JPH0919847A - 主軸の熱変位補正装置 - Google Patents
主軸の熱変位補正装置Info
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- JPH0919847A JPH0919847A JP16968395A JP16968395A JPH0919847A JP H0919847 A JPH0919847 A JP H0919847A JP 16968395 A JP16968395 A JP 16968395A JP 16968395 A JP16968395 A JP 16968395A JP H0919847 A JPH0919847 A JP H0919847A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受台に取り付けられたスラスト軸受の熱変位
量を検出し、このスラスト軸受の熱変位量を中ぐり軸
（主軸）と送り機構の熱変位量に加算して、全体として
正確な中ぐり軸の先端の熱変位量を求め、この熱変位量
を補正量として主制御装置にフィードバックする。 【解決手段】 中ぐり軸（主軸）１２および送り機構１
６、１７の各部のＺ軸方向の熱変位量を検出する第１の
熱変位検出手段Ａ乃至Ｆと、受台１８の熱変位を含むス
ラスト軸受１９のＺ軸方向の熱変位量を検出する第２の
熱変位検出手段２１と、第１熱変位検出手段及び第２熱
変位検出手段により検出された熱変位量の総和を算出
し、この総熱変位量に基づいて主軸先端の位置の熱変位
補正信号を演算し、工作機械の主制御装置２４にフィー
ドバックする熱変位補正量演算装置２２とから構成され
る。
量を検出し、このスラスト軸受の熱変位量を中ぐり軸
（主軸）と送り機構の熱変位量に加算して、全体として
正確な中ぐり軸の先端の熱変位量を求め、この熱変位量
を補正量として主制御装置にフィードバックする。 【解決手段】 中ぐり軸（主軸）１２および送り機構１
６、１７の各部のＺ軸方向の熱変位量を検出する第１の
熱変位検出手段Ａ乃至Ｆと、受台１８の熱変位を含むス
ラスト軸受１９のＺ軸方向の熱変位量を検出する第２の
熱変位検出手段２１と、第１熱変位検出手段及び第２熱
変位検出手段により検出された熱変位量の総和を算出
し、この総熱変位量に基づいて主軸先端の位置の熱変位
補正信号を演算し、工作機械の主制御装置２４にフィー
ドバックする熱変位補正量演算装置２２とから構成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸の熱変位補正
装置に係り、特に、フライス軸に繰り出し可能に設けら
れた主軸のスラストを受台の後端に取り付けたスラスト
軸受で受ける中ぐり盤のような工作機械において、主軸
頭及び受台の熱変位を考慮して主軸の軸方向（Ｚ軸方
向）の熱変位量を正確に検出して、主軸先端のＺ軸方向
のズレ量を主制御装置にフィードバックするようにした
主軸の熱変位補正装置に関する。
装置に係り、特に、フライス軸に繰り出し可能に設けら
れた主軸のスラストを受台の後端に取り付けたスラスト
軸受で受ける中ぐり盤のような工作機械において、主軸
頭及び受台の熱変位を考慮して主軸の軸方向（Ｚ軸方
向）の熱変位量を正確に検出して、主軸先端のＺ軸方向
のズレ量を主制御装置にフィードバックするようにした
主軸の熱変位補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械には、さまざまな技術的改良が
加えられ、加工精度の向上が図られているが、この加工
精度に大きな影響を与えるものとして、機械の温度上昇
による熱変位がある。特に、主軸については、高速回転
になるに従って、軸受部での発熱によるＺ軸方向の熱変
位が大きくなり、加工精度を低下させている。
加えられ、加工精度の向上が図られているが、この加工
精度に大きな影響を与えるものとして、機械の温度上昇
による熱変位がある。特に、主軸については、高速回転
になるに従って、軸受部での発熱によるＺ軸方向の熱変
位が大きくなり、加工精度を低下させている。
【０００３】工作機械の中でも、主軸がフライス軸から
繰り出し可能な中ぐり盤では、加工精度に影響を及ぼす
熱変位は、主軸だけでなく、送りねじや受台などにも生
じる。
繰り出し可能な中ぐり盤では、加工精度に影響を及ぼす
熱変位は、主軸だけでなく、送りねじや受台などにも生
じる。
【０００４】ここで、図２は、横中ぐり盤の構造を示す
図である。
図である。
【０００５】図中、２はベッドであり、主軸頭４は、ベ
