JPS6352939A - 縦の案内路の中に相対的に動くことのできる二つの機械部分の熱膨張を補正する装置 - Google Patents
縦の案内路の中に相対的に動くことのできる二つの機械部分の熱膨張を補正する装置Info
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- JPS6352939A JPS6352939A JP62200131A JP20013187A JPS6352939A JP S6352939 A JPS6352939 A JP S6352939A JP 62200131 A JP62200131 A JP 62200131A JP 20013187 A JP20013187 A JP 20013187A JP S6352939 A JPS6352939 A JP S6352939A
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Classifications
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- 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
- B23Q11/0003—Arrangements for preventing undesired thermal effects on tools or parts of the machine
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明は、縦の案内路の中に相対的にｆ）Ｊ＜ことので
きる二つの機械部分の熱膨張を補正する装置に向けられ
、前記装置は、測定目盛りを有する物差しを支えるため
に、動くことのできる機械部分の上に縦に置かれた支持
棒を含み、また静止した機械部分の十に取り付けられた
電気光りｉ・走査ヘッドを含／υでいる。
きる二つの機械部分の熱膨張を補正する装置に向けられ
、前記装置は、測定目盛りを有する物差しを支えるため
に、動くことのできる機械部分の上に縦に置かれた支持
棒を含み、また静止した機械部分の十に取り付けられた
電気光りｉ・走査ヘッドを含／υでいる。
口、従来の技術と問題点
現代の機械装置、特にプログラム制御される工作機械に
ついてなされる高い精度の要求を満たまために、使用さ
れる測定装置ができるだけ誤りなく、ぞして変化する作
動状況と無関係に作動Ｊることが必要である。測定装置
の汚染をできるだけ防ぐために、これら装置は普通、機
械の作動範囲から全く遠くに置かれる。しかし、例えば
始動中、はぼ一定の作動温度に達するまで起こる温度変
化によって生じる個々の機械部分の熱膨張ダｊ宋により
、移動がそれによってワークスピンドルまたは機械加工
工具と測定装置の間に引き起こされる。
ついてなされる高い精度の要求を満たまために、使用さ
れる測定装置ができるだけ誤りなく、ぞして変化する作
動状況と無関係に作動Ｊることが必要である。測定装置
の汚染をできるだけ防ぐために、これら装置は普通、機
械の作動範囲から全く遠くに置かれる。しかし、例えば
始動中、はぼ一定の作動温度に達するまで起こる温度変
化によって生じる個々の機械部分の熱膨張ダｊ宋により
、移動がそれによってワークスピンドルまたは機械加工
工具と測定装置の間に引き起こされる。
ＤＥ−ＰＳ第２．４５０．３２２号は、実際の物差しを
支えるひずみ棒が、温度変化にさらされるスライド、例
えば主軸台の側壁の上にびつＩこり係合した取り（４り
られた、工作機械の−・部分の熱膨張を補正りるための
特定の種類の装置を開示している。前記ひずみ捧の材料
は、それぞれ起こる温度範囲内で、ひずみ棒の熱膨張が
スライドのしのよりある吊だ（〕大きくなるように選ば
れる。ひずみ棒の後端は、スライドすなわち主軸台の後
