JP2010023179A - ラムの撓み補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量バランス用のバランスウェイトを不要として、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置でもって、ラム繰り出しによって生じる主軸ユニット先端の位置ずれを補正できる、ラムを備えた工作機械を提供する。
【解決手段】コラム１４の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えた工作機械において、前記サドル１３を前記コラム１４の長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラム１４に支持するとともに、該静圧軸受２ａの油圧を変化させて、前記ラム１の主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受２ａの油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドル１３の傾斜により前記主軸ユニット１５の位置ずれを補正する制御手段１０を備えことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械におけるラムの撓み補正装置に関する。

横中ぐり盤のラムは、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されているが、該ラムはコラムの案内に沿って上下動するサドルに片持ち支持になっている。即ち特許文献１（特公昭６２−４７１２５号公報）の内容を示す図１１において、１４はコラム、１３は該コラム１４の案内に沿って上下動するサドルである。
前記サドル１３には、主軸ユニット１５を内蔵したラム１が水平方向に摺動可能に嵌合されている。
該サドル１３、ラム１等は吊り金具１８によってバランスウェイト２０，２１に連結され、該バランスウェイト２０，２１と前記サドル１３、ラム１等の機材とが重量バランスを行っている。

前記のように、横中ぐり盤のラムは、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されているが、該ラム１はコラム１４の案内に沿って上下動するサドル１３に片持ち支持になっているため、図１２に略図で示すように、ラム１が引っ込んでいるときは図１２（Ａ）のようにラム１の撓みは殆ど無いが、ラム１を繰り出すと、ラム１は片持ち状態でＷ矢の方向に移動し、これにより図１２（Ｂ）の中心１ａが１ｂのように撓む、という問題が発生する。
かかる問題の解決案として、特許文献２（特開２００３−１０３４３４号公報）が、提案されている。

特公昭６２−４７１２５号公報 特開２００３−１０３４３４号公報）

特許文献２（特開２００３−１０３４３４号公報）においては、ラムを左右方向に摺動可能に支持する主軸頭（サドル）を左右二つのボールネジで上下動するように構成され、ラムの移動先端側のボールネジが第１サーボモータで駆動され、根本側のボールネジが第２サーボモータで駆動され、ラムが先端側に吐出移動すると、補正まえの主軸移動指令に比べてより多くボールネジを回転させて、主軸頭を吊り上げるようにし、第２サーボモータは、補正まえの主軸移動指令に比べてより少なくボールネジを回転させて、主軸頭を下がるようにし、全体として主軸頭の姿勢を水平に維持する。
従って、ラムの案内面は水平に保たれるため、ラム先端の主軸頭の位置に誤差が生じるのを防止できる。

しかしながら、かかる従来技術にあっては、前記サドル、ラム等の機材との重量バランス用のバランスウェイトは不要となるが、主軸移動データに従い２つのボールネジを回転させてサドル及びラムを移動させるので、ラムの位置制御に大きな出力を必要とし、また２つのボールネジを回転させる装置及び前記主軸移動データを設定する装置等の、装置コストが高くなる。

本発明はかかる問題点に鑑み、重量バランス用のバランスウェイトを不要として、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置でもって、ラム繰り出しによって生じる主軸ユニット先端の位置ずれを補正できる、ラムを備えた工作機械を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、第１発明は、コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、前記サドルを前記コラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラムに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とする（請求項１）。

かかる第１発明において、好ましくは次のように構成する。
即ち、前記制御手段は、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように構成する（請求項２）。

かかる第１発明において、好ましくは次のように構成する。
即ち、前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように構成する（請求項３）。

また、本発明の第２発明は、次のように構成することができる。
即ち、コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、前記ラムを該ラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記サドルに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とする（請求項４）。

かかる第２発明において、好ましくは次のように構成する。
即ち、前記制御手段は、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するに構成する（請求項５）。

かかる第２発明において、好ましくは次のように構成する。
即ち、前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記サドルの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように構成する（請求項６）。

