照）。

特開平１０－１４３２１６号公報特開２０１７－２１４７２号公報特許第５２８３５６３号公報国際公開第２００５／０６５８８４号公報

計測装置とワークの相対的な位置関係は高速で変化する。ワークの三次元形状を再現するには、ワークの各地点の座標値である位置情報と測定値を正確に対応づける必要がある。そのためには、ワークの位置情報を取得した時刻（以下、「位置時刻」とよぶ）と、測定値を取得した時刻（以下、「測定時刻」とよぶ）のずれをできるかぎり小さくする必要がある。

たとえば、測定時刻ｔ１における測定値Ｖ（ｔ１）と、測定時刻ｔ１よりもわずかに遅い位置時刻ｔ１＋Δｔにおける位置情報Ｐ（ｔ１＋Δｔ）を組み合わせてしまうと、測定値Ｖ（ｔ１）は本来の測定地点とは異なる地点の測定値とみなされてしまうことになる。

本発明のある態様における情報処理装置は、機械の計測装置から、測定対象物までの距離を示す測定値および測定値の取得タイミングを示す第１時刻値を受信する第１受信部と、機械の数値制御部から、計測装置の位置を示す座標値および座標値の取得タイミングを示す第２時刻値を受信する第２受信部と、第１時刻値および第２時刻値の差分に基づいて測定値および座標値の双方または一方を補正することにより、同一時刻における測定値および座標値を特定する調整部と、を備える。

本発明のある態様における工作機械は、パルス発生装置と接続される。
この工作機械は、計測装置と、工具または計測装置を保持する工具保持部と、ワークを加工する加工制御部と、を備える。
パルス発生装置は、加工制御部にパルス信号を定期的に送信する。計測装置は、計測装置からワークまでの距離を示す測定値および測定タイミングを示すタイミング信号を送信する。加工制御部は、工具保持部の位置を示す座標値および座標値の取得までに受信したパルス信号の数を示すカウント信号を送信する。

本発明によれば、工作機械等における測定対象物の測定精度を高めやすくなる。

工作機械の外観図である。本実施形態における測定値および位置情報の取得方法を説明するための概念図である。パルス発生装置、計測装置、情報処理装置および加工制御部についてのより具体的な構成を示す図である。パルス発生装置、計測装置、情報処理装置および加工制御部の構成の一例を示す図である。加工制御部から位置情報Ｐを送信するときのタイミングチャートである。測定タイミング信号ＭＳおよび位置取得信号ＧＰの関係を示すタイムチャートである。工作機械およびパルス発生装置、情報処理装置のハードウェア構成図である。情報処理装置の機能ブロック図である。測定値および位置情報の送信タイミングを示すタイミングチャートである。第１実施形態における位置情報履歴のデータ構造図である。第１実施形態における測定履歴のデータ構造図である。第１実施形態における測定値と位置情報の調整方法を説明するための模式図である。第２実施形態における位置情報履歴のデータ構造図である。第２実施形態における測定値と位置情報の調整方法を説明するための模式図である。

位置情報を取得するタイミングの周期性に基づいて第１実施形態および第２実施形態に分けて説明する。第１実施形態および第２実施形態をまとめていうときや特に区別しないときには「本実施形態」とよぶ。

［第１実施形態］
図１は、工作機械１００の外観図である。
本実施形態における工作機械１００は、立形マシニングセンタである。工作機械１００は、ベッド１０２と、ベッド１０２上に設置されるコラム１０４を有する。コラム１０４には主軸頭１０６が取り付けられる。主軸頭１０６は、Ｚ軸方向（上下方向）に移動可能である。主軸頭１０６には主軸１０８が取り付けられる。主軸１０８は、Ｚ軸を中心として回転可能に主軸頭１０６に取り付けられる。主軸１０８の先端に工具（図示せず）が取り付けられる。主軸１０８には計測装置１１２（測定ヘッド）を取り付けることもできる。

ベッド１０２は、Ｙ方向に移動可能なサドル１１０を搭載する。サドル１１０の上には、Ｘ方向に移動可能なテーブル１１４が設置される。テーブル１１４の上に、加工対象および測定対象となるワークＷが載せられる。工作機械１００は、加工制御部（後述）により、サドル１１０およびテーブル１１４をＸＹ方向に移動させることで、ワークＷと計測装置１１２の相対位置、いいかえれば、ワークＷの測定地点を変化させる。同様にして、加工制御部は、主軸頭１０６を上下動させることにより、ワークＷと主軸１０８の距離を変化させる。

計測装置１１２は、定期的に計測装置１１２からワークＷまでの距離を測定し、距離を示す測定値Ｖを情報処理装置（後述）に送信する。情報処理装置は、工作機械１００の加工制御部に定期的にアクセスし、加工制御部がサドル１１０等に指令した位置情報Ｐを取得する。ここでいう位置情報Ｐとは、Ｘ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値の集合である。情報処理装置は、Ｘ座標値およびＹ座標値によりワークＷの測定地点を認識する。また、情報処理装置は、Ｚ座標値および測定値Ｖにより、ワークＷの高さを認識する。

本実施形態においては、計測装置１１２は６ミリ秒ごとに距離測定を実行し、得られた測定値Ｖを継続的に計測装置に送信する。また、情報処理装置は、４ミリ秒ごとに工作機械１００にアクセスして設定された位置情報Ｐを取得する。

上述したように、計測装置１１２による測定値Ｖの取得と、情報処理装置による位置情報Ｐの取得は非同期的に実行される。このため、測定時刻と位置時刻は通常一致しない。位置情報Ｐの取得タイミングに同期させて距離測定を実行する方法も考えられるが、精密計測を実現させるためには２つのタイミングを高精度で一致させる必要があり、また、サドル１１０およびテーブル１１４は高速移動するため、このような制御は非常に難しい。

図２は、本実施形態における測定値および位置情報の取得方法を説明するための概念図である。
パルス発生装置１１６は、定期的にパルス信号を発生させるタイミングジェネレータである。本実施形態におけるパルス発生装置１１６は１マイクロ秒ごとにパルス信号を計測装置１１２および加工制御部１１８に同時に送信する。加工制御部１１８は、工作機械１００においてサドル１１０、テーブル１１４、主軸頭１０６等を制御する数値制御（Numerical Control）装置である。

