JPS60255304A - クランク軸フライス盤 - 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、フライスを備えたフライスドラムおよび長手
方向往復台と横方向往復台とを有するクロス往復台から
成る少なくとも１つのフライスユニットと、チャックを
備えていてかつ一方が工作物長手方向ストッパを有する
２つのチャック台と、送り駆動装置を制御する機械制御
装置と、各長手方向往復台の位置をとらえて前記機械制
御装置へ伝送する測定系とを有するクランク軸フライス
盤であって、前記測定系が長手方向スケールと、各長手
方向往復台に該長手方向スケール用の読み取り装置とを
有している形式のものに関する。

従来の技術 例えば「工場と操業（Ｗｅｒｋｓｔａｔｔ　ｕｎｄ　Ｂ
ｅｔｒｉ−ｅｂ　）Ｊ　１１５　（１９８−２年）、■
、２４〜２６頁に記載されている前記形式のクランク軸
フライス盤の場合、運転作業中に発生する熱によってク
ランク軸フライス盤の個々の部分の寸法が変化するとい
う問題が生ずる。特に長さ寸法の熱による変化が著しく
、この結果加工されるクランク軸において個々のフライ
ス加工されるピンの軸方向位置が嵌合軸受けさもなくば
長さ基準点から許容できない程偏倚してしまう。勿論同
じ問題は原則としてすべての同形式のフライス盤例えば
カム軸フライス盤において生じるが、しかしこの場合に
は通常比較的重大ではない。

測定系の代りにフライスユニットの個々の長手方向位置
を示すカムスイッチが設けられている場合、個々の機械
部分の長さ増大を補償するため、カムスイッチ用に加熱
可能な保持体を設け、保持体加熱をそれ相応に調節する
ことにより、保持体が対応する長さ増大を示すようにな
っている。このような配置形式は、クロス往復台に長手
方向スケールおよび読み取り装置を有する測定系の場合
は適用することができない。

さらに、カムスイッチ用に加熱可能な保持体を用いるこ
とは次のような根本的な欠点がある。

つ寸り、長さ増大が実験値を介してのみとらえられ、実
際に適用した場合にはかなりの偏倚が生ずるので、工作
物公差が狭い場合には、定期的な間隔で制御測定が必要
である。

発明が解決しようとする問題点 従って本発明の課題は、初めに述べた形式のクランク軸
フライス盤において、−機械の種々異なる部分の熱によ
る長さ増大がどんな場合にも申し分なく確実に、重要な
加工面の軸方向の長さに影響を及ぼすことがなく、従っ
て長さ測定における狭い許容誤差が確実に維持されるよ
うにすることＫある。

熱変動による工作物と工具との間の間隔変化をとらえて
補償するために、工作物と工具との間の間隔を間接的に
測定する装置を設け、この測定結果を機械制御装置に伝
送し、該制御装置が必要な修正を行なう歯切り盤が公知
である（ドイツ連邦共和国特許出願公告第３３０９７２
２号明細書）。こ８の公知の機械の場合、熱増大は特に
機械ベッｐｖｃ生じるので、検出装置は機械ベッドの伸
長をとらえる必要がある。さらにこの公知の機械には唯
１つのフライスユニットしか設けられていなし・。従っ
て一般的な原理から従来の技術は、前記課題を解決する
ための提案を引き出すことは全くできない。

問題点を解決するための手段 上記の課題を解決するため本発明は次の考えから出発し
ている。つ１す、以前に用℃・られたカムスイッチ用の
加熱可能な保持体は、機械（勿論機械ペソＦは除く）か
だ℃・た（・同じように加熱され、かつこの加熱はカム
スイッチ用保持体を加熱することによりある程度補償さ
れるという意図に基づいているが、しかしこの意図は実
際の状態に適合しない。測定系ひ℃・ては機械制御装置
にとって重要なのは、通常左側のチャック台におけるチ
ャックに設けられた工作物長手方向ストン・ξからの読
み取り装置の間隔距離である。なぜならば、すべての軸
方向の寸法力１この工作物長手方向ストン・ξに関連し
て見・る力・らである。相応するつ１り通常左側のチへ
′ツタ台の長さ増大において、前記間隔距離は大きくな
る。しかしながら、唯１つのフライスユニットで働く限
り、チャック台の長さ増大およびフライスユニット特に
勿論フライスドラムの長さ増大が同じであることを前提
とすれば、この間隔距離の増大は加工精度にとって何ら
問題とならない。長い時間（数時間）をかけて計算され
ればこの前提は充分溝たされるが、短い時間では確実で
はない。なぜならば、一方ではチャック台およびフライ
スユニット特にフライスドラムが種々異なる運転時間後
にその運転温度に達するからである。

