JPS5818180B2 - 熱変位自動補正装置 - Google Patents
熱変位自動補正装置Info
- Publication number
- JPS5818180B2 JPS5818180B2 JP51061539A JP6153976A JPS5818180B2 JP S5818180 B2 JPS5818180 B2 JP S5818180B2 JP 51061539 A JP51061539 A JP 51061539A JP 6153976 A JP6153976 A JP 6153976A JP S5818180 B2 JPS5818180 B2 JP S5818180B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- main shaft
- housing
- cooling medium
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- B23Q11/12—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
- B23Q11/121—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction
- B23Q11/124—Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction for lubricating linear guiding systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
従来、旋盤の主軸は、軸受、歯車等から発生する熱によ
って熱変位を生じ、このような工作機械によって旋削加
工を行なうと、精度不良の加工物ができてしまう。
って熱変位を生じ、このような工作機械によって旋削加
工を行なうと、精度不良の加工物ができてしまう。
加工物の直径寸法については、作業者が測定と補正を行
なうことによって、熱変位の影響を少なくして寸法精度
を出すことが可能であるが、主軸熱変位の内で軸心と刃
物移動方向の傾きによって生じる円筒度の不良は、工作
機械本体の精度によるものとされ、修正不可能であった
。
なうことによって、熱変位の影響を少なくして寸法精度
を出すことが可能であるが、主軸熱変位の内で軸心と刃
物移動方向の傾きによって生じる円筒度の不良は、工作
機械本体の精度によるものとされ、修正不可能であった
。
そこで、主軸熱変位を小さくするため、軸受の潤滑方法
、冷却方法等に種々の工夫が行なわれてきた。
、冷却方法等に種々の工夫が行なわれてきた。
本発明の目的は、主軸熱変位によって生じる軸心の傾き
をなくすように、主軸前後部の変位を測定し、差が零に
なるように、主軸前後部の軸受を冷却する装置をそなえ
た旋盤の主軸及び主軸台を提供することである。
をなくすように、主軸前後部の変位を測定し、差が零に
なるように、主軸前後部の軸受を冷却する装置をそなえ
た旋盤の主軸及び主軸台を提供することである。
以下、本発明の一実施例について述べる。
第１図は本発明の全体シスチム図、第２図は検出装置取
付は状態図を示す。
付は状態図を示す。
第１図、第２図において、ベッド１上に主軸台２が固定
され、主軸台２には、前部リング３、後部リング４が挿
入されている。
され、主軸台２には、前部リング３、後部リング４が挿
入されている。
主軸５は前部軸受６及び後部軸受７によって、前部後部
の各リング３，４を介して主軸台２に回転自由に軸支さ
れており、主軸５に固定された駆動用歯車８によって回
転される。
の各リング３，４を介して主軸台２に回転自由に軸支さ
れており、主軸５に固定された駆動用歯車８によって回
転される。
前部リング３、後部リング４には、それぞれラセン状に
溝９．１０が切られており、冷却媒体の通路を形成して
いる。
溝９．１０が切られており、冷却媒体の通路を形成して
いる。
恒温装置１１を装備した冷却媒体タンクユニット１２か
らは、管路１３、前部後部の各流量制御装置１４，１５
、管路１６、管路１７を経て、前部後部の各ラセン溝へ
冷却媒体供給通路が形成されており、又管路１８が、前
部後部の合溝から冷却媒体タンクユニット１２への戻り
通路として形成されている。
らは、管路１３、前部後部の各流量制御装置１４，１５
、管路１６、管路１７を経て、前部後部の各ラセン溝へ
冷却媒体供給通路が形成されており、又管路１８が、前
部後部の合溝から冷却媒体タンクユニット１２への戻り
通路として形成されている。
主軸の軸心の傾きを知るために、主軸前部、後部の変位
を測定する非接触形変位検出器１９，２０が熱膨張率の
低い材質の保持具２１を介してベット１に固定されてい
る。
を測定する非接触形変位検出器１９，２０が熱膨張率の
低い材質の保持具２１を介してベット１に固定されてい
る。
前部変位検出器１９、後部変位検出器２０の各出力はそ
れぞれ増幅器２２．２３を通して演算比較装置２４に伝
えられる。
れぞれ増幅器２２．２３を通して演算比較装置２４に伝
えられる。
演算比較装置２４での処理の結果は、流量制御装置１４
．１５へ伝えられ冷却媒体の制御を行なう。
．１５へ伝えられ冷却媒体の制御を行なう。
演算比較装置２４は、第３図に示すごとく、各変位検出
器１９．２０の値を引き算する演算回路２５と、演算回
路２５の値によって主軸５がいずれの方向に傾いている
かを判別する２つの比較回路２６．２７より構成されて
いる。
器１９．２０の値を引き算する演算回路２５と、演算回
路２５の値によって主軸５がいずれの方向に傾いている
かを判別する２つの比較回路２６．２７より構成されて
いる。
次に本実施例の動作を説明する。
機械の使用前に主軸５の軸心の傾きが零である時、前部
変位検出器１９、後部変位検出器２０による検出変位は
等しくなるよう調整されている。
変位検出器１９、後部変位検出器２０による検出変位は
