JP2020059073A - Machine tool and machining method - Google Patents

Machine tool and machining method Download PDF

Info

Publication number
JP2020059073A
JP2020059073A JP2018190095A JP2018190095A JP2020059073A JP 2020059073 A JP2020059073 A JP 2020059073A JP 2018190095 A JP2018190095 A JP 2018190095A JP 2018190095 A JP2018190095 A JP 2018190095A JP 2020059073 A JP2020059073 A JP 2020059073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
displacement amount
spindle
tool
thermal displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018190095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7155843B2 (en
Inventor
努 大坪
Tsutomu Otsubo
努 大坪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Machinery Ltd filed Critical Murata Machinery Ltd
Priority to JP2018190095A priority Critical patent/JP7155843B2/en
Publication of JP2020059073A publication Critical patent/JP2020059073A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7155843B2 publication Critical patent/JP7155843B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

To provide a machine tool and a machining method, which can suppress deterioration of production efficiency by the machine tool while machining a work-piece with high accuracy by correcting a correction formula during an operation of the machine tool.SOLUTION: A machine tool 100 includes: an operation execution section 23 which executes a measurement operation for machining a measurement work-piece Wm of a plurality of work-pieces W by a measurement cutter Tm while sequentially machining the plurality of work-pieces W; and a coefficient adjustment section 24 which adjusts coefficients K1 to K5 used for estimating prescribed thermal displacement amount of a prescribed correction formula so as to reduce displacement amount between a dimension of the measurement work-piece Wm after machining and a design value on the basis of the displacement amount.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、工作機械及び加工方法に関する。   The present invention relates to a machine tool and a machining method.

工作機械の1つである旋盤は、ワークを保持して回転する主軸と、ワークを切削する刃物を保持する刃物台とを備えている。このような旋盤では、主軸と刃物台とを相対的に移動させ、ワークと刃物とを相対的に移動させながら切削加工を行う。ワークの切削を行う場合、ワークの切削時に生じる切削熱、あるいは運転に伴う各部位の発熱などにより、主軸、刃物台、及びこれらを支持するベッドなどが熱変形し、主軸軸心と刃物の刃先との間の切り込み方向の距離が変動する。この距離の変動により、ワークに対する刃物の刃先の位置が想定値(設定値)からずれてしまうため、主軸軸心と刃先との間の切り込み方向について、熱変形による距離の変動を適正に補正する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   A lathe, which is one of machine tools, includes a spindle that holds and rotates a work, and a tool rest that holds a tool for cutting the work. In such a lathe, the main shaft and the tool rest are relatively moved, and the work is performed while the work and the tool are relatively moved. When cutting a work piece, the spindle, the tool rest, and the bed that supports them are thermally deformed due to the cutting heat generated when cutting the work piece, or the heat generated in each part during operation. The distance in the cutting direction between and varies. Because the position of the blade edge of the blade with respect to the workpiece deviates from the assumed value (set value) due to this distance variation, the distance variation due to thermal deformation is appropriately corrected in the cutting direction between the spindle axis and the blade edge. A method is known (for example, refer to Patent Document 1).

特開2018−079526号公報JP, 2008-079526, A

ワークを高精度に加工するためには、主軸軸心と刃先との距離が熱により変動した場合に、その熱変動による移動量を正確に補正する必要がある。そのため、熱変動による移動量を補正するための補正式を予め用意しておき、この補正式を適用することが考えられる。この場合、工作機械の周辺環境、あるいは加工するワークの種類、使用する工具(刃物)等によって、上記した補正式では補正できない熱変動が生じることがあり、使用している補正式を修正する必要がある。この修正作業を実施する際、工作機械の稼働を停止したのでは生産効率(ワークの加工効率)を低下させることになる。   In order to process a workpiece with high accuracy, when the distance between the spindle axis and the cutting edge fluctuates due to heat, it is necessary to accurately correct the movement amount due to the thermal fluctuation. Therefore, it is considered that a correction formula for correcting the movement amount due to heat fluctuation is prepared in advance and this correction formula is applied. In this case, depending on the surrounding environment of the machine tool, the type of workpiece to be machined, the tool (cutting tool) used, etc., thermal fluctuations that cannot be corrected by the above correction formula may occur, so it is necessary to correct the correction formula used. There is. If the operation of the machine tool is stopped when performing this correction work, the production efficiency (workpiece processing efficiency) will be reduced.

本発明は、工作機械の稼働中に補正式を修正することによりワークを高精度に加工しつつ、工作機械による生産効率の低下を抑制することが可能な工作機械及び加工方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a machine tool and a machining method capable of suppressing a decrease in production efficiency due to a machine tool while machining a work with high accuracy by correcting a correction formula during operation of the machine tool. To aim.

本発明の態様に係る工作機械は、ワークを把持するチャックを先端に有する主軸を回転自在に支持した主軸台と、刃物が取付けられる刃物台と、主軸台及び刃物台を、主軸の半径方向に相対的に移動可能に設置したベッドと、刃物台、主軸台、又はそれらの近傍の温度を測定する温度測定器と、ベッドにおける第1基準位置に対する主軸半径方向の主軸軸心位置を計測する主軸側位置計測装置と、ベッドにおける第2基準位置に対する主軸半径方向の刃物台の第3基準位置を計測する刃物側位置計測装置と、主軸側位置計測装置で計測された主軸軸心位置に基づいて主軸台の熱変位量である主軸台熱変位量を算出し、刃物側位置計測装置で計測された第3基準位置に基づいて刃物台の熱変位量である刃物台熱変位量を算出し、温度測定器で測定された温度に基づいてワークから刃物の加工先端までの所定熱変位量を推定し、主軸台熱変位量、刃物台熱変位量、及び所定熱変位量を各項目とする所定補正式により主軸台と刃物台との相対移動量を演算する演算部と、刃物により複数のワークを順次加工させつつ、複数のワークのうち未加工のワークの少なくとも1つを取り出して計測用ワークとし、その計測用ワークに対して刃物と同一又はほぼ同一の計測用刃物により、刃物によるワークの加工と同一又はほぼ同一の条件で加工させる計測用運転を実行させる運転実行部と、加工後の計測用ワークの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように所定補正式の所定熱変位量の推定に用いた係数を調整する係数調整部と、を含む。   A machine tool according to an aspect of the present invention includes a headstock that rotatably supports a spindle having a chuck for gripping a workpiece, a tool rest to which a tool is attached, a headstock and a tool rest in a radial direction of the spindle. A bed that is relatively movable, a temperature measuring instrument that measures the temperature of a tool rest, a headstock, or their vicinity, and a spindle that measures the spindle axial position in the spindle radial direction with respect to the first reference position in the bed. Based on the side position measuring device, the tool side position measuring device that measures the third reference position of the tool rest in the spindle radial direction with respect to the second reference position in the bed, and the spindle axis center position measured by the spindle side position measuring device The headstock thermal displacement amount which is the thermal displacement amount of the headstock is calculated, and the tool rest thermal displacement amount which is the heat displacement amount of the tool rest is calculated based on the third reference position measured by the tool side position measuring device, Measured with a temperature measuring device The specified thermal displacement from the workpiece to the machining tip of the tool is estimated based on the measured temperature, and the headstock thermal displacement, the toolboard thermal displacement, and the predetermined thermal displacement are used as the items in the specified correction formula. A calculation unit that calculates the relative movement amount between the tool and the turret, and while sequentially processing a plurality of workpieces by the cutter, at least one of the unmachined workpieces is taken out as a workpiece for measurement An operation execution unit that executes a measurement operation that causes the workpiece to be machined under the same or nearly the same conditions as the machining of the workpiece by the blade with the same or nearly the same measuring blade as the blade, and the dimensions of the measuring workpiece after machining And a coefficient adjusting unit that adjusts the coefficient used for estimating the predetermined thermal displacement amount of the predetermined correction formula based on the displacement amount from the design value so as to reduce the displacement amount.

また、運転実行部は、計測用運転の間において、複数のワークから所定時間間隔で取り出すことにより、複数の計測用ワークを計測用刃物によりそれぞれ加工させてもよい。また、計測用ワークを把持するチャックを先端に有する計測用主軸を回転自在に支持した計測用主軸台と、計測用刃物が取付けられ計測用刃物台と、を含み、計測用主軸台及び計測用刃物台は、主軸の半径方向に相対的に移動可能にベッドに設置されてもよい。また、運転実行部は、予め設定されている所定補正式を用いて、又は所定補正式を用いずに、計測用刃物により計測用ワークを加工させてもよい。また、計測用運転の実行中であることを表示する表示部を備えてもよい。また、加工後の計測用ワークの寸法を入力可能な入力部を備え、係数調整部は、入力部に入力された計測用ワークの寸法に基づいて、係数を調整してもよい。   In addition, the operation executing unit may take out the plurality of workpieces at predetermined time intervals during the measurement operation so that the plurality of workpieces for measurement are each machined by the blade for measurement. In addition, it includes a measurement headstock that rotatably supports a measurement spindle that has a chuck for gripping a measurement work, and a measurement tool post to which the measurement tool is attached. The tool rest may be installed on the bed so as to be relatively movable in the radial direction of the main shaft. Further, the operation executing unit may process the measuring work with the measuring blade using the predetermined correction formula that is set in advance or without using the predetermined correction formula. Moreover, you may provide the display part which displays that the driving | operation for measurement is being performed. Further, the coefficient adjusting unit may include an input unit capable of inputting the dimensions of the processed workpiece for measurement, and the coefficient adjusting unit may adjust the coefficient based on the dimensions of the workpiece for measurement input to the input unit.

本発明の態様に係る加工方法は、ワークを把持するチャックを先端に有する主軸を回転自在に支持した主軸台と、刃物が取付けられる刃物台と、主軸台及び刃物台を、主軸の半径方向に相対的に移動可能に設置したベッドと、刃物台、主軸台、又はそれらの近傍の温度を測定する温度測定器と、ベッドにおける第1基準位置に対する主軸半径方向の主軸軸心位置を計測する主軸側位置計測装置と、ベッドにおける第2基準位置に対する主軸半径方向の刃物台の第3基準位置を計測する刃物側位置計測装置と、を含む、工作機械を用いた加工方法であって、主軸側位置計測装置で計測された主軸軸心位置に基づいて主軸台の熱変位量である主軸台熱変位量を算出することと、刃物側位置計測装置で計測された第3基準位置に基づいて刃物台の熱変位量である刃物台熱変位量を算出することと、温度測定器で測定された温度に基づいてワークから刃物の加工先端までの所定熱変位量を推定することと、主軸台熱変位量、刃物台熱変位量、及び所定熱変位量を各項目とする所定補正式により主軸台と刃物台との相対移動量を演算することと、刃物により複数のワークを順次加工させつつ、複数のワークのうち未加工のワークの少なくとも1つを取り出して計測用ワークとし、その計測用ワークに対して刃物と同一又はほぼ同一の計測用刃物により、刃物によるワークの加工と同一又はほぼ同一の条件で加工させる計測用運転を実行させることと、加工後の計測用ワークの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように所定補正式の所定熱変位量の推定に用いた係数を調整することと、を含む。   A machining method according to an aspect of the present invention includes a headstock that rotatably supports a spindle having a chuck for gripping a workpiece, a tool rest to which a tool is attached, a headstock and a tool rest in a radial direction of the spindle. A bed that is relatively movable, a temperature measuring instrument that measures the temperature of a tool rest, a headstock, or their vicinity, and a spindle that measures the spindle axial position in the spindle radial direction with respect to the first reference position in the bed. A machining method using a machine tool, comprising: a side position measuring device; and a tool side position measuring device that measures a third reference position of a tool rest in a radial direction of the spindle with respect to a second reference position on a bed. Calculating the headstock thermal displacement amount, which is the thermal displacement amount of the headstock, based on the spindle shaft center position measured by the position measuring device, and based on the third reference position measured by the toolside position measuring device. Heat of the table Calculating the tool post thermal displacement amount, which is a unit, and estimating the predetermined thermal displacement amount from the workpiece to the machining tip of the tool based on the temperature measured by the temperature measuring device, and the headstock thermal displacement amount, Calculating the relative movement amount of the headstock and the turret by a predetermined correction formula that has the turret thermal displacement amount and the predetermined thermal displacement amount as each item, and while sequentially processing a plurality of workpieces by the turret, At least one of the unmachined workpieces is taken out as a measurement workpiece, and the measurement workpiece is the same or almost the same as the blade, and under the same or almost the same conditions as the processing of the workpiece by the blade. Based on the displacement of the measured workpiece after machining and the design value, it is possible to reduce the displacement based on the displacement of the measured workpiece after machining, Coefficient used Including and adjusting, the.

上記した工作機械及び加工方法によれば、複数のワークを順次加工させつつ、複数のワークのうちの計測用ワークに対して計測用刃物により加工させる計測用運転を実行し、加工後の計測用ワークの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように所定補正式の所定熱変位量の推定に用いた係数を調整するため、工作機械による生産(ワークの加工)を停止させることなく所定補正式を修正することができ、ワークを高精度に加工しつつ、工作機械による生産効率(ワークの加工効率)が低下するのを抑制することができる。   According to the above-described machine tool and machining method, while performing machining of a plurality of workpieces in sequence, a measurement operation of machining a workpiece for measurement out of the plurality of workpieces with a measuring blade is executed, and measurement work after machining is performed. Based on the displacement between the work size and the design value, the coefficient used to estimate the predetermined thermal displacement of the predetermined correction formula is adjusted to reduce this displacement. ) Can be corrected without stopping, the work can be machined with high accuracy, and the production efficiency of the machine tool (working efficiency of the work) can be prevented from decreasing.

