JPS6157143B2 - - Google Patents
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- JPS6157143B2 JPS6157143B2 JP1529379A JP1529379A JPS6157143B2 JP S6157143 B2 JPS6157143 B2 JP S6157143B2 JP 1529379 A JP1529379 A JP 1529379A JP 1529379 A JP1529379 A JP 1529379A JP S6157143 B2 JPS6157143 B2 JP S6157143B2
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- JP
- Japan
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- workpiece
- shaft head
- machining
- linear expansion
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Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 5
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B23Q11/14—Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
- B23Q11/141—Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools using a closed fluid circuit for cooling or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は軸頭部もしくは工作物の温度を制御し
て加工する加工方法に関するもので、その目的は
工作物の温度変化による熱膨張と等しい熱膨張を
軸頭部に生じさせ軸頭部の材質と異る材質の工作
物の加工穴中心の位置誤差をなくし高精度に加工
することである。
て加工する加工方法に関するもので、その目的は
工作物の温度変化による熱膨張と等しい熱膨張を
軸頭部に生じさせ軸頭部の材質と異る材質の工作
物の加工穴中心の位置誤差をなくし高精度に加工
することである。
従来において、加工装置にて加工される工作物
の加工精度を阻害する要因として加工装置軸頭部
の温度変化による熱変位があり、この熱変位をな
くするために軸頭部内に潤滑油を循環させ、この
潤滑油の温度を大気温度の変化に一定温度差を保
つように追従制御していた。
の加工精度を阻害する要因として加工装置軸頭部
の温度変化による熱変位があり、この熱変位をな
くするために軸頭部内に潤滑油を循環させ、この
潤滑油の温度を大気温度の変化に一定温度差を保
つように追従制御していた。
しかしながら工作物の材質と加工装置軸頭部の
材質が異なり線膨張係数に差がある場合にはこの
ような温度差を一定に保つ制御では、工作物の熱
膨張量と軸頭部の熱膨張量に差が生ずるため加工
後工作物温度が常温（例えば摂氏20度）になつた
場合には加工穴中心の位置誤差が生ずることにな
る。第１図に示すように共通の軸頭部１に軸承さ
れた２軸のスピンドル２，３でアルミニウムの工
作物Ｗを常温より高い温度で中ぐり加工した場合
には、工作物Ｗの熱膨張量は軸頭部１の熱膨張量
より大きい。従つて工作物が常温に戻つた場合の
加工穴ピツチ間及び加工物取付基準面に対する加
工穴中心までの寸法の収縮量が加工時点における
軸頭部のスピンドルピツチ間並びに軸頭下面に対
するスピンドル中心までの寸法の熱膨張量より大
きくなり、両者の線膨張係数の差に基づく負の寸
法誤差を伴うことになる。
材質が異なり線膨張係数に差がある場合にはこの
ような温度差を一定に保つ制御では、工作物の熱
膨張量と軸頭部の熱膨張量に差が生ずるため加工
後工作物温度が常温（例えば摂氏20度）になつた
場合には加工穴中心の位置誤差が生ずることにな
る。第１図に示すように共通の軸頭部１に軸承さ
れた２軸のスピンドル２，３でアルミニウムの工
作物Ｗを常温より高い温度で中ぐり加工した場合
には、工作物Ｗの熱膨張量は軸頭部１の熱膨張量
より大きい。従つて工作物が常温に戻つた場合の
加工穴ピツチ間及び加工物取付基準面に対する加
工穴中心までの寸法の収縮量が加工時点における
軸頭部のスピンドルピツチ間並びに軸頭下面に対
するスピンドル中心までの寸法の熱膨張量より大
きくなり、両者の線膨張係数の差に基づく負の寸
法誤差を伴うことになる。
又、工作物及び軸頭部が常温より低い状態で加
工されると、加工時の収縮量に差があるため常温
に戻つたときには正の寸法誤差を伴う。
工されると、加工時の収縮量に差があるため常温
に戻つたときには正の寸法誤差を伴う。
本発明はこのように工作物と軸頭部の材質の違
