WO2011080820A1 - ラムの撓み補正装置 - Google Patents

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匠 堀
哲 古立
宏之 堂丸
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    • Y10T408/17—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor to control infeed
    • Y10T408/172—Responsive to Tool

Definitions

  • the ram of the horizontal boring machine incorporates the spindle unit 15 and is fitted to the saddle 13 so as to be slidable in the horizontal direction.
  • the ram 1 moves up and down along the guide of the column 14. Since the saddle 13 is cantilevered, as shown schematically in FIG. 12, when the ram 1 is retracted, the ram 1 is hardly bent as shown in FIG.
  • the ram 1 is moved in the direction of the arrow W in a cantilever state, which causes a problem that the center 1a in FIG. 12B bends as 1b.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-103434
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-103434
  • a spindle head (saddle) that supports a ram so as to be slidable in the left-right direction is configured to move up and down with two ball screws on the left and right sides.
  • the ball screw is driven by the first servo motor, the ball screw on the root side is driven by the second servo motor, and when the ram is discharged to the tip side, the ball screw is rotated more than the spindle movement command before correction, The spindle head is lifted, and the second servo motor rotates the ball screw less than the correction spindle movement command before the correction so as to lower the spindle head, and maintains the attitude of the spindle head as a whole as a whole. Therefore, since the guide surface of the ram is kept horizontal, it is possible to prevent an error from occurring in the position of the spindle head at the tip of the ram.
  • the present invention includes a ram that eliminates the need for a balance weight for weight balance, and that can correct the positional deviation of the tip of the spindle unit caused by the ram feeding with a simple structure and low device cost.
  • the purpose is to provide a machine tool.
  • the first invention includes a saddle that moves up and down along a column guide, and a ram that has a built-in spindle unit and is slidably fitted in the saddle in the horizontal direction.
  • the saddle is supported on the column by using a plurality of hydrostatic bearings in the longitudinal direction of the column, and the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing is changed to increase the straightness of the ram in the main axis direction.
  • the control means includes a hydraulic pressure of a hydrostatic bearing installed in the ram feeding direction and below the main shaft of the main spindle unit among a plurality of hydrostatic bearings that support the saddle in the longitudinal direction of the column. It is configured to control and maintain the straightness of the ram in the main axis direction.
  • the second invention of the present invention can be configured as follows. That is, in a machine tool including a saddle that moves up and down along a column guide and a ram that incorporates a spindle unit and is slidably fitted in the saddle in the horizontal direction, the ram is moved in the longitudinal direction of the ram.
  • the hydrostatic bearing is supported by the saddle using a plurality of hydrostatic bearings, and the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing is changed to maintain the straightness of the ram in the main shaft direction.
  • control means controls the hydraulic pressure of a hydrostatic bearing installed in the ram feeding direction and below the main shaft of the main spindle unit among a plurality of hydrostatic bearings that support the ram on the saddle. The straightness of the ram in the main axis direction is maintained.
  • the control means in addition to the hydrostatic bearing installed in the ram feeding direction and below the main spindle of the main spindle unit, the control means includes a main axis of the main spindle unit and a direction perpendicular to the main spindle.
  • the hydraulic pressure is also controlled for the hydrostatic bearing installed at a symmetrical position with respect to the intersection with the center line of the saddle so that the straightness in the main shaft direction of the ram is maintained.
  • the specific means in the control means includes a throttle device that restricts the amount of oil to the hydrostatic bearing, and a hydraulic sensor that measures the hydraulic pressure to each of the hydrostatic bearings, and the control means includes a hydraulic pressure from the hydraulic sensor. Based on the detected value, the throttle amount of the throttle device is controlled so as to be the target hydraulic pressure of the hydrostatic bearing.
  • a throttle device that throttles the amount of oil to the hydrostatic bearing is provided, and the control means reduces the throttle amount so that the throttle amount of the throttle device becomes a throttle flow rate calculated to become the target hydraulic pressure of the hydrostatic bearing. To control.
  • the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing in accordance with the displacement of the ram in the vertical direction, it is possible to correct the deviation of the main spindle unit position by the inclination of the ram according to the hydraulic pressure control. Therefore, according to the present invention, the straightness of the ram in the main axis direction can be maintained with high accuracy by the correction method, and high machining accuracy can be obtained. In addition, since it can be corrected by adjusting the hydraulic pressure of the plurality of hydrostatic bearings, a conventional balance weight is not required, and high processing accuracy as described above can be obtained with a simple structure and low equipment cost. Can do.
  • the main shaft is in the ram feeding direction. Since the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing installed below the main shaft of the unit is controlled, the straightness of the ram in the main shaft direction can be maintained with a simple configuration by the inclination of the saddle according to the control of the hydraulic pressure. In addition, among the plurality of hydrostatic bearings that support the ram on the saddle, the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing installed in the ram feeding direction and below the main spindle of the main spindle unit is controlled. The straightness of the ram in the main axis direction can be maintained with a simple configuration by the inclination of the ram according to the above.
  • the hydrostatic bearing controls the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing installed at a symmetrical position with respect to the intersection of the main shaft of the main shaft unit and the center line of the column perpendicular to the main shaft, and the ram Can be corrected by, for example, the inclination of the saddle according to the control of the hydraulic pressure of the two hydrostatic bearings of the hydrostatic bearing 2a and the hydrostatic bearing 3a shown in FIG.
  • the ram is extended and below the main shaft of the main spindle unit.
  • the hydrostatic bearing is a hydrostatic bearing installed at a symmetrical position with respect to the intersection of the main shaft of the main spindle unit and the center line of the saddle perpendicular to the main shaft. Since the hydraulic pressure is controlled to maintain the straightness of the ram in the main shaft direction, that is, it can be corrected by the inclination of the ram according to the control of the hydraulic pressure of the two hydrostatic bearings.
