JPH0155939B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0155939B2 JPH0155939B2 JP57083716A JP8371682A JPH0155939B2 JP H0155939 B2 JPH0155939 B2 JP H0155939B2 JP 57083716 A JP57083716 A JP 57083716A JP 8371682 A JP8371682 A JP 8371682A JP H0155939 B2 JPH0155939 B2 JP H0155939B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- lubricating oil
- workpiece
- cutting fluid
- room temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
- G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度制御機能を有する加工装置に関す
るものである。
るものである。
第１図に示すように、工作物Ｗの複数の加工穴
４，５を多軸スピンドル１６，１７を備えた軸頭
部１５によつて加工する場合、工作物Ｗの加工穴
ピツチは軸頭部のスピンドルピツチに一致するこ
とになるが、加工時点における工作物Ｗの加工穴
ピツチ間の熱膨張と軸頭部のスピンドルピツチ間
の熱膨張とが等しくないと常温においては加工穴
ピツチに少なからず寸法誤差が生ずることにな
る。
４，５を多軸スピンドル１６，１７を備えた軸頭
部１５によつて加工する場合、工作物Ｗの加工穴
ピツチは軸頭部のスピンドルピツチに一致するこ
とになるが、加工時点における工作物Ｗの加工穴
ピツチ間の熱膨張と軸頭部のスピンドルピツチ間
の熱膨張とが等しくないと常温においては加工穴
ピツチに少なからず寸法誤差が生ずることにな
る。
この寸法誤差を補正するため、従来では前記切
削液の温度変化に対して軸頭部の潤滑油の温度を
追従させ、工作物と軸頭部の熱膨張量を等しくし
て加工している。
削液の温度変化に対して軸頭部の潤滑油の温度を
追従させ、工作物と軸頭部の熱膨張量を等しくし
て加工している。
しかしながらこの従来装置は、特定の基準温度
では寸法誤差はなくなるが、加工終了後その工作
物を基準温度と異る室温で相手物品に組付ける場
合にはその温度差によつて発生する熱膨張で、組
付作業がスムーズに行なわれなくなるおそれがあ
つた。
では寸法誤差はなくなるが、加工終了後その工作
物を基準温度と異る室温で相手物品に組付ける場
合にはその温度差によつて発生する熱膨張で、組
付作業がスムーズに行なわれなくなるおそれがあ
つた。
すなわち、基準温度を20℃とした場合、室温は
冬場で０〜10℃、夏場で30〜40℃となり、最大20
℃前後の温度差ならびにそれに伴う寸法変化が発
生することになる。この寸法変化は相手部品が同
一材質の場合はともかく異種材質の場合には組付
作業に支承をきたすおそれがあつた。
冬場で０〜10℃、夏場で30〜40℃となり、最大20
℃前後の温度差ならびにそれに伴う寸法変化が発
生することになる。この寸法変化は相手部品が同
一材質の場合はともかく異種材質の場合には組付
作業に支承をきたすおそれがあつた。
本発明は従来のこのような不具合を解消するた
めになされたものであり、その目的とするところ
は室温の変化に基づいて切削液温度に対する潤滑
油温度との温度差を変化させ、組付時に近い状態
すなわち室温において工作物を正規寸法に加工す
ることである。
めになされたものであり、その目的とするところ
は室温の変化に基づいて切削液温度に対する潤滑
油温度との温度差を変化させ、組付時に近い状態
すなわち室温において工作物を正規寸法に加工す
ることである。
先ず、本発明の実施例を説明する前に、工作物
Ｗに生ずるピツチ誤差δについて説明する。第１
図において、１５は工作物Ｗを加工する軸頭、５
０は工作物Ｗの加工穴４，５のピツチを測定する
測定器である。このような加工装置において、加
工すべき加工穴４，５のピツチをｌ、軸頭１５の
熱膨張率をαとすると、軸頭温度がthまで上昇し
たときのスピンドル１６，１７のピツチlhは、所
定の組付温度toにてスピンドルピツチがｌに組付
けられたとして、 lh＝ｌ〔１＋α（th−to）〕 で表わされ、工作物Ｗの加工穴４，５はピツチlh
に加工されることになる。
Ｗに生ずるピツチ誤差δについて説明する。第１
図において、１５は工作物Ｗを加工する軸頭、５
０は工作物Ｗの加工穴４，５のピツチを測定する
測定器である。このような加工装置において、加
工すべき加工穴４，５のピツチをｌ、軸頭１５の
熱膨張率をαとすると、軸頭温度がthまで上昇し
たときのスピンドル１６，１７のピツチlhは、所
定の組付温度toにてスピンドルピツチがｌに組付
けられたとして、 lh＝ｌ〔１＋α（th−to）〕 で表わされ、工作物Ｗの加工穴４，５はピツチlh
