JPS6331878Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えば自動的に工具を交換してフラ
イス削り、ボーリング、ドリリング、その他多数
の加工を連続処理するマシニングセンタ等のNC
工作機械において、主軸の位置検出とその熱変位
の自動補償とを同時に為し得るようにした装置に
関する。

NC工作機械において、加工精度の向上にとつ
て主軸の運転中の熱による熱変位の問題が解決さ
れなければならず、またこの熱変位の問題を解決
するために従来から数多くの対策が施こされてき
た。従来の熱変位の補正対策は、 (1) ウオーミングアツプにより主軸の伸びをあら
かじめ出してしまう方法。

(2) フレーム自体の構造を熱平衡型構造にする方
法。

(3) 熱源等を冷却して主軸の伸びが出ないように
する方法。

(4) 熱源を分離して設置する方法。

(5) 主軸の位置検出器とは別に温度検出器を設け
て温度の変化を主軸の伸縮量に換算して自動的
に熱変位を補正する方法。

などであつた。しかし、いずれも部品点数の増
大、装置の大形化、コストの上昇などの欠点があ
つた。

本考案は、上記現状に鑑みて、主軸の熱変位の
補償を極めて簡単にかつ安価にて行なうことを目
的とするものであり、以下その一実施例を図面に
基づいて説明する。

第１図において、ベツド１上のガイド２にテー
ブル３がＹ軸（左右）方向に摺動自在に支持され
ている。ベツド１上には門型のコラム４が起立し
ており、このコラム４にサドル５がＸ軸方向に摺
動自在に支持されている。サドル５には主軸ヘツ
ド６がＺ軸方向に摺動自在に支持されており、そ
の上部に設置されている主軸モータ７を介して内
部の主軸が回転駆動され、この主軸の下端部のチ
ヤツク８に装着された工具９が回転する。なお主
軸ヘツド６、サドル５およびテーブル３等の送り
は油圧式のモータ１０によつて行なわれる。

リニアスケール１１と検出ヘツド１２からなる
検出手段は、例えばインダクトシンまたはマグネ
スケール（いずれも商品名）として知られ、当技
術分野で慣用されているものであつて、これまで
は主軸ヘツド６等の位置検出のみを目的として使
用されていた。しかも従来にあつては、リニアス
ケール１１が主軸ヘツド６の側面に直接的に密着
固定されていたために、嫁動中の熱が主軸ヘツド
６から直接的にリニアスケール１１に伝導してリ
ニアスケール１１自体が伸び、あるいは熱による
主軸ヘツド６の伸びによつて引つ張られて伸びて
しまう取付構造であつた。このために主軸ヘツド
６の検出精度または位置精度が熱によつて直接的
に影響を受ける結果になつていた。

そこで本考案では、この検出手段の取付構造を
つぎのように改善した。すなわち、リニアスケー
ル１１が固着されている支持板１３の下端部のみ
をスペーサブロツク１４を介してネジ１５にて主
軸ヘツド６の側面に堅固に固着し、支持板１３の
上端部はホルダ１６にて遊合保持した。ホルダ１
６は主軸ヘツド６の側面に対して固着されてお
り、このホルダに対して支持板１３つまりリニア
スケール１１は、Ｚ軸方向に摺動可能に遊合して
いる。そしてリニアスケール１１と近接対向する
検出ヘツド１２は、従来と同様にサドル５の前面
に固着されている。

検出手段のこのような取付構造によると、リニ
アスケール１１は、その支持板１３の上端部がホ
ルダ１６に遊合保持されているから、主軸ヘツド
６が熱によつて伸びてもそれによつて伸張される
ことがなく、また検出ヘツド６の下部とリニアス
ケール１１との相対的位置は不変である。したが
つて主軸ヘツド６の位置検出がその下面を基準面
にすることができ、この面に対して工具９のテー
ブル上のワークＷとの位置を管理することができ
る。すなわち、主軸モータ７等の運転中の熱によ
つて主軸ヘツド６が伸縮しても、ワークＷと工具
９の位置出しは指令値どおりに決定されることに
なる。しかもその制御系は、第３図に示すように
従来のクローズドループ方式を全く変更すること
なしに応用できる。第３図において、１７は紙テ
ープ等により指令される数値情報を処理する制御
回路部、１８はサーボ式モータ駆動回路、１９は
モータ１０の速度を検出してその信号をモータ駆
動回路１８にフイードバツクしてモータ１０の回
転速度を一定に保つタコジエネレータである。

なお上記実施例において、スペーサブロツク１
４およびホルダ１６は熱膨張率が小さい材料にて
形成するのが望ましい。

以上のように本考案によれば、検出手段の支持
構造に僅かの変更を加えるだけで熱変位による加
工誤差を極力小さくすることができ、したがつて
これまで以上の高精度加工が可能である。しかも
非常に簡単にかつ安価にて実施することができ
る。また従来の熱変位補正対策と併用して本考案
の構成を採用すれば、さらに高精度の加工が可能
となるなど、その実用上の効果は誠に著大であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであつて、
第１図はその側面図、第２図は要部の拡大断面
図、第３図は制御系の回路ブロツク図である。 ５……サドル（フレーム）、６……主軸ヘツド、
７……主軸モータ、１０……送りモータ、１１…
…リニアスケール、１２……検出ヘツド、１３…
…支持板、１４……スペーサブロツク、１５……
取付ネジ、１６……ホルダ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 数値情報を処理する制御回路部およびこれに接
   続したモータ駆動回路を介して主軸ヘツドの送り
   モータを駆動し、上記主軸ヘツドの移動量をリニ
   アスケールとこれに対向する検出ヘツドとで検出
   し、上記検出ヘツドの検出値を上記制御回路部に
   フイードバツクして上記主軸ヘツドの位置を決定
   するようにしたNC工作機械において、 上記リニアスケールが、その長手方向を沿直方
   向にして下端部でスペーサブロツクを介して上記
   主軸ヘツドの側面下端部に固着してあり、 上記主軸ヘツドの側面に、上記リニアスケール
   の上端部を摺動可能に遊合保持するホルダが固着
   してあり、 上記主軸ヘツドを摺動自在に支持する支持フレ
   ームに、上記検出ヘツドが固着してある ことを特徴とするNC工作機械における主軸の位
   置検出兼熱変位補償装置。