JP2009056557A - Screw rotor machining method and machining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工方法及び加工装置に関するものである。 The present invention relates to a screw rotor processing method and a processing apparatus for processing a screw rotor of a screw compressor.
従来より、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、シングルスクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１には、１つのスクリューロータと２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が開示されている。
Conventionally, a single screw compressor has been used as a compressor for compressing refrigerant and air. For example,
このシングルスクリュー圧縮機について、図１０を参照しながら説明する。同図に示すように、スクリューロータ（440）は、概ね円柱状に形成されており、その外周部に複数条の螺旋溝（441）が刻まれている。ゲートロータ（450）は、概ね平板状に形成されており、スクリューロータ（440）の側方に配置されている。このゲートロータ（450）には、複数の長方形板状のゲート（451）が放射状に設けられている。ゲートロータ（450）は、その回転軸がスクリューロータ（440）の回転軸と直交する姿勢で設置され、ゲート（451）がスクリューロータ（440）の螺旋溝（441）と噛み合わされる。 This single screw compressor will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the screw rotor (440) is formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of spiral grooves (441) are carved on the outer peripheral portion thereof. The gate rotor (450) is generally formed in a flat plate shape, and is disposed on the side of the screw rotor (440). The gate rotor (450) is provided with a plurality of rectangular plate-shaped gates (451) radially. The gate rotor (450) is installed such that its rotation axis is orthogonal to the rotation axis of the screw rotor (440), and the gate (451) is engaged with the spiral groove (441) of the screw rotor (440).
図１０には図示しないが、シングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータ（440）とゲートロータ（450）がケーシングに収容されており、スクリューロータ（440）の螺旋溝（441）と、ゲートロータ（450）のゲート（451）と、ケーシングの内壁面とによって圧縮室が形成される。スクリューロータ（440）を電動機等で回転駆動すると、スクリューロータ（440）の回転に伴ってゲートロータ（450）が回転する。そして、ゲートロータ（450）のゲート（451）が、噛み合った螺旋溝（441）の始端（同図における左端）から終端（同図における右端）へ向かって相対的に移動し、閉じきり状態となった圧縮室の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室内の流体が圧縮される。 Although not shown in FIG. 10, in the single screw compressor, the screw rotor (440) and the gate rotor (450) are accommodated in the casing, the spiral groove (441) of the screw rotor (440), and the gate rotor (450). ) And the inner wall surface of the casing form a compression chamber. When the screw rotor (440) is rotationally driven by an electric motor or the like, the gate rotor (450) rotates with the rotation of the screw rotor (440). Then, the gate (451) of the gate rotor (450) moves relatively from the start end (left end in the figure) to the end (right end in the figure) of the meshed spiral groove (441), and the closed state is reached. The volume of the compressed chamber is gradually reduced. As a result, the fluid in the compression chamber is compressed.
かかるシングルスクリュー圧縮機の一部を構成するスクリューロータ（440）は、特許文献２に示すような加工装置によって製造される。
A screw rotor (440) constituting a part of such a single screw compressor is manufactured by a processing apparatus as shown in
特許文献２に開示された加工装置は、工具を直交する３軸に沿って直進移動可能に支持する工具支持部と、ワークを２軸周りに回転可能に支持するワーク支持部とを備え、工具とワークとを３軸に沿って相対的に直進移動させると共に２軸周りに相対的に回転移動させながら、該ワークを該工具で加工してスクリューロータロータ（440）を製造する。
ところで、スクリューロータは、前述の如く、螺旋溝が形成された複雑な形状をしているため、ワークを加工する際には、ワーク及び工具を高い精度で相対移動させる必要がある。 By the way, since the screw rotor has a complicated shape in which a spiral groove is formed as described above, it is necessary to relatively move the workpiece and the tool with high accuracy when machining the workpiece.
しかしながら、加工装置によるスクリューロータの加工を継続していくと、加工装置のモータ等の発熱によって、工具とワークとの相対的な位置関係にずれが生じる虞がある。このように工具とワークとの相対的な位置関係にずれが生じると、スクリューロータを精度良く加工することが難しくなる。 However, if the processing of the screw rotor by the processing device is continued, there is a possibility that the relative positional relationship between the tool and the workpiece may be shifted due to heat generated by the motor of the processing device. As described above, when the relative positional relationship between the tool and the workpiece is deviated, it is difficult to process the screw rotor with high accuracy.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、工具とワークとの位置関係が熱によってずれたとしても、スクリューロータを高精度に加工することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to process a screw rotor with high precision, even if the positional relationship of a tool and a workpiece | work shift | deviates with a heat | fever.
第１の発明は、工具（110）とワーク（120）とを相対移動させて該工具（110）でワーク（120）を加工する加工装置（100）を用いて、ワーク（120）をスクリュー圧縮機（1）のスクリューロータ（40）に加工するスクリューロータ加工方法が対象である。そして、工具（110）をワーク（120）に対して相対移動させる所望の目標工具経路から、該加工装置（100）で該工具（110）と該ワーク（120）とをそれぞれ移動させるための数値データを作成する数値データ作成工程と、前記加工装置（100）が前記数値データに基づいて前記工具（110）と前記ワーク（120）とをそれぞれ移動させて、該工具（110）で該ワーク（120）を加工する加工工程とを含み、前記数値データ作成工程は、所定のタイミングが到来したときには、次のワーク（120）を加工する前に、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて前記目標工具経路に対する前記数値データを再作成する数値データ再作成工程を含んでいるものとする。 In the first invention, the work (120) is screw-compressed by using the processing device (100) for processing the work (120) with the tool (110) by relatively moving the tool (110) and the work (120). The target is the screw rotor processing method that processes the screw rotor (40) of the machine (1). Then, numerical values for moving the tool (110) and the workpiece (120) by the machining device (100) from a desired target tool path for moving the tool (110) relative to the workpiece (120), respectively. A numerical data creation step for creating data, and the processing device (100) moves the tool (110) and the work (120) based on the numerical data, respectively, and the tool (110) moves the work ( 120), and the numerical data creation step includes a step of the tool (110) and the workpiece (120) before the next workpiece (120) is machined when a predetermined timing arrives. It is assumed that it includes a numerical data re-creation step of measuring a thermal displacement and re-creating the numerical data for the target tool path based on the thermal displacement.
前記の構成の場合、所定のタイミングが到来したときに、工具（110）及びワーク（120）の熱変位に基づいて所望の目標工具経路から数値データを再作成することによって、加工装置（100）における発熱による工具（110）とワーク（120）との位置関係のずれを考慮して、工具（110）とワーク（120）とをそれぞれ移動させるための数値データを作成することができる。その結果、熱変位が生じた状態における工具（110）とワーク（120）との位置関係に基づいて工具（110）とワーク（120）とを相対移動させることができ、工具（110）をワーク（120）に対して所望の目標工具経路に沿って精度良く相対移動させることができる。 In the case of the above-described configuration, when the predetermined timing arrives, the numerical data is recreated from the desired target tool path based on the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120), whereby the machining device (100) The numerical data for moving the tool (110) and the workpiece (120) can be created in consideration of the deviation of the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) due to the heat generated in. As a result, the tool (110) and the workpiece (120) can be moved relative to each other based on the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) in a state where the thermal displacement has occurred, and the tool (110) can be moved. With respect to (120), the relative movement can be accurately performed along a desired target tool path.
ここで、所定のタイミングとしては、ワーク（120）の加工を継続して所定時間経過した後であるとか、各ワーク（120）の加工を開始する前であるとか、工具（110）とワーク（120）との位置関係に熱変位が生じていると考えられる任意のタイミングを設定することができる。 Here, as the predetermined timing, the processing of the workpiece (120) is continued after a predetermined time has elapsed, the processing of each workpiece (120) is started, the tool (110) and the workpiece ( 120), an arbitrary timing at which it is considered that a thermal displacement is generated can be set.
第２の発明は、第１の発明において、前記数値データ再作成工程は、所定の基準状態における前記ワーク（120）と前記工具（110）との位置関係を測定することによって、該工具（110）及び該ワーク（120）の熱変位を測定する熱変位測定工程を含んでいるものとする。 In a second aspect based on the first aspect, the numerical data re-creation step is performed by measuring the positional relationship between the work (120) and the tool (110) in a predetermined reference state. ) And a thermal displacement measuring step for measuring the thermal displacement of the workpiece (120).
前記の構成の場合、ワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定するための基準状態を決めておくことによって、該基準状態におけるワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定することで、ワーク（120）と工具（110）との熱変位を容易に測定することができる。 In the case of the above configuration, by determining a reference state for measuring the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110), the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) in the reference state. By measuring, the thermal displacement between the workpiece (120) and the tool (110) can be easily measured.
第３の発明は、第２の発明において前記加工装置（100）は、前記工具（110）と前記ワーク（120）とを所定の直進軸に沿って相対的に直進移動させると共に所定の回転軸回りに回転移動させるように構成されており、前記数値データ作成工程では、前記直進軸及び前記回転軸に基づいて、前記目標工具経路から前記数値データを作成し、前記熱変位測定工程では、前記基準状態における前記工具（110）と前記ワーク（120）との熱変位から前記加工装置（100）の前記直進軸及び前記回転軸の熱変位を算出し、前記数値データ再作成工程では、前記熱変位測定工程で算出した前記直進軸及び前記回転軸の熱変位に基づいて、前記目標工具経路から前記数値データを再作成するものとする。 In a third aspect based on the second aspect, the processing device (100) relatively linearly moves the tool (110) and the work (120) along a predetermined linear axis and has a predetermined rotational axis. In the numerical data creating step, the numerical data is created from the target tool path based on the straight axis and the rotating shaft, and in the thermal displacement measuring step, the numerical data is created. The thermal displacement of the linear axis and the rotary shaft of the processing device (100) is calculated from the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) in a reference state, and in the numerical data re-creation step, the thermal data It is assumed that the numerical data is re-created from the target tool path based on the thermal displacement of the rectilinear axis and the rotary axis calculated in the displacement measuring step.
