KR101344892B1 - 공작 기계 - Google Patents

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아츠시 나카가와
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무라다기카이가부시끼가이샤
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Abstract

제 1 기준위치(P1)에 대한 주축 반경방향의 주축 축심 위치(O)를 계측하는 주축측 위치 계측 수단(20)과, 제 2 기준위치(P2)에 대한 절삭공구대(7)의 위치를 계측하는 절삭공구측 위치 계측 수단(30)을 설치한다. 주축측 위치 계측 수단(20)은, 주축 반경방향으로 연장되는 스케일(21) 및 판독부(22)로 이루어지며, 스케일 기저단 및 판독부(22) 중 어느 일방을 주축대(5) 등의 주축 축심(O) 부근에 설치하고, 타방을 제 1 기준위치(P1)에 설치한다. 절삭공구측 위치 계측 수단(30)은, 스케일(31)의 기저단 및 판독부(32) 중 어느 일방을 절삭공구대(7) 등에 설치하고, 타방을 제 2 기준위치(P2)에 설치한다.

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}
본 출원은, 2009년 11월 2일에 출원된 일본국 특허출원 제2009-251736호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.
본 발명은, 선반, 드릴, 연삭반 등의 공작 기계, 특히 열변위 보정 등을 위한 계측 기능을 구비한 공작 기계에 관한 것이다.
선반 등의 공작 기계에서는, 절삭열이나 기계운전에 따른 각 부위의 발열때문에, 베드나 다른 각 부위의 열팽창, 열변형이 생긴다. 이러한 열팽창, 열변형은, 가공 정밀도의 저하로 이어진다. 냉각장치를 장비하여 그 대책으로 삼는 경우도 있지만, 열팽창을 충분히 억제하려면 냉각장치의 규모가 커지며, 또한 냉각만으로는 가공 정밀도를 확보할 수 없다. 이 때문에, 종래부터, 열팽창을 계측하여 공구의 절삭량 등의 열변위 보정을 행하는 것이 다양하게 제안되어 있다.
예컨대, 특허문헌 1에 기재된 공작 기계는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 주축대(51)가 베드(52) 상에 위치고정되고, 절삭공구대(tool post; 53)를 탑재한 이송대(54)가 주축 반경방향(X축 방향)으로 이동가능하게 설치된 선반으로서, 주축대(51)에 부착되어 주축 반경방향으로 연장되는 스케일(55)을, 이송대(54)에 부착된 판독부(56)에서 판독함으로써, 절삭공구대(53)의 주축 반경방향에 있어서의 위치를 계측한다. 상기 절삭공구대(53)의 주축 반경방향 위치의 계측값은, 열변위 등에 의해 변화된다. 따라서, 계측값에 따라 절삭공구대(53)의 공구(57)의 절삭량 등을 보정함으로써, 항상 적정한 가공 정밀도를 확보한다.
일본 특허공개공보 제2002-144191호
특허문헌 1과 같이, 주축대(51)와 이송대(54) 간의 상대위치만을 계측하는 것으로는, 이송대(54)에 대한 절삭공구대(53)의 열변위가 생겼을 경우에, 주축 축심과 공구(57) 간의 거리에 오차가 생긴다. 또한, 특허문헌 1의 공작 기계는, 주축대(51)와 절삭공구대(53)의 이송대(54)가 주축 반경방향으로 나란히 배치되어, 항상 양자의 주축 축심방향(Z축 방향)의 위치 관계가 동일하기 때문에, 주축대(51)에 부착한 스케일(55)을 이송대(54)에 부착한 판독부(56)에서 판독할 수 있다. 그러나, 절삭공구대가 주축 반경방향 및 주축 축심방향의 양방으로 이동하는 구성을 가지는 공작 기계의 경우, 주축대와 이송대와의 주축 축심방향의 위치 관계가 항상 동일하지는 않기 때문에, 상기와 같이 스케일 및 판독부를 설치할 수 없다. 절삭공구대의 위치가 고정되고, 주축대가 주축 반경방향 및 주축 축심방향의 양방으로 이동하는 구성을 가지는 공작 기계의 경우도 마찬가지이다. 또한, 주축대 및 절삭공구대가, 주축 반경방향과 주축 축심방향으로 각각 개별적으로 이동하는 구성을 가지는 공작 기계의 경우도, 마찬가지이다.
본 발명의 목적은, 주축의 축심과 공구의 날끝 간의 주축 반경방향의 거리를 고정밀도로 계측하여, 보정할 수 있어, 기계정밀도를 좌우하는 최대의 요인인 기계의 사이즈 변화에 대한 처치가 가능하여, 가공 정밀도의 향상을 도모할 수 있는 공작 기계를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 공작 기계에 설치되는 계측 수단을, 주축대 또는 절삭공구대의 이동에 대응하여 필요한 위치 계측을 행할 수 있는 구성으로 하는 동시에, 가능한 한 저비용으로 제작할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 기계의 사이즈 변화에 대해, 주축의 축심과 공구의 날끝 간의 거리를 고정밀도로 보정할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 기본 구성에 따른 공작 기계는, 작업물을 파지(把持)하는 척을 선단(先端)에 가지는 주축을 회전가능하게 지지한 주축대와, 공구가 부착된 절삭공구대를, 서로 주축 반경방향과 주축 축심방향으로 상대적으로 이동가능하게 베드에 설치한 공작 기계로서,
상기 주축 반경방향으로 연장되는 스케일 및 상기 스케일을 판독하는 판독부로 이루어지며, 상기 스케일의 기저단(基端) 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대 또는 상기 주축대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 제 1 기준위치에 설치되어 상기 제 1 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 주축 축심 위치를 계측하는 주축측 위치 계측 수단과,
상기 주축 반경방향으로 연장되는 스케일 및 상기 스케일을 판독하는 판독부로 이루어지며, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대 또는 상기 절삭공구대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 설치되고, 타방이 제 2 기준위치에 설치되어 상기 제 2 기준위치에 대한 상기 절삭공구대의 위치를 계측하는 절삭공구측 위치 계측 수단을 설치하고,
상기 제 1 기준위치와 제 2 기준위치를 상기 주축 반경방향에 대해 서로 위치가 고정되도록 하고,
상기 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 상기 주축 반경방향에 있어서의 상기 주축 축심과 절삭공구대 간의 거리인 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산하거나, 또는 상기 주축대와 절삭공구대 간의 주축 반경방향의 상대이동량의 보정에 이용하는 값을 연산하는 연산 수단을 설치하였다.
상기의 구성에 의하면, 주축측 위치 계측 수단에 의해, 제 1 기준위치에 대한 주축 반경방향의 주축 축심 위치를 계측할 수 있으며, 또한 절삭공구측 위치 계측 수단에 의해, 제 2 기준위치에 대한 절삭공구대의 위치를 계측할 수 있다. 제 1 기준위치와 제 2 기준위치는 서로 위치가 고정되어 있어, 위치관계가 변화하지 않는다. 따라서, 상기 주축측 위치 계측 수단의 상기 판독값과 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터, 주축 반경방향에 있어서의 주축 축심과 절삭공구대 간의 거리인 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산할 수 있다.
이와 같이, 주축 축심 위치 및 절삭공구대의 위치의 양방을 계측하도록 하였기 때문에, 주축 축심·날끝 간 상대거리를 고정밀도로 계측할 수 있다. 즉, 주축 축심 위치 및 절삭공구대의 위치는, 모두 베드나 베드 상의 기계부분의 열변위에 따라 변화한다. 상기 양방의 위치의 열변위를 계측하므로, 주축 축심·날끝 간 상대거리를 고정밀도로 계측할 수 있다.
또한, 주축측 위치 계측 수단은, 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 주축대 또는 상기 주축대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 있어서의 주축 축심의 부근에 설치되기 때문에, 주축 축심으로부터 벗어난 위치에 스케일이나 판독부가 설치되는 경우와 달리, 그 벗어난 범위에서의 기계의 열변위 등의 영향을 피해 계측할 수 있다. 이 때문에, 보다 양호한 정밀도로 계측할 수 있다.