パルス発生装置１１６から送信されたパルス信号は、計測装置１１２と加工制御部１１８により受信される。パルス信号は専用線を介して送信されるため、計測装置１１２および加工制御部１１８は実質的に同一のタイミングにて、少なくともマイクロ秒単位においては同一とみなせる程度の同時性を確保しつつパルス信号を受信する。

計測装置１１２は、第１時刻値としてのカウンタ値ＣＭを有する。カウンタ値ＣＭは測定時刻を示す情報となる（後述）。計測装置１１２は、パルス信号を受信するごとにカウンタ値ＣＭをカウントアップする。カウンタ値ＣＭは、計測装置１１２がパルス信号を受信した回数を示す。

加工制御部１１８は、第２時刻値としてのカウンタ値ＣＮを有する。カウンタ値ＣＮは位置時刻を示す情報となる（後述）。加工制御部１１８は、パルス信号を受信するごとにカウンタ値ＣＮをカウントアップする。カウンタ値ＣＮは、加工制御部１１８がパルス信号を受信した回数を示す。

計測装置１１２および加工制御部１１８はカウンタ値ＣＭとカウンタ値ＣＮをそれぞれ独自にカウントアップするが、計測装置１１２および加工制御部１１８は同時にパルス信号を受信するため、カウンタ値ＣＭとカウンタ値ＣＮは同一タイミングにてカウントアップすることになる。

計測装置１１２は、６ミリ秒ごとに、ワークＷまでの距離を測定する。計測装置１１２は、測定時点のカウンタ値ＣＭ、すなわち、測定時刻を示すカウンタ値ＣＭ（以下、「測定時刻値ＣＭ」と表記する）を測定値Ｖとともに情報処理装置１２０に送信する。加工制御部１１８は、サドル１１０のＹ座標、テーブル１１４のＸ座標、主軸頭１０６のＺ座標を設定する。情報処理装置１２０は、４ミリ秒ごとに、加工制御部１１８が設定している位置情報Ｐを取得する。このとき、情報処理装置１２０は、位置情報Ｐの取得時点のカウンタ値ＣＮ、すなわち、位置時刻を示すカウンタ値ＣＮ（以下、「位置時刻値ＣＮ」と表記する）も位置座標Ｐ（ＸＹＺ座標値）とともに取得する。

以上のように、情報処理装置１２０は、測定値Ｖと測定時刻値ＣＭを定期的に取得する。また、情報処理装置１２０は、位置情報Ｐと位置時刻値ＣＮも定期的に取得する。情報処理装置１２０は、それぞれ非同期的に得られる測定値Ｖと位置情報Ｐを測定時刻値ＣＭ、位置時刻値ＣＮに基づいて調整することにより、測定時刻における位置情報Ｐを算出する（以下、このような処理を「時刻調整」とよぶ）。時刻調整の詳細は図９以降に関連して後述する。

図３は、パルス発生装置１１６、計測装置１１２、情報処理装置１２０および加工制御部１１８についてのより具体的な構成を示す図である。
計測装置１１２は、上述したように、定期的にワークＷまでの距離を測定する。計測装置１１２は「測定タイミング信号ＭＳ」を定期的にアサートする。測定タイミング信号ＭＳがアサートされたときに距離測定を実行し、測定値Ｖを測定時刻値ＣＭとともに情報処理装置１２０に送信する。なお、計測装置１１２は測定タイミング信号ＭＳがアサートされるときに測定値Ｖおよび測定時刻値ＣＭをパルス発生装置１１６に送信し、パルス発生装置１１６が測定値Ｖおよび測定時刻値ＣＭを情報処理装置１２０に送信するとしてもよい。すなわち、計測装置１１２は、測定値Ｖを情報処理装置１２０に直接送信してもよいし、パルス発生装置１１６を経由して情報処理装置１２０に送信してもよい。

加工制御部１１８は、第１軸リニアスケール１８０、第２軸リニアスケール１８２および第３軸リニアスケール１８４と接続される。第１軸リニアスケール１８０により、Ｘ座標値を計測する。第２軸リニアスケール１８２により、Ｙ座標値を計測する。第３軸リニアスケール１８４により、Ｚ座標値を計測する。情報処理装置１２０は、加工制御部１１８において実行されるラッチプログラムにアクセスすることにより、位置座標Ｐ（Ｘ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値）とともに位置測定値ＣＮを取得する。

図４は、パルス発生装置１１６、計測装置１１２、情報処理装置１２０および加工制御部１１８の構成の一例を示す図である。
第１軸モータ１８６は、テーブル１１４をＸ軸方向に移動させるモータである。加工制御部１１８は、テーブル１１４のＸ軸移動量をサーボモジュール１９２に指示する。サーボモジュール１９２は、指示された移動量にしたがって第１軸モータ１８６を回転させる。第１軸モータ１８６の回転量は第１軸リニアスケール１８０のエンコーダにより計測される。サーボモジュール１９２は、第１軸リニアスケール１８０のエンコーダからＸ軸移動量を示すカウント値を取得する。加工制御部１１８は、サーボモジュール１９２から取得されるカウント値に基づいてテーブル１１４のＸ座標値を取得する。

第２軸モータ１８８は、サドル１１０をＹ軸方向に移動させるモータである。加工制御部１１８は、サドル１１０のＹ軸移動量をサーボモジュール１９４に指示する。サーボモジュール１９４は、指示された移動量にしたがって第２軸モータ１８８を回転させる。第２軸モータ１８８の回転量は第２軸リニアスケール１８２のエンコーダにより計測される。サーボモジュール１９４は、第２軸リニアスケール１８２のエンコーダからＹ軸移動量を示すカウント値を取得する。加工制御部１１８は、サーボモジュール１９４から取得されるカウント値に基づいてサドル１１０のＹ座標値を取得する。