このような考えから思いがけず、最も簡単な場合にはチ
ャック台の熱伸長ひ（・では測定系の読み取りｉ置に対
して相対的な工作物長手方向ストツノξの変動は無視す
ることができ、むしろチーヤツク台における工作物長手
方向ストン・ξに対して相対的なフライスの伸長をとら
え、この伸長に基づいて機械制御装置内で修正を行なう
ことが重要であることが判明した。

今日では通常２つのフライスユニットを備えたクランク
軸フライス盤の場合、両フライスユニットは所属のチャ
ック台と同様に規則的に鏡面対称的に構成されており、
両フライスユニットを以ってほぼ等しい加工工程が行な
われるので、加熱に関して両フライスユニット内で等し
い状態で計算され得る。つ寸り、一方のフライスユニッ
ト内で測定されるフライス位置のずれは、他方のフライ
スユニットにおいても行なわれ得る。しかし２つのフラ
イスユニットを用いる場合は、チャック台の長さ増大を
無視することができない。工作物長手方向ストッパを有
するチャック台の軸方向の伸長は、工作物をそれ相応の
値だけ長手方向スケールの零点からずらす。つ寸り、工
作物長手方向ストン・ξに対するフライス位置のずれの
代りに、測定系の読み取り装置に対して相対的なフライ
ス位置のずれ、およびチャック台の軸方向の伸長がとら
えられねばならない。このため本発明によれば、長手方
向往復台が測定値検出器を支持しており、該測定値検出
器が不作用位置において長手方向往復台に設けられた休
止ストン・ｅｖｃばね作用を以って押圧されており、該
休止ストッパが、長手方向スケール用読み取り装置の横
平面からの偏倚が一定のものと見なし得る横平面内に配
置されており、前記測定値検出器がチャックストッパを
有し、かつチャックが、工作物長手方向スＩ・ツ・ξに
関連して固定されていてかつ測定値検出器のチャソクス
トツ・ξの運動経路内に突出した測定ストツノξを有し
ており、さらに測定値検出器が機械制御装置からの信号
でフライスとその都度のストッパとの間の距離を検出し
て機械制御装置に伝送するようにした。

発明の効果 つまり、両フライスユニットにおける上記の等し℃・関
係により、同一の測定値検出器を関与する測定値の検出
に用いることができる。測定値検出器が休止ストン・ξ
に接し、これにより読み取り装置と一定の距離を保って
いる場合、フライスと読み取り装置との正確な間隔が測
定てれ、かつ測定値検出器がチャックの測定ストッパに
接している場合［は５．フライスと工作物長手方向スト
ン・ぐとの間隔がとらえられ、この間隔により、基準点
として用℃・もれる通常左側のフライスユニット用の修
正が得られ、カ）つ両方の測定値から他方のフライスユ
ニット用の修正値が得られるが、勿論それぞれ、通常冷
えた機械に関連した基準値と比較される。

実施態様 固定されたおよび回転する機械部分間の距離をとらえる
測定値検出器は一般に、まさに工作機械構成においても
公知であるが、特に有利には本発明の目的のために接触
なしに働く測定値検出器が用いられる。なぜならばこの
場合、比較的長い運転時にも消耗が回避されているから
である。

通常、機械加熱は個々の工作物の加工時間と比べてきわ
めてゆっくりと行なわれるので、クランク軸フライス盤
の場合いずれにしても、本発明による補償測定をすべて
の個々の工作物加工に関連して行なう必要はなく、むし
ろ複数の゛　例えば１０上作物毎に補償測定を行なえば
充分である。ストン・ξを間の時間中保護するために、
前記特許請求の範囲第３項に記載された機械が有利に構
成されている。同様の措置は他の目的のためにも役立ち
得る。