이와 같이, 주축의 축심과 공구의 날끝 간의 주축 반경방향의 거리를 고정밀도로 계측할 수 있어, 기계정밀도를 좌우하는 최대의 요인인 기계의 사이즈 변화에 대한 처치가 가능하여, 가공 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 연산 수단은, 주축 축심·날끝 간 상대거리의 연산에 한정되지 않고, 주축대와 절삭공구대 간의 주축 반경방향의 이동량의 보정에 이용하는 값을 연산하는 것이어도 좋다. 이 경우도, 주축 축심 위치 및 절삭공구대의 위치의 양방을 계측하도록 하였기 때문에, 고정밀도의 보정이 가능하여, 가공 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
참고로, 상기한 「상기 제 1 기준위치와 제 2 기준위치를 상기 주축 반경방향에 대해 서로 위치 고정」이란, 주축 반경방향에 있어서의 제 1 기준위치와 제 2 기준위치 간의 상대적인 위치 관계가 변하지 않고 고정적인 것을 의미하는 것으로, 제 1 기준위치와 제 2 기준위치가 함께 주축 반경방향으로 이동해도 된다. 단, 제 1 기준위치와 제 2 기준위치는, 기계의 열변위에 따라서는 변화한다. 이 때문에, 제 1 기준위치와 제 2 기준위치는, 상기 주축 반경방향에 대해, 서로 반드시 일치하지는 않아도 되지만, 열변위의 영향을 무시할 수 있는 적당히 근접한 위치, 또는 열변위의 영향을 고정밀도로 보정할 수 있을 정도로 근접한 위치인 것이 바람직하다.
본 발명의 공작 기계는, 주축대와 절삭공구대 중 어느 것을 어느 방향으로 이동시키도록 한 구성인지에 따라, 다음의 제 1∼제 5 양태의 공작 기계로 대별된다. 이러한 제 1∼제 5 양태의 공작 기계는, 모두 본 발명의 상기 기본 구성을 구비한다.
본 발명의 제 1 양태의 공작 기계는, 상기 기본 구성에 있어서, 상기 주축대가, 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치된 이송대에, 주축 축심방향으로 이동가능하게 탑재되고, 상기 절삭공구대가 상기 베드 상에 위치가 고정되도록 설치된 형식이다. 상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 이송대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 베드 상에 위치가 고정되는 제 1 기준위치에 설치된다. 상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 베드 상에 위치가 고정되는 제 2 기준위치에 설치된다.
이러한 제 1 양태의 경우, 주축측 위치 계측 수단의 스케일의 눈금을 판독부에서 판독한 값은, 이송대가 이동한 위치에 따라 변하며, 베드 등의 열변위에 따라 변하는데, 제 1 기준위치와 주축 축심 간의 현재의 실제 거리가 판독값이 된다. 절삭공구측 위치 계측 수단의 계측값은, 본래는 일정한 값이 되지만, 기계의 열변위가 있으면, 그 변위가 가해진 값이 되며, 제 2 기준위치에 대한 절삭공구대의 위치, 나아가서는 절삭공구대에 부착된 공구의 날끝 위치의 현재의 실제값을 나타낸다. 제 1 기준위치와 제 2 기준위치는, 서로 위치가 고정되어 있다. 이 때문에, 상기 연산 수단에 의해, 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산함으로써, 고정밀도로, 열변위 등을 포함하는 실제의 주축 축심·날끝 간 상대거리를 구할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태의 공작 기계는, 상기 기본 구성에 있어서, 상기 주축대가 베드 상에 위치가 고정되도록 설치되고, 상기 절삭공구대가, 상기 베드 상에 반경방향 이송대 및 축방향 이송대를 통해 설치되며, 상기 반경방향 이송대는 상기 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 축방향 이송대는 상기 반경방향 이송대 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 탑재되고, 상기 절삭공구대는 상기 축방향 이송대에 탑재된 형식이다. 상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 반경방향 이송대 상의 위치가 되는 제 1 기준위치에 설치된다. 상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 축방향 이송대 상의 위치가 되는 제 2 기준위치에 설치된다.
상기 제 2 양태의 경우, 제 1 기준위치는 반경방향 이송대 상의 위치가 되고, 제 2 기준위치는 축방향 이송대 상의 위치가 되는데, 축방향 이송대는 반경방향 이송대 상에 축방향 이동이 가능하게 설치되어 있기 때문에, 제 1 기준위치와 제 2 기준위치는, 서로 함께, 반경방향 이송대와 같이 이동하게 되어, 제 1 기준위치와 제 2 기준위치 간의 상대위치는 고정적이다. 반경방향 이송대의 이동에 의해, 주축 축심에 대해 절삭공구대가 이동하는데, 반경방향 이송대의 실제 위치가 주축측 위치 계측 수단에 의해 계측되어, 반경방향 이송대에 대한 절삭공구대의 기계 열변위 등을 절삭공구측 위치 계측 수단의 계측을 통해 알 수 있다. 이 때문에, 본 구성에 있어서도, 상기 연산 수단에 의해, 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산함으로써, 고정밀도로, 열변위 등을 포함하는 실제의 주축 축심·날끝 간 상대거리를 구할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태의 공작 기계는, 상기 기본 구성에 있어서, 상기 주축대가 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 절삭공구대가, 상기 베드 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치된 축방향 이송대에 탑재된 형식이다. 상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 베드 상에 위치가 고정되는 제 1 기준위치에 설치된다. 상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 축방향 이송대 상의 위치가 되는 제 2 기준위치에 설치된다.
상기 제 3 양태의 경우, 주축대가 주축 반경방향으로 이동하고, 절삭공구대가 주축 축방향으로 이동하게 되는데, 주축측 위치 계측 수단에 의해, 제 1 기준위치에 대한 주축 축심의 실제 위치가 계측되고, 절삭공구측 위치 계측 수단에 의해, 제 2 기준위치에 대한 절삭공구대의 실제 위치가 계측된다. 이 때문에, 본 양태에 있어서도, 상기 연산 수단에 의해, 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산함으로써, 고정밀도로, 열변위 등을 포함하는 실제의 주축 축심·날끝 간 상대거리를 구할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태의 공작 기계는, 상기 기본 구성에 있어서, 상기 주축대가, 베드 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 절삭공구대는, 상기 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치된 반경방향 이송대에 탑재된 구성이다. 상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 반경방향 이송대 상의 위치가 되는 제 1 기준위치에 설치된다. 상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 반경방향 이송대 상의 위치가 되는 제 2 기준위치에 설치된다.
상기 제 4 양태의 경우, 제 1 기준위치 및 제 2 기준위치는, 모두 반경방향 이송대 상의 위치가 된다. 반경방향 이송대는, 주축 반경방향으로 이동하는데, 반경방향 이송대 상의 제 1 기준위치에 대한 실제의 주축 축심의 위치가 주축측 위치 계측 수단에 의해 계측되고, 반경방향 이송대에 대한 절삭공구대의 기계 열변위 등은 절삭공구측 위치 계측 수단의 계측을 통해 알 수 있다. 이 때문에, 본 구성에 있어서도, 상기 연산 수단에 의해, 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산함으로써, 고정밀도로, 열변위 등을 포함하는 실제의 주축 축심·날끝 간 상대거리를 구할 수 있다.
본 발명에 있어서의 제 1 양태의 공작 기계 및 제 3 양태의 공작 기계와 같이, 주축대가 직접 또는 간접적으로 주축 반경방향으로 이동가능할 경우, 상기 주축측 위치 계측 수단의 주축측 스케일은, 상기 척에 파지되어 가공가능한 최대 직경의 작업물의 외부직경에 상기 절삭공구대의 공구의 날끝이 접하는 위치에 상기 주축대가 위치할 때 상기 주축측 판독부가 대응하는 위치로부터, 상기 주축의 축심이 상기 공구의 날끝과 동일한 상기 주축 반경방향 위치가 될 때 상기 주축측 판독부가 대응하는 위치인 원점위치까지의 범위에, 또는 그 범위내의 한 점 혹은 복수의 점에서 최대 열변위량을 계측할 수 있는 길이의 범위에, 상기 눈금이 매겨져 있으면 된다.
상기와 같이, 주축측 위치 계측 수단의 주축측 스케일에 대해 필요불가결한 최소의 범위에만 눈금을 매기면, 주축대의 이동에 대응하여 필요한 위치 계측을 행할 수 있다. 눈금의 범위를 최소한으로 함으로써, 비용 저하를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 제 2 양태의 공작 기계 및 제 4 양태의 공작 기계와 같이, 절삭공구대가 직접 또는 간접적으로 주축 반경방향으로 이동가능할 경우, 상기 주축측 위치 계측 수단의 주축측 스케일은, 상기 척에 파지되어 가공가능한 최대 직경의 작업물의 외부직경에 상기 절삭공구대의 공구의 날끝이 접하는 위치에 상기 절삭공구대가 위치할 때 상기 주축측 판독부가 대응하는 위치로부터, 상기 주축의 축심이 상기 공구의 날끝과 동일한 상기 주축 반경방향 위치가 될 때 상기 주축측 판독부가 대응하는 위치인 원점위치까지의 범위에, 또는 그 범위내의 한 점 혹은 복수의 점에서 최대 열변위량을 계측할 수 있는 길이의 범위에, 상기 눈금이 매겨져 있으면 된다.