ッド２に立設されるコラム６によって、Ｙ軸方向（図２
において上下方向）に摺動可能なように保持されてい
る。フライス軸８は、Ｙ軸方向と直交するＺ軸方向と平
行に主軸頭４によって回転自在に支持されており、フラ
イス軸８の前端部は軸受１０によって、後端部は軸受１
１によってそれぞれ保持されている。主軸である中ぐり
軸１２は、フライス軸８の内部をＺ軸方向に繰り出し可
能に構成されるもので、摺動自在に嵌合するとともに、
キー１３を介してフライス軸８と一体的に回転できるよ
うに係合するようになっている。この場合、フライス軸
８は、図示されないモータによって回転される。
ッド２に立設されるコラム６によって、Ｙ軸方向（図２
において上下方向）に摺動可能なように保持されてい
る。フライス軸８は、Ｙ軸方向と直交するＺ軸方向と平
行に主軸頭４によって回転自在に支持されており、フラ
イス軸８の前端部は軸受１０によって、後端部は軸受１
１によってそれぞれ保持されている。主軸である中ぐり
軸１２は、フライス軸８の内部をＺ軸方向に繰り出し可
能に構成されるもので、摺動自在に嵌合するとともに、
キー１３を介してフライス軸８と一体的に回転できるよ
うに係合するようになっている。この場合、フライス軸
８は、図示されないモータによって回転される。
【０００６】中ぐり軸１２を進退させるための送り機構
としては、ボールねじ・ナット機構が用いられている。
すなわち、中ぐり軸１２の後端部は、軸受１４を介して
ハウジング１５によって支持されており、送りナット１
６は、ハウジング１５に固定されている。この送りナッ
ト１６が噛み合っているボールねじ１７は、主軸頭４の
後部に固定されている受台１８の後端にスラスト軸受１
９を介して回転自在に支承されている。ボールねじ１７
を回転させるモータ２０は、受台１８の後端面に取り付
けられており、このモータ２０が回転すると、ボールね
じ１７の回転とともに送りナット１６と一体のハウジン
グ１５を介して中ぐり軸１２がフライス軸８の内部を摺
動するようになっている。
としては、ボールねじ・ナット機構が用いられている。
すなわち、中ぐり軸１２の後端部は、軸受１４を介して
ハウジング１５によって支持されており、送りナット１
６は、ハウジング１５に固定されている。この送りナッ
ト１６が噛み合っているボールねじ１７は、主軸頭４の
後部に固定されている受台１８の後端にスラスト軸受１
９を介して回転自在に支承されている。ボールねじ１７
を回転させるモータ２０は、受台１８の後端面に取り付
けられており、このモータ２０が回転すると、ボールね
じ１７の回転とともに送りナット１６と一体のハウジン
グ１５を介して中ぐり軸１２がフライス軸８の内部を摺
動するようになっている。
【０００７】加工中に、フライス軸８と中ぐり軸１２が
回転すると、軸受１０、１１での発熱量が大きく、この
軸受１０、１１は、主軸頭４の内部の各部を冷却する潤
滑油により冷却される。しかし、フライス軸８が高速で
回転すると、潤滑油の冷却能力も不足するようになり、
その結果、級数的に潤滑油は昇温し、その熱が機械全体
に伝わっていく。
回転すると、軸受１０、１１での発熱量が大きく、この
軸受１０、１１は、主軸頭４の内部の各部を冷却する潤
滑油により冷却される。しかし、フライス軸８が高速で
回転すると、潤滑油の冷却能力も不足するようになり、
その結果、級数的に潤滑油は昇温し、その熱が機械全体
に伝わっていく。
【０００８】主軸の位置精度は、ワークと工具との相対
的な位置関係であり、このため、中ぐり軸１２の先端の
位置のずれが精度に大きな影響を与える。この中ぐり軸
１２では、その先端は機械に発生した熱を受けて、Ｚ軸
方向の位置基準であるスラスト軸受１９に対し、＋Ｚ軸
方向に熱膨張する。
的な位置関係であり、このため、中ぐり軸１２の先端の
位置のずれが精度に大きな影響を与える。この中ぐり軸
１２では、その先端は機械に発生した熱を受けて、Ｚ軸
方向の位置基準であるスラスト軸受１９に対し、＋Ｚ軸
方向に熱膨張する。
【０００９】従来、中ぐり軸の熱変位を減少させるため
に採用されているのは、前述したような循環するオイル
によって発熱部を直接冷却する方式や、主軸の伸びを検
出し、この伸び量を主制御装置にフィードバックするこ
とによって主軸の位置を制御することなどが行なわれて
おり、この種の熱変位量を補正しながら位置制御をする
従来技術としては、例えば、実開昭６３−１７９０４９
号公報に開示されている工作機械用主軸の熱変位補正装
置を挙げることができる。この従来技術は、線熱膨張係