実際上体止ストン・ぐの位置が正確な基準点を形成する
ことを確実にするため、可能な限り削い以上必然的に不
変だからである。

調整を簡単にするため、前記特許請求の範囲第５項に記
載された構成が選ばれる。

実施例 次に本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図に示されたフライス盤は機械ペラｐＨを有してお
り、該機械ベッドは左側のチャック台１２および右側の
チャック台１３、ならびに長手方向往復台１４を備えた
左側のフライスユニツト、および長手方向往復台１５を
備えた右側のフライスユニットを支持しており、前記往
復台はそれぞれ送り駆動装置１６もしくは１７を以っ子
機様の長手方向で走行可能である。

この場合長手方向位置はそれぞれ読み取り装置１８もし
くは１９によってとらえられ、該読み取り装置は長手方
向スケール２０と通常の形式で協働し、該長手方向スケ
ールは機械ペラ）′１１に取り付けられていて、かつほ
ぼ２つのチャック台１２および１３の間のスペースに亙
って延在している。長手方向往復台１４．１５はそれぞ
れ横方向往復台２１もしくは２２を支持していて、つ１
り各々クロス往復台を形成しており、前記横方向往復台
２１もしくは２２はそれぞれ当該フライスユニットに所
属するフライスドラム２３もしくは２４を支持している
０第１図に略示されかつさらに第２図および第３図に示
されているように、左側の長手方向往復台１４は測定値
検出器２５を支持しており、該測定値検出器はフライス
ドラム２３．正確に言うなら本来のフライス２６のすぐ
隣りに、アンバーまたけ類似のものから成る管２７上に
配置されており、鎖管は２つのブシュ２８，２９内に取
り付けられており、これらのブシュのうち後者のブシュ
２９はストツノξ３０を支持しており、該ストッパは調
節可能な休止ストツー！？３１に接しており、該休止ス
トン・ξは有利には、たとえ偏倚が問題ではなくてもそ
れが一定のものと見なし得る限り、読み取り装置１８の
垂直平面上に調整可能である。２つのブシュ２８および
２９は板ばね３２もしくは３３上に取り付けられており
、鎖板ばねは長手方向往復台１４に取り付けられたケー
シング３４内に１、管２７を休止ストッパ３１に向って
押圧するように取り付けられているので、不作用位置に
おいてストッパ３０は休止ストツノξ３１に接している
。

測定値検出器２５に近〜・ブシュ２８はチャックストツ
ノ９３５を支持しており、該チャックストッパは下向き
にケーシング３４から突出していて、かつチャックスト
ン・８には測定ストツノソ３６が配属されており、該測
定ストン・ぐは、チャック台１２に所属するチャック３
７の第２図に示す回転位置（工作物交換位置）で、チャ
ックストン・ξ３．５に接している。図面から明らかな
ように、チャックストツノ８３５がチャック３７の測定
ストツノ＃３６ＶＣ接触することによって、ストン・８
３０は休止ストツノ′２３１から離されている。やはり
明らかなように、長手方向往復台が右方へ摺動する際、
ストン・ξ３５および３６は離され、かつストン・ξ３
０および３１は板ばね３２および３３の作用下で互いに
接する。

略示されているように、測定ストン・ξ３６は走入およ
び走出可能であるが、走出入可能なストッパの構成は公
知であるので詳しくは図示しない。

工作物の加工後に、フライスユニットの長手方向往復台
１４は第１図に示された装着および取り外し位置に戻し
走行し、この戻し運動中測定値検出器２５は図示されて
いない公知の形式で働く。この場合アン・々−管２７を
測定値検出器２５用の支持体として用いることによって
、測定値検出器？５の休止ストッパ３１からの間隔ひい
ては読み取り装置１８からの長手方向距離が温度に無関
係に申し分なく一定に維持されるようになっている。ア
ン・ζ−の熱伸長係数は公知のように鉄葦たは鋼の相応
する係数のほんの小部分なので、この場合無視すること
ができる。さらにより高い精度を必要とする場合にはさ
らによりわずかな熱伸長係数の材料例えば石英ガラスを
用いるか、または所謂補償振子として公知であるような
より費用のかかる構成を用いることができる。つまりこ
の測定は、それ相応の精度でフライス２６の内面と読み
取り装置との瞬間的な実際の間隔を検出する。この測定
値は通常の形式で機械制御装置に送られ、ここで記憶さ
れた目標値と比較され、得られた差異は、第４図に基づ
いて更に述べるように、修正値となる。