상기와 같이, 주축측 위치 계측 수단의 주축측 스케일에 대해 필요불가결한 최소의 범위에만 눈금을 매기면, 주축대의 이동에 대응하여 필요한 위치 계측을 행할 수 있다. 눈금의 범위를 최소한으로 함으로써, 비용 저하를 도모할 수 있다.
본 발명의 공작 기계에 있어서, 이동 명령의 지령값에 따라 상기 절삭공구대를 상기 주축대에 대해 상대이동시키는 제어장치를 설치하고, 이 제어장치에, 상기 지령값에 대해, 상기 연산 수단이 구한 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리에 의해 보정을 행하는 열변위 보정 수단을 설치해도 된다.
작업물 직경의 가공 정밀도는, 주축 축심에 대한 공구의 날끝 위치의 정밀도에 의해 정해진다. 상기와 같이, 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리를 고정밀도로 계측할 수 있으면, 절삭공구대에 대해 주축대를, 또는 주축대에 대해 절삭공구대를 상대이동시키는 지령값에 대해, 상기 연산 수단에서 구해진 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리에 의해 보정을 함으로써, 열변위에 대해 고정밀도의 가공을 행할 수 있다.
일반적으로, 1일에 있어서의 공작 기계의 온도변화는, 일정하지 않다. 본 발명에서는, 그 계측시의 열변위 상태에서의 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리가 정확하게 검출되게 된다. 따라서, 적당한 시간을 두고 계측을 행하고, 계측 후에 상기 열변위 보정 수단에 의해 보정함으로써, 고정밀도의 가공을 행할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태의 공작 기계는, 작업물을 파지하는 척을 선단에 가지는 주축을 회전가능하게 지지한 주축대와, 공구가 부착된 절삭공구대를, 서로 주축 반경방향과 주축 축심방향으로 상대적으로 이동가능하게 베드에 설치한 공작 기계에 있어서,
상기 주축 반경방향으로 연장되는 스케일 및 상기 스케일을 판독하는 판독부로 이루어지며, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대 또는 상기 주축대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 제 1 기준위치에 설치되어 상기 제 1 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 주축 축심 위치를 계측하는 주축측 위치 계측 수단과,
제 2 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 상기 절삭공구대의 위치를 계측하는 절삭공구측 위치 계측 수단을 설치하고,
상기 제 1 기준위치와 제 2 기준위치를 상기 주축 반경방향에 대해 서로 위치가 고정되도록 하고,
상기 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 상기 주축 반경방향에 있어서의 상기 주축 축심과 절삭공구대 간의 거리인 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산하거나, 또는 상기 주축대와 절삭공구대 간의 주축 반경방향의 상대이동량의 보정에 이용하는 값을 연산하는 연산 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 제 5 양태의 공작 기계는, 상기 기본 구성의 공작 기계에 있어서, 절삭공구측 위치 계측 수단을, 스케일을 가지는 구성에 한정하지 않고, 「제 2 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 상기 절삭공구대의 위치를 계측하는 절삭공구측 위치 계측 수단」으로 한 발명이다. 절삭공구측 위치 계측 수단으로서는, 스케일을 가지는 구성 이외에, 온도를 계측하여 절삭공구대의 위치를 계측하는 구성, 예컨대, 상기 절삭공구대의 온도를 계측하는 온도 계측 수단과, 상기 온도 계측 수단의 온도 계측값으로부터, 상기 제 2 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 상기 절삭공구대의 위치를 구하는 온도 대응 절삭공구측 위치 계산 수단으로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
상기 제 5 양태의 경우도, 주축측 위치 계측 수단에 의해, 제 1 기준위치에 대한 주축 반경방향의 주축 축심 위치를 계측하고, 또한 절삭공구측 위치 계측 수단에 의해, 제 2 기준위치에 대한 절삭공구대의 위치를 계측하여, 주축 축심 위치 및 절삭공구대의 위치의 양방을 계측하도록 하였기 때문에, 주축 축심·날끝 간 상대거리를 고정밀도로 계측할 수 있다.
본 발명은, 첨부도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명을 통해 보다 명료하게 이해될 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정하기 위해 이용되는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 첨부하는 청구 범위에 의해 정해진다. 첨부도면에서, 복수의 도면에 있어서의 동일한 부품번호는, 동일 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공작 기계에 있어서의 공작 기계 본체의 평면도와 제어장치의 개념 구성의 블록도를 조합시킨 설명도이다.
도 2는 상기 공작 기계 본체의 사시도이다.
도 3은 상기 공작 기계의 가공 동작을 나타낸 부분 평면도이다.
도 4는 상기 공작 기계의 주축대 부분의 정면도이다.
도 5는 상기 공작 기계의 절삭공구대 및 공구를 나타낸 부분 생략 측면도이다.
도 6은 상온시의 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리와 가공시의 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리를 나타낸 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 공작 기계에 있어서의 공작 기계 본체의 평면도와 제어장치의 개념 구성의 블록도를 조합시킨 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 공작 기계에 있어서의 공작 기계 본체의 평면도와 제어장치의 개념 구성의 블록도를 조합시킨 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 공작 기계에 있어서의 공작 기계 본체의 평면도와 제어장치의 개념 구성의 블록도를 조합시킨 설명도이다.
도 10은 상기 공작 기계의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 공작 기계에 있어서의 공작 기계 본체의 평면도와 제어장치의 개념 구성의 블록도를 조합시킨 설명도이다.
도 12는 종래의 공작 기계에 있어서의 공작 기계 본체의 평면도이다.
본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 본 공작 기계는 수치제어식 공작 기계이며, 기계부분인 공작 기계 본체(1)와, 상기 공작 기계 본체(1)를 제어하는 제어장치(2)로 구성된다. 공작 기계 본체(1)는, 주축 이동형의 선반이며, 베드(3) 상에 이송대(4)를 통해 설치된 주축대(5)에, 주축(6)이 회전가능하게 지지되고, 베드(3) 상에 절삭공구대(7)가, 지지대(26)를 통해 설치되어 있다. 지지대(26)는, 베드(3)에 고정적으로 설치되어 있다. 절삭공구대(7)는 터릿(turret)으로 이루어지며, 지지대(26)에 회전할출(割出) 가능하게 지지되어 있다.
이송대(4)는, 베드(3)에 설치된 X축 가이드(9) 상을, 주축(6)의 축심(O)에 대해 직교하는 수평한 주축 반경방향(X축 방향)으로 이동가능하게 설치되며, 베드(3) 상에 설치된 서보모터 등의 모터(10)와 그 회전 출력을 직선동작으로 변환하는 이송 나사 기구(11)로 이루어지는 X축 이동 기구(12)에 의해 좌우로 진퇴구동된다. 상기 이송 나사 기구(11)는, 나사 축과 너트로 이루어진다. 도 4와 같이, 주축대(5)는, 이송대(4) 상에 설치된 Z축 가이드(13) 상에 주축 축심방향(Z축 방향)으로 이동가능하게 설치되며, 이송대(4) 상에 설치된 모터(14)(도 1, 도 2)와 그 회전 출력을 직선동작으로 변환하는 이송 나사 기구(15)로 이루어진 Z축 이동 기구(16)에 의해 전후로 진퇴구동된다. 상기 이송 나사 기구(15)는, 나사 축과 너트로 이루어진다. 주축(6)의 회전 구동은, 주축대(5)에 내장된 주축 모터(도시 생략)에 의해 이루어진다. 주축(6)의 전단(前端)에는 척(17)이 탈부착가능하게 설치되어 있다. 척(17)은, 척의 반경방향으로 이동하는 복수의 척 클로(17a)에 의해, 작업물(W)(도 3)의 파지가 가능하다.
