JPS5858184B2 - 工作機械における刃物送り量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ボール盤その他の工作機械において、稼働
による機械温度上昇に基づく、刃物送り方向に沿う機械
温度膨張で刃物送り量の変動が生じるのを防止するため
の刃物送り量制御装置に関するものである。

すなわち、この発明は、カッターヘッドにおき刃物送り
を行なう送りネジの基端にロータリエンコーダを設けで
ある工作機械において、上記の稼働による機械温度上昇
を補償し加工精度を向上させる刃物送り量制御装置であ
って、構造が簡単であると共に過大な動力消費を避けさ
せる、工作機械における新規な刃物送り量制御装置を提
供しようとするものである。

第１図に示すブロック線図について、この発明に係る工
作機械における刃物送り量制御装置の構成を説明すると
、第１図において１は、ボール盤等の工作機械における
カッタヘッドであって、下端に刃物２を備えた該カッタ
ーヘッド１は、送りモータ３にて回転駆動される送りネ
ジ４により被加工物５方向に進退せしめられるものとさ
れており、上記送りネジ４の基端ないし上端には、該送
りネジ４の回転を検出して送りモータ３にフィードバッ
クしカッターヘッド１ないし刃物２の送り制御を行なう
ロークリエンコーダ６を設けである。

以上の機械構成は通例のものであるが、上記したローク
リエンコーダ６は、その全体をカッターヘッド１に、該
カッターヘッド１に対し相対回転自在に支持させてあり
、このロークリエンコーダ６を回転駆動することで送り
ネジ４を回転駆動するサーボモータ７が設けられている
。

またカッターヘッド１上の適所、例えば減速機構設置部
で機械稼働に伴ないカッターヘッド１中で最も温度上昇
が生じ易い部分、には温度計８を、設置しである。

そしてこの温度計８に接続して、サーボコントロールユ
ニット９が設けられており、温度計８の検出値を設定基
準値と比較しその差に応じた制御信号を出力する該サー
ボコントロールユニット９により、サーボモータ７を一
方向或は他方向に回転させ、もって温度変動に応じた量
だけロータリエンコーダ６を、一方向或は他方向に回転
変位させることとしである。

より具体的に言うと、上記のようにロータリエンコーダ
６の位相を変更制御することによっては、送りネジ４に
よる刃物２送り量を検出するための該エンコーダ６の初
期位置ないし出発位置が変更され、これにより次の刃物
２送り時にロークリエンコーダ６からの信号で送りモー
タ３が停止せしめられる時点が、つまり刃物２送り量が
、変更制御されることとなるが、この刃物２送り量の変
更制御によって機械温度変動を補償するのである。

つまり、刃物２と被加工物５間の間隔を拡大する方向の
機械温度変動が生じたときは刃物２送り量をそれに応じ
て犬とし、逆に刃物２と被加工物５間の間隔を縮小する
方向の機械温度変動が生じたときは刃物２送り量をそれ
に応じて小とするように、刃物２送り量を変更制御して
、機械温度変動を補償した所要寸法の加工を行なうので
ある。

具体的な装置例について説明すると、第２−４図に示す
実施例は、第２図に示すようなボール盤において、つま
りコラム１１に可動部１２ａを備えたカッターヘッド１
２を支持させると共に、ヘッド１３上のテーブル１４に
固定支持される被加工物１５について加工を行なう刃物
１６を上記ヘッド可動部１２ａに支持させ、コラム１１
に支持させて設けた送りモータ１７にて回転駆動される
ウオーム１８を、第３図に示すようにヘッド可動部１２
ａ送り用のボールネジ１９上のウオームホイール２０に
噛合せて、ヘッド可動部１２ａごとの刃物１６の送りを
行なうように構成すると共に、ボールネジ１９の基端な
いし上端にカップリング２１にて接続してロータリエン
コーダ２２を設けであるボール盤において、この発明を
実施した例に係る。

そして上記のロークリエンコーダ２２は第３図に示すよ
うに、カッターヘッド１２にボールベアリング２３を介
し回転自在に支持されており、このロータリエンコーダ
２２にはウオームホイール２４を固定してあって、該ウ
オームホイール２４に噛合されたウオーム２５が、第２
，４図に示すサーボモータ２６にて回転駆動されるもの
とされている。

