JP2013052489A - Machine tool - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine tool capable of effectively suppressing thermal deformation amount during processing by a simple configuration and control.SOLUTION: The machine tool includes: a first bed part for supporting a spindle structure 4; a second bed part for supporting a tool mounting structure 8; and a third bed part interconnecting the first and second bed parts and configured by a connecting pipe frame structure. One end of the tool mounting structure 8 is supported between a pair of first upper connecting blocks 68, 70 located on one end side of an upper connecting frame 56 of the connecting pipe frame structure, and one end of the spindle structure 4 is supported between a pair of second upper connecting blocks 72, 74 located on the other end side of the upper connecting frame 56. Thermal deformation correction means 86 are installed in the pair of first upper connecting blocks 68, 70 to correct thermal deformation of the connecting pipe frame structure on the basis of a temperature difference between the first upper connecting blocks 68, 70.

Description

本発明は、NC旋盤などの工作機械に関する。   The present invention relates to a machine tool such as an NC lathe.

工作機械として代表的なNC旋盤においては、主軸部及び刃物台などを支持するベッド本体は、鋳鉄による鋳物構造か、鋼板溶接による板金構造が一般的である。近年のNC旋盤などの分野においては、高速加工の要求に伴うスライド移動物の高速化のための剛性向上のために、また高精度加工の要求に伴う振動対策、熱変形対策などのために、ベッド本体の鋳物構造(又は板金構造)に補強用リブを設けたり、ベッド本体の板厚を厚くしたりし、ベッド本体が大型化、大重量化する傾向にある。   In an NC lathe that is a typical machine tool, the bed main body that supports the main shaft portion and the tool post is generally a cast structure made of cast iron or a sheet metal structure made of steel plate welding. In the field of NC lathes in recent years, in order to improve the rigidity for speeding up moving slides due to the demand for high-speed machining, and for vibration countermeasures and thermal deformation countermeasures associated with the demand for high-precision machining, Reinforcing ribs are provided on the cast structure (or sheet metal structure) of the bed body, or the bed body is made thicker, and the bed body tends to become larger and heavier.

一方、NC旋盤などの分野では、設置面積を小さくするなどのために小型化の要求も高まっており、高剛性を確保しながらベッド本体を小型化、軽量化するための条件を満足するには相反することとなり、これらの問題を全て解消することは難しい。   On the other hand, in the field of NC lathes and the like, there is an increasing demand for downsizing in order to reduce the installation area. To satisfy the conditions for reducing the size and weight of the bed body while ensuring high rigidity. It is a conflict and it is difficult to eliminate all these problems.

そこで、このような問題を解消する一つの手段として、ベッド本体をパイプフレーム構造体としたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この工作機械のベッド本体は、主軸構造体を支持するための第1ベッド部と、工具取付構造体を支持するための第2ベッド部と、第1ベッド部及び第2ベッド部を接続するための第3ベッド部とを備え、少なくとも第3ベッド部がパイプフレーム構造から構成されている(第1〜第3ベッド部がパイプフレーム構造から構成されたものも開示されている)。第3ベッド部のパイプフレーム構造は、4本の上連結パイプを4個の上連結ブロックでもって矩形状に連結した上フレームと、4本の下連結パイプを4個の下連結ブロックでもって矩形状に連結した下フレームと、上フレームの各上連結ブロックと下接続フレームの対応する下連結ブロックとを接続する接続パイプとを有し、上フレームの一端側の一対の上連結ブロックと、これら一対の上連結ブロック間を接続する上連結パイプに設けられた中間ブロック状部材とに、工具取付構造体の一端部が支持され、また上フレームの他端側の一対の上連結ブロックと、これら一対の上連結ブロック間を接続する上連結パイプに設けられた中間ブロック状部材とに、主軸構造体の一端部が支持されている。   Therefore, as one means for solving such a problem, there has been proposed one in which the bed body is a pipe frame structure (see, for example, Patent Document 1). The bed body of the machine tool connects the first bed portion for supporting the main spindle structure, the second bed portion for supporting the tool mounting structure, and the first bed portion and the second bed portion. And at least the third bed portion is configured with a pipe frame structure (the first to third bed portions are also disclosed with a pipe frame structure). The pipe frame structure of the third bed part is an upper frame in which four upper connection pipes are connected in a rectangular shape with four upper connection blocks, and four lower connection pipes in a rectangular shape with four lower connection blocks. A lower frame connected in shape, a connection pipe connecting each upper connection block of the upper frame and a corresponding lower connection block of the lower connection frame, a pair of upper connection blocks on one end side of the upper frame, and One end portion of the tool mounting structure is supported on an intermediate block-like member provided on the upper connecting pipe that connects the pair of upper connecting blocks, and a pair of upper connecting blocks on the other end side of the upper frame, and these One end portion of the main shaft structure is supported by an intermediate block-like member provided on the upper connecting pipe that connects the pair of upper connecting blocks.

そして、第3ベッド部の熱変形による歪みを補正するために、工具取付構造体側においては、上フレームの一端側の一対の上連結ブロックを接続する上連結パイプに一対の加熱・冷却手段(例えば、ペルチェ素子)が設けられ(具体的には、一方の連結ブロックと中間ブロック状部材との間に一方の加熱・冷却手段が設けられ、他方の連結ブロックと中間ブロック状部材との間に他方の加熱・冷却手段が設けられている)、また、主軸構造体側においては、上フレームの他端側の一対の上連結ブロックを接続する上連結パイプに一対の加熱・冷却手段(例えば、ペルチェ素子)が設けられている(具体的には、一方の連結ブロックと中間ブロック状部材との間に一方の加熱・冷却手段が設けられ、他方の連結ブロックと中間ブロック状部材との間に他方の加熱・冷却手段が設けられている)。   And in order to correct | amend the distortion by the thermal deformation of a 3rd bed part, in a tool attachment structure side, a pair of heating / cooling means (for example, an upper connection pipe connecting the pair of upper connection blocks on one end side of the upper frame) (Peltier element) is provided (specifically, one heating / cooling means is provided between one connection block and the intermediate block member, and the other is provided between the other connection block and the intermediate block member). In addition, on the main shaft structure side, a pair of heating / cooling means (for example, a Peltier element) is connected to an upper connecting pipe that connects a pair of upper connecting blocks on the other end side of the upper frame. (Specifically, one heating / cooling means is provided between one connecting block and the intermediate block-shaped member, and the other connecting block and intermediate block-shaped member are provided. The other heating and cooling means are provided between).

また、加工時の振動による影響を抑えるために、工具取付構造体側においては、上フレームの一端側の各上連結ブロックに加振手段が設けられているとともに、主軸構造体側においては、上フレームの他端側の各上連結ブロックに加振手段が設けられている。   Further, in order to suppress the influence of vibration during machining, on the tool mounting structure side, each upper connection block on one end side of the upper frame is provided with vibration means, and on the main spindle structure side, the upper frame Excitation means is provided in each upper connection block on the other end side.

特開2008−296312号公報JP 2008-296312 A

上述した工作機械では、次の通りの改善すべき問題がある。第1に、熱変形量を補正するために、工具取付構造体側の上連結パイプに一対の加熱・冷却手段を設け、主軸構造体側の上接続パイプに一対の加熱・冷却手段を設け、合計4つの加熱・冷却手段を設けているので、その構造が複雑になるとともに、その制御が複雑になり、更なる改良が望まれていた。   The machine tool described above has the following problems to be improved. First, in order to correct the amount of thermal deformation, a pair of heating / cooling means is provided on the upper connection pipe on the tool mounting structure side, and a pair of heating / cooling means is provided on the upper connection pipe on the spindle structure side, for a total of 4 Since one heating / cooling means is provided, the structure becomes complicated and the control becomes complicated, and further improvement has been desired.

第2に、加工中の振動を抑えるために、第3ベッド部のパイプフレーム構造の各上連結ブロックに加振手段を設けているが、このような構造では、振動を充分に抑えることができず、更なる改良が望まれていた。   Secondly, in order to suppress vibration during processing, vibration means are provided in each upper connecting block of the pipe frame structure of the third bed portion. With such a structure, vibration can be sufficiently suppressed. However, further improvements were desired.

本発明の目的は、加工中の熱変形量を簡単な構成及び制御でもって効果的に抑えることができる工作機械を提供することである。   An object of the present invention is to provide a machine tool capable of effectively suppressing the amount of thermal deformation during processing with a simple configuration and control.

また、本発明の他の目的は、加工中の振動を抑えて高精度に加工することができる工作機械を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a machine tool capable of machining with high accuracy while suppressing vibration during machining.

本発明の請求項1に記載の工作機械は、所定方向に回動される主軸を備えた主軸構造体と、加工工具が取り付けられる工具取付構造体と、前記主軸構造体及び工具取付構造体を支持するためのベッド構造体と、を具備し、前記ベッド構造体は、前記主軸構造体を支持するための第1ベッド部と、前記工具取付構造体を支持するための第2ベッド部と、前記第1ベッド部と前記第2ベッド部とを接続する第3ベッド部とを備え、少なくとも前記第3ベッド部が接続パイプフレーム構造により構成された工作機械において、
前記接続パイプフレーム構造は、4本の上連結パイプを4個の上連結ブロックでもって矩形状に連結した上接続フレームと、4本の下連結パイプを4個の下連結ブロックでもって矩形状に連結した下接続フレームと、前記上接続フレームの各上連結ブロックと前記下接続フレームの対応する下連結ブロックとを接続する接続パイプとを有しており、
前記工具取付構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの一端側の一対の第1上連結ブロック間に支持され、前記主軸構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの他端側の一対の第2上連結ブロック間に支持されており、
前記一対の第1上連結ブロックの少なくとも一方には、前記第3ベッド部の熱変形を補正するための第1熱変形補正手段が設けられ、前記第1熱変形補正手段は、前記一対の第1上連結ブロックの温度差に基づいて前記第3ベッド部の熱変形を補正することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a machine tool comprising: a spindle structure having a spindle that is rotated in a predetermined direction; a tool attachment structure to which a processing tool is attached; and the spindle structure and the tool attachment structure. A bed structure for supporting the bed structure, a first bed part for supporting the spindle structure, and a second bed part for supporting the tool mounting structure, In a machine tool comprising a third bed part connecting the first bed part and the second bed part, wherein at least the third bed part is constituted by a connection pipe frame structure,
The connection pipe frame structure has an upper connection frame in which four upper connection pipes are connected in a rectangular shape with four upper connection blocks, and four lower connection pipes in a rectangular shape with four lower connection blocks. A connected lower connecting frame; and a connecting pipe that connects each upper connecting block of the upper connecting frame and a corresponding lower connecting block of the lower connecting frame;
One end portion of the tool mounting structure is supported between a pair of first upper connection blocks on one end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure, and one end portion of the main shaft structure is supported by the connection pipe frame structure Are supported between a pair of second upper connecting blocks on the other end side of the upper connection frame,
At least one of the pair of first upper connecting blocks is provided with first thermal deformation correction means for correcting thermal deformation of the third bed portion, and the first thermal deformation correction means The thermal deformation of the third bed portion is corrected based on the temperature difference between the upper connecting blocks.

また、本発明の請求項2に記載の工作機械では、前記接続パイプフレーム構造の前記一対の第2上連結ブロックの少なくとも一方には、前記第3ベッド部の熱変形を補正するための第2熱変形補正手段が設けられ、前記第2熱変形補正手段は、前記一対の第2上連結ブロックの温度差に基づいて前記第3ベッド部の熱変形を補正することを特徴とする。   In the machine tool according to claim 2 of the present invention, at least one of the pair of second upper connection blocks of the connection pipe frame structure has a second for correcting thermal deformation of the third bed portion. Thermal deformation correction means is provided, and the second thermal deformation correction means corrects thermal deformation of the third bed portion based on a temperature difference between the pair of second upper connecting blocks.

また、本発明の請求項3に記載の工作機械は、所定方向に回動される主軸を備えた主軸構造体と、加工工具が取り付けられる工具取付構造体と、前記主軸構造体及び工具取付構造体を支持するためのベッド構造体と、を具備し、前記ベッド構造体は、前記主軸構造体を支持するための第1ベッド部と、前記工具取付構造体を支持するための第2ベッド部と、前記第1ベッド部と前記第2ベッド部とを接続する第3ベッド部とを備え、少なくとも前記第3ベッド部が接続パイプフレーム構造により構成された工作機械において、
前記接続パイプフレーム構造は、4本の上連結パイプを4個の上連結ブロックでもって矩形状に連結した上接続フレームと、4本の下連結パイプを4個の下連結ブロックでもって矩形状に連結した下接続フレームと、前記上接続フレームの各上連結ブロックと前記下接続フレームの対応する下連結ブロックとを接続する接続パイプとを有しており、
前記工具取付構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの一端側の一対の第1上連結ブロック間に支持され、前記主軸構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの他端側の一対の第2上連結ブロック間に支持されており、
前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームと前記下接続フレームとの間には、前記上接続フレームの前記一対の第1上連結ブロック間と前記一対の第2上連結ブロック間との間の相対振動を抑えるための振動抑制手段が介在されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a machine tool including a main spindle structure having a main spindle that is rotated in a predetermined direction, a tool attachment structure to which a processing tool is attached, and the main spindle structure and the tool attachment structure. A bed structure for supporting a body, the bed structure having a first bed part for supporting the spindle structure and a second bed part for supporting the tool mounting structure. And a machine tool comprising a third bed part connecting the first bed part and the second bed part, wherein at least the third bed part is configured by a connection pipe frame structure,
The connection pipe frame structure has an upper connection frame in which four upper connection pipes are connected in a rectangular shape with four upper connection blocks, and four lower connection pipes in a rectangular shape with four lower connection blocks. A connected lower connecting frame; and a connecting pipe that connects each upper connecting block of the upper connecting frame and a corresponding lower connecting block of the lower connecting frame;
One end portion of the tool mounting structure is supported between a pair of first upper connection blocks on one end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure, and one end portion of the main shaft structure is supported by the connection pipe frame structure Are supported between a pair of second upper connecting blocks on the other end side of the upper connection frame,
Between the upper connection frame and the lower connection frame of the connection pipe frame structure, there is a relative relationship between the pair of first upper connection blocks and the pair of second upper connection blocks of the upper connection frame. It is characterized in that vibration suppressing means for suppressing vibration is interposed.