また、運転実行部が、計測用運転の間において、複数のワークから所定時間間隔で取り出すことにより、複数の計測用ワークを計測用刃物によりそれぞれ加工させる構成では、所定時間中においてワークの加工を継続して行うため、生産効率の低下を確実に抑制できる。また、計測用ワークを把持するチャックを先端に有する計測用主軸を回転自在に支持した計測用主軸台と、計測用刃物が取付けられ計測用刃物台と、を含み、計測用主軸台及び計測用刃物台が、主軸の半径方向に相対的に移動可能にベッドに設置される構成では、生産用のワークの加工と、計測用ワークの加工とを区別して行うため、生産効率の低下を確実に抑制できる。また、運転実行部が、予め設定されている所定補正式を用いて、又は所定補正式を用いずに、計測用刃物により計測用ワークを加工させる構成では、所定補正式を用いたときの設計値からのズレ、又は所定補正式を用いないときの設計値からのズレに基づいて所定補正式を修正するので、ワークをより高精度に加工することができる。また、計測用運転の実行中であることを表示する表示部を備える構成では、作業者に対して工作機械が計測用運転中であることを容易に報知することができる。また、加工後の計測用ワークの寸法を入力可能な入力部を備え、係数調整部が、入力部に入力された計測用ワークの寸法に基づいて、係数を調整する構成では、作業者が入力部によりワークの寸法を入力するだけで所定補正式を容易に修正することができる。   Further, in the configuration in which the operation executing unit takes out a plurality of workpieces for measurement by the measuring blade by taking out the workpieces at a predetermined time interval during the operation for measurement, the workpieces are processed during the predetermined time. Since the process is continuously performed, it is possible to reliably suppress the decrease in production efficiency. In addition, it includes a measurement headstock that rotatably supports a measurement spindle that has a chuck for gripping a measurement work, and a measurement tool post to which the measurement tool is attached. With the configuration in which the turret is installed on the bed so that it can move relatively in the radial direction of the spindle, machining of the work for production and machining of the work for measurement are performed separately, so a decrease in production efficiency is ensured. Can be suppressed. Further, in the configuration in which the operation executing unit processes the measurement work with the measurement blade with or without using the preset predetermined correction formula, the design when the predetermined correction formula is used Since the predetermined correction formula is corrected based on the deviation from the value or the deviation from the design value when the predetermined correction formula is not used, the work can be processed with higher accuracy. Further, in the configuration including the display unit that displays that the measurement operation is being performed, it is possible to easily notify the operator that the machine tool is in the measurement operation. Further, in the configuration in which the input unit capable of inputting the dimension of the measurement work after processing is provided, and the coefficient adjusting unit adjusts the coefficient based on the dimension of the measurement work input to the input unit, the operator inputs the coefficient. The predetermined correction formula can be easily modified only by inputting the size of the work by the section.

本発明の第1実施形態に係る工作機械の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the machine tool which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本体部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a main part. 本体部を+Y側から見た場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of seeing a main-body part from the + Y side. 本体部を+Z側から見た場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of seeing a main-body part from the + Z side. 通常運転及び計測用運転におけるワークの加工状況を模式的に示すタイムテーブルである。It is a time table which shows typically the processing situation of the workpiece | work in normal operation and operation for measurement. 表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen displayed on a display part. 主軸軸心と刃先とのX方向の距離の補正値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing which computes the amendment value of the distance of the direction of the X-axis of a spindle axis and a cutting edge. 計測用運転を行う処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing which performs measurement driving. 表示部に表示される表示画面の一例を示す図であり、計測用運転を行う前の表示画面を示している。It is a figure which shows an example of the display screen displayed on a display part, and has shown the display screen before performing driving | operation for measurement. 表示部に表示される表示画面の一例を示す図であり、計測用運転が開始された場合の表示画面を示している。It is a figure which shows an example of the display screen displayed on a display part, and shows the display screen when the measurement driving is started. 表示部に表示される表示画面の一例を示す図であり、ワーク径を入力する場合の表示画面を示している。It is a figure which shows an example of the display screen displayed on a display part, and shows the display screen when inputting a workpiece diameter. 所定補正式における係数の調整処理の一例を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an example of coefficient adjustment processing in a predetermined correction formula. 表示部に表示される表示画面の一例を示す図であり、係数調整後の状況についての表示画面を示している。It is a figure which shows an example of the display screen displayed on a display part, and has shown the display screen about the situation after coefficient adjustment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する形態に限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。以下の各実施形態におけるXYZ座標系では、主軸の回転軸方向をZ方向とし、水平面に平行な平面をYZ平面とし、Z方向に直交する方向をY方向と表記する。YZ平面に垂直な方向はX方向とし、このX方向は、ワークに対する切削量を規定する方向である。X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の指す方向が+方向であり、反対の方向が−方向であるとして説明する。また、以下の各実施形態では、Y軸周りの方向をθY方向と表記し、Z軸周りの方向をθZ方向と表記する。また、θY方向、θZ方向については、+Y側及び+Z側から見た場合における時計回りの方向を+方向とし、反時計回りの方向を−方向とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the modes described below. Further, in the drawings, in order to describe the embodiment, a part of the drawing is enlarged or emphasized, and the scale is appropriately changed. In each of the following drawings, the directions in the drawings will be described using the XYZ coordinate system. In the XYZ coordinate system in each of the following embodiments, the rotation axis direction of the main axis is the Z direction, the plane parallel to the horizontal plane is the YZ plane, and the direction orthogonal to the Z direction is the Y direction. The direction perpendicular to the YZ plane is the X direction, and this X direction is the direction that defines the cutting amount for the work. In each of the X direction, the Y direction, and the Z direction, the direction indicated by the arrow in the drawing is the + direction, and the opposite direction is the − direction. Further, in each of the following embodiments, the direction around the Y axis is represented as the θY direction, and the direction around the Z axis is represented as the θZ direction. Regarding the θY direction and the θZ direction, the clockwise direction when viewed from the + Y side and the + Z side is the + direction, and the counterclockwise direction is the − direction.

実施形態に係る工作機械100について、図面を用いて説明する。図1は、実施形態に係る工作機械100の一例を示す図である。また、図2は、本体部1の一例を示す斜視図である。図3は、本体部1を+Y側から見た場合の一例を示す図である。図4は、本体部1を+Z側から見た場合の一例を示す図である。図1から図4に示す工作機械100は、旋盤である。工作機械100は、本体部1と、制御装置2と、を備える。   A machine tool 100 according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a machine tool 100 according to the embodiment. 2 is a perspective view showing an example of the main body 1. FIG. 3 is a diagram showing an example of the main body 1 viewed from the + Y side. FIG. 4 is a diagram showing an example of the main body 1 viewed from the + Z side. The machine tool 100 shown in FIGS. 1 to 4 is a lathe. The machine tool 100 includes a main body 1 and a control device 2.

図1から図4に示すように、本体部1は、ベッド3と、主軸台4と、刃物台5と、移動装置6と、計測装置7と、を有する。ベッド3は、例えば床面等に載置される固定基台である。ベッド3上には、主軸台4及び刃物台5を囲むカバーCが設けられる。主軸台4は、移動装置6を介してベッド3に支持される。主軸台4は、移動装置6によりX方向及びZ方向のそれぞれに移動可能である。主軸台4は、主軸10を有する。主軸10は、不図示の軸受等によってZ方向に平行な主軸軸心AX1の周りをθZ方向に回転可能に支持される。主軸10の+Z側の端部には、チャック駆動部11が設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the main body unit 1 includes a bed 3, a headstock 4, a tool rest 5, a moving device 6, and a measuring device 7. The bed 3 is, for example, a fixed base placed on the floor or the like. A cover C that surrounds the headstock 4 and the tool rest 5 is provided on the bed 3. The headstock 4 is supported by the bed 3 via a moving device 6. The headstock 4 can be moved in the X direction and the Z direction by a moving device 6. The headstock 4 has a main spindle 10. The main shaft 10 is supported by bearings (not shown) so as to be rotatable in the θZ direction around a main shaft axis AX1 parallel to the Z direction. A chuck drive unit 11 is provided at the + Z side end of the main shaft 10.

チャック駆動部11は、ワークWを保持する複数の把持爪(チャック)11aを有する。複数の把持爪11aのそれぞれは、主軸10の径方向に移動可能である。チャック駆動部11は、複数の把持爪11aを主軸10の径方向に移動させてワークWを保持させる。ワークWを把持爪11aで保持した際、ワークWの回転中心は、主軸軸心AX1と一致する。把持爪11aは、主軸10の回転軸周りに等間隔に複数配置される。把持爪11aの個数又は形状は、ワークWを保持可能な任意の構成が用いられる。   The chuck drive unit 11 has a plurality of grip claws (chuck) 11 a for holding the work W. Each of the plurality of grip claws 11 a is movable in the radial direction of the spindle 10. The chuck drive unit 11 moves the plurality of grip claws 11 a in the radial direction of the main shaft 10 to hold the work W. When the work W is held by the gripping claws 11a, the rotation center of the work W coincides with the spindle axis AX1. A plurality of grip claws 11a are arranged at equal intervals around the rotation axis of the main shaft 10. As the number or shape of the grip claws 11a, any configuration capable of holding the work W is used.

刃物台5は、ベッド3に固定される。刃物台5は、タレット50を備える。タレット50は、X方向に平行な軸心AX2の周りをθX方向に回転可能な状態で刃物台5に支持される。タレット50は、刃物T及び計測用刃物Tmをそれぞれ交換可能に保持する。刃物T及び計測用刃物Tmとしては、ワークWに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリル又はエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。計測用刃物Tmは、複数のワークWのうち未加工のワークWの少なくとも1つが取り出された計測用ワークWmを加工する。   The tool rest 5 is fixed to the bed 3. The turret 5 includes a turret 50. The turret 50 is supported by the tool rest 5 in a state of being rotatable in the θX direction around an axis AX2 parallel to the X direction. The turret 50 holds the blade T and the blade Tm for measurement in a replaceable manner. As the blade T and the blade Tm for measurement, a rotary tool such as a drill or an end mill may be used in addition to a cutting tool for cutting the work W. The measuring blade Tm processes the measuring work Wm in which at least one of the unprocessed works W of the plurality of works W is taken out.

計測用ワークWmは、通常の加工対象におけるワークWと同一又はほぼ同一である。計測用刃物Tmは、刃物Tと同一又はほぼ同一である。従って、計測用刃物Tmにより計測用ワークWmを加工することは、刃物TによりワークWを加工する場合と同一又はほぼ同一とすることができる。刃物Tは、ホルダ51を介してタレット50に保持される。計測用刃物Tmは、ホルダ52を介してタレット50に保持される。タレット50をθX方向に回転させることにより、刃物Tと計測用刃物Tmとを選択可能である。   The measurement work Wm is the same as or substantially the same as the work W in a normal processing target. The blade Tm for measurement is the same as or almost the same as the blade T. Therefore, the processing of the measuring work Wm by the measuring blade Tm can be the same as or substantially the same as the case of processing the workpiece W by the blade T. The blade T is held by the turret 50 via the holder 51. The measuring blade Tm is held by the turret 50 via the holder 52. The blade T and the measuring blade Tm can be selected by rotating the turret 50 in the θX direction.

ベッド3の下部には、冷却装置30が配置される。冷却装置30は、ワークWの加工部位にクーラントを吐出して冷却する。冷却装置30は、クーラント供給源31と、配管32とを有する。クーラント供給源31は、温度管理されたクーラントが貯留される。クーラント供給源31は、ポンプ等の駆動源31aにより、クーラントを配管32に流通させる。配管32は、ベッド3に沿って引き回され、刃物台5の−Z側の面から刃物台5の内部に挿入される。この配管32は、タレット50及びホルダ51を貫通して配置され、クーラントの流通方向の下流側端部がワークWの加工部位に向けられる。   A cooling device 30 is arranged below the bed 3. The cooling device 30 discharges a coolant to the processed portion of the work W to cool it. The cooling device 30 includes a coolant supply source 31 and a pipe 32. The coolant supply source 31 stores the temperature-controlled coolant. The coolant supply source 31 causes the coolant to flow through the pipe 32 by a drive source 31a such as a pump. The pipe 32 is routed along the bed 3 and inserted into the tool rest 5 from the −Z side surface of the tool rest 5. The pipe 32 is arranged so as to pass through the turret 50 and the holder 51, and the downstream end of the coolant in the flow direction is directed to the processed portion of the work W.

移動装置6は、X方向ガイド61と、送り台62と、Z方向ガイド63と、を有する。2本のX方向ガイド61は、ベッド3上にX方向に沿って平行に配置される。X方向ガイド61は、送り台62をX方向に案内する。送り台62は、矩形の板状又は台状に形成され、X方向ガイド61上に配置される。本明細書において矩形は、正方形を含む長方形を意味する。   The moving device 6 includes an X-direction guide 61, a feed base 62, and a Z-direction guide 63. The two X-direction guides 61 are arranged on the bed 3 in parallel along the X-direction. The X-direction guide 61 guides the feed base 62 in the X-direction. The feed table 62 is formed in a rectangular plate shape or a trapezoid shape, and is arranged on the X-direction guide 61. In this specification, a rectangle means a rectangle including a square.

送り台62は、X方向駆動部64の駆動によりX方向に移動する。X方向駆動部64は、例えば、電気モータ等の回転駆動力を用いて、ボールネジ機構等により直線運動に変換する機構、ラック及びピニオンギアを用いた機構、あるいは油圧又は空圧シリンダ装置などが用いられる。2本のZ方向ガイド63は、送り台62上にZ方向に沿って平行に配置される。Z方向ガイド63は、主軸台4をZ方向に案内する。主軸台4は、Z方向駆動部65の駆動によりZ方向に移動する。Z方向駆動部65は、例えば、電気モータなど、X方向駆動部64と同様の構成が用いられる。   The feed table 62 moves in the X direction by the driving of the X direction drive unit 64. The X-direction drive unit 64 is, for example, a mechanism that uses a rotational driving force of an electric motor or the like to convert it into a linear motion by a ball screw mechanism, a mechanism that uses a rack and a pinion gear, a hydraulic or pneumatic cylinder device, or the like. To be The two Z-direction guides 63 are arranged on the feed base 62 in parallel along the Z-direction. The Z direction guide 63 guides the headstock 4 in the Z direction. The headstock 4 moves in the Z direction by the drive of the Z direction drive unit 65. The Z-direction drive unit 65 has the same configuration as the X-direction drive unit 64, such as an electric motor.

計測装置7は、基準フレーム70と、主軸側位置計測装置71と、刃物側位置計測装置72と、を有する。また、計測装置7は、温度測定器として、第1温度測定器73と、第2温度測定器74と、第3温度測定器79と、第4温度測定器75と、第5温度測定器76と、を有する。基準フレーム70は、支柱部77と、水平部78とを有する。基準フレーム70は、ベッド3よりも熱膨張係数の低い材料を用いて形成される。このような材料としては、例えばインバー材等の合金材料又はセラミックス等が挙げられる。支柱部77は、ベッド3からY方向に沿って起立した状態で配置される。支柱部77は、不図示の固定部材等によってベッド3に固定される。   The measuring device 7 includes a reference frame 70, a spindle side position measuring device 71, and a blade side position measuring device 72. Further, the measuring device 7 serves as a temperature measuring device such as a first temperature measuring device 73, a second temperature measuring device 74, a third temperature measuring device 79, a fourth temperature measuring device 75, and a fifth temperature measuring device 76. And. The reference frame 70 has a pillar portion 77 and a horizontal portion 78. The reference frame 70 is formed using a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of the bed 3. Examples of such a material include alloy materials such as Invar material, ceramics, and the like. The column 77 is arranged in a state of standing upright from the bed 3 along the Y direction. The column part 77 is fixed to the bed 3 by a fixing member (not shown) or the like.