等しくなるよう調整されている。
主軸５の回転によって軸受６，７からの発熱のために、
主軸台２が熱変形し、主軸５の軸心が傾くと、主軸前部
変位△ｆは前部変位検出器１９によって検出され、増幅
器２２を通って演算回路２５へ送られる。
主軸台２が熱変形し、主軸５の軸心が傾くと、主軸前部
変位△ｆは前部変位検出器１９によって検出され、増幅
器２２を通って演算回路２５へ送られる。
同様に、後部変位△ｒは後部変位検出器２０によって検
出され、増幅器２３を通って演算回路２５へ送られる。
出され、増幅器２３を通って演算回路２５へ送られる。
演算回路２５において、送られてきた２つの変位△ｆ、
△ｒについて△ｆ−△ｒの演算が行なわれ、その結果が
△Ｘ（△Ｘ＝△ｆ−△ｒ）とされ次の比較回路２６に伝
えられる。
△ｒについて△ｆ−△ｒの演算が行なわれ、その結果が
△Ｘ（△Ｘ＝△ｆ−△ｒ）とされ次の比較回路２６に伝
えられる。
比較回路２６内では、あらかじめ設定されている基準値
△ａと△Ｘの比較が行なわれ、△Ｘ〉△ａの場合には流
量制御装置１４に冷却媒体を流すべく信号が発せられる
。
△ａと△Ｘの比較が行なわれ、△Ｘ〉△ａの場合には流
量制御装置１４に冷却媒体を流すべく信号が発せられる
。
△Ｘ≦△ａの場合には、次の比較回路２７に△Ｘが伝え
られ、その中で、あらかじめ設定されている基準値−△
ａとの比較が行なわれる。
られ、その中で、あらかじめ設定されている基準値−△
ａとの比較が行なわれる。
△Ｘ〈−△ａの場合、流量制御装置１５へ冷却媒体を流
すべく信号を発生する。
すべく信号を発生する。
△Ｘ≧−△ａの場合には特別な動作はしない。
すなわち、演算比較装置２４によって、第４図に示すご
とく主軸軸心の傾き△Ｘを３つに識別し、△×〉△ａの
時前部軸受の冷却指令、△Ｘ〈−△ａの時後部軸受冷却
指令、−△ａ≦△Ｘ≦△ａの場合は制御なしとするわけ
である。
とく主軸軸心の傾き△Ｘを３つに識別し、△×〉△ａの
時前部軸受の冷却指令、△Ｘ〈−△ａの時後部軸受冷却
指令、−△ａ≦△Ｘ≦△ａの場合は制御なしとするわけ
である。
冷却媒体タンクユニット１２内の冷却媒体は恒温装置１
１によって常に一定の温度に保たれており、冷却媒体タ
ンクユニット１２は冷却媒体を、内蔵するポンプによっ
て管路１３に流すことができる。
１によって常に一定の温度に保たれており、冷却媒体タ
ンクユニット１２は冷却媒体を、内蔵するポンプによっ
て管路１３に流すことができる。
流量制御装置１４，１５は演算比較装置２４の指令によ
って冷却媒体の流量の０Ｎ−ＯＦＦ制御をする。
って冷却媒体の流量の０Ｎ−ＯＦＦ制御をする。
主軸回転によって、主軸前部が大きく温度上昇し△ｆが
大きくなると、△Ｘ〉△ａとなり比較回路２６から流量
制御装量１４に指令が出される。
大きくなると、△Ｘ〉△ａとなり比較回路２６から流量
制御装量１４に指令が出される。
すると、流量制御装置１４内のバルブが開かれ、冷却媒
体はタンクユニット１２より管路１３．流量制御装置１
４、管路１６を経て主軸前部ラセン状溝９に流入し、軸
受６から発生する熱をうはい、管路１８を経て冷却媒体
タンクユニット１２へ再びもどってくる。
体はタンクユニット１２より管路１３．流量制御装置１
４、管路１６を経て主軸前部ラセン状溝９に流入し、軸
受６から発生する熱をうはい、管路１８を経て冷却媒体
タンクユニット１２へ再びもどってくる。
このようにして主軸前部軸受の温度上昇をおさえて熱変
位を小さくし、主軸軸心の傾きを小さくおさえることが
できる。
位を小さくし、主軸軸心の傾きを小さくおさえることが
できる。
同様に後部軸受についても冷却媒体は管路１１３、流量
制御装置１５、管路１７．ラセン状溝１０、管路１８を
経て冷却に供することができる。
制御装置１５、管路１７．ラセン状溝１０、管路１８を
経て冷却に供することができる。
このように主軸の前後部の熱変位の測定結果に応じ選択
的に流量制御装置のバルブ制御を行い、温度上昇に伴い
前記主軸の前後部の熱変位の差が許容値を越えたとき、
熱変位の大きな部所に冷却媒体を連続して供給するよう
にして冷却するのである。
的に流量制御装置のバルブ制御を行い、温度上昇に伴い
前記主軸の前後部の熱変位の差が許容値を越えたとき、
熱変位の大きな部所に冷却媒体を連続して供給するよう
にして冷却するのである。
以上のごとく、主軸の前後部側にその変位を検出して冷
却を行うことは主軸の平行度を安定的に１確保しようと
するもので常に傾きがないように補正するものである。
却を行うことは主軸の平行度を安定的に１確保しようと
するもので常に傾きがないように補正するものである。
従来の例にみられるように前後部区別なく冷却する方法
は温度上昇を抑えても前後部の温度差による熱変位まで
は制御できないので許容値を越える主軸の傾きが生じる
おそれがあり、結果的に高精度の加工は保証し得ないも
のであった。
は温度上昇を抑えても前後部の温度差による熱変位まで
は制御できないので許容値を越える主軸の傾きが生じる
おそれがあり、結果的に高精度の加工は保証し得ないも
のであった。
従って本発明により、主軸の前後部の変位を検出し、そ
の差を演算して軸心の傾きを知り、これを小さくするよ
う主軸前後部の軸受冷却を行なうことによって、きわめ
て高精度の工作機械を提供することができるようになる
。
の差を演算して軸心の傾きを知り、これを小さくするよ
う主軸前後部の軸受冷却を行なうことによって、きわめ
て高精度の工作機械を提供することができるようになる
。
第１図は本発明の全体システム図、第２図は検出装置取
付は状態図、第３図は測定変位の伝達を示すブロック図
、第４図は主軸傾きによって制御する領域を示す説明図
である。 図ニオいて、１・・・・・・ベット、２・・・・・・主
軸台、３・・・・・・前部リング、４・・・・・・後部
リング、５・・・・・・主軸、６・・・・・・前部軸受
、７・・・・・・後部軸受、９，１０・・・・・・ラセ