カッターヘッド１２上の適所には抵抗温度計等であり得
る温度計２８を設置してあり、第１図について説明した
サーボコントロールユニット９は、この実施例では、第
４図に示すように具体化しである。

すなわち、可変抵抗器（ポテンショメータ）２８として
図示しである温度計２８と並列にフィードバック側の可
変抵抗器（ポテンショメーク）２９を設け、この両可変
抵抗器２８．２９間の出力電圧差により増巾器３０を介
し、該出力電圧差が零となるまでサーボモータ２６を一
方向或は他方向に回転駆動する、いわゆる零す−ボ制御
方式％式％ 以上のように、この発明に係る工作機械における刃物送
り量制御装置は、カッターヘッドにおき刃物送りを行な
う送りネジの基端にロータリエンコーダを設けである工
作機械において、前記ロータリエンコーダ６．２２を前
記カッターヘッド１゜１２に、該カッターヘッドに対し
相対回転自在であるように支持させると共に、該ローク
リエンコーダを回転駆動するサーボ駆動手段７，２６を
設け、また前記カッターヘッド上に該カッターヘッドの
温度を検出する温度検出手段８，２８を設けると共に、
この温度検出手段の検出値を設定基準値と比較してその
差に応じた制御信号を出力する制御手段９を設けて、該
制御手段からの制御信号に応じて上記サーボ駆動手段に
よるロークリエンコーダの回転駆動制御を行なうように
構成してなるものであって、このような装置構成で機械
温度変動を補償した定寸送りを工作機械に行なわせると
きは、既存のロータリエンコーダが巧みに利用されて簡
単な構造で温度変動を補償した定寸制御が達成されζま
たロータリエンコーダのケースを機械温度に応じ回転変
位させることで該エンコーダのケースとロータ間の相対
位置、したがってエンコーダの初期位相、を変更制御し
て定寸制御を行なうものとされた本発明装置は、機械温
度変動に応じ送りネジに附加回転を与えて定寸制御を行
なうような場合で送りネジ回転に大きな動力を要求され
る場合と比較して、ロークリエンコーダが極く小動力で
回転可能であることから、制御のための動力消費が極く
僅かで済むといった長所を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理説明のためのブロック線図、第
２図はこの発明の一実施例を装備したボール盤の模式的
側面図、第３図は同ボール盤要部の縦断面図、第４図は
同実施例の制御回路図である。 １・・・・・・ヘッド、２・・−・・・刃物、３・・・
・・・送りモータ、４・・・・・・送りネジ、５・・・
・・・被加工物、６・・−・・・ロークリエンコーダ、
７・・・・・・サーボモータ、８・・・・・・温度計、
９・・・・・・サーボコントロールユニット、１２・・
・・・・ヘッド、１２ａ・・・・・・ヘッド可動部、１
６・・・・・・刃物、１９・・・・・・送り用ボールネ
ジ、２２・・・・・・ロータリエンコーダ、２３・・・
・・・ボールベアリンク、２４・・・・・・ウオームホ
イール、２５・・・・・・ウオーム、２８・・・・・・
温度計ないし可変抵抗器（ポテンショメータ）、２９・
・・・・・可変抵抗器（ポテンショメータ）、・・−・
・・増巾器。 ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カッターヘッドにおき刃物送りを行なう送りネジの
   基端にロークリエンコーダを設けである工作機械におい
   て、前記ロークリエンコーダを前記カッターヘッドに、
   該カッターヘッドに対し相対回転自在であるように支持
   させると共に、該ロータリエンコーダを回転駆動するサ
   ーボ駆動手段を設け、また前記カッターヘッド上に該カ
   ッターヘッドの温度を検出する温度検出手段を設けると
   共に、この温度検出手段の検出値を設定基準値と比較し
   てその差に応じた制御信号を出力する制御手段を設けて
   、該制御手段からの制御信号に応じて上記サーボ駆動手
   段によるロータリエンコーダの回転駆動制御を行なうよ
   うに構成してなる刃物送り量制御装置。