また、本発明の請求項4に記載の工作機械では、前記振動抑制手段は、振動を加えるための加振制御ユニットから構成され、前記加振制御ユニットが、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの第1上連結ブロックと前記下接続フレームにおける前記主軸構造体側の下連結ブロックとの間に、又は前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの第2上連結ブロックと前記下接続フレームにおける前記工具取付構造体側の下連結ブロックとの間に介在されていることを特徴とする。   Further, in the machine tool according to claim 4 of the present invention, the vibration suppressing means is composed of an excitation control unit for applying vibration, and the excitation control unit is connected to the upper connection of the connection pipe frame structure. Between the first upper connection block of the frame and the lower connection block on the main shaft structure side of the lower connection frame, or the second upper connection block of the upper connection frame and the lower connection frame of the connection pipe frame structure It is interposed between the lower connection block on the tool mounting structure side.

また、本発明の請求項5に記載の工作機械では、前記接続パイプフレーム構造の前記一対の第1上連結ブロックの各々には、前記第3ベッド部の熱変形を補正するための熱変形補正手段が設けられ、前記熱変形補正手段は、前記一対の第1上連結ブロックの温度差に基づいて前記第3ベッド部の熱変形を補正することを特徴とする。   In the machine tool according to claim 5 of the present invention, each of the pair of first upper connecting blocks of the connection pipe frame structure has a thermal deformation correction for correcting thermal deformation of the third bed portion. Means for correcting the thermal deformation of the third bed portion based on a temperature difference between the pair of first upper connecting blocks.

また、本発明の請求項6に記載の工作機械では、前記工具取付構造体は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの前記一対の上連結ブロックと前記下接続フレームの一対の第1連結ブロックとの間に取り付けられ、前記第3ベッド部の前記一対の第1上連結ブロック及び前記一対の下連結ブロックが前記第2ベッド部を構成することを特徴とする。   In the machine tool according to claim 6 of the present invention, the tool mounting structure is a pair of first connection blocks of the pair of upper connection blocks of the upper connection frame and the pair of lower connection frames of the connection pipe frame structure. The pair of first upper connection blocks and the pair of lower connection blocks of the third bed portion constitute the second bed portion, which are attached between the blocks.

また、本発明の請求項7に記載の工作機械では、前記第2ベッド部は、支持パイプフレーム構造から構成され、前記支持パイプフレーム構造は、前記接続フレーム構造の前記一端側に接続され、前記工具取付構造体は、前記支持パイプフレーム構造の上支持フレームの一対の上連結ブロックと前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの前記一対の上連結ブロックとの間に支持されていることを特徴とする。   Further, in the machine tool according to claim 7 of the present invention, the second bed portion is configured by a support pipe frame structure, and the support pipe frame structure is connected to the one end side of the connection frame structure, The tool mounting structure is supported between a pair of upper connection blocks of the upper support frame of the support pipe frame structure and a pair of upper connection blocks of the upper connection frame of the connection pipe frame structure. And

本発明の請求項1に記載の工作機械によれば、主軸構造体は第1ベッド部に支持され、工具取付構造体は第2ベッド部に支持され、第1ベッド部及び第2ベッド部は第3ベッドを介して接続され、少なくとも第3ベッド部が接続パイプフレーム構造から構成され、工具取付構造体の一端部は、この接続パイプフレーム構造の上接続フレームの一端側の一対の第1上連結ブロック間に支持され、主軸構造体の一端部は、この接続パイプフレーム構造の上接続フレームの他端側の一対の第2上連結ブロック間に支持されているので、工具取付構造体及び主軸構造体はこの接続パイプフレーム構造を介して取り付けられる。そして、このような構造において、一対の第1上連結ブロックの少なくとも一方に第1熱変形補正手段が設けられ、これら第1熱変形補正手段は、一対の第1上連結ブロックの温度差に基づいて第3ベッド部の熱変形を補正するので、第3ベッド部における工具取付構造体側の熱変形を簡単な構成及び制御でもって補正し、これによって、接続パイプフレーム構造の熱変形を抑える(換言すると、工具取付構造体と主軸構造体との熱変形による相対的ズレを少なくする)ことができ、その結果、熱変形の影響を少なくして加工物を高精度に加工することができる。   According to the machine tool of the first aspect of the present invention, the main shaft structure is supported by the first bed part, the tool mounting structure is supported by the second bed part, and the first bed part and the second bed part are Connected via the third bed, at least the third bed portion is composed of a connection pipe frame structure, and one end portion of the tool mounting structure is a pair of first upper portions on one end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure. Since one end portion of the main shaft structure is supported between the connection blocks and is supported between a pair of second upper connection blocks on the other end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure, the tool mounting structure and the main shaft are supported. The structure is attached via this connecting pipe frame structure. In such a structure, at least one of the pair of first upper connection blocks is provided with a first thermal deformation correction unit, and the first thermal deformation correction unit is based on a temperature difference between the pair of first upper connection blocks. Since the thermal deformation of the third bed portion is corrected, the thermal deformation on the tool mounting structure side in the third bed portion is corrected with a simple configuration and control, thereby suppressing the thermal deformation of the connecting pipe frame structure (in other words, Then, the relative displacement due to thermal deformation between the tool mounting structure and the main shaft structure can be reduced), and as a result, the influence of the thermal deformation can be reduced and the workpiece can be processed with high accuracy.

また、本発明の請求項2に記載の工作機械によれば、接続パイプフレーム構造の一対の第2上連結ブロックの少なくとも一方に第2熱変形補正手段が設けられ、これら第2熱変形補正手段は、一対の第2上連結ブロックの温度差に基づいて第3ベッド部の熱変形を補正するので、第3ベッド部における主軸構造体側の熱変形をも簡単な構成及び制御でもって補正し、これによって、接続パイプフレーム構造の熱変形をより効果的に抑えることができる。   According to the machine tool of the second aspect of the present invention, at least one of the pair of second upper connecting blocks of the connection pipe frame structure is provided with the second thermal deformation correction means, and these second thermal deformation correction means. Since the thermal deformation of the third bed portion is corrected based on the temperature difference between the pair of second upper connecting blocks, the thermal deformation on the main shaft structure side in the third bed portion is also corrected with a simple configuration and control, Thereby, the thermal deformation of the connection pipe frame structure can be suppressed more effectively.

また、本発明の請求項3に記載の工作機械によれば、主軸構造体は第1ベッド部に支持され、工具取付構造体は第2ベッド部に支持され、第1ベッド部及び第2ベッド部は第3ベッドを介して接続され、少なくとも第3ベッド部が接続パイプフレーム構造から構成され、工具取付構造体の一端部は、この接続パイプフレーム構造の上接続フレームの一端側の一対の第1上連結ブロック間に支持され、主軸構造体の一端部は、この接続パイプフレーム構造の上接続フレームの他端側の一対の第2上連結ブロック間に支持されているので、工具取付構造体及び主軸構造体はこの接続パイプフレーム構造を介して取り付けられる。そして、このような構造において、接続パイプフレーム構造の上接続フレームと下接続パイプフレームとの間に振動抑制手段が介在されているので、加工時に発生する相対振動(即ち、上接続フレームの一対の第1上連結ブロック間と一対の第2上連結ブロック間との間の相対振動)を振動抑制手段によって抑えることができ、その結果、振動の影響を少なくして加工物を高精度に加工することができる。   According to the machine tool of the third aspect of the present invention, the main shaft structure is supported by the first bed portion, the tool mounting structure is supported by the second bed portion, and the first bed portion and the second bed are supported. The parts are connected via a third bed, at least the third bed part is composed of a connection pipe frame structure, and one end part of the tool mounting structure is a pair of second connection parts on one end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure. 1 is supported between the upper connecting blocks, and one end of the main shaft structure is supported between a pair of second upper connecting blocks on the other end side of the upper connecting frame of the connecting pipe frame structure. And the main shaft structure is attached via this connecting pipe frame structure. In such a structure, since the vibration suppressing means is interposed between the upper connection frame and the lower connection pipe frame of the connection pipe frame structure, the relative vibration generated during processing (that is, a pair of upper connection frames) The relative vibration between the first upper connecting blocks and the pair of second upper connecting blocks) can be suppressed by the vibration suppressing means, and as a result, the influence of vibration is reduced and the workpiece is processed with high accuracy. be able to.

また、本発明の請求項4に記載の工作機械によれば、振動抑制手段は、加振制御ユニットから構成され、この加振制御ユニットが、接続パイプフレーム構造の上接続フレームの第1上連結ブロックと下接続フレームにおける主軸構造体側の下連結ブロックとの間に介在されているので、加工時に発生する上述した相対振動をより効果的に抑えることができる。尚、発生する振動によっては、この加振制御ユニットは、接続パイプフレーム構造の上接続フレームの第2上連結ブロックと下接続フレームにおける工具取付構造体側の下連結ブロックとの間に介在することができる。   According to the machine tool of the fourth aspect of the present invention, the vibration suppressing means includes the vibration control unit, and the vibration control unit is connected to the first upper connection frame of the upper connection frame of the connection pipe frame structure. Since it is interposed between the block and the lower connection block on the main shaft structure side in the lower connection frame, the above-described relative vibration generated during processing can be more effectively suppressed. Depending on the generated vibration, this vibration control unit may be interposed between the second upper connecting block of the upper connecting frame of the connecting pipe frame structure and the lower connecting block of the lower connecting frame on the tool mounting structure side. it can.

また、本発明の請求項5に記載の工作機械によれば、接続パイプフレーム構造の一対の第1上連結ブロックの各々に熱変形補正手段が設けられ、熱変形補正手段は、一対の第1上連結ブロックの温度差に基づいて第3ベッド部の熱変形を補正するので、加工中に発生する振動を抑えることができるとともに、加工中の熱変形による歪みの発生も抑えることができ、加工物のより高精度の加工が可能となる。   According to the machine tool of the fifth aspect of the present invention, each of the pair of first upper connecting blocks of the connection pipe frame structure is provided with the thermal deformation correction means, and the thermal deformation correction means is the pair of first Since the thermal deformation of the third bed part is corrected based on the temperature difference of the upper connecting block, vibration generated during processing can be suppressed, and distortion due to thermal deformation during processing can also be suppressed. Higher precision machining of objects is possible.

また、本発明の請求項6に記載の工作機械によれば、接続パイプフレーム構造の上接続フレームの一対の上連結ブロックと下接続フレームの一対の第1連結ブロックとの間に工具取付構造体を取り付けた形態のものに好都合に適用でき、これによって、工作機械の小型化を図ることができる。   According to the machine tool of the sixth aspect of the present invention, the tool mounting structure is provided between the pair of upper connection blocks of the upper connection frame of the connection pipe frame structure and the pair of first connection blocks of the lower connection frame. Can be conveniently applied to a configuration in which the machine tool is attached, and thereby the machine tool can be reduced in size.

また、本発明の請求項7に記載の工作機械によれば、第2ベッド部が支持パイプフレーム構造から構成され、この支持パイプフレーム構造が接続フレーム構造の一端側に接続された形態のものに好都合に適用することができる。   According to the machine tool of the seventh aspect of the present invention, the second bed portion is constituted by a support pipe frame structure, and the support pipe frame structure is connected to one end side of the connection frame structure. Can be applied conveniently.