前記の構成の場合、目標工具経路からの数値データの作成は、加工装置（100）における直進軸及び回転軸の幾何学的配置に基づいて行われるため、熱変位測定工程において測定した工具（110）とワーク（120）との熱変位から加工装置（100）の直進軸及び回転軸の熱変位を算出し、この熱変位した直進軸と回転軸の幾何学的配置に基づいて数値データを再作成することによって、工具（110）とワーク（120）との熱変位を考慮した数値データを容易に再作成することができる。つまり、熱変位測定工程において測定した工具（110）とワーク（120）との熱変位を用いて数値データを直接補正すると、非常に手間がかかる。それに対して、目標工具経路から数値データを作成する際に基準とする直進軸及び回転軸の熱変位を求める、即ち、該直進軸及び回転軸の位置を補正することによって、目標工具経路からの数値データの作成は通常と変わらない手法で行うことができるため、工具（110）とワーク（120）との熱変位に応じた数値データを容易に再作成することができる。 In the case of the above-described configuration, since the creation of numerical data from the target tool path is performed based on the geometric arrangement of the rectilinear axis and the rotary axis in the processing apparatus (100), the tool (110 ) And the workpiece (120), the thermal displacement of the linear and rotary axes of the machining device (100) is calculated, and the numerical data is re-calculated based on the geometrical arrangement of the linear axis and rotary axis subjected to the thermal displacement. By creating the numerical data, the numerical data considering the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120) can be easily re-created. That is, if the numerical data is directly corrected using the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120) measured in the thermal displacement measurement process, it takes much time and effort. On the other hand, by determining the thermal displacement of the rectilinear axis and the rotation axis as a reference when creating numerical data from the target tool path, that is, by correcting the positions of the rectilinear axis and the rotation axis, Since the creation of numerical data can be performed by a technique that is not different from usual, the numerical data corresponding to the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120) can be easily re-created.
第４の発明は、工具（110）とワーク（120）とを所定の直進軸に沿って相対的に直進移動させると共に所定の回転軸回りに相対的に回転移動させて該工具（110）で該ワーク（120）をスクリュー圧縮機のスクリューロータに加工するスクリューロータ加工装置が対象である。そして、前記ワーク（120）を支持し且つ移動させるワーク支持部（300）と、前記工具（110）を支持し且つ移動させる工具支持部（200）と、前記工具（110）を前記ワーク（120）に対して相対移動させる所望の目標工具経路から前記工具支持部（200）と前記ワーク支持部（300）とをそれぞれ移動させるための数値データを作成して、該数値データに基づいて該ワーク支持部（300）及び該工具支持部（200）を移動させることにより該工具（110）に該ワーク（120）を加工させる制御部（500）とを備え、前記制御部（500）は、所定のタイミングが到来したときには、次のワーク（120）を加工する前に、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて前記目標工具経路に対する前記数値データを再作成するものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, the tool (110) and the workpiece (120) are moved relatively straight along a predetermined rectilinear axis and relatively rotated around a predetermined rotation axis. The target is a screw rotor processing apparatus that processes the workpiece (120) into a screw rotor of a screw compressor. A workpiece support (300) that supports and moves the workpiece (120), a tool support (200) that supports and moves the tool (110), and the tool (110) that moves the workpiece (120). Numerical value data for moving the tool support part (200) and the work support part (300) from a desired target tool path to be moved relative to each other) is created, and the work is based on the numerical data. A control unit (500) that causes the tool (110) to process the workpiece (120) by moving the support unit (300) and the tool support unit (200), and the control unit (500) includes a predetermined unit. Before the next workpiece (120) is machined, the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) is measured, and the numerical value for the target tool path is based on the thermal displacement. Data shall be recreated.
前記の構成の場合、所定のタイミングが到来したときに、工具（110）及びワーク（120）の熱変位に基づいて所望の目標工具経路から数値データを再作成することによって、加工装置における発熱による工具（110）とワーク（120）との位置関係のずれを考慮して、工具支持部（200）とワーク支持部（300）とをそれぞれ移動させるための数値データを作成することができる。その結果、熱変位が生じた状態における工具（110）とワーク（120）との位置関係に基づいて工具（110）とワーク（120）とを相対移動させることができ、工具（110）をワーク（120）に対して所望の目標工具経路に沿って精度良く相対移動させることができる。 In the case of the above-described configuration, when predetermined timing arrives, numerical data is recreated from a desired target tool path based on the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120), thereby generating heat in the processing apparatus. Numerical data for moving the tool support part (200) and the work support part (300), respectively, can be created in consideration of the positional relationship between the tool (110) and the work (120). As a result, the tool (110) and the workpiece (120) can be moved relative to each other based on the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) in a state where the thermal displacement has occurred, and the tool (110) can be moved. With respect to (120), the relative movement can be accurately performed along a desired target tool path.
第５の発明は、第４の発明において、前記ワーク支持部（300）には、被検出部（340）が設けられる一方、前記工具支持部（200）は、前記被検出部（340）を検出する検出手段（110C）を支持可能に構成されており、前記制御部（500）は、前記ワーク支持部（300）を所定の基準位置に位置させると共に、前記検出手段（110C）を支持した前記工具支持部（200）を移動させて該検出手段（110C）により前記被検出部（340）を検出させることで該被検出部（340）の位置を測定し、該被検出部（340）の位置から前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定するものとする。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the workpiece support (300) is provided with a detected part (340), while the tool support (200) includes the detected part (340). The detecting means (110C) for detecting can be supported, and the control section (500) positions the work support section (300) at a predetermined reference position and supports the detecting means (110C). The position of the detected part (340) is measured by moving the tool support part (200) and detecting the detected part (340) by the detecting means (110C), and the detected part (340) It is assumed that the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) is measured from this position.
前記の構成の場合、所定の基準状態における被検出部（340）の位置を工具支持部（200）に支持した検出手段（110C）を用いて測定することによって、基準状態におけるワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定することができる。そして、ワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定するための基準状態を決めておくことによって、該基準状態におけるワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定することで、ワーク（120）と工具（110）との熱変位を容易に測定することができる。 In the case of the above configuration, by measuring the position of the detected part (340) in the predetermined reference state using the detection means (110C) supported by the tool support part (200), the workpiece (120) in the reference state and The positional relationship with the tool (110) can be measured. Then, by determining a reference state for measuring the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110), the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) in the reference state is measured. Thus, the thermal displacement between the workpiece (120) and the tool (110) can be easily measured.
第６の発明は、第５の発明において、前記制御部（500）は、前記直進軸及び前記回転軸の位置に基づいて、前記目標工具経路から前記数値データを作成するように構成されていて、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位に基づいて該目標工具経路に対する前記数値データを再作成するときには、前記検出手段（110C）を用いて測定した前記被検出部（340）の位置から前記直進軸及び前記回転軸の位置を算出し、算出した該直進軸及び該回転軸の位置に基づいて、前記数値データを再作成するものとする。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the control unit (500) is configured to create the numerical data from the target tool path based on the positions of the rectilinear axis and the rotary axis. When the numerical data for the target tool path is re-created based on the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120), the detected portion (340) measured using the detecting means (110C) It is assumed that the position of the straight axis and the rotation axis is calculated from the position of the position, and the numerical data is recreated based on the calculated position of the straight axis and the rotation axis.
前記の構成の場合、目標工具経路からの数値データの作成は、加工装置における直進軸及び回転軸に基づいて行われるため、熱変位測定工程において測定した工具（110）とワーク（120）との熱変位から加工装置の直進軸及び回転軸の熱変位を算出することによって、工具（110）とワーク（120）との熱変位を考慮した数値データを容易に再作成することができる。 In the case of the above configuration, the creation of numerical data from the target tool path is performed on the basis of the linear axis and the rotary axis in the processing apparatus, and therefore, the tool (110) and the workpiece (120) measured in the thermal displacement measurement process. By calculating the thermal displacement of the straight axis and the rotary shaft of the processing apparatus from the thermal displacement, numerical data considering the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120) can be easily recreated.
本発明によれば、所定のタイミングが到来したときに、数値データ再作成工程において、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて前記所望の目標工具経路に対する前記数値データを再作成することによって、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位に応じて工具（110）とワーク（120）とをそれぞれ移動させることができ、工具（110）をワーク（120）に対して所望の相対移動経路に沿って相対移動させながら加工を行うことができる。その結果、工具（110）とワーク（120）との位置関係が熱によってずれたとしても、スクリューロータを高精度に加工することできる。 According to the present invention, when the predetermined timing arrives, in the numerical data re-creation process, the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) is measured, and the desired target is based on the thermal displacement. By recreating the numerical data for the tool path, the tool (110) and the work (120) can be moved according to the thermal displacement of the positional relationship between the tool (110) and the work (120), respectively. Machining can be performed while moving the tool (110) relative to the workpiece (120) along a desired relative movement path. As a result, even if the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) is shifted due to heat, the screw rotor can be processed with high accuracy.