チャック３７の開放後に測定ストツノｅ３６が走出せし
められる。この測定ストン・ξ３６は構成上できる限り
、チャック３７内の工作物用の他の長手方向ストッパの
垂直平面内に位置しているが、しかし不可避的な偏倚は
申し分なく一定のものとしてみなされ得るので、チャッ
クストン・ぞ３５は測定ストッパ３６との接触によって
工作物永手方向ストツノξに調整せしめられ、この場合
ストツノξ３０は休止ストッパ３１から・離れる。つ筐
り測定値検出器２５の新たな作業が、フライス２６の内
面とチャック３７内の工作物長手方向ストツノξとの現
在の正確な間隔の値を検出し、測定制御装置内に記憶さ
れた目標値との比較により、２つのフライスユニット用
の修正値として用いられる修正が得られる。修正値の検
出は第４図に基づいて説明する。読み取り装置１８もし
くは１９の垂直面はそれぞれ一点鎖線で示されている。

常温状態用に実線で内側と前記垂直面との間の距離が符
号Ｂ○で示されている。フライスドラム２３から距１ｉ
ｔ［ｆｆ１Ａ□を置いて測定ストッパ３６が略示されて
おり、該測定ストツノξと読み取り装置１８との間の距
離は符号Ｃ○で示されている。

加熱後は常温′状態に対して相対的にチャック台が軸方
向に伸長して、測定ストン・ξ３６は破線で示す位置３
６］　に摺動せしめられ、更にフライスドラム２３Ｆｉ
伸長して破線で示す位置２３１をとる。つまり常温距離
Ｂｏの代りに今やより大きな距離Ｂ１が測定され、かつ
工作物長手方向ストン／ぐとフライスドラム２３との間
の常温距離Ａ０Ｏ代りに距離Ａ１が測定される。しかし
ながら初めに述べたように、左側のユニットのフライス
により加工されるクランク軸ビンの加工精度にとって、
測定ストッパ６６に対するフライス長手方向位置の相対
変動が重要であり、つ１り左側のフライスユニットの長
手方向往復台１４用の修正値町として差Ａ　ｏ　Ａ　１
を考慮する必要があり、この差は、通常の形式で実際の
送り方向が右向きに想定される図示の実施例の場合（Ａ
１〉Ａｏ）は負であり、つ１すにＬ−Ａｏ−Ａ１である
。この修正値で修正した後左側のフライスは、二点鎖線
で示されかつ測定ストッパ３６に関連して所望される目
標値に対応する位置を占める。

右側のフライスユニットにも、既述のように図示の実施
例の場合修正に必要な値Ｂ。もしくはＢ１が適用される
が、すでに述べたように工作物の同じ摺動運動に至る測
定ストツノぐ３６の軸方向摺動も生ずるので、修正値Ｋ
ＲはへＡと符号を等しくして△Ｂ−Ｂ１−Ｂｏおよび△
Ｃ−Ｃ１−Ｃ○から計算される。第４図から判るように
、値Ｂは値ＡとＣとの合計であり、つ壕りＣはその都度
ＡおよびＢＴ、／？Ｃ関する測定値から検出可能であっ
て、別個に測定する必要５はなく、この場合計算により
ＫＲ＝ΔＢ十△Ｃ＝２ΔＢ＋△Ａである。この修正を行
なった後、右側のフライスは二点鎖線で示されかつ測定
ストン・ξに関連して所望される目標値に対応する長手
方向位置を占める。

修正値は機械制御装置において、測定値検出器によるそ
の都度の測定値を記憶された常温値（またけ他の基準値
）と比較することにより、きわめて簡単に検出されるの
は明らかである。

第５図は前記修正値をめる別の実施例を示す。機械制御
装置（または加ニブログラム）Ｋよって、左側および右
側のフライスユニット用の目標値が各１つの目標値メモ
ｌＪ’４０Ｌもしくは４０Ｒに供給される。この目標値
メモリにはそれぞれ修正回路装置４１Ｌもしくは４１Ｒ
が接続されており、該修正回路装置は通常の比較装置で
あって、かつここで測定値検出器２５のその都度の測定
値が対応する常温値と比較されかつ第４図と関連して説
明した形式で必要な修正値が検出される。このようにし
て修正された目標値は次いで通常の形式で、目標値とし
て比較回路装置４２１もしくは４２Ｒｖｃ送られ、ここ
で（読み取り装置１８もしくは１９から至る）測定屓の
実際値と比較され、かつ比較結果に応じて制御信号が左
側もしくは右側の送り駆動装置に送られる。

