JPS63212444A - 横桁水平調整装置 - Google Patents

横桁水平調整装置

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JPS63212444A
JPS63212444A JP4620787A JP4620787A JPS63212444A JP S63212444 A JPS63212444 A JP S63212444A JP 4620787 A JP4620787 A JP 4620787A JP 4620787 A JP4620787 A JP 4620787A JP S63212444 A JPS63212444 A JP S63212444A
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JP
Japan
Prior art keywords
spindle head
girder
circuit
crossbeam
horizontal
Prior art date
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Pending
Application number
JP4620787A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Kawasaki
春夫 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
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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NC門形工作機械において、主軸頭の左右水平
移動による横桁の傾斜及び横桁の上下移動による昇降ね
じの伸びに起因して生ずる横桁の水平精度を補正するた
めの横桁水平調整装置に関する。
従来技術 門形マシニングセンタ、NC立中ぐり盤等のNC門形工
作機械では、コラム前面の摺動面に横桁が案内されて昇
降ねじにより上下位置制御される。
また横桁の前面の摺動面には主軸頭が案内されて水平方
向に位置wi御される。主軸頭が左右に移動した場合、
その重量移動のため傾斜して横桁の水平精度が変動し、
また昇降ねじの負荷或いは横桁の上下位置により昇降ね
じの熱変位及びねじにかかる重量による伸びにより水平
精度が変化する。
また主軸頭が機械中心位置よりずれた位置でNC切削送
り作業を行うとき、その昇降ねじ機構にかかる外力負荷
等によって水平精度が変動し、これが加工精度を劣化さ
せる要因となる。この問題を解決するため左右バランス
シリンダにより油圧Ig整機構が採用されていたが応答
が悪く精度補正が不確実であった。この点を改良したも
のに雌ねじナツト回転方式が考えられている。例えば特
公昭61−1)739号では、コラムに沿って立設固定
されたランクに係合するピニオンを有する上下位置検出
装置が横桁に配設され、そのそれぞれの検出信号に基づ
いて補正駆動装置が左右の昇降ねじと螺合する横桁に設
けた左右のナツトをそれぞれ補正回転させるようになし
ている。更にコラムに固定された基準スケールに書き込
まれた磁気信号等の位置信号を読取器に読取らせてねじ
棒を回転制御するようにした絶対位置検出装置を付加す
ることによって横桁位置検出の精度の向上を図っている
。また差動機構駆動方式が考えられている0例えば特開
昭61−38835号では、昇降ねじの運動駆動装置の
駆動軸に介装された差動歯車装置を使用して差動軸側の
昇降ねじを補正モータによって単独に補正回転させる。
そして左右の昇降ねじを連結する装置の連動比を互いに
変化させて両昇降ねじが同期回転され、横桁位置検出器
と主軸頭位M検出器の検出信号によって差動歯車装置が
作動されて横桁−の傾きを補正している。また横桁水平
精度を上げるためインダクトシン直接検出を併用してい
る。
発明が解決しようとする問題点 前述のように特公昭61−1)739号に開示された従
来技術では横桁に配設されたナツトを回動させることに
よって横桁の水平姿勢を補正し、更に精度を上げるため
インダクトシン直接検出を併用していて、部品点数が増
して高価な測定器を付加するのでコストが増大する問題
がある。また特開昭61−38835号に開示された従
来技術では差動歯車装置を使用して横桁の傾きと上下位
置の補正を併せて行っていて部品が増しコスト上昇の問
題がある。
問題点を解決するための手段 門形工作機械の左右一対のコラム2a、  2bに沿っ
て立設され左右一対の昇降ねじ3a、3bをそれぞれ上
下位置調整用駆動装置5a、5bで別々に回転可能とし
、主軸頭9の左右及び上下の位置データに基づいて補正
量を算出し所要な補正信号により上下位置調整用駆動装
置を個別に作動させて横桁の水平精度を維持するように
したものである。
実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。
第2図は本発明に係る横桁水平調整装置の構成を示した
もので、ベッド1に左右一対のコラム2a。
2bが立設され上端に跨架されたトップビーム5によっ
て門形に形成され、コラム2a、2bの外側に沿うてト
ップビーム5に上端部で回転のみ可能に昇降ねじ3a、
3bが軸承されている。そしてその上端には歯車4a、
4bそれぞれ固着されている。またトップビーム5には
左右一対の上下位置禰整用駆動のNC装置で駆動制御さ
れるサーボモータ6a、6bが固着され、そのサーボモ
ータ軸端に固着された歯車7a、7bは前記歯車4a、
4bにそれぞれ噛合される。更にコラム2a。
2b前面の垂直摺動面に案内されて昇降ねじ3a。
3bの回動により雌ねじを介して上下に移動可能に横桁
8が装架されており、横桁8の前面の水平摺動面に主軸
wI9が摺動可能に装架されている。
そしてこの横桁8の左右の昇降ねじ3a、3bと螺合す
る横桁の左、右の位置を検出する位置検出器12a、1
2bがそれぞれサポモータ6a、6bに設けられている
。主軸頭9は横桁の一端に固着されNC装置で駆動制御
されるサーボモータ10により駆動される送りねじ1)
に雌ねじが噛合され、その回動により横、桁8上を左右
に摺動され、その位置を検出する位置検出器13がサー
ボモータ10に設けられている。
制御線図を示す第1図において、21は位置検出器13
で検出された主軸頭9の現在位置Yから昇降ねじ3a、
3b間1/2の距離Aを減算して中心よりどれだけ右に
あるか左にあるかを算出する減算器である。22は減算
器21の値Y−Aと横桁8の位置指令値Wと、距離A、
主軸頭重量q及び常数に、 との乗算を行い主軸頭位置
に対する昇降ねじ位置における横桁8の傾き量±Δhを
算出する第1乗算回路である。23は横桁重量Qと主軸
頭重量qとの和に常数に、及び横桁8の位置指令値Wと
乗算を行い横桁8.主軸!!I9の重量による昇降ねじ
の伸び量ΔWを算出する第2乗算回路である。24は第
1乗算回路22の算出値±Δhと第2乗算回路23の算
出値ΔWと横桁8の位置指令値Wとを加算して第1昇降
ねじ3a位置における横桁8の補正位置指令値W 1 
aを算出する第1加算回路である。25は第1乗算回路
22の算出値Δhの符号を反転させるインバータ、26
はインバータ25の出力値と第2乗算回路23の算出値
ΔWと横桁8の位置指令値Wとを加算して第2昇降ねじ
3b位置における横桁8の補正位置指令値W 2 aを
算出する第2加算回路である。27は第1加算回路の補
正位置指令値Wlaと位置検出器12aの現在値wlb
とより実際の指令値W1をモータ駆動装置29に出力す
る第1比較回路、28は第2加算回路26の補正位置指
令値W 2 aと位置検出器12bの現在値W2bとよ
り実際の指令値W2をモータ駆動回路30に出力する第
2比較回路である。
作用 横桁8がW位置に、また主軸頭9がY位置に位置決め指
令されたとする。横桁の位置指令値Wにもとづいてサー
ボモータ6a、6bがそれぞれ駆動され横桁8が移動さ
れるとともに主軸頭の位置指令値Yにもとづいて、主軸
頭9が横桁8上で移動される。横桁8の現在値は刻々と
位置検出器12a、12bより、第1比較回路27.第
2比較回路28に出力される。一方主軸!g9の現在値
Yは位置検出器13より減算回路21に出力される。
減算回路21では現在値Yから一定値である昇降ねじ3
a、3b間の172距離Aが減算され第1乗算回路22
に入力される。第1乗算回路22では横桁の位置指令値
W、定数kl、主軸頭重tq及び1/A とにより  
Δh−十に、−w−q・ (Y−A)/Aの乗算が行わ
れ、主軸頭9の位置による昇降ねじ位置の傾き量Δhが
算出される。このΔhは主軸頭が横桁中心より右側位置
で昇降ねじ3aと3bとでは士の符号は逆でありまた中
心より左側位置でまた士逆となり第3図に示すようにな
る。また第2乗算回路23では指令値W、常数に1及び
一定値となる横桁の重量Qと主軸頭重量qとの和Q +
 qとによりΔW−に、−W・ (Q+q)の乗算が行
われ横桁8の移動による昇降ねじの伸び量ΔWが算出さ
れる。
そして傾き量Δh、伸び量ΔW及び横桁指令値Wが第1
加算回路24に入力されW+ΔW±Δhの加算が行われ
て横桁8の補正位置指令値W 1 aが算出され、第1
゛比較回路27において昇降ねじ3aの位置検出器12
aの現在値W ]、 bとが比較されて実際の指令値W
1が駆動回路29に出力されサーボモータ6aが駆動さ
れる。一方傾き量Δhはインバータ25によって符号が
反転され、横桁指令値W、伸び量ΔWとともに第2加算
回路26に入力されW+ΔW Δhの加算が行われ昇降
ねじ3bの補正位置指令値W2aが算出され、第2比較
回路28において昇降ねじ3bの位置検出器12bの現
在値W2bとが比較され実際の指令値W2が駆動回路3
0に出力されサーボモータ6bが駆動される。このよう
にして昇降ねじ3a。
3bの伸び量ΔW、主軸頭9の位置による横桁8の傾き
量±Δhが補正されて横桁8は正確な位置制御が行われ
る。
なお計算の繁雑さ並びにサーボ系の発振を防止するため
、演算にあたって10桁以上の数値、即ちIota単位
以上の数値を使用する。また主軸頭の上下及び左右の位
置による昇降ねじの伸び及びその変動を補正する実際の
挙動は第4図の如き曲線で示されるが、伸びの変動Δh
は微少量であり、且つ左右一対のサーボモータに同量逆
方向に与えられことによって所要の目的が達成されえる
ので、第4図の曲線を一次式で近イ以しても精度上には
殆ど問題がない。なお第4図<a>は横桁が比較的上部
の位置にある場合の挙動を、(b)は横桁が比較的下部
の位1にある場合の挙動を示す図である。
効果 以上詳述したように本発明は横桁、主軸頭の上下及び主
軸頭の左右の位置データに基づいて横桁の水平位置補正
が行われるので、横桁の所要水平精度の維持が可能とな
り、横桁昇降持主軸頭の位置を機械中央に限定する必要
がなくなり、またW軸の切削送り作業に支障があったが
主軸頭の任意の位置においてW軸によるNC切削送り作
業を正確に行うことが可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は制御線図、第2図は工作機械の説明図、第3図
は第2図の作用説明図、第4図は主軸頭の位置による横
桁の挙動を示す説明図である。 3a、3b・・昇降ねじ 6a、6b、10=サーボモータ 8・・横桁     9・・主軸頭 12a、12b、13・・位置検出器 21・・減電回路  22・・第1乗算回路23・・第
2乗算回路 24・・第1加算回路  25・・インバータ26・・
第2加算回路 27・・第1比較回路28・・第2比較
回路 62図 fJ4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)左右一対のコラム前面の摺動面に案内され左右一
    対の昇降ねじにより上下移動制御される横桁と、該横桁
    の前面摺動面に案内され駆動装置により水平移動される
    主軸頭を有するNC門形工作機械において、前記横桁の
    左右一対の昇降ねじを別々に回転させるそれぞれの駆動
    装置と、前記横桁の左右昇降ねじ部位の上下位置を検出
    するそれぞれの位置検出器と、前記主軸頭の現在の水平
    位置を検出する位置検出器と、前記主軸頭の水平位置デ
    ータを関数として一方の昇降ねじの補正量を算出する演
    算手段と、同じく前記主軸頭の水平位置データを関数と
    して他方の昇降ねじの補正量を算出する演算手段と、該
    それぞれの補正量にもとづきそれぞれの昇降ねじの前記
    駆動装置を駆動する補正指令手段とを含み、前記主軸頭
    の水平位置データにもとづいて横桁の水平精度を維持す
    るように補正することを特徴とする横桁水平調整装置。
JP4620787A 1987-02-27 1987-02-27 横桁水平調整装置 Pending JPS63212444A (ja)

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