水平部78は、基端側が支柱部77の上端に連結され、+Z方向に向かって直線状に延びるように配置される。水平部78は、支柱部77によって、いわゆる片持ち状に支持される。水平部78は、補強部78a(図2参照)によって支持される。水平部78は、タレット50の回転軸の軸心AX2の高さに配置される。水平部78は、+Z側の端部が刃物台5の+X側の位置に(すなわち、タレット50と反対側の位置に)配置される。水平部78の+Z側の端部には、後述する第2スケール72a及び第2読み取り装置72bを挿入するための貫通孔が形成される。貫通孔は、X方向に水平部78を貫通して設けられる。   The horizontal portion 78 is arranged such that the base end side is connected to the upper end of the column portion 77 and extends linearly in the + Z direction. The horizontal portion 78 is supported by the column portion 77 in a so-called cantilever shape. The horizontal portion 78 is supported by the reinforcing portion 78a (see FIG. 2). The horizontal portion 78 is arranged at the height of the axis AX2 of the rotating shaft of the turret 50. The + Z side end of the horizontal portion 78 is arranged at the + X side position of the tool rest 5 (that is, at the position opposite to the turret 50). A through hole for inserting a second scale 72a and a second reading device 72b, which will be described later, is formed at the + Z side end of the horizontal portion 78. The through hole is provided so as to penetrate the horizontal portion 78 in the X direction.

主軸側位置計測装置71は、主軸軸心AX1のX方向への変位を検出する。主軸側位置計測装置71は、第1スケール71aと、第1読み取り装置71bと、を有する。第1スケール71aは、例えば、断面が円形状、楕円形状、又は多角形状の棒状の部材である。第1スケール71aは、支柱部77に連結され、X方向に沿って直線状に配置される。第1スケール71aは、支柱部77にいわゆる片持ち状に支持される。第1スケール71aは、Y方向の位置が送り台62の高さ位置に配置される。第1スケール71aは、−X方向の端部が送り台62の+Z側の位置に配置される。   The spindle side position measuring device 71 detects the displacement of the spindle axis center AX1 in the X direction. The spindle side position measuring device 71 has a first scale 71a and a first reading device 71b. The first scale 71a is, for example, a rod-shaped member having a circular cross section, an elliptical cross section, or a polygonal cross section. The first scale 71a is connected to the pillar portion 77 and is linearly arranged along the X direction. The first scale 71a is supported by the pillar portion 77 in a so-called cantilever shape. The position of the first scale 71a in the Y direction is arranged at the height position of the feed table 62. The end of the first scale 71a in the −X direction is arranged at the + Z side of the feed table 62.

第1スケール71aは、X方向に並んで形成された目盛りM1を有する。目盛りM1は、光学的又は磁気的に読み取り可能である。目盛りM1は、第1スケール71aに直接形成された構成であってもよいし、目盛りが形成された部材が第1スケール71aに取り付けられた構成であってもよい。本実施形態では、目盛りM1は、例えば磁性部分と非磁性部分とが第1スケール71aのX方向に交互に配置された構成である。目盛りM1は、主軸10がX方向に移動する範囲(主軸軸心AX1のX方向の移動範囲)を含む領域に形成される。第1スケール71aは、支柱部77に支持されている部分が第1基準位置P1となる。すなわち、主軸側位置計測装置71は、ベッド3における第1基準位置P1に対する主軸10の半径方向の主軸軸心AX1の位置を計測する。   The first scale 71a has scales M1 formed side by side in the X direction. The scale M1 can be read optically or magnetically. The scale M1 may have a configuration directly formed on the first scale 71a, or may have a configuration in which a member having a scale is attached to the first scale 71a. In the present embodiment, the scale M1 has a configuration in which, for example, magnetic portions and nonmagnetic portions are alternately arranged in the X direction of the first scale 71a. The scale M1 is formed in a region including a range in which the spindle 10 moves in the X direction (a movement range of the spindle axis AX1 in the X direction). In the first scale 71a, the portion supported by the column 77 is the first reference position P1. That is, the spindle side position measuring device 71 measures the position of the spindle axis center AX1 in the radial direction of the spindle 10 with respect to the first reference position P1 in the bed 3.

第1読み取り装置71bは、送り台62の+Z側の端面62aに固定され、かつ主軸軸心AX1を通る主軸10の半径方向に垂直な平面上を読み取り基準とする。読み取り基準は、主軸軸心AX1を通り、YZ平面と平行な平面状である。第1読み取り装置71bは、例えば、磁性部分と非磁性部分とを検出する磁気ヘッドが用いられる。第1読み取り装置71bは、主軸台4及び送り台62に熱変形が生じた場合、主軸台4及び送り台62の変形に伴って変位する。従って、第1読み取り装置71bは、第1スケール71aに形成された目盛りM1(磁性部分及び非磁性部分)に対してX方向に変位する場合の変位を検出可能である。第1読み取り装置71bは、目盛りM1に対するX方向の変位を電気信号として制御装置2に送信する。   The first reading device 71b is fixed to the end surface 62a on the + Z side of the feed table 62, and has a reading reference on a plane perpendicular to the radial direction of the spindle 10 that passes through the spindle axis AX1. The reading reference is a plane shape that passes through the main axis AX1 and is parallel to the YZ plane. As the first reading device 71b, for example, a magnetic head that detects a magnetic portion and a non-magnetic portion is used. When the headstock 4 and the feed base 62 are thermally deformed, the first reading device 71b is displaced along with the deformation of the headstock 4 and the feed base 62. Therefore, the first reading device 71b can detect the displacement when it is displaced in the X direction with respect to the scale M1 (magnetic portion and nonmagnetic portion) formed on the first scale 71a. The first reading device 71b transmits the displacement in the X direction with respect to the scale M1 to the control device 2 as an electric signal.

刃物側位置計測装置72は、タレット50の−X側(刃物T側あるいはワークW側)の端面50aについてのX方向の変位を計測する。刃物側位置計測装置72は、第2スケール72aと、第2読み取り装置72bと、を有する。第2スケール72aは、第1スケール71aと同様に、例えば、断面が円形状、楕円形状、又は多角形状の棒状の部材であり、X方向に沿って直線状に配置される。第2スケール72aは、中心軸がタレット50の回転の軸心AX2に一致して、刃物台5及びタレット50をX方向に貫通して配置されており、刃物台5及びタレット50と一体に設けられる。第2スケール72aは、タレット50の−X側の端面50aにいわゆる片持ち状に支持される。第2スケール72aは、刃物台5に熱変形が生じた場合、刃物台5の熱変形に伴って変位する。   The blade side position measuring device 72 measures the displacement in the X direction of the end surface 50a of the turret 50 on the −X side (the blade T side or the work W side). The blade-side position measuring device 72 has a second scale 72a and a second reading device 72b. Similar to the first scale 71a, the second scale 72a is, for example, a rod-shaped member having a circular cross section, an elliptical cross section, or a polygonal cross section, and is linearly arranged along the X direction. The second scale 72a is disposed so as to penetrate the tool rest 5 and the turret 50 in the X direction with the central axis thereof aligned with the rotation axis AX2 of the turret 50, and is provided integrally with the tool rest 5 and the turret 50. To be The second scale 72a is supported on the −X side end surface 50a of the turret 50 in a so-called cantilever manner. When the tool rest 5 is thermally deformed, the second scale 72a is displaced along with the heat deformation of the tool rest 5.

第2スケール72aは、+X側の端部が水平部78をX方向に貫通し+X側に突出して配置される。第2スケール72aは、第1スケール71aと同様に、X方向に並んで配置された目盛りM2を有する。目盛りM2は、光学的又は磁気的に読み取り可能である。目盛りM2は、第2スケール72aのうち水平部78の内部に挿入される領域に配置される。第2スケール72aが貫通する水平部78の位置が第2基準位置P2となる。   The second scale 72a is arranged such that the end portion on the + X side penetrates the horizontal portion 78 in the X direction and projects toward the + X side. The 2nd scale 72a has the scale M2 arrange | positioned along with the X direction similarly to the 1st scale 71a. The scale M2 can be read optically or magnetically. The scale M2 is arranged in a region of the second scale 72a to be inserted inside the horizontal portion 78. The position of the horizontal portion 78 through which the second scale 72a penetrates becomes the second reference position P2.

第2スケール72aは、−X側の端面72cがタレット50の−X側の端面50aに一致して配置される。この端面72cは、X方向の位置がタレット50の端面50aに一致する。端面50aは、刃物台5の第3基準位置P3である。従って、第2スケール72aの端面72cは、第3基準位置P3に配置されている。すなわち、刃物側位置計測装置72は、ベッド3における第2基準位置P2に対して、第3基準位置P3の位置を計測する。なお、第1基準位置P1及び第2基準位置P2は、主軸半径方向に対して互いに熱変位量が等しい位置であり、互いに一致している。また、第1基準位置P1及び第2基準位置P2は、熱膨張係数の低いインバー材等にそれぞれ設定されているので、両者が相対的に移動することを防止できる。ただし、第1基準位置P1と第2基準位置P2とを別の基準フレーム等に配置させてもよい。   The −X side end surface 72c of the second scale 72a is arranged so as to match the −X side end surface 50a of the turret 50. The position of the end surface 72c in the X direction coincides with the end surface 50a of the turret 50. The end surface 50a is the third reference position P3 of the tool rest 5. Therefore, the end surface 72c of the second scale 72a is arranged at the third reference position P3. That is, the blade-side position measuring device 72 measures the position of the third reference position P3 with respect to the second reference position P2 of the bed 3. The first reference position P1 and the second reference position P2 are positions where the thermal displacement amounts are equal to each other in the radial direction of the main axis, and are coincident with each other. Further, since the first reference position P1 and the second reference position P2 are respectively set to the Invar material or the like having a low coefficient of thermal expansion, it is possible to prevent the both from moving relatively. However, the first reference position P1 and the second reference position P2 may be arranged in different reference frames or the like.

第2読み取り装置72bは、水平部78の第2基準位置P2に固定される。第2基準位置P2は、水平部78の内部のうちタレット50の軸心AX2に重なる位置である。第2読み取り装置72bは、例えば、磁性部分と非磁性部分とを検出する磁気ヘッドが用いられる。第2読み取り装置72bは、目盛りM2(磁性部分及び非磁性部分)がX方向に変位する場合の変位を検出可能である。第2読み取り装置72bは、目盛りM2がX方向に変位した場合、この変位を電気信号として制御装置2に送信する。このように、本実施形態の刃物側位置計測装置72では、第2読み取り装置72bが固定位置に配置され、第2スケール72aが変位する構成であるが、この構成に限定されない。例えば、第2スケール72aが水平部78に固定され、第2読み取り装置72bがタレット50の端面50aに配置される構成でもよい。   The second reading device 72b is fixed to the second reference position P2 of the horizontal portion 78. The second reference position P2 is a position inside the horizontal portion 78 that overlaps the axis AX2 of the turret 50. As the second reading device 72b, for example, a magnetic head that detects a magnetic portion and a non-magnetic portion is used. The second reading device 72b can detect displacement when the scale M2 (magnetic portion and non-magnetic portion) is displaced in the X direction. When the scale M2 is displaced in the X direction, the second reading device 72b transmits this displacement to the control device 2 as an electric signal. As described above, in the blade-side position measuring device 72 of the present embodiment, the second reading device 72b is arranged at the fixed position and the second scale 72a is displaced, but the structure is not limited to this. For example, the second scale 72a may be fixed to the horizontal portion 78, and the second reading device 72b may be arranged on the end surface 50a of the turret 50.

第1温度測定器73は、例えば、刃物台5の−Z側の端面に配置される。第1温度測定器73は、刃物台5又はその近傍の第1温度t1を測定する。第1温度測定器73は、配管32の温度を測定することにより、配管32を流れるクーラントの温度を測定する。切削加工時には刃物Tに向けてクーラントが吐出されるため、クーラントが流れる配管32の温度は切削加工時の刃物T及びその周囲の温度にほぼ等しい。従って、配管32内のクーラントの温度を測定することにより、切削時の刃物台5又はその近傍の第1温度t1を測定することができる。   The first temperature measuring device 73 is arranged, for example, on the −Z side end surface of the tool rest 5. The first temperature measuring device 73 measures the first temperature t1 of the tool rest 5 or the vicinity thereof. The first temperature measuring device 73 measures the temperature of the pipe 32 to measure the temperature of the coolant flowing through the pipe 32. Since the coolant is discharged toward the blade T during cutting, the temperature of the pipe 32 through which the coolant flows is substantially equal to the temperature of the blade T and its surroundings during cutting. Therefore, by measuring the temperature of the coolant in the pipe 32, the first temperature t1 of the tool rest 5 at the time of cutting or the vicinity thereof can be measured.

第2温度測定器74は、主軸台4(又は主軸10)及び/又はその近傍の温度である第2温度を1つ以上測定する。第2温度測定器74は、主軸台4の第2温度t2を測定可能であれば、その取り付け位置は任意であり、例えば、主軸10近傍に取り付けられてもよいし、主軸台4又は主軸10の内部に配置されてもよい。また、第2温度測定器74は、配置されなくてもよい。本実施形態において、第2温度測定器74は、主軸台4の+X側の側面に取り付けられる。なお、第2温度測定器74によって検出される第2温度t2は、例えば、図1に示す主軸10の近傍の領域TEM1(破線で囲んだ領域)と同一又はほぼ同一の温度である。   The second temperature measuring device 74 measures one or more second temperatures which are temperatures of the headstock 4 (or the spindle 10) and / or its vicinity. The second temperature measuring device 74 may have any attachment position as long as it can measure the second temperature t2 of the headstock 4, and may be attached, for example, in the vicinity of the main spindle 10, or the headstock 4 or the main spindle 10. May be placed inside. Further, the second temperature measuring device 74 may not be arranged. In the present embodiment, the second temperature measuring device 74 is attached to the + X side surface of the headstock 4. The second temperature t2 detected by the second temperature measuring device 74 is, for example, the same or almost the same temperature as the area TEM1 (area surrounded by a broken line) near the main shaft 10 shown in FIG.

第3温度測定器79は、カバーCの内側に設けられる。第3温度測定器79は、カバーCの内側の第3温度t3を測定する。本実施形態において、カバーCの内側の第3温度t3は、刃物台5及び主軸台4の周囲の外気温度に対応する。従って、第3温度測定器79は、第3温度t3を測定することにより、刃物台5及び主軸台4の周囲の外気温度に対応する温度を測定することができる。第3温度測定器79は、カバーCの内側に限定されず、カバーCの外側に配置されてもよい。なお、第3温度測定器79は、カバーCの内側に限定されず、例えば、カバーCの外側に配置されてもよいし、カバーCの外側から離れて(本体部1から離れて)設けられてもよい。   The third temperature measuring device 79 is provided inside the cover C. The third temperature measuring device 79 measures the third temperature t3 inside the cover C. In the present embodiment, the third temperature t3 inside the cover C corresponds to the outside air temperature around the tool rest 5 and the headstock 4. Therefore, the third temperature measuring device 79 can measure the temperature corresponding to the outside air temperature around the tool rest 5 and the headstock 4 by measuring the third temperature t3. The third temperature measuring device 79 is not limited to being inside the cover C, but may be arranged outside the cover C. The third temperature measuring device 79 is not limited to the inside of the cover C, and may be arranged, for example, outside the cover C, or provided apart from the outside of the cover C (away from the main body 1). May be.

