JPH03111148A

JPH03111148A - 工作機械

Info

Publication number: JPH03111148A
Application number: JP24554889A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nashiki; 政行梨木
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1991-05-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、旋盤、研削盤、マシニングセンタ等の工作機
械に関し、特に複数回の加工対象の掴み変えまたは工具
の変更もしくは掴み変えか必要な場合においても精度良
く加工対象の加工か可能２Ｊ工作機械に関する。

（従来の技術）工作機械を用いて加工対象を精度良く加工しにうとする
場合、加工対象を掴み変える際に発生ずる加工対象の把
持誤差を避りるため、旋盤の場合には通常加工対象の把
持即ちチャックでの加工対象の把持か１回のみで全加工
工程が完了するように工夫する。旋盤加工においては、
チャックによる加工対象の把持精度がその他の誤差より
も太きいからである。具体的には、数値制御旋盤での片
方向繰返し位置決め精度が温度変化及び経時変化を除く
と１μｍ程度なのに対し、チャックの繰返し把握精度（
誤差）は１０〜３０μｍ程度である。特別な超精密チャ
ックの繰返し把Ｊｆｆｉ精度（誤差）ても１〜３μｍ程
度である。

第８図は、従来における旋盤の概略図である。

同図において、軸受２により支持された主軸１は、ヘル
ド４を介して主軸駆動用モータ３により駆動される。加
工対象６は、一端でチャック５により把持されるとＪ（
に他端て心押台７により支持され、Ｘ方向及びＺ方向に
自由に移動可能な切削加工工具８によりイＴ憇の形状に
旋削加工される。

そこで、加工例としてニアｑ図（Δ）及び（ＩＩ）に示
すような部品９の加工を行なう場合を説明する。

部品９は、正面加工及び背面加ニーか必要てありかつ正
面加工での加工形状と背面加工での加工形状との相対精
度が必要なものであるとする。このとき、穴形状１０．
１１はヂＡ・ツク５゛Ｃ把持しながら加工するが、一方
の加工が終了したら一度掴み変えて部品９の向きを１８
０°転換する必要があり、そのとき通常１０〜３０μｍ
程度のチャックにおりる把持誤差が発生した。ゆえに、
穴形状ＩＱ、１１の相対精度としてその把持誤差ｌＯ〜
３０μｍを排除できなかっノご。

（発明が解法しようとする課題）以上のように従来においては、加工対象の加工が多工程
にわたって必要か場合即ち複数台の工作機械で順次加工
を行なう必要がある場合や加工対象の掴み変えかある場
合等には、加工対象を把持する際におりる精度か問題点
となっていた。

本発明は一］二連のような事情から成されたものであり
、本発明の目的は、加工対象の掴み変え等がある場合で
も精度の良い加工が行なえる工作機械を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段）本発明は、旋盤、研削盤、マシニングセンタ等の工作機
械に関するものであり、本発明の上記目的幻、主１１Ｉ
ｈと、当該主１ｑ１１に接続され、加工対象を把持する
チャックとを有する工作機械において、前記加工対象の
前記主軸の中心に対する偏心、前記主軸の向きに対する
傾き、前記主軸に対する長手方向の位置ずれ等の前記加
工対象と前記主軸との相対位置の検出を行なう相対位置
検出手段と、当該相対位置検出手段にＪ：る検出結果に
基づいて、前記主軸に対する前記チャックの相対位置を
移動させる位置移動手段とを具備することによって達成
される。また、心押台と、当該心押台にイτ１随して加
工対象の回転中心を固定する心理部とを有する工作機械
において、前記加工対象の前記心理部に対する偏心、前
記心理部の向ぎに対する傾き、前記心理部に対する長手
方向の位置ずれ等の前記加工対象と前記心押台との相対
イ装置の検出を行なう相対位置検出と、当該相対位置検
出手段による検出結果に基づいて、前記心押台に対する
前記チャックの相対位置を穆勅させる位置移動手段とを
具備することによって達成される。また、加工対象が固
定される主軸と、加工プログラムに基づいて前記加工対
象の加工を行なう工具とを有する工作機械において、前
記加工対象の前記主軸の中心に対する偏心、前記主軸の
向きに対する傾ぎ、前記主軸に対する長手方向の位置ず
れ等の前記加工対象と前記主軸との相対位置の検出を行
なう相対位置検出手段と、当該相対位置検出手段による
検出結果に基ついて、前記加工を行なう際の前記］−具
の移動位置を前記主軸の回転に同期して補正制御する位
置制御手段とを具備することによって達成される。

（作用）本発明にあっては、相対位置検出手段に」：り加工対象
の偏心、傾き１位置ずれ等を検出し、主軸とチャック間
の相対位置関係５心押台と６押部間の相対位置関係を調
整したり、工具の動きを補正したりすることにより、高
精度な加工か可能となる。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は、本発明の工作機械におりる一実施例の構成図
であり、従来と同一構成箇所は同符合を付して説明を省
略する。同図において、主軸回転位置検出器２８は主軸
回転位置θ、を検出し、基準面語測手段２７はチャック
５の基準面または加工対象６の基準面を計測する。位置
誤差検出手段３８は、主軸回転位置検出器２８からの主
軸回転位置θ８と基準面語測手段２７からの位置信号ｉ
とを入力し、加工対象６の把持ずれの方向及び量を検出
して位置ずれ信号［Ｄｌ、ε、２を演算出力する。位置
し切手段１２は、主軸１の中心とチャック５の中心との
相対位置を変更するだめのものであり、位置誤差検出手
段３８から出力される位置ずれ信号Ｅｏ＋に基ついて主
軸１の中心と力［ビｆ二対象６の中心とか致するように
駆動装置３ｇにより駆動される。位置移動手段４１は、
心理台７とそのセンタとの相対位置を変更するためのち
のであり、同様に位置誤差検出手段３８から構成される
装置ずれ信号ＥＤ２に基づいて主’Ｉ＋ｈ　Ｉの中心と
加工対象６の中心とが致するように駆動装置４０により
駆動される。尚、位置移動手段１２は、チャック５の一
構成要素として組み込むことも可能である。

第２図は、位置移動手段１２．４１の一実施例の横断面
図であり、圧電素子Ｈ〜２１の伸縮により外側の部分と
内側の部分とが相対的に位置を移動できるＪ：うになっ
ている。

第３図は第２図におりる圧電素子１４〜２１の拡大図で
あり、圧電素子１４〜２１はセラミック圧電体を積層構
造２２としたもので、各セラミック圧電体に直流電圧２
３を印加すると逆圧電効果によりその長さが伸縮するに
うになっている。

第４図は、圧電素子１４〜２１が回転側にある場合に固
定側から直流電流を供給するための装置の構成例を示す
図である。駆動装置２４は直流電圧指令ＶＩＮを人力し
てそれに基づいて交流電圧を出力する。その交流電圧に
基づく電力は回転トランス２５を介して回転側へ供給さ
れ、ダイオードブリッジ２６　（４２は放電抵抗である
）により直流に整流されてセラミック圧電体のそれぞれ
に印加される。

第５図は、本発明の他の実施例の構成図である。同図に
おいて、開数発生器２９は、加工対象６についての加工
プログラムＰＣを人力して切削加工工具８のＸ軸方向位
置指令×。を出力する。位置制御装置３０は、関数発生
器２９からのＸ軸方向位置指令ｘｃを人力してＸ軸サー
ボモータ３４に対して駆動電流ＩＭを出力する。Ｘ軸サ
ーボモータ３４は、駆動電流１．に基づいてボールネジ
３５を介して切削加工工具８をＸ軸方向へ移動させる。

一方、加工工具位置補正信号作成手段３１は、主軸回転
位置検出器２８からの主軸回転位置θ、と基準面計測手
段２７からの位置信号Ｅｗとを人力し、第７図に示すよ
うなチャックの把持誤差をキャンセルする加工工具位置
の補正信号Ｘ。ｃ　＝Ｅ−ＣＯ５（θ、−０１）を生成
して出力する。位置移動手段３６は、加工工具位置補正
信号作成手段３１から出力される補正４３号ＸＣＣに基
づいて駆動装置３２により駆動される。

このとき、加工対象６はチャック５の把持誤差だけ偏心
して回転するが、切削加工工具８は加工工具位置補正信
号作成手段３１等により主軸の回転に同期してその把持
誤差を補正するように移動制御されるので、結果として
、加工対象６と切削加工工具８との相対位置に原理的に
チャック５におりる把持誤差は表われず良好な加工精度
が得られる。

第６図は、本発明の他の実施例の構成図である。第５図
における実施例では補正信号ＸＣＣに基づいて位置移動
手段３６を駆動しているのに対し、第６図における実施
例ては、加算手段３７がＸ軸方向位置指令Ｘｃと補正信
号ＸＣＣとを加算し、位置制御装置３０へ位置指令ＸＦ
Ｃとして出力している。このようにヂャック５におζす
る把持誤差を既存の×軸サーボモータ３４を利用して補
正しているので、この実施例においても原理的にその把
持誤差は加工誤差として表われない。

尚、上述した各実施例においては、ヂャック５の把持誤
差は主軸１の中心線に対する加工対象６の偏心とし、そ
れを補正する装置について説明したか、ヂャック５の把
持誤差としては他にＺ　！Ｉ’ｌ＋１方向誤差や主！Ｉ
ＩＩＩｌｌの中心線に対する傾き誤差があり、これらの
補正についても同様に実現できる。

例えば、第５図及び第６図の実施例において、加工対象
の把持誤差を正確に計測できれば、加工工具補正手段３
１がＸ軸方向位置指令×。及びＺ軸方向位置指令Ｚｃか
ら比較的容易な算術演算で任意の加工工具位置における
Ｘ軸補正信号ＸＣＣ及びＺ軸補正信号７．　ＣＣを求め
ることかできる。

（発明の効果）以」二のＪ：うに本発明の工作機械によれは、ヂャンク
の把持誤差等を補正しながら加工することかできるので
、良好な加工精度を容易に得ることか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工作機械におりる一実施例の構成図、
第２図は位置移動手段の一実施例の横断面図、第３図は
圧電素子の拡大図、第４図は圧電素子に直流電流を供給
する装置の一構成例を示す図、第５図は本発明の他の実
施例の構成図、第６図は本発明の他の実施例の構成図、
第７図は補正信号を表わした図、第８図は従来における
旋盤の概略図、第９図（＾）及び（Ｂ）は加工部品の例
を示す図である。１・・・主軸、３・・・モータ、５・・・ヂャック、６
・・加工対象、７・・・心押台、８・・・切削加工工具
、＋２．３６゜４１・・・位置移動手段、１４〜２１・
・・圧電素子、３１・・・加工工具値ｉ補正信号作成手
段、２９４０・・・駆動装置、３４・・・Ｘ！ｌ’ｌｌｌサーボモタ、３５・・・ポルネジ、３８・・・位置誤差検出手段、４２・・・放電抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】１、主軸と、当該主軸に接続され、加工対象を把持する
チャックとを有する工作機械において、前記加工対象と
前記主軸との相対位置の検出を行なう相対位置検出手段
と、当該相対位置検出手段による検出結果に基づいて、
前記主軸に対する前記チャックの相対位置を移動させる
位置移動手段とを具備することを特徴とする工作機械。２、前記位置移動手段は前記チャックに組込まれるよう
にした請求項１に記載の工作機械。３、心押台と、当該心押台に付随して加工対象の回転中
心を固定する心押部とを有する工作機械において、前記
加工対象と前記心押台との相対位置の検出を行なう相対
位置検出手段と、当該相対位置検出手段による検出結果
に基づいて、前記心押台に対する前記チャックの相対位
置を移動させる位置移動手段とを具備することを特徴と
する工作機械。４、前記位置移動手段に圧電素子を採用するようにした
請求項１または３に記載の工作機械。５、加工対象が固定される主軸と、加工プログラムに基
づいて前記加工対象の加工を行なう工具とを有する工作
機械において、前記加工対象と前記主軸との相対位置の
検出を行なう相対位置検出手段と、当該相対位置検出手
段による検出結果に基づいて、前記加工を行なう際の前
記工具の移動位置を前記主軸の回転に同期して補正制御
する位置制御手段とを具備することを特徴とする工作機
械。６、前記位置制御手段に圧電素子を採用するようにした
請求項５に記載の工作機械。