JPS6128465B2 - - Google Patents
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- JPS6128465B2 JPS6128465B2 JP56193243A JP19324381A JPS6128465B2 JP S6128465 B2 JPS6128465 B2 JP S6128465B2 JP 56193243 A JP56193243 A JP 56193243A JP 19324381 A JP19324381 A JP 19324381A JP S6128465 B2 JPS6128465 B2 JP S6128465B2
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- Japan
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- column
- crossrail
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- cross rail
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
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
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/18—Compensation of tool-deflection due to temperature or force
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、門形工作機械等におけるクロスレー
ル等の大物構成部品の温度変化による伸縮によつ
て発生する加工精度の低下を防止するための熱変
位補正装置に関する。
ル等の大物構成部品の温度変化による伸縮によつ
て発生する加工精度の低下を防止するための熱変
位補正装置に関する。
一般に機械を構成している各部品は、機械周囲
の気温、機械自体に構成しているモータの発熱、
油圧装置の油温の上昇、また摺動部の摩擦熱等の
温度変化により伸縮をおこすが、特に温度が上昇
した場合部品の膨張および曲がり等が発生し精度
の低下の一因となつていた。
の気温、機械自体に構成しているモータの発熱、
油圧装置の油温の上昇、また摺動部の摩擦熱等の
温度変化により伸縮をおこすが、特に温度が上昇
した場合部品の膨張および曲がり等が発生し精度
の低下の一因となつていた。
このため小形の機械は恒温室に入れたり、また
特に重要な個所には種々の熱変位補正方法がとら
れているが、大形の機械については十分にその効
果を発揮していなかつた。
特に重要な個所には種々の熱変位補正方法がとら
れているが、大形の機械については十分にその効
果を発揮していなかつた。
本発明の目的は、大形の機械においても、熱変
位量を自動的に補正し得、常に良好な加工精度を
維持させ得る熱変位補正装置を提供することにあ
る。
位量を自動的に補正し得、常に良好な加工精度を
維持させ得る熱変位補正装置を提供することにあ
る。
以下に本発明の一実施例を第１図ないし第４図
に基いて説明すると、本実施例は、大形の門形工
作機械において熱の影響を受けやすく、また加工
精度に大きく影響するクロスレールについての熱
変位補正装置であり、図中１，２はベツド３の左
右に固設されたコラム、４は左右のコラム１，２
に摺動昇降自在に装架されたクロスレール、５は
クロスレール４に装架され送り駆動装置６により
左右方向へ移動可能とされた主軸頭である。そし
て前記左右のコラム１，２の前側に案内突出部
７，８が形成され、この突出部７，８に嵌合する
摺動凹部９，１０が前記クロスレール４に形成さ
れる。そして本例の補正装置は、右コラム２の突
出部８の内側、外側及び前側の案内面８ａ，８
ｂ，８ｃに前記凹部１０が密接され、前記左コラ
ム１の突出部７の前側案内面７ｃに前記凹部９の
前側摺動面９ｃが密接され、内側及び外側の面９
ａ，９ｂが前記突出部７の内側及び外側の案内面
７ａ，７ｂと間隙を有して取付けられ、前記右コ
ラム２の内側案内面８ａを基準面Ａとして前記主
軸頭５の左右方向（Ｙ軸方向）位置が常時NC装
置１１に把握されている。そして前記左コラム１
の突出部７の内側案内面７ａと前記凹部９の内側
面９ａとの間隙の変化量Ｇを検出するための検出
装置１２が設けられ、この検出装置からの検出値
に基いて演算して補正値δを出力するための演算
装置１３が設けられ、この演算装置からの入力に
応じて前記送り駆動装置６に駆動指令をを出力す
る指令装置１４が設けられている。前記検出装置
１２は、前記クロスレール４の左側凹部９の内側
面９ａに設けたギヤツプセンサー１５と、この検