第4温度測定器75は、送り台62の温度である第4温度t4を測定する。第4温度測定器75は、例えば、送り台62の表面に取り付けられ、送り台62の温度を測定することが可能である。なお、第4温度測定器75は、送り台62の内部に配置されてもよい。本実施形態において、第4温度測定器75は、送り台62の+X側かつ−Z側の角部において+Y側の面に取り付けられる。なお、第4温度測定器75によって検出される第4温度t4は、例えば、図1に示す送り台62の−X側の領域TEM2(破線で囲んだ領域)と同一又はほぼ同一の温度である。   The fourth temperature measuring device 75 measures the fourth temperature t4 which is the temperature of the feed table 62. The fourth temperature measuring device 75 is attached to the surface of the feed base 62, for example, and can measure the temperature of the feed base 62. The fourth temperature measuring device 75 may be arranged inside the feed base 62. In the present embodiment, the fourth temperature measuring instrument 75 is attached to the + Y-side surface of the corner of the feed base 62 on the + X side and the −Z side. The fourth temperature t4 detected by the fourth temperature measuring device 75 is, for example, the same or almost the same temperature as the −X side region TEM2 (region surrounded by a broken line) of the feed table 62 shown in FIG. .

第5温度測定器76は、ベッド3の+Y側の面であって、刃物台5の−Z側の領域に配置される。第5温度測定器76は、ベッド3のうち当該刃物台5の−Z側の領域の温度(第5温度)t5を測定する。なお、第5温度測定器76によって検出される第5温度t5は、例えば、図1に示す刃物台5の+Z側の端面の領域TEM3の温度と同一又はほぼ同一の温度である。なお、第4温度測定器75及び第5温度測定器76の一方又は双方は、配置されなくてもよい。   The fifth temperature measuring device 76 is arranged on the + Y side surface of the bed 3 and in the −Z side region of the tool rest 5. The fifth temperature measuring device 76 measures the temperature (fifth temperature) t5 of the region of the bed 3 on the −Z side of the tool rest 5. The fifth temperature t5 detected by the fifth temperature measuring device 76 is, for example, the same or substantially the same as the temperature of the region TEM3 on the + Z side end surface of the tool rest 5 shown in FIG. Note that one or both of the fourth temperature measuring device 75 and the fifth temperature measuring device 76 may not be arranged.

制御装置2は、図1に示すように、例えば、コンピュータであり、数値制御機能及びプログラマブルコントローラなどを有する。制御装置2は、移動制御部21と、演算部22と、運転実行部23と、係数調整部24と、記憶部25と、入力部26と、表示部27と、を有する。移動制御部21は、移動装置6のX方向駆動部64及びZ方向駆動部65を制御することにより、ワークWと刃物TとをX方向及びZ方向に相対的に移動させる。移動制御部21は、ワークWと刃物Tとの間のX方向の相対移動を制御する場合、主軸10の主軸軸心AX1と刃物Tの刃先TaとのX方向の距離Lを制御する。   As shown in FIG. 1, the control device 2 is, for example, a computer and has a numerical control function and a programmable controller. The control device 2 includes a movement control unit 21, a calculation unit 22, an operation execution unit 23, a coefficient adjustment unit 24, a storage unit 25, an input unit 26, and a display unit 27. The movement control unit 21 controls the X-direction driving unit 64 and the Z-direction driving unit 65 of the moving device 6 to relatively move the work W and the blade T in the X and Z directions. When controlling the relative movement in the X direction between the work W and the blade T, the movement control unit 21 controls the distance L in the X direction between the spindle axis AX1 of the spindle 10 and the cutting edge Ta of the blade T.

この距離Lは、主軸台4のX方向の位置と、刃物台5に取り付けられるタレット50、ホルダ51及び刃物TのX方向の取り付け寸法とによって求められる。また、距離Lは、例えば、主軸10に保持したテストピースに刃物Tを突き当てて(もしくは実際に切削して)計測してもよい。また、制御装置2は、後述する各熱変位量に基づいてワークWの加工データ(例えば座標値等)を補正し、補正後の加工データに基づいて移動制御部21によりX方向駆動部64及びZ方向駆動部65を制御する。   This distance L is determined by the position of the headstock 4 in the X direction and the mounting dimensions in the X direction of the turret 50, the holder 51 and the tool T which are mounted on the tool rest 5. The distance L may be measured, for example, by abutting (or actually cutting) the blade T on a test piece held on the main shaft 10. Further, the control device 2 corrects the processing data (for example, the coordinate value) of the work W based on each thermal displacement amount described later, and the movement control unit 21 controls the X-direction drive unit 64 and The Z direction drive unit 65 is controlled.

演算部22は、例えば、記憶部25に記憶されたプログラム及びデータに基づいて、各種の演算を行う。演算部22は、主軸側位置計測装置71で計測された主軸軸心AX1のX方向についての変位(位置)に基づいて、主軸台熱変位量ΔSを算出する。主軸台熱変位量ΔSは、熱によって生じた主軸台4の熱変位量である。また、演算部22は、刃物側位置計測装置72で計測された第3基準位置P3のX方向についての変位(位置)に基づいて、刃物台熱変位量ΔTを算出する。刃物台熱変位量ΔTは、熱によって生じた刃物台5の熱変位量である。   The calculation unit 22 performs various calculations based on, for example, the programs and data stored in the storage unit 25. The calculation unit 22 calculates the headstock thermal displacement amount ΔS based on the displacement (position) in the X direction of the spindle axis AX1 measured by the spindle side position measuring device 71. The headstock thermal displacement amount ΔS is a thermal displacement amount of the headstock 4 caused by heat. Further, the calculation unit 22 calculates the tool post thermal displacement amount ΔT based on the displacement (position) in the X direction of the third reference position P3 measured by the tool side position measurement device 72. The tool post thermal displacement amount ΔT is a thermal displacement amount of the tool post 5 caused by heat.

演算部22は、第1温度測定器73で測定された第1温度t1に基づいて、刃物熱変位量ΔHを推定する。刃物熱変位量ΔHは、第3基準位置P3から刃物Tの刃先Taまでの部分(ホルダ51及び刃物T)のX方向についての熱変位量である。第1温度t1と刃物熱変位量ΔHとの間には所定の相関関係がある。第1温度t1と刃物熱変位量ΔHとの相関関係は、実験又はシミュレーションなどにより予め求められる。この相関関係は、例えば、第1温度t1の値を変数とする刃物熱変位量ΔHの関数データとして、記憶部25に記憶される。この場合、演算部22は、記憶部25に記憶される関数データを用いて、第1温度t1の値に対応する刃物熱変位量ΔHを算出する。   The calculation unit 22 estimates the blade thermal displacement amount ΔH based on the first temperature t1 measured by the first temperature measuring device 73. The blade thermal displacement amount ΔH is the thermal displacement amount in the X direction of the portion (the holder 51 and the blade T) from the third reference position P3 to the blade tip Ta of the blade T. There is a predetermined correlation between the first temperature t1 and the blade thermal displacement amount ΔH. The correlation between the first temperature t1 and the thermal displacement amount ΔH of the blade is obtained in advance by experiments or simulations. This correlation is stored in the storage unit 25, for example, as function data of the blade thermal displacement amount ΔH having the value of the first temperature t1 as a variable. In this case, the calculation unit 22 uses the function data stored in the storage unit 25 to calculate the blade thermal displacement amount ΔH corresponding to the value of the first temperature t1.

また、演算部22は、第2温度測定器74が測定した主軸10の温度(第2温度)t2に基づいて、主軸軸心熱変位量Δθsを推定してもよい。主軸軸心熱変位量Δθsは、図4に示すように、読み取り基準に対する主軸軸心AX1の熱変位量である。例えば、主軸軸心熱変位量Δθsは、第1読み取り装置71b又は第1読み取り装置71bの近傍を中心とした主軸台4のZ軸周りの熱変位量のうち、X方向の成分を抽出した値である。主軸軸心熱変位量Δθsは、例えば、主軸台4とZ方向ガイド63との間に形成される隙間の熱変位に起因した主軸軸心AX1の熱変位量を含む。   Further, the calculation unit 22 may estimate the spindle shaft thermal displacement amount Δθs based on the temperature (second temperature) t2 of the spindle 10 measured by the second temperature measuring device 74. As shown in FIG. 4, the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs is the thermal displacement amount of the spindle shaft center AX1 with respect to the reading reference. For example, the thermal displacement amount Δθs of the spindle shaft center is a value obtained by extracting a component in the X direction from the thermal displacement amounts around the Z axis of the headstock 4 centered around the first reading device 71b or the first reading device 71b. Is. The thermal displacement amount Δθs of the spindle shaft center includes, for example, the thermal displacement amount of the spindle shaft center AX1 caused by the thermal displacement of the gap formed between the headstock 4 and the Z-direction guide 63.

第2温度t2と主軸軸心熱変位量Δθsとの間には所定の相関関係がある。主軸軸心熱変位量Δθsは、第2温度t2と第4温度t4との温度差が増加するに従って、+(プラス)側の絶対値が増加する。なお、第2温度と第4温度t4との間に相関関係がある場合には、第2温度t2の値から第4温度t4の温度を算出し、算出結果に基づいて温度差を算出してもよい。このような第2温度t2と第4温度t4との温度差と、主軸軸心熱変位量Δθsとの相関関係は、実験又はシミュレーションなどにより予め求められる。この相関関係は、例えば、温度差の値を変数とする主軸軸心熱変位量Δθsの関数データとして、記憶部25に記憶される。この場合、演算部22は、記憶部25に記憶される関数データを用いて、第2温度t2の値に対応する主軸軸心熱変位量Δθsを算出する。   There is a predetermined correlation between the second temperature t2 and the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs. The main axis thermal displacement amount Δθs increases in absolute value on the + (plus) side as the temperature difference between the second temperature t2 and the fourth temperature t4 increases. If there is a correlation between the second temperature and the fourth temperature t4, the temperature of the fourth temperature t4 is calculated from the value of the second temperature t2, and the temperature difference is calculated based on the calculation result. Good. Such a correlation between the temperature difference between the second temperature t2 and the fourth temperature t4 and the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs is obtained in advance by experiments or simulations. This correlation is stored in the storage unit 25, for example, as function data of the thermal displacement amount Δθs of the spindle shaft center with the value of the temperature difference as a variable. In this case, the calculation unit 22 uses the function data stored in the storage unit 25 to calculate the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs corresponding to the value of the second temperature t2.

なお、制御装置2は、移動制御部21及び演算部22がソフトウェアにより実現されてもよい。また、制御装置2は、移動制御部21と演算部22とで別の制御装置によって構成されてもよい。また、記憶部25は、例えば、制御装置2に内蔵されたハードディスク、あるいは持ち運び可能なCD−ROM、USBメモリなどが用いられてもよい。   In the control device 2, the movement control unit 21 and the calculation unit 22 may be realized by software. Further, the control device 2 may be configured by the movement control unit 21 and the calculation unit 22 by different control devices. Further, as the storage unit 25, for example, a hard disk built in the control device 2, a portable CD-ROM, a USB memory, or the like may be used.

また、演算部22は、第1温度測定器73が測定した配管32の温度(第1温度)t1から取付位置熱変位量Δθtを推定する。取付位置熱変位量Δθtは、図3に示すように、第2スケール72aの−X側の端面72c(あるいはタレット50の回転中心)に対するタレット50の刃物取付位置の熱変位量である。取付位置熱変位量Δθtは、端面72cを中心とした刃物台5のX軸周りの熱変位量のうち、X方向の成分を抽出した値である。   Further, the calculation unit 22 estimates the mounting position thermal displacement amount Δθt from the temperature (first temperature) t1 of the pipe 32 measured by the first temperature measuring device 73. The mounting position thermal displacement amount Δθt is the thermal displacement amount of the blade mounting position of the turret 50 with respect to the −X side end surface 72c of the second scale 72a (or the rotation center of the turret 50), as shown in FIG. The attachment position thermal displacement amount Δθt is a value obtained by extracting the component in the X direction from the thermal displacement amount around the X axis of the tool rest 5 centered on the end face 72c.

第1温度t1と取付位置熱変位量Δθtとの間には所定の相関関係がある。取付位置熱変位量Δθtは、第1温度t1と第5温度t5との温度差が増加するに従って、−(マイナス)側の絶対値が増加する。このような第1温度t1と第5温度t5との温度差と取付位置熱変位量Δθtとの相関関係は、実験又はシミュレーションなどにより予め求められる。この相関関係は、例えば、第1温度t1と第5温度t5との温度差の値を変数とする取付位置熱変位量Δθtの関数データとして、記憶部25に記憶される。この場合、演算部22は、記憶部25に記憶される関数データを用いて、第1温度t1と第5温度t5との温度差に対応する取付位置熱変位量Δθtを算出する。   There is a predetermined correlation between the first temperature t1 and the mounting position thermal displacement amount Δθt. The attachment position thermal displacement amount Δθt increases in absolute value on the − (minus) side as the temperature difference between the first temperature t1 and the fifth temperature t5 increases. Such a correlation between the temperature difference between the first temperature t1 and the fifth temperature t5 and the mounting position thermal displacement amount Δθt is obtained in advance by experiments or simulations. This correlation is stored in the storage unit 25 as, for example, function data of the attachment position thermal displacement amount Δθt having a variable of the temperature difference between the first temperature t1 and the fifth temperature t5. In this case, the calculation unit 22 uses the function data stored in the storage unit 25 to calculate the mounting position thermal displacement amount Δθt corresponding to the temperature difference between the first temperature t1 and the fifth temperature t5.

また、演算部22は、第3温度測定器79が測定した第3温度t3から主軸軸心AX1と刃物Tの刃先(加工先端)刃先Taとの熱変位量である外気要因熱変位量ΔGを推定する。外気要因熱変位量ΔGは、第2スケール72aの−X側の端面72c(あるいはタレット50の回転中心)に対するタレット50の刃物取付位置の熱変位量のうち、外気温度に起因する熱変位量である。外気要因熱変位量ΔGは、端面72cを中心とした刃物台5のX軸周りの熱変位量のうち、X方向の成分を抽出した値である。   Further, the calculation unit 22 calculates the outside air factor thermal displacement amount ΔG which is the thermal displacement amount between the spindle axis AX1 and the blade tip (machining tip) blade tip Ta of the tool T from the third temperature t3 measured by the third temperature measuring device 79. presume. The outside air factor thermal displacement amount ΔG is a thermal displacement amount due to the outside air temperature among the thermal displacement amounts of the blade mounting position of the turret 50 with respect to the −X side end surface 72c (or the rotation center of the turret 50) of the second scale 72a. is there. The outside air factor thermal displacement amount ΔG is a value obtained by extracting a component in the X direction of the thermal displacement amount around the X axis of the tool rest 5 centered on the end surface 72c.