修正値を得るために勿論更に別の可能性を用いることが
でき、例えば読み取り装置を立体的［またけ仮想的に移
動することができるが、このさい場合によっては別の符
号を付ける必要があり、あるいは修正値を測定系に送る
ことができるが、目標値メモリ内での目標値の前記修正
は最も有利なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により修正測定装置を備えた２つのフラ
イスユニットを有する。クランク軸フライス盤を部分的
に断面して示す略示正面図、第２図は第１図の詳細断面
図、第３図は第２図のｍ−ｍ線に治った断面図、第４図
は修正値の検出を説明する略示図、および第５図は第１
図に示したフライス盤用の機械゛制御装置の一部を示す
ブロック配線図である。 １１・・・機械ベラｌ’、１２．’ｉ３・・・チャック
台、１４．１５・・・長手方向往復台、１６．１７・・
・送り駆動装置、１８．１９・・・読み取り装置、２０
・・・長手方向スケール、２１．２２・・・横方向往復
台、２３．２４・・・フライス盤用ム、２５・・・測定
値検出器、２６・・フライス、２７・・・管、２８．２
９・・・ブシュ、３０・・・ストツノξ、３１・・・休
止ストン・ξ、３２．３３・・・板ばね、３４・・ケー
ーンング、３５・・・チャックストツノξ、３６・・測
定ストツノｇ、３７・・・チャック、４０Ｌ、４０Ｒ・
・・目標値メモＩＪ、４１Ｌ、４１Ｒ・・・修正回路装
置、４２Ｌ　、４２Ｒ・・・比較回路装置 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　フライ、スを備えたフライスドラムおよび長手方
   向往復台と横方向往復台とを有するクロス往復台から成
   る少なくとも１つのフライスユニットと、チャックを備
   えて−・てかつ一方が工作物長手方向ストツノξを有す
   る２つのチャック台と、送り駆動装置を制御する機械制
   御装置と、各長手方向往復台の位置をとらえて前記機械
   制御装置へ伝送する測定系とを有するクランク軸フライ
   ス盤であって、前記測定系が長手方向スケールと、各長
   手方向往復台に該長手方向スケール用の読み取り装置と
   を有している形式のものにおいて、前記長手方向往復台
   （１４）が測定値検出器（２５）を支持しており、該測
   定値検出器（２５）が不作用位置において長手方向往復
   台（１４）に設けられた休止ストッパ（３１）にばね作
   用を以って押圧されており、該休止ストン・ξ（３１）
   が、長手方向スケール用読み取り装置（１８）の横平面
   からの偏倚が一定のものと見なし得る横平面内に配置さ
   れており、前記測定値検出器（２５）がチャックストン
   ・ξ（３５）を有し、かつチャック（３７）が、工作物
   長手方向ストン・ξに関連して固定されていてかつ測定
   値検出器のチャックストン・ξ（３５）の運動経路内に
   突出している測定スＩ・ツ・ξ（３６）を有しており、
   さらに測定値検出器が機械制御装置からの信号でフライ
   ス（２３）とその都度のストッパ（３１，３６）との間
   の距離を検出して機械制御装置に伝送することを特徴と
   するクランク軸フライス盤。 ２　前記測定値検出器（２５）が接触なしに働く測定値
   検出器である、前記特許請求の範囲第１項に記載のクラ
   ンク軸フライス盤。 ３　前記のチャックに設けられた測定ストツノξ（３６
   ）および（または）測定値検出器におけるチャックスト
   ッ・ξ（３５）が、それぞれ他方の運動経路内に走入可
   能またはこυ・ら走出可能である、前記５％許請求の範
   囲第１項または第２項に記載のクランク軸フライス盤。 ４、　前記長手方向往復台（１４）内の休止ストッパ（
   ３１）が、長手方向スケール用の読み取り装置（１８）
   を含む横平面内に配置されている、前記特許請求の範囲
   第１項から第３項’Ｅでのいずれか１項に記載のクラン
   ク軸フライス盤。 ５　前記測定値検出器（２５）が、アンバーまたは熱伸
   長係数がなお一層小さい材料から成る支持体（２７）上
   に取り付けられている、前記特許請求の範囲第１項から
   第４項壕でのいずれか１項に記載のクランク軸フライス
   盤。