また、制御手段における具体的手段は、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置、前記各静圧軸受への油圧を計測する油圧センサを備え、前記制御手段は、該油圧センサからの油圧検出値に基づいて前記静圧軸受の目標油圧になるように前記絞り装置の絞り量を制御する（請求項７）。
また、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置を備え、前記制御手段は、該絞り装置の絞り量を前記静圧軸受の目標油圧になるために算出した絞り流量となるように絞り量を制御する（請求項８）。

本発明によれば、制御手段による補正方法によって、前記サドルを前記コラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラムに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正できる。
また、前記ラムを該ラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記サドルに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正できる。
従って、本発明によれば、前記の補正方法によってラムの主軸方向への真直度を高精度で保持することができ、高い加工精度を得ることができる。
また、前記複数の静圧軸受の油圧の調整によって補正できるので、従来のようなバランスウェイトは不要となり、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置で、前記のような高い加工精度を得ることができる（請求項１、４）。

また、制御手段によって、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するために、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受の油圧を制御するので、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜によって簡単な構成で前記ラムの主軸方向への真直度を保持できる（請求項２）。
また、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御するので、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜によって簡単な構成で前記ラムの主軸方向への真直度を保持できる（請求項５）。

さらに、制御手段によって、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するので、すなわち、例えば、図２に示す静圧軸受２ａ及び静圧軸受３ａの２個の静圧軸受の油圧の制御に従うサドルの傾斜で補正することができるので、前記主軸ユニット位置のずれを、請求項２にかかる発明のように１個の静圧軸受による補正に比べて大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる（請求項３）。
また、ラムの先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラムの重量増加に対応できる。

さらに、ラムのサドルの支持に対しても同様に、制御手段によって、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記サドルの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するので、すなわち、２個の静圧軸受の油圧の制御に従うラムの傾斜で補正することができるので、前記主軸ユニット位置のずれを、請求項５にかかる発明のように１個の静圧軸受による補正に比べて大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる（請求項６）。
また、ラムの先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラムの重量増加に対応できる。

また、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置、前記各静圧軸受への油圧を計測する油圧センサを備え、前記制御手段は、該油圧センサからの油圧検出値に基づいて前記静圧軸受の目標油圧になるように前記絞り装置の絞り量を制御するように構成する（請求項７）ので、油圧の制御に従うラムの傾斜角とラムの撓みによる前記主軸ユニット位置のずれを、油圧センサによって各静圧軸受の油圧の検知結果をフィードバックして行うので、静圧軸受の圧力を、高い精度で適正値に保持できる。

また、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置を備え、前記制御手段は、該絞り装置の絞り量を前記静圧軸受の目標油圧になるために算出した絞り流量となるように絞り量を制御するように構成する（請求項８）ので、油圧センサを使用しない制御構成とすることが可能となる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の第１実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。尚、図１〜図５において、その他の構成は図１１のバランスウェイト２１，２２を除いた部分（図１１の破線で囲んだ部分１９を除く）と同一である。
図１（Ａ）、（Ｂ）において、１４はコラムで、該コラム１４の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
前記サドル１３は、左右４箇所を、ラム１の移動端部側を静圧軸受２ａ、２ｂで支持され、根本側を静圧軸受３ａ、３ｂで支持されている。

８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り６を経て静圧軸受２ａに接続されている。１０はコントローラで、可変絞り６の絞り量を制御するようになっている。この静圧軸受２ａは、前記サドル１３を前記コラム１４の長手方向に支持する静圧軸受２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって前記主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、この静圧軸受２ａの油圧を制御するようになっている。

図１（Ａ）の停止時（または停止時に近い状態）から、図１（Ｂ）のような作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動する。そして図１（Ｂ）のように、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して片持ち支持位置からの突き出し量が増加する。
このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り６の絞り量を調整し静圧軸受２の圧力を上昇させて、図１（Ａ）に矢印Ｆのように静圧軸受２ａによってサドル１３を持ち上げる。
これにより、図１（Ｂ）のＺ矢印ように、サドル１３が傾斜してラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げる。尚、図１（Ｂ）において１ｕは水平線である。
これにより、ラム１の主軸ユニット１５方向への真直度が保持される

かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２ａの油圧Ｐｒ_２ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ_２ａの増加に従うサドル１３の傾斜により、撓みδを補正する方法を図６に示す。

図６は油圧の増加に従うサドルの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
図６において、ラム１の繰り出し量Ｘを検出して（ステップＳ１）、この検出値を用いて次の補正を行う。
ラム１先端の撓み量δを、次式により推定する（ステップＳ２）。
δ＝（ＷａＸ^３／３ＥＩ）＋（ｗＸ^４／８ＥＩ） （１）
ここで、Ｗａ：アタッチメントの重量
ｗ：ラム１の等分布荷重（自重）
Ｅ：ラム１の縦弾性係数
Ｉ：ラム１の断面２次モーメント
ラム１の撓み量δを補正するために、ラム１を上方に傾斜させる角度θは次式により推定する。（ステップＳ３）。
θ＝ｔａｎ^−１（ｙ／ｘ） （２）
ｙ，ｘ は傾斜度

静圧軸受ｉの流量係数Ｋｉを推定する（ステップＳ４）。
傾斜角θのときの静圧軸受ｉ（制御する静圧軸受２ａ、以外の静圧軸受２ｂ、３ａ、３ｂ）の圧力Ｐｒ_ｉを求める（ステップＳ５）。
Ｐｒ_ｉ＝（１／（１＋Ｋ_ｉ／Ｋｃ_ｉ））・Ｐｓ_ｉ （３）
ここで、Ｋｃ_ｉ：可変絞りｉの流量係数
Ｐｓ_ｉ：静圧軸受ｉの供給圧力

傾斜角θのときの静圧軸受ｉの負荷荷重Ｗ_ｉを算出する（ステップＳ６）。
Ｗ_ｉ＝Ａ_ｉ・Ｐｒ_ｉ （４）
ここで、Ａ_ｉ：静圧軸受ｉの有効面積
静圧軸受２ａの負荷荷重Ｗ_２ａを算出する。記載以外の符号は図１（Ｂ）を参照（ステップＳ７）。
Ｍ＋Ｗ_３ｂＬ_３ｂ＋Ｗ_２ｂＬ_２ｂ＝Ｗ_２ａＬ_２ａ＋Ｗ_３ａＬ_３ａ （５）
ここで、Ｍ：ラム、アタッチメント、サドルの自重によりサドルを回転させようと
する回転モーメント
静圧軸受圧力２ａの圧力Ｐｒ_２ａを算出する（ステップＳ８）。
Ｐｒ_２ａ＝Ｗ_２ａ／Ａ_２ａ （６）
前記圧力Ｐｒ_２ａを得るための可変絞り６の絞り流量係数Ｋｃ_２ａを求め、この絞り流量係数Ｋｃ_２ａになるように可変絞り６の絞り量を絞り長さＳ_６に調節する（ステップＳ９、Ｓ１０）。この絞り長さとは、可変絞りの絞り調整量である。

算出した静圧軸受の油圧を得るために、可変絞りの絞り流量係数を求めて絞り流量係数によって絞り量を制御するので、油圧センサを使用せずに制御構成を簡素化できる。

以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受の油圧Ｐｒ_２ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ_２ａの増加に従うサドル１３の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５位置のずれを補正できる。

従って、かかる実施例によれば、前記の補正方法によってラム１の主軸方向１ｓへの真直度を高精度で保持することができ、高い加工精度を得ることができる。
また、前記複数の静圧軸受の油圧および可変絞りの状態調整によって、従来のようなバランスウェイトは不要となり（図１１において、破線部分１９が不要となる）、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置で、前記のような高い加工精度を得ることができる。

次に、本発明の第２実施例を、図２を参照して説明する。
基本構成は第１実施例と同じであり、サドル１３は、左右４箇所を、ラム１の移動端部側を静圧軸受２ａ、２ｂで支持され、根本側を静圧軸受３ａ、３ｂで支持されている。