いからくる線膨張係数の相違による加工誤差を軸
頭部もしくは工作物の温度制御によつてなくする
ようにしたもので、例えば摂氏20℃を基準として
この基準温度に対する工作物温度の偏差と前記基
準温度に対する軸頭部温度の偏差の比を工作物の
材料の線膨張係数と軸頭部の材料の線膨張係数の
逆比になるように温度制御して加工を行うように
なつている。
いからくる線膨張係数の相違による加工誤差を軸
頭部もしくは工作物の温度制御によつてなくする
ようにしたもので、例えば摂氏20℃を基準として
この基準温度に対する工作物温度の偏差と前記基
準温度に対する軸頭部温度の偏差の比を工作物の
材料の線膨張係数と軸頭部の材料の線膨張係数の
逆比になるように温度制御して加工を行うように
なつている。
以下本発明の詳細を図面によつて説明する。第
２図に示す加工装置１０はベツド１１と、このベ
ツド１１上に設けられた送りユニツト１２と、こ
の送りユニツト１２のスライド面１３に摺動可能
に案内された摺動台１４と、この摺動台１４上に
設置された軸頭部１５と、この軸頭部１５に軸承
された複数のスピンドルを駆動する駆動装置１６
と、ベツド１１上に固設され工作物Ｗを所定位置
に位置決めしクランプする治具本体１７とによつ
て構成される。前記軸頭部１５には２軸のスピン
ドル１８，１９が回転軸承されている。軸頭部１
５内に潤滑油を供給する潤滑油供給装置２０が軸
頭部１５の外に設けられ、この潤滑油供給装置２
０は導管２１を介して軸頭部１５内に潤滑油を供
給し、また導管２２を介して潤滑油を回収するよ
うになつている。潤滑油供給装置２０には潤滑油
を加熱する加熱器２３と潤滑油を冷却する冷却器
２４が設けられており、この加熱器２３又は冷却
器２４を作動させることにより潤滑油の温度を制
御し、軸頭部１５の温度が調整されるようになつ
ている。軸頭部１５には第１の温度検出器２５が
設けられ、温度制御された潤滑油によつて温度調
整される軸頭部１５の温度を検出する。前記治具
本体１７には大気温度を検出する第２の温度検出
器２６が設けられている。この第２の温度検出器
２６は間接的であるが工作物の温度を測定するた
めのものであり、工作物に切削油を供給して加工
する場合にあつてはこの切削油を工作物が加工さ
れる前からかけておき、この切削油の温度を検出
すべく切削油の回収通路内とか切削油貯溜槽内に
第２の温度検出器２６を設けることもできる。尚
工作物の温度が直接検出できる場合にはその検出
可能な位置に第２の温度検出器２６は設けられる
ものである。
２図に示す加工装置１０はベツド１１と、このベ
ツド１１上に設けられた送りユニツト１２と、こ
の送りユニツト１２のスライド面１３に摺動可能
に案内された摺動台１４と、この摺動台１４上に
設置された軸頭部１５と、この軸頭部１５に軸承
された複数のスピンドルを駆動する駆動装置１６
と、ベツド１１上に固設され工作物Ｗを所定位置
に位置決めしクランプする治具本体１７とによつ
て構成される。前記軸頭部１５には２軸のスピン
ドル１８，１９が回転軸承されている。軸頭部１
５内に潤滑油を供給する潤滑油供給装置２０が軸
頭部１５の外に設けられ、この潤滑油供給装置２
０は導管２１を介して軸頭部１５内に潤滑油を供
給し、また導管２２を介して潤滑油を回収するよ
うになつている。潤滑油供給装置２０には潤滑油
を加熱する加熱器２３と潤滑油を冷却する冷却器
２４が設けられており、この加熱器２３又は冷却
器２４を作動させることにより潤滑油の温度を制
御し、軸頭部１５の温度が調整されるようになつ
ている。軸頭部１５には第１の温度検出器２５が
設けられ、温度制御された潤滑油によつて温度調
整される軸頭部１５の温度を検出する。前記治具
本体１７には大気温度を検出する第２の温度検出
器２６が設けられている。この第２の温度検出器
２６は間接的であるが工作物の温度を測定するた
めのものであり、工作物に切削油を供給して加工
する場合にあつてはこの切削油を工作物が加工さ
れる前からかけておき、この切削油の温度を検出
すべく切削油の回収通路内とか切削油貯溜槽内に
第２の温度検出器２６を設けることもできる。尚
工作物の温度が直接検出できる場合にはその検出
可能な位置に第２の温度検出器２６は設けられる
ものである。
前記加熱器２３及び冷却器２４は制御回路３０
からの制御信号によつて制御される。
からの制御信号によつて制御される。
前記制御回路３０は、第３図に示すように第１
の温度検出器２５にて検出された温度t1の摂氏20
度を基準とした基準温度toに対する温度変化量△
t1を演算する演算回路３１と、第２の温度検出器
２６の検出信号t2の前記基準温度toに対する温度
変化量△t2を演算する演算回路３２と、この温度
変化量△t2に軸頭部１５の線膨張係数α１に対す
る工作物Ｗの線膨張係数α２との比率α2/α1を
乗算し補正値△t2′を求める補正値演算回路３３
と、前記演算回路３１から出力される温度変化量
△t1と補正値演算回路３３から出力される補正値
△t2′を比較する比較器３４とより構成されてい
る。この比較器３４は軸頭部の基準温度toに対す