端の−［に固く取り（−１ｉ〕られ、その役端は少しだ
け加熱される。例えば始りｊ中、スライドリ゛４【わら
主軸台が加熱されると、ひずみ棒の増加した伸び１ま、
スライドの先に突出する機械部分、例えばｔ、 ４１１
台に取り付けられた垂直フライスヘッドの伸びを補正し
、その伸びは測定装置によって直接検出されることはで
きない。静止した機械部分に固く取り付けられｌζ走査
ヘッドの、目盛りを右づる物差しは、加熱される部分に
ついて物差しを絶縁し、ぞして前記物差しの熱膨張を防
ぐように意図された熱絶縁中間層の使用によって、その
前端でひずみ棒の前端に固く取り付けられている。
支えるひずみ棒が、温度変化にさらされるスライド、例
えば主軸台の側壁の上にびつＩこり係合した取り（４り
られた、工作機械の−・部分の熱膨張を補正りるための
特定の種類の装置を開示している。前記ひずみ捧の材料
は、それぞれ起こる温度範囲内で、ひずみ棒の熱膨張が
スライドのしのよりある吊だ（〕大きくなるように選ば
れる。ひずみ棒の後端は、スライドすなわち主軸台の後
端の−［に固く取り（−１ｉ〕られ、その役端は少しだ
け加熱される。例えば始りｊ中、スライドリ゛４【わら
主軸台が加熱されると、ひずみ棒の増加した伸び１ま、
スライドの先に突出する機械部分、例えばｔ、 ４１１
台に取り付けられた垂直フライスヘッドの伸びを補正し
、その伸びは測定装置によって直接検出されることはで
きない。静止した機械部分に固く取り付けられｌζ走査
ヘッドの、目盛りを右づる物差しは、加熱される部分に
ついて物差しを絶縁し、ぞして前記物差しの熱膨張を防
ぐように意図された熱絶縁中間層の使用によって、その
前端でひずみ棒の前端に固く取り付けられている。
しかしこの補正装置では、ひずみ棒がぞのＦＪ Ｑ８で
のみ機械部分に固定して接合される一方、その前端は主
軸台の上に取り付けられた案内装置の中にただ保持され
るということにより、問題が起こる。ひずみ棒はしたが
って、縦の方向に相対的に動くことができるように機械
部分に１ｇ触するので、ひずみ棒の全長に沿う連続づる
確実な接触はｊヱ成されることができず、こうして機械
部分く主軸台）とひずみ棒の間の正確に決められない熱
伝達に終わる。特に、機械的に比較的にたわみゃすい材
料、すなわちアルミニウムで作られたひずみ棒の形の変
化により、組み立てるとすぐ、または作動中、機械部分
との連続する表面接触は妨げられ、こうして熱伝達の、
したがって前記棒のひずみの性質の、重要な変化に終わ
る危険がある。そのうえ、それぞれのひずみ棒の長さの
寸法も、異なる機械部分または機械のタイプに合わされ
ねばならない。
のみ機械部分に固定して接合される一方、その前端は主
軸台の上に取り付けられた案内装置の中にただ保持され
るということにより、問題が起こる。ひずみ棒はしたが
って、縦の方向に相対的に動くことができるように機械
部分に１ｇ触するので、ひずみ棒の全長に沿う連続づる
確実な接触はｊヱ成されることができず、こうして機械
部分く主軸台）とひずみ棒の間の正確に決められない熱
伝達に終わる。特に、機械的に比較的にたわみゃすい材
料、すなわちアルミニウムで作られたひずみ棒の形の変
化により、組み立てるとすぐ、または作動中、機械部分
との連続する表面接触は妨げられ、こうして熱伝達の、
したがって前記棒のひずみの性質の、重要な変化に終わ
る危険がある。そのうえ、それぞれのひずみ棒の長さの
寸法も、異なる機械部分または機械のタイプに合わされ
ねばならない。
主軸台の熱膨張を補正するために、ＤＥ−ＰＳ第１．０
１０，８０２号から、ひずみ棒を主軸台に平行に備え、
そして温度が変化すると仝↑主軸台たはそれを支える機
械部分がひずみ棒の相当する熱膨張によって移動さけら
れるように、ひずみ棒を片側で機械台に、そして反対側
で主軸台を支える機械部分に、固く固定りることが知ら
れている。この補正波Ｆｊは、ひずみ棒が機械そのもの