第２の発明によれば、ワーク（120）と工具（110）との所定の基準状態を決めておくことによって、該基準状態におけるワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定することによって、工具（110）とワーク（120）との熱変位を容易に測定することができる。 According to the second invention, by determining a predetermined reference state between the workpiece (120) and the tool (110), the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) in the reference state is measured. Thus, the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120) can be easily measured.
第３の発明によれば、目標工具経路からの数値データの作成を加工装置（100）の直進軸及び回転軸に基づいて行うと共に、熱変位測定工程においては測定した工具（110）とワーク（120）との熱変位から加工装置（100）の直進軸及び回転軸の熱変位を算出することによって、工具（110）とワーク（120）との熱変位を考慮した数値データを容易に再作成することができる。 According to the third invention, the numerical data from the target tool path is created based on the straight axis and the rotary axis of the machining apparatus (100), and the measured tool (110) and workpiece ( 120) Calculate the thermal displacement of the straight axis and rotary axis of the processing device (100) from the thermal displacement of the tool (100), and easily re-create numerical data that takes into account the thermal displacement of the tool (110) and workpiece (120) can do.
第４の発明によれば、所定のタイミングが到来したときに、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて前記所望の目標工具経路に対する前記数値データを再作成することによって、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位に応じて工具（110）とワーク（120）とをそれぞれ移動させることができ、工具（110）をワーク（120）に対して所望の相対移動経路に沿って相対移動させながら加工を行うことができる。その結果、工具（110）とワーク（120）との位置関係が熱によってずれたとしても、スクリューロータを高精度に加工することできる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the predetermined timing arrives, the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) is measured, and the numerical value for the desired target tool path is based on the thermal displacement. By recreating the data, the tool (110) and the workpiece (120) can be moved according to the thermal displacement of the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120), respectively. Processing can be performed while moving relative to the workpiece (120) along a desired relative movement path. As a result, even if the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) is shifted due to heat, the screw rotor can be processed with high accuracy.
第５の発明によれば、ワーク（120）と工具（110）との所定の基準状態を決めておくことによって、該基準状態におけるワーク（120）と工具（110）との位置関係を測定することによって、工具（110）とワーク（120）との熱変位を容易に測定することができる。 According to the fifth invention, by determining a predetermined reference state between the workpiece (120) and the tool (110), the positional relationship between the workpiece (120) and the tool (110) in the reference state is measured. Thus, the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120) can be easily measured.
第６の発明によれば、目標工具経路からの数値データの作成を加工装置の直進軸及び回転軸に基づいて行うと共に、工具（110）とワーク（120）との熱変位から加工装置の直進軸及び回転軸の熱変位を算出することによって、工具（110）とワーク（120）との熱変位を考慮した数値データを容易に再作成することができる。 According to the sixth aspect of the invention, the numerical data from the target tool path is created based on the linear axis and the rotary axis of the machining apparatus, and the linear movement of the machining apparatus from the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120). By calculating the thermal displacement of the shaft and the rotating shaft, it is possible to easily re-create numerical data considering the thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態に係るスクリューロータ加工装置（100）によって製造されるスクリューロータ（40）は、シングルスクリュー圧縮機（以下、単にスクリュー圧縮機という）（1）に用いられる。そこで、まず、スクリュー圧縮機（1）について説明する。 A screw rotor (40) manufactured by a screw rotor processing apparatus (100) according to an embodiment of the present invention is used in a single screw compressor (hereinafter simply referred to as a screw compressor) (1). First, the screw compressor (1) will be described.
このスクリュー圧縮機（1）は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮するためのものである。スクリュー圧縮機（1）は、図２，３に示すように、密閉型に構成されている。このスクリュー圧縮機（1）では、圧縮機構（20）とそれを駆動する電動機とが１つのケーシング（10）に収容されている。圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機と連結されている。図２において、電動機は省略されている。また、ケーシング（10）内には、冷媒回路の蒸発器から低圧のガス冷媒が導入されると共に該低圧ガスを圧縮機構（20）へ案内する低圧空間（S1）と、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（S2）とが区画形成されている。 The screw compressor (1) is provided in a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle and compresses the refrigerant. As shown in FIGS. 2 and 3, the screw compressor (1) is configured in a hermetic type. In the screw compressor (1), the compression mechanism (20) and the electric motor that drives the compression mechanism (20) are accommodated in one casing (10). The compression mechanism (20) is connected to the electric motor via the drive shaft (21). In FIG. 2, the electric motor is omitted. Further, in the casing (10), a low-pressure gas refrigerant is introduced from the evaporator of the refrigerant circuit and the low-pressure space (S1) for guiding the low-pressure gas to the compression mechanism (20), and the compression mechanism (20) A high-pressure space (S2) into which the discharged high-pressure gas refrigerant flows is partitioned.
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。スクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が挿通されている。スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）は、スクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。駆動軸（21）の先端部は、圧縮機構（20）の高圧側（図２の右側）に位置する軸受ホルダ（60）に回転自在に支持されている。この軸受ホルダ（60）は、玉軸受（61）を介して駆動軸（21）を支持している。 The compression mechanism (20) includes a cylindrical wall (30) formed in the casing (10), a single screw rotor (40) disposed in the cylindrical wall (30), and the screw rotor (40). And two gate rotors (50) meshing with each other. The drive shaft (21) is inserted through the screw rotor (40). The screw rotor (40) and the drive shaft (21) are connected by a key (22). The drive shaft (21) is arranged coaxially with the screw rotor (40). The tip of the drive shaft (21) is rotatably supported by a bearing holder (60) located on the high pressure side (right side in FIG. 2) of the compression mechanism (20). The bearing holder (60) supports the drive shaft (21) via a ball bearing (61).
図４，５に示すように、スクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（30）の内周面と摺接する。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the screw rotor (40) is a metal member formed in a substantially cylindrical shape. The screw rotor (40) is rotatably fitted to the cylindrical wall (30), and the outer peripheral surface thereof is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30). A plurality (six in this embodiment) of spiral grooves (41) extending spirally from one end to the other end of the screw rotor (40) are formed on the outer periphery of the screw rotor (40).
スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図５における左端が始端となり、同図における右端が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における左端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図５に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその左端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その右端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。 Each spiral groove (41) of the screw rotor (40) has a left end in FIG. 5 as a start end, and a right end in the figure ends. Further, the screw rotor (40) has a left end portion (end portion on the suction side) in FIG. In the screw rotor (40) shown in FIG. 5, the start end of the spiral groove (41) is opened at the left end face formed in a tapered surface, whereas the end of the spiral groove (41) is not opened at the right end face. .
螺旋溝（41）では、両側の側壁面（42,43）のうち、ゲート（51）の進行方向の前側に位置するものが第１側壁面（42）となり、ゲート（51）の進行方向の後側に位置するものが第２側壁面（43）となっている。 In the spiral groove (41), of the side wall surfaces (42, 43) on both sides, the one located on the front side in the traveling direction of the gate (51) is the first side wall surface (42), and the traveling direction of the gate (51) What is located on the rear side is the second side wall surface (43).
各ゲートロータ（50）は、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられた樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側にスクリューロータ（40）を挟んで対称に配置され、軸心がスクリューロータ（40）の軸心と直交している。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。 Each gate rotor (50) is a resin member in which a plurality (11 in this embodiment) of gates (51) formed in a rectangular plate shape are provided radially. Each gate rotor (50) is symmetrically disposed on the outside of the cylindrical wall (30) with the screw rotor (40) interposed therebetween, and the axis is perpendicular to the axis of the screw rotor (40). Each gate rotor (50) is arranged so that the gate (51) penetrates a part of the cylindrical wall (30) and meshes with the spiral groove (41) of the screw rotor (40).
ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている（図４を参照）。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。 The gate rotor (50) is attached to a metal rotor support member (55) (see FIG. 4). The rotor support member (55) includes a base portion (56), an arm portion (57), and a shaft portion (58). The base (56) is formed in a slightly thick disk shape. The same number of arms (57) as the gates (51) of the gate rotor (50) are provided and extend radially outward from the outer peripheral surface of the base (56). The shaft portion (58) is formed in a rod shape and is erected on the base portion (56). The central axis of the shaft portion (58) coincides with the central axis of the base portion (56). The gate rotor (50) is attached to a surface of the base portion (56) and the arm portion (57) opposite to the shaft portion (58). Each arm part (57) is in contact with the back surface of the gate (51).
ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図３を参照）。図３におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢で設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）に玉軸受（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。 The rotor support member (55) to which the gate rotor (50) is attached is accommodated in a gate rotor chamber (90) defined in the casing (10) adjacent to the cylindrical wall (30) (FIG. 3). See). The rotor support member (55) disposed on the right side of the screw rotor (40) in FIG. 3 is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the lower end side. On the other hand, the rotor support member (55) disposed on the left side of the screw rotor (40) in the figure is installed in such a posture that the gate rotor (50) is on the upper end side. The shaft portion (58) of each rotor support member (55) is rotatably supported by a bearing housing (91) in the gate rotor chamber (90) via ball bearings (92, 93). Each gate rotor chamber (90) communicates with the low pressure space (S1).
圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が圧縮室（23）になる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。 In the compression mechanism (20), a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30), the spiral groove (41) of the screw rotor (40), and the gate (51) of the gate rotor (50) is compressed. (23) The spiral groove (41) of the screw rotor (40) is open to the low pressure space (S1) at the suction side end, and this open part is the suction port (24) of the compression mechanism (20).