第３軸モータ１９０は、主軸頭１０６をＺ軸方向に移動させるモータである。加工制御部１１８は、第３軸モータ１９０のＺ軸移動量をサーボモジュール１９６に指示する。サーボモジュール１９６は、指示された移動量にしたがって第３軸モータ１９０を回転させる。第３軸モータ１９０の回転量は第３軸リニアスケール１８４のエンコーダにより計測される。サーボモジュール１９６は、第３軸モータ１９０のエンコーダからＺ軸移動量を示すカウント値を取得する。加工制御部１１８は、サーボモジュール１９６から取得されるカウント値に基づいて主軸頭１０６のＺ座標値を取得する。

加工制御部１１８は、情報処理装置１２０から「位置取得信号ＧＰ」を受信したタイミングにて、位置情報Ｐ（Ｘ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値）を取得し、位置情報Ｐを情報処理装置１２０に送信する。また、加工制御部１１８は、位置情報Ｐの取得に際して、ダミー信号線から位置測定値ＣＮを情報処理装置１２０に送信する。情報処理装置１２０は、位置取得信号ＧＰを加工制御部１１８に定期的に送信し、加工制御部１１８は位置情報Ｐを取得して情報処理装置１２０に送信し、ダミー軸リニアスケールカウンタ１９８のダミー信号線により、パルス発生装置１１６を経由して位置時刻値ＣＮを情報処理装置１２０に送信する。

ダミー軸リニアスケールカウンタ１９８は、工作機械１００が備えるリニアスケールのうち、測定値Ｖの計測時において使用しないリニアスケールのエンコーダである。たとえば、余剰のサーボモジュールがある場合には、余剰のサーボモジュールにあるリニアスケールのエンコーダを用いてもよい。取り外し可能なサブステージがあり、このサブステージを取り外しているときには、サブステージに対応するリニアスケールの信号線をダミー信号線として利用してもよい。

計測装置１１２は、測定時刻値ＣＭとともに測定値Ｖを情報処理装置１２０に送信する。計測装置１１２は、測定値Ｖをパルス発生装置１１６に送信し、パルス発生装置１１６は測定値Ｖとともに測定時刻値ＣＭを情報処理装置１２０に送信するとしてもよい。

図５は、加工制御部１１８から位置情報Ｐを送信するときのタイミングチャートである。
計測装置１１２は、定期的に測定タイミング信号ＭＳをアサートする。計測装置１１２は測定タイミング信号ＭＳがアサートされたときに測定値Ｖを取得する。距離測定とは別に、情報処理装置１２０はダミー軸リニアスケール１９８に対して最初にリセット信号Ｚを送信する。リセット信号Ｚは、加工制御部１１８における位置時刻値ＣＮのカウントをリセットするための初期化信号である。

パルス発生装置１１６から加工制御部１１８には、半周期だけずれたパルス信号Ａおよびパルス信号Ｂが送信される。パルス信号Ａの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ、パルス信号Ｂの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出するごとに、加工制御部１１８の位置時刻値ＣＮはカウントアップされる。加工制御部１１８は、位置時刻値ＣＮを図５のＤ信号として情報処理装置１２０に送信する。

図６は、測定タイミング信号ＭＳおよび位置取得信号ＧＰの関係を示すタイムチャートである。
加工プログラム等により移動コマンドＣＭＤが実行されるとき、加工制御部１１８は第１軸モータ１８６等を制御して、テーブル１１４、サドル１１０および主軸頭１０６を指定方向に指定距離だけ移動させる。テーブル１１４等の移動とは別に、情報処理装置１２０は定期的に位置取得信号ＧＰを送信する。位置取得信号ＧＰが送信されたあと、情報処理装置１２０は位置時刻値ＣＮとともに位置情報Ｐを加工制御部１１８から受信する。同様にして、計測装置１１２は定期的に測定タイミング信号ＭＳをアサートする。測定タイミング信号ＭＳがアサートされたとき、計測装置１１２は距離測定を実行して測定値Ｖを取得し、測定時刻値ＣＭとともに測定値Ｖを情報処理装置１２０に送信する。

図７は、工作機械１００およびパルス発生装置１１６、情報処理装置１２０のハードウェア構成図である。
工作機械１００は、操作制御装置１２２、加工制御部１１８（数値制御部）、加工装置１２４、工具交換部１２６および工具格納部１２８を含む。加工装置１２４は、ベッド１０２、コラム１０４、サドル１１０、テーブル１１４、主軸頭１０６等を含む工作機械１００の機械構成に対応する。数値制御装置として機能する加工制御部１１８は、加工プログラムにしたがって加工装置１２４に制御信号を送信する。加工装置１２４は、加工制御部１１８からの指示にしたがって主軸頭１０６、サドル１１０、テーブル１１４および主軸頭１０６を動かしてワークを加工する。

操作制御装置１２２は、作業者にユーザインタフェース機能を提供する操作盤（不図示）を含む。作業者は操作制御装置１２２を介して加工制御部１１８を制御する。工具格納部１２８は工具を格納する。工具交換部１２６は、いわゆるＡＴＣ（Automatic Tool Changer）に対応する。工具交換部１２６は、加工制御部１１８からの交換指示にしたがって、工具格納部１２８から工具を取り出し、主軸１０８にある工具と取り出した工具を交換する。また、工具交換部１２６は、工具の代わりに計測装置１１２を主軸１０８に着脱することもできる。

パルス発生装置１１６は、加工制御部１１８および計測装置１１２の双方と接続され、一定周期にてパルス信号を送信する。上述したように本実施形態におけるパルス発生装置１１６は１マイクロ秒という高頻度にてパルス信号を送信する。

情報処理装置１２０は、計測装置１１２から定期的に測定値Ｖおよび測定時刻値ＣＭを受信する。また、情報処理装置１２０は、加工制御部１１８から定期的に位置座標Ｐおよび位置時刻値ＣＮを受信する。情報処理装置１２０は、操作制御装置１２２の一部として構成されてもよい。情報処理装置１２０は、一般的なラップトップＰＣ（Personal Computer）あるいはタブレット・コンピュータであってもよい。
なお、工作機械１００は、パルス発生装置１１６および情報処理装置１２０の双方または一方を内蔵してもよい。