第3温度t3と外気要因熱変位量ΔGとの間には所定の相関関係がある。第3温度t3と外気要因熱変位量ΔGとの相関関係は、実験又はシミュレーションなどにより予め求められる。この相関関係は、例えば、第3温度t3の値を変数とする外気要因熱変位量ΔGの関数データとして、記憶部25に記憶される。この場合、演算部22は、記憶部25に記憶される関数データを用いて、第3温度t3に対応する外気要因熱変位量ΔGを算出する。また、第3温度測定器79は、配置されなくてもよい。この場合、後述する所定補正式では、第3温度t3に基づく外気要因熱変位量ΔGは除外される。   There is a predetermined correlation between the third temperature t3 and the outside air factor thermal displacement amount ΔG. The correlation between the third temperature t3 and the outside air factor thermal displacement amount ΔG is obtained in advance by experiments or simulations. This correlation is stored in the storage unit 25 as, for example, function data of the outside air factor thermal displacement amount ΔG having the value of the third temperature t3 as a variable. In this case, the calculation unit 22 uses the function data stored in the storage unit 25 to calculate the outside air factor thermal displacement amount ΔG corresponding to the third temperature t3. Further, the third temperature measuring device 79 may not be arranged. In this case, the outside air factor thermal displacement amount ΔG based on the third temperature t3 is excluded from the predetermined correction formula described later.

演算部22は、上述した主軸台熱変位量ΔS、刃物台熱変位量ΔT、刃物熱変位量ΔH、主軸軸心熱変位量Δθs、取付位置熱変位量Δθt、及び外気要因熱変位量ΔGを補正値に含めて主軸台4と刃物台5との相対移動量を演算することができる。この場合、補正値ΔXは、以下の所定補正式で表される。   The calculation unit 22 calculates the headstock thermal displacement amount ΔS, the tool post thermal displacement amount ΔT, the tool blade thermal displacement amount ΔH, the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs, the mounting position thermal displacement amount Δθt, and the outside air factor thermal displacement amount ΔG. The relative movement amount between the headstock 4 and the tool rest 5 can be calculated by including it in the correction value. In this case, the correction value ΔX is expressed by the following predetermined correction formula.

ΔX=ΔS+ΔT+ΔH+Δθs+Δθt+ΔG
このうち、Δθs、Δθt、ΔGについては、
Δθs=K1・Δt2+K2・Δt4
Δθt=K3・Δt1+K4・Δt5
ΔG =K5・Δt3
で表される。なお、Δt1からΔt5のそれぞれは、所定期間における第1温度t1〜第5温度t5の変位量である。また、K1からK5のそれぞれは、係数である。
ΔX = ΔS + ΔT + ΔH + Δθs + Δθt + ΔG
Of these, for Δθs, Δθt, and ΔG,
Δθs = K1 · Δt2 + K2 · Δt4
Δθt = K3 · Δt1 + K4 · Δt5
ΔG = K5 · Δt3
It is represented by. It should be noted that each of Δt1 to Δt5 is a displacement amount of the first temperature t1 to the fifth temperature t5 in a predetermined period. Further, each of K1 to K5 is a coefficient.

運転実行部23は、工作機械100に通常運転及び計測用運転を行わせる。通常運転は、刃物Tにより複数のワークWを順次加工させる運転である。計測用運転は、通常運転を行わせつつ、複数のワークWのうち未加工のワークWの少なくとも1つを取り出して計測用ワークWmとし、その計測用ワークWmに対して刃物Tと同一又はほぼ同一の計測用刃物Tmにより、刃物Tによるワークの加工と同一又はほぼ同一の条件で加工させる運転である。   The operation execution unit 23 causes the machine tool 100 to perform a normal operation and a measurement operation. The normal operation is an operation in which a plurality of works W are sequentially processed by the blade T. In the measurement operation, at least one of the unprocessed workpieces W is taken out as a measurement workpiece Wm while performing the normal operation, and the workpiece Wm is the same as or substantially equal to the blade T with respect to the measurement workpiece Wm. The operation is performed by the same measuring blade Tm under the same or almost the same conditions as the processing of the workpiece by the blade T.

図5は、通常運転及び計測用運転におけるワークWの加工状況を模式的に示すタイムテーブルである。図5では、計測用運転を行った場合、及び計測用運転を行った後に通常運転を行う場合を例に挙げて説明する。図5に示すように、運転実行部23は、計測用運転の間において、複数のワークWの加工を行いつつ、所定時間間隔で複数のワークWから計測用ワークWmを取り出して加工する。運転実行部23は、上述した計測用刃物Tmを用いて計測用ワークWmの加工を行う。従って、運転実行部23は、計測用運転において、ワークWの加工時と計測用ワークWmの加工時とで、切削工具を刃物Tと計測用刃物Tmとで切り替える。計測用ワークWmの加工と計測用ワークWmの加工との間は、刃物TmによりワークWの加工を行っている。また、図5に示すように、運転実行部23は、計測用運転後、通常運転を実行させ、複数のワークWを刃物Tにより加工する。   FIG. 5 is a time table that schematically shows the processing status of the work W in the normal operation and the measurement operation. In FIG. 5, a case where the measurement operation is performed and a case where the normal operation is performed after the measurement operation is described as an example. As illustrated in FIG. 5, the operation execution unit 23 processes the plurality of works W during the measurement operation, and takes out the work Wm for measurement from the plurality of works W at a predetermined time interval and processes the work Wm. The operation execution unit 23 processes the measurement work Wm using the above-described measurement blade Tm. Therefore, in the measurement operation, the operation execution unit 23 switches the cutting tool between the blade T and the blade Tm for measurement during processing of the work W and during processing of the measurement work Wm. Between the processing of the measurement work Wm and the processing of the measurement work Wm, the work W is processed by the blade Tm. Further, as shown in FIG. 5, the operation execution unit 23 executes the normal operation after the measurement operation and processes the plurality of works W with the blade T.

図5に示す計測用運転では、刃物Tにより2個のワークWを加工した後に1個の計測用ワークWmを計測用刃物Tmにより加工しているが、この形態に限定されない。上記した所定時間間隔で計測用ワークWmを加工しているので、この所定時間によって刃物Tにより加工するワークWの数が増減される。また、上記した所定時間は、同一時間であることに限定されず、異なる時間であってもよい。例えば、計測用運転の開始当初は所定時間が短く設定され、順次所定時間が長く設定される形態であってもよい。   In the measurement operation shown in FIG. 5, one workpiece Wm for measurement is processed by the blade Tm for measurement after processing two workpieces W by the blade T, but the present invention is not limited to this form. Since the measurement work Wm is processed at the above-mentioned predetermined time intervals, the number of works W to be processed by the blade T is increased or decreased by the predetermined time. Further, the above-mentioned predetermined time is not limited to the same time, and may be different times. For example, the predetermined time may be set shorter at the beginning of the measurement operation, and the predetermined time may be sequentially set longer.

運転実行部23は、予め設定されている所定補正式を用いて、又は所定補正式を用いずに、計測用刃物Tmにより計測用ワークWmを加工させる。この場合、所定補正式を用いたときの設計値からのズレ、又は所定補正式を用いないときの設計値からのズレに基づいて、予め設定されている所定補正式を修正するので、ワークWをより高精度に加工することができる。   The operation execution unit 23 causes the measuring workpiece Tm to be machined by the measuring blade Tm with or without using a preset predetermined correction formula. In this case, since the preset predetermined correction formula is corrected based on the deviation from the design value when the predetermined correction formula is used or the deviation from the design value when the predetermined correction formula is not used, the work W Can be processed with higher precision.

係数調整部24は、加工後の計測用ワークWmの寸法と、設計値とのズレである変位量、及び計測用ワークWmを加工したタイミングの第1温度t1から第5温度t5に基づいて、この変位量を減少させるように所定補正式の所定熱変位量の推定に用いた係数を調整する。本実施形態において、係数調整部24は、主軸軸心熱変位量Δθsの推定に用いる係数K1及びK2と、取付位置熱変位量Δθtの推定に用いる係数K3及びK4と、外気要因熱変位量の推定に用いる係数K5のそれぞれを調整する。係数K1からK5の調整は、例えば、係数K1からK5にそれぞれ予め用意した値を代入して、変位量が最も小さくなる係数K1からK5の組み合わせを選択することにより行う。   The coefficient adjusting unit 24 determines, based on the dimensions of the measurement work Wm after machining, the amount of displacement which is a deviation from the design value, and the first temperature t1 to the fifth temperature t5 at the timing of machining the measurement work Wm. The coefficient used for estimating the predetermined thermal displacement amount of the predetermined correction formula is adjusted so as to reduce the displacement amount. In the present embodiment, the coefficient adjusting unit 24 determines the coefficients K1 and K2 used for estimating the spindle axial thermal displacement amount Δθs, the coefficients K3 and K4 used for estimating the mounting position thermal displacement amount Δθt, and the outside air factor thermal displacement amount. Each coefficient K5 used for estimation is adjusted. The adjustment of the coefficients K1 to K5 is performed, for example, by substituting previously prepared values for the coefficients K1 to K5 and selecting the combination of the coefficients K1 to K5 that minimizes the displacement amount.

入力部26は、計測用運転時における加工後の計測用ワークWmの寸法を入力可能である。入力部26としては、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等の入力インターフェースを用いることができる。入力部26による入力結果は、制御装置2の係数調整部24に送信される。入力部26により計測用ワークWmの寸法が入力された場合、係数調整部24は、入力部26に入力された計測用ワークWmの寸法に基づいて、先に設定されている上記の所定補正式における係数K1からK5をそれぞれ係数K1〜K5を調整する。   The input unit 26 can input the dimensions of the measurement work Wm after machining during the measurement operation. As the input unit 26, for example, an input interface such as a keyboard, a mouse, a touch panel can be used. The input result of the input unit 26 is transmitted to the coefficient adjusting unit 24 of the control device 2. When the size of the measurement work Wm is input by the input unit 26, the coefficient adjusting unit 24 determines the above-mentioned predetermined correction formula based on the size of the measurement work Wm input by the input unit 26. The coefficients K1 to K5 are adjusted to the coefficients K1 to K5, respectively.

表示部27は、制御装置2から出力される所定の情報を表示可能である。表示部27としては、例えば液晶パネル、有機エレクトロルミネセンスパネル等のディスプレイ装置が用いられる。例えば、入力部26からの入力結果を係数調整部24が表示部27に出力することにより、表示部27は、入力部26における入力結果を表示可能である。また、運転実行部23が計測用運転を実行する場合、表示部27は、計測用運転の実行中であることを表示可能である。   The display unit 27 can display predetermined information output from the control device 2. As the display unit 27, for example, a display device such as a liquid crystal panel or an organic electroluminescence panel is used. For example, the coefficient adjusting unit 24 outputs the input result from the input unit 26 to the display unit 27, so that the display unit 27 can display the input result in the input unit 26. When the operation execution unit 23 executes the measurement operation, the display unit 27 can display that the measurement operation is being executed.

図6は、表示部27に表示される表示画面の一例を示す図である。図6に示す例において、表示部27の表示画面Gには、運転状況表示領域27aと、ワーク径表示領域27bと、係数表示領域27cと、操作ボタン表示領域27dとが表示される。なお、本実施形態では、表示部27の表示画面Gに入力部26としてタッチパネルが用いられる場合を例に挙げて説明する。入力部26としてタッチパネルが用いられることで、作業者は、各領域に対して容易に入力することができる。   FIG. 6 is a diagram showing an example of a display screen displayed on the display unit 27. In the example shown in FIG. 6, the display screen G of the display unit 27 displays an operation status display area 27a, a work diameter display area 27b, a coefficient display area 27c, and an operation button display area 27d. In the present embodiment, a case where a touch panel is used as the input unit 26 on the display screen G of the display unit 27 will be described as an example. By using a touch panel as the input unit 26, a worker can easily input data in each area.

運転状況表示領域27aには、例えば計測用運転の経過及び計測用運転後のワークWの状況を示す情報が表示される。ワーク径表示領域27bには、入力部26により計測用運転時の計測用ワークWmの寸法が入力された場合、それぞれの入力結果が表示される。係数表示領域27cには、計測用運転の前後における係数K1〜K5が表示される。操作ボタン表示領域27dには、例えば計測用運転を開始するためのボタン、ワーク径を入力するためのボタン、計測運転後のワークWの状況を示す情報を表示するためのボタン等の操作ボタンが表示される。表示部27の表示画面のうち操作ボタンが表示された領域を作業者等がタッチすることにより、操作ボタンに対応する所定の入力信号が運転実行部23に送信されるようになっている。   In the operation status display area 27a, for example, information indicating the progress of the measurement operation and the status of the work W after the measurement operation is displayed. In the work diameter display area 27b, when the size of the measurement work Wm during the measurement operation is input by the input unit 26, each input result is displayed. The coefficients K1 to K5 before and after the measuring operation are displayed in the coefficient display area 27c. The operation button display area 27d includes operation buttons such as a button for starting a measurement operation, a button for inputting a work diameter, and a button for displaying information indicating the status of the work W after the measurement operation. Is displayed. When a worker or the like touches the area where the operation button is displayed on the display screen of the display unit 27, a predetermined input signal corresponding to the operation button is transmitted to the driving execution unit 23.

なお、制御装置2は、移動制御部21、演算部22、運転実行部23、及び係数調整部24がソフトウェアにより実現されてもよい。また、制御装置2は、移動制御部21、演算部22、運転実行部23、及び係数調整部24の少なくとも1つが別の制御装置によって構成されてもよい。また、記憶部25は、例えば、制御装置2に内蔵されたハードディスク、あるいは持ち運び可能なCD−ROM、USBメモリなどが用いられてもよい。   In the control device 2, the movement control unit 21, the calculation unit 22, the operation execution unit 23, and the coefficient adjustment unit 24 may be realized by software. Further, in the control device 2, at least one of the movement control unit 21, the calculation unit 22, the operation execution unit 23, and the coefficient adjustment unit 24 may be configured by another control device. Further, as the storage unit 25, for example, a hard disk built in the control device 2, a portable CD-ROM, a USB memory, or the like may be used.