に加工されることになる。
一方工作物Ｗの加工中の切削液温度をtcとした
とき工作物Ｗは加工中この切削液温度tcに維持さ
れるが、加工終了と同時にこの工作物Ｗは室温tr
に下がる。従つて工作物Ｗの熱膨張率をβとした
とき測定時における工作物Ｗの加工穴４，５のピ
ツチlwは lw＝lt〔１−β（tc−tr）〕 ＝ｌ・〔１＋α（th−to）〕 〔１−β（tc−tr）〕 で表わされる。
とき工作物Ｗは加工中この切削液温度tcに維持さ
れるが、加工終了と同時にこの工作物Ｗは室温tr
に下がる。従つて工作物Ｗの熱膨張率をβとした
とき測定時における工作物Ｗの加工穴４，５のピ
ツチlwは lw＝lt〔１−β（tc−tr）〕 ＝ｌ・〔１＋α（th−to）〕 〔１−β（tc−tr）〕 で表わされる。
また、測定器５０は工作物Ｗと同じ室温trにさ
らされている。従つてこの測定器５０の熱膨張率
を軸頭１５と同じαとしたとき、測定軸５１，５
２のピツチlmは所定の組付温度toにて測定軸５
１，５２のピツチｌになるように組付られたとし
て、 lm＝ｌ〔１＋α（tr−to）〕 で表わされる。
らされている。従つてこの測定器５０の熱膨張率
を軸頭１５と同じαとしたとき、測定軸５１，５
２のピツチlmは所定の組付温度toにて測定軸５
１，５２のピツチｌになるように組付られたとし
て、 lm＝ｌ〔１＋α（tr−to）〕 で表わされる。
その結果ピツチ誤差δは
δ＝lw−lm＝ｌ・〔１＋α（th−to）〕〔１−β（tc
−tr）〕−ｌ〔１＋α（tr−to）〕 ＝ｌ〔α（th−tr〕−β（tc−tr）−α・β（th−
to）（tc−tr）〕 と表わされる。
−tr）〕−ｌ〔１＋α（tr−to）〕 ＝ｌ〔α（th−tr〕−β（tc−tr）−α・β（th−
to）（tc−tr）〕 と表わされる。
上式においてα・βは値が小さいため、α・β
を含む項を省略する。この関係式においてピツチ
誤差δを０とすると、上式は ０＝α（th−tr）−β（tc−tr） と表わすことができる。この式をさらに室温trと
潤滑油温度thとの関係式で表わすと、 th＝β／αtc−（β／α−１）tr …(1) と変形される。
を含む項を省略する。この関係式においてピツチ
誤差δを０とすると、上式は ０＝α（th−tr）−β（tc−tr） と表わすことができる。この式をさらに室温trと
潤滑油温度thとの関係式で表わすと、 th＝β／αtc−（β／α−１）tr …(1) と変形される。
従つて上式によつて理論潤滑油温度thを算出
し、この理論潤滑油温度に実際の潤滑油温度が等
しくなるようにすることで、室温trの状態におけ
るピツチ誤差δをなくすことができる。
し、この理論潤滑油温度に実際の潤滑油温度が等
しくなるようにすることで、室温trの状態におけ
るピツチ誤差δをなくすことができる。
なお、この工作物Ｗの加工時と計測時あるいは
組付時ではその時間経過によつて室温trが若干変
化するが、その室温trの変化は１日の気温の変化
であるため、５〜７℃前後であり、前記基準温度
と夏冬における室温trとの温度差に比べてきわめ
て少く、組付上問題となるような大きな寸法変化
は生じない。
組付時ではその時間経過によつて室温trが若干変
化するが、その室温trの変化は１日の気温の変化
であるため、５〜７℃前後であり、前記基準温度
と夏冬における室温trとの温度差に比べてきわめ
て少く、組付上問題となるような大きな寸法変化
は生じない。
以下かかる室温trの下でのピツチ誤差δの発生
を防止した加工装置の具体的構成を説明する。
を防止した加工装置の具体的構成を説明する。
１０は加工装置、１１はベツド、１２はベツド
１１上に設置された送りユニツト、１３はこの送
りユニツト１２に形成された案内面、１４は案内
面１３に沿つて摺動可能に案内された摺動台、１
５は摺動台１４上に設置された軸頭部、１６，１
７はこの軸頭部１５に回転可能に軸承されたスピ
ンドル、１８，１９はこのスピンドル１６，１７
に挿着された加工工具、２０は軸頭部１５の後方
に設置され各スピンドル１６，１７と回転連結さ
れた歯車箱、２１は歯車箱２０の入力軸と連結さ
れた駆動モータ、２２は前記軸頭部１５に対向し
てベツド１１上に設置された治具本体、２３は工
作物位置決め用の基準面、２４は工作物をクラン
プするためのクランプ装置、２５は切削液の貯溜
槽、２６は切削液供給ポンプ、２７はポンプ２６
に導管２８を介して連通され治具本体２２に設け
られた切削液噴出ノズル、２９は工作物に供給さ
れた切削液を回収する戻し管、３０はこの戻し管
２９にて還流される切削液温度を検出する温度検
出器、３１は軸頭部１５に供給する潤滑油の貯溜
槽、３２は潤滑油供給ポンプ、３３は供給ポンプ
３２と一端が連通され、他端が軸頭部１５に連通
された供給管、３４は軸頭部１５から排出される
潤滑油を貯溜槽３１に戻す戻し管、３５は潤滑油
を加熱する加熱器、３６は潤滑油を冷却する冷却
器、３７は加熱器３４及び冷却器３５の作動を制