る温度変化量△t1が補正値△t2′と等しくなるよ
うに加熱器２３及び冷却器２４を作動切替えする
制御信号を出力する。△t1＞△t2′の場合には冷
却器２４を作動させ、△t1＜△t2′の場合には加
熱器２３を作動させ、△t1＝△t2′の場合には加
熱器２３及び冷却器２４はともに停止される。尚
軸頭部１５内の発熱量が大きい場合には加熱器２
３は必ずしも設けなくても良い。前記工作物Ｗの
材質をアルミニウムとすればその線膨張係数α２
は（24×10-6）℃-1で、軸頭部１５の材質を鋳鉄
とすればその線膨張係数α１は（12×10-6）℃-1
である。従つて前記線膨張係数比率はα2/α1＝
２となり△t1は２・△t2となるように軸頭部１５
の温度調整がなされ、第５図に示すように工作物
温度t2が基準温度t0より高い場合には軸頭部温度
t1はそれより更に高い温度（to＋２・△t2）とな
るように制御され、工作物温度t2が基準温度toよ
り低い場合には軸頭部温度t1はそれより更に低い
温度（to―２・△t2）となるように制御される。
の温度検出器２５にて検出された温度t1の摂氏20
度を基準とした基準温度toに対する温度変化量△
t1を演算する演算回路３１と、第２の温度検出器
２６の検出信号t2の前記基準温度toに対する温度
変化量△t2を演算する演算回路３２と、この温度
変化量△t2に軸頭部１５の線膨張係数α１に対す
る工作物Ｗの線膨張係数α２との比率α2/α1を
乗算し補正値△t2′を求める補正値演算回路３３
と、前記演算回路３１から出力される温度変化量
△t1と補正値演算回路３３から出力される補正値
△t2′を比較する比較器３４とより構成されてい
る。この比較器３４は軸頭部の基準温度toに対す
る温度変化量△t1が補正値△t2′と等しくなるよ
うに加熱器２３及び冷却器２４を作動切替えする
制御信号を出力する。△t1＞△t2′の場合には冷
却器２４を作動させ、△t1＜△t2′の場合には加
熱器２３を作動させ、△t1＝△t2′の場合には加
熱器２３及び冷却器２４はともに停止される。尚
軸頭部１５内の発熱量が大きい場合には加熱器２
３は必ずしも設けなくても良い。前記工作物Ｗの
材質をアルミニウムとすればその線膨張係数α２
は（24×10-6）℃-1で、軸頭部１５の材質を鋳鉄
とすればその線膨張係数α１は（12×10-6）℃-1
である。従つて前記線膨張係数比率はα2/α1＝
２となり△t1は２・△t2となるように軸頭部１５
の温度調整がなされ、第５図に示すように工作物
温度t2が基準温度t0より高い場合には軸頭部温度
t1はそれより更に高い温度（to＋２・△t2）とな
るように制御され、工作物温度t2が基準温度toよ
り低い場合には軸頭部温度t1はそれより更に低い
温度（to―２・△t2）となるように制御される。
これによつて工作物温度がいかなる温度であつ
ても軸頭部１５のスピンドル相互の心間距離の熱
膨張量と工作物の加工穴中心間距離の熱膨張量と
が等しい状態で加工されるので、加工後において
工作物温度が基準温度toに戻れば加工穴中心間距
離ｌ及び工作物取付基準面に対する加工穴中心ま
での距離は正規の寸法となり加工誤差は補正され
る。
ても軸頭部１５のスピンドル相互の心間距離の熱
膨張量と工作物の加工穴中心間距離の熱膨張量と
が等しい状態で加工されるので、加工後において
工作物温度が基準温度toに戻れば加工穴中心間距
離ｌ及び工作物取付基準面に対する加工穴中心ま
での距離は正規の寸法となり加工誤差は補正され
る。
第４図に示すのは本発明の第２実施例であり、
前記実施例においては軸頭部１５の検出温度t1と
基準温度toとの差△t1を求めて△t1＝２・△t2と
なるように制御していたが、軸頭部１５の検出温
度t1をそのまま比較器３４の一方の入力端子に与
え、他方の入力端子には工作物の温度変化量△t2
に線膨張係数の比率α2/α1を乗算し、演算回路
３５にてこれに基準温度toを加算した補正値
t2′を与え、検出温度t1と比較するようになつて
いる点で相違する。
前記実施例においては軸頭部１５の検出温度t1と
基準温度toとの差△t1を求めて△t1＝２・△t2と
なるように制御していたが、軸頭部１５の検出温
度t1をそのまま比較器３４の一方の入力端子に与
え、他方の入力端子には工作物の温度変化量△t2
に線膨張係数の比率α2/α1を乗算し、演算回路
３５にてこれに基準温度toを加算した補正値
t2′を与え、検出温度t1と比較するようになつて
いる点で相違する。
これにおいても工作物の温度変化による熱膨張
と等しい熱膨張を軸頭部に生じさせることにな
り、加工時点における加工穴ピツチ及び工作物取
付面に対する加工穴中心までの距離は熱膨張量分
大きめに加工される。従つて工作物が常温に戻る
と加工穴ピツチ寸法は正規の寸法に一致し加工誤
差は補正される。
と等しい熱膨張を軸頭部に生じさせることにな
り、加工時点における加工穴ピツチ及び工作物取
付面に対する加工穴中心までの距離は熱膨張量分
大きめに加工される。従つて工作物が常温に戻る
と加工穴ピツチ寸法は正規の寸法に一致し加工誤