次に、以上のように構成された工作機械100の動作について説明する。まず、工作機械100が通常運転を行う場合について説明する。この場合、制御装置2は、加工対象であるワークWを把持爪11aによって主軸10に保持させる。ワークWを主軸10に保持させた後、制御装置2は、主軸10を主軸軸心AX1の軸周り方向(θZ方向)に回転させることにより、ワークWを主軸軸心AX1の軸周り方向に回転させる。   Next, the operation of the machine tool 100 configured as above will be described. First, a case where the machine tool 100 performs a normal operation will be described. In this case, the control device 2 causes the work spindle W to be processed to be held on the spindle 10 by the grip claws 11a. After holding the workpiece W on the spindle 10, the control device 2 rotates the spindle 10 in the axial direction (θZ direction) of the spindle axis AX1 to rotate the workpiece W in the axial direction of the spindle axis AX1. Let

続いて、制御装置2は、移動制御部21によってX方向駆動部64及びZ方向駆動部65を制御し、ワークWと刃物Tとを相対的に移動させることにより刃物Tの刃先TaでワークWを切削加工する。なお、ワークWと刃物Tとの相対的な移動量及び速度などに関する加工データは、例えば上位の制御装置からの送信あるいは作業者による入力によって記憶部25等に保管されている。加工データは、例えば、刃物Tの刃先Taが移動すべき軌跡の座標データなどである。移動制御部21は、記憶部25等の加工データに基づいてX方向駆動部64及びZ方向駆動部65を駆動させる。   Subsequently, the control device 2 controls the X-direction driving unit 64 and the Z-direction driving unit 65 by the movement control unit 21 to relatively move the work W and the cutting tool T, so that the work W is moved at the cutting edge Ta of the cutting tool T. To cut. The processing data relating to the relative movement amount and speed of the work W and the blade T are stored in the storage unit 25 or the like by, for example, transmission from a host controller or input by a worker. The processing data is, for example, coordinate data of a trajectory along which the cutting edge Ta of the cutting tool T should move. The movement control unit 21 drives the X-direction drive unit 64 and the Z-direction drive unit 65 based on the processing data of the storage unit 25 and the like.

ワークWの切削を行う場合、環境温度の変化、ワークWの切削時に生じる切削熱、及び運転に伴う各部位の発熱などにより、主軸台4、刃物台5、主軸10、タレット50、刃物T、ホルダ51、ベッド3等が熱変形し、主軸軸心AX1と刃物Tの刃先Taとの間のX方向の距離が変動する。この距離の変動により、初期に設定された基準位置又は基準距離(例えば、主軸軸心AX1と刃先Taとの間のX方向の距離Lなど)が変化し、ワークWに対する刃物Tの刃先Taの位置が想定値(加工データに基づく設定値)からずれてしまう。このため、本実施形態では、演算部22において、熱変位量を算出又は推定し、主軸10と刃物Tとの相対移動量である補正値ΔXを演算して加工データを補正する。   When the work W is cut, the headstock 4, the tool rest 5, the spindle 10, the turret 50, the tool T, due to a change in environmental temperature, cutting heat generated when the work W is cut, heat generated in each part during operation, and the like. The holder 51, the bed 3, and the like are thermally deformed, and the distance in the X direction between the spindle axis AX1 and the blade tip Ta of the blade T changes. Due to this variation in the distance, an initially set reference position or reference distance (for example, a distance L in the X direction between the spindle axis AX1 and the cutting edge Ta, etc.) changes, and the cutting edge Ta of the cutting tool T with respect to the workpiece W changes. The position deviates from the expected value (set value based on the processed data). Therefore, in the present embodiment, the calculation unit 22 calculates or estimates the thermal displacement amount, calculates the correction value ΔX that is the relative movement amount between the spindle 10 and the cutting tool T, and corrects the machining data.

図7は、距離Lの補正値を算出する処理の一例を示すフローチャートである。図7に示すように、演算部22は、主軸側位置計測装置71で計測された主軸軸心AX1のX方向についての変位(位置)に基づいて、主軸台熱変位量ΔSを算出する(ステップS01)。また、演算部22は、刃物側位置計測装置72で計測された第3基準位置P3のX方向についての変位(位置)に基づいて、刃物台熱変位量ΔTを算出する(ステップS02)。また、演算部22は、第1温度測定器73で測定された配管32の温度(第1温度)に基づいて、刃物熱変位量ΔHを推定する(ステップS03)。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing for calculating the correction value of the distance L. As shown in FIG. 7, the calculation unit 22 calculates the headstock thermal displacement amount ΔS based on the displacement (position) in the X direction of the spindle axis AX1 measured by the spindle side position measuring device 71 (step). S01). Further, the calculation unit 22 calculates the tool post thermal displacement amount ΔT based on the displacement (position) in the X direction of the third reference position P3 measured by the tool side position measurement device 72 (step S02). Further, the calculation unit 22 estimates the blade thermal displacement amount ΔH based on the temperature of the pipe 32 (first temperature) measured by the first temperature measuring device 73 (step S03).

演算部22は、第2温度測定器74が測定した主軸台4の温度(第2温度)に基づいて、上記したように、主軸軸心熱変位量Δθsを推定する(ステップS04)。また、演算部22は、第1温度測定器73が測定した配管32の温度(第1温度)から取付位置熱変位量Δθtを推定する(ステップS05)。また、演算部22は、第3温度測定器79が測定したカバーCの内側の温度(第3温度)に基づいて、上記したように、外気要因熱変位量ΔGを推定する(ステップS06)。   As described above, the calculation unit 22 estimates the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs based on the temperature of the headstock 4 (second temperature) measured by the second temperature measuring device 74 (step S04). Further, the calculation unit 22 estimates the mounting position thermal displacement amount Δθt from the temperature of the pipe 32 (first temperature) measured by the first temperature measuring device 73 (step S05). Further, the calculation unit 22 estimates the outside air factor thermal displacement amount ΔG based on the temperature inside the cover C (third temperature) measured by the third temperature measuring device 79 (step S06).

演算部22は、算出又は推定した主軸台熱変位量ΔS、刃物台熱変位量ΔT、刃物熱変位量ΔH、主軸軸心熱変位量Δθs、取付位置熱変位量Δθt及び外気要因熱変位量ΔGに基づいて、主軸10の主軸軸心AX1と、刃物Tの刃先Taとの相対移動量である補正値ΔXを所定補正式(ΔX=ΔS+ΔT+ΔH+Δθs+Δθt+ΔG)により演算する(ステップS07)。   The calculation unit 22 calculates or estimates the headstock thermal displacement amount ΔS, the tool post thermal displacement amount ΔT, the blade tool thermal displacement amount ΔH, the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs, the attachment position thermal displacement amount Δθt, and the outside air factor thermal displacement amount ΔG. Based on the above, the correction value ΔX which is the relative movement amount between the spindle axis AX1 of the spindle 10 and the cutting edge Ta of the tool T is calculated by a predetermined correction formula (ΔX = ΔS + ΔT + ΔH + Δθs + Δθt + ΔG) (step S07).

移動制御部21は、演算部22で算出された相対移動量(補正値ΔX)に基づいて加工データを補正し、この補正した加工データに基づいてX方向駆動部64及びZ方向駆動部65を駆動させ、ワークWを切削加工する(ステップS08)。ステップS08において、補正した加工データに基づいてワークWを切削加工するので、X方向(ワークWの切込み量)及びZ方向(刃先Taの送り量)について、工作機械100(本体部1)の熱変形の影響が排除されてワークWが加工され、ワークWを所望の寸法に正確に切削加工を行うことができる。   The movement control unit 21 corrects the processing data based on the relative movement amount (correction value ΔX) calculated by the calculation unit 22, and controls the X-direction driving unit 64 and the Z-direction driving unit 65 based on the corrected processing data. The workpiece W is driven to cut the workpiece W (step S08). In step S08, since the work W is cut based on the corrected working data, the heat of the machine tool 100 (main body 1) is cut in the X direction (cut amount of the work W) and the Z direction (feed amount of the cutting edge Ta). The work W is processed by eliminating the influence of deformation, and the work W can be accurately cut to a desired dimension.

ワークWの切削加工が終了した場合、把持爪11aによる保持を解除し、ワークWを主軸10から取り出す。なお、主軸10に対するワークWの搬入又は搬出は、不図示のワーク搬送装置によって行ってもよい。なお、ワーク搬送装置によりワークWの搬入から搬出までの一連の動作は、例えば、制御装置2からの指示によって行われてもよく、また、作業者のマニュアル操作によって行われてもよい。ワーク搬送装置によりワークWの搬入から搬出までの一連の動作が制御装置2で行うことにより、ワークWの加工を自動で行うことができる。   When the cutting of the work W is completed, the holding by the grip claws 11 a is released and the work W is taken out from the spindle 10. The work W may be loaded into or unloaded from the spindle 10 by a work transfer device (not shown). The series of operations from the loading and unloading of the work W by the work transporting device may be performed, for example, by an instruction from the control device 2 or may be performed manually by an operator. Since the control device 2 performs a series of operations from the loading and unloading of the work W by the work transfer device, the work W can be processed automatically.

次に、工作機械100が計測用運転を行う場合について説明する。図8は、計測用運転を行う処理の一例を示すフローチャートである。運転実行部23は、上述したステップS08と同様に、ワークWの加工を実行させる(ステップS11)。このワークの加工動作において、運転実行部23は、計測用運転を実行するか否かの判定を行う(ステップS12)。ステップS12において、運転実行部23は、例えば計測用運転を行うためのフラグの有無を判断する。このようなフラグとしては、例えば、工作機械100を稼働させてから所定期間が経過した場合、又は入力部26から計測用運転を行う旨の入力があった場合等が挙げられる。例えば、運転実行部23は、工場等の稼働を停止する休日又は祝日等が経過した最初の稼働時に計測用運転を実行させてもよいし、加工するワークWが変わったタイミング、又は刃物Tを交換したタイミングで実行させてもよい。   Next, a case where the machine tool 100 performs a measurement operation will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing for performing the measurement operation. The operation execution unit 23 executes the machining of the work W, similarly to step S08 described above (step S11). In the machining operation of this work, the operation execution unit 23 determines whether or not to execute the measurement operation (step S12). In step S12, the operation execution unit 23 determines whether or not there is a flag for performing measurement operation, for example. Examples of such a flag include a case where a predetermined period has elapsed since the machine tool 100 was operated, or a case where there was an input from the input unit 26 to perform a measurement operation. For example, the operation executing unit 23 may execute the measurement operation at the first operation after a holiday or holiday for stopping the operation of the factory or the like, or the timing when the workpiece W to be processed is changed, or the blade T. It may be executed at the timing of replacement.

図9は、表示部27に表示される表示画面Gの一例を示す図であり、計測用運転を行う前の表示画面Gを示している。図9に示すように、運転実行部23は、計測用運転を開始するか否かの確認メッセージを表示画面Gの運転状況表示領域27aに表示させる。また、運転実行部23は、計測用運転を開始するための操作ボタンを操作ボタン表示領域27dに表示させる。図9の表示画面Gにおいて計測用運転を開始する旨の信号が入力された場合、運転実行部23は、計測用運転を行うためのフラグがあったと判定する。   FIG. 9 is a diagram showing an example of the display screen G displayed on the display unit 27, and shows the display screen G before performing the measurement operation. As shown in FIG. 9, the operation execution unit 23 displays a confirmation message as to whether or not to start the measurement operation in the operation status display area 27a of the display screen G. The operation execution unit 23 also displays an operation button for starting the measurement operation in the operation button display area 27d. When a signal to start the measurement operation is input on the display screen G of FIG. 9, the operation execution unit 23 determines that there is a flag for performing the measurement operation.

運転実行部23は、図8に示すように、計測用運転を行う旨の入力がない場合、計測用運転を実行しないと判定し(ステップS12のNO)、ステップS11及びステップS12の処理を繰り返して行う。また、運転実行部23は、計測用運転を行う旨の入力がある場合、計測用運転を実行すると判定し(ステップS12のYES)、計測用ワークWmを加工する(ステップS13)。ステップS13において、運転実行部23は、未加工のワークWの少なくとも1個を取り出して計測用ワークWmとする。計測用ワークWmは、例えば、ワークWの載置台等において加工順に並べられている未加工のワークWの1つである。   As shown in FIG. 8, when there is no input to perform the measurement operation, the operation execution unit 23 determines not to perform the measurement operation (NO in step S12), and repeats the processing in steps S11 and S12. Do it. Further, when there is an input to perform the measurement operation, the operation execution unit 23 determines to execute the measurement operation (YES in step S12) and processes the measurement work Wm (step S13). In step S13, the operation execution unit 23 takes out at least one unprocessed work W and sets it as the measurement work Wm. The measurement work Wm is, for example, one of the unprocessed works W arranged in the processing order on the mounting table of the work W or the like.

また、運転実行部23は、計測用ワークWmを取り出した後、計測用刃物Tmにより、刃物TによるワークWの加工と同一又はほぼ同一の条件でこの計測用ワークWmを加工する。この場合、運転実行部23は、例えば、刃物TによりワークWを加工する加工プログラムが用いられる。運転実行部23は、計測用刃物Tmが所定の加工位置に配置されるようにタレット50をθX方向に回転させる。そして、運転実行部23は、上記した加工プラグラムにより、予め設定された加工量となるように主軸10、主軸台4、及び刃物台5の動作を制御する。   Further, the operation executing unit 23, after taking out the measurement work Wm, processes the measurement work Wm by the measurement blade Tm under the same or almost the same condition as the processing of the work W by the blade T. In this case, the operation execution unit 23 uses, for example, a machining program for machining the work W with the blade T. The operation execution unit 23 rotates the turret 50 in the θX direction so that the measuring blade Tm is arranged at a predetermined processing position. Then, the operation execution unit 23 controls the operations of the spindle 10, the headstock 4, and the tool rest 5 by the above-described machining program so that the machining amount is set in advance.

図10は、表示部27に表示される表示画面Gの一例を示す図であり、計測用運転が開始された場合の表示画面Gを示している。運転実行部23は、計測用運転を開始した場合、図10に示すように、表示部27の表示画面Gにおける運転状況表示領域27aに、計測用運転を実行中であることを表示させる。この表示により、作業者に対して工作機械100が計測用運転中であることを容易に報知することができる。なお、運転実行部23は、補正値を算出する補正低補正式において、調整前の係数K1〜K5を係数表示領域27cに表示させてもよい。   10: is a figure which shows an example of the display screen G displayed on the display part 27, and has shown the display screen G when the driving | operation for measurement is started. When the measurement operation is started, the operation execution unit 23 causes the operation status display area 27a on the display screen G of the display unit 27 to display that the measurement operation is being executed, as illustrated in FIG. 10. This display can easily inform the operator that the machine tool 100 is in the measurement operation. The operation executing unit 23 may display the coefficients K1 to K5 before the adjustment in the coefficient display area 27c in the correction low correction formula for calculating the correction value.