  • a throttle device for reducing the amount of oil to the static pressure bearing, and a hydraulic sensor for measuring the hydraulic pressure to each of the static pressure bearings the control means is based on a hydraulic pressure detection value from the hydraulic sensor Since the throttle amount of the throttle device is controlled so as to be the target hydraulic pressure of the bearing, the displacement of the spindle unit position due to the inclination angle of the ram and the deflection of the ram according to the hydraulic pressure control is determined by each hydrostatic sensor. Since the result of detecting the hydraulic pressure of the bearing is fed back, the pressure of the hydrostatic bearing can be maintained at an appropriate value with high accuracy.
  • a throttle device that throttles the amount of oil to the hydrostatic bearing is provided, and the control means reduces the throttle amount so that the throttle amount of the throttle device becomes a throttle flow rate calculated to become the target hydraulic pressure of the hydrostatic bearing. Therefore, a control configuration that does not use a hydraulic sensor can be achieved.
  • (A), (B) is a block diagram of the combination body of the column, saddle, and ram concerning 1st Example of this invention. It is a block diagram of the combination body of the column, saddle, and ram concerning 2nd Example of this invention. It is a block diagram of the combination body of the column concerning the 3rd Example of this invention, a saddle, and a ram. It is a block diagram of the combination body of the column concerning the 4th Example of this invention, a saddle, and a ram. It is a block diagram of the combination body of the column concerning the 5th Example of this invention, a saddle, and a ram.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a combination of a column, a saddle, and a ram according to a first embodiment of the present invention. 1 to 5, the other configuration is the same as the portion excluding the balance weights 21 and 22 in FIG. 11 (except for the portion 19 surrounded by the broken line in FIG. 11).
  • reference numeral 14 denotes a column
  • a saddle 13 that moves up and down along the guide of the column 14 and a spindle unit 15 are built in and slidably fitted in the saddle 13 in the horizontal direction.
  • the ram 1 is provided.
  • the saddle 13 is supported at four places on the left and right sides by the hydrostatic bearings 2a and 2b on the moving end side of the ram 1 and by the hydrostatic bearings 3a and 3b on the base side.
  • the hydrostatic bearing 2 a is a hydrostatic bearing 2 a, 2 b, 3 a, 3 b that supports the saddle 13 in the longitudinal direction of the column 14, and is in the feeding direction of the ram 1 and below the spindle of the spindle unit 15.
  • the hydrostatic bearing is installed in the hydrostatic bearing, and the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing 2a is controlled.
  • the controller 10 increases the hydraulic pressure Pr 2a of the hydrostatic bearing 2a in accordance with the vertical displacement of the ram 1, that is, the deflection ⁇ , so as to maintain the straightness of the ram 1 in the main shaft direction 1s.
  • FIG. 6 shows a method of correcting the deflection ⁇ by the inclination of the saddle 13 according to the increase of 2a .
  • the flow coefficient Ki of the hydrostatic bearing i is estimated (step S4).
  • Hydrostatic bearing i when the tilt angle theta (control for hydrostatic bearing 2a, except the hydrostatic bearing 2b, 3a, 3b) determine the pressure Pr i in (step S5).
  • Pr i (1 / (1 + K i / Kc i )) ⁇ Ps i (3)
  • Kc i Flow coefficient of variable throttle i
  • Ps i Supply pressure of hydrostatic bearing i
  • the throttle flow coefficient of the variable throttle is obtained and the throttle amount is controlled by the throttle flow coefficient, so that the control configuration can be simplified without using a hydraulic sensor.
  • the straightness of the ram 1 in the main shaft direction 1 s can be maintained with high accuracy by the above correction method, and high machining accuracy can be obtained. Further, by adjusting the state of the hydraulic pressures and variable throttles of the plurality of hydrostatic bearings, the conventional balance weight is unnecessary (the broken line portion 19 is not required in FIG. 11), and the structure is simple and the apparatus cost is low. With such a device, high processing accuracy as described above can be obtained.
  • the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the saddle 13 is supported at four places on the left and right sides by the hydrostatic bearings 2a and 2b on the moving end side of the ram 1 and supported by the hydrostatic bearings 3a and 3b on the root side. Has been.
  • the oil discharged from the hydraulic pump 8 is connected to the hydrostatic bearing 2a through the variable throttle 6, and is connected to the hydrostatic bearing 3a through the variable throttle 7.
  • the controller 10 controls the aperture amount of the variable aperture 6 and the aperture amount of the variable aperture 7.
  • the hydrostatic bearing 2 a is a hydrostatic bearing 2 a, 2 b, 3 a, 3 b that supports the saddle 13 in the longitudinal direction of the column 14, and is in the feeding direction of the ram 1 and below the spindle of the spindle unit 15.
  • the hydrostatic bearing 3a is located symmetrically with respect to the intersection C1 of the main shaft unit 15 and the center line of the column perpendicular to the main shaft with respect to the hydrostatic bearing 2a. It is an installed hydrostatic bearing and controls the hydraulic pressure for the hydrostatic bearings 2a and 3a.
  • the controller 10 adjusts the throttle amount of the variable throttle 6 to increase the pressure of the static pressure bearing 2a, and adjusts the throttle amount of the variable throttle 7 to increase the pressure of the static pressure bearing 3a.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a combination of a column, a saddle and a ram according to a third embodiment of the present invention.
  • a saddle 13 that moves up and down along the guide of a column 14 (see FIG. 11)
  • a ram 1 that incorporates a spindle unit 15 and that is slidably fitted in the saddle 13 in the horizontal direction are provided.
  • the ram 1 is supported at two upper and lower positions in the longitudinal direction of the ram 1, that is, the lower side is supported by hydrostatic bearings 20a and 20b, and the upper side is supported by hydrostatic bearings 30a and 30b.