数が極めて小さい材料で作られた基準片を主軸に設け、
主軸の熱変位を基準片と常に照合して補正量を算出し、
主制御装置に補正信号をフィードバックするものであ
る。
に採用されているのは、前述したような循環するオイル
によって発熱部を直接冷却する方式や、主軸の伸びを検
出し、この伸び量を主制御装置にフィードバックするこ
とによって主軸の位置を制御することなどが行なわれて
おり、この種の熱変位量を補正しながら位置制御をする
従来技術としては、例えば、実開昭６３−１７９０４９
号公報に開示されている工作機械用主軸の熱変位補正装
置を挙げることができる。この従来技術は、線熱膨張係
数が極めて小さい材料で作られた基準片を主軸に設け、
主軸の熱変位を基準片と常に照合して補正量を算出し、
主制御装置に補正信号をフィードバックするものであ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図２に示した中ぐり盤
のように、中ぐり軸１２のスラストを受台１８の後端部
で受けるようになっている構造のものでは、主軸頭４及
び受台１８自体が外気温度変化と、軸受１０、１１など
での発熱の影響を受け、スラスト軸受１９が中ぐり軸１
２の伸び方向とは正反対の−Ｚ軸方向に熱変位する。す
なわち、主軸頭４及び受台１８の温度が上昇すると、ス
ラスト軸受１９の位置はワークとは反対方向に変位し、
受台１８の温度が下がると、スラスト軸受１９の位置
は、ワーク側に変位するため、中ぐり軸１２の先端とワ
ークとの相対位置が大きく影響を受ける。とりわけ、一
般の工場では、室温変化が大きく、これによるスラスト
軸受１９の熱変位量を無視することができない。
のように、中ぐり軸１２のスラストを受台１８の後端部
で受けるようになっている構造のものでは、主軸頭４及
び受台１８自体が外気温度変化と、軸受１０、１１など
での発熱の影響を受け、スラスト軸受１９が中ぐり軸１
２の伸び方向とは正反対の−Ｚ軸方向に熱変位する。す
なわち、主軸頭４及び受台１８の温度が上昇すると、ス
ラスト軸受１９の位置はワークとは反対方向に変位し、
受台１８の温度が下がると、スラスト軸受１９の位置
は、ワーク側に変位するため、中ぐり軸１２の先端とワ
ークとの相対位置が大きく影響を受ける。とりわけ、一
般の工場では、室温変化が大きく、これによるスラスト
軸受１９の熱変位量を無視することができない。
【００１１】従来、温度を検出することによって熱変位
による主軸の伸びを算出して補正量を決める基準は、ベ
ッド、テーブル、主軸頭、コラムが用いられており、受
台が関係したＺ軸方向の位置基準となる上記のようなス
ラスト軸受の熱変位量が無視されていたため、正確な補
正をすることができなかった。
による主軸の伸びを算出して補正量を決める基準は、ベ
ッド、テーブル、主軸頭、コラムが用いられており、受
台が関係したＺ軸方向の位置基準となる上記のようなス
ラスト軸受の熱変位量が無視されていたため、正確な補
正をすることができなかった。
【００１２】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、受台に取り付けられたスラスト
軸受の熱変位量を検出し、このスラスト軸受の熱変位量
を中ぐり軸と送り機構の熱変位量に加算して、全体とし
て正確な中ぐり軸の先端の熱変位量を求め、この熱変位
量を補正量として主制御装置にフィードバックすること
によって中ぐり軸すなわち主軸の位置制御を行なうよう
にした主軸の熱変位補正装置を提供することにある。
有する問題点を解消し、受台に取り付けられたスラスト
軸受の熱変位量を検出し、このスラスト軸受の熱変位量
を中ぐり軸と送り機構の熱変位量に加算して、全体とし
て正確な中ぐり軸の先端の熱変位量を求め、この熱変位
量を補正量として主制御装置にフィードバックすること
によって中ぐり軸すなわち主軸の位置制御を行なうよう
にした主軸の熱変位補正装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、フライス軸内部を軸方向に摺動可能に
挿入され繰り出し自在な主軸と、前記主軸をその軸方向
であるＺ軸方向に進退させる送り機構と、前記送り機構
を収容するように主軸頭後部に取り付けられ前記主軸の
スラスト荷重を受けるスラスト軸受を取り付けられた受
台とを備える工作機械において、前記スラスト軸受より
主軸先端側に位置する前記主軸および送り機構の各部の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第１の熱変位検出手段