スクリュー圧縮機（1）には、容量制御機構としてスライドバルブ（70）が設けられている。このスライドバルブ（70）は、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ収納部（31）内に設けられている。スライドバルブ（70）は、内面が円筒壁（30）の内周面の一部を構成すると共に、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されている。 The screw compressor (1) is provided with a slide valve (70) as a capacity control mechanism. The slide valve (70) is provided in a slide valve housing portion (31) in which a cylindrical wall (30) bulges radially outward at two locations in the circumferential direction. The slide valve (70) is configured such that its inner surface forms part of the inner peripheral surface of the cylindrical wall (30) and is slidable in the axial direction of the cylindrical wall (30).
スライドバルブ（70）が図２における右方向へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）の端面（P1）とスライドバルブ（70）の端面（P2）との間に軸方向隙間が形成される。この軸方向隙間は、圧縮室（23）から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）となっている。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮機構（20）の容量が変化する。また、スライドバルブ（70）は、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるための吐出口（25）が形成されている。 When the slide valve (70) slides to the right in FIG. 2, an axial gap is formed between the end surface (P1) of the slide valve housing (31) and the end surface (P2) of the slide valve (70). This axial clearance serves as a bypass passage (33) for returning the refrigerant from the compression chamber (23) to the low pressure space (S1). When the slide valve (70) is moved to change the opening of the bypass passage (33), the capacity of the compression mechanism (20) changes. The slide valve (70) has a discharge port (25) for communicating the compression chamber (23) and the high-pressure space (S2).
前記スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、軸受ホルダ（60）に固定されたシリンダ（81）と、該シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図２の右方向に付勢するスプリング（86）とを備えている。 The screw compressor (1) is provided with a slide valve drive mechanism (80) for slidingly driving the slide valve (70). The slide valve drive mechanism (80) includes a cylinder (81) fixed to the bearing holder (60), a piston (82) loaded in the cylinder (81), and a piston rod ( 83), a connecting rod (85) for connecting the arm (84) and the slide valve (70), and a spring for urging the arm (84) rightward in FIG. 86).
図２に示すスライドバルブ駆動機構（80）において、ピストン（82）の左側空間には低圧圧力が作用し、ピストン（82）の右側空間には高圧圧力が作用する。スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の左右の端面に作用するガス圧を調節することによって該ピストン（82）の動きを制御し、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。 In the slide valve drive mechanism (80) shown in FIG. 2, low pressure pressure acts on the left space of the piston (82), and high pressure pressure acts on the right space of the piston (82). The slide valve drive mechanism (80) controls the movement of the piston (82) by adjusting the gas pressure acting on the left and right end faces of the piston (82), and adjusts the position of the slide valve (70). It is configured.
−運転動作−
前記シングルスクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。
-Driving action-
The operation of the single screw compressor (1) will be described.
シングルスクリュー圧縮機（1）において電動機を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（40）が回転する。このスクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）も回転し、圧縮機構（20）が吸入行程、圧縮行程および吐出行程を繰り返す。ここでは、図６において網掛けを付した圧縮室（23）に着目して説明する。 When the electric motor is started in the single screw compressor (1), the screw rotor (40) rotates as the drive shaft (21) rotates. As the screw rotor (40) rotates, the gate rotor (50) also rotates, and the compression mechanism (20) repeats the suction stroke, the compression stroke, and the discharge stroke. Here, the description will be given focusing on the compression chamber (23) shaded in FIG.
図６(Ａ)において、網掛けを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。 In FIG. 6 (A), the compression chamber (23) with shading communicates with the low-pressure space (S1). Further, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the lower side of the figure. When the screw rotor (40) rotates, the gate (51) relatively moves toward the terminal end of the spiral groove (41), and the volume of the compression chamber (23) increases accordingly. As a result, the low-pressure gas refrigerant in the low-pressure space (S1) is sucked into the compression chamber (23) through the suction port (24).
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図６(Ｂ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the compression chamber (23) with shading is completely closed. That is, the spiral groove (41) in which the compression chamber (23) is formed meshes with the gate (51) of the gate rotor (50) located on the upper side of the figure, and the low pressure space ( It is partitioned from S1). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the volume of the compression chamber (23) gradually decreases. As a result, the gas refrigerant in the compression chamber (23) is compressed.
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図６(Ｃ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、吐出口（25）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。 When the screw rotor (40) further rotates, the state shown in FIG. In the figure, the shaded compression chamber (23) is in communication with the high-pressure space (S2) via the discharge port (25). When the gate (51) moves toward the end of the spiral groove (41) as the screw rotor (40) rotates, the compressed refrigerant gas is pushed out from the compression chamber (23) to the high-pressure space (S2). Go.
圧縮機構（20）が吸入行程から圧縮行程へ移行する過程において、ゲートロータ（50）のゲート（51）は、スクリューロータ（40）の端面に開口する吸入口（24）を通って螺旋溝（41）内へ進入してくる。ゲート（51）が螺旋溝（41）内へ進入してくる過程において、ゲート（51）は、先ず、その進行方向の前方に位置する側面と先端面だけが螺旋溝（41）の壁面（42,44）と対面する状態となり、その後に、その進行方向の後方に位置する側面も螺旋溝（41）の壁面（43）と対面する状態となる。 In the process in which the compression mechanism (20) transitions from the suction stroke to the compression stroke, the gate (51) of the gate rotor (50) passes through the suction groove (24) that opens to the end surface of the screw rotor (40). 41) Enter inside. In the process in which the gate (51) enters the spiral groove (41), the gate (51) first has only the side surface and the front end surface located in front of the traveling direction of the wall surface (42 of the spiral groove (41). 44), and then, the side surface located rearward in the traveling direction also faces the wall surface (43) of the spiral groove (41).
なお、螺旋溝（41）内の圧縮室（23）が閉じきり状態となる位置にゲート（51）が到達した後において、ゲート（51）と螺旋溝（41）の側壁面（42,43,44）とは物理的に擦れ合っている必要はなく、両者の間に微小な隙間があっても差し支えない。つまり、ゲート（51）と螺旋溝（41）の側壁面（42,43,44）と間に微小な隙間があっても、この隙間が潤滑油からなる油膜でシールできる程度のものであれば、圧縮室（23）の気密性は保たれ、圧縮室（23）から漏れ出すガス冷媒の量は僅かな量に抑えられる。 In addition, after the gate (51) reaches the position where the compression chamber (23) in the spiral groove (41) is completely closed, the side walls (42, 43, 44) does not need to be physically rubbed, and there is no problem even if there is a minute gap between them. In other words, even if there is a minute gap between the gate (51) and the side wall surface (42, 43, 44) of the spiral groove (41), the gap can be sealed with an oil film made of lubricating oil. The airtightness of the compression chamber (23) is maintained, and the amount of gas refrigerant leaking from the compression chamber (23) is suppressed to a small amount.
−スクリューロータ加工装置−
続いて、本実施形態のスクリューロータ加工装置（以下、単に加工装置という）（100）について説明する。
-Screw rotor processing equipment-
Subsequently, a screw rotor processing apparatus (hereinafter simply referred to as a processing apparatus) (100) of the present embodiment will be described.
加工装置（100）は、図７に示すように、エンドミル等の工具（110）を支持する工具支持ユニット（200）と、被削物であるワーク（120）を支持するワーク支持ユニット（300）と、これら工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）が配設された基台（130）と、該工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）を制御する制御装置（500）（図９参照）とを備えている。 As shown in FIG. 7, the machining apparatus (100) includes a tool support unit (200) that supports a tool (110) such as an end mill, and a work support unit (300) that supports a work (120) that is a workpiece. A base (130) on which the tool support unit (200) and the work support unit (300) are disposed, and a control device (500) for controlling the tool support unit (200) and the work support unit (300). (See FIG. 9).
工具支持ユニット（200）は、基台（130）に配設されたコラム（210）と、該コラム（210）に取り付けられたスピンドル部（220）とを有している。この工具支持ユニット（200）が工具支持部を構成する。 The tool support unit (200) includes a column (210) disposed on the base (130) and a spindle part (220) attached to the column (210). This tool support unit (200) constitutes a tool support.
コラム（210）は、基台（130）の上面に設けられたＺ軸ガイドレール（140,140）に対して摺動自在に取り付けられていて、該Ｚ軸ガイドレール（140,140）が延びるＺ軸方向に移動可能となっている。詳しくは、コラム（210）は、リニアサーボモータによってＺ軸方向に位置決めされながら移動する。このコラム（210）の、ワーク支持ユニット（300）と対向する面には、Ｙ軸に沿って延びるＹ軸ガイドレール（150,150）が延設されている。このＹ軸は、鉛直方向に延びている。 The column (210) is slidably attached to a Z-axis guide rail (140, 140) provided on the upper surface of the base (130), and extends in the Z-axis direction in which the Z-axis guide rail (140, 140) extends. It is movable. Specifically, the column (210) moves while being positioned in the Z-axis direction by a linear servo motor. A Y-axis guide rail (150, 150) extending along the Y-axis extends on the surface of the column (210) facing the work support unit (300). The Y axis extends in the vertical direction.
スピンドル部（220）は、ベース部（230）と、スピンドル本体（240）と、ツールホルダ（250）とを有している。 The spindle part (220) has a base part (230), a spindle body (240), and a tool holder (250).