御する制御回路、３８は戻し管３４より貯溜槽３
１に戻される潤滑油の温度を検出する温度検出
器、４４は室温trを検出する温度検出器である。
１１上に設置された送りユニツト、１３はこの送
りユニツト１２に形成された案内面、１４は案内
面１３に沿つて摺動可能に案内された摺動台、１
５は摺動台１４上に設置された軸頭部、１６，１
７はこの軸頭部１５に回転可能に軸承されたスピ
ンドル、１８，１９はこのスピンドル１６，１７
に挿着された加工工具、２０は軸頭部１５の後方
に設置され各スピンドル１６，１７と回転連結さ
れた歯車箱、２１は歯車箱２０の入力軸と連結さ
れた駆動モータ、２２は前記軸頭部１５に対向し
てベツド１１上に設置された治具本体、２３は工
作物位置決め用の基準面、２４は工作物をクラン
プするためのクランプ装置、２５は切削液の貯溜
槽、２６は切削液供給ポンプ、２７はポンプ２６
に導管２８を介して連通され治具本体２２に設け
られた切削液噴出ノズル、２９は工作物に供給さ
れた切削液を回収する戻し管、３０はこの戻し管
２９にて還流される切削液温度を検出する温度検
出器、３１は軸頭部１５に供給する潤滑油の貯溜
槽、３２は潤滑油供給ポンプ、３３は供給ポンプ
３２と一端が連通され、他端が軸頭部１５に連通
された供給管、３４は軸頭部１５から排出される
潤滑油を貯溜槽３１に戻す戻し管、３５は潤滑油
を加熱する加熱器、３６は潤滑油を冷却する冷却
器、３７は加熱器３４及び冷却器３５の作動を制
御する制御回路、３８は戻し管３４より貯溜槽３
１に戻される潤滑油の温度を検出する温度検出
器、４４は室温trを検出する温度検出器である。
前記制御回路３７は第３図に示すように温度検
出器３０，３８，４４にて検出された切削液温度
tc、潤滑油温度thならびに室温trを前記(1)式に基
づいて演算する演算回路４０と、この演算回路４
０から出力される制御信号によつて加熱器３５お
よび冷却器３６の電源を入切するストツチ回路４
３よりなつている。
出器３０，３８，４４にて検出された切削液温度
tc、潤滑油温度thならびに室温trを前記(1)式に基
づいて演算する演算回路４０と、この演算回路４
０から出力される制御信号によつて加熱器３５お
よび冷却器３６の電源を入切するストツチ回路４
３よりなつている。
上記構成において演算回路４０には温度検出器
３０，３８，４４から切削液温度tc、潤滑油温度
th、室温trが入力され、この３者の関係を前記(1)
式に基づいて演算し、例えば室温Trが変化した
場合、演算回路４０は演算の結果、(1)式の関係に
アンバランスが生じたことを検出し、潤滑油温度
thを変えるための信号を出力する。通常潤滑油温
度thは切削液温度tcより高く設定されており、し
かる状態において室温trが上昇した場合には、前
記(1)式からも明らかなように切削液温度tcと潤滑
油温度thとの温度差がより小さくなるように冷却
器３６が作動されて、潤滑油温度thが下げられ、
また室温trが下がつた場合には前記温度差が大き
くなるように加熱器３５が作動されて、潤滑油温
度thが上昇される。
３０，３８，４４から切削液温度tc、潤滑油温度
th、室温trが入力され、この３者の関係を前記(1)
式に基づいて演算し、例えば室温Trが変化した
場合、演算回路４０は演算の結果、(1)式の関係に
アンバランスが生じたことを検出し、潤滑油温度
thを変えるための信号を出力する。通常潤滑油温
度thは切削液温度tcより高く設定されており、し
かる状態において室温trが上昇した場合には、前
記(1)式からも明らかなように切削液温度tcと潤滑
油温度thとの温度差がより小さくなるように冷却
器３６が作動されて、潤滑油温度thが下げられ、
また室温trが下がつた場合には前記温度差が大き
くなるように加熱器３５が作動されて、潤滑油温
度thが上昇される。
このように室温trの変化に伴い、前記(1)式を満
足するように潤滑油温度thを制御することで、工
作物Ｗの加工穴４，５を室温trにおいて正規のピ
ツチｌになるように加工できる。
足するように潤滑油温度thを制御することで、工
作物Ｗの加工穴４，５を室温trにおいて正規のピ
ツチｌになるように加工できる。
前記したように、本発明の加工装置は、室温、
切削液温度ならびに潤滑油温度を検出し、この室
温と切削油温度に基づいて理論潤滑油温度を算出
し、この理論潤滑油温度に実際の潤滑油温度が近
づくように潤滑油用の温度調整装置の作動を制御
するようにした構成であるので、工作物は室温に
おいて寸法誤差のない状態に加工されることにな
り、組付等をスムーズに行うことができる効果が
得られる。また、潤滑油側の温度調整装置のみ制
御する構成であるので、構成が簡単になるととも
に制御が容易になる効果が得られる。
切削液温度ならびに潤滑油温度を検出し、この室
温と切削油温度に基づいて理論潤滑油温度を算出
し、この理論潤滑油温度に実際の潤滑油温度が近
づくように潤滑油用の温度調整装置の作動を制御
するようにした構成であるので、工作物は室温に
