机床制造技术

本发明专利技术的机床具备柱、主轴头、基准棒，前述柱以在铅垂方向上直立的方式被配置，具有既定的线膨胀系数，前述主轴头被支承于前述柱，将用于刀具安装的水平主轴支承，前述基准棒被相对于前述柱离开地配置，具有与该柱的线膨胀系数不同的线膨胀系数，前述柱具有柱侧测定对象部位，前述基准棒具有基准棒侧测定对象部位，设置有测定前述柱侧测定对象部位和前述基准棒侧测定对象部位之间的距离的测定机构。

【技术实现步骤摘要】
机床本申请是申请号为201680011109.2且专利技术名称为“机床”的中国专利技术专利申请的分案申请，该中国专利技术专利申请是国际申请号为PCT/JP2016/057341的PCT申请进入中国国家阶段的申请。
本专利技术涉及主轴头被柱支承的机床，特别地，涉及借助被配置于基座上的柱而以主轴在铅垂方向上直立的方式被支承机床，或者涉及主轴借助该柱被在水平方向上支承的镗床等机床。
技术介绍
以往，已知主轴头被柱支承的机床。该类型的机床分别分类为，柱能够在机座或基座上移动的柱移动型、柱不在机座或基座上移动的(工件移动的)柱固定型。无论在哪个机床中，为了准确地加工工件，都需要以高精度控制被安装于主轴头的主轴的末端(主轴末端)的位置。然而，根据机床的设置场所的环境，由于柱的前后左右的室温的不同、来自空调机或窗(屋外)的空气的流动、日光照向柱的情况等，在柱上产生温度差(温度梯度)，柱发生热变形，结果，有主轴末端的位置不希望地位移的情况。此外，为了工件的加工而被安装于主轴末端的刀具(配件)的重量是各种各样的，与被安装的刀具对应地，柱支承的重量发生变动。由此，柱的挠曲量变化，结果，有主轴末端的位置不希望地位移的情况。进而，也有以下问题：该主轴末端由于使主轴旋转的主轴头的旋转驱动部的发热，从希望的位置发生热位移。具体地，(1)由于使主轴旋转的主轴头的温度上升，包括主轴的主轴头自身由于热膨胀而随时间变形，进而，(2)由于来自主轴头的热传递，支承该主轴头的柱也由于热膨胀而随时间变形。这些情况的结果是，有以下问题：主轴末端不希望地位移，所以在由被安装于该主轴末端的刀具进行的工件的加工中，加工精度下降。鉴于关于包括主轴的主轴头的位移，由主轴头的热膨胀引起的变形在主轴方向(称作Z轴方向)上处于支配地位，称作Z轴热位移修正，以往采用测定作为热源的主轴头附近的温度来根据该温度推定主轴方向的延伸进行修正的方法、基于主轴的转数及过去的实测值推定主轴方向的延伸来修正的方法。此外，在日本特开昭57-48448号公报(专利文献1)中，公开了以下方法：将在一端部设置有磁性件的基准棒(石英玻璃棒)以沿主轴头的表面的方式配置，在该基准棒的另一端部固定于该主轴头，测定前述磁性件的位置和与该磁性件对应地被固定于主轴头的表面上的磁检测头的位置之间的距离，基于该测定结果修正主轴末端的主轴方向的热位移。但是，根据专利文献1的方法，主轴末端向主轴方向的热位移被修正，但向铅垂方向的热位移未被修正。为了应对该问题，在日本特公平7-115282号公报(专利文献2)中，公开了以下方法：将在一端部设置有磁性件的多个基准棒以沿主轴头的表面的方式配置，在该多个基准棒的另一端部固定于主轴头，测定各磁性件的位置和与该磁性件对应地被固定于主轴头的表面的各检测头的位置之间的距离，基于这些测定结果，不仅主轴头的主轴方向，在铅垂方向上也将热位移修正。专利文献1:日本特开昭57-48448号公报。专利文献2:日本特公平7-115282号公报。然而，即使在根据专利文献2的修正主轴头的热位移的情况下，特别是在主轴方向为水平方向的镗床等机床中，依然有在与主轴方向(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向及Y轴方向)上残存位移的情况。这样的X轴方向及Y轴方向的位移如前所述，被认为是由于机床的设置场所的环境、柱支承的重量变动等引起的。然而，关于由柱的变形(姿势变化)引起的主轴末端的位移的修正，以往未被研究，也未被实施。
技术实现思路