ベース部（230）は、コラム（210）のＹ軸ガイドレール（150,150）に摺動自在に取り付けられている。このベース部（230）は、リニアサーボモータによってＹ軸方向に位置決めされながら移動する。つまり、スピンドル部（220）は、Ｙ軸ガイドレール（150,150）が延びるＹ軸方向に移動可能となっている。 The base part (230) is slidably attached to the Y-axis guide rails (150, 150) of the column (210). The base portion (230) moves while being positioned in the Y-axis direction by a linear servo motor. That is, the spindle part (220) is movable in the Y-axis direction in which the Y-axis guide rails (150, 150) extend.
スピンドル本体（240）には、工具（110）を支持したツールホルダ（250）が着脱可能に取り付けられている。また、スピンドル本体（240）には、サーボモータが搭載されていて、このサーボモータにより所望の回転速度でツールホルダ（250）、即ち工具（110）が回転駆動される。 A tool holder (250) supporting the tool (110) is detachably attached to the spindle body (240). A servo motor is mounted on the spindle body (240), and the tool holder (250), that is, the tool (110) is driven to rotate at a desired rotational speed by the servo motor.
このように構成された工具支持ユニット（200）においては、制御装置（500）からの制御信号に応じてコラム（210）及びベース部（230）のリニアサーボモータが駆動制御されることによって、工具（110）が所望のＹ方向位置及びＺ方向位置に位置決めされると共に、制御装置（500）からの制御信号に応じてスピンドル本体（240）のサーボモータが駆動制御されることによって、工具（110）が回転駆動される。 In the tool support unit (200) configured as described above, the linear servo motors of the column (210) and the base part (230) are driven and controlled in accordance with a control signal from the control device (500), whereby the tool is (110) is positioned at a desired Y-direction position and Z-direction position, and the servo motor of the spindle body (240) is driven and controlled in accordance with a control signal from the control device (500), whereby the tool (110 ) Is driven to rotate.
一方、ワーク支持ユニット（300）は、基台（130）に対して回転自在に配設された回転テーブル（310）と、該回転テーブル（310）上に設置されて被削物であるワーク（120）をクランプするクランプ部（320）と、該回転テーブル（310）上に設置されて該クランプ部（320）に支持されたワークの回転中心を支持するセンタ（330）とを有している。このワーク支持ユニット（300）がワーク支持部を構成する。 On the other hand, the workpiece support unit (300) includes a rotary table (310) that is rotatably arranged with respect to the base (130), and a workpiece (workpiece) that is installed on the rotary table (310) and that is a work piece. 120) and a center (330) that is installed on the rotary table (310) and supports the rotation center of the workpiece supported by the clamp part (320). . This work support unit (300) constitutes a work support part.
回転テーブル（310）は、基台（130）の上面に設けられ且つＸ軸方向（Ｙ軸及びＺ軸に直交する）に延びるＸ軸ガイドレール（160,160）に対して摺動自在に取り付けられた基礎部（311）と、該基礎部（311）に対して鉛直方向に延びる鉛直軸（B）回りに回転自在に取り付けられた回転台（312）とを有している。詳しくは、この基礎部（311）は、リニアサーボモータによってＸ軸方向に位置決めされながら移動する。また、回転台（312）は、サーボモータによって鉛直軸（B）回りの回転角を位置決めされながら回転移動する。 The rotary table (310) is slidably attached to an X-axis guide rail (160, 160) provided on the upper surface of the base (130) and extending in the X-axis direction (perpendicular to the Y-axis and Z-axis). It has a base part (311) and a turntable (312) attached to be rotatable about a vertical axis (B) extending in the vertical direction with respect to the base part (311). Specifically, the foundation (311) moves while being positioned in the X-axis direction by the linear servo motor. The turntable (312) rotates and moves while the rotation angle about the vertical axis (B) is positioned by the servo motor.
クランプ部（320）は、水平方向に延びる水平軸（A）回りにワーク（120）を回転自在に支持していている。この水平軸（A）は、回転台（312）の回転中心となる鉛直軸（B）と交差している。クランプ部（320）は、ワーク（120）をサーボモータによって水平軸（A）回りの回転角を位置決めしながら回転移動させる。 The clamp part (320) rotatably supports the work (120) around a horizontal axis (A) extending in the horizontal direction. The horizontal axis (A) intersects the vertical axis (B) that is the center of rotation of the turntable (312). The clamp unit (320) rotates and moves the workpiece (120) while positioning the rotation angle around the horizontal axis (A) by a servo motor.
また、クランプ部（320）の、工具支持ユニット（200）と対向する面には、図１に示すように、被検出部（340）が設けられている。この被検出部（340）は、円形断面を有する有底状の開口（341）が形成されている。この被検出部（340）は、後述の熱変位測定に用いられる。 Moreover, as shown in FIG. 1, the to-be-detected part (340) is provided in the surface facing the tool support unit (200) of a clamp part (320). The detected portion (340) has a bottomed opening (341) having a circular cross section. This detected part (340) is used for the thermal displacement measurement described later.
センタ（330）は、回転テーブル（310）上において前記水平軸（A）に沿って摺動自在であって、クランプ部（320）に支持されたワーク（120）の回転中心に対して該ワーク（120）の先端側から当接するように構成されている。すなわち、センタ（330）は、クランプ部（320）によって片持ち状にクランプされたワーク（120）の自由端において、その回転中心をセンタ押しすることで、クランプ部（320）によって水平軸（A）回りに回転駆動されるワーク（120）の軸ブレを防止している。 The center (330) is slidable along the horizontal axis (A) on the rotary table (310), and the workpiece (120) is supported with respect to the rotation center of the workpiece (120) supported by the clamp part (320). It is comprised so that it may contact | abut from the front end side of (120). That is, the center (330) is centered on the center of rotation at the free end of the workpiece (120) clamped in a cantilevered manner by the clamp part (320), so that the horizontal part (A ) Shaking of the workpiece (120) driven to rotate around is prevented.
このように構成されたワーク支持ユニット（300）においては、制御装置（500）からの制御信号に応じて回転テーブル（310）が所望のＸ方向位置に位置決めされると共に、制御装置（500）からの制御信号に応じて回転テーブル（310）の回転台（312）及びクランプ部（320）のサーボモータが駆動制御されることによって、ワーク（120）が鉛直軸（B）回り及び水平軸（A）回りに位置決めされる。 In the workpiece support unit (300) configured as described above, the rotary table (310) is positioned at a desired position in the X direction in accordance with a control signal from the control device (500), and from the control device (500). In accordance with the control signal, the rotary table (312) of the rotary table (310) and the servo motor of the clamp part (320) are driven and controlled, so that the workpiece (120) rotates around the vertical axis (B) and the horizontal axis (A ) Positioned around.
つまり、加工装置（100）は、制御装置（500）からの制御信号に応じて、工具支持ユニット（200）とワーク支持ユニット（300）とを駆動制御することによって、図８に示すように、工具（110）及びワーク（120）を相対的に移動させて、該工具（110）でワーク（120）を加工する。 That is, as shown in FIG. 8, the machining device (100) drives and controls the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300) in accordance with a control signal from the control device (500). The tool (110) and the work (120) are relatively moved, and the work (120) is processed by the tool (110).
続いて、制御装置（500）について詳しく説明する。 Next, the control device (500) will be described in detail.
制御装置（500）は、図９に示すように、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の設計データが入力される入力部（510）と、工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）を駆動制御するためのＮＣデータを算出する演算部（520）と、該ＮＣデータを工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）の各リニアサーボモータ及びサーボモータに出力する出力部（530）と、工具（110）とワーク（120）との熱変位を測定する熱変位測定部（540）とを有している。この制御装置（500）が制御部を構成する。 As shown in FIG. 9, the control device (500) includes an input unit (510) to which design data of the helical groove (41) of the screw rotor (40) is input, a tool support unit (200), and a work support unit ( 300) for calculating NC data for driving and controlling, and an output unit for outputting the NC data to the linear servomotors and servomotors of the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300). (530) and a thermal displacement measuring unit (540) that measures thermal displacement between the tool (110) and the workpiece (120). This control apparatus (500) comprises a control part.
入力部（510）は、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の設計データが入力され、この設計データに基づいて工具（110）のワーク（120）に対する目標工具経路データを算出する。尚、入力部（510）は、スクリューロータ（40）の設計データではなく、目標工具経路データが直接入力される構成であってもよい。 The input unit (510) receives design data of the spiral groove (41) of the screw rotor (40), and calculates target tool path data for the work (120) of the tool (110) based on the design data. The input unit (510) may be configured to directly input target tool path data instead of design data of the screw rotor (40).
演算部（520）は、入力部（510）からの目標工具経路データに基づいて、前記工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）をそれぞれ駆動するためのＮＣデータ（数値データ）を作成する。つまり、工具支持ユニット（200）については、コラム（210）のＺ方向位置、及びベース部（230）のＹ方向位置及び工具（110）の回転速度等をＮＣデータとして作成する。また、ワーク支持ユニット（300）については、回転テーブル（310）の基礎部（311）のＸ方向位置、回転テーブル（310）の回転台（312）の鉛直軸（B）回りの回転角度及びクランプ部（320）の水平軸（A）回りの回転角度をＮＣデータとして作成する。 The calculation unit (520) creates NC data (numerical data) for driving the tool support unit (200) and the work support unit (300) based on the target tool path data from the input unit (510). To do. That is, for the tool support unit (200), the Z-direction position of the column (210), the Y-direction position of the base portion (230), the rotational speed of the tool (110), and the like are created as NC data. For the work support unit (300), the X-direction position of the base (311) of the turntable (310), the rotation angle and clamp around the vertical axis (B) of the turntable (312) of the turntable (310) The rotation angle around the horizontal axis (A) of the part (320) is created as NC data.