運転実行部23は、計測用運転において、複数のワークWから計測用ワークWmを所定時間間隔で取り出し、計測用刃物Tmによりそれぞれの計測用ワークWmを加工させる。所定時間、及び計測用ワークWmの取り出し数については、予め記憶部25に記憶させることで設定することができる。運転実行部23は、1つの計測用ワークWmを加工した後、次の計測用ワークWmを加工するまでの間、刃物Tにより通常のワークWの加工を実行させる。つまり、運転実行部23は、刃物Tにより複数のワークWを加工する通常の加工動作の中で、所定時間が経過するごとに、刃物Tを計測用刃物Tmに切り替えて、計測用ワークWmとして設定した未加工のワークWを加工する。計測用ワークWmを加工した後、運転実行部23は、所定時間が経過するまで、再び計測用刃物Tmを刃物Tに切り替えて、通常のワークWの加工を実行させる。   In the measurement operation, the operation executing unit 23 takes out the measurement work Wm from the plurality of works W at predetermined time intervals and causes the measurement blade Tm to process each measurement work Wm. The predetermined time and the number of the measurement works Wm taken out can be set by storing them in the storage unit 25 in advance. The operation execution unit 23 causes the blade T to process the normal work W until the next work Wm for measurement is processed after processing one work Wm for measurement. In other words, the operation executing unit 23 switches the blade T to the blade Tm for measurement every time a predetermined time elapses during a normal processing operation of processing the plurality of workpieces W with the blade T, and sets it as the workpiece Wm for measurement. The set unprocessed work W is processed. After processing the measurement work Wm, the operation execution unit 23 switches the measurement tool Tm to the tool T again and executes the normal work W processing until a predetermined time elapses.

運転実行部23は、図8に示すように、1つの計測用ワークWmを加工した後、加工した計測用ワークWmが所定数に到達したか否かを判定する(ステップS14)。運転実行部23は、加工した計測用ワークWmが所定数に到達していないと判定した場合(ステップS14のNO)、運転実行部23は、加工した計測用ワークWmが所定数に到達するまで、上記のステップS13以降の動作を繰り返して行うように制御する。つまり、運転実行部23は、所定時間が経過したか否かを判定し(ステップS15)、所定時間が経過した場合(ステップS15のYES)に、未加工のワークWの中から次の計測用ワークWmを設定して、計測用刃物Tmにより加工を行う。運転実行部23は、所定時間が経過していない場合(ステップS15のNO)、ステップS15の判定を繰り返して行う。   As shown in FIG. 8, the operation executing unit 23 processes one measurement work Wm, and then determines whether or not the processed measurement work Wm has reached a predetermined number (step S14). When the operation execution unit 23 determines that the processed measurement work Wm has not reached the predetermined number (NO in step S14), the operation execution unit 23 waits until the processed measurement work Wm reaches the predetermined number. , And control is performed so that the operation of step S13 and subsequent steps is repeated. In other words, the operation execution unit 23 determines whether or not a predetermined time has elapsed (step S15), and when the predetermined time has elapsed (YES in step S15), the next part of the unworked workpiece W for measurement is measured. The work Wm is set, and processing is performed with the measuring blade Tm. The driving | operation execution part 23 repeats the determination of step S15, when predetermined time has not passed (NO of step S15).

運転実行部23は、加工した計測用ワークWmが所定数に到達したと判定した場合(ステップS14のYES)、加工後の計測用ワークWmの寸法を表示部27の表示画面Gに表示させる。図11は、表示部27に表示される表示画面Gの一例を示す図であり、加工後の計測用ワークWmの寸法(径)を入力する場合の表示画面Gを示している。運転実行部23は、表示部27の表示画面Gにワーク径入力領域27eを表示させる。作業者は、入力部26としてのタッチパネルを操作して、ワーク径入力領域27eのそれぞれに計測用ワークWmの寸法(径)を入力する(ステップS16)。   When it is determined that the number of processed measurement works Wm has reached the predetermined number (YES in step S14), the operation execution unit 23 displays the dimension of the processed measurement work Wm on the display screen G of the display unit 27. FIG. 11 is a diagram showing an example of a display screen G displayed on the display unit 27, and shows the display screen G for inputting the dimension (diameter) of the processed measurement work Wm. The operation execution unit 23 displays the work diameter input area 27e on the display screen G of the display unit 27. The operator operates the touch panel as the input unit 26 to input the dimension (diameter) of the measurement work Wm into each of the work diameter input areas 27e (step S16).

ワーク径入力領域27eは、表示画面Gにおいて上下に複数の記入欄が設けられている。この記入欄を作業者がタッチすることにより、例えばテンキーが表示画面Gに表示され、このテンキーを作業者が操作することにより計測用ワークWmの寸法(径)が入力される。作業者は、例えば、計測用ワークWmを加工した順に、上の欄から順に計測用ワークWmの寸法(径)を入力する。なお、ステップS16は、作業者が入力することに限定されない。例えば、計測用ワークWmの寸法(径)を計測装置により計測する場合、この計測装置からの計測結果が制御装置2に送られて、自動で計測用ワークWmの寸法が入力される構成であってもよい。   The work diameter input area 27e is provided with a plurality of entry fields above and below the display screen G. When the operator touches this entry field, for example, a ten-key is displayed on the display screen G, and the operator operates the ten-key to input the dimension (diameter) of the measurement work Wm. For example, the operator inputs the dimensions (diameter) of the measurement work Wm in the order in which the measurement work Wm is processed, starting from the upper column. Note that step S16 is not limited to input by the operator. For example, when measuring the dimension (diameter) of the measurement work Wm by the measurement device, the measurement result from this measurement device is sent to the control device 2, and the size of the measurement work Wm is automatically input. May be.

運転実行部23は、ワーク径入力領域27eによりワーク径が入力された場合、図11に示すように、ワーク径表示領域27bに入力結果を表示させる。ワーク径入力領域27eに計測用ワークWmの寸法が入力されると、係数調整部24は、計測用運転時における加工後の計測用ワークWmの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように所定補正式の所定熱変位量の推定に用いた係数K1〜K5を調整する(ステップS17)。   When the work diameter is input through the work diameter input area 27e, the operation execution unit 23 displays the input result in the work diameter display area 27b as shown in FIG. When the dimension of the measuring workpiece Wm is input to the workpiece diameter input area 27e, the coefficient adjusting unit 24 determines, based on the dimension of the measured workpiece Wm after machining during the measuring operation and the displacement amount between the design value and The coefficients K1 to K5 used for estimating the predetermined thermal displacement amount of the predetermined correction formula are adjusted so as to reduce the displacement amount (step S17).

図12は、ステップS17における調整処理の一例を示すフローチャートである。図12に示すように、係数調整部24は、主軸台熱変位量ΔSの算出(ステップS21)、刃物台熱変位量ΔTの算出(ステップS22)、刃物熱変位量ΔHの推定(ステップS23)、主軸軸心熱変位量Δθsの推定(ステップS24)、取付位置熱変位量Δθtの推定(ステップS25)、外気要因熱変位量ΔGの推定(ステップS26)を行う。これらステップS21からステップS26は、図7に示すステップS01からステップS06と同様の処理であり、説明を省略する。係数調整部24は、主軸台熱変位量ΔS、刃物台熱変位量ΔT、刃物熱変位量ΔH、主軸軸心熱変位量Δθs、取付位置熱変位量Δθt、外気要因熱変位量ΔGから所定補正式における係数K1からK5を算出し、先に設定されている所定補正式の係数K1からK5を新たな係数K1からK5に調整することにより所定補正式を修正(又は更新)する(ステップS27)。   FIG. 12 is a flowchart showing an example of the adjustment processing in step S17. As shown in FIG. 12, the coefficient adjusting unit 24 calculates the headstock thermal displacement amount ΔS (step S21), the tool post thermal displacement amount ΔT (step S22), and estimates the tool post thermal displacement amount ΔH (step S23). The main axis thermal displacement amount Δθs is estimated (step S24), the mounting position thermal displacement amount Δθt is estimated (step S25), and the outside air factor thermal displacement amount ΔG is estimated (step S26). These steps S21 to S26 are the same processes as steps S01 to S06 shown in FIG. 7, and description thereof will be omitted. The coefficient adjusting unit 24 makes a predetermined correction from the headstock thermal displacement amount ΔS, the tool post thermal displacement amount ΔT, the blade tool thermal displacement amount ΔH, the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs, the mounting position thermal displacement amount Δθt, and the outside air factor thermal displacement amount ΔG. The predetermined correction equation is corrected (or updated) by calculating the coefficients K1 to K5 in the equation and adjusting the previously set predetermined correction equation coefficients K1 to K5 to new coefficients K1 to K5 (step S27). .

図13は、表示部27に表示される表示画面Gの一例を示す図であり、係数調整後の状況についての表示画面Gを示している。係数K1〜K5が調整された後、運転実行部23は、係数調整後の補正値と、係数調整前の補正値とを比較するためのグラフを、表示画面Gの運転状況表示領域27aに表示させることができる。このグラフにより、作業者に対して係数調整の前後における補正値の変化を容易に報知することができる。また、係数K1〜K5が調整された後、制御装置2は、係数調整後の所定補正式による補正値を用いて新たな切削加工を行うように制御してもよい。   FIG. 13 is a diagram showing an example of the display screen G displayed on the display unit 27, and shows the display screen G regarding the situation after the coefficient adjustment. After the coefficients K1 to K5 are adjusted, the operation executing unit 23 displays a graph for comparing the correction value after the coefficient adjustment and the correction value before the coefficient adjustment in the operation status display area 27a of the display screen G. Can be made. With this graph, it is possible to easily notify the operator of the change in the correction value before and after the coefficient adjustment. In addition, after the coefficients K1 to K5 are adjusted, the control device 2 may perform control so as to perform new cutting using the correction value according to the predetermined correction formula after the coefficient adjustment.

このように、実施形態に係る工作機械100は、刃物Tにより複数のワークWを順次加工を行いつつ、複数のワークWのうちの1つである計測用ワークWmに対して計測用刃物Tmにより加工させる計測用運転を実行し、加工後の計測用ワークWmの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように所定補正式の所定熱変位量の推定に用いた係数K1〜K5を調整するため、工作機械100による生産(ワークWの加工)を停止させることなく所定補正式を修正することができ、ワークWを高精度に加工しつつ、工作機械100による生産効率(ワークWの加工効率)が低下するのを抑制することができる。   In this way, the machine tool 100 according to the embodiment sequentially processes the plurality of workpieces W by the blade T, while using the measuring blade Tm for the measuring workpiece Wm, which is one of the plurality of workpieces W. A measurement operation for machining is executed, and based on the amount of displacement of the measured workpiece Wm after machining and the design value, it is used to estimate a predetermined thermal displacement amount of a predetermined correction formula so as to reduce this displacement amount. Since the coefficients K1 to K5 that have been adjusted are adjusted, the predetermined correction formula can be corrected without stopping the production by the machine tool 100 (processing of the work W), and the machine tool 100 can process the work W with high accuracy. It is possible to suppress a decrease in production efficiency (working efficiency of the work W).

なお、計測用運転中に加工された計測用ワークWmは、刃物Tにより加工されたワークWと同様に加工済みワークWとして取り扱われてもよい。また、上記した計測用運転は、加工後におけるワークWの寸法誤差の許容値が大きい加工を行っている際に行うようにしてもよい。この場合、ワークWの寸法誤差の許容値が大きい加工を行っている間に所定補正式を修正することが可能となり、その後、寸法誤差の許容値が小さいワークWを加工する際に対応可能となる。   The measurement work Wm processed during the measurement operation may be treated as the processed work W, like the work W processed by the blade T. Further, the above-described measurement operation may be performed when machining is performed in which the allowable value of the dimensional error of the workpiece W after machining is large. In this case, it becomes possible to correct the predetermined correction formula while machining the workpiece W having a large allowable value of the dimensional error, and thereafter, it is possible to process the workpiece W having a small allowable value of the dimensional error. Become.

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態では、主軸軸心熱変位量Δθsを第2温度から推定しているが、この形態に限定されない。例えば、工作機械の運転開始から経過時間によって主軸軸心熱変位量Δθsを推定してもよい。主軸軸心熱変位量Δθsは、運転開始から所定値まで増加する。このような運転開始からの時間と主軸軸心熱変位量Δθsとの関係は、例えば、運転開始からの時間を変数とする主軸軸心熱変位量Δθsの関数データとして、記憶部25に記憶されてもよい。この場合、演算部22は、記憶部25に記憶される関数データを用いて、運転開始からの時間に対応する主軸軸心熱変位量Δθsを算出してもよい。   Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above description, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs is estimated from the second temperature, but the present invention is not limited to this form. For example, the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs may be estimated from the elapsed time from the start of operation of the machine tool. The amount of thermal displacement Δθs of the spindle axis increases from the start of operation to a predetermined value. The relationship between the time from the start of operation and the amount of thermal displacement Δθs of the spindle shaft core is stored in the storage unit 25 as, for example, function data of the amount of thermal displacement Δθs of the spindle shaft with the time from the start of operation as a variable. May be. In this case, the calculation unit 22 may use the function data stored in the storage unit 25 to calculate the spindle shaft center thermal displacement amount Δθs corresponding to the time from the start of operation.

上記したように、主軸軸心熱変位量Δθsの値が工作機械の運転開始からの時間との間で相関関係を有している場合は、運転開始からの時間を計測して、この時間に対応する主軸軸心熱変位量Δθsを算出すればよいので、第2温度を計測する第2温度測定器74が不要となる。この形態により、本体部1の装置構成及び制御装置2の処理を簡略化することができる。   As described above, when the value of the thermal displacement amount Δθs of the spindle axis has a correlation with the time from the start of operation of the machine tool, the time from the start of operation is measured and Since it suffices to calculate the corresponding spindle shaft center thermal displacement amount Δθs, the second temperature measuring device 74 for measuring the second temperature becomes unnecessary. With this configuration, the device configuration of the main body 1 and the processing of the control device 2 can be simplified.

また、上述した実施形態では、1つのタレット50の異なるホルダに刃物T及び計測用刃物Tmが取り付けられた構成として説明したが、この形態に限定されない。例えば、刃物Tと計測用刃物Tmとが同一のホルダに取り付けられてもよい。また、上述した実施形態では、1つの主軸10を用いてこの主軸に10に計測用ワークWmを保持させる構成としているがこの形態に限定されない。例えば、主軸10とは別に、計測用ワークWmを保持させる主軸を備える工作機械であってもよい。また、工作機械100が平行2軸旋盤である場合、2つの主軸のうち、一方の主軸を用いて刃物TによりワークWの加工を行いつつ、他方の主軸を用いて計測用刃物Tmにより計測用ワークWmの加工を行ってもよい。この場合、計測用ワークWmの加工時に、ワークWの加工が中断されないので、ワークの加工効率の低下を抑制できる。   In the above-described embodiment, the blade T and the measuring blade Tm are attached to different holders of the turret 50, but the present invention is not limited to this. For example, the blade T and the blade Tm for measurement may be attached to the same holder. Further, in the above-described embodiment, one main shaft 10 is used to hold the measurement work Wm on the main shaft 10, but the present invention is not limited to this form. For example, the machine tool may include a spindle for holding the measurement work Wm, separately from the spindle 10. Further, when the machine tool 100 is a parallel two-axis lathe, one of the two spindles is used to process the workpiece W by the blade T, while the other spindle is used for measurement by the measuring blade Tm. The work Wm may be processed. In this case, since the processing of the work W is not interrupted during the processing of the measurement work Wm, it is possible to suppress a decrease in the processing efficiency of the work.