図８は、情報処理装置１２０の機能ブロック図である。
情報処理装置１２０の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

なお、操作制御装置１２２および加工制御部１１８も、プロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され演算器に処理命令を供給するソフトウェアやプログラムを情報処理装置１２０とは別個のオペレーティングシステム上で実現される形態でもよい。

情報処理装置１２０は、ユーザインタフェース処理部１３０、データ処理部１３２、通信部１３４およびデータ格納部１３６を含む。
ユーザインタフェース処理部１３０は、作業者からの操作を受け付けるほか、画像表示や音声出力など、ユーザインタフェースに関する処理を担当する。通信部１３４は、加工制御部１１８、加工装置１２４等の外部装置との通信を担当する。データ処理部１３２は、通信部１３４、ユーザインタフェース処理部１３０により取得されたデータおよびデータ格納部１３６に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１３２は、ユーザインタフェース処理部１３０、通信部１３４およびデータ格納部１３６のインタフェースとしても機能する。データ格納部１３６は、各種プログラムと設定データを格納する。

ユーザインタフェース処理部１３０は、入力部１３８および出力部１４０を含む。
入力部１３８は、タッチパネル、マウス、キーボード等のハードデバイスを介してユーザからの入力を受け付ける。出力部１４０は、画像表示あるいは音声出力を介して、ユーザに各種情報を提供する。

通信部１３４は、外部装置からデータを受信する受信部１４４と、外部装置にデータを送信する送信部１４２を含む。
受信部１４４は、第１受信部１４６および第２受信部１４８を含む。第１受信部１４６は、計測装置１１２から測定時刻値ＣＭとともに測定値Ｖを定期的に受信する。第２受信部１４８は、加工制御部１１８から定期的に位置時刻値ＣＮとともに位置情報Ｐを受信する。本実施形態においては、送信部１４２は定期的に位置取得信号ＧＰを加工制御部１１８に送信し、第２受信部１４８は位置取得信号ＧＰに応じて加工制御部１１８から返信される位置情報Ｐおよび位置時刻値ＣＮを受信する。

データ処理部１３２は、調整部１５０および形状再現部１５２を含む。調整部１５０は、測定時刻値ＣＭおよび位置時刻値ＣＮに基づいて、測定時刻における位置情報Ｐを計算する。形状再現部１５２は、時刻調整後の位置座標Ｐおよび測定値Ｖに基づいて、既知の方法によりワークＷの表面形状を再現することにより、ワークＷの三次元データを生成する。

図９は、測定値および位置情報の送信タイミングを示すタイミングチャートである。
パルス発生装置１１６は、パルス信号を加工制御部１１８および計測装置１１２に送信する。図９においては測定時刻値ＣＭ＝１２９、すなわち、計測装置１１２が１２９回目のパルス信号を受信したとき計測装置１１２は、直下にあるワークＷまでの距離を測定し、データ番号Ｍ１として測定値Ｖ（以下、「測定値（Ｍ１）」のように表記する）を測定時刻値ＣＭとともに情報処理装置１２０に送信する。情報処理装置１２０の第１受信部１４６は、測定値Ｖ（Ｍ１）とともに測定時刻値ＣＭ（以下、「測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）」と表記する）を受信する。

約６ミリ秒後に、計測装置１１２は再びワークＷまでの距離を測定する。このときの測定時のデータ番号をＭ２とする。測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）は「６２００」である。計測装置１１２は６ミリ秒ごとにワークＷまでの距離を測定するが、計測装置１１２の処理負荷の変動等により、測定のタイミングが数マイクロ秒程度変動することがある。論理的には測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）＝１２９の次回の測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）は６１２９（＝１２９＋６０００）であるが、図９に示すように実際の測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００となっておりわずかに変動している。計測装置１１２は、情報処理装置１２０に対して測定値Ｖ（Ｍ２）と測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）を送信する。計測装置１１２は、更に続いて、約６ミリ秒後に測定値Ｖ（Ｍ３）と測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝１２１０５を送信する。

一方、情報処理装置１２０は、加工制御部１１８に定期的にアクセスし、加工制御部１１８から位置座標Ｐを取得する。図９においては、データ番号Ｎ１として、測定時刻値ＣＮ＝２２３、すなわち、加工制御部１１８が２２３回目のパルス信号を受信したときの位置座標Ｐ（Ｎ１）を情報処理装置１２０の第２受信部１４８は位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）とともに受信する。

約４ミリ秒後に、情報処理装置１２０は再び加工制御部１１８にアクセスして位置座標Ｐ（Ｎ２）と位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９を取得する。以後、情報処理装置１２０は位置座標Ｐ（Ｎ３）と位置時刻値ＣＮ（Ｎ３）＝８５０１、位置座標Ｐ（Ｎ４）と位置時刻値ＣＮ（Ｎ４）＝１２３８７を取得する。

図１０は、第１実施形態における位置情報履歴１６０のデータ構造図である。
位置情報履歴１６０は、情報処理装置１２０のデータ格納部１３６に格納される。位置情報履歴１６０は、第２受信部１４８が加工制御部１１８から定期的に取得した位置情報Ｐと位置時刻値ＣＮを示す。位置情報ＰはＸ座標値、Ｙ座標値およびＺ座標値を含む。

たとえば、位置情報Ｐ（Ｎ２）は、Ｘ座標値は「４７５．５３４」、Ｙ座標値は「９３７．９８６」、Ｚ座標値は「－４８０．２１０」であり、位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９である。すなわち、位置情報Ｐ（Ｎ２）は、加工制御部１１８がパルス発生装置１１６から４２２９回目のパルス信号を受信したときのワークＷの位置を示す。より具体的には、位置情報Ｐ（Ｎ２）は、位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）における測定地点（主軸頭１０６の下）のＸ座標値、Ｙ座標値および主軸頭１０６のＺ座標値を示す。