と、少なくとも前記受台の熱変位を含むスラスト軸受の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第２の熱変位検出手段
と、第１熱変位検出手段及び第２熱変位検出手段により
検出された熱変位量の総和を算出し、この総熱変位量に
基づいて主軸先端の位置の熱変位補正信号を演算し、工
作機械の主制御装置にフィードバックする熱変位補正量
演算装置とを具備することを特徴とするものである。
めに、本発明は、フライス軸内部を軸方向に摺動可能に
挿入され繰り出し自在な主軸と、前記主軸をその軸方向
であるＺ軸方向に進退させる送り機構と、前記送り機構
を収容するように主軸頭後部に取り付けられ前記主軸の
スラスト荷重を受けるスラスト軸受を取り付けられた受
台とを備える工作機械において、前記スラスト軸受より
主軸先端側に位置する前記主軸および送り機構の各部の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第１の熱変位検出手段
と、少なくとも前記受台の熱変位を含むスラスト軸受の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第２の熱変位検出手段
と、第１熱変位検出手段及び第２熱変位検出手段により
検出された熱変位量の総和を算出し、この総熱変位量に
基づいて主軸先端の位置の熱変位補正信号を演算し、工
作機械の主制御装置にフィードバックする熱変位補正量
演算装置とを具備することを特徴とするものである。
【００１４】本発明によれば、主軸の伸び量と、送り機
構については送りナットの伸び量、ボールねじなど各部
の伸び量の和に、第２熱変位検出手段で検出したスラス
ト軸受の熱変位量が算出され、全体としての総和から主
軸先端のズレ量が演算される。
構については送りナットの伸び量、ボールねじなど各部
の伸び量の和に、第２熱変位検出手段で検出したスラス
ト軸受の熱変位量が算出され、全体としての総和から主
軸先端のズレ量が演算される。
【００１５】このズレ量は、熱変位補正信号として工作
機械の主制御装置にフィードバックされ、主制御装置
は、主軸の位置の指令信号を前記ズレ量で補正して、誤
差を補正した指令信号をサーボ増幅回路を介してモータ
に出力する。その結果、主軸の先端部は、当初の目標位
置に制御されるので、熱変位による誤差をなくして高精
度の加工を行なうことができる。
機械の主制御装置にフィードバックされ、主制御装置
は、主軸の位置の指令信号を前記ズレ量で補正して、誤
差を補正した指令信号をサーボ増幅回路を介してモータ
に出力する。その結果、主軸の先端部は、当初の目標位
置に制御されるので、熱変位による誤差をなくして高精
度の加工を行なうことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による主軸の熱変位
補正装置の一実施形態について添付の図面を参照して説
明する。図１は、本発明を適用する横中ぐり盤を示す図
である。この中ぐり盤は、前述した図２の横中ぐり盤と
基本的に同じ構造をもつものであり、同一の符号は同一
の構成要素を示す。
補正装置の一実施形態について添付の図面を参照して説
明する。図１は、本発明を適用する横中ぐり盤を示す図
である。この中ぐり盤は、前述した図２の横中ぐり盤と
基本的に同じ構造をもつものであり、同一の符号は同一
の構成要素を示す。
【００１７】この横中ぐり盤では、フライス軸８に同心
的に摺動自在に挿入されている中ぐり軸１２は、軸受１
４を介してハウジング１５によって保持され、送りナッ
ト１６はハウジング１５に固定されている。送りナット
１６が嵌合するボールねじ１７の先端側は、中ぐり軸１
２の貫通穴１２ａに回転可能な状態で挿入され、他方の
基端側は、スラスト軸受１９によって受台１８に支承さ
れるとともに、モータ２０に連結されている。
的に摺動自在に挿入されている中ぐり軸１２は、軸受１
４を介してハウジング１５によって保持され、送りナッ
ト１６はハウジング１５に固定されている。送りナット
１６が嵌合するボールねじ１７の先端側は、中ぐり軸１
２の貫通穴１２ａに回転可能な状態で挿入され、他方の
基端側は、スラスト軸受１９によって受台１８に支承さ
れるとともに、モータ２０に連結されている。
【００１８】この実施例の横中ぐり盤では、図示されて
いないモータの駆動により、フライス軸８とともに中ぐ
り軸１２が回転すると、フライス軸８の前後を支持する
軸受１０、１１や、中ぐり軸１２を支承する軸受１４な
どの各軸受部で発熱し、その熱が伝導して中ぐり軸１