出信号を増幅してその信号を間隙Ｇに比例した電
圧として演算装置１３に出力するセンサーアンプ
１６とから成る。また前記演算装置１３は、予め
設定された一定の間隙量に一定の幅をもたせた許
容基準値Ｂが入力されており、センサーアンプ１
６からの信号と比較して間隙の変化量Ｇが基準値
Ｂを越えた場合に主軸頭５の位置を補正するため
の補正量を算出するよう構成される。なお、その
算出式は、 補正値δ＝×（G0−Ｇ）／Ｌ……(1) 但し G0：コラムとクロスレールの最初の間
隙 Ｇ：コラムとクロスレールの現在の間隙 Ｌ：左右のコラムの内側案内面間の距離 Ｘ：主軸頭の基準面からの距離 である。また前記指令装置１４は、前記演だ算装
置１３から入力された補正信号をNC装置１１用
電圧に変換するためのレベル変換装置１７と、こ
の装置からの入力信号により前記駆動装置６に駆
動信号を出力する前記NC装置１１とから構成さ
れる。なお、図中１８はベツド３上のテーブル、
１９は左右のコラム１，２の上端を連結するクロ
スビーム、２０はコラム１，２に対してクロスレ
ール４を昇降させるたの昇降ねじである。
に基いて説明すると、本実施例は、大形の門形工
作機械において熱の影響を受けやすく、また加工
精度に大きく影響するクロスレールについての熱
変位補正装置であり、図中１，２はベツド３の左
右に固設されたコラム、４は左右のコラム１，２
に摺動昇降自在に装架されたクロスレール、５は
クロスレール４に装架され送り駆動装置６により
左右方向へ移動可能とされた主軸頭である。そし
て前記左右のコラム１，２の前側に案内突出部
７，８が形成され、この突出部７，８に嵌合する
摺動凹部９，１０が前記クロスレール４に形成さ
れる。そして本例の補正装置は、右コラム２の突
出部８の内側、外側及び前側の案内面８ａ，８
ｂ，８ｃに前記凹部１０が密接され、前記左コラ
ム１の突出部７の前側案内面７ｃに前記凹部９の
前側摺動面９ｃが密接され、内側及び外側の面９
ａ，９ｂが前記突出部７の内側及び外側の案内面
７ａ，７ｂと間隙を有して取付けられ、前記右コ
ラム２の内側案内面８ａを基準面Ａとして前記主
軸頭５の左右方向（Ｙ軸方向）位置が常時NC装
置１１に把握されている。そして前記左コラム１
の突出部７の内側案内面７ａと前記凹部９の内側
面９ａとの間隙の変化量Ｇを検出するための検出
装置１２が設けられ、この検出装置からの検出値
に基いて演算して補正値δを出力するための演算
装置１３が設けられ、この演算装置からの入力に
応じて前記送り駆動装置６に駆動指令をを出力す
る指令装置１４が設けられている。前記検出装置
１２は、前記クロスレール４の左側凹部９の内側
面９ａに設けたギヤツプセンサー１５と、この検
出信号を増幅してその信号を間隙Ｇに比例した電
圧として演算装置１３に出力するセンサーアンプ
１６とから成る。また前記演算装置１３は、予め
設定された一定の間隙量に一定の幅をもたせた許
容基準値Ｂが入力されており、センサーアンプ１
６からの信号と比較して間隙の変化量Ｇが基準値
Ｂを越えた場合に主軸頭５の位置を補正するため
の補正量を算出するよう構成される。なお、その
算出式は、 補正値δ＝×（G0−Ｇ）／Ｌ……(1) 但し G0：コラムとクロスレールの最初の間
隙 Ｇ：コラムとクロスレールの現在の間隙 Ｌ：左右のコラムの内側案内面間の距離 Ｘ：主軸頭の基準面からの距離 である。また前記指令装置１４は、前記演だ算装
置１３から入力された補正信号をNC装置１１用
電圧に変換するためのレベル変換装置１７と、こ
の装置からの入力信号により前記駆動装置６に駆
動信号を出力する前記NC装置１１とから構成さ
れる。なお、図中１８はベツド３上のテーブル、
１９は左右のコラム１，２の上端を連結するクロ
スビーム、２０はコラム１，２に対してクロスレ
ール４を昇降させるたの昇降ねじである。
上記構成において、機械周囲の気温あるいは発
熱体等の温度上昇によりクロスレール４は熱熱膨
張を起こし、その変位は左コラム１側へ逃げてい
き、予め設定していた一定の間隙G0が小さくな
つていく。このとき、主軸頭５もクロスレール４
の変位に伴ない、左右方向（Ｙ軸方向）の位置が
変化し、加工精度が低下する。そこで、間隙の変
化量Ｇをギヤツプセンサー１５で検出すると、そ
の検出信号がセンサーアンプ１６で増幅され、増
幅した信号は間隙に比例した電圧として演算装置
１３に入力される、そしてセンサーアンプ１６か
ら入力された検出信号が許容基準値Ｂと比較さ
れ、もし間隙の変化量Ｇが基準値Ｂを越えた場
合、主軸頭５の位置を補正するための必要補正量
が(1)式に基いて算出される。この算出式(1)は、ク
ロスレール５の内側面９ａが左右両方向へ熱変位
（膨張、収縮）するため、その変位量のｘ／Ｌだ
け主軸頭５をＹ軸方向の熱変位と反対方向へ自動
動補正しようとすることにより、主軸頭５が任意
の位置ｘを常に保つよう自動補正しようとしたも
のである。従つて主軸頭５が任意の位置にあつて
も必要な補正量を検出して補正信号を出力でき
る。そして出力された補正信号は変換装置１７に
入力され、NC装置用電圧に変換され、NC装置１
１に入力される。そしてNC装置が入力信号によ
り駆動装置６に補正のための駆動信号を出力し、
駆動装置６を作動させ、主軸頭５の位置を補正す
る。
熱体等の温度上昇によりクロスレール４は熱熱膨
張を起こし、その変位は左コラム１側へ逃げてい
き、予め設定していた一定の間隙G0が小さくな
つていく。このとき、主軸頭５もクロスレール４
の変位に伴ない、左右方向（Ｙ軸方向）の位置が
変化し、加工精度が低下する。そこで、間隙の変
化量Ｇをギヤツプセンサー１５で検出すると、そ
の検出信号がセンサーアンプ１６で増幅され、増
幅した信号は間隙に比例した電圧として演算装置
１３に入力される、そしてセンサーアンプ１６か
ら入力された検出信号が許容基準値Ｂと比較さ
れ、もし間隙の変化量Ｇが基準値Ｂを越えた場
合、主軸頭５の位置を補正するための必要補正量
が(1)式に基いて算出される。この算出式(1)は、ク
ロスレール５の内側面９ａが左右両方向へ熱変位
（膨張、収縮）するため、その変位量のｘ／Ｌだ
け主軸頭５をＹ軸方向の熱変位と反対方向へ自動
動補正しようとすることにより、主軸頭５が任意
の位置ｘを常に保つよう自動補正しようとしたも
のである。従つて主軸頭５が任意の位置にあつて
も必要な補正量を検出して補正信号を出力でき
る。そして出力された補正信号は変換装置１７に
入力され、NC装置用電圧に変換され、NC装置１
１に入力される。そしてNC装置が入力信号によ
り駆動装置６に補正のための駆動信号を出力し、
駆動装置６を作動させ、主軸頭５の位置を補正す
る。
以上の説明から明らかな通り、本発明は、コラ
ムに二装架されたクロスレールと、このクロスレ
ールに装架されて駆動装置により移動可能ととさ
れた主軸頭とを具えた工作機械において、前記片
側の装架点ではコラムとクロスレールとが密接さ
れ、他側の装架点では熱変位によるクロスレール
の変位を逃すべくコラムとクロスレールとの間に
間隙が設けられ、この間隙の変化量を検出するた
めの検出装置が設けられ、この検出装置からの検
出値に基いて演算して補正値を出力するための演
算装置が設けられ、該演算装置からの入力信号に
応じて前記駆動指令信号を出力する指令装置が設
けられたことを特徴とする熱変位補正装置に関す
るものである。
ムに二装架されたクロスレールと、このクロスレ
ールに装架されて駆動装置により移動可能ととさ
れた主軸頭とを具えた工作機械において、前記片
側の装架点ではコラムとクロスレールとが密接さ
れ、他側の装架点では熱変位によるクロスレール
の変位を逃すべくコラムとクロスレールとの間に
間隙が設けられ、この間隙の変化量を検出するた
めの検出装置が設けられ、この検出装置からの検
出値に基いて演算して補正値を出力するための演
算装置が設けられ、該演算装置からの入力信号に
応じて前記駆動指令信号を出力する指令装置が設
けられたことを特徴とする熱変位補正装置に関す
るものである。
したがつて、本発明によると、クロスレールと
コラムとの一方の装架点に間隙を設け、熱変化に
よるクロスレールの変位をこの間隙の変化量とし
て直接検出しているので、間接的な方法で変化量
を測定する場合に比して、部品点数を小にして得
て構成も簡略化でき、かつ変位量量検出精度も高
くでき、その変位量に応じて自動的に補正するこ
とができ、常に良好な加工精度を得ることができ
るといつた優れた効果がある。
コラムとの一方の装架点に間隙を設け、熱変化に
よるクロスレールの変位をこの間隙の変化量とし
て直接検出しているので、間接的な方法で変化量
を測定する場合に比して、部品点数を小にして得
て構成も簡略化でき、かつ変位量量検出精度も高
くでき、その変位量に応じて自動的に補正するこ
とができ、常に良好な加工精度を得ることができ
るといつた優れた効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す門形工作機械
の正面図、第２図は同じくその平面図、第３図は
同じく要部断面図、第４図は同じく構成図であ
る。 １，２：コラム、３：ベツド、４：クロスレー
ル、５：主軸頭、６：送り駆動装置、７，８：突
出部、９，１０：凹部、１１：NC装置、１２：
検出装置、１３：演算装置、１４：指令装置、１
５：ギヤツプセンサー、１６：センサーアンプ、
１７：レベル変換装置。
の正面図、第２図は同じくその平面図、第３図は
同じく要部断面図、第４図は同じく構成図であ
る。 １，２：コラム、３：ベツド、４：クロスレー
ル、５：主軸頭、６：送り駆動装置、７，８：突
出部、９，１０：凹部、１１：NC装置、１２：
検出装置、１３：演算装置、１４：指令装置、１
５：ギヤツプセンサー、１６：センサーアンプ、
１７：レベル変換装置。
Claims (1)
- １ コラムに二装架点で装架されたクロスレール
と、このクロスレールに装架されて駆動装置によ
り移動可能とされた主軸頭とを具えた工作機械に
おいて、前記片側の装架点ではコラムとクロスレ
ールとが密接され、他側の装架点では熱変位によ
るクロスレールの変位を逃すべくコラムとクロス
レールとの間に間隙が設けられ、この間隙の変化
量を検出するための検出装置が設けられ、この検
出装置からの検出値に基いて演算して補正値を出
力するための演算装置が設けられ、該演算装置か
らの入力信号に応じて前記駆動装置に駆動指令信
号を出力する指令装置が設けられたことを特徴と
する熱変位補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19324381A JPS5894960A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 熱変位補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19324381A JPS5894960A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 熱変位補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894960A JPS5894960A (ja) | 1983-06-06 |
| JPS6128465B2 true JPS6128465B2 (ja) | 1986-06-30 |
Family
ID=16304705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19324381A Granted JPS5894960A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 熱変位補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894960A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3136464B2 (ja) * | 1995-09-22 | 2001-02-19 | オークマ株式会社 | 工作機械の熱変位補正方法 |
| US7191541B1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-03-20 | Hexagon Metrology Ab | Temperature compensation system for a coordinate measuring machine |
| KR101184713B1 (ko) * | 2010-03-31 | 2012-09-20 | 이응석 | 문형방식 공작기계 |
| WO2012082543A2 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-21 | Mag Ias, Llc | Method for automatic compensation of thermal distortion in a gantry machine |
| JP6016568B2 (ja) * | 2012-10-12 | 2016-10-26 | 三菱重工工作機械株式会社 | 門形工作機械 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5357577A (en) * | 1976-11-04 | 1978-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Thermal deviation compensating apparatus |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19324381A patent/JPS5894960A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5357577A (en) * | 1976-11-04 | 1978-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Thermal deviation compensating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5894960A (ja) | 1983-06-06 |
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