(57)【要約】【課題】主軸頭の熱膨張による加工精度の悪化を抑制する。【解決手段】主軸頭１１ｂの移動量に連動して、主軸１１に連結された加工部１２の位置が変化する加工装置の制御方法であって、センサ１４を用いて常温時の主軸頭１１ｂの径を基準測定値としてあらかじめ測定し、センサ１４を用いて熱膨張時の主軸頭１１ｂの径を膨張時測定値として測定し、記膨張時測定値と、基準測定値との差分から熱膨張量を算出し、算出された熱膨張量を用いて、主軸頭１１ｂを移動させるための駆動部１３の駆動量を決定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸頭の移動量に連動して、主軸に連結された加工部の位置が変化する加工装置の制御方法であって、
位置センサを用いて常温時の前記主軸頭の径を基準測定値としてあらかじめ測定し、
前記位置センサを用いて熱膨張時の前記主軸頭の径を膨張時測定値として測定し、
前記膨張時測定値と、前記基準測定値との差分から熱膨張量を算出し、
算出された前記熱膨張量を用いて、前記主軸頭を移動させるための駆動部の駆動量を決定する、
加工装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸を精密に制御して加工する加工装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２０１７−１９６７２８号公報がある。この公報に記載された加工装置では、エンジンのシリンダブロック等の加工対象物に対して、ボーリング加工やホーニング加工を行う。
【０００３】
この加工装置は、第１の回転工具と、第１の回転工具の外周に設けられた第２の回転工具と第１の回転工具を回転自在に支持する主軸頭と、主軸頭を第１の回転工具の回転軸Ｒに対して垂直方向に移動させる駆動部と、回転軸Ｒに垂直な平面における主軸頭の位置を測定するセンサと、主軸頭の位置に基づいて第２の回転工具を第１の回転工具の回転軸Ｒに垂直な方向に移動させるように駆動部を動かす制御部と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１９６７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の加工装置のように、駆動部が駆動することで主軸頭の位置を移動させる構造を有する装置では、駆動部と主軸頭の熱膨張による直径の変化が、加工精度へ与える影響が大きくなる。すなわち、駆動部により主軸頭を移動させる際に、熱膨張の有無により加工部の移動量が変化する。例えば、主軸に熱膨張が無い場合に駆動部を駆動させたときの駆動量をΔＸとし、この駆動量によって生じる加工部の移動量をΔＹとした場合、主軸に熱膨張がある場合に駆動部を駆動させたときの駆動量はΔＸ＋βとなり、この駆動量によって生じる加工部の移動量はΔＹ＋αとなり、移動量に相違が発生することとなり、加工精度が悪化する。
本発明は、主軸頭の熱膨張による加工精度の悪化を抑制した加工装置の制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる加工装置の制御方法は、主軸頭の移動量に連動して、主軸に連結された加工部の位置が変化する加工装置の制御方法であって、位置センサを用いて常温時の前記主軸頭の径を基準測定値としてあらかじめ測定し、前記位置センサを用いて熱膨張時の前記主軸頭の径を膨張時測定値として測定し、前記膨張時測定値と、前記基準測定値との差分から熱膨張量を算出し、算出された前記熱膨張量を用いて、前記主軸頭を移動させるための駆動部の駆動量を決定する。
これにより、主軸頭の熱膨張による影響を考慮しながら加工部の移動量を調整することができる。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、主軸頭の熱膨張による加工精度の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】加工装置の外観の一例を示す図である。
【図２】加工装置の構成を示す図である。
【図３】加工装置の処理フローを示す図である。
【図４】主軸の角度測定を含めた加工装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は加工装置１の外観の一例である。また、図２は加工装置１を模式的に示した図である。図２に示すように、加工装置１は、主軸本体１１ａと主軸頭１１ｂとを有する主軸１１と、主軸１１に設けられた加工部１２と、主軸頭１１ｂを押圧することで加工部１２を移動させる駆動部１３と、円柱状である主軸頭１１ｂの径を測定するセンサ１４と、演算制御部１５と、を備える。
【００１０】
主軸１１は、上下に延びるように配置されているものとして説明する。主軸１１は、主軸本体１１ａと、主軸本体１１ａの端部に設けられている主軸頭１１ｂと、を備える。
【００１１】
主軸本体１１ａは、上下方向に延在する略円柱状であるものとして説明する。主軸本体１１ａの外径には、加工部１２を構成している加工工具が連結されている。また、主軸本体１１ａの上端には、主軸頭１１ｂの下端が連結されている。
【００１２】