２、軸受１４のフランジ部２１、ハウジング１５、送り
ナット１６、ボールねじ１７の温度が上昇するので、こ
れらの各部は、これらのＺ軸方向の位置基準であるスラ
スト軸受１９に対し、＋Ｚ軸方向に膨張する。
いないモータの駆動により、フライス軸８とともに中ぐ
り軸１２が回転すると、フライス軸８の前後を支持する
軸受１０、１１や、中ぐり軸１２を支承する軸受１４な
どの各軸受部で発熱し、その熱が伝導して中ぐり軸１
２、軸受１４のフランジ部２１、ハウジング１５、送り
ナット１６、ボールねじ１７の温度が上昇するので、こ
れらの各部は、これらのＺ軸方向の位置基準であるスラ
スト軸受１９に対し、＋Ｚ軸方向に膨張する。
【００１９】この熱変位量は、温度上昇に比例するた
め、温度を検出することで求めることができる。この実
施例では、温度検出器としては、対応する箇所に熱電対
Ａ乃至Ｆが配設されている。熱電対Ａは、基準となる温
度を検出するため、ベッド２の温度を検出するもので、
熱電対Ｂ、Ｃは、軸受１０、１１の近傍にそれぞれ配置
される。熱電対Ｄは、中ぐり軸１２を支承する軸受１４
の近傍に配置され、熱電対Ｅは、ハウジング１５に、熱
電対Ｆは、送りナット１６に設けられている。
め、温度を検出することで求めることができる。この実
施例では、温度検出器としては、対応する箇所に熱電対
Ａ乃至Ｆが配設されている。熱電対Ａは、基準となる温
度を検出するため、ベッド２の温度を検出するもので、
熱電対Ｂ、Ｃは、軸受１０、１１の近傍にそれぞれ配置
される。熱電対Ｄは、中ぐり軸１２を支承する軸受１４
の近傍に配置され、熱電対Ｅは、ハウジング１５に、熱
電対Ｆは、送りナット１６に設けられている。
【００２０】一方、加工中では、軸受１０、１１など各
部で発生する熱の影響を受けて、前述したように、主軸
頭４のＺ軸方向における熱変位の中立面より後方部及び
受台１８は−Ｚ軸方向に膨張し、スラスト軸受１９を−
Ｚ軸方向へ変位させる。このスラスト軸受１９の熱変位
量は、この実施例では、変位差計２１により直接検出さ
れるようになっている。
部で発生する熱の影響を受けて、前述したように、主軸
頭４のＺ軸方向における熱変位の中立面より後方部及び
受台１８は−Ｚ軸方向に膨張し、スラスト軸受１９を−
Ｚ軸方向へ変位させる。このスラスト軸受１９の熱変位
量は、この実施例では、変位差計２１により直接検出さ
れるようになっている。
【００２１】熱電対Ａ乃至Ｆ、変位差計２１の出力は、
熱変位補正量演算装置２２に送出され、この熱変位補正
量演算装置２２は、先ず熱電対Ａで検知した温度を基準
として、他の熱電対Ｂ乃至Ｆで検知した温度の上昇変化
分から、予め、実験的に得られた関係式に基づいて中ぐ
り軸１２、フランジ部１４、ハウジング１５、送りナッ
ト１６、ボールねじ１７の熱変位量を算出する。
熱変位補正量演算装置２２に送出され、この熱変位補正
量演算装置２２は、先ず熱電対Ａで検知した温度を基準
として、他の熱電対Ｂ乃至Ｆで検知した温度の上昇変化
分から、予め、実験的に得られた関係式に基づいて中ぐ
り軸１２、フランジ部１４、ハウジング１５、送りナッ
ト１６、ボールねじ１７の熱変位量を算出する。
【００２２】他方、スラスト軸受１９の熱変位量につい
ては、受台１８の後端面Ｇの位置の変化を実質的に熱変
位がないとみなされる床に設置した変位差計２１により
検出する。
ては、受台１８の後端面Ｇの位置の変化を実質的に熱変
位がないとみなされる床に設置した変位差計２１により
検出する。
【００２３】熱変位補正量演算装置２２は、熱電対Ａ乃
至Ｆの出力から算出した、中ぐり軸１２の伸び量ΔＬ1
、フランジ部１４の伸び量ΔＬ2 、ハウジング１５の
伸び量ΔＬ3 、送りナット１６の伸び量ΔＬ4 、ボール
ねじ１７の伸び量ΔＬ5 の和を演算するとともに、変位
差計２１の出力に基づいて受台１８の変位量δを算出
し、それらの総和α α＝（ΔＬ1 ＋ΔＬ2 ＋ΔＬ3 ＋ΔＬ4 ＋ΔＬ5 ）＋δ …（１） を演算する。この算出値は、中ぐり軸１２の先端部の目
標位置からのズレ量に相当するものである。
至Ｆの出力から算出した、中ぐり軸１２の伸び量ΔＬ1
、フランジ部１４の伸び量ΔＬ2 、ハウジング１５の
伸び量ΔＬ3 、送りナット１６の伸び量ΔＬ4 、ボール
ねじ１７の伸び量ΔＬ5 の和を演算するとともに、変位
差計２１の出力に基づいて受台１８の変位量δを算出
し、それらの総和α α＝（ΔＬ1 ＋ΔＬ2 ＋ΔＬ3 ＋ΔＬ4 ＋ΔＬ5 ）＋δ …（１） を演算する。この算出値は、中ぐり軸１２の先端部の目