本発明に従う工作機械の第1の実施形態を示す斜視図。The perspective view which shows 1st Embodiment of the machine tool according to this invention. 図1の工作機械の工具取付構造体側を示す部分斜視図。The fragmentary perspective view which shows the tool attachment structure side of the machine tool of FIG. 図1の工作機械における加振制御ユニットを示す断面図。Sectional drawing which shows the vibration control unit in the machine tool of FIG. 図1の工作機械における接続パイプフレーム構造の上接続フレーム及びこれに関連する構成を模式的に示す簡略図。The simplified diagram which shows typically the upper connection frame of the connection pipe frame structure in the machine tool of FIG. 1, and a structure relevant to this. 図1の工作機械の制御系を示すブロック図。The block diagram which shows the control system of the machine tool of FIG. 図1の工作機械における接続パイプフレーム構造の熱変形補正を説明するための簡略説明図。The simplified explanatory view for explaining the thermal deformation correction of the connection pipe frame structure in the machine tool of FIG. 図5の制御系による熱変形量補正の制御を示すフローチャート。6 is a flowchart showing control of thermal deformation amount correction by the control system of FIG. 図5の制御系による振動抑制の制御を示すフローチャート。6 is a flowchart showing vibration suppression control by the control system of FIG. 5. 図9(a)は、第1加速度センサの検知信号を示す図であり、図9(b)は、第2加速度センサの検知信号を示す図であり、図9(c)は、第1及び第2加速度センサの検知信号に基づく加速度差信号を示す図であり、図9(d)は、加振制御ユニットを加振制御するための加振制御信号を示す図。FIG. 9A is a diagram illustrating a detection signal of the first acceleration sensor, FIG. 9B is a diagram illustrating a detection signal of the second acceleration sensor, and FIG. 9C is a diagram illustrating the first and second acceleration sensors. It is a figure which shows the acceleration difference signal based on the detection signal of a 2nd acceleration sensor, and FIG.9 (d) is a figure which shows the vibration control signal for performing vibration control of a vibration control unit. 図5の制御系による振動抑制制御(左側への相対振動の抑制)を説明するための簡略説明図。FIG. 6 is a simplified explanatory diagram for explaining vibration suppression control (suppression of relative vibration to the left side) by the control system of FIG. 5. 図5の制御系による振動抑制制御(右側への相対振動の抑制)を説明するための簡略説明図。FIG. 6 is a simplified explanatory diagram for explaining vibration suppression control (suppression of relative vibration to the right side) by the control system of FIG. 5. 接続パイプフレーム構造における熱変形補正の他の例を示す簡略図。The simplification figure which shows the other example of the thermal deformation correction | amendment in a connection pipe frame structure. 図12の熱変形補正の他の例における熱変形補正を説明するための簡略説明図。FIG. 13 is a simplified explanatory diagram for explaining thermal deformation correction in another example of thermal deformation correction in FIG. 12. 本発明に従う工作機械の第2の実施形態を示す斜視図。The perspective view which shows 2nd Embodiment of the machine tool according to this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明に従う工作機械の実施形態について説明する。まず、図1〜図11を参照して、第1の実施形態の工作機械について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a machine tool according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the machine tool according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1において、工作機械の一例としてのNC旋盤は、工場の床面などに設置されるベッド構造体2を備え、このベッド構造体2が、主軸構造体4を支持するための第1ベッド部6と、工具取付構造体8を支持するための第2ベッド部10と、第1ベッド部6と第2ベッド部10を接続する第3ベッド部12とを備えている。この形態では、第1及び第3ベッド部6,12が、複数本の連結パイプを複数個の連結ブロックを用いて連結した支持パイプフレーム構造14及び接続パイプフレーム構造16から構成され、第2ベッド10が、第3ベッド部12の接続パイプフレーム構造16の一部から構成されている。少なくとも第3ベッド部12は接続パイプフレーム構造16から構成することが重要であるが、第1ベッド部6については、ブロック状の支持構造を採用するようにしてもよい。尚、第3ベッド部12の接続パイプフレーム構造16については、後述する。   In FIG. 1, an NC lathe as an example of a machine tool includes a bed structure 2 installed on a factory floor or the like, and the bed structure 2 supports a main shaft structure 4 in a first bed portion. 6, a second bed part 10 for supporting the tool mounting structure 8, and a third bed part 12 connecting the first bed part 6 and the second bed part 10. In this embodiment, the first and third bed portions 6 and 12 are constituted by a support pipe frame structure 14 and a connection pipe frame structure 16 in which a plurality of connection pipes are connected using a plurality of connection blocks, and the second bed. 10 is constituted by a part of the connection pipe frame structure 16 of the third bed portion 12. Although it is important that at least the third bed portion 12 is composed of the connection pipe frame structure 16, a block-like support structure may be adopted for the first bed portion 6. The connection pipe frame structure 16 of the third bed portion 12 will be described later.

主軸構造体4は、ベッド構造体2の第1ベッド部6(支持パイプフレーム構造14)の上面に後述する如く取り付けられる。この主軸構造体4は、第1ベッド部6に取り付けられた主軸支持部18と、主軸(図示せず)を備えた主軸部20とを備えている。主軸支持部18の左右方向(図1において右下から左上の方向)中央部には凹部22が設けられ、この凹部22を設けることによって、主軸支持部18の右側部24及び左側部26は上方に突出している。主軸部20は、主軸支持部18の凹部22にその下部が収容されるように配置され、第1スライド機構28を介して主軸支持部18にZ軸方向(図2参照)に移動自在に支持されている。   The main shaft structure 4 is attached to the upper surface of the first bed portion 6 (supporting pipe frame structure 14) of the bed structure 2 as described later. The main shaft structure 4 includes a main shaft support portion 18 attached to the first bed portion 6 and a main shaft portion 20 including a main shaft (not shown). A concave portion 22 is provided in the central portion of the main shaft support portion 18 in the left-right direction (the direction from the lower right to the upper left in FIG. 1). Protruding. The main shaft portion 20 is disposed so that the lower portion thereof is accommodated in the concave portion 22 of the main shaft support portion 18, and is supported by the main shaft support portion 18 via the first slide mechanism 28 so as to be movable in the Z-axis direction (see FIG. 2). Has been.

この形態では、第1スライド機構28は、右案内部材30及び左案内部材32を有し、右案内部材30及び左案内部材32が、主軸支持部18の右側部24及び左側部26の上端部に設けられ、また主軸部20の右側部及び左側部には、図1において左下から右上の方向である第1方向(即ち、主軸の軸方向)に間隔をおいて一対の支持ブロック34が設けられ(図1において、主軸部20の右側部に設けたもののみを示す)、かかる支持ブロック34が右案内部材30及び左案内部材32に移動自在に装着されており、従って、この主軸部20は上記第1方向に、即ちZ軸方向に移動自在に主軸支持部18に支持され、電動モータの如き第1駆動源(図示せず)によってこのZ軸方向に往復移動される。   In this embodiment, the first slide mechanism 28 includes a right guide member 30 and a left guide member 32, and the right guide member 30 and the left guide member 32 are the upper end portions of the right side portion 24 and the left side portion 26 of the main shaft support portion 18. In addition, a pair of support blocks 34 are provided on the right side and the left side of the main shaft portion 20 with a gap in a first direction (that is, the axial direction of the main shaft) that is a direction from the lower left to the upper right in FIG. 1 (only the one provided on the right side of the main shaft portion 20 is shown in FIG. 1), and the support block 34 is movably mounted on the right guide member 30 and the left guide member 32. Is supported by the spindle support 18 so as to be movable in the first direction, that is, in the Z-axis direction, and is reciprocated in the Z-axis direction by a first drive source (not shown) such as an electric motor.

主軸部20には主軸(図示せず)が回転自在に支持され、この主軸にはチャック手段36が装着され、加工すべき被加工物がチャック手段36に着脱自在に取り付けられる。また、この主軸には電動モータの如き駆動源(図示せず)が駆動連結され、この駆動源の作用によって、主軸(これと一体にチャック手段36及び加工物)が所定方向に回転駆動される。   A main shaft (not shown) is rotatably supported by the main shaft portion 20, and chuck means 36 is attached to the main shaft, and a workpiece to be processed is detachably attached to the chuck means 36. In addition, a driving source (not shown) such as an electric motor is drivingly connected to the main shaft, and the main shaft (the chuck means 36 and the workpiece integrally therewith) is rotationally driven in a predetermined direction by the action of the driving source. .

また、工具取付構造体8は、第2ベッド部10に後述する如く取り付けられている。この工具取付構造体8は、支持ベース38と、工具取付台40を備えたスライド部材42とを備えている。支持ベース38は、矩形状の薄いブロック状部材から構成され、この支持ベース38に第2スライド機構44を介してスライド部材42がX軸方向(図2参照)に移動自在に支持されている。   The tool attachment structure 8 is attached to the second bed portion 10 as will be described later. The tool mounting structure 8 includes a support base 38 and a slide member 42 including a tool mounting base 40. The support base 38 is composed of a rectangular thin block member, and a slide member 42 is supported on the support base 38 via a second slide mechanism 44 so as to be movable in the X-axis direction (see FIG. 2).

この形態では、第2スライド機構44は、案内部材46,48を有し、かかる案内部材一46,48が支持ベース38に上下方向に間隔をおいて配設され、またスライド部材42の両側部には、案内部材46,48に対応して、上記第2の方向に間隔をおいて一対の支持ブロック50,52が設けられ(図2参照)、かかる支持ブロック50,52が案内部材46,48に移動自在に装着されており、従って、スライド部材42は第2方向(即ち、図1において右下から左上の方向であって、図2においてX軸方向)に移動自在に支持ベース38に支持され、電動モータの如き第2駆動源54によってX軸方向に往復移動される。   In this embodiment, the second slide mechanism 44 includes guide members 46 and 48, and the guide members 46 and 48 are disposed on the support base 38 at intervals in the vertical direction. Corresponding to the guide members 46 and 48, a pair of support blocks 50 and 52 are provided at intervals in the second direction (see FIG. 2). 48, so that the slide member 42 is movably attached to the support base 38 in the second direction (ie, from the lower right to the upper left in FIG. 1 and in the X axis direction in FIG. 2). It is supported and reciprocated in the X-axis direction by a second drive source 54 such as an electric motor.

工具取付台40は刃物台として機能し、スライド部材42の上端部に取り付けられている。この工具取付台40には、加工物を加工するための加工工具(図示せず)が取り付けられ、主軸構造体4側のチャック手段36に取り付けられた加工物が、この加工工具によって所要の通り加工される。   The tool mounting base 40 functions as a tool rest and is attached to the upper end portion of the slide member 42. A machining tool (not shown) for machining a workpiece is attached to the tool mount 40, and the workpiece attached to the chuck means 36 on the main spindle structure 4 side is used as required by the machining tool. Processed.

次に、図1とともに図2及び図3を参照して、ベッド構造体2の第3ベッド部12、即ち接続パイプフレーム構造16及びそれに関連する構成について説明する。図示の接続パイプフレーム構造16は、上下方向に間隔をおいて配設された上接続フレーム56及び下接続フレーム58を備えている。上接続フレーム56及び下接続フレーム58は実質上同一の構成であり、以下、上接続フレーム56について説明する。上接続フレーム56は、図4に簡略的に示すように、4本の上連結パイプ60,62,64,66を備え、これら4本の上連結パイプ60,62,64,66が4個の上連結ブロック68,70,72,74にボルト、ナット及び接着剤などを用いて連結されて矩形状の上接続フレーム56を構成している。例えば、上連結パイプ60の両端部は、工具取付構造体8側の上連結ブロック68,70(第1上連結ブロックを構成する)に連結され、上連結パイプ62の両端部は、上連結ブロック68,72に連結され、上連結パイプ64は、主軸構造体4側の上連結ブロック72,74(第2上連結ブロックを構成する)に連結され、残りの上連結パイプ66の両端部は、上連結ブロック70,74に連結されている。   Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3 together with FIG. 1, the third bed portion 12 of the bed structure 2, that is, the connection pipe frame structure 16 and the related configuration will be described. The illustrated connection pipe frame structure 16 includes an upper connection frame 56 and a lower connection frame 58 that are spaced apart in the vertical direction. The upper connection frame 56 and the lower connection frame 58 have substantially the same configuration, and the upper connection frame 56 will be described below. The upper connection frame 56 includes four upper connection pipes 60, 62, 64, 66 as shown in a simplified manner in FIG. 4, and the four upper connection pipes 60, 62, 64, 66 have four pieces. A rectangular upper connection frame 56 is configured by being connected to the upper connection blocks 68, 70, 72, and 74 using bolts, nuts, adhesives, and the like. For example, both ends of the upper connection pipe 60 are connected to the upper connection blocks 68 and 70 (constituting the first upper connection block) on the tool attachment structure 8 side, and both ends of the upper connection pipe 62 are connected to the upper connection block. The upper connection pipe 64 is connected to the upper connection blocks 72 and 74 (constituting the second upper connection block) on the main shaft structure 4 side, and both ends of the remaining upper connection pipe 66 are connected to each other. The upper connection blocks 70 and 74 are connected.

尚、下接続フレーム58については、図番を付していないが、4本の下連結パイプが4個の下連結ブロックにボルト、ナット及び接着剤などを用いて矩形状に連結されて構成され、工具取付構造体8側の一対の下連結ブロックが第1下連結ブロックを構成し、主軸構造体4側の一対の下連結ブロックが第2下連結ブロックを構成する。上述の上接続フレーム56の4個の上連結ブロック68,70,72,74とこの下接続フレーム58の4個の下連結ブロックとは、4本の接続パイプ75により連結されている。   The lower connection frame 58 is not shown in the figure, but is composed of four lower connection pipes connected to the four lower connection blocks in a rectangular shape using bolts, nuts, adhesives, and the like. The pair of lower connection blocks on the tool mounting structure 8 side constitutes a first lower connection block, and the pair of lower connection blocks on the main shaft structure 4 side constitutes a second lower connection block. The four upper connection blocks 68, 70, 72, 74 of the upper connection frame 56 and the four lower connection blocks of the lower connection frame 58 are connected by four connection pipes 75.