主軸頭１１ｂは、主軸本体１１ａと同軸であるとともに、主軸本体１１ａより径が大きく形成された略円柱状である。主軸頭１１ｂの外周面には駆動部１３が当接している。また例えば、主軸頭１１ｂの外周面を挟むようにセンサ１４が配置されている。なお例えば、主軸頭１１ｂの上側端部近傍は略円柱状でなくてもよく、主軸頭１１ｂの形状は適宜変更可能である。
【００１３】
加工部１２には、加工工具が設けられている。加工部１２の位置は、主軸１１の位置が駆動部１３の駆動に応じて変化することにより同時に変化する。より具体的には、主軸頭１１ｂと連動して加工部１２の位置が調整されることで、加工工具は加工対象物に当接し、加工作業を実行する。
【００１４】
駆動部１３は、主軸頭１１ｂの外周近傍に配置されており、駆動部１３の一部が主軸頭１１ｂの外周部に当接している。駆動部１３は、演算制御部１５からの駆動指示に応じて駆動する。例えば駆動部１３は、主軸頭１１ｂの外周部を押圧するように動作することで、主軸１１の位置を変更する。なお例えば、複数の駆動部１３が主軸頭１１ｂを囲むようにして外周近傍に配置されており、いずれの駆動部１３が駆動するかより、主軸１１の動作方向を調整するものであってもよい。
【００１５】
センサ１４は、主軸頭１１ｂの外周近傍に配置された位置センサである。センサ１４では、常温時にあらかじめ主軸頭１１ｂの位置を記憶する。この常温時の測定値を基準測定値Ｘ０とする。またセンサ１４では、加工作業を実行する際に熱により膨張した主軸頭１１ｂの位置を測定する。この熱膨張時の測定値を膨張時測定値Ｘとする。センサ１４は、基準測定値Ｘ０と、膨張時測定値Ｘを、演算制御部１５に出力する。
【００１６】
演算制御部１５は、センサ１４で測定された基準測定値Ｘ０と膨張時測定値Ｘから、主軸頭１１ｂの熱膨張量を算出する。また演算制御部１５では、熱膨張量の値を利用し、加工部１２を移動させたい距離に応じた駆動部１３の駆動量を算出して、駆動部１３に駆動指示を出力する。例えば演算制御部１５は、常温である場合に加工部１２を移動させたい駆動部１３の駆動量に、主軸頭１１ｂが熱膨張したことによる補正分の駆動量を計算して、駆動部１３に駆動指示を行う。
【００１７】
次に、図３を参照して、駆動部１３の駆動量を算出する手順について説明する。
【００１８】
センサ１４は、あらかじめ常温の状態の主軸頭１１ｂの位置を計測する（Ｓ１）。この常温の状態でのセンサ１４による測定値をＸ０とする。
【００１９】
センサ１４は、加工装置１で加工を開始し、主軸頭１１ｂが加熱されて膨張した状態の位置を計測する（Ｓ２）。この主軸頭１１ｂが膨張した状態において、センサ１４による主軸頭１１ｂの位置の測定値をＸとする。
【００２０】
演算制御部１５は、主軸頭１１ｂの熱膨張量βを測定値Ｘと測定値Ｘ０の差分から算出する（Ｓ３）。
【００２１】
一方、加工部１２を実際に移動させたい必要移動量ΔＹを定める（Ｓ４）。
【００２２】
演算制御部１５は、主軸頭１１ｂが膨張していない状態のときに、加工部１２をΔＹだけ移動させるために必要な駆動部１３の駆動量ΔＸを定める（Ｓ５）。
【００２３】
演算制御部１５は、主軸頭１１ｂに膨張が発生していない駆動量ΔＸに対して、主軸頭１１ｂの膨張である熱膨張量βを考慮して補正した駆動量ΔＸ’を算出する（Ｓ６）。
【００２４】
その後、演算制御部１５は、駆動部１３に駆動量ΔＸ’駆動させる駆動信号を出力する。これにより、駆動部１３が駆動し、加工部１２をΔＹだけ移動させることができる。
【００２５】
このようにして、熱膨張により主軸頭１１ｂの径が変化した際に、駆動部１３の駆動量について、熱膨張量βを用いて補正した駆動量ΔＸ’とすることができる。これにより、必要移動量がΔＹである加工部１２の移動量が、熱膨張の影響によってΔＹからずれることを抑制でき、熱膨張に起因する加工精度の低下を抑制できる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００２７】
例えば、センサ１４を用いて主軸頭１１ｂの膨張量を算出するものとして記載したが、このセンサ１４は、主軸頭１１ｂの直径を測定するものであってよい。
【００２８】
さらに、主軸角計測部２１（図１参照）を用いて主軸１１の角度を測定しておき、加工装置１の動作制御の設定に利用することができる。すなわち図４に示すように、加工工具の必要移動量ΔＹを定める前に、主軸角計測部２１を用いて主軸１１の角度を測定しておくことができる（Ｓ１１）。これにより例えば、加工部１２を移動量ΔＹだけ移動させるための駆動部１３の駆動量ΔＸの設定を、より正確に行うことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１            加工装置
１１            主軸
１１ａ            主軸本体
１１ｂ            主軸頭
１２            加工部
１３            駆動部
１４            センサ
１５            演算制御部
２１            主軸角計測部
【図１】
2020131326.tif 000003
【図２】
2020131326.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020131326.tif 000006