절삭공구대(7)는, 지지대(26)에 대해 X축 방향을 따른 수평한 회전 중심(T) 주변으로 회전가능하며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 외주부에 원주방향으로 나란한 복수의 공구부착부(7a)를 가지고 있다. 각 공구부착부(7a)에, 공구 홀더(18a)를 통해 바이트나 회전공구 등의 공구(18)가 부착된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 절삭공구대(7)는, 베어링(8)을 통해 지지대(26)에 회전가능하게 지지된 중공축(7c)의 선단에 고정되어 있어, 할출용 모터(도시 생략)로 중공축(7c)을 회전시킴으로써, 임의의 공구부착부(7a)가 주축(6)에 대향되는 위치에 선회할출된다. 절삭공구대(7)는, 그 정면형상이, 도 5에 나타낸 바와 같은 다각형상이어도 좋고, 또한 원형이어도 좋다. 참고로, 도 5에 있어서 공구(18)는, 일부의 공구부착부(7a)에 부착된 것만을 나타내고, 그 나머지는 도시를 생략하였다.
도 1 및 도 2에 있어서, 본 실시형태의 공작 기계는, 상기 기본 구조의 공작 기계 본체(1)에, 주축측 위치 계측 수단(20) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)을 설치한 것이다.
주축측 위치 계측 수단(20)은, 제 1 기준 위치(P1)에 대한 상기 주축 반경방향(X축 방향)의 주축 축심(O)의 위치를 계측하는 수단이며, 스케일(21)과 판독부(22)로 이루어진다. 스케일(21)은 막대형상의 부재로서, 이송대(4)에 있어서의 주축 반경방향 위치가 주축(6)의 축심(O) 부근인 부분에 베이스부(21a)가 부착되고, 상기 베이스부(21a)로부터 주축 반경방향을 따라 연장되어 있다. 참고로, 상기 「축심 부근」이란, 축심 위치를 포함하는 의미이며, 스케일(21)의 베이스부(21a)를 축심 위치에 부착한 경우에 비해, 열변위로 생기는 계측 결과의 차이가 무시할 수 있을 정도로 떨어진 범위를 「축심 부근」이라 칭하고 있다. 이하에서 말하는 「축심 부근」도, 상기와 동일한 의미이다. 스케일(21)은, 도시한 예에서는 이송대(4)의 전면(前面)에 스페이스 부재(25)를 통해 부착되어 있지만, 다른 부분, 예컨대 이송대(4)의 상면 또는 하면의 전단 부근에 부착해도 된다.
스케일(21)의 판독부(22)를 향하는 면의 소정 범위에는, 주축 반경방향을 따라 눈금(23)이 매겨져 있다. 판독부(22)는, 스케일(21)의 눈금(23)을 판독하는 것이며, 베드(3) 상의 위치가 되는 제 1 기준 위치(P1)에, 부착부재(24)를 통해 위치가 고정되도록 부착되어 있다. 예컨대, 판독부(22)는 광학식이며, 검지용 광을 투광하여 그 반사광을 수광함으로써 눈금(23)을 읽는다. 또는, 판독부(22)는, 자기식이어도 좋다.
스케일(21)에 있어서의 눈금(23)이 매겨진 범위는, 다음의 최외방 위치로부터 원점위치까지의 범위, 또는 그 범위내의 한 점 혹은 복수의 점에서 최대 열변위량을 계측할 수 있는 길이의 범위로 되어 있다. 상기 최외방 위치는, 척(17a)에 파지되어 가공가능한 최대 직경의 작업물(W)(도 3)의 외부직경에 절삭공구대(7)의 공구(18)의 날끝이 접하는 위치에 주축대(5)가 위치할 때 판독부(22)가 대응하는 위치이다. 상기 원점위치는, 주축(6)의 축심(O)이 상기 공구(18)의 날끝과 동일한 주축 반경방향 위치가 될 때 판독부(22)가 대응하는 위치이다. 본 실시형태와 같이, 주축대(5)가 주축 반경방향으로 이동가능할 경우에, 상기와 같이 스케일(21)의 눈금(23)을 필요불가결한 최소의 범위에만 매기면, 주축대(5)의 이동에 대응하여 필요한 위치 계측을 행할 수 있다. 눈금(23)의 범위를 최소한으로 함으로써, 비용 저하를 도모할 수 있다.
또한, 가공시에 있어서의 주축대(5)의 이동에 대응하는 범위에 대해서는 눈금(23)을 촘촘하게 하고, 가공시 이외, 예컨대 작업물 교환, 척 교환 등의 경우에만 주축대(5)가 이동하는 범위에 대해서는 눈금(23)을 성기게 하면, 한층 더 비용 저하를 도모할 수 있다. 눈금(23)을 스케일(21)의 전체 길이에 걸쳐 매겨도 된다.
절삭공구측 위치 계측 수단(30)은, 제 2 기준 위치(P2)에 대한 절삭공구대(7)의 상기 주축 반경방향(X축 방향)의 위치를 검출하는 수단이며, 스케일(31)과 판독부(32)로 이루어진다. 스케일(31)은 둥근 막대형상의 부재로서, 베이스부(31a)가 절삭공구대(7)의 회전중심에 부착되고, 주축 반경방향 즉 회전중심(T)을 따라 중공축(7c)을 관통하여 연장되어 있다. 스케일(31)의 베이스부(31a)는 절삭공구대(7)에 고정되지만, 베이스부(31a) 이외에는 중공축(7c)에 대해 회전가능한 동시에 진퇴가능하다. 스케일(31)의 중공축(7c)으로부터 돌출된 단부에, 판독부(32)에 대응하도록, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(33)이 전체 둘레에 매겨져 있다. 판독부(32)는, 스케일(31)의 눈금(33)을 판독하는 둥근 고리형상의 것이며, 베드(3) 상의 위치가 되는 제 2 기준 위치(P2)에, 부착부재(34)를 통해 위치가 고정되도록 부착되어 있다. 판독부(32)도, 광학식이든 자기식이든 상관없다.
주축측 위치 계측 수단(20)의 판독부(22) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)의 판독부(32)는, 서로 주축 반경방향 위치를 완전히 일치시키거나, 또는 양 판독부(22, 32)의 주축 반경방향 위치의 차에 따른 주축 반경방향의 열변위를 무시 또는 추정가능한 정도로 맞춘다. 즉, 제 1 기준 위치(P1)와 제 2 기준 위치(P2)의 주축 반경방향 위치를 맞춘다.
주축측 위치 계측 수단(20)의 판독부(22) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)의 판독부(32)의 각 판독값은, 제어장치(2)의 연산 수단(40)에 입력된다. 본 실시형태에서는, 연산 수단(40)이 제어장치(2)에 설치되어 있지만, 제어장치(2)와는 별개로 설치해도 된다.
연산 수단(40)은, 주축측 위치 계측 수단(20)의 판독부(22)의 판독값과, 절삭공구측 위치 계측 수단(30)의 판독부(32)의 판독값으로부터, 상기 주축 반경방향(X축 방향)에 있어서의 주축 축심(O)과 절삭공구대(7)의 특정 위치와의 사이의 거리인 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 연산하는 수단이다. 절삭공구대(7)의 특정 위치는, 절삭공구대(7) 상의 위치, 및 절삭공구대(7)에 부착되는 공구(18) 상의 위치로서, 특정한 위치라면, 어디든지 좋지만, 본 실시형태에서는, 절삭공구대(7)에 부착한 표준 공구(18)의 날끝 위치를 특정 위치로 하고 있다. 상기 표준 공구(18)는 임의의 공구여도 되며, 예컨대, 이 공작 기계에서 가장 많이 사용되는 공구(18)로 한다.
도 6에는, 상온시의 주축대(5) 및 절삭공구대(7)의 위치(실선)와, 승온시의 주축대(5) 및 절삭공구대(7)의 위치(이점쇄선)가 도시되어 있다. 상온시(예컨대 15℃)의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)는, 공작 기계 및 공구(18)의 이미 알고 있는 사이즈로부터 구한다. 연산 수단(40)은, 주축측 위치 계측 수단(20)의 판독부(22) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)의 판독부(32)의 각 판독값으로부터 승온으로 인한 주축대(5)의 주축 반경방향의 열변위량(ΔL1) 및 절삭공구대(7)의 주축 반경방향의 열변위량(ΔL2)을 구하고, 그 열변위량(ΔL1, ΔL2)을 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)에 가산함으로써, 운전중의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 연산한다.
더욱 자세히 설명하면, 다음과 같다.