  • Reference numeral 8 denotes a hydraulic pump, and oil discharged from the hydraulic pump 8 is connected to the hydrostatic bearing 20 a through a variable throttle 61.
  • Reference numeral 10 denotes a controller which controls the aperture amount of the variable aperture 61.
  • the hydrostatic bearing 20 a is a static hydrostatic bearing 20 a, 20 b, 30 a, 30 b that supports the ram 1 on the saddle 13.
  • the hydrostatic bearing 20 a is installed in the extending direction of the ram 1 and below the spindle of the spindle unit 15. This is a pressure bearing, and the hydraulic pressure of the hydrostatic bearing 20a is controlled.
  • the ram 1 moves as indicated by the arrow Y in FIG. It is displaced to the left and the center A bends like the center B.
  • the controller 10 adjusts the throttle amount of the variable throttle 61, thereby increasing the pressure of the hydrostatic bearing 20a. Therefore, as shown by the arrow F in FIG. 3, the spindle unit 15 side of the ram 1 is lifted by the hydrostatic bearing 20a. As a result, the tip position of the ram 1 moves onto the center axis of the ram 1 when there is no deflection as indicated by the arrow S in FIG. 2, and the straightness in the direction of the spindle unit 15 is maintained.
  • the controller 10 increases the hydraulic pressure Pr 20a of the hydrostatic bearing 20a in accordance with the vertical displacement of the ram 1, that is, the deflection ⁇ , so as to maintain the straightness of the ram 1 in the main shaft direction 1s.
  • FIG. 8 shows a method of correcting the displacement of the spindle unit 15 position by the inclination angle ⁇ of the ram 1 according to the increase of 20a .
  • W 20a W + W 30b + W 30a ⁇ W 20b (5)
  • W Weight of ram 1 and attachment Refer to FIG. 3 for symbols other than those described above. Otherwise, it is the same as the first embodiment.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a combination of a column, a saddle and a ram according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a saddle 13 that moves up and down along the guide of a column 14 (see FIG. 11) and a ram 1 that incorporates a spindle unit 15 and that is slidably fitted in the saddle 13 in the horizontal direction are provided.
  • the ram 1 is supported at two upper and lower positions in the longitudinal direction of the ram 1, that is, the lower side is supported by hydrostatic bearings 20a and 20b, and the upper side is supported by hydrostatic bearings 30a and 30b.
  • the hydrostatic bearing 30a is statically installed at a symmetrical position with respect to the intersection C2 of the main shaft unit 15 and the center line of the saddle 13 perpendicular to the main shaft with respect to the hydrostatic bearing 20a. This is a pressure bearing, and the hydraulic pressure is controlled with respect to the static pressure bearings 20a and 30a.
  • the controller 10 adjusts the throttle amount of the variable throttle 32 to increase the pressure of the static pressure bearing 20a, and adjusts the throttle amount of the variable throttle 33 to increase the pressure of the static pressure bearing 30a.
  • FIG. 9 shows a method of correcting the displacement of the spindle unit 15 position by the inclination angle ⁇ of the ram 1 according to the increase of the hydraulic pressures Pr 20a and Pr 30a .
  • FIG. 9 is a flowchart of the control means for correcting the positional deviation of the spindle unit according to the fourth embodiment.
  • the flow coefficient Kc 30a of the variable throttle 33 of the hydrostatic bearing 30a corresponding to the deflection amount ⁇ of the ram 1 tip obtained in step S52 is obtained.
  • the flow coefficient Kc 30a of the variable throttle 33 in the formula of the Pri step S55 used to calculate the aperture adjustment amount S 33 in step S60.
  • the third embodiment is the same as the third embodiment.
  • the oil discharged from the hydraulic pump 8 is connected to the hydrostatic bearing 20a through the variable throttle 32, and is connected to the hydrostatic bearing 30a through the variable throttle 33.
  • the oil discharged from the hydraulic pump 8 is connected to the hydrostatic bearing 20b through the variable throttle 34, and is connected to the hydrostatic bearing 30b through the variable throttle 35.
  • a controller 10 controls the aperture amount of the variable aperture 32 and the aperture amount of the variable aperture 33.
  • the aperture amount of the variable aperture 34 and the aperture amount of the variable aperture 35 are also controlled by the controller 10.
  • Oil pressure sensors 37, 38, 39, 40 for measuring the oil pressure of the oil passages are provided in the oil passages to the hydrostatic bearings 20a, 20b and the hydrostatic bearings 30a, 30b.
  • the hydraulic pressure detection values 39 and 40 are input to the controller 10.
  • FIG. 10 shows a method of correcting the deviation of the position of the spindle unit 15 due to the inclination angle ⁇ of the ram 1 according to the increase of the hydraulic pressures Pr 20a and Pr 30a .
  • FIG. 10 is a flowchart of the control means for correcting the deviation of the spindle unit position according to the fifth embodiment.
  • the displacement of the main spindle unit 15 is detected by the hydraulic sensors 37, 38, 39, 40 so that the straightness of the ram 1 in the main shaft direction 1s is maintained. Since the detection result of the hydraulic pressure is fed back, it can be corrected with high accuracy.
  • the inclination correction of the saddle 13 with respect to the column 14 of the first and second embodiments and the inclination correction of the ram 1 with respect to the saddle 13 of the third and fifth embodiments are combined to provide the saddle 13 with respect to the column 14 and the ram 1 with respect to the saddle 13.
  • the tilt correction may be controlled as a whole.
  • a machine tool equipped with a ram that eliminates the need for a balance weight for weight balance, can correct the misalignment of the tip of the spindle unit caused by the ram feeding, with a simple structure and low device cost. Can provide.