ここで、演算部（520）は、工具（110）がワーク（120）に対して目標工具経路に沿って移動するように、図１に示す基準状態におけるワーク支持ユニット（300）の水平軸（A）及び鉛直軸（B）を基準として、目標工具経路データを工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）のＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ軸に関する移動量に変換する。尚、この基準状態は、水平軸（A）がＸ軸と平行となり、ワーク支持ユニット（300）の被検出部（340）の開口（341）がＸ方向においてスピンドル本体（240）の回転軸と同じ位置に位置する状態である。また、この位置を基準位置という。 Here, the calculation unit (520) is configured so that the tool (110) moves along the target tool path with respect to the work (120) along the horizontal axis ( With reference to A) and the vertical axis (B), the target tool path data is converted into the movement amounts of the tool support unit (200) and the work support unit (300) with respect to the X, Y, Z, A, and B axes. In this reference state, the horizontal axis (A) is parallel to the X axis, and the opening (341) of the detected part (340) of the work support unit (300) is in the X direction with the rotation axis of the spindle body (240). It is the state located in the same position. This position is referred to as a reference position.
出力部（530）は、演算部（520）からのＮＣデータに基づいて、工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）の各リニアサーボモータ及びサーボモータに制御信号を出力する。 The output unit (530) outputs a control signal to each linear servo motor and servo motor of the tool support unit (200) and the work support unit (300) based on the NC data from the calculation unit (520).
こうして、出力部（530）から工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）の各リニアサーボモータ及びサーボモータに制御信号が入力されることによって、工具支持ユニット（220）及びワーク支持ユニット（300）は該制御信号に応じて移動し、その結果、工具（110）がワーク（120）に対して所望の目標工具経路に沿って移動しながら該ワーク（120）に螺旋溝（41）を加工していく。 Thus, the control signal is input from the output unit (530) to each linear servo motor and servo motor of the tool support unit (200) and the work support unit (300), whereby the tool support unit (220) and the work support unit ( 300) moves in response to the control signal, and as a result, the tool (110) moves along the desired target tool path with respect to the work (120), and the work (120) has a spiral groove (41). Processing.
ここで、ワーク（120）の加工を継続すると、工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）のモータ等による発熱や、工具（110）でのワーク（120）加工時の発熱によって、工具支持ユニット（200）やワーク支持ユニット（300）等の加工装置（100）の構成要素が熱により歪んで、工具（110）とワーク（120）との位置関係が変位する場合がある。 Here, if the machining of the workpiece (120) continues, the tool support unit (200) and the workpiece support unit (300) generate heat due to the heat generated by the motor, etc., and the tool (110) generates heat during the workpiece (120) processing. In some cases, components of the processing apparatus (100) such as the support unit (200) and the work support unit (300) are distorted by heat, and the positional relationship between the tool (110) and the work (120) is displaced.
そこで、加工装置（100）は、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位を考慮して、ＮＣデータを再作成している。 Therefore, the machining apparatus (100) re-creates NC data in consideration of the thermal displacement of the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120).
詳しくは、制御装置（500）の熱変位測定部（540）は、１つのワーク（120）の加工が終わって次のワーク（120）の加工を開始する前に、以下の手順で、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位を測定している。 Specifically, the thermal displacement measuring unit (540) of the control device (500) performs the following procedure before the machining of one workpiece (120) is finished and the machining of the next workpiece (120) is started. 110) and the thermal displacement of the positional relationship between the workpiece (120) are measured.
まず、ワーク支持ユニット（300）に制御信号を出力し、ワーク支持ユニット（300）を前述の基準状態にする（図１参照）。すなわち、回転テーブル（310）の回転台（312）を、クランプ部（320）の水平軸（A）がＸ軸と平行となるように回転させると共に、回転テーブル（310）の基礎部（311）を、クランプ部（320）に設けられた前記被検出部（340）のＸ座標位置が工具支持ユニット（200）のスピンドル部（220）の回転軸のＸ座標位置と一致する場所に位置させる。詳しくは、ワーク支持ユニット（300）における被検出部（340）の位置及び加工装置（100）におけるスピンドル部（220）の回転軸の位置は、組立時や加工開始前に予め測定する等してわかっているため、被検出部（340）がＸ方向においてスピンドル部（220）の回転軸と一致すると考えられる位置まで、ワーク支持ユニット（300）をＸ軸方向に移動させる。 First, a control signal is output to the work support unit (300), and the work support unit (300) is set to the above-described reference state (see FIG. 1). That is, the turntable (312) of the turntable (310) is rotated so that the horizontal axis (A) of the clamp part (320) is parallel to the X axis, and the base (311) of the turntable (310). Is positioned at a position where the X coordinate position of the detected part (340) provided in the clamp part (320) coincides with the X coordinate position of the rotation axis of the spindle part (220) of the tool support unit (200). Specifically, the position of the detected part (340) in the workpiece support unit (300) and the position of the rotating shaft of the spindle part (220) in the processing apparatus (100) are measured in advance before assembly or before starting processing. Since it is known, the work support unit (300) is moved in the X-axis direction to a position where the detected part (340) is considered to coincide with the rotation axis of the spindle part (220) in the X-direction.
続いて、熱変位測定部（540）は、工具支持ユニット（200）にタッチセンサ（110C）を搭載し、ワーク支持ユニット（300）に設けられた被検出部（340）の位置を該タッチセンサ（110C）を用いて測定する。このタッチセンサ（110C）は、その先端部が被検出部（340）と接触することで検出信号を出力するように構成されており、この検出信号が制御装置（500）へ入力されるように構成されている。このタッチセンサ（110C）が検出手段を構成する。 Subsequently, the thermal displacement measuring unit (540) includes the touch sensor (110C) mounted on the tool support unit (200), and the position of the detected part (340) provided on the work support unit (300) is determined by the touch sensor. Measure using (110C). The touch sensor (110C) is configured to output a detection signal when the tip of the touch sensor (110C) comes into contact with the detected part (340), and the detection signal is input to the control device (500). It is configured. This touch sensor (110C) constitutes a detection means.
詳しくは、まず、前述の如く、ワーク支持ユニット（300）における被検出部（340）の位置（詳しくは、Ｙ座標及びＺ座標）が予めわかっていると共に、工具支持ユニット（200）に搭載されたタッチセンサ（110C）の先端部の工具支持ユニット（200）からの概略突出量もタッチセンサ（110C）及びツールホルダ（250）の寸法から予めわかっているため、タッチセンサ（110C）の先端部がワーク支持ユニット（300）の被検出部（340）の開口（341）内に位置するであろう位置まで工具支持ユニット（200）をＹ方向及びＺ方向に移動させる。 Specifically, first, as described above, the position (specifically, the Y coordinate and the Z coordinate) of the detected portion (340) in the work support unit (300) is known in advance and mounted on the tool support unit (200). Since the approximate protrusion amount of the tip of the touch sensor (110C) from the tool support unit (200) is also known in advance from the dimensions of the touch sensor (110C) and the tool holder (250), the tip of the touch sensor (110C) Moves the tool support unit (200) in the Y and Z directions to a position where it will be located in the opening (341) of the detected part (340) of the work support unit (300).
こうして、タッチセンサ（110C）の先端部が被検出部（340）の開口（341）内に位置する状態において、ワーク支持ユニット（300）をＸ方向の一側に移動させて、タッチセンサ（110C）の先端部を被検出部（340）の開口（341）の内周面に接触させる。すると、タッチセンサ（110C）が検出信号を出力するため、そのときのＸ座標を測定する。続いて、ワーク支持ユニット（300）をＸ方向の他側に移動させて、同様に、タッチセンサ（110C）の先端部が被検出部（340）の開口（341）の内周面に接触するときのＸ座標を求める。こうして、タッチセンサ（110C）がＸ方向の一側及び他側において被検出部（340）の開口（341）の内周面と接触する点のＸ座標を求める。 Thus, with the tip of the touch sensor (110C) positioned within the opening (341) of the detected part (340), the work support unit (300) is moved to one side in the X direction, and the touch sensor (110C ) Is brought into contact with the inner peripheral surface of the opening (341) of the detected part (340). Then, since the touch sensor (110C) outputs a detection signal, the X coordinate at that time is measured. Subsequently, the work support unit (300) is moved to the other side in the X direction, and similarly, the tip of the touch sensor (110C) contacts the inner peripheral surface of the opening (341) of the detected part (340). Find the X coordinate of the hour. In this way, the X coordinate of the point where the touch sensor (110C) contacts the inner peripheral surface of the opening (341) of the detected part (340) on one side and the other side in the X direction is obtained.
次に、ワーク支持ユニット（300）を基準位置に戻した後、Ｘ方向のときと同様に、工具支持ユニット（200）をタッチセンサ（110C）の先端部が被検出部（340）の開口（341）の内周面に接触するまでＹ方向の一側と他側とに移動させて、タッチセンサ（110C）がＹ方向の一側及び他側において被検出部（340）の開口（341）の内周面と接触する点のＹ座標を求める。 Next, after returning the workpiece support unit (300) to the reference position, the tip of the touch sensor (110C) is moved to the opening (340) of the detected portion (340) as in the X direction. 341) is moved to one side and the other side in the Y direction until it touches the inner peripheral surface, and the touch sensor (110C) opens (341) in the detected part (340) on one side and the other side in the Y direction. The Y coordinate of the point in contact with the inner peripheral surface of is obtained.
