JPH0419039A - 工作機械の熱変形防止装置 - Google Patents

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、工作機械の非発熱部が発熱部からの熱伝導、
ふく射熱又は気温変化などによる温度変化を防ぐに好適
な工作機械の熱変形防止装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のマシニングセンタ等の工作機械においては５切削
加工工具による切削部並びに回転部などの特に発熱する
部分の冷却対策はなされているが、第６図に示すように
、ベッド５及びコラム１０などの工作機械の非発熱部に
ついては送風機１３で通風管２を経由して空気を送り、
排気口１１，１２から排出しているぐらいで、あまり温
度変化についする対策はなされていないのが現状である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の工作機械の熱変形防止装置にあっては。

送風機で非発熱部に空気を送ることにより、温度の均一
化を計っているが、送風機の吹出口からベッドとコラム
との排気口に達するまでに空気の温度が変化してしまい
、効果が得にくいという問題点があった。

本発明の目的は、非発熱部であるベッドやコラム等の本
体部分の温度を均一化するとともに、非発熱部内部の熱
交換効率を向上させるためにフィン形状リブを設けた工
作機械の熱変形防止装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため１本発明に係る工作機械の熱
変形防止装置は、工作機械のベッド及びコラムの内部に
、所定の間隔で配置された複数の温度センサーと、空気
温度調整機に接続されて温度調節された空気を流通しか
つ少なくとも一つの吹出口を有する通風管と、それぞれ
の吹出口に配設された少なくとも一つの開閉器とを設け
、それぞれの温度センサーの出力に応じてそれぞれの開
閉器を開閉し温度調節された空気によりベッド及びコラ
ムを所定温度に制御する制御装置を具備した構成とする
。

そして制御装置は、それぞれの温度センサーの出力に応
じて開閉器の開度を調節し、空気温度調整機からの空気
の温度の吹出し量を制御する構成でもよい。

またベッド及びコラムの内部に、少なくとも一つのリブ
とそれぞれのリブに設けた羽とよりなるフィンを設ける
構成でもよい。

〔作用〕

本発明の工作機械の熱変形防止装置によれば。

工作機械のベッドとコラムの内部に、所定の間隔で配置
された複数の温度センサーが設定温度に対して高低を判
断する制御装置に接続されているため、発熱部からの熱
伝導及びふく射熱等の影響で設定温度より高くなった場
合、あるいは気温の低下で設定温度より低くなった場合
、各温度センサーの配置位置の近傍に位置する開閉器が
、制御装置の指令により開かれ、温度調節された空気が
ベッド及びコラムを冷却あるいは加熱する。そして、ベ
ッド及びコラムが所定温度になり、温度センサー９の出
力が許容設定温度範囲に入ると、開閉器が制御装置の指
令により閉じる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照しながら説
明する。

第１図及び第２図に示すように、工作機械の非発熱部で
あるベッド５とコラム１０の内部に、所定の間隔で配置
された複数の温度センサー９と、空気温度調整機１に接
続され吹出口４Ａ、４Ｂを有する通風管２Ａ、２Ｂと、
それぞれの吹出口４Ａ、４Ｂに配設された開閉器例えば
電磁弁３とを設けた。そして、それぞれの温度センサー
９の出力に応じて、その温度センサー９に対応する電磁
弁３を開閉する制御装置１４を具備した構成である。

電磁弁３は、温度センサー９のデータをもとに。

０Ｎ−ＯＦＦすることでベッド５やコラム１０の温度の
変化部分を中心に強制的に冷却もしくは加熱するもので
あり、その開度が温度センサー９の出力に比例制御され
る弁であって空気の吹出し量を制御するものでもよい。

所定温度は、実験により回転部である主軸の変形が最も
小さくなった温度に設定されており、制御袋Ｗ１４に記
憶さ九ている。第３図に示すように制御装置１４は、温
度センサー９（Ｔ１〜Ｔ、）の温度を入力し、第４図に
示す設定温度Ｃと比較する。例えば温度センサーＴユの
温度が設定温度Ｃより高い場合は、その近傍の例えば電
磁弁Ｅ、に開指令を出力するとともに、空気温度調整機
１を起動し２通風管２Ａ、２Ｂを経由して温度調節され
た空気を放出し、許容設定温度範囲Ｂ内に納めるように
制御する。従って制御装置１４は、図示しない記憶部、
比較部などを内蔵しているものとする。許容設定温度範
囲Ｂは、空気の放出量の増加、又は放出される空気の温
度のばらつきを小さくすることによって、その範囲を狭
く設定することが可能である。

さらに詳細に本実施例を説明する。

一方の端部を空気温度調整機１に接続された通ｊｌ管２
Ａは、ベッド５の中に入り所定の間隔で枝状に吹出口４
Ａ、４Ｂが形成されている。そして通風管２Ａのそれぞ
れの吹出口に電磁弁３が設けられている。ベッド５の吹
出口４Ａ、４Ｂに対向する部分の近傍には、それぞれの
温度センサー９が設けられ、第３図に示すように、各温
度センサー９は制御装置Ｅ１４に接続されている。例え
ば、温度センサー９の出力が設定温度以上になると、制
御装置！１４より電磁弁３に対し開指令が出され、空気
温度調整機ｌで所定温度に温度制御された空気が、通風
管２Ａを通り、吹出口４Ａ、４Ｂから放出される。そし
て温度センサー９の出力が設定温度以下になると、制御
装置１４より電磁弁３に対して閉指令が出され、空気の
放出が止められる。