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Abstract

重量バランス用のバランスウェイトを不要として、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置でもって、ラム繰り出しによって生じる主軸ユニット先端の位置ずれを補正できる、ラムを備えた工作機械を提供する。コラム１４の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えた工作機械において、前記サドル１３を前記コラム１４の長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラム１４に支持するとともに、該静圧軸受２ａの油圧を変化させて、前記ラム１の主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受２ａの油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドル１３の傾斜により前記主軸ユニット１５の位置ずれを補正する制御手段１０を備えことを特徴とする。

Description

ラムの撓み補正装置
　本発明は、コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械におけるラムの撓み補正装置に関する。
　横中ぐり盤のラムは、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されているが、該ラムはコラムの案内に沿って上下動するサドルに片持ち支持になっている。即ち特許文献１（特公昭６２－４７１２５号公報）の内容を示す図１１において、１４はコラム、１３は該コラム１４の案内に沿って上下動するサドルである。
　前記サドル１３には、主軸ユニット１５を内蔵したラム１が水平方向に摺動可能に嵌合されている。
　該サドル１３、ラム１等は吊り金具１８によってバランスウェイト２０，２１に連結され、該バランスウェイト２０，２１と前記サドル１３、ラム１等の機材とが重量バランスを行っている。
　前記のように、横中ぐり盤のラムは、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されているが、該ラム１はコラム１４の案内に沿って上下動するサドル１３に片持ち支持になっているため、図１２に略図で示すように、ラム１が引っ込んでいるときは図１２（Ａ）のようにラム１の撓みは殆ど無いが、ラム１を繰り出すと、ラム１は片持ち状態でＷ矢の方向に移動し、これにより図１２（Ｂ）の中心１ａが１ｂのように撓む、という問題が発生する。
　かかる問題の解決案として、特許文献２（特開２００３－１０３４３４号公報）が、提案されている。
　特許文献２（特開２００３－１０３４３４号公報）においては、ラムを左右方向に摺動可能に支持する主軸頭（サドル）を左右二つのボールネジで上下動するように構成され、ラムの移動先端側のボールネジが第１サーボモータで駆動され、根本側のボールネジが第２サーボモータで駆動され、ラムが先端側に吐出移動すると、補正まえの主軸移動指令に比べてより多くボールネジを回転させて、主軸頭を吊り上げるようにし、第２サーボモータは、補正まえの主軸移動指令に比べてより少なくボールネジを回転させて、主軸頭を下がるようにし、全体として主軸頭の姿勢を水平に維持する。
　従って、ラムの案内面は水平に保たれるため、ラム先端の主軸頭の位置に誤差が生じるのを防止できる。
　しかしながら、かかる従来技術にあっては、前記サドル、ラム等の機材との重量バランス用のバランスウェイトは不要となるが、主軸移動データに従い２つのボールネジを回転させてサドル及びラムを移動させるので、ラムの位置制御に大きな出力を必要とし、また２つのボールネジを回転させる装置及び前記主軸移動データを設定する装置等の、装置コストが高くなる。
特公昭６２－４７１２５号公報 特開２００３－１０３４３４号公報）
　本発明はかかる問題点に鑑み、重量バランス用のバランスウェイトを不要として、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置でもって、ラム繰り出しによって生じる主軸ユニット先端の位置ずれを補正できる、ラムを備えた工作機械を提供することを目的とする。
　本発明はかかる目的を達成するもので、第１発明は、コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、前記サドルを前記コラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラムに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とする。
　かかる第１発明において、好ましくは次のように構成する。
　即ち、前記制御手段は、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように構成する。
　かかる第１発明において、好ましくは次のように構成する。
　即ち、前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように構成する。
　また、本発明の第２発明は、次のように構成することができる。
　即ち、コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、前記ラムを該ラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記サドルに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とする。
　かかる第２発明において、好ましくは次のように構成する。
　即ち、前記制御手段は、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するに構成する。
　かかる第２発明において、好ましくは次のように構成する。
　即ち、前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記サドルの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように構成する。
　また、制御手段における具体的手段は、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置、前記各静圧軸受への油圧を計測する油圧センサを備え、前記制御手段は、該油圧センサからの油圧検出値に基づいて前記静圧軸受の目標油圧になるように前記絞り装置の絞り量を制御する。
　また、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置を備え、前記制御手段は、該絞り装置の絞り量を前記静圧軸受の目標油圧になるために算出した絞り流量となるように絞り量を制御する。
　本発明によれば、制御手段による補正方法によって、前記サドルを前記コラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラムに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正できる。
　また、前記ラムを該ラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記サドルに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正できる。
　従って、本発明によれば、前記の補正方法によってラムの主軸方向への真直度を高精度で保持することができ、高い加工精度を得ることができる。
　また、前記複数の静圧軸受の油圧の調整によって補正できるので、従来のようなバランスウェイトは不要となり、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置で、前記のような高い加工精度を得ることができる。
　また、制御手段によって、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するために、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受の油圧を制御するので、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜によって簡単な構成で前記ラムの主軸方向への真直度を保持できる。