これらタッチセンサ（110C）の先端部と被検出部（340）の開口（341）の内周面との４つの接触点の座標からから該開口（341）のＸＹ平面における中心座標を求める。 From the coordinates of the four contact points between the tip of the touch sensor (110C) and the inner peripheral surface of the opening (341) of the detected part (340), the center coordinate on the XY plane of the opening (341) is obtained.
続いて、ワーク支持ユニット（300）を基準位置に戻した後、タッチセンサ（110C）の先端部が被検出部（340）の開口（341）の底面に接触するまで工具支持ユニット（200）をＺ方向に移動させて、タッチセンサ（110C）が被検出部（340）の開口（341）の底面と接触する点のＺ座標を求める。 Subsequently, after returning the work support unit (300) to the reference position, the tool support unit (200) is moved until the tip of the touch sensor (110C) contacts the bottom surface of the opening (341) of the detected part (340). By moving in the Z direction, the Z coordinate of the point where the touch sensor (110C) contacts the bottom surface of the opening (341) of the detected part (340) is obtained.
こうして、被検出部（340）の開口（341）の円形底面の中心（以下、基準点という）のＸ，Ｙ，Ｚ座標が求められる。 In this way, the X, Y, Z coordinates of the center of the circular bottom surface of the opening (341) of the detected part (340) (hereinafter referred to as the reference point) are obtained.
ここで、ワーク支持ユニット（300）における、被検出部（340）の基準点とクランプ部（320）の水平軸（A）との位置関係、及び被検出部（340）の基準点と回転台（312）の鉛直軸（b）との位置関係は予めわかっているため、被検出部（340）の基準点のＸ，Ｙ，Ｚ座標が求めれると、図１に示すように、水平軸（A）のＹ，Ｚ座標および鉛直軸（B）のＺ，Ｘ座標を求めることができる。尚、被検出部（340）の基準点と水平軸（A）及び鉛直軸（B）との距離は短いため、被検出部（340）の基準点と水平軸（A）及び鉛直軸（B）との間の熱変位は無視できる。 Here, in the workpiece support unit (300), the positional relationship between the reference point of the detected part (340) and the horizontal axis (A) of the clamp part (320), and the reference point of the detected part (340) and the turntable Since the positional relationship between (312) and the vertical axis (b) is known in advance, when the X, Y, and Z coordinates of the reference point of the detected portion (340) are obtained, the horizontal axis as shown in FIG. The Y and Z coordinates of (A) and the Z and X coordinates of the vertical axis (B) can be obtained. Since the distance between the reference point of the detected part (340) and the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) is short, the reference point of the detected part (340), the horizontal axis (A) and the vertical axis (B ) Is negligible.
熱変位測定部（540）は、こうして求めた水平軸（A）のＹ，Ｚ座標および鉛直軸（B）のＺ，Ｘ座標を演算部（520）へ出力する。 The thermal displacement measurement unit (540) outputs the Y and Z coordinates of the horizontal axis (A) and the Z and X coordinates of the vertical axis (B) thus obtained to the calculation unit (520).
演算部（520）は、熱変位測定部（540）から入力された水平軸（A）のＹ，Ｚ座標および鉛直軸（B）のＺ，Ｘ座標に基づいて、入力部（510）より入力される目標工具経路データからＮＣデータを再作成する。再作成されたＮＣデータは出力部（530）へ出力され、該出力部（530）から工具支持ユニット（200）及びワーク支持ユニット（300）へ制御信号が出力される。その結果、工具（110）及びワーク（120）は、熱変位によりずれた水平軸（A）及び鉛直軸（B）を基準に相対移動することになり、工具（110）とワーク（120）との位置関係が熱変位によりずれているにもかかわらず、工具（110）はワーク（120）に対して所望の目標工具経路に沿って加工を行っていく。 The calculation unit (520) is input from the input unit (510) based on the Y and Z coordinates of the horizontal axis (A) and the Z and X coordinates of the vertical axis (B) input from the thermal displacement measurement unit (540). NC data is recreated from the target tool path data. The re-created NC data is output to the output unit (530), and a control signal is output from the output unit (530) to the tool support unit (200) and the work support unit (300). As a result, the tool (110) and the workpiece (120) move relative to each other with respect to the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) which are displaced due to thermal displacement, and the tool (110) and the workpiece (120) The tool (110) processes the workpiece (120) along a desired target tool path despite the fact that the positional relationship is shifted due to thermal displacement.
したがって、本実施形態によれば、１つのワーク（120）の加工が完了して次のワーク（120）の加工を開始する前に、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて、所望の目標工具経路からＮＣデータを再作成を行うことによって、加工装置（100）内の発熱により工具（110）とワーク（120）との位置関係に熱変位が生じたとしても、工具（110）をワーク（120）に対して所望の目標工具経路に沿って相対移動させることができ、ワーク（120）に螺旋溝（41）を高い精度で加工することができる。 Therefore, according to this embodiment, before the machining of one workpiece (120) is completed and the machining of the next workpiece (120) is started, the heat of the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) is increased. By measuring the displacement and re-creating NC data from the desired target tool path based on the thermal displacement, the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) due to heat generated in the machining device (100) Even if thermal displacement occurs, the tool (110) can be moved relative to the work (120) along the desired target tool path, and the spiral groove (41) can be formed in the work (120) with high accuracy. Can be processed.
具体的には、所定の基準状態にあるワーク支持ユニット（300）の位置を工具支持ユニット（200）に支持したタッチセンサ（110C）で測定することによって、ワーク支持ユニット（300）の熱変位だけでなく、工具支持ユニット（200）の熱変位も測定することができる。 Specifically, only the thermal displacement of the work support unit (300) is measured by measuring the position of the work support unit (300) in a predetermined reference state with a touch sensor (110C) supported by the tool support unit (200). In addition, the thermal displacement of the tool support unit (200) can also be measured.
また、所望の目標工具経路からＮＣデータへの変換の基準となる、ワーク支持ユニット（300）の水平軸（A）及び鉛直軸（B）の熱変位を求め、熱変位後の水平軸（A）及び鉛直軸（B）を基準に所望の目標工具経路からＮＣデータを再作成することによって、ＮＣデータの再作成を容易に行うことができる。 Further, the thermal displacement of the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) of the workpiece support unit (300), which is a reference for conversion from a desired target tool path to NC data, is obtained, and the horizontal axis (A ) And the vertical axis (B) as a reference, NC data can be easily recreated from a desired target tool path.
尚、前記実施形態では、１つのワーク（120）の加工が終わって次のワーク（120）の加工を開始する前に、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位を測定して、ＮＣデータを再作成しているが、ＮＣデータを再作成するタイミングはこれに限られるものではない。例えば、所定個数のワーク（120）の加工が終わるごとにＮＣデータを再作成してもよいし、加工装置（100）による加工継続時間が所定時間を経過した後にＮＣデータを再作成してもよい。すなわち、加工装置（100）において許容できない程度の熱変位が生じると考えられるタイミングであれば、任意のタイミングでＮＣデータの再作成を行えばよい。 In the embodiment, the thermal displacement of the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120) is measured before the machining of one workpiece (120) is finished and the machining of the next workpiece (120) is started. The NC data is recreated, but the timing of recreating the NC data is not limited to this. For example, the NC data may be recreated every time a predetermined number of workpieces (120) have been machined, or the NC data may be recreated after the machining continuation time by the machining apparatus (100) has passed a predetermined time. Good. That is, the NC data may be recreated at an arbitrary timing as long as an unacceptable thermal displacement occurs in the processing apparatus (100).
また、前記実施形態では、工具（110）とワーク（120）との位置関係の熱変位からワーク支持ユニット（300）の水平軸（A）及び鉛直軸（B）の熱変位を求めて、該水平軸（A）及び鉛直軸（B）の熱変位に基づいて、所望の目標工具経路からＮＣデータを再作成するように構成しているが、これに限られるものではない。例えば、水平軸（A）及び鉛直軸（B）の座標を直接算出するのではなく、被検出部（340）の基準点のＸ，Ｙ，Ｚ座標の熱変位前後の偏差を求め、該偏差を用いて熱変位後の水平軸（A）及び鉛直軸（B）の座標を求める構成であってもよい。 In the embodiment, the thermal displacement of the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) of the workpiece support unit (300) is obtained from the thermal displacement of the positional relationship between the tool (110) and the workpiece (120), The NC data is recreated from the desired target tool path based on the thermal displacement of the horizontal axis (A) and the vertical axis (B), but is not limited to this. For example, instead of directly calculating the coordinates of the horizontal axis (A) and the vertical axis (B), the deviation before and after the thermal displacement of the X, Y, Z coordinates of the reference point of the detected part (340) is obtained. The structure which calculates | requires the coordinate of the horizontal axis (A) and the vertical axis (B) after a thermal displacement using may be sufficient.