の中に組み込まれているので、きわめて費用がかがる。
１０，８０２号から、ひずみ棒を主軸台に平行に備え、
そして温度が変化すると仝↑主軸台たはそれを支える機
械部分がひずみ棒の相当する熱膨張によって移動さけら
れるように、ひずみ棒を片側で機械台に、そして反対側
で主軸台を支える機械部分に、固く固定りることが知ら
れている。この補正波Ｆｊは、ひずみ棒が機械そのもの
の中に組み込まれているので、きわめて費用がかがる。
この補正菰る“で工作機械をレト「Ｊフィッｌ−するこ
とは不可能である。
とは不可能である。
ハ１問題点を解決１Ｊるための手段
本発明の１］的は、縦の案内路の中に相対的に動くこと
のできる二つの）１械部分の、特にフライス盤の台の上
の主軸台の熱膨張を補正する装置８１１１ることであり
、その装置は、命中な設乙１であるとはいえ、改良され
た応答とより高い補ｉ［粘度で作動づる。
のできる二つの）１械部分の、特にフライス盤の台の上
の主軸台の熱膨張を補正する装置８１１１ることであり
、その装置は、命中な設乙１であるとはいえ、改良され
た応答とより高い補ｉ［粘度で作動づる。
ＩＳ訂請求の範囲の前文に述べた特徴に関連する特定の
［１的【、１、動くことのＣきる機械部分に固く取りイ
・Ｈ）られた支１４棒が、関係温度範囲内で無視でさる
熱膨張を示す材料から成ること、支持棒の前端が、ｆａ
Ｊ＜ことのできる機械部分の前Ｑ３ｉに固く取り（＝Ｊ
けられ、そして前記外の後端が、動くことのできる機械
部分の上に可動に案内されること、および物差しの後端
が支持棒の後端に固定して取り付けられることで、本発
明によって解決される。
［１的【、１、動くことのＣきる機械部分に固く取りイ
・Ｈ）られた支１４棒が、関係温度範囲内で無視でさる
熱膨張を示す材料から成ること、支持棒の前端が、ｆａ
Ｊ＜ことのできる機械部分の前Ｑ３ｉに固く取り（＝Ｊ
けられ、そして前記外の後端が、動くことのできる機械
部分の上に可動に案内されること、および物差しの後端
が支持棒の後端に固定して取り付けられることで、本発
明によって解決される。
動くことのできる機械部分の前端部分と支持棒の間の固
い接続により、支持棒は、加熱されると前の方向に膨張
する機械部分によっていっしょに持って行かれる。支持
棒そのものは関係範囲内の温度変化に抵抗し、したがっ
てほぼ一定の長さを有するので、その後端に固定された
物差しは、正確に機械部分の熱仲艮のｍだけ移動させら
れ、こうして機械部分の熱膨張の正確な補正となる。ま
た、前記動くことのできる機械部分に取り付けられたも
う一つの機械部材、例えばそのような部材の熱膨張が直
接検出されることのできない、主軸台に取り付けられた
垂直のフライスヘッドの熱膨張を考慮するために、後端
を支持棒の後端に固定して接続された物差しの比較的に
小さい伸びが、本発明によって利用される。機械部分と
支持棒の間の熱伝達が、支持棒の良さは選ばれた材料に
より関係温度範囲内でほぼ不変にとどまるので、また全
支持棒は機械部分の膨張する端部によって、いっしょに
持って行かれるので、補正の正確さに■要な影響を持た
ないことは、この補正装置の本質的利点である。
い接続により、支持棒は、加熱されると前の方向に膨張
する機械部分によっていっしょに持って行かれる。支持
棒そのものは関係範囲内の温度変化に抵抗し、したがっ
てほぼ一定の長さを有するので、その後端に固定された
物差しは、正確に機械部分の熱仲艮のｍだけ移動させら
れ、こうして機械部分の熱膨張の正確な補正となる。ま
た、前記動くことのできる機械部分に取り付けられたも
う一つの機械部材、例えばそのような部材の熱膨張が直
接検出されることのできない、主軸台に取り付けられた
垂直のフライスヘッドの熱膨張を考慮するために、後端
を支持棒の後端に固定して接続された物差しの比較的に
小さい伸びが、本発明によって利用される。機械部分と
支持棒の間の熱伝達が、支持棒の良さは選ばれた材料に
より関係温度範囲内でほぼ不変にとどまるので、また全
支持棒は機械部分の膨張する端部によって、いっしょに
持って行かれるので、補正の正確さに■要な影響を持た
ないことは、この補正装置の本質的利点である。
本発明の別の改善は、サブクレームから明らかになるで
あろう。
あろう。
補正の正確さは、走査ヘッドが、関係温度範囲内でほと
んど熱膨張を示さず、したがって一定の長さを有する、
もう一つの支持棒の自由端に固く取り付けられるという
特徴によって、先行技術についてさらに著しく改善され
ている。支持棒の他端は、静止した機械部分に、膨張に
ついて中立であるその平面内に固く取り付けられている
。一対称的に設計された機械部分の場合、この平面は、
静止した機械部分のいかなる熱膨張も走査ヘッドの位置
に影響しないように、中心平面に相当している。
んど熱膨張を示さず、したがって一定の長さを有する、
もう一つの支持棒の自由端に固く取り付けられるという
特徴によって、先行技術についてさらに著しく改善され
ている。支持棒の他端は、静止した機械部分に、膨張に
ついて中立であるその平面内に固く取り付けられている
。一対称的に設計された機械部分の場合、この平面は、
静止した機械部分のいかなる熱膨張も走査ヘッドの位置
に影響しないように、中心平面に相当している。
二、実施例
以下に本発明の一実施例を、補正装置を含む万能フライ
ス盤の上方部分を示す概略側面図である図面について詳
細に説明する。
ス盤の上方部分を示す概略側面図である図面について詳
細に説明する。
台１の上に、主軸台２は、電動機で駆動される運動のた
めに水平の案内路３の中に案内される。
めに水平の案内路３の中に案内される。
回転可能に駆動される水平のスピンドル４は、主軸台２
の中に支えられている。垂直の方向に機械加工作業を行
なうために、駆動される垂直のスピンドル６を有する垂
直のフライスヘッド５（破線で示す）は、それ自体知ら
れているように、主軸台２の前面に取り付けられること
ができる。
の中に支えられている。垂直の方向に機械加工作業を行
なうために、駆動される垂直のスピンドル６を有する垂
直のフライスヘッド５（破線で示す）は、それ自体知ら
れているように、主軸台２の前面に取り付けられること
ができる。
支持棒８は、固定装置７によって主軸台２の前端部分に
ボルトによって固く取り付ｔプられている。
ボルトによって固く取り付ｔプられている。
平常の温度と８０℃の間に起こる温度範囲内で、前記支
持棒は実際に伸ばされもせず、またいかなる形の変化も
受けない。適当な母体の中の束にされた炭素！ｌ維は、
前記支持棒８の材料として適することがわかった。支持
棒８の後端は、滑り道１０に沿って縦に動くために主軸
台２の上に保持され、そして固定装置１１によって物差
し１２の後端にボルトで締められている。図示の実施例
では、支持棒８はその全長に沿って中空の物差し１２を
通って突き出し、滑り道１３は、物差し１２の前端に、
両部材の間に備えられている。物差し１２は、主軸台２
の側壁の上の板ばね１４，１５がらつるされており、前
記板ばねは平常の作動中、物差し１２にある後方へ向け
られたばねの力を加え、ぞして作動中に生じる振動を弱
める。
持棒は実際に伸ばされもせず、またいかなる形の変化も
受けない。適当な母体の中の束にされた炭素！ｌ維は、
前記支持棒８の材料として適することがわかった。支持
棒８の後端は、滑り道１０に沿って縦に動くために主軸
台２の上に保持され、そして固定装置１１によって物差
し１２の後端にボルトで締められている。図示の実施例
では、支持棒８はその全長に沿って中空の物差し１２を
通って突き出し、滑り道１３は、物差し１２の前端に、
両部材の間に備えられている。物差し１２は、主軸台２
の側壁の上の板ばね１４，１５がらつるされており、前
記板ばねは平常の作動中、物差し１２にある後方へ向け
られたばねの力を加え、ぞして作動中に生じる振動を弱
める。
光学ＲＶ３２１をｌｉ シ、そしてプログラム制御ユニ
ッ１−−図示せず−に電気的に接続された走査ヘッド２
０は、物差し１２の上の測定目盛りを走査するために使
用される。走査ヘッド２ｏのケーシングは、板ばね２２
．２３によって台１の側壁に固く取り付けられている。
ッ１−−図示せず−に電気的に接続された走査ヘッド２
０は、物差し１２の上の測定目盛りを走査するために使
用される。走査ヘッド２ｏのケーシングは、板ばね２２
．２３によって台１の側壁に固く取り付けられている。
そのうえ、走査ヘッド２０は、支持棒８と同じ材料で作
られ、そして関係温度範囲内でほと／υど膨張を示さな
い、もう一つの支１４棒２４の一端に固く接続されてい
る。図示の実施例では、前記支持棒２４の他端は固定装
置２５によって、伸びについて中立である台１の平面内
に固く取り付けられている。
られ、そして関係温度範囲内でほと／υど膨張を示さな
い、もう一つの支１４棒２４の一端に固く接続されてい
る。図示の実施例では、前記支持棒２４の他端は固定装
置２５によって、伸びについて中立である台１の平面内
に固く取り付けられている。
前記の熱膨張補正装置は、次のように作ＩＪする。
主軸台２が始動中、平常の温度から、特にその前方部分
でその作動温度（約５０℃）に力Ｕ熱されるとき、使用
される工具の作用点は、水平のスピンドル４とともに作
動すると、または垂直のスピンドル６と共に作動する時
にスピンドル軸線は熱膨張ににり図面に見られるように
左の方へ数十分の一ミリの吊だけ移動させられる。前端
をワークスピンドルの近くに有する支持棒８は、固定装
置７によって主軸台２に固く取り付けられているので、
支持棒は伸ばされるとき、主軸台によっていっしょに持
って行かれる。支持棒８の温度変化に対する抵抗により
、支持棒の後端は、その上に取り付けられた物差し１２
とともに、物差し１２の上の測定目盛りも主軸台の伸び
の方向に初かされるように、同じ吊だ１プ滑り道１０の
中に移動させられる。マシンテーパーを含む、水平のス
ピンドルの中に挿入される工具、またはスピンドルヘッ
ドの上の付属物を含む、垂直のヘッド５のきわめて小さ
い伸びの補正は、上記のＩｆｆによって十分に考慮され
ていない。しかしこの伸びは、物差し１２の比較的に小
さい熱膨張によって補正され、物差しは図面ｌ、：兄ら
れるように、その右端で支持棒８に固く取り付けられて
、測定目盛りを主軸台の伸びの方向にさらに少し移動さ
せる。
でその作動温度（約５０℃）に力Ｕ熱されるとき、使用
される工具の作用点は、水平のスピンドル４とともに作
動すると、または垂直のスピンドル６と共に作動する時
にスピンドル軸線は熱膨張ににり図面に見られるように
左の方へ数十分の一ミリの吊だけ移動させられる。前端
をワークスピンドルの近くに有する支持棒８は、固定装
置７によって主軸台２に固く取り付けられているので、
支持棒は伸ばされるとき、主軸台によっていっしょに持
って行かれる。支持棒８の温度変化に対する抵抗により
、支持棒の後端は、その上に取り付けられた物差し１２
とともに、物差し１２の上の測定目盛りも主軸台の伸び
の方向に初かされるように、同じ吊だ１プ滑り道１０の
中に移動させられる。マシンテーパーを含む、水平のス
ピンドルの中に挿入される工具、またはスピンドルヘッ
ドの上の付属物を含む、垂直のヘッド５のきわめて小さ
い伸びの補正は、上記のＩｆｆによって十分に考慮され
ていない。しかしこの伸びは、物差し１２の比較的に小
さい熱膨張によって補正され、物差しは図面ｌ、：兄ら
れるように、その右端で支持棒８に固く取り付けられて
、測定目盛りを主軸台の伸びの方向にさらに少し移動さ
せる。
作り［１度への加熱、ならびに作動中の温度変化は、主
軸台２に限定されずに、台１の中にｂ起こる。主軸台２
の縦の方向に効力のある台１の熱膨張は、現代の工ｆ１
機械の正確さの高い要求にかんがみて無視されてはなら
ず、そして走査ヘッド２０を台１の中心の平面内に固定
された別の支持棒２４の上に取り付けることによって、
その実施例によって補正される。
軸台２に限定されずに、台１の中にｂ起こる。主軸台２
の縦の方向に効力のある台１の熱膨張は、現代の工ｆ１
機械の正確さの高い要求にかんがみて無視されてはなら
ず、そして走査ヘッド２０を台１の中心の平面内に固定
された別の支持棒２４の上に取り付けることによって、
その実施例によって補正される。
木弁明は、図示の実施例に限られない、、例えば？５差
し１２は、主軸台２の側壁に直接、大ぎな表面で接触す
ることができるか、または主軸台２）〕−ら物差し１２
に制御された熱伝遼を生じさせるように、中間層が物差
し１２と主軸台２の側壁との間に備えられることができ
る。後者の特徴は、異なる良さの主軸台、または他の機
械部分のために全く同じ長さの物差しを使用することと
、主軸台の望みの部分にそれらを置くことを可能にする
。
し１２は、主軸台２の側壁に直接、大ぎな表面で接触す
ることができるか、または主軸台２）〕−ら物差し１２
に制御された熱伝遼を生じさせるように、中間層が物差
し１２と主軸台２の側壁との間に備えられることができ
る。後者の特徴は、異なる良さの主軸台、または他の機
械部分のために全く同じ長さの物差しを使用することと
、主軸台の望みの部分にそれらを置くことを可能にする
。
ざらに、支持棒２４はまた、その前端で台１の前縁に直
接固く取り付けられてもよく、それによって、支持棒２
４の適当な艮ざにより、走査ヘッド２ｏは物差し１２の
選ばれた位置によって、望むように置かれることができ
る。物差しと走査ヘッドの配貨を反対にすることも可能
であり、その場合、走査ヘッドは主軸台の上に取り付け
られる一方、物差しは台の上に取り付ｔＪられる。
接固く取り付けられてもよく、それによって、支持棒２
４の適当な艮ざにより、走査ヘッド２ｏは物差し１２の
選ばれた位置によって、望むように置かれることができ
る。物差しと走査ヘッドの配貨を反対にすることも可能
であり、その場合、走査ヘッドは主軸台の上に取り付け
られる一方、物差しは台の上に取り付ｔＪられる。
図面は、補正表ｄを含む万能フライス盤の上方部分を示
す、概略側面図である。 図面の符号１は「静止した機械部分」または「台」、２
は「動くことのできる機械部分」または「主軸台」、３
は「案内路」、８は１支持棒」、１２４よｒｖＪ３差し
」、２０は「電気工学走査ヘッド」、２４は「もう一つ
の支持棒」を承り。
す、概略側面図である。 図面の符号１は「静止した機械部分」または「台」、２
は「動くことのできる機械部分」または「主軸台」、３
は「案内路」、８は１支持棒」、１２４よｒｖＪ３差し
」、２０は「電気工学走査ヘッド」、２４は「もう一つ
の支持棒」を承り。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3627546A DE3627546C1 (de) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | Vorrichtung zur Kompensation der Waermedehnung zweier relativ bewegbarer Maschinenteile |
| DE3627546.8 | 1986-08-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352939A true JPS6352939A (ja) | 1988-03-07 |
Family
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Patent Citations (1)
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