주축측 위치 계측 수단(20)은, 스케일(21)의 눈금(23)을 판독부(22)에서 판독한다. 판독부(22)는 베드(3) 상에 위치가 고정되도록 부착되어 있기 때문에, 판독부(22)의 판독값으로부터, 스케일(21)이 부착된 이송대(4)의 주축 반경방향 위치를 알 수 있다. 상기 이송대(4)의 위치에, 이송대(4)와 주축대(5)의 위치 관계를 가함으로써, 주축대(5)의 주축 반경방향 위치를 알 수 있다. 즉, 제 1 기준 위치(P1)와 주축 축심(O) 사이의 거리(L1)를 알 수 있다. 이송대(4)는 가공시에 주축 반경방향으로 이동하는데, 그 이동량을 다른 검출 수단(도시 생략)에 의해 검출하고, 검출된 이동량을 가산함으로써, 항상 주축대(5)의 주축 반경방향 위치를 구할 수 있다. 상기 주축대(5)의 주축 반경방향 위치로부터, 상온시에 대한 가공시의 주축 반경방향의 열변위량(ΔL1)이 구해진다.
또한, 절삭공구측 위치 계측 수단(30)은, 스케일(31)의 눈금(33)을 판독부(32)에서 판독한다. 판독부(32)는 베드(3) 상에 위치가 고정되도록 설치되어 있기 때문에, 판독부(32)의 판독값으로부터, 스케일(31)이 부착된 절삭공구대(7)의 주축 반경방향 위치를 알 수 있다. 즉, 제 2 기준 위치(P2)와 절삭공구대(7)의 특정 위치(예컨대, 공구(18)의 날끝 위치) 사이의 거리(L2)를 알 수 있다. 상기 절삭공구대(7)의 주축 반경방향 위치로부터, 상온시에 대한 가공시의 주축 반경방향의 열변위량(ΔL2)이 구해진다. 참고로, 여기서는, 절삭공구대(7)의 열변위량을, 절삭공구대(7)에 부착된 공구(18)의 날끝 위치의 열변위량으로 간주하고 있지만, 공구 날끝 위치의 열변위량은, 절삭공구대(7)의 열변위량에 대해 적당한 보정을 가하여 구하도록 해도 된다.
앞에서 기술한 바와 같이, 연산 수단(40)은, 상기의 구해진 열변위량(ΔL1, ΔL2)을, 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)에 가산함으로써, 운전중 등의 승온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 연산한다. 상기 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)는, 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)에 열변위로 인한 사이즈 변화가 가미된 것으로, 현시점의 정확한 거리를 나타내고 있다. 연산 수단(40)의 연산 결과는, 연산 수단(40) 또는 열변위 보정 수단(43)(도 1)에 기억된다. 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 구하는 대신에, 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)의 변화를 구해도 된다.
도 1에 있어서, 제어장치(2)는 컴퓨터식 수치 제어 장치로 이루어지며, 가공 프로그램(41)의 각 명령을, 연산 제어부(42)에서 해독하여 실행하고, 공작 기계 본체(1)의 각 구동원에 제어 명령을 부여한다. 가공 프로그램(41)의 X축 방향의 이동 명령(41a)은, 이동처를 나타내는 지령값의 위치에 절삭공구대(7)를 X축 방향으로 상대적으로 이동시키는 명령이며, 연산 제어부(42)에 의해, X축의 모터(10)를 구동하는 명령으로서 출력된다.
연산 제어부(42)는, 열변위 보정 수단(43)을 가지고 있어, 가공 프로그램(41)에 있어서의 X축 방향의 이동 명령(41a)의 지령값에 대해, 모터(10)에 출력하는 지령값을, 상기 연산 수단(40)에 의해 산출된 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 이용하여 보정한다. 열변위 보정 수단(43)은, 예컨대, 연산 수단(40)으로부터 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)가 입력되면, 그 값이 갱신될 때까지는 항상 기억해두고, 그 기억된 값을 이용하여 보정을 행하게 된다. 이 경우, 주축측 위치 계측 수단(20) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)이 위치 계측을 행하고, 연산 수단(40)에 의해 산출되는 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)의 값이 갱신되면, 그 후에 행하는 열변위 보정 수단(43)의 보정량이 변하게 된다. 열변위 보정 수단(43)에 의한 보정량에 대해서는, 나중에 설명하기로 한다.
참고로, 열변위 보정 수단(43)은, 스위치 조작 등에 의한 소정의 입력에 의해 능동상태와 비능동상태로 전환이 가능하게 이루어진다. 또한, 주축측 위치 계측 수단(20) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)의 계측 동작은, 제어장치(2)에 부속된 조작반(도시 생략)의 입력 조작에 의해 수동으로 행하도록 해도 되고, 또한 계측용 프로그램(도시 생략)을 설치해두고, 그 계측용 프로그램을 제어장치(2)에 실행시킴으로써 일련의 계측 동작을 자동으로 행하도록 해도 된다. 계측을 자동으로 행하도록 할 경우, 타이머(도시 생략) 등으로 설정시각에 계측을 행하도록 해도 되고, 또한 시작용 스위치를 작업자가 온(on)으로 함으로써, 일련의 자동계측이 개시되도록 해도 된다.
열변위 보정 수단(43)은, 연산 수단(40) 또는 열변위 보정 수단(43)에 기억되어 있는 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)에 따라, 가공 프로그램(41)의 X축 이동 명령(41a)을 연산 제어부(42)에서 실행하여, 도 3과 같이 가공할 때, 그 X축 이동 명령(41a)의 지령값을 보정한다. 상기 보정은, 예컨대, 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)와 설계 사이즈 간의 차를, 상기 지령값에 가산하는 보정으로 한다. 참고로, 열변위 보정 수단(43)은, 예컨대 상기 연산 수단(40)의 계산 결과에 대해 보정량을 정하는 연산식 또는 테이블 등의 관계 설정 수단을 가지고 있어, 이 수단을 이용하여 정한 보정량에 의해 상기 지령값을 보정하도록 해도 된다. 상기 관계 설정 수단에 의해 정하는 관계는, 예컨대, 실제의 운전 결과 등에 근거하여, 연산 수단(40)에서 구해지는 거리와 지령값 간의 차에 대한 보정량 등의 관계이다. 이와 같이 열변위 보정 수단(43)에 의해 보정을 행함으로써, 열변위에 대응하여 고정밀도로 보정할 수 있어, 가공 정밀도가 향상된다.
참고로, 1일 중, 예컨대 '1시간 걸러' 등의 설정 시간마다, 혹은 설정 시각마다 계측하여, 연산 수단(40)의 연산 결과를 갱신시켜 둠으로써, 적절한 열변위 보정을 행할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내고 있다. 본 공작 기계의 공작 기계 본체(1)는, 절삭공구대 이동형의 선반이며, 주축대(5)는 베드(3) 상에 위치가 고정되도록 설치되고, 절삭공구대(7)는 베드(3) 상에 반경방향 이송대(4A) 및 축방향 이송대(27)를 통해 주축 반경방향(X축 방향) 및 주축 축심방향(Z축 방향)으로 이동가능하게 설치되어 있다. 반경방향 이송대(4A)는, 베드(3)에 설치된 X축 가이드(9) 상을 수평한 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되며, X축 이동 기구(12)에 의해 진퇴구동된다. 축방향 이송대(27)는, 반경방향 이송대(4A) 상에 설치된 Z축 가이드(13) 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치되며, Z축 이동 기구(16)에 의해 진퇴구동된다. 절삭공구대(7)는 터릿으로 이루어지며, 축방향 이송대(27)에, X축 방향을 따른 수평한 회전 중심(T) 주변으로 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 이외의 공작 기계 본체(1)의 기본 구조는, 제 1 실시형태와 동일하므로, 대응하는 부분에 대해서는 동일부호를 붙여 표시하며 그 설명은 생략한다.
본 실시형태의 공작 기계도, 공작 기계 본체(1)에 주축측 위치 계측 수단(20) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)이 설치되어 있다.
주축측 위치 계측 수단(20)은, 제 1 기준 위치(P1)에 대한 주축 반경방향(X축 방향)의 주축의 축심(O) 위치를 계측하는 수단이며, 스케일(21)과 판독부(22)로 이루어진다. 스케일(21)은 막대형상의 부재로서, 주축대(5)에 있어서의 주축 반경방향 위치가 주축(6)의 축심 부근인 부분에 베이스부(21a)가 부착되고, 상기 베이스부(21a)로부터 주축 반경방향을 따라 연장되어 있다. 스케일(21)의 베이스부(21a)는, 주축대(5)에 대해, 예컨대 상면에 부착되어 있지만, 하면 또는 전면에 부착되어 있거나, 혹은 주축대(5)의 내부에 부착되어 있어도 좋다.