図２で、油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り６を経て静圧軸受２ａに接続され、可変絞り７を経て静圧軸受３ａに、それぞれ接続されている。コントローラ１０で、可変絞り６の絞り量を制御するとともに、可変絞り７の絞り量を制御する。
この静圧軸受２ａは、前記サドル１３を前記コラム１４の長手方向に支持する静圧軸受２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって前記主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、さらに、静圧軸受３ａは、静圧軸受２ａとは主軸ユニット１５の主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点Ｃ１に対して対称位置に設置した静圧軸受であり、静圧軸受２ａ、３ａに対して油圧を制御するようになっている。

図２の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３に片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り６の絞り量を調整し前記静圧軸受２ａの圧力を上昇させ、また前記可変絞り７の絞り量を調整し前記静圧軸受３ａの圧力を上昇させる。

従って、図２のＦ１矢印のように、ラム１が繰り出す側の静圧軸受２ａがサドル１３を持ち上げ、同時に繰り出し側とは反対側の静圧軸受３ａにより、サドル１３をＦ２矢印のように押し下げる。
これにより、ラム１の先端位置が、図２のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１の中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。

かかる、コントローラ１０の、前記サドル１３の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２ａ及び静圧軸受３ａの油圧Ｐｒ_２ａ、Ｐｒ_３ａをサドル１３の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ_２ａ、Ｐｒ_３ａの増加に従うサドル１３の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５の位置のずれを補正する補正方法を図７に示す。
図７はかかる第２実施例により主軸ユニットの位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
図７において、ステップＳ１２で求めたサドル１３先端の撓み量δに応じて、事前に求めたデータベースにより静圧軸受３ａの可変絞り７の流量係数Ｋｃ_３ａを求める。
この可変絞り７の流量係数Ｋｃ_３ａをステップＳ１５のＰｒ_ｉの算式に用いるとともに、ステップＳ２０で絞り調整量の絞り長さＳ_７の算出に用いる。
これ以外は、前記実施例１と同様である。

以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記サドル１３の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、前記静圧軸受２ａ及び静圧軸受３ａの２個の静圧軸受で行うことができるので、サドル１３の撓みδによる前記主軸ユニット１５位置のずれを、実施例１より大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる。
また、ラム１の先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラム１の重量増加に対応できる。

図３は本発明の第３実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。
図３において、コラム１４（図１１参照）の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
前記ラム１は、該ラム１の長手方向に上下各２箇所、つまり下部側を静圧軸受２０ａ、２０ｂで支持され、上部側を静圧軸受３０ａ、３０ｂで支持されている。

８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り６１を経て静圧軸受２０ａに接続されている。１０はコントローラで、可変絞り６１の絞り量を制御する。
この静圧軸受２０ａは、ラム１をサドル１３に支持する複数の静圧軸受２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、この静圧軸受２０ａの油圧を制御するようになっている。

図３の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り６１の絞り量を調整し、これにより静圧軸受２０ａの圧力が上昇する。従って、図３のＦ矢印ように、静圧軸受２０ａによりラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げる。
これにより、ラム１の先端位置が、図２のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。

かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａの油圧Ｐｒ_２０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ_２０ａの増加に従うラム１の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５位置のずれを補正する方法を図８に示す。
尚、図８において、
静圧軸受２０ａの負荷荷重Ｗ_２０ａを算出する（ステップＳ３７）。
Ｗ_２０ａ＝Ｗ＋Ｗ_３０ｂ＋Ｗ_３０ａ−Ｗ_２０ｂ （５）
ここで、Ｗ：ラム１及びアタッチメントの重量
上記記載以外の符号は図３を参照
これ以外は、前記実施例１と同様である。

以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａの油圧Ｐｒ_２０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、前記主軸ユニット１５位置のずれを補正できる。

図４は本発明の第４実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。
図４において、コラム１４（図１１参照）の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
前記ラム１は、該ラム１の長手方向に上下各２箇所、つまり下部側を静圧軸受２０ａ、２０ｂで支持され、上部側を静圧軸受３０ａ、３０ｂで支持されている。