この形態においては、工具取付構造体8の支持ベース38は、図1及び図2から理解される如く、この接続パイプフレーム構造16の一端部(この形態では、上端部)は、上接続フレーム56の一対の第1上連結ブロック68,70に支持固定され、その他端部(この形態では、下端部)が下接続フレーム58の一対の第1下連結ブロックに支持固定されており、従って、第3ベッド部12(接続パイプフレーム構造16)の一対の上連結ブロック68,70及び一対の下連結ブロックが第2ベッド部10を構成している。   In this embodiment, as is understood from FIGS. 1 and 2, the support base 38 of the tool mounting structure 8 has one end portion (the upper end portion in this embodiment) of the connection pipe frame structure 16 connected to the upper connection frame 56. The other end (in this embodiment, the lower end) is supported and fixed to the pair of first lower connection blocks of the lower connection frame 58, and accordingly, the first upper connection blocks 68 and 70 are supported. The pair of upper connecting blocks 68 and 70 and the pair of lower connecting blocks of the three bed parts 12 (connection pipe frame structure 16) constitute the second bed part 10.

また、第1ベッド部6の支持パイプフレーム構造14は、第3ベッド部12の接続パイプフレーム構造16と実質上同様の構成を有し、参照番号を付していないが、その上支持フレーム76が、4本の上連結パイプが4個の上連結ブロックにボルト、ナット及び接着剤などを用いて矩形状に連結されて構成され、また、その下支持フレーム78が、4本の下連結パイプが4個の下連結ブロックにボルト、ナット及び接着剤などを用いて矩形状に連結されて構成され、上支持フレーム76の上連結ブロックと下支持フレーム78の下連結ブロックとが接続パイプにより連結されている。   Further, the support pipe frame structure 14 of the first bed portion 6 has substantially the same configuration as the connection pipe frame structure 16 of the third bed portion 12, and is not given a reference number. The four upper connection pipes are configured to be connected to the four upper connection blocks in a rectangular shape using bolts, nuts, adhesives, and the like, and the lower support frame 78 includes four lower connection pipes. Is connected to the four lower connecting blocks in a rectangular shape using bolts, nuts, adhesives, etc., and the upper connecting block of the upper support frame 76 and the lower connecting block of the lower support frame 78 are connected by a connection pipe. Has been.

図1及び図2から理解される如く、第1ベッド6の一部(具体的には、上支持フレーム76における工具取付構造体8側の一対の上連結ブロック及び下支持フレーム78における工具取付構造体8側の一対の下連結ブロック並びにこれらに関連する部材)が、第3ベッド部12の接続パイプフレーム構造16の一部を構成している。そして、主軸構造体4の一端部は、第1ベッド部6(支持パイプフレーム構造14)の上支持フレーム76における工具取付構造体8側の一対の上連結ブロック(換言すると、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における一対の第2上連結ブロック72,74)に支持固定され、その他端部は、第1ベッド部6(支持パイプフレーム構造14)の上支持フレーム76における工具取付構造体8側と反対側の一対の上連結ブロックに支持固定される。   As understood from FIGS. 1 and 2, a part of the first bed 6 (specifically, a pair of upper connecting blocks on the tool mounting structure 8 side of the upper support frame 76 and a tool mounting structure on the lower support frame 78) A pair of lower connecting blocks on the body 8 side and members related thereto constitute a part of the connection pipe frame structure 16 of the third bed portion 12. One end of the main shaft structure 4 is a pair of upper connection blocks (in other words, the connection pipe frame structure 16) on the tool mounting structure 8 side in the upper support frame 76 of the first bed 6 (support pipe frame structure 14). The upper connection frame 56 is supported and fixed to a pair of second upper connection blocks 72 and 74, and the other end is the tool attachment structure 8 in the upper support frame 76 of the first bed 6 (support pipe frame structure 14). It is supported and fixed to a pair of upper connecting blocks on the opposite side to the side.

この形態では、ベッド構造体2の第1ベッド部6は、上述した支持パイプフレーム構造14の下側に配設された下側支持パイプフレーム構造80を含み、また第3ベッド部12は、上述した接続パイプフレーム構造16の下側に配設された下側接続パイプフレーム構造82を含み、下側支持パイプフレーム構造80及び下側接続パイプフレーム構造82が設置ベース体84に取り付けられている。尚、下側パイプフレーム構造80及び下側接続パイプフレーム構造82は、省略することも可能である。   In this embodiment, the first bed portion 6 of the bed structure 2 includes a lower support pipe frame structure 80 disposed below the support pipe frame structure 14 described above, and the third bed portion 12 includes The lower support pipe frame structure 80 and the lower connection pipe frame structure 82 are attached to the installation base body 84. The lower connection pipe frame structure 82 is disposed below the connection pipe frame structure 16. Note that the lower pipe frame structure 80 and the lower connection pipe frame structure 82 may be omitted.

この形態では、接続パイプフレーム構造16に関連して、ベッド構造体2、特に第3ベッド部12の熱変形を補正するための熱変形補正手段86(第1熱変形補正手段を構成する)が設けられている。図4及び図5を参照して、熱変形補正手段86は、加熱・冷却によって熱変形を補正するための加熱・冷却手段としての熱電変換素子(例えば、ペルチェ素子)から構成され、この形態では、一つのペルチェ素子、即ち第1ペルチェ素子88aが、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における一方の第1上連結ブロック68に取り付けられ、もう一つのペルチェ素子、即ち第2ペルチェ素子88bが、この上接続フレーム56における他方の第1上連結ブロック70に取り付けられている。尚、この形態では、二つのペルチェ素子(即ち、第1及び第2ペルチェ素子88a,88b)によって熱変形補正を後述する如く行っているが、これらペルチェ素子のいずれか一方を省略することもできる。   In this embodiment, in relation to the connection pipe frame structure 16, there is a thermal deformation correction means 86 (which constitutes the first thermal deformation correction means) for correcting thermal deformation of the bed structure 2, particularly the third bed portion 12. Is provided. Referring to FIGS. 4 and 5, the thermal deformation correction means 86 is composed of a thermoelectric conversion element (for example, a Peltier element) as a heating / cooling means for correcting thermal deformation by heating / cooling. One Peltier element, that is, the first Peltier element 88a is attached to one first upper connecting block 68 in the upper connection frame 56 of the connection pipe frame structure 16, and the other Peltier element, that is, the second Peltier element 88b The upper connection frame 56 is attached to the other first upper connection block 70. In this embodiment, the thermal deformation correction is performed by two Peltier elements (that is, the first and second Peltier elements 88a and 88b) as described later, but either one of these Peltier elements can be omitted. .

この第1及び第2ペルチェ素子88a,88bに関連して、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における一対の第1上連結ブロック68,70に、第1及び第2温度センサ90,92が設けられている。第1温度センサ90は、上接続フレーム56の一方の第1上連結ブロック68に設けられ、一方の上連結ブロック68の温度を検知する。また、第2温度センサ92は、上接続フレーム56の他方の第1上連結ブロック70に設けられ、この他方の上連結ブロック70の温度を検知する。第1及び第2温度センサ90,92からの検知信号は、工作機械を制御するためのコントローラ94に送られる。   In relation to the first and second Peltier elements 88a and 88b, the first and second temperature sensors 90 and 92 are connected to the pair of first upper connection blocks 68 and 70 in the upper connection frame 56 of the connection pipe frame structure 16. Is provided. The first temperature sensor 90 is provided in one first upper connection block 68 of the upper connection frame 56 and detects the temperature of one upper connection block 68. The second temperature sensor 92 is provided in the other first upper connection block 70 of the upper connection frame 56 and detects the temperature of the other upper connection block 70. Detection signals from the first and second temperature sensors 90 and 92 are sent to a controller 94 for controlling the machine tool.

この形態の工作機械では、接続パイプフレーム構造16に関連して、更に、ベッド構造体2(特に、第3ベッド部12)の振動を抑制するための振動抑制手段96が配設されている。図2及び図3を参照して、図示の振動抑制手段96は、発生する振動を打ち消すように振動を加える加振制御ユニット98から構成され、この加振制御ユニット98が、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56と下接続フレーム58との間に介在される。   In the machine tool of this form, in association with the connection pipe frame structure 16, vibration suppressing means 96 for suppressing vibration of the bed structure 2 (particularly, the third bed portion 12) is disposed. 2 and 3, the illustrated vibration suppressing means 96 includes an excitation control unit 98 that applies vibration so as to cancel generated vibration. The excitation control unit 98 is connected to the connection pipe frame structure 16. It is interposed between the upper connection frame 56 and the lower connection frame 58.

図示の加振制御ユニット98は、ユニット本体100を備え、このユニット本体100の一端部に圧電素子102が内蔵され、その他端部内に流体収容室104が規定され、この流体収容室104に作動流体が充填されている。流体収容室104の一端側(圧電素子102が作用する側)の断面積は、流体収容室104の他端側(出力ロッド106側)の断面積よりも小さく、例えば1/2〜1/6程度に設定され、このように設定することによって、圧電素子102の出力を2〜6倍に増幅させて出力ロッド106に作用させることができる。   The illustrated vibration control unit 98 includes a unit main body 100, a piezoelectric element 102 is incorporated in one end of the unit main body 100, and a fluid storage chamber 104 is defined in the other end, and the working fluid is contained in the fluid storage chamber 104. Is filled. The cross-sectional area on one end side (the side on which the piezoelectric element 102 acts) of the fluid storage chamber 104 is smaller than the cross-sectional area on the other end side (output rod 106 side) of the fluid storage chamber 104, for example, 1/2 to 1/6. By setting in this way, the output of the piezoelectric element 102 can be amplified 2 to 6 times and act on the output rod 106.

図示の形態では、加振制御ユニット98は、接続パイプフレーム構造16の左右に設けられている。右側の加振制御ユニット、即ち第1加振制御ユニット98a(第1圧電素子102aが内蔵されている)は、その出力ロッド106aが、接続パイプフレーム構造16の下接続フレーム58における主軸構造体4側の下連結ブロック105(図2、図10及び図11参照)に連結ボルトを介して旋回自在に連結され、ユニット本体100側の連結部108aが、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における工具取付構造体8側の上連結ブロック68に取付ボルトを介して旋回自在に連結されている。また、左側の加振制御ユニット、即ち第2加振制御ユニット98b(第1圧電素子102bが内蔵されている)は、その出力ロッド106bが、接続パイプフレーム構造16の下接続フレーム58における主軸構造体4側の下連結ブロック107(図2、図10及び図11参照)に連結ボルトを介して旋回自在に連結され、ユニット本体100側の連結部108bが、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における工具取付構造体8側の上連結ブロック70に取付ボルトを介して旋回自在に連結されている。   In the illustrated form, the vibration control units 98 are provided on the left and right sides of the connection pipe frame structure 16. The right vibration control unit, that is, the first vibration control unit 98a (which includes the first piezoelectric element 102a) has an output rod 106a whose main shaft structure 4 in the lower connection frame 58 of the connection pipe frame structure 16. The lower connecting block 105 (see FIGS. 2, 10, and 11) is pivotally connected via a connecting bolt, and the connecting portion 108 a on the unit body 100 side is connected to the upper connecting frame 56 of the connecting pipe frame structure 16. It is connected to the upper connection block 68 on the tool mounting structure 8 side through a mounting bolt so as to be rotatable. Further, the left vibration control unit, that is, the second vibration control unit 98b (which includes the first piezoelectric element 102b) has an output rod 106b whose main shaft structure is in the lower connection frame 58 of the connection pipe frame structure 16. The lower connecting block 107 on the body 4 side (see FIGS. 2, 10, and 11) is pivotally connected via a connecting bolt, and the connecting portion 108 b on the unit body 100 side is connected to the upper connecting frame of the connecting pipe frame structure 16. 56 is connected to the upper connection block 70 on the tool mounting structure 8 side through a mounting bolt so as to be rotatable.

このように構成されているので、第1及び第2加振制御ユニット98a,98bは、主軸構造体4側から工具取付構造体8側に向けて斜め上方に且つ左右方向に相互に平行となるように配設されている。加工中に起こる第3ベッド部12(接続パイプフレーム構造16)の振動は、左右方向のねじり振動として発生するので、第1及び第2加振制御ユニット98a,98bをこのように配設することによって、発生するねじり振動を後述する如くして効果的に抑えることができる。   Since it is configured in this manner, the first and second vibration control units 98a and 98b are parallel to each other diagonally upward and laterally from the main spindle structure 4 side to the tool mounting structure 8 side. It is arranged like this. Since the vibration of the third bed portion 12 (connection pipe frame structure 16) that occurs during processing occurs as a torsional vibration in the left-right direction, the first and second vibration control units 98a and 98b are arranged in this way. Therefore, the generated torsional vibration can be effectively suppressed as described later.

尚、一対の加振制御ユニット98a,98bの配置については、発生する振動モードによって、第1加振制御ユニット98aの出力ロッド106aを接続パイプフレーム構造16の下接続フレーム58における工具取付構造体8側の下連結ブロック(右側のもの)に連結ボルトを介して旋回自在に連結し、ユニット本体100側の連結部108aを接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における主軸構造体4側の上連結ブロック72に取付ボルトを介して旋回自在に連結するとともに、第2加振制御ユニット98bの出力ロッド106bを接続パイプフレーム構造16の下接続フレーム58における工具取付構造体8側の下連結ブロック(左側のもの)に連結ボルトを介して旋回自在に連結し、ユニット本体100側の連結部108bを接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56における主軸構造体4側の上連結ブロック74に取付ボルトを介して旋回自在に連結し、第1及び第2加振制御ユニット98a,98bを工具取付構造体8側から主軸構造体4側に向けて斜め上方に且つ左右方向に相互に平行となるように配設するようにしてもよい。また、接続パイプフレーム構造16の左右に加振制御ユニット98a,98bを設けているが、必ずしも二つ必要なものではなく、左右の加振制御ユニット98a,98bのいずれか一方を省略しても所望の振動抑制効果を得ることができる。   Note that the arrangement of the pair of vibration control units 98a and 98b is such that the output rod 106a of the first vibration control unit 98a is connected to the tool attachment structure 8 in the lower connection frame 58 of the connection pipe frame structure 16 depending on the generated vibration mode. The connecting portion 108a on the unit main body 100 side is connected to the lower connecting block (on the right side) on the side by means of a connecting bolt so that the connecting portion 108a on the unit main body 100 side is connected to the upper connecting frame 56 on the main shaft structure 4 side. The block 72 is pivotably coupled via a mounting bolt, and the output rod 106b of the second vibration control unit 98b is coupled to the lower coupling block 58 on the tool mounting structure 8 side of the lower coupling frame 58 of the coupling pipe frame structure 16 (left side). 1), and a connecting part 1 on the unit main body 100 side. 8b is connected to the upper connection block 74 of the upper connection frame 56 of the connection pipe frame structure 16 on the main shaft structure 4 side through a mounting bolt so that the first and second vibration control units 98a and 98b are attached to the tool. You may make it arrange | position so that it may become mutually parallel in diagonally upward and the left-right direction toward the main shaft structure 4 side from the structure 8 side. In addition, although the vibration control units 98a and 98b are provided on the left and right sides of the connection pipe frame structure 16, two are not necessarily required, and one of the left and right vibration control units 98a and 98b may be omitted. A desired vibration suppressing effect can be obtained.

第1及び第2加振制御ユニット98a,98bに関連して、第1及び第2加速度センサ110,112が設けられている(図2参照)。第1加速度センサ110は、主軸構造体4の主軸部20に配設され、この主軸部20(換言すると、加工物)に発生する振動によるX軸方向(図2参照)の加速度を検知し、また第2加速度センサ112は、工具取付構造体8の工具取付台40に配設され、工具取付台40(換言すると、加工工具)に発生する振動によるX軸方向(図2参照)の加速度を検知する。第1及び第2加速度センサ110,112からの検知−信号は、コントローラ94に送給される。   In relation to the first and second vibration control units 98a and 98b, first and second acceleration sensors 110 and 112 are provided (see FIG. 2). The first acceleration sensor 110 is disposed on the main shaft portion 20 of the main shaft structure 4, and detects acceleration in the X-axis direction (see FIG. 2) due to vibration generated in the main shaft portion 20 (in other words, a workpiece). The second acceleration sensor 112 is disposed on the tool mounting base 40 of the tool mounting structure 8, and the acceleration in the X-axis direction (see FIG. 2) due to vibration generated in the tool mounting base 40 (in other words, a processing tool) is measured. Detect. Detection signals from the first and second acceleration sensors 110 and 112 are sent to the controller 94.

次に、主として図5を参照して、この工作機械の制御系について説明すると、マイクロプロセッサなどから構成されるコントローラ94は、熱変形の補正制御を行うための第1制御部122と、振動を抑制制御するための第2制御部124とを含んでいる。この第1制御部122は、温度差演算手段126、加熱信号生成手段128、冷却信号生成手段130及びメモリ手段140を含んでいる。温度差演算手段126は、例えば基準温度側となる第2温度センサ92の検知温度(T2)を基準として第1温度センサ90の検知温度(T1)との温度差(T2−T1)を演算し、加熱信号生成手段122は、この検知温度差に基づいて加熱信号を生成し、冷却信号生成手段124は、この検知温度差に基づいて冷却信号を生成する。メモリ手段140には、検知温度の温度差(T2−T1)と第1及び第2ペルチェ素子88a,88bに供給する電力の供給時間との関係を示すマップが登録されている。   Next, the control system of the machine tool will be described mainly with reference to FIG. 5. A controller 94 including a microprocessor or the like includes a first control unit 122 for performing correction control of thermal deformation, and vibration. And a second control unit 124 for suppression control. The first control unit 122 includes a temperature difference calculation unit 126, a heating signal generation unit 128, a cooling signal generation unit 130, and a memory unit 140. The temperature difference calculating means 126 calculates a temperature difference (T2−T1) with respect to the detected temperature (T1) of the first temperature sensor 90 with reference to the detected temperature (T2) of the second temperature sensor 92 on the reference temperature side, for example. The heating signal generator 122 generates a heating signal based on the detected temperature difference, and the cooling signal generator 124 generates a cooling signal based on the detected temperature difference. In the memory means 140, a map indicating the relationship between the temperature difference (T2-T1) between the detected temperatures and the supply time of the power supplied to the first and second Peltier elements 88a and 88b is registered.

一般に、ペルチェ素子は、所定方向(又は所定方向と反対方向)に流れる電力の大きさが大きいほど発熱(又は冷却)効果が大きい。このようなことから、上述のマップには、検知温度の温度差が大きくなるほど供給される供給電力も大きくなる関係、この実施形態では、電力供給の1サイクルにおける供給時間の比率が大きくなる関係のデータ(温度差−供給比率マップ)が登録されている。   In general, the Peltier element has a larger heat generation (or cooling) effect as the amount of power flowing in a predetermined direction (or the direction opposite to the predetermined direction) increases. For this reason, the above-described map has a relationship in which the supply power supplied increases as the temperature difference between the detected temperatures increases. In this embodiment, the ratio of the supply time in one cycle of power supply increases. Data (temperature difference-supply ratio map) is registered.

また、第2制御部124は、加速度差演算手段142、速度成分演算手段144、変位成分演算手段145、制御信号合成手段146、伸張信号生成手段148及び収縮信号生成手段150及びメモリ手段152を含んでいる。加速度差演算手段142は、第1加速度センサ110の検知加速度(α1)を基準にして第2加速度センサ112の検知加速度(α2)との加速度差(α1−α2)(換言すると、主軸構造体4に対する工具取付構造体8の相対的加速度)を演算し、速度成分演算手段144は、加速度差演算手段142による加速度差(α2−α1)に基づいて速度成分を演算し、変位成分演算手段145は速度成分演算手段144による速度成分に基づいて変位成分を演算し、制御信号合成手段146は、速度成分演算手段144による速度成分及び変位成分演算手段145による変位成分に基づいて制御信号を生成し、伸張信号生成手段148は、この制御信号に基づいて伸張信号を生成し、主縮信号生成手段150は、この制御信号に基づいて収縮信号を生成する。メモリ手段152には、検知加速度の加速度差(α2−α1)に基づく相対変位及び相対速度と第1及び第2圧電素子102a,102bに印加する電圧の大きさとの関係を示すマップが登録されている。   The second control unit 124 includes an acceleration difference calculation unit 142, a speed component calculation unit 144, a displacement component calculation unit 145, a control signal synthesis unit 146, an expansion signal generation unit 148, a contraction signal generation unit 150, and a memory unit 152. It is out. The acceleration difference calculation means 142 is an acceleration difference (α1−α2) (in other words, the main shaft structure 4 with respect to the detected acceleration (α2) of the second acceleration sensor 112 with reference to the detected acceleration (α1) of the first acceleration sensor 110. Relative acceleration of the tool mounting structure 8 with respect to), the speed component calculating means 144 calculates the speed component based on the acceleration difference (α2−α1) by the acceleration difference calculating means 142, and the displacement component calculating means 145 A displacement component is calculated based on the velocity component by the velocity component calculation unit 144, and the control signal synthesis unit 146 generates a control signal based on the velocity component by the velocity component calculation unit 144 and the displacement component by the displacement component calculation unit 145, The expansion signal generation means 148 generates an expansion signal based on this control signal, and the main contraction signal generation means 150 generates a contraction signal based on this control signal. It is formed. The memory 152 stores a map indicating the relationship between the relative displacement and relative speed based on the acceleration difference (α2−α1) of the detected acceleration and the magnitude of the voltage applied to the first and second piezoelectric elements 102a and 102b. Yes.

一般に、圧電素子は、正電圧(又は負電圧)を印加すれば伸張(又は収縮)し、印加する電圧の大きさが大きいほど伸張量(又は収縮量)も大きくなる。このようなことから、上述のマップには、検知加速度の加速度差から算出した相対速度及び相対変位が大きくなるほど印加される電圧も大きくなる関係のデータ(速度・変位−電圧マップ)が登録されている。   In general, a piezoelectric element expands (or contracts) when a positive voltage (or negative voltage) is applied, and the amount of expansion (or contraction) increases as the applied voltage increases. For this reason, the above-mentioned map is registered with data (speed / displacement-voltage map) in which the applied voltage increases as the relative velocity and relative displacement calculated from the acceleration difference of the detected acceleration increases. Yes.

次に、主として、図4〜図7を参照して、熱変形補正手段86による熱変形量の補正制御について説明する。熱変形量の補正制御を開始すると、ステップS1からステップS2に進み、第1温度センサ90は、接続パイプフレーム構造16の一方の第1上連結ブロック68の温度を検知し、第2温度センサ92は、接続パイプフレーム構造16の他方の第1上連結ブロック70の温度を検知し、第1及び第2温度センサ90,92からの検知信号がコントローラ94に送給される。このように検知信号が送給されると、ステップS3に進み、第1制御部94の温度差演算手段126は、第2温度センサ92の検知温度(第2検知温度)を基準にして第1温度センサ90の検知温度(第1検知温度)との温度差(T2−T1)を演算する。   Next, mainly with reference to FIGS. 4 to 7, the correction control of the thermal deformation amount by the thermal deformation correction means 86 will be described. When the correction control of the thermal deformation amount is started, the process proceeds from step S1 to step S2, and the first temperature sensor 90 detects the temperature of one of the first upper connection blocks 68 of the connection pipe frame structure 16, and the second temperature sensor 92. Detects the temperature of the other first upper connecting block 70 of the connection pipe frame structure 16, and the detection signals from the first and second temperature sensors 90 and 92 are sent to the controller 94. When the detection signal is sent in this way, the process proceeds to step S3, and the temperature difference calculation means 126 of the first control unit 94 performs the first operation based on the detection temperature (second detection temperature) of the second temperature sensor 92. A temperature difference (T2-T1) from the detected temperature (first detected temperature) of the temperature sensor 90 is calculated.

そして、この温度差が負の値である(換言すると、第1検知温度>第2検知温度である)と、ステップS4からステップS5に進み、加熱信号生成手段128は、この検知温度差に基づいて加熱信号を生成し、この加熱信号が第2ペルチェ素子88bに送給され、第2ペルチェ素子88bが加熱され、第2ペルチェ素子88bからの熱が第1上連結ブロック70を介して上連結パイプ60に伝達される。また、冷却信号生成手段130は、この検知温度差に基づいて冷却信号を生成し、この冷却信号が第1ペルチェ素子88aに送給され、第1ペルチェ素子88aが冷却され、第1ペルチェ素子88aからの冷熱が第1上連結ブロック68を介して上連結パイプ60に伝達される。   If the temperature difference is a negative value (in other words, the first detected temperature> the second detected temperature), the process proceeds from step S4 to step S5, and the heating signal generating means 128 is based on the detected temperature difference. The heating signal is generated, the heating signal is sent to the second Peltier element 88b, the second Peltier element 88b is heated, and the heat from the second Peltier element 88b is connected to the upper via the first upper connecting block 70. It is transmitted to the pipe 60. In addition, the cooling signal generation unit 130 generates a cooling signal based on the detected temperature difference, the cooling signal is supplied to the first Peltier element 88a, the first Peltier element 88a is cooled, and the first Peltier element 88a. Is transmitted to the upper connection pipe 60 through the first upper connection block 68.

例えば、図6に示すように、工具取付構造体8の駆動源54が一方の第1上連結ブロック68側に配置されている場合、この駆動源54からの熱は、他方の第1上連結ブロック70よりも一方の第1上連結ブロック68に伝達され易くなり、一方の第1上連結ブロック68の温度が他方の第1上連結ブロック70の温度よりも高くなる傾向にある。この場合、上連結パイプ60の一端側(第1上連結ブロック68に連結された側)が、その他端側(他方の第1上連結パイプ70に連結された側)よりも熱膨張が大きくなり、工具取付構造体8の中心軸P2が主軸構造体4の中心軸P1に対して一方の第1上連結ブロック68側に幾分ずれるようになり、このことが原因となって加工物の加工精度が低下する。   For example, as shown in FIG. 6, when the drive source 54 of the tool mounting structure 8 is disposed on one first upper connection block 68 side, the heat from the drive source 54 is transferred to the other first upper connection block 68. It is easier to transmit to one first upper connecting block 68 than the block 70, and the temperature of one first upper connecting block 68 tends to be higher than the temperature of the other first upper connecting block 70. In this case, one end side of the upper connection pipe 60 (side connected to the first upper connection block 68) has a larger thermal expansion than the other end side (side connected to the other first upper connection pipe 70). The center axis P2 of the tool mounting structure 8 is somewhat displaced toward the first upper connecting block 68 with respect to the center axis P1 of the main shaft structure 4, and this causes the machining of the workpiece. Accuracy is reduced.

このような場合、上述したように、加熱信号生成手段128からの加熱信号が第2ペルチェ素子88bに送給されて第1上連結ブロック70が加熱されるとともに、冷却信号生成手段130からの冷却信号が第1ペルチェ素子88aに送給されて第1ペルチェ素子88aが冷却され、一対の第1上連結ブロック68,70の温度差がなくなるように制御される。従って、上連結パイプ60の一端側が幾分収縮される一方、その他端側が幾分伸張され、このように熱変形量の補正制御を行うことによって、工具取付構造体8の中心軸P2が主軸構造体4の中心軸P1側にズレを解消する方向に戻り、かくして、熱変形の影響を抑えて加工物を高精度に加工することが可能となる。   In such a case, as described above, the heating signal from the heating signal generating unit 128 is supplied to the second Peltier element 88b to heat the first upper connecting block 70 and the cooling from the cooling signal generating unit 130. The signal is sent to the first Peltier element 88a, the first Peltier element 88a is cooled, and the temperature difference between the pair of first upper connecting blocks 68 and 70 is controlled. Accordingly, one end side of the upper connection pipe 60 is somewhat contracted, while the other end side is somewhat expanded. Thus, by performing correction control of the amount of thermal deformation, the central axis P2 of the tool mounting structure 8 is the main shaft structure. It returns to the direction of eliminating the deviation toward the center axis P1 of the body 4, and thus it is possible to process the workpiece with high accuracy while suppressing the influence of thermal deformation.

一方、この温度差が正の値である(換言すると、第2検知温度>第1検知温度である)と、ステップS4からステップS7を経てステップS8に移り、加熱信号生成手段128は、この検知温度差に基づいて加熱信号を生成し、この加熱信号が第1ペルチェ素子88aに送給され、第1ペルチェ素子88aが加熱され、第1ペルチェ素子88aからの熱が一方の第1上連結ブロック68を介して上連結パイプ60に伝達される。また、冷却信号生成手段130は、この検知温度差に基づいて冷却信号を生成し、この冷却信号が第2ペルチェ素子88bに送給され、第2ペルチェ素子88bが冷却され、第2ペルチェ素子88bからの冷熱が他方の第1上連結ブロック70を介して上連結パイプ60に伝達される。従って、第1及び第2ベルチェ素子88a,88bによって一対の第1上連結ブロック68,70の温度が等しくなるように制御され、これによって、上連結パイプ60の一端側が幾分伸張される一方、その他端側が幾分収縮され、主軸構造体4の中心軸P1と工具取付構造体8の中心軸P2とのズレが解消されるように補正される。   On the other hand, if this temperature difference is a positive value (in other words, second detection temperature> first detection temperature), the process proceeds from step S4 to step S7 to step S8, and the heating signal generation means 128 detects this detection. A heating signal is generated based on the temperature difference, the heating signal is sent to the first Peltier element 88a, the first Peltier element 88a is heated, and the heat from the first Peltier element 88a is one of the first upper connecting blocks. It is transmitted to the upper connecting pipe 60 via 68. The cooling signal generation means 130 generates a cooling signal based on the detected temperature difference, and the cooling signal is sent to the second Peltier element 88b, the second Peltier element 88b is cooled, and the second Peltier element 88b. Is transmitted to the upper connection pipe 60 via the other first upper connection block 70. Accordingly, the temperature of the pair of first upper connection blocks 68 and 70 is controlled to be equal by the first and second Beltier elements 88a and 88b, whereby one end side of the upper connection pipe 60 is somewhat expanded. The other end side is somewhat shrunk and corrected so that the deviation between the central axis P1 of the main spindle structure 4 and the central axis P2 of the tool mounting structure 8 is eliminated.

尚、この温度差が零(ゼロ)である(換言すると、第2検知温度=第1検知温度である)と、加熱信号生成手段128が加熱信号を生成することがなく、また冷却信号生成手段130が冷却信号を生成することがなく、ステップS4からステップS7を経てステップS6に移る。そして、上述した熱変形の補正制御は、その制御が終了するまで行われる。   If this temperature difference is zero (in other words, the second detected temperature = the first detected temperature), the heating signal generating means 128 does not generate a heating signal, and the cooling signal generating means. 130 does not generate a cooling signal, and proceeds from step S4 to step S6 through step S7. The above-described thermal deformation correction control is performed until the control is completed.

この実施形態では、一対の上連結ブロック68,70の温度(第1及び第2温度センサ90,92の第1及び第2検知温度)が等しくなる(換言すると、第1及び第2検知温度の温度差が零(ゼロ)になる)ように構成しているが、例えば、一方の上連結ブロック68の温度(第1温度センサ90の第1検知温度)が他方の第1上連結ブロック70の温度(第2温度センサ92の第2検知温度)よりも所定温度高くなる(又は低くなる)(換言すると、第1及び第2検知温度の温度差が所定温度差となる)ように構成してもよい。   In this embodiment, the temperature of the pair of upper connecting blocks 68 and 70 (the first and second detection temperatures of the first and second temperature sensors 90 and 92) becomes equal (in other words, the first and second detection temperatures). For example, the temperature of one upper connection block 68 (the first detected temperature of the first temperature sensor 90) is the same as that of the other first upper connection block 70. It is configured to be higher (or lower) than the temperature (second detection temperature of the second temperature sensor 92) (in other words, the temperature difference between the first and second detection temperatures is the predetermined temperature difference). Also good.

また、これらの制御に代えて、一対の上連結ブロック68,70の温度(第1及び第2温度センサ90,92の第1及び第2検知温度)の温度差が許容温度範囲内となるように構成してもよい。この場合、例えば、第2温度センサ92の検知温度を基準として第1温度センサとの温度差が許容温度範囲であるときには、加熱信号生成手段128が加熱信号を生成することがなく、また冷却信号生成手段130が冷却信号を生成することがなく、図7においてステップS4からステップS7を経てステップS6に移るようになるが、この温度差が許容温度範囲より低い(即ち、第1温度センサ90の検知温度が第2温度センサ92の検知温度よりも上記許容温度範囲を超えて高い)ときには、冷却信号生成手段130は、この検知温度差に基づいて冷却信号を生成し、この冷却信号が第1ペルチェ素子88aに送給され、また加熱信号生成手段128は、この検知温度差に基づいて加熱信号を生成し、この加熱信号が第2ペルチェ素子88bに送給され、図7においてステップS4からステップS5に進むようになり、またこの温度差が許容温度範囲より高い(即ち、第2温度センサ92の検知温度が第1温度センサ90の検知温度よりも上記許容温度範囲を超えて高い)ときには、冷却信号生成手段130にて生成された冷却信号が第2ペルチェ素子88bに送給され、また加熱信号生成手段128にて生成された加熱信号が第1ペルチェ素子88aに送給され、図7においてステップS4からステップS7を経てステップS8に進むようになる。   Further, instead of these controls, the temperature difference between the temperatures of the pair of upper connecting blocks 68 and 70 (the first and second detected temperatures of the first and second temperature sensors 90 and 92) is within the allowable temperature range. You may comprise. In this case, for example, when the temperature difference from the first temperature sensor based on the temperature detected by the second temperature sensor 92 is within the allowable temperature range, the heating signal generator 128 does not generate a heating signal, and the cooling signal The generation means 130 does not generate a cooling signal, and in FIG. 7, the process proceeds from step S4 to step S7 to step S6, but this temperature difference is lower than the allowable temperature range (that is, the first temperature sensor 90). When the detected temperature is higher than the detected temperature of the second temperature sensor 92 beyond the allowable temperature range), the cooling signal generating unit 130 generates a cooling signal based on the detected temperature difference, and the cooling signal is the first temperature signal. The heating signal generation means 128 generates a heating signal based on the detected temperature difference, and the heating signal is supplied to the second Peltier element 8a. 7, the process proceeds from step S4 to step S5 in FIG. 7, and this temperature difference is higher than the allowable temperature range (that is, the detected temperature of the second temperature sensor 92 is the detected temperature of the first temperature sensor 90). The cooling signal generated by the cooling signal generating means 130 is sent to the second Peltier element 88b, and the heating signal generated by the heating signal generating means 128 is The first Peltier element 88a is fed, and in FIG. 7, the process proceeds from step S4 to step S7 to step S8.

次に、主として、図2及び図5とともに、図8〜図11を参照して、振動抑制手段96による振動抑制の制御について説明する。振動抑制の制御を開始すると、ステップS11からステップS12に進み、第1加速度センサ110が主軸構造体4側(具体的には、主軸部20)のX軸方向(図2、図10及び図11参照)の加速度を検知し、第2加速度センサ112が工具取付構造体8側(具体的には、工具取付台40)の上記X軸方向の加速度を検知し、第1及び第2加速度センサ110,112からの検知信号がコントローラ94に送給される。   Next, vibration suppression control by the vibration suppression means 96 will be described mainly with reference to FIGS. 8 to 11 together with FIGS. When vibration suppression control is started, the process proceeds from step S11 to step S12, where the first acceleration sensor 110 is in the X-axis direction (FIGS. 2, 10, and 11) on the main shaft structure 4 side (specifically, main shaft portion 20). The second acceleration sensor 112 detects the acceleration in the X-axis direction on the tool mounting structure 8 side (specifically, the tool mounting base 40), and the first and second acceleration sensors 110 are detected. , 112 are sent to the controller 94.

このように検知信号が送給されると、ステップS13に進み、第2制御部124の加速度差演算手段142は、第1加速度センサ110の第1検知加速度(α1)を基準として第2加速度センサ112の第2加速度値(α2)との加速度差を演算する。例えば、第1加速度センサ110の第1検知加速度(α1)の波形が図9(a)で示す通りであり、第2加速度センサ112の第2検知加速度(α2)の波形が図9(b)であるとすると、加速度差演算手段142による加速度差(α1−α2)の波形は、図9(c)に示すように、図9(a)の波形と図9(b)の波形(反転波形)とを合成した波形となる。   When the detection signal is thus sent, the process proceeds to step S13, where the acceleration difference calculation means 142 of the second control unit 124 uses the second acceleration sensor based on the first detected acceleration (α1) of the first acceleration sensor 110. An acceleration difference from the second acceleration value (α2) of 112 is calculated. For example, the waveform of the first detected acceleration (α1) of the first acceleration sensor 110 is as shown in FIG. 9A, and the waveform of the second detected acceleration (α2) of the second acceleration sensor 112 is shown in FIG. 9B. As shown in FIG. 9C, the waveform of the acceleration difference (α1-α2) by the acceleration difference calculation means 142 is the same as that of FIG. 9A and the waveform of FIG. 9B (inverted waveform). ) And the combined waveform.

次に、ステップS14に進み、速度成分演算手段144は、加速度差演算手段142の演算加速度差(α1−α2)に基づいて相対速度成分を演算する。速度成分演算手段114による速度成分は、この演算加速度差を積分することによって演算され、演算した相対速度成分の波形は、例えば、図9(d)で示すようになる。その後、変位成分演算手段145は、この相対速度成分を積分して相対変位を演算し(ステップS15)、演算した相対変位は、例えば、図9(e)で示す通りとなる。   In step S14, the speed component calculation unit 144 calculates a relative speed component based on the calculated acceleration difference (α1-α2) of the acceleration difference calculation unit 142. The speed component by the speed component calculating means 114 is calculated by integrating the calculated acceleration difference, and the calculated relative speed component waveform is, for example, as shown in FIG. Thereafter, the displacement component calculating means 145 calculates the relative displacement by integrating the relative velocity component (step S15), and the calculated relative displacement is as shown in FIG. 9 (e), for example.

その後、ステップS16に進み、制御信号合成手段146は、加速度差演算手段142により演算した加速度差及び速度成分演算手段114により演算した相対速度成分に基づいて、振動抑制手段96(加振制御ユニット98)を制御するための制御信号を生成する。このとき、演算した相対変位については重み係数(Kd)を掛け、また演算した相対速度成分については重み係数(Kv)を掛け、これらを加えて制御信号を生成する。例えば、相対速度成分の波形が図9(d)で示す通りであり、相対変位の波形が図9(e)であるとるとすると、制御信号合成手段146は、この相対速度の波形については重み係数(Kv)倍し、この相対変位の波形については重み係数(Kd)倍して合成し、このようにして制御信号が生成される。   Thereafter, the process proceeds to step S16, where the control signal synthesizing unit 146 is based on the acceleration difference calculated by the acceleration difference calculating unit 142 and the relative speed component calculated by the speed component calculating unit 114, and the vibration suppressing unit 96 (excitation control unit 98). ) Is generated. At this time, the calculated relative displacement is multiplied by a weighting coefficient (Kd), the calculated relative velocity component is multiplied by a weighting coefficient (Kv), and these are added to generate a control signal. For example, assuming that the waveform of the relative velocity component is as shown in FIG. 9D and the waveform of the relative displacement is as shown in FIG. 9E, the control signal synthesis unit 146 weights the waveform of this relative velocity. The coefficient (Kv) is multiplied, and the waveform of the relative displacement is combined by being multiplied by the weighting coefficient (Kd), thus generating a control signal.

次に、ステップS17に進み、伸張信号生成手段148がこの制御信号に基づいて伸張信号を生成し、この伸張信号が第1加振制御ユニット98a(又は第2加振制御ユニット98b)に送給され、この伸張信号によって第1圧電素子102a(又は第2圧電素子102b)が伸張される。また、収縮信号生成手段150がこの制御信号に基づいて収縮信号を生成し、この収縮信号が第2加振制御ユニット98b(又は第1加振制御ユニット98a)に送給され、この収縮信号によって第2圧電素子102b(又は第1圧電素子102a)が収縮される。そして、このような制御が、振動抑制の制御が終了するまで行われる。   Next, the process proceeds to step S17, where the expansion signal generation means 148 generates an expansion signal based on this control signal, and this expansion signal is sent to the first vibration control unit 98a (or the second vibration control unit 98b). Then, the first piezoelectric element 102a (or the second piezoelectric element 102b) is expanded by the expansion signal. The contraction signal generation means 150 generates a contraction signal based on the control signal, and the contraction signal is sent to the second vibration control unit 98b (or the first vibration control unit 98a). The second piezoelectric element 102b (or the first piezoelectric element 102a) is contracted. Such control is performed until the vibration suppression control ends.

例えば、図10に示すように、工具取付構造体8の中心軸P2が右側に傾斜するように第1上連結ブロック70側に相対振動が発生した場合、第1加振制御ユニット98aに収縮信号生成手段150からの収縮信号が送給され、この収縮信号に基づいて第1圧電素子102a(即ち、第1加振制御ユニット98a)が収縮され、これによって、接続パイプフレーム構造16における下接続フレーム58の下連結ブロック105と上接続フレーム56の上連結ブロック68との間隔が縮み側に修正され、また第2加振制御ユニット98bに伸張信号生成手段148からの伸張信号が送給され、この伸張信号に基づいて第2圧電素子102b(即ち、第2加振制御ユニット102b)が伸張され、これによって、接続パイプフレーム構造16における下接続フレーム58の下連結ブロック107と上接続フレーム56の上連結ブロック70との間隔が延び側に修正される。従って、第1及び第2加振制御ユニット98a,98bによって接続パイプフレーム構造16に、工具取付構造体8を元の状態(図10に一点鎖線で示す状態)に戻す力、即ち接続パイプフレーム構造16に生じた相対振動を打ち消す力が作用し、かくして、接続パイプフレーム構造16に生じた相対振動を抑え、加工物を高精度に加工することが可能となる。   For example, as shown in FIG. 10, when relative vibration is generated on the first upper connecting block 70 side so that the center axis P2 of the tool mounting structure 8 is inclined to the right side, a contraction signal is sent to the first excitation control unit 98a. A contraction signal is sent from the generating means 150, and the first piezoelectric element 102a (that is, the first vibration control unit 98a) is contracted based on the contraction signal, whereby the lower connection frame in the connection pipe frame structure 16 is contracted. 58, the distance between the lower connection block 105 of the upper connection frame 56 and the upper connection block 68 of the upper connection frame 56 is corrected to the contraction side, and the expansion signal from the expansion signal generation means 148 is sent to the second vibration control unit 98b. Based on the expansion signal, the second piezoelectric element 102b (that is, the second vibration control unit 102b) is expanded, and thereby the connection pipe frame structure 16 is expanded. Distance between the coupling block 70 on the lower coupling block 107 and the upper connection frame 56 of the lower connection frame 58 is modified to extend side that. Accordingly, the force for returning the tool mounting structure 8 to the original state (the state indicated by the one-dot chain line in FIG. 10) on the connection pipe frame structure 16 by the first and second vibration control units 98a, 98b, that is, the connection pipe frame structure. The force which cancels the relative vibration produced | generated in 16 acts, and it becomes possible to suppress the relative vibration produced in the connection pipe frame structure 16, and to process a workpiece with high precision.

また、上述とは反対に、図11に示すように、工具取付構造体8の中心軸P2が左側に傾斜するように第1上連結ブロック68側に相対振動が発生した場合、第1加振制御ユニット98aに伸張信号生成手段148からの伸張信号が送給され、この伸張信号に基づいて第1圧電素子102a(即ち、第1加振制御ユニット98a)が伸張され、これによって、接続パイプフレーム構造16における下接続フレーム58の下連結ブロック105と上接続フレーム56の上連結ブロック68との間隔が延び側に修正され、また第2加振制御ユニット98bに収縮信号生成手段150からの収縮信号が送給され、この収縮信号に基づいて第2圧電素子102b(即ち、第2加振制御ユニット102b)が収縮され、これによって、接続パイプフレーム構造16における下接続フレーム58の下連結ブロック107と上接続フレーム56の上連結ブロック70との間隔が縮み側に修正される。従って、このときにも第1及び第2加振制御ユニット98a,98bによって接続パイプフレーム構造16に、工具取付構造体8を元の状態(図11に一点鎖線で示す状態)に戻す力、即ち接続パイプフレーム構造16に生じた相対振動を打ち消す力が作用し、かくして、接続パイプフレーム構造16に生じた相対振動を抑えることができる。   Contrary to the above, as shown in FIG. 11, when relative vibration occurs on the first upper connecting block 68 side so that the central axis P2 of the tool mounting structure 8 is inclined to the left side, the first vibration is applied. The expansion signal from the expansion signal generating means 148 is sent to the control unit 98a, and the first piezoelectric element 102a (that is, the first vibration control unit 98a) is expanded based on the expansion signal, and thereby the connection pipe frame. In the structure 16, the distance between the lower connection block 105 of the lower connection frame 58 and the upper connection block 68 of the upper connection frame 56 is corrected to the extending side, and the contraction signal from the contraction signal generating means 150 is sent to the second vibration control unit 98b. And the second piezoelectric element 102b (that is, the second excitation control unit 102b) is contracted based on the contraction signal, and thereby the connection pipe frame is contracted. Distance between the coupling block 70 on the lower coupling block 107 and the upper connection frame 56 of the lower connecting frame 58 in the structure 16 is modified to contraction side. Accordingly, at this time, the force for returning the tool mounting structure 8 to the original state (indicated by the one-dot chain line in FIG. 11) on the connection pipe frame structure 16 by the first and second vibration control units 98a and 98b, A force that cancels the relative vibration generated in the connection pipe frame structure 16 acts, and thus the relative vibration generated in the connection pipe frame structure 16 can be suppressed.

上述した実施形態では、接続パイプフレーム構造16の第1上連結ブロック68,70(即ち、工具取付構造体8側の一対の上連結ブロック)に熱変形補正手段86(第1及び第2ペルチェ素子88a,88b)を設けているが、接続パイプフレーム構造16の第2上連結ブロック72,74にも熱変形補正手段(第2熱変形補正手段を構成する)を設けるようにしてもよい。尚、以下の実施形態においては、上述した実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。   In the above-described embodiment, the first upper connecting blocks 68 and 70 (that is, the pair of upper connecting blocks on the tool mounting structure 8 side) of the connection pipe frame structure 16 are provided with the thermal deformation correcting means 86 (first and second Peltier elements). 88a and 88b), the second upper connecting blocks 72 and 74 of the connection pipe frame structure 16 may also be provided with thermal deformation correction means (which constitutes the second thermal deformation correction means). In the following embodiments, substantially the same members as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図12及び図13において、この形態では、第1上連結ブロック68,70に第1熱変形補正手段86が設けられていることに加え、第2上連結ブロック72,74に第2熱変形補正手段202が設けられている。第2熱変形補正手段202は、第1熱変形補正手段86と同様に、熱電変換素子(例えば、ペルチェ素子)から構成され、一つのペルチェ素子、即ち第3ペルチェ素子204aが一方の第2上連結ブロック72に設けられ、もう一つのペルチェ素子、即ち第4ペルチェ素子204bが他方の第2上連結ブロック74に設けられている。   12 and 13, in this embodiment, in addition to the first upper deformation blocks 86 and 70 being provided with the first thermal deformation correction means 86, the second upper connection blocks 72 and 74 have the second thermal deformation correction. Means 202 are provided. Similar to the first thermal deformation correction means 86, the second thermal deformation correction means 202 is composed of a thermoelectric conversion element (for example, a Peltier element), and one Peltier element, that is, a third Peltier element 204a is on the second upper side. The other Peltier element, that is, the fourth Peltier element 204 b is provided in the other second upper connection block 74.

また、第3及び第4ペルチェ素子204a,204bに関連して、上述した第1及び第2ペルチェ素子88a,88bと同様に、一対の第2上連結ブロック72,74に、第3及び第4温度センサ206,208が設けられている。第3温度センサ206は、一方の第2上連結ブロック72に設けられ、この第2上連結ブロック72の温度を検知する。また、第4温度センサ208は、他方の第2上連結ブロック74に設けられ、この第2上連結ブロック74の温度を検知する。   Further, in relation to the third and fourth Peltier elements 204a and 204b, the third and fourth Peltier elements 72a and 74b are connected to the third and fourth Peltier elements 88a and 88b in the same manner as the first and second Peltier elements 88a and 88b described above. Temperature sensors 206 and 208 are provided. The third temperature sensor 206 is provided in one second upper connection block 72 and detects the temperature of the second upper connection block 72. The fourth temperature sensor 208 is provided in the other second upper connection block 74 and detects the temperature of the second upper connection block 74.

この形態では、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56の工具取付構造体8側の接続パイプ60における熱変形補正制御については、第1制御系統210によって制御され、この第1制御系統210による制御は、上述したと同様に、第1上連結ブロック68,70の温度差(即ち、第1及び第2温度センサ90,92の第1及び第2検知温度の温度差)が零(ゼロ)となるように、第1及び第2ペルチェ素子88a,88bが制御される。また、接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56の主軸構造体4側の接続パイプ64における熱変形補正制御については、第2制御系統212によって制御され、この第2制御系統212による制御は、第1制御系統210と同様に、第2上連結ブロック72,74の温度差(即ち、第3及び第4温度センサ206,208の第3及び第4検知温度の温度差)が零(ゼロ)となるように、第3及び第4ペルチェ素子204a,204bが制御される。この形態におけるその他の構成は、上述した実施形態と実質上同一でよい。   In this embodiment, thermal deformation correction control in the connection pipe 60 on the tool mounting structure 8 side of the upper connection frame 56 of the connection pipe frame structure 16 is controlled by the first control system 210, and the control by the first control system 210 is performed. As described above, the temperature difference between the first upper connecting blocks 68 and 70 (that is, the temperature difference between the first and second detected temperatures of the first and second temperature sensors 90 and 92) is zero. Thus, the first and second Peltier elements 88a and 88b are controlled. The thermal deformation correction control in the connection pipe 64 on the main shaft structure 4 side of the upper connection frame 56 of the connection pipe frame structure 16 is controlled by the second control system 212, and the control by the second control system 212 is Similarly to the first control system 210, the temperature difference between the second upper connection blocks 72 and 74 (that is, the temperature difference between the third and fourth detected temperatures of the third and fourth temperature sensors 206 and 208) is zero. Thus, the third and fourth Peltier elements 204a and 204b are controlled. Other configurations in this form may be substantially the same as those in the above-described embodiment.

この形態では、接続パイプフレーム構造16の工具取付構造体8側については、主として第2駆動源54からの熱による熱変形を第1制御系統210によって熱変形補正することができ、またその主軸構造体4側については、主として主軸構造体4の駆動源214からの熱による熱変形を第2制御系統212によって熱変形補正するので、比較的簡単な構成で、また比較的簡単な制御でもって、より効果的に接続パイプフレーム構造16の熱補正を行うことができる。   In this embodiment, on the tool mounting structure 8 side of the connection pipe frame structure 16, heat deformation due to heat mainly from the second drive source 54 can be corrected by the first control system 210, and the main shaft structure On the body 4 side, the thermal deformation due to heat from the drive source 214 of the main shaft structure 4 is mainly corrected by the second control system 212. Therefore, with a relatively simple configuration and relatively simple control, Thermal correction of the connecting pipe frame structure 16 can be performed more effectively.

また、上述した実施形態では、工具取付構造体8を接続パイプフレーム構造16の上接続フレーム56の一対の上連結ブロック68,70及び下接続フレーム58の一対の下連結ブロック(工具取付構造体8側の下連結ブロック)に取り付けて第3ベッド部12の一部を、工具取付構造体8を支持するための第2ベッド部10として機能させているが、このような構成に代えて、第2ベッド部10を第1ベッド部8と同様の構成となるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the tool mounting structure 8 is divided into a pair of upper connection blocks 68 and 70 of the upper connection frame 56 of the connection pipe frame structure 16 and a pair of lower connection blocks of the lower connection frame 58 (the tool mounting structure 8. A part of the third bed portion 12 attached to the lower connecting block on the side functions as the second bed portion 10 for supporting the tool attachment structure 8, but instead of such a configuration, You may make it the 2 bed part 10 become the structure similar to the 1st bed part 8. FIG.

工作機械の第2の実施形態を示す図14において、この形態では、ベッド構造体2Aは、主軸構造体4を支持するための第1ベッド部6と、工具取付構造体8を支持するための第2ベッド部10と、第1ベッド部6と第2ベッド部10を接続する第3ベッド部12とを備えている。第1ベッド部6及び第3ベッド部12は、上述したと略同様の構成であり、支持パイプフレーム構造14A及び接続パイプフレーム構造16Aから構成されている。また、第2ベッド部10は、接続パイプフレーム構造16Aと実質上同様の構成である第2支持パイプフレーム構造220から構成され、この第2支持パイプフレーム構造220は、接続パイプフレーム構造16Aの一端側に接続されている。   In FIG. 14 which shows 2nd Embodiment of a machine tool, in this form, 2A of bed structures are the 1st bed part 6 for supporting the main shaft structure 4, and the tool attachment structure 8 for supporting A second bed part 10 and a third bed part 12 connecting the first bed part 6 and the second bed part 10 are provided. The first bed portion 6 and the third bed portion 12 have substantially the same configuration as described above, and include a support pipe frame structure 14A and a connection pipe frame structure 16A. The second bed portion 10 is composed of a second support pipe frame structure 220 that is substantially similar in configuration to the connection pipe frame structure 16A, and the second support pipe frame structure 220 is one end of the connection pipe frame structure 16A. Connected to the side.