標位置からのズレ量に相当するものである。
【００２４】このズレ量αは、横中ぐり盤の主制御装置
２４にフィードバックされ、主制御装置２４は、中ぐり
軸１２の位置指令信号を前記ズレ量をαで補正して、誤
差を補正した指令信号をサーボ増幅回路を介してモータ
２０に出力する。これにより、中ぐり軸１２の先端部
は、当初の目標位置に制御されるので、熱変位の影響を
受けない高精度な加工を行なうことができる。
２４にフィードバックされ、主制御装置２４は、中ぐり
軸１２の位置指令信号を前記ズレ量をαで補正して、誤
差を補正した指令信号をサーボ増幅回路を介してモータ
２０に出力する。これにより、中ぐり軸１２の先端部
は、当初の目標位置に制御されるので、熱変位の影響を
受けない高精度な加工を行なうことができる。
【００２５】なお、以上説明した実施形態では、スラス
ト軸受が取り付けられている受台１８の後端の熱変位量
を、熱変位を生じないように設置された変位差計２１を
用いて直接検出するようにしているが、その他、主軸頭
４及び受台８の温度を検出するか、または主軸頭４上の
Ｚ軸方向の熱変位中立位置に一端を固定した低熱膨脹材
料の棒を他端側が伸縮自在になるように支持して受台後
方に向けて伸ばし、該他端側に変位差計２１を取り付け
ることによってもスラスト軸受１９の熱変位量を求める
ことができるのはもちろんである。ただし、温度により
間接的に検出するより、直接、変位差計等により検出し
た方が、より正確な熱変位の補正をする上で好ましい。
ト軸受が取り付けられている受台１８の後端の熱変位量
を、熱変位を生じないように設置された変位差計２１を
用いて直接検出するようにしているが、その他、主軸頭
４及び受台８の温度を検出するか、または主軸頭４上の
Ｚ軸方向の熱変位中立位置に一端を固定した低熱膨脹材
料の棒を他端側が伸縮自在になるように支持して受台後
方に向けて伸ばし、該他端側に変位差計２１を取り付け
ることによってもスラスト軸受１９の熱変位量を求める
ことができるのはもちろんである。ただし、温度により
間接的に検出するより、直接、変位差計等により検出し
た方が、より正確な熱変位の補正をする上で好ましい。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、主軸である中ぐり軸および送り機構の各部の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第１の熱変位検出手段
と、少なくとも前記受台の熱変位を含むスラスト軸受の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第２の熱変位検出手段
と、第１熱変位検出手段及び第２熱変位検出手段により
検出された熱変位量の総和を算出し、この総熱変位量に
基づいて主軸先端の位置の熱変位補正信号を演算し、工
作機械の主制御装置にフィードバックする熱変位補正量
演算装置とを備えているので、主軸と送り機構の伸び
に、受台の熱変位量を加えた全体として正確な主軸先端
の熱変位量を求められるため、主軸先端の位置について
の正確な熱変位補正が可能となり、また、受台の室温変
化による影響を取り除き、加工精度の向上を図ることが
できる。
によれば、主軸である中ぐり軸および送り機構の各部の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第１の熱変位検出手段
と、少なくとも前記受台の熱変位を含むスラスト軸受の
Ｚ軸方向の熱変位量を検出する第２の熱変位検出手段
と、第１熱変位検出手段及び第２熱変位検出手段により
検出された熱変位量の総和を算出し、この総熱変位量に
基づいて主軸先端の位置の熱変位補正信号を演算し、工
作機械の主制御装置にフィードバックする熱変位補正量
演算装置とを備えているので、主軸と送り機構の伸び
に、受台の熱変位量を加えた全体として正確な主軸先端
の熱変位量を求められるため、主軸先端の位置について
の正確な熱変位補正が可能となり、また、受台の室温変
化による影響を取り除き、加工精度の向上を図ることが
できる。
【図１】本発明による主軸の熱変位補正装置を横中ぐり
盤に適用した一実施形態を示す断面図。
盤に適用した一実施形態を示す断面図。
【図２】横中ぐり盤の構成を示す断面図。
２ ベッド ４ 主軸頭 ６ コラム ８ フライス軸 １２ 中ぐり軸（主軸） １３ キー １５ ハウジング １６ 送りナット １７ ボールねじ １８ 受台 １９ スラスト軸受 ２１ 変位差計 ２２ 熱変位補正量演算装置 ２４ 主制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】フライス軸内部を軸方向に摺動可能に挿入