８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り３２を経て静圧軸受２０ａに接続され、可変絞り３３を経て静圧軸受３０ａに接続されている。
１０はコントローラで、可変絞り３２の絞り量、及び可変絞り３３の絞り量を制御する。
この静圧軸受２０ａは、ラム１をサドル１３に支持する複数の静圧軸受２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、さらに、静圧軸受３０ａは、静圧軸受２０ａとは主軸ユニット１５の主軸と該主軸に直角方向の前記サドル１３の中心線との交点Ｃ２に対して対称位置に設置した静圧軸受であり、静圧軸受２０ａ、３０ａに対して油圧を制御するようになっている。

図４の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り３２の絞り量を調整し前記静圧軸受２０ａの圧力を上昇させ、また前記可変絞り３３の絞り量を調整し前記静圧軸受３０ａの圧力を上昇させる。

従って、図４のＦ１矢印のように、静圧軸受２０ａによりラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げ、同時に繰り出し側とは反対側の静圧軸受３０ａにより、ラム１をＦ２矢印のように押し下げる。
これにより、ラム１の先端位置が、図３のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。

かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａ及び静圧軸受３０ａの油圧Ｐｒ_２０ａ、Ｐｒ_３０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ_２０ａ、Ｐｒ_３０ａの増加に従うラム１の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５位置のずれを補正する方法を図９に示す。
図９はかかる第４実施例により主軸ユニットの位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
図９において、ステップＳ５２で求めたラム１先端の撓み量δに応じた静圧軸受３０ａの可変絞り３３の流量係数Ｋｃ_３０ａを求める。
この可変絞り３３の流量係数Ｋｃ_３０ａをステップＳ５５のＰｒｉの算式に用いるとともに、ステップＳ６０の絞り調整量Ｓ_３３の算出に用いる。
これ以外は、前記実施例３と同様である。

以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、前記静圧軸受２０ａ及び静圧軸受３０ａの２個の静圧軸受で行うことができるので、ラム１の撓みδによる前記主軸ユニット１５位置のずれを、実施例３より大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる。
また、ラム１の先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラム１の重量増加に対応できる。

図５は本発明の第５実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。
図５において、コラム１４（図１１参照）の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
前記ラム１は、該ラム１の長手方向に上下各２箇所、つまり下部側を静圧軸受２０ａ、２０ｂで支持され、上部側を静圧軸受３０ａ、３０ｂで支持されている。

８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り３２を経て静圧軸受２０ａに接続され、可変絞り３３を経て静圧軸受３０ａに接続されている。また、油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り３４を経て静圧軸受２０ｂに接続され、可変絞り３５を経て静圧軸受３０ｂに接続されている。

１０はコントローラで、可変絞り３２の絞り量、及び可変絞り３３の絞り量を制御する。また、前記可変絞り３４の絞り量及び可変絞り３５の絞り量もコントローラ１０によって制御される。
前記各静圧軸受２０ａ、２０ｂ及び静圧軸受３０ａ、３０ｂへの油路には、各油路の油圧を計測する油圧センサ３７、３８、３９、４０が設けられ、これら油圧センサ３７、３８、３９、４０の油圧検出値はコントローラ１０に入力される。

図５の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り３２の絞り量を調整し前記静圧軸受２０ａの圧力を上昇させ、また前記可変絞り３３の絞り量を調整し前記静圧軸受３０ａの圧力を上昇させる。
また、可変絞り３４の絞り量を調整して静圧軸受２０ｂの圧力を調整するとともに、可変絞り３５の絞り量を調整して静圧軸受３０ｂの圧力を調整する。