本专利技术鉴于如上所述的问题，其目的在于提供一种机床，前述机床通过以低成本高精度地测定柱的姿势变化，将由该姿势变化引起的主轴末端的位移修正，能够实现工件的准确的加工。本专利技术是一种机床，其特征在于，具备柱、主轴头、基准棒，前述柱以在铅垂方向上直立的方式被配置，具有既定的线膨胀系数，前述主轴头被支承于前述柱，将用于刀具安装的水平主轴支承，前述基准棒被相对于前述柱离开地配置，具有与该柱的线膨胀系数不同的线膨胀系数，前述柱具有柱侧测定对象部位，前述基准棒具有基准棒侧测定对象部位，设置有测定机构，前述测定机构测定前述柱侧测定对象部位和前述基准棒侧测定对象部位之间的距离。根据本专利技术，基准棒侧测定对象部位和柱侧测定对象部位之间的距离被测定机构直接地测定，由此，能够将柱的热变形以低成本来高精度地测定。由此，能够将柱的姿势变化以低成本来高精度地测定，能够提供将由该姿势变化引起的主轴末端的位移修正而能够实现工件的准确的加工的机床。即，本专利技术的机床优选为，还具备姿势变化评价部和控制部，前述姿势变化评价部基于由前述测定机构得到的各自的距离的测定结果，评价前述主轴头的姿势变化，前述控制部基于前述姿势变化评价部的评价结果，控制前述主轴的末端的位置。优选地，在前述姿势变化评价部上，关于前述基准棒侧测定对象部位和前述柱侧测定对象部位之间的铅垂方向、及水平面内的互相正交的两方向的每一个，储存有预先确定的基准距离，前述姿势变化评价部将前述基准距离和被前述测定机构测定的距离比较，由此，评价前述主轴头的姿势变化。或者，优选地，前述测定机构在预先确定的基准条件下，测定前述基准棒侧测定对象部位和前述柱侧测定对象部位之间的铅垂方向、及水平面内的互相正交的两方向的各自的距离来作为基准距离，前述姿势变化评价部将前述基准距离和被前述测定机构测定的距离比较，由此，评价前述主轴头的姿势变化。或者，优选地，前述测定机构依次测定前述基准棒侧测定对象部位和前述柱侧测定对象部位之间的铅垂方向、及水平面内的互相正交的两方向的各自的距离，前述姿势变化评价部依次比较被前述测定机构测定的距离，由此，依次评价前述主轴头的姿势变化。此外，优选地，相对于前述基准棒侧测定对象部位，使在前述柱的上表面上隔开既定的距离的第1柱侧测定对象部位和第2柱侧测定对象部位关联，前述水平面内的互相正交的两方向是前述主轴的轴线方向和在水平面内与该主轴的轴线方向正交的方向，前述测定机构测定前述基准棒侧测定对象部位和前述第1柱侧测定对象部位之间的铅垂方向、前述主轴的轴线方向、及在水平面内与前述主轴的轴线方向正交的方向的各自的距离，测定前述基准棒侧测定对象部位和前述第2柱侧测定对象部位间的铅垂方向、及在水平面内与前述主轴的轴线方向正交的方向的各自的距离，前述姿势变化评价部基于由前述测定机构得到的距离的测定结果，评价将前述第1柱侧测定对象部位和第2柱侧测定对象部位连结的直线的倾斜，由此，评价前述主轴头的姿势变化。该情况下，计算程序简单，所以能够迅速地评价柱的姿势变化。此外，优选地，在前述姿势变化评价部上，关于前述基准棒侧测定对象部位和前述第1柱侧测定对象部位之间的铅垂方向、前述主轴的轴线方向、及在水平面内与前述主轴的轴线方向正交的方向的各自的距离、以及前述基准棒侧测定对象部位和前述第2柱侧测定对象部位之间的铅垂方向、及在水平面内与前述主轴的轴线方向正交的方向的各自的距离，储存有预先确定的基准距离，前述姿势变化评价部比较前述基准距离和被前述测定机构测定的距离，由此，评价前述主轴头的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床，其特征在于，/n具备柱、主轴头，/n前述柱以在铅垂方向上直立的方式被配置，具有既定的线膨胀系数，/n前述主轴头被支承于前述柱，将用于刀具安装的水平主轴支承，/n前述机床具备第1基准棒和第2基准棒这两根基准棒、第1测定机构、第2测定机构、姿势变化评价部、控制部，/n前述第1基准棒和第2基准棒这两根基准棒被相对于前述柱离开地配置，具有与该柱的线膨胀系数不同的线膨胀系数，/n前述第1测定机构测定前述第1基准棒侧的测定对象部位和前述柱的第1柱侧测定对象部位之间的铅垂方向的距离，/n前述第2测定机构测定前述第2基准棒侧的测定对象部位和前述柱的第2柱侧测定对象部位之间的铅垂方向的距离，/n前述姿势变化评价部基于由前述测定机构得到的距离的测定结果的差δ、预先确定的第1基准棒和第2基准棒之间的水平面内的距离、柱的高度，评价前述柱的姿势变化，/n前述控制部基于前述姿势变化评价部的评价结果，控制前述主轴的末端的位置，/n前述姿势变化评价部将前述柱的高度设为H，以具有相同的中心角的圆弧长H的内周圆弧和圆弧长H+δ的外周圆弧将前述柱的变形状态近似，基于根据差δ求出的前述中心角评价前述柱的姿势。/n...