　また、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御するので、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜によって簡単な構成で前記ラムの主軸方向への真直度を保持できる。
　さらに、制御手段によって、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するので、すなわち、例えば、図２に示す静圧軸受２ａ及び静圧軸受３ａの２個の静圧軸受の油圧の制御に従うサドルの傾斜で補正することができるので、前記主軸ユニット位置のずれを、請求項２にかかる発明のように１個の静圧軸受による補正に比べて大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる。
　また、ラムの先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラムの重量増加に対応できる。
　さらに、ラムのサドルの支持に対しても同様に、制御手段によって、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記サドルの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するので、すなわち、２個の静圧軸受の油圧の制御に従うラムの傾斜で補正することができるので、前記主軸ユニット位置のずれを、請求項５にかかる発明のように１個の静圧軸受による補正に比べて大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる。
　また、ラムの先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラムの重量増加に対応できる。
　また、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置、前記各静圧軸受への油圧を計測する油圧センサを備え、前記制御手段は、該油圧センサからの油圧検出値に基づいて前記静圧軸受の目標油圧になるように前記絞り装置の絞り量を制御するように構成するので、油圧の制御に従うラムの傾斜角とラムの撓みによる前記主軸ユニット位置のずれを、油圧センサによって各静圧軸受の油圧の検知結果をフィードバックして行うので、静圧軸受の圧力を、高い精度で適正値に保持できる。
　また、前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置を備え、前記制御手段は、該絞り装置の絞り量を前記静圧軸受の目標油圧になるために算出した絞り流量となるように絞り量を制御するように構成するので、油圧センサを使用しない制御構成とすることが可能となる。
（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第２実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第３実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第４実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 本発明の第５実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。 第１実施例にかかる油圧の増加に従うサドルの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第２実施例にかかる油圧の増加に従うサドルの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第３実施例にかかる油圧の増加に従うラムの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第４実施例にかかる油圧の増加に従うラムの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 第５実施例にかかる油圧の増加に従うラムの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。 従来の横中ぐり盤の概要を示す斜視図である。 ラムとサドルとの組合せ図である。
　以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　図１は本発明の第１実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。尚、図１～図５において、その他の構成は図１１のバランスウェイト２１，２２を除いた部分（図１１の破線で囲んだ部分１９を除く）と同一である。
　図１（Ａ）、（Ｂ）において、１４はコラムで、該コラム１４の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
　前記サドル１３は、左右４箇所を、ラム１の移動端部側を静圧軸受２ａ、２ｂで支持され、根本側を静圧軸受３ａ、３ｂで支持されている。
　８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り６を経て静圧軸受２ａに接続されている。１０はコントローラで、可変絞り６の絞り量を制御するようになっている。この静圧軸受２ａは、前記サドル１３を前記コラム１４の長手方向に支持する静圧軸受２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって前記主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、この静圧軸受２ａの油圧を制御するようになっている。
　図１（Ａ）の停止時（または停止時に近い状態）から、図１（Ｂ）のような作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動する。そして図１（Ｂ）のように、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して片持ち支持位置からの突き出し量が増加する。
　このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り６の絞り量を調整し静圧軸受２の圧力を上昇させて、図１（Ａ）に矢印Ｆのように静圧軸受２ａによってサドル１３を持ち上げる。
　これにより、図１（Ｂ）のＺ矢印ように、サドル１３が傾斜してラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げる。尚、図１（Ｂ）において１ｕは水平線である。
　これにより、ラム１の主軸ユニット１５方向への真直度が保持される
　かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２ａの油圧Ｐｒ２ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ２ａの増加に従うサドル１３の傾斜により、撓みδを補正する方法を図６に示す。
　図６は油圧の増加に従うサドルの傾斜により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
　図６において、ラム１の繰り出し量Ｘを検出して（ステップＳ１）、この検出値を用いて次の補正を行う。
　ラム１先端の撓み量δを、次式により推定する（ステップＳ２）。
　　δ＝（ＷａＸ３／３ＥＩ）＋（ｗＸ４／８ＥＩ）　　（１）
　　　　　ここで、Ｗａ：アタッチメントの重量
　　　　　　　　　ｗ：ラム１の等分布荷重（自重）
　　　　　　　　　Ｅ：ラム１の縦弾性係数
　　　　　　　　　Ｉ：ラム１の断面２次モーメント
　ラム１の撓み量δを補正するために、ラム１を上方に傾斜させる角度θは次式により推定する。（ステップＳ３）。
　　θ＝ｔａｎ－１（ｙ／ｘ）　　（２）
　　　　ｙ，ｘ　は傾斜度
　静圧軸受ｉの流量係数Ｋｉを推定する（ステップＳ４）。
　傾斜角θのときの静圧軸受ｉ（制御する静圧軸受２ａ、以外の静圧軸受２ｂ、３ａ、３ｂ）の圧力Ｐｒｉを求める（ステップＳ５）。
　　Ｐｒｉ＝（１／（１＋Ｋｉ／Ｋｃｉ））・Ｐｓｉ　　　（３）
　　　　　　ここで、Ｋｃｉ：可変絞りｉの流量係数
　　　　　　　　　　Ｐｓｉ：静圧軸受ｉの供給圧力
　傾斜角θのときの静圧軸受ｉの負荷荷重Ｗｉを算出する（ステップＳ６）。
　　Ｗｉ＝Ａｉ・Ｐｒｉ　　　　　（４）
　　　　　ここで、Ａｉ：静圧軸受ｉの有効面積
　静圧軸受２ａの負荷荷重Ｗ２ａを算出する。記載以外の符号は図１（Ｂ）を参照（ステップＳ７）。