스케일(21)의 판독부(22)를 향하는 면의 판독부(22)에 대응하는 부분에, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(23)이 매겨져 있다. 판독부(22)는, 스케일(21)의 눈금(23)을 판독하는 것으로서, 제 1 기준 위치(P1)가 되는 반경방향 이송대(4A)의 특정 위치에, 부착부재(24A)를 통해 부착되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 제 1 기준 위치(P1)는 가동(可動)적이며, 반경방향 이송대(4A)와 함께 이동한다. 반경방향 이송대(4A)의 상기 특정 위치는, 예컨대 반경방향 이송대(4A)의 X축 방향의 폭의 중심위치가 된다.
절삭공구측 위치 계측 수단(30)은, 제 2 기준 위치(P2)에 대한 절삭공구대(7)의 상기 주축 반경방향(X축 방향)의 위치를 검출하는 수단이며, 스케일(31)과 판독부(32)로 이루어진다. 스케일(31)은 막대형상의 부재로서, 절삭공구대(7)에 베이스부(31a)가 부착되고, 상기 베이스부(31a)로부터 주축 반경방향을 따라 연장되어 있다. 스케일(31)의 판독부(32)를 향하는 면의 소정 범위에는, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(33)이 매겨져 있다. 눈금(33)이 매겨진 범위는, 제 1 실시형태에서 설명한 것과 동일한 범위이다. 판독부(32)는, 스케일(31)의 눈금(33)을 판독하는 것이며, 제 2 기준 위치(P2)에 설치되어 있다. 제 2 기준 위치(P2)는, 본 예에서는, 축방향 이송대(27) 상의 특정 위치에 정해져 있으며, 판독부(32)는 축방향 이송대(27)에 부착부재(도시 생략)를 통해 고정되거나, 또는 직접 고정되어 있다. 상기 특정 위치는, 축방향 이송대(27) 상에 임의로 특정한 위치이면 되는데, 본 실시형태에서는 제 1 기준 위치(P1)와 동일한 X방향 위치로 되어 있다.
상기와 마찬가지로, 판독부(22) 및 판독부(32)의 판독값이 연산 수단(40)에 입력되어, 연산 수단(40)에 의해, 상온시에 대한 가공시의 주축대(5)의 주축 반경방향의 열변위량(ΔL1)(도 6)과, 상온시에 대한 가공시의 절삭공구대(7)의 주축 반경방향의 열변위량(ΔL2)(도 6)이 구해지고, 이러한 열변위량(ΔL1, ΔL2)을, 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)(도 6)에 가산함으로써, 운전중 등의 승온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 연산한다. 이 경우에도, 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)에 열변위로 인한 사이즈 변화가 가미된 정확한 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 얻을 수 있으며, 상기 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 이용하여, 열변위 보정 수단(43)에 의해 보정함으로써, 열변위에 대응하여 고정밀도로 보정할 수 있으므로, 가공 정밀도가 향상된다.
도 8은, 본 발명의 제 3 실시형태를 나타낸 것이다. 본 공작 기계의 공작 기계 본체(1)는, 주축대 및 절삭공구대가 함께 이동하는 타입의 선반이다. 주축대(5)는 베드(3) 상에 주축 반경방향(X축 방향)으로 이동가능하게 설치되고, 절삭공구대(7)는 베드(3) 상에 축방향 이송대(27B)를 통해 주축 축심방향(Z축 방향)으로 이동가능하게 설치되어 있다. 주축대(5)는, 베드(3)에 설치된 X축 가이드(9) 상을 수평한 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되고, X축 이동 기구(12)에 의해 진퇴구동된다. 축방향 이송대(27B)는, 베드(3)에 설치된 Z축 가이드(13) 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치되고, Z축 이동 기구(16)에 의해 진퇴구동된다. 절삭공구대(7)는 터릿으로 이루어지며, 축방향 이송대(27B)에, X축 방향을 따른 수평한 회전 중심(T) 주변으로 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 이외의 공작 기계 본체(1)의 기본 구조는, 제 1 및 제 2 실시형태와 동일하므로, 대응부분에 대해서는 동일부호를 붙여 표시하며 그 설명은 생략한다.
본 실시형태의 공작 기계도, 공작 기계 본체(1)에 주축측 위치 계측 수단(20) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)이 설치되어 있다.
주축측 위치 계측 수단(20)은, 제 1 기준 위치(P1)에 대한 주축 반경방향(X축 방향)의 주축 축심(O)의 위치를 계측하는 수단이며, 스케일(21)과 판독부(22)로 이루어진다. 스케일(21)은 막대형상의 부재로서, 주축대(5)에 있어서의 주축 반경방향 위치가 주축(6)의 축심 부근인 부분에 베이스부(21a)가 부착되고, 상기 베이스부(21a)로부터 주축 반경방향을 따라 연장되어 있다. 스케일(21)의 베이스부(21a)는, 주축대(5)에 대해, 예컨대 상면에 부착되어 있는데, 하면 또는 전면에 부착되어 있거나, 혹은 주축대(5)의 내부에 부착되어 있어도 좋다. 스케일(21)의 판독부(22)를 향하는 면의 소정 범위에는, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(23)이 매겨져 있다. 눈금(33)이 매겨진 범위는, 제 1 실시형태에서 설명한 것과 동일한 범위이다. 판독부(22)는, 스케일(21)의 눈금(23)을 판독하는 것으로서, 베드(3) 상의 위치가 되는 제 1 기준 위치(P1)에, 부착부재(24)를 통해 위치가 고정되도록 부착되어 있다.
절삭공구측 위치 계측 수단(30)은, 제 2 기준 위치(P2)에 대한 절삭공구대(7)의 상기 주축 반경방향(X축 방향)의 위치를 검출하는 수단이며, 스케일(31)과 판독부(32)로 이루어진다. 스케일(31)은 둥근 막대형상의 부재로서, 베이스부(31a)가 절삭공구대(7)의 중심에 부착되고, 상기 베이스부(31a)로부터 주축 반경방향을 따라 중공축(7c)을 관통하여 연장되어 있다. 스케일(31)의 중공축(7c)으로부터 돌출된 단부에는, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(33)이 둘레 전체에 매겨져 있다. 스케일(31)은, 절삭공구대 본체(7b)와 일체로 회전한다. 판독부(32)는, 스케일(31)의 눈금(33)을 판독하는 것으로서, 제 2 기준 위치(P2)에 설치되어 있다. 제 2 기준 위치(P2)는, 본 예에서는, 축방향 이송대(27B)에 대해 위치가 고정되는 특정 위치에 정해져 있고, 판독부(32)는 축방향 이송대(27B) 상의 제 2 기준 위치(P2)에 부착부재(34B)를 통해 고정되어 있다. 상기 특정 위치는, 축방향 이송대(27B)에 대해 위치 고정된 임의로 특정한 위치이면 되는데, 본 실시형태에서는 제 1 기준 위치(P1)와 동일한 X방향 위치로 되어 있다.
본 실시형태도, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 판독부(22) 및 판독부(32)의 판독값이 연산 수단(40)에 입력되고, 연산 수단(40)에 의해 상기와 동일한 연산 처리를 행함으로써, 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)에 열변위로 인한 사이즈 변화가 가미된 정확한 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 얻을 수 있다. 또한, 상기 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 이용하여, 열변위 보정 수단(43)에 의해 보정을 함으로써, 열변위에 대응하여 고정밀도로 보정이 가능하므로, 가공 정밀도가 향상된다.
도 9는, 본 발명의 제 4 실시형태를 나타낸 것이다. 본 공작 기계의 공작 기계 본체(1)도, 주축대 및 절삭공구대가 함께 이동하는 형태의 선반이지만, 상기 제 3 실시형태와는 반대로, 주축대(5)가 베드(3) 상에 주축 축심방향(Z축 방향)으로 이동가능하게 설치되고, 절삭공구대(7)가 베드(3) 상에 반경방향 이송대(4C)를 통해 주축 반경방향(X축 방향)으로 이동가능하게 설치되어 있다. 주축대(5)는, 베드(3)에 설치된 Z축 가이드(13) 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치되고, Z축 이동 기구(16)에 의해 진퇴구동된다. 반경방향 이송대(4C)는, 베드(3)에 설치된 X축 가이드(9) 상을 수평한 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되고, X축 이동 기구(12)에 의해 진퇴구동된다. 절삭공구대(7)는 터릿으로 이루어지며, 반경방향 이송대(4C)에, X축 방향을 따른 수평한 회전 중심(T) 주변으로 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 이외의 공작 기계 본체(1)의 기본 구조는, 상기 제 1∼제 3 실시형태와 동일하므로, 대응 부분에 대해서는 동일부호를 붙여 표시하며 그 설명은 생략한다.