差は補正される。
尚温度制御する対象としては軸頭部のみに特定
されるものではなく工作物の温度を制御対象にし
ても本発明は有効である。この場合において工作
物温度と軸頭部温度の基準温度に対する偏差の比
が工作物と軸頭部の線膨張係数の逆比になるよう
に工作物温度を制御することになる。
されるものではなく工作物の温度を制御対象にし
ても本発明は有効である。この場合において工作
物温度と軸頭部温度の基準温度に対する偏差の比
が工作物と軸頭部の線膨張係数の逆比になるよう
に工作物温度を制御することになる。
本発明によれば、軸頭部の材質と異る材質の工
作物で加工穴ピツチ等高い寸法精度が要求される
ものにおいて有効であり、従来の加工方法に比べ
加工精度を大幅に向上することができる。
作物で加工穴ピツチ等高い寸法精度が要求される
ものにおいて有効であり、従来の加工方法に比べ
加工精度を大幅に向上することができる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明
の原理説明図、第２図は加工装置の概略構成を示
す図、第３図は制御回路のブロツク線図、第４図
は他の実施例としての制御回路のブロツク線図、
第５図は制御特性線図である。 １０……加工装置、１１……ベツド、１２……
送りユニツト、１４……摺動台、１５……軸頭
部、１７……治具本体、１８，１９……スピンド
ル、２０……潤滑油供給装置、２３……加熱器、
２４……冷却器、２５……第１の温度検出器、２
６……第２の温度検出器、３０……制御回路、３
１，３２，３３……演算回路、３４……比較器。
の原理説明図、第２図は加工装置の概略構成を示
す図、第３図は制御回路のブロツク線図、第４図
は他の実施例としての制御回路のブロツク線図、
第５図は制御特性線図である。 １０……加工装置、１１……ベツド、１２……
送りユニツト、１４……摺動台、１５……軸頭
部、１７……治具本体、１８，１９……スピンド
ル、２０……潤滑油供給装置、２３……加熱器、
２４……冷却器、２５……第１の温度検出器、２
６……第２の温度検出器、３０……制御回路、３
１，３２，３３……演算回路、３４……比較器。
Claims (1)
- １ 回転スピンドルに設けた加工工具にて治具本
体に固定された工作物の穴加工を行う方法であつ
て、工作物の温度と工具を保持する軸頭の温度と
を測定し、両温度の基準温度に対する偏差を演算
し、工作物温度の基準温度に対する偏差と軸頭部
温度の基準温度に対する偏差の比を工作物の材料
の線膨張係数と軸頭部の材料の線膨張係数の逆比
になるように軸頭部もしくは工作物の温度を制御
して加工する加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1529379A JPS55106747A (en) | 1979-02-13 | 1979-02-13 | Machining device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1529379A JPS55106747A (en) | 1979-02-13 | 1979-02-13 | Machining device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55106747A JPS55106747A (en) | 1980-08-15 |
| JPS6157143B2 true JPS6157143B2 (ja) | 1986-12-05 |
Family
ID=11884783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1529379A Granted JPS55106747A (en) | 1979-02-13 | 1979-02-13 | Machining device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55106747A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61178147A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-09 | Okuma Mach Works Ltd | 温度制御装置 |
| CN114589542B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-12-29 | 南通东晨重型机床有限公司 | 一种数控机床远程监测系统 |
-
1979
- 1979-02-13 JP JP1529379A patent/JPS55106747A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55106747A (en) | 1980-08-15 |
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