　　Ｍ＋Ｗ３ｂＬ３ｂ＋Ｗ２ｂＬ２ｂ＝Ｗ２ａＬ２ａ＋Ｗ３ａＬ３ａ　　（５）
　　　ここで、Ｍ：ラム、アタッチメント、サドルの自重によりサドルを回転させようと
　　　する回転モーメント
　静圧軸受圧力２ａの圧力Ｐｒ２ａを算出する（ステップＳ８）。
　　Ｐｒ２ａ＝Ｗ２ａ／Ａ２ａ　　　　（６）
　前記圧力Ｐｒ２ａを得るための可変絞り６の絞り流量係数Ｋｃ２ａを求め、この絞り流量係数Ｋｃ２ａになるように可変絞り６の絞り量を絞り長さＳ６に調節する（ステップＳ９、Ｓ１０）。この絞り長さとは、可変絞りの絞り調整量である。
　算出した静圧軸受の油圧を得るために、可変絞りの絞り流量係数を求めて絞り流量係数によって絞り量を制御するので、油圧センサを使用せずに制御構成を簡素化できる。
　以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受の油圧Ｐｒ２ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ２ａの増加に従うサドル１３の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５位置のずれを補正できる。
　従って、かかる実施例によれば、前記の補正方法によってラム１の主軸方向１ｓへの真直度を高精度で保持することができ、高い加工精度を得ることができる。
　また、前記複数の静圧軸受の油圧および可変絞りの状態調整によって、従来のようなバランスウェイトは不要となり（図１１において、破線部分１９が不要となる）、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置で、前記のような高い加工精度を得ることができる。
　次に、本発明の第２実施例を、図２を参照して説明する。
　基本構成は第１実施例と同じであり、サドル１３は、左右４箇所を、ラム１の移動端部側を静圧軸受２ａ、２ｂで支持され、根本側を静圧軸受３ａ、３ｂで支持されている。
　図２で、油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り６を経て静圧軸受２ａに接続され、可変絞り７を経て静圧軸受３ａに、それぞれ接続されている。コントローラ１０で、可変絞り６の絞り量を制御するとともに、可変絞り７の絞り量を制御する。　
　この静圧軸受２ａは、前記サドル１３を前記コラム１４の長手方向に支持する静圧軸受２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって前記主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、さらに、静圧軸受３ａは、静圧軸受２ａとは主軸ユニット１５の主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点Ｃ１に対して対称位置に設置した静圧軸受であり、静圧軸受２ａ、３ａに対して油圧を制御するようになっている。
　図２の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３に片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
　このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り６の絞り量を調整し前記静圧軸受２ａの圧力を上昇させ、また前記可変絞り７の絞り量を調整し前記静圧軸受３ａの圧力を上昇させる。
　従って、図２のＦ１矢印のように、ラム１が繰り出す側の静圧軸受２ａがサドル１３を持ち上げ、同時に繰り出し側とは反対側の静圧軸受３ａにより、サドル１３をＦ２矢印のように押し下げる。
　これにより、ラム１の先端位置が、図２のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１の中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。
　かかる、コントローラ１０の、前記サドル１３の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２ａ及び静圧軸受３ａの油圧Ｐｒ２ａ、Ｐｒ３ａをサドル１３の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ２ａ、Ｐｒ３ａの増加に従うサドル１３の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５の位置のずれを補正する補正方法を図７に示す。
　図７はかかる第２実施例により主軸ユニットの位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
　図７において、ステップＳ１２で求めたサドル１３先端の撓み量δに応じて、事前に求めたデータベースにより静圧軸受３ａの可変絞り７の流量係数Ｋｃ３ａを求める。
　この可変絞り７の流量係数Ｋｃ３ａをステップＳ１５のＰｒｉの算式に用いるとともに、ステップＳ２０で絞り調整量の絞り長さＳ７の算出に用いる。
　これ以外は、前記実施例１と同様である。
　以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記サドル１３の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、前記静圧軸受２ａ及び静圧軸受３ａの２個の静圧軸受で行うことができるので、サドル１３の撓みδによる前記主軸ユニット１５位置のずれを、実施例１より大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる。
　また、ラム１の先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラム１の重量増加に対応できる。
　図３は本発明の第３実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。
　図３において、コラム１４（図１１参照）の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
　前記ラム１は、該ラム１の長手方向に上下各２箇所、つまり下部側を静圧軸受２０ａ、２０ｂで支持され、上部側を静圧軸受３０ａ、３０ｂで支持されている。
　８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り６１を経て静圧軸受２０ａに接続されている。１０はコントローラで、可変絞り６１の絞り量を制御する。
　この静圧軸受２０ａは、ラム１をサドル１３に支持する複数の静圧軸受２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、この静圧軸受２０ａの油圧を制御するようになっている。
　図３の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
　このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り６１の絞り量を調整し、これにより静圧軸受２０ａの圧力が上昇する。従って、図３のＦ矢印ように、静圧軸受２０ａによりラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げる。
　これにより、ラム１の先端位置が、図２のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。
　かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａの油圧Ｐｒ２０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ２０ａの増加に従うラム１の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５位置のずれを補正する方法を図８に示す。
　尚、図８において、
　静圧軸受２０ａの負荷荷重Ｗ２０ａを算出する（ステップＳ３７）。
　Ｗ２０ａ＝Ｗ＋Ｗ３０ｂ＋Ｗ３０ａ－Ｗ２０ｂ　　　（５）
　　　ここで、Ｗ：ラム１及びアタッチメントの重量
　　　　　　　上記記載以外の符号は図３を参照
　これ以外は、前記実施例１と同様である。
　以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａの油圧Ｐｒ２０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、前記主軸ユニット１５位置のずれを補正できる。