おいて寸法誤差のない状態に加工されることにな
り、組付等をスムーズに行うことができる効果が
得られる。また、潤滑油側の温度調整装置のみ制
御する構成であるので、構成が簡単になるととも
に制御が容易になる効果が得られる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
軸頭ならびに測定器と工作物との関係を示す説明
図、第２図は加工装置の全体構成を示す図、第３
図は制御回路のブロツク図である。 １０……加工装置、１１……ベツド、１２……
送りユニツト、１４……摺動台、１５……軸頭
部、１６，１７……スピンドル、１８，１９……
加工工具、２２……治具本体、２３……基準面、
２４……クランプ装置、２５……切削液貯溜槽、
２７……切削液噴出ノズル、３０……温度検出
器、３１……潤滑油貯溜槽、３５……加熱器、３
６……冷却器、３７……制御回路、３８……温度
検出器、４４……温度検出器、Ｗ……工作物。
軸頭ならびに測定器と工作物との関係を示す説明
図、第２図は加工装置の全体構成を示す図、第３
図は制御回路のブロツク図である。 １０……加工装置、１１……ベツド、１２……
送りユニツト、１４……摺動台、１５……軸頭
部、１６，１７……スピンドル、１８，１９……
加工工具、２２……治具本体、２３……基準面、
２４……クランプ装置、２５……切削液貯溜槽、
２７……切削液噴出ノズル、３０……温度検出
器、３１……潤滑油貯溜槽、３５……加熱器、３
６……冷却器、３７……制御回路、３８……温度
検出器、４４……温度検出器、Ｗ……工作物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 切削液を加工箇所に供給して工作物を加工す
る加工装置において、この加工装置の軸頭部内に
潤滑油を循環させる循環装置と、この潤滑油を加
熱または冷却して潤滑油温度を調整する温度調整
装置と、前記潤滑油の温度th、前記切削液の温度
tc並びに室温trをそれぞれ検出する潤滑油用温度
検出器、切削液用温度検出器並びに室温用温度検
出器と、潤滑油用温度検出器、切削液用温度検出
器並びに室温用温度検出器からの検出信号を入力
するとともに関係式 th＝β／αtc−（β／α−１）tr （βは工作物の熱膨張率、αは軸頭の熱膨張係
数）に基づいて理論潤滑油温度thを演算し、実際
の潤滑油温度を理論潤滑油温度に近づけるべく前
記温度調整装置を制御する制御手段を設けたこと
を特徴とする温度制御機能を有する加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083716A JPS58202749A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 温度制御機能を有する加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083716A JPS58202749A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 温度制御機能を有する加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202749A JPS58202749A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0155939B2 true JPH0155939B2 (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=13810228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57083716A Granted JPS58202749A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 温度制御機能を有する加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202749A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55112748A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-30 | Toyoda Mach Works Ltd | Work device with temperature control function |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57083716A patent/JPS58202749A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58202749A (ja) | 1983-11-26 |
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