P1・・・第1基準位置
P2・・・第2基準位置
P3・・・第3基準位置
T・・・刃物
Tm・・・計測用刃物
Ta・・・刃先
W・・・ワーク
Wm・・・計測用ワーク
AX1・・・主軸軸心
1・・・本体部
2・・・制御装置
3・・・ベッド
4・・・主軸台
5・・・刃物台
5b・・・側面
5c・・・固定位置
6・・・移動装置
7・・・計測装置
10・・・主軸
11・・・チャック駆動部
11a・・・把持爪
21・・・移動制御部
22・・・演算部
23・・・運転実行部
24・・・係数調整部
26・・・入力部
27・・・表示部
30・・・冷却装置
32・・・配管
50・・・タレット
50a・・・端面
70・・・基準フレーム
71・・・主軸側位置計測装置
71a・・・第1スケール
71b・・・第1読み取り装置
72・・・刃物側位置計測装置
72a・・・第2スケール
72b・・・第2読み取り装置
73・・・第1温度測定器
74・・・第2温度測定器
79・・・第3温度測定器
75・・・第4温度測定器
76・・・第5温度測定器
100・・・工作機械
P1 ... First reference position P2 ... Second reference position P3 ... Third reference position T ... Blade Tm ... Measuring blade Ta ... Blade tip W ... Workpiece Wm ... Measurement work AX1 ... Spindle shaft center 1 ... Main body 2 ... Control device 3 ... Bed 4 ... Spindle head 5 ... Tool rest 5b ... Side surface 5c ... Fixed position 6 ... Moving device 7 ... Measuring device 10 ... Spindle 11 ... Chuck driving part 11a ... Gripping claw 21 ... Movement control part 22 ... Calculation part 23 ... Operation execution part 24 ... Coefficient adjusting unit 26 ... Input unit 27 ... Display unit 30 ... Cooling device 32 ... Piping 50 ... Turret 50a ... End face 70 ... Reference frame 71 ... Spindle side position measuring device 71a ... First scale 71b ... First reading device 72 ... Blade side position measuring device 7 a ... second scale 72b ... second reading device 73 ... first temperature measuring device 74 ... second temperature measuring device 79 ... third temperature measuring device 75 ... fourth temperature measuring device Device 76 ... Fifth temperature measuring device 100 ... Machine tool

Claims (7)

ワークを把持するチャックを先端に有する主軸を回転自在に支持した主軸台と、
刃物が取付けられる刃物台と、
前記主軸台及び前記刃物台を、前記主軸の半径方向に相対的に移動可能に設置したベッドと、
前記刃物台、前記主軸台、又はそれらの近傍の温度を測定する温度測定器と、
前記ベッドにおける第1基準位置に対する前記主軸半径方向の主軸軸心位置を計測する主軸側位置計測装置と、
前記ベッドにおける第2基準位置に対する前記主軸半径方向の前記刃物台の第3基準位置を計測する刃物側位置計測装置と、
前記主軸側位置計測装置で計測された前記主軸軸心位置に基づいて前記主軸台の熱変位量である主軸台熱変位量を算出し、前記刃物側位置計測装置で計測された前記第3基準位置に基づいて前記刃物台の熱変位量である刃物台熱変位量を算出し、前記温度測定器で測定された温度に基づいて前記ワークから前記刃物の加工先端までの所定熱変位量を推定し、前記主軸台熱変位量、前記刃物台熱変位量、及び前記所定熱変位量を各項目とする所定補正式により前記主軸台と前記刃物台との相対移動量を演算する演算部と、
前記刃物により複数のワークを順次加工させつつ、前記複数のワークのうち未加工のワークの少なくとも1つを取り出して計測用ワークとし、その計測用ワークに対して前記刃物と同一又はほぼ同一の計測用刃物により、前記刃物によるワークの加工と同一又はほぼ同一の条件で加工させる計測用運転を実行させる運転実行部と、
加工後の前記計測用ワークの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように前記所定補正式の前記所定熱変位量の推定に用いた係数を調整する係数調整部と、を含む、工作機械。
A spindle stock that rotatably supports a spindle having a chuck for gripping a work piece at the tip,
A turret to which a turret can be attached,
A bed in which the headstock and the tool rest are installed so as to be relatively movable in the radial direction of the main shaft,
The tool post, the spindle head, or a temperature measuring device for measuring the temperature in the vicinity thereof,
A spindle side position measuring device that measures a spindle axis center position in the spindle radial direction with respect to a first reference position in the bed;
A tool-side position measuring device that measures a third reference position of the tool rest in a radial direction of the spindle with respect to a second reference position in the bed,
A headstock thermal displacement amount, which is a thermal displacement amount of the headstock, is calculated based on the spindle shaft center position measured by the spindle-side position measuring device, and the third reference measured by the tool-side position measuring device. Calculate the amount of tool rest thermal displacement that is the amount of thermal displacement of the tool rest based on the position, and estimate the predetermined amount of thermal displacement from the workpiece to the machining tip of the tool based on the temperature measured by the temperature measuring device. Then, the headstock thermal displacement amount, the tool rest thermal displacement amount, and a calculation unit for calculating the relative movement amount of the headstock and the tool rest by a predetermined correction formula having each item of the predetermined thermal displacement amount,
While sequentially processing a plurality of workpieces by the blade, at least one of the unmachined workpieces is taken out as a measurement workpiece from the plurality of workpieces, and the measurement workpiece is the same or almost the same as the blade. An operation execution unit that executes a measurement operation for processing under the same or almost the same conditions as the processing of the work by the cutting tool,
A coefficient adjustment for adjusting the coefficient used for estimating the predetermined thermal displacement amount of the predetermined correction formula based on the displacement amount between the measured workpiece after machining and the design value so as to reduce the displacement amount. Machine tools, including parts.
前記運転実行部は、前記計測用運転の間において、前記複数のワークから所定時間間隔で取り出すことにより、複数の前記計測用ワークを前記計測用刃物によりそれぞれ加工させる、請求項1に記載の工作機械。   The work according to claim 1, wherein the operation execution unit causes each of the plurality of measurement works to be processed by the measurement blade by taking out the plurality of works at predetermined time intervals during the measurement operation. machine. 前記計測用ワークを把持するチャックを先端に有する計測用主軸を回転自在に支持した計測用主軸台と、
前記計測用刃物が取付けられ計測用刃物台と、を含み、
前記計測用主軸台及び前記計測用刃物台は、前記主軸の半径方向に相対的に移動可能に前記ベッドに設置される、請求項1又は請求項2に記載の工作機械。
A measurement headstock that rotatably supports a measurement spindle having a chuck for gripping the measurement work at the tip,
The measuring tool is attached and includes a measuring tool rest,
The machine tool according to claim 1 or 2, wherein the measurement headstock and the measurement tool rest are installed on the bed so as to be relatively movable in a radial direction of the spindle.
前記運転実行部は、予め設定されている前記所定補正式を用いて、又は前記所定補正式を用いずに、前記計測用刃物により前記計測用ワークを加工させる、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の工作機械。   The operation execution unit causes the measuring workpiece to process the measuring workpiece with the predetermined correction formula that is set in advance or without using the predetermined correction formula. The machine tool according to any one of claims. 前記計測用運転の実行中であることを表示する表示部を備える、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の工作機械。   The machine tool according to any one of claims 1 to 4, further comprising a display unit that displays that the measurement operation is being performed. 加工後の前記計測用ワークの寸法を入力可能な入力部を備え、
前記係数調整部は、前記入力部に入力された前記計測用ワークの寸法に基づいて、前記係数を調整する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の工作機械。
Equipped with an input unit that can input the dimensions of the measurement workpiece after processing,
The machine tool according to claim 1, wherein the coefficient adjusting unit adjusts the coefficient based on a dimension of the measurement work input to the input unit.
ワークを把持するチャックを先端に有する主軸を回転自在に支持した主軸台と、
刃物が取付けられる刃物台と、
前記主軸台及び前記刃物台を、前記主軸の半径方向に相対的に移動可能に設置したベッドと、
前記刃物台、前記主軸台、又はそれらの近傍の温度を測定する温度測定器と、
前記ベッドにおける第1基準位置に対する前記主軸半径方向の主軸軸心位置を計測する主軸側位置計測装置と、
前記ベッドにおける第2基準位置に対する前記主軸半径方向の前記刃物台の第3基準位置を計測する刃物側位置計測装置と、を含む、工作機械を用いた加工方法であって、
前記主軸側位置計測装置で計測された前記主軸軸心位置に基づいて前記主軸台の熱変位量である主軸台熱変位量を算出することと、
前記刃物側位置計測装置で計測された前記第3基準位置に基づいて前記刃物台の熱変位量である刃物台熱変位量を算出することと、
前記温度測定器で測定された温度に基づいて前記ワークから前記刃物の加工先端までの所定熱変位量を推定することと、
前記主軸台熱変位量、前記刃物台熱変位量、及び前記所定熱変位量を各項目とする所定補正式により前記主軸台と前記刃物台との相対移動量を演算することと、
前記刃物により複数のワークを順次加工させつつ、前記複数のワークのうち未加工のワークの少なくとも1つを取り出して計測用ワークとし、その計測用ワークに対して前記刃物と同一又はほぼ同一の計測用刃物により、前記刃物によるワークの加工と同一又はほぼ同一の条件で加工させる計測用運転を実行させることと、
加工後の前記計測用ワークの寸法と、設計値との変位量に基づいて、この変位量を減少させるように前記所定補正式の前記所定熱変位量の推定に用いた係数を調整することと、を含む、加工方法。
A spindle stock that rotatably supports a spindle having a chuck for gripping a work piece at the tip,
A turret to which a turret can be attached,
A bed in which the headstock and the tool rest are installed so as to be relatively movable in the radial direction of the main shaft,
The tool post, the spindle head, or a temperature measuring device for measuring the temperature in the vicinity thereof,
A spindle side position measuring device that measures a spindle axis center position in the spindle radial direction with respect to a first reference position in the bed;
A tool-side position measuring device that measures a third reference position of the tool post in the radial direction of the spindle with respect to a second reference position in the bed, a machining method using a machine tool,
Calculating a headstock thermal displacement amount, which is a thermal displacement amount of the headstock, based on the spindle shaft center position measured by the spindle-side position measuring device;
Calculating a tool post thermal displacement amount that is a thermal displacement amount of the tool post based on the third reference position measured by the tool side position measuring device;
Estimating a predetermined amount of thermal displacement from the workpiece to the processing tip of the blade based on the temperature measured by the temperature measuring device,
Calculating the relative movement amount of the headstock and the tool rest by a predetermined correction formula having the headstock thermal displacement amount, the tool rest heat displacement amount, and the predetermined heat displacement amount as items,
While sequentially processing a plurality of workpieces by the blade, at least one of the unmachined workpieces is taken out as a measurement workpiece from the plurality of workpieces, and the measurement workpiece is the same or almost the same as the blade. By using a cutting tool, performing a measurement operation for processing under the same or almost the same conditions as the processing of the workpiece by the cutting tool,
Adjusting the coefficient used to estimate the predetermined thermal displacement amount of the predetermined correction formula so as to reduce the displacement amount based on the displacement amount between the measurement work after machining and the design value. And a processing method including.
JP2018190095A 2018-10-05 2018-10-05 Machine tools and processing methods Active JP7155843B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018190095A JP7155843B2 (en) 2018-10-05 2018-10-05 Machine tools and processing methods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018190095A JP7155843B2 (en) 2018-10-05 2018-10-05 Machine tools and processing methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020059073A true JP2020059073A (en) 2020-04-16
JP7155843B2 JP7155843B2 (en) 2022-10-19

Family

ID=70218609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018190095A Active JP7155843B2 (en) 2018-10-05 2018-10-05 Machine tools and processing methods

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7155843B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002205242A (en) * 2001-01-09 2002-07-23 Murata Mach Ltd Machining system
JP2002210635A (en) * 2001-01-12 2002-07-30 Hitachi Seiki Co Ltd Instrumentation method of workpiece dimension by electric chuck
JP2010155325A (en) * 2008-12-30 2010-07-15 Yutaka Shimada High accuracy machine tool
WO2016067874A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 ヤマザキマザック株式会社 Machine tool equipped with device for changing setting of thermal displacement correction amount
JP2018079526A (en) * 2016-11-15 2018-05-24 村田機械株式会社 Machine tool and working method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002205242A (en) * 2001-01-09 2002-07-23 Murata Mach Ltd Machining system
JP2002210635A (en) * 2001-01-12 2002-07-30 Hitachi Seiki Co Ltd Instrumentation method of workpiece dimension by electric chuck
JP2010155325A (en) * 2008-12-30 2010-07-15 Yutaka Shimada High accuracy machine tool
WO2016067874A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 ヤマザキマザック株式会社 Machine tool equipped with device for changing setting of thermal displacement correction amount
JP2018079526A (en) * 2016-11-15 2018-05-24 村田機械株式会社 Machine tool and working method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7155843B2 (en) 2022-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5670504B2 (en) Numerical control machine tool and spindle error correction method for numerical control machine tool
JP5515639B2 (en) Machine Tools
US8720025B2 (en) Method for controlling combined lathe apparatus
JP5673855B2 (en) Machine Tools
US8244396B2 (en) Turning machine and machining method by the same
JP5545025B2 (en) Machine Tools
US20070180962A1 (en) Control method for a machine tool with numerical control
JPH1158179A (en) Heat displacement correcting method of machine tool and device therefor
JP2003311585A (en) Method for processing-error compensation in numerically controlled machine tool and grinding machine using that method
JP2014087883A (en) Method for measuring tool length, and machine tool
JP2019166604A (en) Cutting device and control method for the same
JP2018079526A (en) Machine tool and working method
JP7103136B2 (en) Machine tools and processing methods
JP6168396B2 (en) Machine Tools
JP6842146B2 (en) How to correct machine tool machining errors
JP2013255982A (en) Machine tool, and correction method of thermal deformation thereof
JP7155843B2 (en) Machine tools and processing methods
JP2005279781A (en) Machining system, machining method and part assembling method
JP5846400B2 (en) Machine tool and its thermal deformation correction method
JP2019188505A (en) Machine tool
JP2020059071A (en) Machine tool and processing method
JP2005202844A (en) Numerical controller
JP5531640B2 (en) Feed control device for machine tools
JP4082598B2 (en) Method and apparatus for correcting thermal displacement of numerically controlled machine tool
JP2020124778A (en) Processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210825

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220607

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220721

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7155843

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150