　図４は本発明の第４実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。
　図４において、コラム１４（図１１参照）の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
　前記ラム１は、該ラム１の長手方向に上下各２箇所、つまり下部側を静圧軸受２０ａ、２０ｂで支持され、上部側を静圧軸受３０ａ、３０ｂで支持されている。
　８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り３２を経て静圧軸受２０ａに接続され、可変絞り３３を経て静圧軸受３０ａに接続されている。
　１０はコントローラで、可変絞り３２の絞り量、及び可変絞り３３の絞り量を制御する。
　この静圧軸受２０ａは、ラム１をサドル１３に支持する複数の静圧軸受２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂのうち、前記ラム１の繰り出し方向であって主軸ユニット１５の主軸より下方に設置した静圧軸受であり、さらに、静圧軸受３０ａは、静圧軸受２０ａとは主軸ユニット１５の主軸と該主軸に直角方向の前記サドル１３の中心線との交点Ｃ２に対して対称位置に設置した静圧軸受であり、静圧軸受２０ａ、３０ａに対して油圧を制御するようになっている。
　図４の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
　このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り３２の絞り量を調整し前記静圧軸受２０ａの圧力を上昇させ、また前記可変絞り３３の絞り量を調整し前記静圧軸受３０ａの圧力を上昇させる。
　従って、図４のＦ１矢印のように、静圧軸受２０ａによりラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げ、同時に繰り出し側とは反対側の静圧軸受３０ａにより、ラム１をＦ２矢印のように押し下げる。
　これにより、ラム１の先端位置が、図３のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。
　かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａ及び静圧軸受３０ａの油圧Ｐｒ２０ａ、Ｐｒ３０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ２０ａ、Ｐｒ３０ａの増加に従うラム１の傾斜角θにより前記主軸ユニット１５位置のずれを補正する方法を図９に示す。
　図９はかかる第４実施例により主軸ユニットの位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
　図９において、ステップＳ５２で求めたラム１先端の撓み量δに応じた静圧軸受３０ａの可変絞り３３の流量係数Ｋｃ３０ａを求める。
　この可変絞り３３の流量係数Ｋｃ３０ａをステップＳ５５のＰｒｉの算式に用いるとともに、ステップＳ６０の絞り調整量Ｓ３３の算出に用いる。
　これ以外は、前記実施例３と同様である。
　以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、前記静圧軸受２０ａ及び静圧軸受３０ａの２個の静圧軸受で行うことができるので、ラム１の撓みδによる前記主軸ユニット１５位置のずれを、実施例３より大きく補正でき、ラム１の繰り出し量を大きくできる。
　また、ラム１の先端を持ち上げる静圧軸受の負荷能力が上昇し、アタッチメントの追加等によるラム１の重量増加に対応できる。
　図５は本発明の第５実施例にかかるコラムとサドルとラムとの組合せ体の構成図である。
　図５において、コラム１４（図１１参照）の案内に沿って上下動するサドル１３と、主軸ユニット１５を内蔵し該サドル１３に水平方向に摺動可能に嵌合されたラム１とを備えている。
　前記ラム１は、該ラム１の長手方向に上下各２箇所、つまり下部側を静圧軸受２０ａ、２０ｂで支持され、上部側を静圧軸受３０ａ、３０ｂで支持されている。
　８は油圧ポンプで、該油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り３２を経て静圧軸受２０ａに接続され、可変絞り３３を経て静圧軸受３０ａに接続されている。また、油圧ポンプ８から吐出された油は、可変絞り３４を経て静圧軸受２０ｂに接続され、可変絞り３５を経て静圧軸受３０ｂに接続されている。
　１０はコントローラで、可変絞り３２の絞り量、及び可変絞り３３の絞り量を制御する。また、前記可変絞り３４の絞り量及び可変絞り３５の絞り量もコントローラ１０によって制御される。
　前記各静圧軸受２０ａ、２０ｂ及び静圧軸受３０ａ、３０ｂへの油路には、各油路の油圧を計測する油圧センサ３７、３８、３９、４０が設けられ、これら油圧センサ３７、３８、３９、４０の油圧検出値はコントローラ１０に入力される。
　図５の停止時（または停止時に近い状態）から、作動時になると、前記ラム１は図のＹ矢印のように移動して、サドル１３の片持ち支持になっているラム１が、サドル１３から左方に変位して、中心Ａが中心Ｂのようにたわむ。
　このとき、コントローラ１０は、前記可変絞り３２の絞り量を調整し前記静圧軸受２０ａの圧力を上昇させ、また前記可変絞り３３の絞り量を調整し前記静圧軸受３０ａの圧力を上昇させる。
　また、可変絞り３４の絞り量を調整して静圧軸受２０ｂの圧力を調整するとともに、可変絞り３５の絞り量を調整して静圧軸受３０ｂの圧力を調整する。
　また、コントローラ１０は、油圧センサ３７、３８、３９、４０の油圧検出値に基づき、各静圧軸受２０ａ、２０ｂの圧力及び静圧軸受３０ａ、３０ｂの圧力を、適正値に調整する。即ち前記油圧センサ３７、３８、３９、４０の油圧検出値により、静圧軸受２０ａ、２０ｂの圧力、及び静圧軸受３０ａ、３０ｂの圧力を、所定の適正値に保持することができる。
　即ち、上記の制御により、図５のＦ１矢印に示すように、静圧軸受２０ａによりラム１の主軸ユニット１５側を持ち上げ、同時に静圧軸受３０ａにより、ラム１の繰り出し側とは反対側をＦ２矢印のように押し下げる。
　これにより、ラム１の先端位置が、図５のＳ矢印のように、撓みが無い場合のラム１中心軸上に移り、主軸ユニット１５方向への真直度が保持される。
　かかる、コントローラ１０の、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、静圧軸受２０ａ及び静圧軸受３０ａの油圧Ｐｒ２０ａ、Ｐｒ３０ａをラム１の垂直方向変位即ち撓みδに従い増加することで、かかる油圧Ｐｒ２０ａ、Ｐｒ３０ａの増加に従うラム１の傾斜角θによる主軸ユニット１５の位置のずれを補正する方法を図１０に示す。
　図１０は、かかる第５実施例により主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段のフローチャートである。
　図１０において、ステップＳ７２で求めたラム１先端の撓み量δに応じて事前に求めたデータベースより、静圧軸受３０ａの可変絞り３３の流量係数Ｋｃ３０ａを求める。
　この可変絞り３３の流量係数Ｋｃ３０ａをステップＳ７５のＰｒｉの算式に用いるとともに、ステップＳ８０の絞り長さＳ３３の算出に用いる。
　また、図１０のステップＳ８０についで、前記油圧センサ３７、３８、３９、４０によって各静圧軸受の油圧を検知する（ステップＳ８１）。
　そして、この油圧Ｐｒｉが目標油圧になっているか判定し（ステップＳ８２）、なっていなければ各可変絞りを調整する。
　これ以外は、前記実施例４と同様である。
　以上のコントローラ１０による補正方法によって、前記ラム１の主軸方向１ｓへの真直度を保持するように、前記主軸ユニット１５位置のずれを、油圧センサ３７、３８、３９、４０によって各静圧軸受の油圧の検知結果をフィードバックして行うので、高い精度で補正できる。
　なお、前記実施例１～２のコラム１４に対するサドル１３の傾斜補正と、実施例３～５のサドル１３に対するラム１の傾斜補正とを組み合わせて、コラム１４に対するサドル１３、サドル１３に対するラム１の傾斜補正を全体的に制御してもよいことは勿論である。
　本発明によれば、重量バランス用のバランスウェイトを不要として、簡単な構造で且つ装置コストが低廉な装置でもって、ラム繰り出しによって生じる主軸ユニット先端の位置ずれを補正できる、ラムを備えた工作機械を提供できる。

Claims (8)