本発明の他の実施例として第１図に示すように、ベッド
５の内部に、複数のリブ６が所定の間隔で配置され、リ
ブ６には羽７を複数個取付けて熱交換効率を向上させる
ためのフィン８を熱伝導率の良イ材料で形成してもよい
。そして第２図に示すように、吹出口４Ａ、４Ｂのうち
いづれか一方の吹出口４Ａ又は４Ｂが、フィン８と対向
する位置に配設される構成でもよい。

コラム１０は、ベッド５に摺動可能に支持されており、
コラム】Ｏの内部は、ベッド５と同様に複数のフィン８
と複数の温度センサー９が配置され、温度センサー９は
制御装置１１４に接続されている。また、通風管２Ｂは
、通風管２Ａと同様にコラム１ｏの中に入り所定の間隔
で枝状にのび、その先端に電磁弁３が設けられている。

そして、ベッド５とコラム１０とに排気口１１．１２が
設けられている。以上のような構成になっているため、
制御装置１４は、ベッド５とコラム１０内の各温度セン
サー９の出力に基づいて第４図に示すように、設定温度
Ｃに対する高低を判断し、電磁弁３を開閉制御する。

例えば、第４図に示すように、温度センサー９の出力が
設定温度Ｃより低い期間（時間Ｈが０〜Ｈ１）、温度セ
ンサー９の出力が設定温度Ｃの上限を越えたのち設定温
度Ｃに戻るまでの期間（時間ＨがＨ２〜Ｈ１，Ｈ，〜Ｈ
５）、制御装置１４の指令に基づいて電磁弁３が開き、
ベッドやコラムの加熱、冷却を行なう。このとき、部分
的に温度変化があればその部分を中心に、空気温度調整
機１から温度制御された空気を流し、排気口１１，１２
から非発熱部の外に放出することにより、許容設定温度
範囲Ｂ内におさまるようにしている。したがって、ベッ
ド５とコラム１０の温度を均一化することができるため
、非発熱部の熱変形を小さくすることができる。

なお、通風管２Ａ、２Ｂを断熱材で覆い、目的個所に温
度調節された空気を吹付けるようにしてもよい。

本発明によれば第５図に示すように、時間Ｈを横軸に、
コラムの倒れＤを縦軸にして一点鎖線を従来例とし、実
線を本実施例で表わすと、９μｍの最大値がほぼ１／２
となる効果がある。

また、工作機械の非発熱部内部に温度センサーを設け、
温度の変化の大きい所を中心に温度調節された空気を流
すようコントロールしているため、例えば熱源の移動に
よる高温位置移動に対応することができる。また、その
非発熱部内部に温度制御した空気を流すよう構成したも
のであるから、外気の温度がどのように変化しようとも
安定した精度を確保できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、工作機械の熱変形防止装置に温度セン
サー、通風管及び制御装置などを設けたため、非発熱部
は所定温度に制御されて熱変形が大巾に減少するととも
に、外気温度や発熱部の移動に影響されることなく安定
し、工作機械の加工精度を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第］
−図のＡ部を示す拡大図、第３図は本発明の制御系統を
示す図、第４図は本発明の詳細な説明するグラフ、第５
図は本発明の詳細な説明するグラフ、第６図は従来の技
術を示す図である。 １・・・空気温度調整機、２Ａ、２Ｂ・・通風管、３・
・・電磁ペン（開閉器）、４Ａ、４Ｂ・・・吹出口。 ５・・・ベッド、６・・リブ、７・・・羽、８・・・フ
ィン、 ９・・・温度センサー １０・・・コラム、 １４・・・制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工作機械のベッド及びコラムの内部に、所定の間隔
   で配置された複数の温度センサーと、空気温度調整機に
   接続されて温度調節された空気を流通しかつ少なくとも
   一つの吹出口を有する通風管と、それぞれの吹出口に配
   設された少なくとも一つの開閉器とを設け、それぞれの
   温度センサーの出力に応じてそれぞれの開閉器を開閉し
   前記温度調節された空気により前記ベッド及びコラムを
   所定温度に制御する制御装置を具備したことを特徴とす
   る工作機械の熱変形防止装置。 ２、制御装置は、それぞれの温度センサーの出力に応じ
   て開閉器の開度を調節し、空気温度調整機からの空気の
   吹出し量を制御することを特徴とする請求項１記載の工
   作機械の熱変形防止装置。 ３、ベッド及びコラムの内部に、少なくとも一つのリブ
   とそれぞれのリブに設けた羽とよりなるフィンを設けた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械の熱変
   形防止装置。