본 실시형태의 공작 기계도, 공작 기계 본체(1)에 주축측 위치 계측 수단(20) 및 절삭공구측 위치 계측 수단(30)이 설치되어 있다.
주축측 위치 계측 수단(20)은, 제 1 기준 위치(P1)에 대한 주축 반경방향(X축 방향)의 주축 축심(O)의 위치를 계측하는 수단이며, 스케일(21)과 판독부(22)로 이루어진다. 스케일(21)은 막대형상의 부재로서, 베드(3)에 있어서의 주축 반경방향 위치가 주축(6)의 축심 부근인 부분에 베이스부(21a)가 부착되고, 상기 베이스부(21a)로부터 주축 반경방향을 따라 연장되어 있다. 스케일(21)의 판독부(22)를 향하는 면의 판독부(22)에 대응하는 부분에, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(23)이 매겨져 있다. 판독부(22)는, 스케일(21)의 눈금(23)을 판독하는 것으로서, 제 1 기준 위치(P1)가 되는 반경방향 이송대(4C)의 특정 위치에, 부착부재(24C)를 통해 부착되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 제 1 기준 위치(P1)는 가동적이며, 반경방향 이송대(4C)와 함께 이동한다. 반경방향 이송대(4C)의 상기 특정 위치는, 예컨대 반경방향 이송대(4C)의 X축 방향의 폭의 중심위치가 된다.
도시된 예에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 베드(3) 상에 고정시킨 판형상의 베이스 부재(13a) 상에 한 쌍의 Z축 가이드(13)가 설치되고, 상기 베이스 부재(13a)의 전면에 스페이스 부재(25)를 통해 스케일(21)의 베이스부(21a)가 부착되어 있다. 베이스 부재(13a)의 상면에, 스케일(21)의 베이스부(21a)를 부착해도 된다. 이러한 경우, 베이스 부재(13a)는 베드(3)의 일부를 구성하는 것이며, 베드(3)는, 구체적으로는 베드 본체와 그 위에 설치된 베이스 부재(13a)로 이루어진다. 베이스 부재(13a)를 설치하지 않고, 베드(3)에 스케일(21)의 베이스부(21a)를 직접 설치해도 된다.
절삭공구측 위치 계측 수단(30)은, 제 2 기준 위치(P2)에 대한 절삭공구대(7)의 상기 주축 반경방향(X축 방향)의 위치를 검출하는 수단이며, 스케일(31)과 판독부(32)로 이루어진다. 스케일(31)은 막대형상의 부재로서, 절삭공구대(7)에 베이스부(31a)가 부착되고, 상기 베이스부(31a)로부터 주축 반경방향을 따라 연장되어 있다. 스케일(31)의 판독부(32)를 향하는 면의 소정 범위에는, 주축 반경방향으로 나란한 눈금(33)이 매겨져 있다. 눈금(33)이 매겨진 범위는, 제 1 실시형태에서 설명한 것과 동일한 범위이다. 판독부(32)는, 스케일(31)의 눈금(33)을 판독하는 것으로서, 제 2 기준 위치(P2)에 설치되어 있다. 제 2 기준 위치(P2)는, 본 예에서는, 절삭공구대(7) 상의 특정 위치에 정해져 있으며, 판독부(32)는 절삭공구대(7) 상의 제 2 기준 위치(P2)에 부착부재(도시 생략)를 통해 고정되어 있거나, 또는 직접 고정되어 있다. 상기 특정 위치는, 절삭공구대(7) 상에 임의로 특정한 위치이면 되는데, 본 실시형태에서는 제 1 기준 위치(P1)와 동일한 X방향 위치로 되어 있다.
본 실시형태도, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 판독부(22) 및 판독부(32)의 판독값이 연산 수단(40)에 입력되고, 연산 수단(40)에 의해 상기와 동일한 연산 처리를 행함으로써, 상온시의 주축 축심·날끝 간 상대거리(L0)에 가공 등에 의한 열변위분(分)이 가미된 정확한 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 얻을 수 있다. 또한, 상기 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 이용하여, 열변위 보정 수단(43)에 의해 보정을 함으로써, 열변위에 대응하여 고정밀도로 보정이 가능하므로, 가공 정밀도가 향상된다.
참고로, 상기 각 실시형태에서는 모두, 주축측 위치 계측 수단(20)은, 제 1 기준 위치(P1)에 판독부(22)를 설치하고, 주축 축심(O) 부근에 스케일(21)의 베이스부(21a)를 설치하였지만, 이와는 반대로, 제 1 기준 위치(P1)에 스케일(21)의 베이스부(21a)를 설치하고, 주축 축심(O) 부근에 판독부(22)를 설치해도 된다. 절삭공구측 위치 계측 수단(30)에 대해서도, 상기 각 실시형태에서는 모두, 제 2 기준 위치(P2)에 판독부(32)를 설치하고, 절삭공구대(7)에 스케일(31)의 베이스부(31a)를 설치하였지만, 이와는 반대로, 제 2 기준 위치(P2)에 스케일(31)의 베이스부(31a)를 설치하고, 절삭공구대(7)에 판독부(32)를 설치해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 모두, 연산 수단(40)이 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 연산하는 것으로 하였지만, 연산 수단(40)은, 반드시 주축 축심·날끝 간 상대거리(L)를 연산하는 것이 아니라, 주축대(5)와 절삭공구대(7) 간의 주축 반경방향의 이동량의 보정에 이용하는 값, 예컨대 이송량 지령값에 대한 보정량을 연산하는 것으로 해도 된다. 이 경우도, 주축 축심 위치(O) 및 절삭공구대(7) 위치의 양방을 계측하도록 하였기 때문에, 고정밀도의 보정이 가능하며, 결과적으로 주축 축심·날끝 간 상대거리를 고정밀도로 제어할 수 있어, 가공 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 모두, 절삭공구대(7)가 터릿형 절삭공구대인 경우에 대해 설명하였지만, 절삭공구대(7)는, 빗살형 등의 다른 형식이어도 좋다.
상기 각 실시형태는 공작 기계가 선반이지만, 본 발명은 공작 기계가 드릴링 머신, 연삭반 등인 경우에도 적용이 가능하다.
도 11은, 본 발명의 제 5 실시형태를 나타낸 것이다. 본 실시형태는, 도 1∼도 6에 나타낸 제 1 실시형태에 있어서, 절삭공구측 위치 계측 수단(30)을, 스케일(31)과 판독부(32)로 이루어지도록 하는 구성 대신에, 도 11의 온도 계측 수단(44)과 온도 대응 절삭공구측 위치 계산 수단(45)으로 이루어지는 절삭공구측 위치 계측 수단(30A)을 설치한 것이다. 온도 계측 수단(44)은, 절삭공구대(7)의 온도를 계측하는 수단이며, 열전쌍 등의 온도계 등으로 이루어진다. 온도 대응 절삭공구측 위치 계산 수단(45)은, 온도 계측 수단(44)의 온도 계측값으로부터, 상기 제 2 기준 위치(P2)에 대한 상기 주축 반경방향의 절삭공구대(7)의 위치를 계산하는 것이다.
온도 대응 절삭공구측 위치 계산 수단(45)은, 온도 계측 수단(44)과 절삭공구대(7)의 주축 반경방향의 위치와의 관계를 설정한 테이블 또는 연산식 등으로 이루어진 관계 설정 수단(도시 생략)을 가지며, 온도 계측 수단(44)의 온도 계측값과 상기 관계 설정 수단에 설정된 관계로부터, 절삭공구대(7)의 주축 반경방향의 위치를 계산한다. 상기 관계 설정 수단에 설정되는 테이블, 연산식 등은, 시험이나 시뮬레이션 등에 의해 정해지게 된다. 온도 대응 절삭공구측 위치 계산 수단(45)은, 예컨대 제어장치(2)에 설치되며, 절삭공구측 위치 계측 수단(30A)의 계측 결과로서 상기 연산 수단(40)에 입력된다. 제 2 기준 위치(P2)는, 예컨대, 베드(3) 상에 있어서의 상기 제 1 기준 위치(P1)와 동일한 상기 주축 반경방향의 위치이다. 본 실시형태에 있어서의 기타의 구성은, 제 1 실시형태와 동일하다.