【技术特征摘要】
20150317 JP 2015-0538111.一种机床，其特征在于，
具备柱、主轴头，
前述柱以在铅垂方向上直立的方式被配置，具有既定的线膨胀系数，
前述主轴头被支承于前述柱，将用于刀具安装的水平主轴支承，
前述机床具备第1基准棒和第2基准棒这两根基准棒、第1测定机构、第2测定机构、姿势变化评价部、控制部，
前述第1基准棒和第2基准棒这两根基准棒被相对于前述柱离开地配置，具有与该柱的线膨胀系数不同的线膨胀系数，
前述第1测定机构测定前述第1基准棒侧的测定对象部位和前述柱的第1柱侧测定对象部位之间的铅垂方向的距离，
前述第2测定机构测定前述第2基准棒侧的测定对象部位和前述柱的第2柱侧测定对象部位之间的铅垂方向的距离，
前述姿势变化评价部基于由前述测定机构得到的距离的测定结果的差δ、预先确定的第1基准棒和第2基准棒之间的水平面内的距离、柱的高度，评价前述柱的姿势变化，
前述控制部基于前述姿势变化评价部的评价结果，控制前述主轴的末端的位置，
前述姿势变化评价部将前述柱的高度设为H，以具有相同的中心角的圆弧长H的内周圆弧和圆弧长H+δ的外周圆弧将前述柱的变形状态近似，基于根据差δ求出的前述中心角评价前述柱的姿势。


2.如权利要求1所述的机床，其特征在于，
在前述柱设置前述第1基准棒和第1测定机构组、前述第2基准棒和第2测定机构组这两组，评价前述柱的特定方向的姿势。


3.如权利要求2所述的机床，其特征在于，
在前述柱除了前述第1基准棒和第1测定机构组、前述第2基准棒和第2测定机构组这两组以外，还设置第3基准棒和测定前述第3基准棒侧的测定对象部位和前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：平林克己，多田敦司，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP