JPH0584628A - 工作機械の熱変位補正装置 - Google Patents
工作機械の熱変位補正装置Info
- Publication number
- JPH0584628A JPH0584628A JP24583491A JP24583491A JPH0584628A JP H0584628 A JPH0584628 A JP H0584628A JP 24583491 A JP24583491 A JP 24583491A JP 24583491 A JP24583491 A JP 24583491A JP H0584628 A JPH0584628 A JP H0584628A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine movement
- displacement
- spindles
- machine tool
- workpiece
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸頭６の熱変形によって左，右主軸７，８が
熱変位しても、主軸７，８によって２つの工作物に対
し、高精度に同時加工ができる、工作機械の熱変位補正
装置を提供する。 【構成】 軸頭６に第１の計測機構１４を設け、工作物
を取付ける左，右微動テーブル１６，１７をテーブル本
体１５に支持させたテーブル３に、左，右微動操作機構
２２，２３と第２の計測機構２７とを設けた。主軸７，
８の熱変位による間隔９の変化量を第１の計測機構１４
によって計測し、微動操作機構２２，２３を駆動して微
動テーブル１６，１７を、主軸７，８の熱変位に追従さ
せて移動させ、これらの移動量を第２の計測機構２７に
よって計測して、微動テーブル１６，１７をフィードバ
ック制御する。
熱変位しても、主軸７，８によって２つの工作物に対
し、高精度に同時加工ができる、工作機械の熱変位補正
装置を提供する。 【構成】 軸頭６に第１の計測機構１４を設け、工作物
を取付ける左，右微動テーブル１６，１７をテーブル本
体１５に支持させたテーブル３に、左，右微動操作機構
２２，２３と第２の計測機構２７とを設けた。主軸７，
８の熱変位による間隔９の変化量を第１の計測機構１４
によって計測し、微動操作機構２２，２３を駆動して微
動テーブル１６，１７を、主軸７，８の熱変位に追従さ
せて移動させ、これらの移動量を第２の計測機構２７に
よって計測して、微動テーブル１６，１７をフィードバ
ック制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、軸頭に２つの主軸を
装備し、これらの主軸によってテーブルに取付けた２つ
の工作物を同時に加工するマシニングセンタなどの工作
機械において、２つの主軸の熱変位を補正して、高精度
の加工を行うための熱変位補正装置に関するものであ
る。
装備し、これらの主軸によってテーブルに取付けた２つ
の工作物を同時に加工するマシニングセンタなどの工作
機械において、２つの主軸の熱変位を補正して、高精度
の加工を行うための熱変位補正装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の軸頭に２つの主軸を装備した工作
機械を図３について説明する。図３において、１はベッ
ドであり、ベッド１には左右方向（Ｘ軸）送り用モータ
２によって直線往復移動するテーブル３が支持してあ
る。テーブル３上には、コラム４上に設置し前後方向
（Ｚ軸）送り用モータによって直線往復移動するサドル
５を設け、サドル５には、上下方向（Ｙ軸）送り用モー
タによって上下移動する軸頭６を配設してある。軸頭６
には、主軸駆動用モータによって軸回りに回転する左，
右２つの主軸７，８が、間隔９を設けて装備してある。
機械を図３について説明する。図３において、１はベッ
ドであり、ベッド１には左右方向（Ｘ軸）送り用モータ
２によって直線往復移動するテーブル３が支持してあ
る。テーブル３上には、コラム４上に設置し前後方向
（Ｚ軸）送り用モータによって直線往復移動するサドル
５を設け、サドル５には、上下方向（Ｙ軸）送り用モー
タによって上下移動する軸頭６を配設してある。軸頭６
には、主軸駆動用モータによって軸回りに回転する左，
右２つの主軸７，８が、間隔９を設けて装備してある。
【０００３】以上のように構成した工作機械は、主軸
７，８を回転させ、主軸７，８に装着した工具によっ
て、テーブル３上に取付けた左，右２つの工作物に同時
に切削などの加工を施すことにより、加工効率を向上さ
せている。
７，８を回転させ、主軸７，８に装着した工具によっ
て、テーブル３上に取付けた左，右２つの工作物に同時
に切削などの加工を施すことにより、加工効率を向上さ
せている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の工作機
械は、２つの主軸によって２つの工作物を同時に加工す
る際、主軸駆動用モータやベアリングなどの発熱によっ
て軸頭が熱膨張して２つの主軸が熱変位し、これらの主
軸の間隔が変化するため、テーブルに取付けた工作物の
加工位置に誤差が生じ、高精度の加工ができないという
問題点があった。
械は、２つの主軸によって２つの工作物を同時に加工す
る際、主軸駆動用モータやベアリングなどの発熱によっ
て軸頭が熱膨張して２つの主軸が熱変位し、これらの主
軸の間隔が変化するため、テーブルに取付けた工作物の
加工位置に誤差が生じ、高精度の加工ができないという
問題点があった。
【０００５】そこで、軸頭を冷却することにより、この
軸頭の熱膨張を抑制することによって、加工精度の向上
を図っているが、軸頭の熱膨張を十分に抑えることがで
きないので、前述した問題点も十分に解決できなかっ
た。この発明は、軸頭が熱膨張し、２つの主軸が熱変位
しても、この変位に応じて工作物を移動させることによ
り、前述した問題点を解決し、２つの主軸によって２つ
の工作物に対し、高精度に同時加工ができる、工作機械
の熱変位補正装置を提供することを目的とするものであ
る。
軸頭の熱膨張を抑制することによって、加工精度の向上
を図っているが、軸頭の熱膨張を十分に抑えることがで
きないので、前述した問題点も十分に解決できなかっ
た。この発明は、軸頭が熱膨張し、２つの主軸が熱変位
しても、この変位に応じて工作物を移動させることによ
り、前述した問題点を解決し、２つの主軸によって２つ
の工作物に対し、高精度に同時加工ができる、工作機械
の熱変位補正装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による工作機械
の熱変位補正装置は、軸頭に装着した２つの主軸の中心
を基準としてこれらの中心間の間隔を計測する第１の計
測機構を軸頭に設け、工作物を取付ける２つの微動テー
ブルを２つの主軸とそれぞれ対向させてテーブル本体に
支持させ、このテーブル本体と微動テーブルとによって
テーブルを構成し、２つの主軸を結ぶ線と平行な方向に
第１の計測機構の計測結果に応じて２つの微動テーブル
を移動させる微動操作機構を前記テーブルに設けたもの
である。
の熱変位補正装置は、軸頭に装着した２つの主軸の中心
を基準としてこれらの中心間の間隔を計測する第１の計
測機構を軸頭に設け、工作物を取付ける２つの微動テー
ブルを２つの主軸とそれぞれ対向させてテーブル本体に
支持させ、このテーブル本体と微動テーブルとによって
テーブルを構成し、２つの主軸を結ぶ線と平行な方向に
第１の計測機構の計測結果に応じて２つの微動テーブル
を移動させる微動操作機構を前記テーブルに設けたもの
である。
【０００７】
【作用】この発明による工作機械の熱変位補正装置は、
軸頭が熱変形し、２つの主軸が熱変位した際に、熱変位
による前記主軸の間隔の変化量を軸頭に設けた第１の計
測機構で計測し、前記計測した変化量に応じ、微動操作
機構を作動させて、テーブル本体に支持させた２つの微
動テーブルを移動させることにより、２つの主軸の熱変
位に追従して、これらの熱変位を補正することができ、
したがって、２つの微動テーブルに取付けた工作物に、
高精度に同時加工を行える。
軸頭が熱変形し、２つの主軸が熱変位した際に、熱変位
による前記主軸の間隔の変化量を軸頭に設けた第１の計
測機構で計測し、前記計測した変化量に応じ、微動操作
機構を作動させて、テーブル本体に支持させた２つの微
動テーブルを移動させることにより、２つの主軸の熱変
位に追従して、これらの熱変位を補正することができ、
したがって、２つの微動テーブルに取付けた工作物に、
高精度に同時加工を行える。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例につき図１，図２
を参照して説明する。図１，図２において、図３と同符
号は対応する部分を示し、工作機械の基本構成、および
基本的な作動は、図３に示し前述した従来のものと同様
である。図１，図２に示すように、軸頭６の左右方向中
心線６ａに対し、左，右主軸７，８が対称に配置してあ
る。左方の主軸７の中心線７ａを基準として、中心線７
ａに近い位置にスーパインバなどの低熱膨張材製のブラ
ケット１１の基端部が軸頭６の前面に固定してある。ブ
ラケット１１は、主軸７，８の間隔９を横切って延び、
右方の主軸８の中心線８ａ近くに位置する先端部には、
変位計１２が固定してある。変位計１２と対向する検出
ブロック１３が、右方の主軸８の中心線８ａを基準とし
て軸頭６の前面に固定してある。そして、ブラケット１
１，変位計１２および検出ブロック１３を主要部材とし
て、第１の計測機構１４が構成してある。
を参照して説明する。図１，図２において、図３と同符
号は対応する部分を示し、工作機械の基本構成、および
基本的な作動は、図３に示し前述した従来のものと同様
である。図１，図２に示すように、軸頭６の左右方向中
心線６ａに対し、左，右主軸７，８が対称に配置してあ
る。左方の主軸７の中心線７ａを基準として、中心線７
ａに近い位置にスーパインバなどの低熱膨張材製のブラ
ケット１１の基端部が軸頭６の前面に固定してある。ブ
ラケット１１は、主軸７，８の間隔９を横切って延び、
右方の主軸８の中心線８ａ近くに位置する先端部には、
変位計１２が固定してある。変位計１２と対向する検出
ブロック１３が、右方の主軸８の中心線８ａを基準とし
て軸頭６の前面に固定してある。そして、ブラケット１
１，変位計１２および検出ブロック１３を主要部材とし
て、第１の計測機構１４が構成してある。
【０００９】軸頭６の下方に配設したテーブル３は、左
右方向（Ｘ軸）送り用モータ２によって直線往復移動す
るテーブル本体１５と、このテーブル本体１５上に左右
方向に移動可能に係合支持した左，右２つの微動テーブ
ル１６，１７とを備え、微動テーブル１６，１７間には
隙間２８を設けてある。テーブル本体１５の左，右端部
には、微動テーブル１６，１７の送り用モータ１８，１
９をそれぞれ固定し、これらの送り用モータ１８，１９
によって回転するボールねじ軸２０，２１に微動テーブ
ル１６，１７に設けたボールナット（図示省略）を係合
させた微動操作機構２２，２３が構成してある。
右方向（Ｘ軸）送り用モータ２によって直線往復移動す
るテーブル本体１５と、このテーブル本体１５上に左右
方向に移動可能に係合支持した左，右２つの微動テーブ
ル１６，１７とを備え、微動テーブル１６，１７間には
隙間２８を設けてある。テーブル本体１５の左，右端部
には、微動テーブル１６，１７の送り用モータ１８，１
９をそれぞれ固定し、これらの送り用モータ１８，１９
によって回転するボールねじ軸２０，２１に微動テーブ
ル１６，１７に設けたボールナット（図示省略）を係合
させた微動操作機構２２，２３が構成してある。
【００１０】さらに、左方の微動テーブル１６前面に
は、これの中心線１６ａを基準として中心線１６ａに近
い位置に低熱膨張材製のブラケット２４の基端部を支持
固定してある。ブラケット２４は、左方の微動テーブル
１７側に延び、この微動テーブル１７の中心線１７ａ近
くに位置する先端部には変位計２５が固定してある。変
位計２５と対向する検出ブロック２６が、右方の微動テ
ーブル１７の中心線１７ａを基準として、右方の微動テ
ーブル１７の前面に固定してある。そして、ブラケット
２４，変位計２５および検出ブロック２６を主要部材と
して、第２の計測機構２７が構成してある。なお、第２
の計測機構２７を構成する各部材の構成，材質は、前述
した第１の計測機構１４を構成する各部材と同じであ
る。
は、これの中心線１６ａを基準として中心線１６ａに近
い位置に低熱膨張材製のブラケット２４の基端部を支持
固定してある。ブラケット２４は、左方の微動テーブル
１７側に延び、この微動テーブル１７の中心線１７ａ近
くに位置する先端部には変位計２５が固定してある。変
位計２５と対向する検出ブロック２６が、右方の微動テ
ーブル１７の中心線１７ａを基準として、右方の微動テ
ーブル１７の前面に固定してある。そして、ブラケット
２４，変位計２５および検出ブロック２６を主要部材と
して、第２の計測機構２７が構成してある。なお、第２
の計測機構２７を構成する各部材の構成，材質は、前述
した第１の計測機構１４を構成する各部材と同じであ
る。
【００１１】次に、以上のように構成した実施例の作動
について説明する。テーブル３の左，右微動テーブル１
６，１７に同形状の左，右工作物をそれぞれ位置決めし
て装着し、左，右微動テーブル１６，１７の中心線１６
ａ，１７ａを左，右主軸７，８の中心線７ａ，８ａとそ
れぞれ一直線状に合わせておく。主軸７，８は、適時に
回転させ、これらに装着した工具によって左，右工作物
に同時に同様な加工を施す。この加工中に、主軸７，８
の駆動用モータやベアリングなどの発熱によって軸頭６
が熱膨張する。このため、左，右主軸７，８の間隔９が
伸びるが、この伸び量を軸頭６に設けた第１の計測機構
１４の変位計１２と検出ブロック１３とにより、左方の
主軸７の中心線７ａを基準として、測定し、図示省略し
た制御器に入力させる。
について説明する。テーブル３の左，右微動テーブル１
６，１７に同形状の左，右工作物をそれぞれ位置決めし
て装着し、左，右微動テーブル１６，１７の中心線１６
ａ，１７ａを左，右主軸７，８の中心線７ａ，８ａとそ
れぞれ一直線状に合わせておく。主軸７，８は、適時に
回転させ、これらに装着した工具によって左，右工作物
に同時に同様な加工を施す。この加工中に、主軸７，８
の駆動用モータやベアリングなどの発熱によって軸頭６
が熱膨張する。このため、左，右主軸７，８の間隔９が
伸びるが、この伸び量を軸頭６に設けた第１の計測機構
１４の変位計１２と検出ブロック１３とにより、左方の
主軸７の中心線７ａを基準として、測定し、図示省略し
た制御器に入力させる。
【００１２】この制御器からの指令によって、左方の微
動テーブル１６の送り用モータ１８を正駆動することに
よって、第１の計測機構１４で計測した伸び量の１／２
だけ左方の微動テーブル１６を左方に移動させ、同様に
右方の微動テーブル１７の送り用モータ１９を駆動させ
ることによって、前記伸び量の１／２だけ右方の微動テ
ーブル１７を右方に移動させる。
動テーブル１６の送り用モータ１８を正駆動することに
よって、第１の計測機構１４で計測した伸び量の１／２
だけ左方の微動テーブル１６を左方に移動させ、同様に
右方の微動テーブル１７の送り用モータ１９を駆動させ
ることによって、前記伸び量の１／２だけ右方の微動テ
ーブル１７を右方に移動させる。
【００１３】さらに、左，右微動テーブル１６，１７の
移動量を第２の計測機構２７の変位計２５と検出ブロッ
ク２６とにより、左方の微動テーブル１６を基準として
前記制御器に入力させ、微動テーブル１６，１７のフィ
ードバック制御を行う。そして、工作物に対する加工の
休止などにより、軸頭６が冷えて熱収縮した場合には、
前述した作動とは逆に、第１の計測機構２７の測定結果
に基いて、左，右送りモータ１８，１９を逆駆動させ、
左，右主軸７，８の間隔９の縮み量の１／２ずつ左，右
微動テーブル１６，１７を右方，左方に移動する。
移動量を第２の計測機構２７の変位計２５と検出ブロッ
ク２６とにより、左方の微動テーブル１６を基準として
前記制御器に入力させ、微動テーブル１６，１７のフィ
ードバック制御を行う。そして、工作物に対する加工の
休止などにより、軸頭６が冷えて熱収縮した場合には、
前述した作動とは逆に、第１の計測機構２７の測定結果
に基いて、左，右送りモータ１８，１９を逆駆動させ、
左，右主軸７，８の間隔９の縮み量の１／２ずつ左，右
微動テーブル１６，１７を右方，左方に移動する。
【００１４】したがって、左，右主軸７，８が軸頭６の
熱変形によって変位しても、この変位量に応じ、左，右
微動テーブル１６，１７を変位させて、左，右主軸７，
８の中心線７ａ，８ａと左右微動テーブル１６，１７の
中心線１６ａ，１７ａとをそれぞれ一直線状とし、主軸
７，８の熱変位を補正した状態で、微動テーブル１６，
１７上の工作物に加工を行うことができ、これらに高精
度の同時加工ができる。
熱変形によって変位しても、この変位量に応じ、左，右
微動テーブル１６，１７を変位させて、左，右主軸７，
８の中心線７ａ，８ａと左右微動テーブル１６，１７の
中心線１６ａ，１７ａとをそれぞれ一直線状とし、主軸
７，８の熱変位を補正した状態で、微動テーブル１６，
１７上の工作物に加工を行うことができ、これらに高精
度の同時加工ができる。
【００１５】なお、前記実施例では、左，右微動テーブ
ル１６，１７の微動操作機構２２，２３に送り用モータ
１８，１９を用いたが、この発明は、微動操作機構を、
例えば圧電素子を用いるものなどに、適宜変更できる。
また、この発明において、第１，第２の計測機構は、例
えばブラケットの先端部に検出ブロックを固定し、軸
頭，微動テーブルに変位計を固定したものなどに、適宜
変更できる。
ル１６，１７の微動操作機構２２，２３に送り用モータ
１８，１９を用いたが、この発明は、微動操作機構を、
例えば圧電素子を用いるものなどに、適宜変更できる。
また、この発明において、第１，第２の計測機構は、例
えばブラケットの先端部に検出ブロックを固定し、軸
頭，微動テーブルに変位計を固定したものなどに、適宜
変更できる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明による工
作機械の熱変位補正装置は、軸頭に装着した２つの主軸
の中心を基準としてこれらの中心間の間隙を計測する第
１の計測機構を軸頭に設け、工作物を取付ける２つの微
動テーブルを２つの主軸とそれぞれ対向させてテーブル
本体に支持させ、このテーブル本体と微動テーブルとに
よってテーブルを構成し、２つの主軸を結ぶ線と平行な
方向に第１の計測機構の計測結果に応じて２つの微動テ
ーブルを移動させる微動操作機構を前記テーブルに設け
たので、次の効果が得られる。すなわち、この発明によ
る工作機械の熱変位補正装置は、軸頭が熱変形し、２つ
の主軸が熱変位した際に、熱変位による前記主軸の間隔
の変化量を軸頭に設けた第１の計測機構で計測し、前記
計測した変化量に応じ、微動操作機構を作動させて、テ
ーブル本体に支持させた２つの微動テーブルを移動させ
ることにより、２つの主軸の熱変位に追従して、これら
の熱変位を補正することができ、したがって、２つの微
動テーブルに取付けた工作物に、高精度に同時加工を行
える。
作機械の熱変位補正装置は、軸頭に装着した２つの主軸
の中心を基準としてこれらの中心間の間隙を計測する第
１の計測機構を軸頭に設け、工作物を取付ける２つの微
動テーブルを２つの主軸とそれぞれ対向させてテーブル
本体に支持させ、このテーブル本体と微動テーブルとに
よってテーブルを構成し、２つの主軸を結ぶ線と平行な
方向に第１の計測機構の計測結果に応じて２つの微動テ
ーブルを移動させる微動操作機構を前記テーブルに設け
たので、次の効果が得られる。すなわち、この発明によ
る工作機械の熱変位補正装置は、軸頭が熱変形し、２つ
の主軸が熱変位した際に、熱変位による前記主軸の間隔
の変化量を軸頭に設けた第１の計測機構で計測し、前記
計測した変化量に応じ、微動操作機構を作動させて、テ
ーブル本体に支持させた２つの微動テーブルを移動させ
ることにより、２つの主軸の熱変位に追従して、これら
の熱変位を補正することができ、したがって、２つの微
動テーブルに取付けた工作物に、高精度に同時加工を行
える。
【図１】この発明の一実施例による熱変位補正装置を有
する工作機械を示した概略正面図である。
する工作機械を示した概略正面図である。
【図２】図１の熱変位補正装置部分を示した拡大図であ
る。
る。
【図３】従来例の軸頭に２つの主軸がある工作機械の概
略正面図である。
略正面図である。
１ ベッド ３ テーブル ６ 軸頭 ７，８ 主軸 ９ ２つの主軸の間隔 １１ ブラケット １２ 変位計 １３ 検出ブロック １４ 第１の計測機構 １５ テーブル本体 １６，１７ 微動テーブル ２２，２３ 微動テーブルの微動操作機構 ２４ ブラケット ２５ 変位計 ２６ 検出ブロック ２７ 第２の計測機構
Claims (1)
- 【請求項１】 軸頭に装備した２つの主軸によって２つ
の工作物を同時に加工する工作機械の熱変位補正装置で
あって、２つの主軸の中心を基準としてこれらの中心間
の間隔を計測する第１の計測機構を軸頭に設け、工作物
を取付ける２つの微動テーブルを２つの主軸とそれぞれ
対向させてテーブル本体に支持させ、このテーブル本体
と微動テーブルとによってテーブルを構成し、２つの主
軸を結ぶ線と平行な方向に第１の計測機構の計測結果に
応じて２つの微動テーブルを移動させる微動操作機構を
前記テーブルに設けたことを特徴とする工作機械の熱変
位補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24583491A JPH0584628A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 工作機械の熱変位補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24583491A JPH0584628A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 工作機械の熱変位補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584628A true JPH0584628A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17139545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24583491A Pending JPH0584628A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 工作機械の熱変位補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0584628A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728823U (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-30 | 哲雄 阪田 | 紙容器 |
| EP0687522A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-20 | Hitachi Seiki Co., Ltd. | Method and apparatus for compensating for thermal distortion for a machine tool |
| JP2012213827A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Hitachi Via Mechanics Ltd | 穴明け加工機 |
| KR20170110643A (ko) * | 2015-03-23 | 2017-10-11 | 호코스 가부시키가이샤 | 공작 기계 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP24583491A patent/JPH0584628A/ja active Pending
Cited By (5)
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