절삭공구대(7)의 위치와 온도에는, 정해진 관계가 있기 때문에, 상기한 바와 같이 온도를 계측하는 것에 의해서도, 절삭공구대(7)의 주축 반경방향의 위치를 고정밀도로 구할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서도, 주축(6)의 축심 위치 및 절삭공구대(7)의 위치의 양방을 계측하여, 주축 축심·날끝 간 상대거리를 고정밀도로 계측할 수 있다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양한 추가, 변경 또는 삭제가 가능하다. 따라서, 이러한 것도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
1 : 공작 기계 본체
2 : 제어장치
3 : 베드
4 : 이송대
4A, 4C : 반경방향 이송대
5 : 주축대
6 : 주축
7 : 절삭공구대
12 : X축 이동 기구
16 : Z축 이동 기구
17 : 척
18 : 공구
20 : 주축측 위치 계측 수단
21 : 스케일
21a : 베이스부
22 : 판독부
24, 24A, 24C : 부착부재
26 : 지지대
27, 27B : 축방향 이송대
30, 30A : 절삭공구측 위치 계측 수단
31 : 스케일
31a : 베이스부
32 : 판독부
34, 34B : 부착부재
40 : 연산 수단
43 : 열변위 보정 수단
44 : 온도 계측 수단
45 : 온도 대응 절삭공구측 위치 계산 수단
L, L0 : 주축 축심·날끝 간 상대거리
L1, L2 : 거리
ΔL1, ΔL2 : 열변위량
O : 주축의 축심
P1 : 제 1 기준위치
P2 : 제 2 기준위치
W : 작업물

Claims (9)

  1. 작업물을 파지(把持)하는 척을 선단(先端)에 가지는 주축을 회전가능하게 지지한 주축대와, 공구가 부착된 절삭공구대를, 서로 주축 반경방향과 주축 축심방향으로 상대적으로 이동가능하게 베드에 설치한 공작 기계로서,
    상기 주축 반경방향으로 연장되는 제 1 스케일 및 상기 제 1 스케일을 판독하는 제 1 판독부로 이루어지며, 상기 제 1 스케일의 기저단(基端) 및 제 1 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대 또는 상기 주축대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 제 1 기준위치에 설치되어 상기 제 1 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 주축 축심 위치를 계측하는 주축측 위치 계측 수단과,
    상기 주축 반경방향으로 연장되는 제 2 스케일 및 상기 제 2 스케일을 판독하는 제 2 판독부로 이루어지며, 상기 제 2 스케일의 기저단 및 제 2 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대 또는 상기 절삭공구대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 설치되고, 타방이 제 2 기준위치에 설치되어 상기 제 2 기준위치에 대한 상기 절삭공구대의 위치를 계측하는 절삭공구측 위치 계측 수단을 설치하고,
    상기 제 1 기준위치와 제 2 기준위치를 상기 주축 반경방향에 대해 서로 위치가 고정되도록 하고,
    상기 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 상기 주축 반경방향에 있어서의 상기 주축 축심과 절삭공구대 간의 거리인 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산하거나, 또는 상기 주축대와 절삭공구대 간의 주축 반경방향의 상대이동량의 보정에 이용하는 값을 연산하는 연산 수단을 설치한, 공작기계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주축대는, 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치된 이송대에, 주축 축심방향으로 이동가능하게 탑재되고, 상기 절삭공구대는 상기 베드 상에 위치가 고정되도록 설치되며,
    상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 제 1 스케일의 기저단 및 제 1 판독부 중 어느 일방이, 상기 이송대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 베드 상에 위치가 고정되는 제 1 기준위치에 설치되며,
    상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 제 2 스케일의 기저단 및 제 2 판독부 중 어느 일방이 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 베드 상에 위치가 고정되는 제 2 기준위치에 설치된, 공작 기계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주축대는 베드 상에 위치가 고정되도록 설치되고, 상기 절삭공구대는, 상기 베드 상에 반경방향 이송대 및 축방향 이송대를 통해 설치되며, 상기 반경방향 이송대는 상기 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 축방향 이송대는 상기 반경방향 이송대 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 탑재되고, 상기 절삭공구대는 상기 축방향 이송대에 탑재되며,
    상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 제 1 스케일의 기저단 및 제 1 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 반경방향 이송대 상의 위치가 되는 제 1 기준위치에 설치되며,
    상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 제 2 스케일의 기저단 및 제 2 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 축방향 이송대 상의 위치가 되는 제 2 기준위치에 설치된, 공작 기계.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 주축대는 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 절삭공구대는, 상기 베드 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치된 축방향 이송대에 탑재되며,
    상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 제 1 스케일의 기저단 및 제 1 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 베드 상에 위치가 고정되는 제 1 기준위치에 설치되며,
    상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 제 2 스케일의 기저단 및 제 2 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 축방향 이송대 상의 위치가 되는 제 2 기준위치에 설치된, 공작 기계.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 주축대는, 베드 상에 주축 축심방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 절삭공구대는, 상기 베드 상에 상기 주축 반경방향으로 이동가능하게 설치된 반경방향 이송대에 탑재되며,
    상기 주축측 위치 계측 수단은, 상기 제 1 스케일의 기저단 및 제 1 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 상기 반경방향 이송대 상의 위치가 되는 제 1 기준위치에 설치되며,
    상기 절삭공구측 위치 계측 수단은, 상기 제 2 스케일의 기저단 및 제 2 판독부 중 어느 일방이, 상기 절삭공구대에 부착되고, 타방이 상기 반경방향 이송대 상의 위치가 되는 제 2 기준위치에 설치된, 공작 기계.
  6. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 주축측 위치 계측 수단의 제 1 스케일은, 상기 척에 파지되어 가공가능한 최대 직경의 작업물의 외부직경에 상기 절삭공구대의 공구의 날끝이 접하는 위치에 상기 주축대가 위치할 때 상기 제 1 판독부가 대응하는 위치로부터, 상기 주축의 축심이 상기 공구의 날끝과 동일한 상기 주축 반경방향 위치가 될 때 상기 제 1 판독부가 대응하는 위치인 원점위치까지의 범위에 눈금이 매겨져 있는, 공작기계.
  7. 제 3항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 주축측 위치 계측 수단의 제 1 스케일은, 상기 척에 파지되어 가공가능한 최대 직경의 작업물의 외부직경에 상기 절삭공구대의 공구의 날끝이 접하는 위치에 상기 절삭공구대가 위치할 때 상기 제 1 판독부가 대응하는 위치로부터, 상기 주축의 축심이 상기 공구의 날끝과 동일한 상기 주축 반경방향 위치가 될 때 상기 제 1 판독부가 대응하는 위치인 원점위치까지의 범위에 눈금이 매겨져 있는, 공작 기계.
  8. 제 1항에 있어서,
    이동 명령의 지령값에 따라 상기 절삭공구대를 상기 주축대에 대해 상대이동시키는 제어장치를 설치하고, 상기 제어장치에, 상기 지령값에 대해, 상기 연산 수단이 구한 주축 축심 위치·날끝 위치 간 상대거리에 의해 보정을 행하는 열변위 보정 수단을 설치한, 공작 기계.
  9. 작업물을 파지하는 척을 선단에 가지는 주축을 회전가능하게 지지한 주축대와, 공구가 부착된 절삭공구대를, 서로 주축 반경방향과 주축 축심방향으로 상대적으로 이동가능하게 베드에 설치한 공작 기계로서,
    상기 주축 반경방향으로 연장되는 스케일 및 상기 스케일을 판독하는 판독부로 이루어지며, 상기 스케일의 기저단 및 판독부 중 어느 일방이, 상기 주축대 또는 상기 주축대와 함께 주축 반경방향으로 이동하는 부재에 있어서의 상기 주축 반경방향의 상기 주축 축심의 부근에 설치되고, 타방이 제 1 기준위치에 설치되어 상기 제 1 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 주축 축심 위치를 계측하는 주축측 위치 계측 수단과,
    제 2 기준위치에 대한 상기 주축 반경방향의 상기 절삭공구대의 위치를 계측하는 절삭공구측 위치 계측 수단을 설치하고,
    상기 제 1 기준위치와 제 2 기준위치를 상기 주축 반경방향에 대해 서로 위치가 고정되도록 하고,
    상기 주축측 위치 계측 수단의 판독값과 상기 절삭공구측 위치 계측 수단의 판독값으로부터 상기 주축 반경방향에 있어서의 상기 주축 축심과 절삭공구대 간의 거리인 주축 축심·날끝 간 상대거리를 연산하거나, 또는 상기 주축대와 절삭공구대 간의 주축 반경방향의 상대이동량의 보정에 이용하는 값을 연산하는 연산 수단을 설치한, 공작 기계.
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