され繰り出し自在な主軸と、前記主軸をその軸方向であ
るＺ軸方向に進退させる送り機構と、前記送り機構を収
容するように主軸頭後部に取り付けられ前記主軸のスラ
スト荷重を受けるスラスト軸受を取り付けた受台とを備
える工作機械において、 前記スラスト軸受より主軸先端側に位置する前記主軸お
よび送り機構の各部のＺ軸方向の熱変位量を検出する第
１の熱変位検出手段と、 少なくとも前記受台の熱変位を含むスラスト軸受のＺ軸
方向の熱変位量を検出する第２の熱変位検出手段と、 第１熱変位検出手段及び第２熱変位検出手段により検出
された熱変位量の総和を算出し、この総熱変位量に基づ
いて主軸先端の位置の熱変位補正信号を演算し、工作機
械の主制御装置にフィードバックする熱変位補正量演算
装置とを具備することを特徴とする主軸の熱変位補正装
置。 - 【請求項２】前記第２熱変位検出手段は、前記スラスト
軸受が取り付けられている受台後端面の変位を直接検出
する変位差計を備えることを特徴とする請求項１に記載
の主軸の熱変位補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16968395A JPH0919847A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 主軸の熱変位補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16968395A JPH0919847A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 主軸の熱変位補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0919847A true JPH0919847A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15890978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16968395A Pending JPH0919847A (ja) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | 主軸の熱変位補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0919847A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102248427A (zh) * | 2011-03-29 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 用于加工微结构表面的快速刀具伺服装置 |
| CN106975959A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-25 | 沈机集团昆明机床股份有限公司 | 带有热伸长补偿结构的旋转轴进给装置 |
| WO2021065141A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 芝浦機械株式会社 | 工作機械 |
-
1995
- 1995-07-05 JP JP16968395A patent/JPH0919847A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102248427A (zh) * | 2011-03-29 | 2011-11-23 | 哈尔滨工业大学 | 用于加工微结构表面的快速刀具伺服装置 |
| CN106975959A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-07-25 | 沈机集团昆明机床股份有限公司 | 带有热伸长补偿结构的旋转轴进给装置 |
| WO2021065141A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 芝浦機械株式会社 | 工作機械 |
| CN114502322A (zh) * | 2019-10-03 | 2022-05-13 | 芝浦机械株式会社 | 机床 |
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