さらに、本実施形態では、工具支持ユニット（200）を２軸（Ｙ軸及びＺ軸）に沿って直進移動可能に構成し、ワーク支持ユニット（300）を１軸（Ｘ軸）に沿って直進移動可能且つ２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに回転可能に構成しているが、これに限られるものではない。ワーク支持ユニット（300）によってワーク（120）を２軸（水平軸（A）及び鉛直軸（B））回りに回転させるように構成すればよく、その他の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）に沿ったワーク（120）の平行移動を工具支持ユニット（200）で行ってもよいし、ワーク支持ユニット（300）で行ってもよい。また、３軸は必ずしも直交している必要はなく、また、直線状に延びる軸である必要もない。さらに、３軸以外のさらに別の軸に沿ってワーク（120）を平行移動させる構成であってもよく、２軸以外のさらに別の軸回りにワーク（120）を回転させる構成であってもよい。 Furthermore, in this embodiment, the tool support unit (200) is configured to be able to move straight along two axes (Y axis and Z axis), and the work support unit (300) goes straight along one axis (X axis). Although it is configured to be movable and rotatable about two axes (horizontal axis (A) and vertical axis (B)), it is not limited to this. The workpiece support unit (300) may be configured to rotate the workpiece (120) about two axes (horizontal axis (A) and vertical axis (B)), and the other three axes (X axis, Y axis, and Z axis). The parallel movement of the workpiece (120) along the axis) may be performed by the tool support unit (200) or by the workpiece support unit (300). Further, the three axes do not necessarily need to be orthogonal, and do not need to be linearly extending axes. Further, the configuration may be such that the workpiece (120) is translated along another axis other than the three axes, or the workpiece (120) may be rotated around another axis other than the two axes. Good.
またさらに、前記実施形態では、被検出部（340）に、円形断面を有する有底状の開口が形成されているが、これに限られるものではない。すなわち、タッチセンサにより一意的に位置検出できるものであれば、平坦な端面に開口した円形断面を有する形状でもよし、平坦な端面から突起した立方体状のブロック等であってもよい。 Furthermore, in the embodiment, the bottomed opening having a circular cross section is formed in the detected part (340). However, the present invention is not limited to this. That is, as long as the position can be uniquely detected by the touch sensor, it may be a shape having a circular cross section opened on a flat end face, a cubic block protruding from the flat end face, or the like.
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機のスクリューロータを加工するスクリューロータ加工方法及び加工装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a screw rotor processing method and a processing apparatus for processing a screw rotor of a screw compressor.
1 シングルスクリュー圧縮機（スクリュー圧縮機）
40 スクリューロータ
100 スクリューロータ加工装置（加工装置）
110 工具
110C タッチセンサ（検出手段）
120 ワーク
200 工具支持ユニット（工具支持部）
300 ワーク支持ユニット（ワーク支持部）
500 制御装置（制御部）
A 水平軸
B 鉛直軸
1 Single screw compressor (screw compressor)
40 screw rotor
100 Screw rotor processing equipment (processing equipment)
110 tools
110C touch sensor (detection means)
120 workpieces
200 Tool support unit (tool support)
300 Work support unit (work support part)
500 Control device (control unit)
A horizontal axis
B Vertical axis
Claims (6)
工具（110）をワーク（120）に対して相対移動させる所望の目標工具経路から、該加工装置（100）で該工具（110）と該ワーク（120）とをそれぞれ移動させるための数値データを作成する数値データ作成工程と、
前記加工装置（100）が前記数値データに基づいて前記工具（110）と前記ワーク（120）とをそれぞれ移動させて、該工具（110）で該ワーク（120）を加工する加工工程とを含み、
前記数値データ作成工程は、所定のタイミングが到来したときには、次のワーク（120）を加工する前に、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて前記目標工具経路に対する前記数値データを再作成する数値データ再作成工程を含んでいることを特徴とするスクリューロータ加工方法。 Using the processing device (100) for processing the workpiece (120) with the tool (110) by relatively moving the tool (110) and the workpiece (120), the workpiece (120) is screwed into the screw compressor (1). A screw rotor machining method for machining into a rotor (40),
Numerical data for moving the tool (110) and the work (120) by the machining device (100) from a desired target tool path for moving the tool (110) relative to the work (120), respectively. Numeric data creation process to create,
A machining step in which the machining device (100) moves the tool (110) and the workpiece (120) based on the numerical data, and machine the workpiece (120) with the tool (110). ,
The numerical data creation step measures the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) before processing the next workpiece (120) when a predetermined timing arrives, and based on the thermal displacement. And a numerical data re-creation step of re-creating the numerical data for the target tool path.
前記数値データ再作成工程は、所定の基準状態における前記ワーク（120）と前記工具（110）との位置関係を測定することによって、該工具（110）及び該ワーク（120）の熱変位を測定する熱変位測定工程を含んでいることを特徴とするスクリューロータ加工方法。 In claim 1,
The numerical data re-creation step measures the thermal displacement of the tool (110) and the work (120) by measuring the positional relationship between the work (120) and the tool (110) in a predetermined reference state. The screw rotor processing method characterized by including the thermal displacement measurement process to do.
前記加工装置（100）は、前記工具（110）と前記ワーク（120）とを所定の直進軸に沿って相対的に直進移動させると共に所定の回転軸回りに相対的に回転移動させるように構成されており、
前記数値データ作成工程では、前記直進軸及び前記回転軸に基づいて、前記目標工具経路から前記数値データを作成し、
前記熱変位測定工程では、前記基準状態における前記工具（110）と前記ワーク（120）との熱変位から前記加工装置（100）の前記直進軸及び前記回転軸の熱変位を算出し、
前記数値データ再作成工程では、前記熱変位測定工程で算出した前記直進軸及び前記回転軸の熱変位に基づいて、前記目標工具経路から前記数値データを再作成することを特徴とするスクリューロータ加工方法。 In claim 2,
The processing device (100) is configured to relatively move the tool (110) and the work (120) relatively straight along a predetermined rectilinear axis and relatively rotate around a predetermined rotation axis. Has been
In the numerical data creation step, the numerical data is created from the target tool path based on the linear axis and the rotary axis,
In the thermal displacement measurement step, the thermal displacement of the straight axis and the rotary shaft of the machining device (100) is calculated from the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) in the reference state,
In the numerical data re-creation step, the numerical data is re-created from the target tool path on the basis of the thermal displacement of the rectilinear axis and the rotary shaft calculated in the thermal displacement measurement step. Method.
前記ワーク（120）を支持し且つ移動させるワーク支持部（300）と、
前記工具（110）を支持し且つ移動させる工具支持部（200）と、
前記工具（110）を前記ワーク（120）に対して相対移動させる所望の目標工具経路から前記工具支持部（200）と前記ワーク支持部（300）とをそれぞれ移動させるための数値データを作成して、該数値データに基づいて該ワーク支持部（300）及び該工具支持部（200）を移動させることにより該工具（110）に該ワーク（120）を加工させる制御部（500）とを備え、
前記制御部（500）は、所定のタイミングが到来したときには、次のワーク（120）を加工する前に、前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定し、該熱変位に基づいて前記目標工具経路に対する前記数値データを再作成することを特徴とするスクリューロータ加工装置。 The tool (110) and the work (120) are moved relatively straight along a predetermined rectilinear axis and relatively rotated around a predetermined rotation axis to move the work (120) with the tool (110). A screw rotor processing device for processing a screw rotor of a screw compressor,
A workpiece support (300) for supporting and moving the workpiece (120);
A tool support (200) for supporting and moving the tool (110);
Numerical data for moving the tool support (200) and the work support (300) from a desired target tool path for moving the tool (110) relative to the work (120) is created. And a control unit (500) that causes the tool (110) to process the work (120) by moving the work support (300) and the tool support (200) based on the numerical data. ,
When the predetermined timing arrives, the control unit (500) measures the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120) before machining the next workpiece (120), and determines the thermal displacement. A screw rotor machining apparatus, wherein the numerical data for the target tool path is recreated based on the numerical value.
前記ワーク支持部（300）には、被検出部（340）が設けられる一方、
前記工具支持部（200）は、前記被検出部（340）を検出する検出手段（110C）を支持可能に構成されており、
前記制御部（500）は、前記ワーク支持部（300）を所定の基準位置に位置させると共に、前記検出手段（110C）を支持した前記工具支持部（200）を移動させて該検出手段（110C）により前記被検出部（340）を検出させることで該被検出部（340）の位置を測定し、該被検出部（340）の位置から前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位を測定することを特徴とするスクリューロータの加工装置。 In claim 4,
The workpiece support (300) is provided with a detected part (340),
The tool support (200) is configured to be able to support detection means (110C) for detecting the detected part (340),
The controller (500) positions the workpiece support (300) at a predetermined reference position, and moves the tool support (200) supporting the detection means (110C) to detect the detection means (110C). ) To measure the position of the detected part (340) by detecting the detected part (340), and from the position of the detected part (340), heat of the tool (110) and the workpiece (120) is measured. A screw rotor machining apparatus for measuring displacement.
前記制御部（500）は、
前記直進軸及び前記回転軸の位置に基づいて、前記目標工具経路から前記数値データを作成するように構成されていて、
前記工具（110）及び前記ワーク（120）の熱変位に基づいて該目標工具経路に対する前記数値データを再作成するときには、前記検出手段（110C）を用いて測定した前記被検出部（340）の位置から前記直進軸及び前記回転軸の位置を算出し、算出した該直進軸及び該回転軸の位置に基づいて、前記数値データを再作成することを特徴とするスクリューロータ加工装置。 In claim 5,
The control unit (500)
Based on the position of the straight axis and the rotation axis, the numerical data is created from the target tool path,
When re-creating the numerical data for the target tool path based on the thermal displacement of the tool (110) and the workpiece (120), the detected portion (340) measured using the detection means (110C) A screw rotor machining apparatus, wherein the position of the linearly moving shaft and the rotating shaft is calculated from the position, and the numerical data is recreated based on the calculated position of the linearly moving shaft and the rotating shaft.
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