  1. 　コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、
    　前記サドルを前記コラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記コラムに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向の真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うサドルの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とするラムの撓み補正装置。
  2. 　前記制御手段は、前記サドルを前記コラムの長手方向に支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項１記載のラムの撓み補正装置。
  3. 　前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記コラムの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項２記載のラムの撓み補正装置。
  4. 　コラムの案内に沿って上下動するサドルと、主軸ユニットを内蔵し該サドルに水平方向に摺動可能に嵌合されたラムとを備えた工作機械において、
    　前記ラムを該ラムの長手方向に複数の静圧軸受を用いて前記サドルに支持するとともに、該静圧軸受の油圧を変化させて、前記ラムの主軸方向への真直度を保持するように、前記静圧軸受の油圧をラムの垂直方向変位に従い制御することで、かかる油圧の制御に従うラムの傾斜により前記主軸ユニット位置のずれを補正する制御手段を備えたことを特徴とするラムの撓み補正装置。
  5. 　前記制御手段は、前記ラムを前記サドルに支持する複数の静圧軸受のうち、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した静圧軸受の油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項４記載のラムの撓み補正装置。
  6. 　前記制御手段は、前記ラムの繰り出し方向であって前記主軸ユニットの主軸より下方に設置した前記静圧軸受に加えて、該静圧軸受とは前記主軸ユニットの主軸と該主軸に直角方向の前記サドルの中心線との交点に対して対称位置に設置した静圧軸受に対しても油圧を制御して、前記ラムの主軸方向の真直度を保持することを特徴とする請求項５記載のラムの撓み補正装置。
  7. 　前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置、前記各静圧軸受への油圧を計測する油圧センサを備え、前記制御手段は、該油圧センサからの油圧検出値に基づいて前記静圧軸受の目標油圧になるように前記絞り装置の絞り量を制御するように構成したことを特徴とする請求項１～６記載のラムの撓み補正装置。
  8. 　前記静圧軸受への油量を絞る絞り装置を備え、前記制御手段は、該絞り装置の絞り量を前記静圧軸受の目標油圧になるために算出した絞り流量となるように絞り量を制御するように構成したことを特徴とする請求項１～６記載のラムの撓み補正装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102896330A (zh) * 2011-07-26 2013-01-30 发得科技工业股份有限公司 镗铣床主轴辅助支撑滑轨装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305335B6 (cs) * 2014-01-10 2015-08-05 Ĺ KODA MACHINE TOOL, a. s. Zařízení pro přenos podpěrné síly
EP3009225A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-20 Bostek Innovation S.L.U. Gantry machine tool with large horizontal support crossbeam with horizontal counterbalancing device
EP3009224A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-20 Bostek Innovation S.L.U. Gantry machine tool with torsion compensating device
ITUA20161742A1 (it) 2016-03-17 2017-09-17 Hpt Sinergy Srl Macchina utensile cartesiana con slitta orizzontale e testa di lavoro a sbalzo, e carro porta-slitta per tale macchina utensile
CN106425532A (zh) * 2016-12-08 2017-02-22 济南二机床集团有限公司 数控龙门机床全包静压滑枕结构
JP7052555B2 (ja) * 2018-05-21 2022-04-12 株式会社ジェイテクト 研削装置
CN113245785B (zh) * 2021-05-28 2022-07-15 浙江路通交通安全设施有限公司 一种护栏波形梁再生修复方法
CN114248141B (zh) * 2021-12-29 2022-09-20 安徽池州伟舜机电有限公司 一种五轴联动数控机床及其故障报警系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6299037A (ja) * 1985-10-24 1987-05-08 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械の主軸傾き補正装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1920487A1 (de) * 1969-04-23 1970-11-05 Ludwigsburger Maschb Gmbh Vorrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Bohrspindel angeordneten Werkzeuges von der Oberflaeche des hergestellten Bohrloches
US3736818A (en) * 1970-07-10 1973-06-05 Asquith Ltd William Hydrostatic bearings
JPS609635A (ja) * 1983-06-29 1985-01-18 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械における変位補正装置
JPH0337868Y2 (ja) * 1986-06-06 1991-08-09
JPH02152740A (ja) * 1988-12-02 1990-06-12 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
JPH09183032A (ja) * 1996-01-05 1997-07-15 Mitsubishi Electric Corp 加工機の加工誤差修正装置
JP5113086B2 (ja) * 2006-03-02 2013-01-09 ミクロン アジェ シャルミーユ アーゲー 工作機械の変位を補正する方法及び装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6299037A (ja) * 1985-10-24 1987-05-08 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械の主軸傾き補正装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102896330A (zh) * 2011-07-26 2013-01-30 发得科技工业股份有限公司 镗铣床主轴辅助支撑滑轨装置
CN102896330B (zh) * 2011-07-26 2014-12-10 发得科技工业股份有限公司 镗铣床主轴辅助支撑滑轨装置

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