また、コントローラ１０は、油圧センサ３７、３８、３９、４０の油圧検出値に基づき、各静圧軸受２０ａ、２０ｂの圧力及び静圧軸受３０ａ、３０ｂの圧力を、適正値に調整する。即ち前記油圧センサ３７、３８、３９、４０の油圧検出値により、静圧軸受２０ａ、２０ｂの圧力、及び静圧軸受３０ａ、３０ｂの圧力を、所定の適正値に保持することができる。
即ち、上記の制御により、図５のＦ１矢印に示すように、静圧軸受２０ａによりラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げ、同時に静圧軸受３０ａにより、ラム１の繰り出し側とは反対側をＦ２矢印のように押し下げる。
これにより、ラム１の先端位置が、図５のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。

かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａ及び静圧軸受３０ａの油圧Ｐｒ_２０ａ、Ｐｒ_３０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ_２０ａ、Ｐｒ_３０ａの増加に従うラム１の傾斜角θによる主軸ユニット１５の位置のずれを補正する方法を図１０に示す。
図１０は、かかる第５実施例により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
図１０において、ステップＳ７２で求めたラム１先端の撓み量δに応じて事前に求めたデータベースより、静圧軸受３０ａの可変絞り３３の流量係数Ｋｃ_３０ａを求める。
この可変絞り３３の流量係数Ｋｃ_３０ａをステップＳ７５のＰｒｉの算式に用いるとともに、ステップＳ８０の絞り長さＳ_３３の算出に用いる。

また、図１０のステップＳ８０についで、前記油圧センサ３７、３８、３９、４０によって各静圧軸受の油圧を検知する（ステップＳ８１）。
そして、この油圧Ｐｒ_ｉが目標油圧になっているか判定し（ステップＳ８２）、なっていなければ各可変絞りを調整する。
これ以外は、前記実施例４と同様である。

以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、前記主軸ユニット１５位置のずれを、油圧センサ３７、３８、３９、４０によって各静圧軸受の油圧の検知結果をフィードバックして行うので、高い精度で補正できる。

なお、前記実施例１〜２のコラム１４に対するサドル１３の傾斜補正と、実施例３〜５のサドル１３に対するラム１の傾斜補正とを組み合わせて、コラム１４に対するサドル１３、サドル１３に対するラム１の傾斜補正を全体的に制御してもよいことは勿論である。

本発明によれば、重量バランス用のバランスウェイトを不要として、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置でもって、ラム繰り出しによって生じる主軸ユニット先端の位置ずれを補正できる、ラムを備えた工作機械を提供できる。

（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第２実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第３実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第４実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第５実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 第１実施例にかかる油圧の増加に従うサドルの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第２実施例にかかる油圧の増加に従うサドルの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第３実施例にかかる油圧の増加に従うラムの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第４実施例にかかる油圧の増加に従うラムの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第５実施例にかかる油圧の増加に従うラムの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 従来の横中ぐり盤の概要を示す斜視図である。 ラムとサドルとの組合せ図である。

符号の説明

１ ラム
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ 静圧軸受
２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ 静圧軸受
６、７、６１、３２、３３、３４、３５ 可変絞り
８ 油圧ポンプ
１０ コントローラ
１３ サドル
１４ コラム
１５ 主軸ユニット
３７，３８，３９，４０ 油圧センサ

Claims (8)

1. コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、
   前記サドルを前記コラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラムに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とするラムの撓み補正装置。
2. 前記制御手段は、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項１記載のラムの撓み補正装置。
3. 前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項２記載のラムの撓み補正装置。
4. コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、
   前記ラムを該ラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記サドルに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とするラムの撓み補正装置。
5. 前記制御手段は、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項４記載のラムの撓み補正装置。
6. 前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記サドルの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項５記載のラムの撓み補正装置。
7. 前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置、前記各静圧軸受への油圧を計測する油圧センサを備え、前記制御手段は、該油圧センサからの油圧検出値に基づいて前記静圧軸受の目標油圧になるように前記絞り装置の絞り量を制御するように構成したことを特徴とする請求項１〜６記載のラムの撓み補正装置。
8. 前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置を備え、前記制御手段は、該絞り装置の絞り量を前記静圧軸受の目標油圧になるために算出した絞り流量となるように絞り量を制御するように構成したことを特徴とする請求項１〜６記載のラムの撓み補正装置。

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