ン状溝、１１・・・・・・恒温装置、１２・・・・・・
冷却媒体タンクユニット、１４，１５・・・・・・流量
制御装置、１９ 、２０・・・・・・非接触形変位検出
器、２１・・・・・・保持具、２２，２３・・・・・・
増幅器、２４・・・・・・演算比較装置、２５・・・・
・・演算回路、２６ 、２７・・・・・・比較回路。
付は状態図、第３図は測定変位の伝達を示すブロック図
、第４図は主軸傾きによって制御する領域を示す説明図
である。 図ニオいて、１・・・・・・ベット、２・・・・・・主
軸台、３・・・・・・前部リング、４・・・・・・後部
リング、５・・・・・・主軸、６・・・・・・前部軸受
、７・・・・・・後部軸受、９，１０・・・・・・ラセ
ン状溝、１１・・・・・・恒温装置、１２・・・・・・
冷却媒体タンクユニット、１４，１５・・・・・・流量
制御装置、１９ 、２０・・・・・・非接触形変位検出
器、２１・・・・・・保持具、２２，２３・・・・・・
増幅器、２４・・・・・・演算比較装置、２５・・・・
・・演算回路、２６ 、２７・・・・・・比較回路。
Claims (1)
- １ 工作機械の駆動系を有するハウジングと、該ハウジ
ングの前部と後部に各々固定され冷却媒体の通過を可能
とした溝を外周に有する複数のリングと、該複数のリン
グの各々に挿嵌され主軸を回転自存に支持する軸受と、
前記各々のリングの溝と冷却媒体供給源とを結ぶ管の途
中に各リングに対応して個々に配置され且つ異なる流量
制御が可能な流量制御装置と、前記各軸受の近傍で該各
軸受に跨って支持される前記主軸の前部と後部で半径方
向の変位を測定すべくハウジングに熱膨張率の低い材質
の保持具を介して半径方向の同一方向に個々に取り付け
られた変位検出器と、該各変位検出器の測定値を比較し
主軸の前後部の変位位置のどちらかを判別し前記変位検
出器の測定値の差が許容値内であるように前記流量制御
装置を制御する制御装置とから成る熱変位自動補正装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51061539A JPS5818180B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 熱変位自動補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51061539A JPS5818180B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 熱変位自動補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52144880A JPS52144880A (en) | 1977-12-02 |
| JPS5818180B2 true JPS5818180B2 (ja) | 1983-04-12 |
Family
ID=13174007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51061539A Expired JPS5818180B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 熱変位自動補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818180B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247616U (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-24 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6423341U (ja) * | 1987-08-04 | 1989-02-07 | ||
| EP0493616A4 (en) * | 1990-07-24 | 1992-12-09 | Hamai Co., Ltd. | System for controlling postures of structures and machine tools |
| JP6076192B2 (ja) * | 2013-05-16 | 2017-02-08 | 株式会社ジェイテクト | 回転軸装置 |
| CN107598671A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-19 | 镇江中焱数控设备有限公司 | 一种新型机床导油槽 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4933280A (ja) * | 1972-07-27 | 1974-03-27 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS526744Y2 (ja) * | 1972-03-28 | 1977-02-12 |
-
1976
- 1976-05-27 JP JP51061539A patent/JPS5818180B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4933280A (ja) * | 1972-07-27 | 1974-03-27 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247616U (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-24 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52144880A (en) | 1977-12-02 |
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