図14から理解されるように、この形態においては、支持パイプフレーム構造14A、接続パイプフレーム構造16A及び第2支持パイプフレーム構造220が上下一段に構成されている。また、第2支持パイプフレーム構造220の主軸構造体4側の一部が接続パイプフレーム構造16Aの工具取付構造体8側の一部を構成する構造となっており、工具取付支持構造体8は、接続パイプフレーム構造16Aの上接フレーム56の一対の第1上連結ブロック70(図14において第1上連結ブロック70のみ示す)と第2支持パイプフレーム構造220の上支持フレーム222の一対の上連結ブロック224,226に支持固定される。本発明における熱変形補正の制御及び振動抑制の制御は、このような形態のベッド構造体2Aを備える工作機械にも同様に適用することができる。   As understood from FIG. 14, in this embodiment, the support pipe frame structure 14 </ b> A, the connection pipe frame structure 16 </ b> A, and the second support pipe frame structure 220 are configured in one vertical stage. Further, a part of the second support pipe frame structure 220 on the main shaft structure 4 side constitutes a part of the connection pipe frame structure 16A on the tool attachment structure 8 side, and the tool attachment support structure 8 is , A pair of first upper connection blocks 70 (only the first upper connection block 70 is shown in FIG. 14) of the upper frame 56 of the connection pipe frame structure 16A and a pair of upper support frames 222 of the second support pipe frame structure 220. It is supported and fixed to the connecting blocks 224 and 226. The control of thermal deformation correction and the control of vibration suppression in the present invention can be similarly applied to a machine tool including such a bed structure 2A.

以上、本発明に従う工作機械の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。   As mentioned above, although embodiment of the machine tool according to this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation thru | or correction | amendment are possible without deviating from the scope of this invention.

例えば、上述した実施形態では、主軸構造体側に第1加速度センサを設け、工具取付構造体側の第2加速度センサを設け、これら加速度センサの検知加速度を用いて相対速度及び変位を演算し、これら相対速度及び変位に重み係数が掛けて制御信号を生成しているが、このような制御に代えて、例えば、主軸構造体側にそのX方向の変位を計測する第1変位計を設け、工具取付構造体側にそのX軸方向の変位を計測する第2変位計を設け、第1及び第2変位計の計測変位から相対変位を演算し、またこれら測定変位を微分して相対速度を演算し、これら相対速度及び相対変位に重み係数を掛けて制御信号を生成し、かかる制御信号を用いて一対の加振制御ユニットを制御しても相対振動を抑制することができる。   For example, in the above-described embodiment, the first acceleration sensor is provided on the main spindle structure side, the second acceleration sensor is provided on the tool mounting structure side, the relative speed and the displacement are calculated using the detected acceleration of these acceleration sensors, and the relative A control signal is generated by multiplying the speed and displacement by a weighting factor. Instead of such control, for example, a first displacement meter for measuring the displacement in the X direction is provided on the main spindle structure side, and a tool mounting structure is provided. A second displacement meter that measures the displacement in the X-axis direction is provided on the body side, the relative displacement is calculated from the measured displacement of the first and second displacement meters, and the relative velocity is calculated by differentiating these measured displacements. Relative vibration can be suppressed even if a control signal is generated by multiplying the relative velocity and the relative displacement by a weighting factor, and the pair of excitation control units are controlled using the control signal.

また、例えば、上述した実施形態では、一つの工作機械に熱変形補正の制御及び振動抑制の制御の双方を適用しているが、これらの双方を組み合わせて適用する必要はなく、熱変形補正の制御又は振動抑制の制御を単独で適用することもできる。   Further, for example, in the above-described embodiment, both thermal deformation correction control and vibration suppression control are applied to one machine tool, but it is not necessary to apply both of them in combination, and thermal deformation correction is not necessary. Control or vibration suppression control can be applied alone.

2,2A ベッド構造体
4 主軸構造体
6 第1ベッド部
8 工具取付構造体
10 第2ベッド部
12 第3ベッド部
14,14A 支持パイプフレーム構造
16,16A 接続パイプフレーム構造
56 上接続フレーム
58 下接続フレーム
68,70 第1上連結ブロック
72,74 第2上連結ブロック
86 熱変形補正手段
88a,88b ペルチェ素子
96 振動抑制手段
98,98a,98b 加振制御ユニット
102a,102b 圧電素子
210 第1制御系統
212 第2制御系統
220 第2支持パイプフレーム構造




















2,2A Bed structure 4 Main shaft structure 6 First bed part 8 Tool mounting structure 10 Second bed part 12 Third bed part 14, 14A Support pipe frame structure 16, 16A Connection pipe frame structure 56 Upper connection frame 58 Lower Connection frame 68, 70 First upper connection block 72, 74 Second upper connection block 86 Thermal deformation correction means 88a, 88b Peltier element 96 Vibration suppression means 98, 98a, 98b Excitation control unit 102a, 102b Piezoelectric element 210 First control System 212 Second control system 220 Second support pipe frame structure




















Claims (7)

所定方向に回動される主軸を備えた主軸構造体と、加工工具が取り付けられる工具取付構造体と、前記主軸構造体及び工具取付構造体を支持するためのベッド構造体と、を具備し、前記ベッド構造体は、前記主軸構造体を支持するための第1ベッド部と、前記工具取付構造体を支持するための第2ベッド部と、前記第1ベッド部と前記第2ベッド部とを接続する第3ベッド部とを備え、少なくとも前記第3ベッド部が接続パイプフレーム構造により構成された工作機械において、
前記接続パイプフレーム構造は、4本の上連結パイプを4個の上連結ブロックでもって矩形状に連結した上接続フレームと、4本の下連結パイプを4個の下連結ブロックでもって矩形状に連結した下接続フレームと、前記上接続フレームの各上連結ブロックと前記下接続フレームの対応する下連結ブロックとを接続する接続パイプとを有しており、
前記工具取付構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの一端側の一対の第1上連結ブロック間に支持され、前記主軸構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの他端側の一対の第2上連結ブロック間に支持されており、
前記一対の第1上連結ブロックの少なくとも一方には、前記第3ベッド部の熱変形を補正するための第1熱変形補正手段が設けられ、前記第1熱変形補正手段は、前記一対の第1上連結ブロックの温度差に基づいて前記第3ベッド部の熱変形を補正することを特徴とする工作機械。
A spindle structure having a spindle rotated in a predetermined direction, a tool attachment structure to which a machining tool is attached, and a bed structure for supporting the spindle structure and the tool attachment structure, The bed structure includes a first bed part for supporting the spindle structure, a second bed part for supporting the tool mounting structure, the first bed part, and the second bed part. A machine tool including a third bed portion to be connected, at least the third bed portion having a connection pipe frame structure;
The connection pipe frame structure has an upper connection frame in which four upper connection pipes are connected in a rectangular shape with four upper connection blocks, and four lower connection pipes in a rectangular shape with four lower connection blocks. A connected lower connecting frame; and a connecting pipe that connects each upper connecting block of the upper connecting frame and a corresponding lower connecting block of the lower connecting frame;
One end portion of the tool mounting structure is supported between a pair of first upper connection blocks on one end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure, and one end portion of the main shaft structure is supported by the connection pipe frame structure Are supported between a pair of second upper connecting blocks on the other end side of the upper connection frame,
At least one of the pair of first upper connecting blocks is provided with first thermal deformation correction means for correcting thermal deformation of the third bed portion, and the first thermal deformation correction means 1. A machine tool that corrects thermal deformation of the third bed portion based on a temperature difference between the upper connecting blocks.
前記接続パイプフレーム構造の前記一対の第2上連結ブロックの少なくとも一方には、前記第3ベッド部の熱変形を補正するための第2熱変形補正手段が設けられ、前記第2熱変形補正手段は、前記一対の第2上連結ブロックの温度差に基づいて前記第3ベッド部の熱変形を補正することを特徴とする請求項1に記載の工作機械。   At least one of the pair of second upper connection blocks of the connection pipe frame structure is provided with second thermal deformation correction means for correcting thermal deformation of the third bed portion, and the second thermal deformation correction means. The machine tool according to claim 1, wherein the thermal deformation of the third bed portion is corrected based on a temperature difference between the pair of second upper connecting blocks. 所定方向に回動される主軸を備えた主軸構造体と、加工工具が取り付けられる工具取付構造体と、前記主軸構造体及び工具取付構造体を支持するためのベッド構造体と、を具備し、前記ベッド構造体は、前記主軸構造体を支持するための第1ベッド部と、前記工具取付構造体を支持するための第2ベッド部と、前記第1ベッド部と前記第2ベッド部とを接続する第3ベッド部とを備え、少なくとも前記第3ベッド部が接続パイプフレーム構造により構成された工作機械において、
前記接続パイプフレーム構造は、4本の上連結パイプを4個の上連結ブロックでもって矩形状に連結した上接続フレームと、4本の下連結パイプを4個の下連結ブロックでもって矩形状に連結した下接続フレームと、前記上接続フレームの各上連結ブロックと前記下接続フレームの対応する下連結ブロックとを接続する接続パイプとを有しており、
前記工具取付構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの一端側の一対の第1上連結ブロック間に支持され、前記主軸構造体の一端部は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの他端側の一対の第2上連結ブロック間に支持されており、
前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームと前記下接続フレームとの間には、前記上接続フレームの前記一対の第1上連結ブロック間と前記一対の第2上連結ブロック間との間の相対振動を抑えるための振動抑制手段が介在されていることを特徴とする工作機械。
A spindle structure having a spindle rotated in a predetermined direction, a tool attachment structure to which a machining tool is attached, and a bed structure for supporting the spindle structure and the tool attachment structure, The bed structure includes a first bed part for supporting the spindle structure, a second bed part for supporting the tool mounting structure, the first bed part, and the second bed part. A machine tool including a third bed portion to be connected, at least the third bed portion having a connection pipe frame structure;
The connection pipe frame structure has an upper connection frame in which four upper connection pipes are connected in a rectangular shape with four upper connection blocks, and four lower connection pipes in a rectangular shape with four lower connection blocks. A connected lower connecting frame; and a connecting pipe that connects each upper connecting block of the upper connecting frame and a corresponding lower connecting block of the lower connecting frame;
One end portion of the tool mounting structure is supported between a pair of first upper connection blocks on one end side of the upper connection frame of the connection pipe frame structure, and one end portion of the main shaft structure is supported by the connection pipe frame structure Are supported between a pair of second upper connecting blocks on the other end side of the upper connection frame,
Between the upper connection frame and the lower connection frame of the connection pipe frame structure, there is a relative relationship between the pair of first upper connection blocks and the pair of second upper connection blocks of the upper connection frame. A machine tool comprising vibration suppression means for suppressing vibrations.
前記振動抑制手段は、振動を加えるための加振制御ユニットから構成され、前記加振制御ユニットが、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの第1上連結ブロックと前記下接続フレームにおける前記主軸構造体側の下連結ブロックとの間に、又は前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの第2上連結ブロックと前記下接続フレームにおける前記工具取付構造体側の下連結ブロックとの間に介在されていることを特徴とする請求項3に記載の工作機械。   The vibration suppressing means includes a vibration control unit for applying vibration, and the vibration control unit includes the first upper connection block of the upper connection frame and the main shaft of the lower connection frame of the connection pipe frame structure. Interposed between the lower connection block on the structure side or between the second upper connection block of the upper connection frame of the connection pipe frame structure and the lower connection block on the tool attachment structure side of the lower connection frame. The machine tool according to claim 3. 前記接続パイプフレーム構造の前記一対の第1上連結ブロックの各々には、前記第3ベッド部の熱変形を補正するための熱変形補正手段が設けられ、前記熱変形補正手段は、前記一対の第1上連結ブロックの温度差に基づいて前記第3ベッド部の熱変形を補正することを特徴とする請求項3又は4に記載の工作機械。   Each of the pair of first upper connection blocks of the connection pipe frame structure is provided with a thermal deformation correction means for correcting thermal deformation of the third bed portion, and the thermal deformation correction means is The machine tool according to claim 3 or 4, wherein thermal deformation of the third bed portion is corrected based on a temperature difference of the first upper connecting block. 前記工具取付構造体は、前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの前記一対の上連結ブロックと前記下接続フレームの一対の第1連結ブロックとの間に取り付けられ、前記第3ベッド部の前記一対の第1上連結ブロック及び前記一対の下連結ブロックが前記第2ベッド部を構成することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の工作機械。   The tool attachment structure is attached between the pair of upper connection blocks of the upper connection frame and the pair of first connection blocks of the lower connection frame of the connection pipe frame structure, The machine tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the pair of first upper connecting blocks and the pair of lower connecting blocks constitute the second bed portion. 前記第2ベッド部は、支持パイプフレーム構造から構成され、前記支持パイプフレーム構造は、前記接続フレーム構造の前記一端側に接続され、前記工具取付構造体は、前記支持パイプフレーム構造の上支持フレームの一対の上連結ブロックと前記接続パイプフレーム構造の前記上接続フレームの前記一対の上連結ブロックとの間に支持されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の工作機械。






The second bed portion includes a support pipe frame structure, the support pipe frame structure is connected to the one end side of the connection frame structure, and the tool mounting structure is an upper support frame of the support pipe frame structure. 6. The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is supported between the pair of upper connection blocks and the pair of upper connection blocks of the upper connection frame of the connection pipe frame structure. .






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