図１１は、第１実施形態における測定履歴１７０のデータ構造図である。
測定履歴１７０は、情報処理装置１２０のデータ格納部１３６に格納される。測定履歴１７０は、第１受信部１４６が計測装置１１２から定期的に受信した測定値Ｖと測定時刻値ＣＭを示す。測定値Ｖは、上述したように、計測装置１１２の先端位置からワークＷ表面までの距離を示す。

たとえば、測定値（Ｍ２）は「２０７．２４４」であり、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００である。これは計測装置１１２がパルス発生装置１１６から６２００回目のパルス信号を受信したときの計測装置１１２からワークＷまでの距離を示す。

図１２は、第１実施形態における測定値と位置情報の調整方法を説明するための模式図である。
横軸は時間、縦軸は位置情報Ｐの代表としてＸ座標値を示す。上述したように、測定時刻と位置時刻は、通常、一致しない。本実施形態においては、測定時刻における位置座標Ｐ（想定値）を線形補間式により算出することで、位置座標Ｐを時間調整する。

まず、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）におけるＸ座標値（想定値）を計算する。調整部１５０は、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）＝１２９よりも後に得られた位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）＝２２３と位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９の差分、すなわち、｛ＣＮ（Ｎ２）－ＣＮ（Ｎ１）｝＝４００６に基づいて、Ｘ座標値の時間変化率ｄ１を計算する。位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）＝２２３に対応するＸ座標値をＸ（Ｎ１）＝４５３．４４４、位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９に対応するＸ座標値をＸ（Ｎ２）＝４７５．５３４とすると、
ｄ１＝｛Ｘ（Ｎ２）－Ｘ（Ｎ１）｝／｛ＣＮ（Ｎ２）－ＣＮ（Ｎ１）｝
＝（４７５．５３４－４５３．４４４）／４００６
＝０．００５５１
となる。上式により得られた傾きｄ１により、位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）＝２２３と測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）＝１２９の差分、すなわち、｛ＣＮ（Ｎ１）－ＣＭ（Ｍ１）｝＝９４に基づいて、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）における想定値としてのＸ（Ｍ１）を計算すると、
Ｘ（Ｍ１）＝Ｘ（Ｎ１）－ｄ１×｛ＣＮ（Ｎ１）－ＣＭ（Ｍ１）｝
＝４５３．４４４－０．００５５１×９４
＝４５２．９２６
となる。

したがって、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）におけるＸ座標値（想定値）を、他の位置時刻値ＣＮにおけるＸ（Ｎ１）＝４５３．４４４、Ｘ（Ｎ２）＝４７５．５３４に基づいて外挿法により求めることができる。

次に、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）におけるＸ座標値（想定値）を計算する。調整部１５０は、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００の前後の位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２８と位置時刻値ＣＮ（Ｎ３）＝８５０１の差分、すなわち、｛ＣＮ（Ｎ３）－ＣＮ（Ｎ２）｝＝４２７３に基づいて、Ｘ座標値の時間変化率ｄ２を計算する。
ｄ２＝｛Ｘ（Ｎ３）－Ｘ（Ｎ２）｝／｛ＣＮ（Ｎ３）－ＣＮ（Ｎ２）｝
＝（４９８．２１４－４７５．５３４）／４２７３
＝０．００５３
となる。上式より得られた傾きｄ２により、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００と位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９の差分、すなわち、｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝＝１９７１に基づいて、Ｘ（Ｍ２）を計算すると、
Ｘ（Ｍ２）＝Ｘ（Ｎ２）＋ｄ２×｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝
＝４７５．５３４＋０．００５３×１９７１
＝４８５．９８０
となる。

したがって、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）におけるＸ座標値を、他の位置時刻値ＣＮにおけるＸ（Ｎ２）、Ｘ（Ｎ３）に基づいて線形補間式により求めることができる。

Ｙ座標値、Ｚ座標値についても同様の方法にて計算可能である。このような制御方法によれば、測定値Ｖが得られたときの測定時刻値ＣＭにおける位置座標Ｐを近隣のデータから合理的に求めることができるので、測定時刻と位置時刻が非同期であっても、ワークＷの位置座標Ｐ（測定地点）と測定値Ｖを整合させることができる。

なお、位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）＝２２３におけるＸ（Ｎ１）＝４５３．４４４と、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）＝１２９におけるＸ（Ｍ１）＝４５２．９２６（想定値）に基づいて、カウント値ＣＮ，ＣＭ＝２００におけるＸ（２００）を求めることも可能である。

まず、調整部１５０は、位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）＝２２３と測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）＝１２９の差分、すなわち、｛ＣＮ（Ｎ１）－ＣＭ（Ｍ１）｝＝９４に基づいて、Ｘ座標値の時間変化率ｄｕを計算する。
ｄｕ＝｛Ｘ（Ｎ１）－Ｘ（Ｍ１）｝／｛ＣＮ（Ｎ１）－ＣＭ（Ｍ１）｝
＝４５３．４４４－４５２．９２６／９４
＝０．５１８／９４
＝０．００５５１
となる。上式より得られた傾きｄｕにより、時刻値ＣＮ、ＣＭ（２００）と測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）＝１２９の差分、すなわち、｛２００－ＣＭ（Ｍ１）｝＝７１に基づいて、Ｘ（２００）を計算すると、
Ｘ（２００）＝Ｘ（Ｍ１）＋ｄｕ×｛２００－ＣＭ（Ｍ１）｝
＝４５２．９２６＋０．００５５１×７１
＝４５３．３１７
となる。

したがって、時刻値ＣＮ、ＣＭ（２００）におけるＸ座標値の想定値を、他の位置時刻値ＣＮあるいは測定時刻値ＣＭにおけるＸ座標値に基づいて線形補間式により求めることができる。このように、位置時刻値、測定時刻値の双方を調整することにより、任意の時刻値（例：２００）におけるＸ座標値を計算できる。

［第２実施形態］
第１実施形態の情報処理装置１２０は約４ミリ秒ごとに加工制御部１１８から位置情報Ｐを取得するとして説明した。実際には情報処理装置１２０が加工制御部１１８から位置座標Ｐを取得するタイミングは不安定になることも考えられる。たとえば、通信部１３４の機能の一部を４ミリ秒ごとに位置取得要求を送信するソフトウェアとして構成する場合、ソフトウェアの定期的なウェイト解除（起動）にともなうオーバーヘッドが発生する。また、位置取得要求がイーサネット（登録商標）等の有線ケーブルを介して加工制御部１１８に到達し、加工制御部１１８が内蔵メモリから位置情報Ｐの読み出しを完了するまでの時間もマイクロ秒単位で見るとばらつきを生じる。第２実施形態においては位置時刻値ＣＮに第１実施形態ほどの周期性がない場合の時刻調整について説明する。

図１３は、第２実施形態における位置情報履歴１６０のデータ構造図である。
図１３に示す位置情報履歴１６０においては、位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）＝１７０５、位置時刻値（Ｎ２）＝２５０５、位置時刻値（Ｎ３）＝５５０５となっている。すなわち、位置情報Ｐ（Ｎ１）の取得から８００マイクロ秒後（＝２５０５－１７０５）に位置情報Ｐ（Ｎ２）が取得され、位置情報Ｐ（Ｎ２）の取得から３００マイクロ秒後に位置情報Ｐ（Ｎ３）が取得されている。なお、測定履歴１７０については第１実施形態と同様であるとする。

図１４は、第２実施形態における測定値と位置情報の調整方法を説明するための模式図である。
位置情報Ｐの取得タイミングに周期性がほとんどなくなった場合でも、位置情報Ｐの時刻調整方法は同じである。

まず、測定値Ｖ（Ｍ１）が取得されたときの測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）におけるＸ座標値を計算する。調整部１５０は、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）よりも後に得られた位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）と位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）の差分、すなわち、｛ＣＭ（Ｎ２）－ＣＭ（Ｎ１）｝に基づいて、Ｘ座標値の時間変化率ｄ３を計算すると、
ｄ３＝｛Ｘ（Ｎ２）－Ｘ（Ｎ１）｝／｛ＣＭ（Ｎ２）－ＣＭ（Ｎ１）｝
となる。上式により得られた傾きｄ３により、位置時刻値ＣＮ（Ｎ１）と測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）の差分、すなわち、｛ＣＮ（Ｎ１）－ＣＭ（Ｍ１）｝に基づいて、測定時刻値ＣＭ（Ｍ１）におけるＸ（Ｍ１）を計算すると、
Ｘ（Ｍ１）＝Ｘ（Ｎ１）－ｄ３×｛ＣＮ（Ｎ１）－ＣＭ（Ｍ１）｝
となる。
実際の数値を当てはめると、ｄ３＝０．００１５となり、Ｘ（Ｍ１）＝－１．２１となる。

次に、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）におけるＸ座標値を計算する。調整部１５０は、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）の前後の位置時刻値ＣＮ（Ｎ３）と位置時刻値ＣＮ（Ｎ４）の差分、すなわち、｛ＣＮ（Ｎ４）－ＣＮ（Ｎ３）｝に基づいて、Ｘ座標値の時間変化率ｄ４を計算する。
ｄ４＝｛Ｘ（Ｎ４）－Ｘ（Ｎ３）｝／｛ＣＮ（Ｎ４）－ＣＮ（Ｎ３）｝
となる。上式より得られた傾きｄ４により、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）と位置時刻値ＣＮ（Ｎ３）の差分、すなわち、｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ３）｝に基づいて、Ｘ（Ｍ２）を計算すると、
Ｘ（Ｍ２）＝Ｘ（Ｎ３）＋ｄ４×｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ３）｝
となる。
実際の数値を当てはめると、ｄ４＝０．００１５となり、Ｘ（Ｍ２）＝７．８９となる。

［総括］
以上、実施形態に基づいて工作機械１００および１２０について説明した。
本実施形態においては、パルス発生装置１１６は加工制御部１１８および計測装置１１２に対して同期的かつ一定周期にてパルス信号を送信する。計測装置１１２は、独自のペースにて測定値Ｖを取得し、測定時刻値ＣＭとともにこれを情報処理装置１２０に送信する。測定時刻値ＣＭがいわばタイムスタンプとなり、情報処理装置１２０は測定値Ｖが実際に取得されたタイミングを正確に認識できる。同様にして、情報処理装置１２０も、独自のペースにて位置情報Ｐを加工制御部１１８から位置時刻値ＣＮとともに受信する。この場合も、位置時刻値ＣＮがタイムスタンプとなり、情報処理装置１２０は位置情報Ｐが実際に設定されたタイミングを正確に認識できる。情報処理装置１２０は、測定時刻値ＣＭおよび位置時刻値ＣＮに基づいて、測定時刻における位置情報Ｐ（座標値）を補間計算できるため、マイクロ秒単位の精度にて測定値Ｖと位置情報Ｐが整合させることができる。

本実施形態によれば、計測装置１１２と加工制御部１１８を同期させる必要がないので、計測装置１１２および加工制御部１１８を同期させるための制御機構を導入する必要がない。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

［変形例］
本実施形態における工作機械１００は、マシニングセンタであるとして説明した。工作機械１００は、マシニングセンタに限らず、ターニングセンタあるいは複合加工機であっても応用可能である。

本実施形態においては、測定時刻における位置情報Ｐの想定値を、測定時刻に最も近い位置時刻と２番目に近い位置時刻それぞれの位置情報Ｐに基づいて線形補間式により求めるとして説明した。時刻調整における補正方法は線形補間式以外の方法も考えられる。たとえば、調整部１５０は、複数の位置情報から最小二乗法により線形回帰式を計算し、この線形回帰式に基づいて測定時刻における位置情報Ｐを算出してもよい。

時間調整に際しては、測定時刻と同一時刻における位置情報Ｐを算出することが望ましいが、ここでいう「同一時刻」とは、たとえば、１～１００マイクロ秒程度の所定の許容範囲内において同一とみなせる程度の同一性があればよい。

調整部１５０は、測定時刻における位置情報Ｐを計算するのではなく、位置時刻における測定値Ｖを算出してもよい。たとえば、図１２の場合、測定値Ｖ（Ｍ１）と測定値Ｖ（Ｍ２）に基づいて、線形補間式によりその中間にある測定値Ｖ（Ｎ１）を算出してもよい。

調整部１５０は、カウント値ＣＮ、ＣＭ＝１０００，２０００のように任意の時点における測定値Ｖおよび位置情報Ｐも線形補間式等により算出してもよい。たとえば、調整部１５０は、図８においてカウント値ＣＮ＝１０００における位置情報Ｐを位置情報Ｐ（Ｎ１）、位置情報Ｐ（Ｎ２）に基づいて算出し、同時刻における測定値Ｖを測定値Ｖ（Ｍ１）および測定値Ｖ（Ｍ２）に基づいて算出すればよい。

より具体的には、たとえば、位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００であるとする（図１２参照）。ここで時刻値ＣＮ、ＣＭ＝５０００における位置情報Ｐ（５０００）、測定値Ｖ（５０００）を算出することも可能である。位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）におけるＸ座標値をＰ（Ｎ２）、測定値をＶ（Ｎ２）、測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）におけるＸ座標値をＰ（Ｍ２）、測定値をＶ（Ｍ２）とする。測定値Ｖ（Ｎ２）およびＸ座標値Ｐ（Ｍ２）は上述のアルゴリズムにより算出される推定値である。

Ｘ座標値（５０００）は、Ｘ（Ｎ２）＝４７５．５３４とＸ（Ｍ２）＝４８５．９８０に基づいて算出できる。位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）＝４２２９と測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００の差分、すなわち、｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝＝１９７１に基づいて、Ｘ座標値の時間変化率ｄ５を計算すると、
ｄ５＝｛Ｘ（Ｍ２）－Ｘ（Ｎ２）｝／｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ１）｝
＝（４８５．９８－４７５．５３４）／１９７１
＝０．００５３
となる。上式より得られた傾きｄ５により、位置時刻値ＣＮ＝５０００と測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）＝６２００の差分、すなわち、｛ＣＭ（５０００）－ＣＮ（Ｎ２）｝＝７７１に基づいて、Ｘ（５０００）を計算すると、
Ｘ（５０００）＝Ｘ（Ｎ２）＋ｄ５×｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝
＝４７５．５３４＋０．００５３×７７１
＝４７９．６２
となる。Ｙ座標値およびＺ座標値も同様である。

同様にして、測定値Ｖ（５０００）は、測定値Ｖ（Ｎ２）と測定値Ｖ（Ｍ２）に基づいて算出できる。位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）と測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）の差分、すなわち、｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝に基づいて、測定値Ｖの時間変化率ｄ６を計算すると、
ｄ６＝｛Ｖ（Ｍ２）－Ｖ（Ｎ２）｝／｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ１）｝
となる。上式より得られた傾きｄ６により、位置時刻値ＣＮ（Ｎ２）と測定時刻値ＣＭ（Ｍ２）の差分、すなわち、｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝に基づいて、Ｖ（５０００）を計算すると、
Ｖ（５０００）＝Ｖ（Ｎ２）＋ｄ６×｛ＣＭ（Ｍ２）－ＣＮ（Ｎ２）｝
となる。以上のように、位置および測定がなされていない時点＝５０００についても、位置座標Ｐおよび測定値Ｖの双方を補正することで、位置座標Ｐ（５０００）および測定値Ｖ（５０００）を推定できる。

情報処理装置１２０は、加工制御部１１８から３種類の位置情報Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のほか位置時刻値ＣＮを取得する。位置時刻値ＣＮは、加工制御部１１８が有する複数の信号線のうち未使用の信号線から受信してもよい。たとえば、主軸１０８の回転角は、計測装置１１２を使用するときには不要となる場合がある。そこで、計測装置１１２によりワークＷを計測するときには、回転角の送受信が不要である場合には、加工制御部１１８の回転角の送受信のための信号線を介して、情報処理装置１２０は位置時刻値ＣＮを取得してもよい。既存かつ未使用の信号線を介して位置時刻値ＣＮを取得することにより、既存の工作機械１００に対しても本発明を応用しやすくなる。

本実施形態においては、情報処理装置１２０が定期的に加工制御部１１８にアクセスし、加工制御部１１８が加工装置１２４に指定する位置情報Ｐを、いわばポーリング方式にて、取得するとして説明した。変形例として、加工制御部１１８は、計測装置１１２と同様にして定期的に位置情報Ｐを情報処理装置１２０に送信するとしてもよい。同様にして、情報処理装置１２０は定期的に計測装置１１２にアクセスし、計測装置１１２が検出した測定値Ｖをポーリング方式にて取得するとしてもよい。

パルス発生装置１１６および情報処理装置１２０による計測方法は、工作機械以外への応用も可能である。たとえば、ロボットに計測装置１１２を搭載し、情報処理装置１２０はロボットの位置情報およびロボットから障害物までの距離を示す測定値の双方を取得することにより、障害物の形状認識を行ってもよい。

ワークＷにより形成される物体は任意である。たとえば、ワークＷからギア（歯車）を形成するときには、計測装置１１２によりワークＷの各部を測定し、形状再現部１５２はギアの歯の三次元画像をコンピュータグラフィックスにより再現する。ギアのような複雑な形状の物体を形成するときには、精密な時刻調整は特に重要である。

本実施形態においては、パルス発生装置１１６から計測装置１１２および加工制御部１１８の双方にパルス信号を送信している。計測装置１１２がパルス信号を受信するごとに、計測装置１１２の内部に保存される測定時刻値ＣＭ（カウント値）はカウントアップされる。また、加工制御部１１８がパルス信号を受信するごとに、加工制御部１１８の内部に保存される位置時刻値ＣＮ（カウント値）がカウントアップされるとして説明した。

変形例として、パルス発生装置１１６は加工制御部１１８のみにパルス信号を送信するとしてもよい。計測装置１１２は、本実施形態と同様、定期的・自励的に測定タイミング信号ＭＳをアサートする。計測装置１１２は、測定タイミング信号ＭＳがアサートされたときに測定を実行し、測定値Ｖを情報処理装置１２０に送信する。その一方、計測装置１１２は、アサート時において測定タイミング信号ＭＳをパルス発生装置１１６にも送信する。

変形例においては、計測装置１１２ではなくパルス発生装置１１６が測定時刻値ＣＭ（カウント値）を管理する。パルス発生装置１１６に内蔵されるカウンタは、パルス信号を送信するごとに測定時刻値ＣＭをカウントアップし、計測装置１１２から測定タイミング信号ＭＳを受信したときにはそのときの測定時刻値ＣＭを情報処理装置１２０に送信する。測定タイミング信号ＭＳは６ミリ秒ごとにアサートされるため、パルス発生装置１１６は約６ミリ秒ごとに測定時刻値ＣＭを情報処理装置１２０に送信することになる。情報処理装置１２０の調整部１５０は、計測装置１１２から測定値Ｖを受信し、パルス発生装置１１６から測定時刻値ＣＭを受信する。また、情報処理装置１２０は、加工制御部１１８から位置情報Ｐと位置時刻値ＣＮを受信する。その後は、本実施形態と同様にして、調整部１５０は、測定時刻値ＣＭおよび位置時刻値ＣＮに基づいて、時刻調整を実行すればよい。

１００工作機械、１０２ベッド、１０４コラム、１０６主軸頭、１０８主軸、１１０サドル、１１２計測装置、１１４テーブル、１１６パルス発生装置、１１８加工制御部、１２０情報処理装置、１２２操作制御装置、１２４加工装置、１２６工具交換部、１２８工具格納部、１３０ユーザインタフェース処理部、１３２データ処理部、１３４通信部、１３６データ格納部、１３８入力部、１４０出力部、１４２送信部、１４４受信部、１４６第１受信部、１４８第２受信部、１５０調整部、１５２形状再現部、１６０位置情報履歴、１７０測定履歴、１８０第１軸リニアスケール、１８２第２軸リニアスケール、１８４第３軸リニアスケール、１８６第１軸モータ、１８８第２軸モータ、１９０第３軸モータ、１９２サーボモジュール、１９４サーボモジュール、１９６サーボモジュール、１９８ダミー軸リニアスケール

Claims

工作機械に装着される計測装置から、測定対象物までの距離を示す測定値および前記測定値の取得タイミングを示す第１時刻値を取得する第１受信部と、
前記工作機械の加工制御部に内蔵される複数のスケールカウンタのうち、第１から第３のスケールカウンタから前記計測装置の位置を示す座標値を取得し、第４のスケールカウンタから前記座標値の取得タイミングを示す第２時刻値を取得する第２受信部と、
前記第１時刻値および前記第２時刻値の差分に基づいて前記座標値を補正することにより、前記測定値の取得タイミングにおける前記座標値を計算する調整部と、を備える情報処理装置。
前記第２受信部は、
前記第１から第３のスケールカウンタそれぞれから、前記計測装置の三次元の位置座標値を取得し、
前記工作機械により前記第４のスケールカウンタに書き込まれた前記第２時刻値を、前記第４のスケールカウンタに接続される信号線を介して取得する、請求項１に記載の情報処理装置。
前記第２受信部は、前記第１受信部が前記計測装置から前記測定値および前記第１時刻値を受信するタイミングとは非同期のタイミングにて、前記座標値および前記第２時刻値を取得する、請求項１または２に記載の情報処理装置。
前記第２時刻値は、数値制御部がパルス発生装置から受信したパルス信号のカウント数を示す数値である、請求項１から３のいずれかに記載の情報処理装置。
前記計測装置は、前記工作機械の工具保持部に固定され、
前記測定値は、前記計測装置から測定対象物であるワークまでの距離を示す、請求項１から４のいずれかに記載の情報処理装置。
パルス発生装置と接続され、
計測装置と、
工具または前記計測装置を保持する工具保持部と、
ワークを加工する加工制御部と、を備え、
前記加工制御部は複数のスケールカウンタを内蔵し、
前記パルス発生装置は、前記加工制御部にパルス信号を定期的に送信し、
前記計測装置は、前記計測装置からワークまでの距離を示す測定値および測定タイミングを示す測定タイミング信号を送信し、
前記加工制御部は、第１から第３のスケールカウンタに前記工具保持部の位置を示す座標値を設定し、第４のスケールカウンタに前記座標値の取得までに受信したパルス信号の数を示す第２時刻値を設定し、第１から第４のスケールカウンタそれぞれに対応する第１から第４の信号線により、前記座標値および前記第２時刻値を送信する、工作機械。
前記測定値、前記測定タイミング信号により示される第１時刻値、前記座標値および前記第２時刻値を受信する情報処理装置と接続され、
前記情報処理装置は、前記第１時刻値と前記第２時刻値の差分に基づいて前記測定値および前記座標値の双方または一方を補正することにより、同一時刻における前記測定値および前記座標値を計算する、請求項６に記載の工作機械。
前記情報処理装置は、前記測定タイミングにおける測定値を前記計測装置から受信し、
前記計測装置は、前記測定タイミング信号を前記パルス発生装置に送信し、
前記パルス発生装置は、前記パルス信号を送信するごとにパルス信号の送信回数を示すカウント値を更新し、前記計測装置から前記測定タイミング信号を受信したときのカウント値を前記第１時刻値として前記情報処理装置に送信し、
前記情報処理装置は、前記加工制御部に定期的に位置取得要求を送信し、
前記加工制御部は、前記位置取得要求を受信したとき前記座標値および前記第２時刻値を前記情報処理装置に送信する、請求項７に記載の工作機械。
前記情報処理装置は、補正計算の対象となる測定タイミングにおける座標値を、前記測定タイミングよりも前に取得された座標値である事前座標値および前記事前座標値の取得時における第２時刻値と、前記測定タイミングよりも後に取得された座標値である事後座標値および前記事後座標値の取得時における第２時刻値を変数とする線形補間式により算出する、請求項８に記載の工作機械。