(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の部品における対向する２辺の温度を検出する温度検出手段と、
その２辺間の温度差による前記部品の変形度合いに関する情報を認識する認識手段と、
その認識結果を表示する表示手段と
を備えた工作機械の状態表示装置において、
ベッド上のレールにテーブルを移動可能に設けるとともに、そのテーブル上にマグネットチャックを設け、前記温度検出手段をテーブルとマグネットチャックとの間の境界部に設け、
前記認識手段による認識結果に基づいてテーブル及びマグネットチャックの部品の変形度合いを評価する評価手段を設け、前記表示手段は前記評価手段による評価結果を表示する工作機械の状態表示装置。
【請求項２】
前記評価手段は、評価結果をランク付けする請求項１に記載の工作機械の状態表示装置。
【請求項３】
変形度合いを未来予測する予測手段を設け、前記表示手段は前記予測手段による予測結果を表示する請求項１に記載の工作機械の状態表示装置。
【請求項４】
クーラントの循環経路に前記温度検出手段を設け、前記評価手段は、その温度検出手段の検出温度をマグネットチャックの温度とする請求項１に記載の工作機械の状態表示装置。
【請求項５】
静圧軸受用のオイルの循環経路に温度検出手段を設け、前記評価手段は、その温度検出手段による検出温度をベッド上面の温度とする請求項１に記載の工作機械の状態表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械において、ベッド等の部品の変形度合いに関する情報を表示するための状態表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、マグネットチャックの温度を検出して表示する装置が開示されている。マグネットチャックは、その温度によって起磁力が変動するとともに、変形するため、特許文献１においては、表示器によってマグネットチャックの検出温度が表示され、作業者が冷却の必要性を判断できるようにしている。また、検出温度に従って冷却手段を作動させてマグネットチャックの温度上昇が抑えられるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３１００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置において、作業者はマグネットチャックの温度を認識できるが、マグネットチャックの温度変化による変形度合いを認識できない。従って、作業者はワークの仕上がり具合を認識することなく作業を開始することになるため、高精度加工を行ない得ないおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、加工開始に先立って、作業者がワークの仕上がり具合を認識できる工作機械における状態表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明においては、工作機械の部品における対向する２辺の温度を検出する温度検出手段と、その２辺間の温度差による前記部品の変形度合いに関する情報を認識する認識手段と、その認識結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
以上の構成においては、認識手段が部品の変形度合いに関する情報を認識する。そして、その認識結果が表示手段において表示される。従って、作業者はベッド等の工作機械の部品の変形度合いに関する状態を認識できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、作業者はベッド等の工作機械やチャックの状態を認識できて、ワークの仕上がり具合を事前に把握できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の工作機械の簡略正面図。
【図２】クーラントの経路を示す簡略図。
【図３】実施形態の工作機械の電気的構成を示すブロック図。
【図４】変形度合いに関するデータ収集におけるフローチャート。
【図５】ワーク加工のための工作機械の稼働に関するフローチャート。
【図６】現在の状態及び未来の状態の表示内容を示す図。
【図７】変更例を示す簡略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した工作機械における状態表示装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、研削盤において具体化したものである。
図１に示すように、工作機械１０はベッド１１を備え、その上面にはベッド１１の長手方向（図１の左右方向）に延びるレール１２が敷設されている。レール１２上にはテーブル１３が図示しないモータによって往復移動可能に支持されている。テーブル１３上にはマグネットチャック１４が固定されている。このマグネットチャック１４上にワーク１００が磁気吸着されて支持される。そして、テーブル１３の往復動にともない、工具としての回転砥石１５によりワーク１００の上面が切削加工される。本実施形態においては、前記ベッド１１，レール１２，テーブル１３，マグネットチャック１４等が部品を構成する。
【００１１】
前記レール１２には、静圧軸受用のオイルが供給される。
図２に示すように、ワーク１００と回転砥石１５との間には、ポンプ１７により循環されるクーラントがノズル１６から供給される。
【００１２】
図１に示すように、工作機械１０の本体の近傍には、表示手段としての液晶ディスプレイよりなる表示装置２１が設けられている。
前記ベッド１１の下部にはベッド１１の下部の温度を検出するための第１温度センサ３１が設けられ、ベッドの上部にはベッド１１の上部の温度を検出するための第２温度センサ３２が設けられている。前記テーブル１３とマグネットチャックとの境界において、テーブル１３の上部にはテーブル１３の上面及びマグネットチャック１４の下面の温度を検出するための第３温度センサ３３が設けられている。
【００１３】
図２に示すように、前記クーラントの供給経路には循環使用されるクーラントの温度を検出するための第４温度センサ３４が設けられている。クーラントはワーク１００及びマグネットチャック１４上を流れるため、ワーク１００の温度及びマグネットチャック１４の上面の温度を表す。工作機械１０の本体の近傍には第５温度センサ３５が設けられ、この第５温度センサ３５により工場の室内の温度が検出される。第１〜第５温度センサ３１〜３５は温度検出手段を構成する。
【００１４】
図３に示すように、本実施形態の工作機械１０は認識手段，表示手段，評価手段及び予測手段を構成する制御装置４１を備え、この制御装置４１はＣＰＵ（中央処理装置）４２及びメモリ４３を備えている。ＣＰＵは、前記表示装置２１を含む工作機械１０全体の動作を制御し、メモリ４３はプログラムや一時的なデータ等を記憶する。この制御装置４１に前記各温度センサ３１〜３５の検出信号が入力され、この検出信号に基づいて前記表示装置２１が表示動作される。図４及び図５のフローチャートに示す動作は、制御装置４１の制御のもとに進行するものである。
【００１５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
まず、工作機械１０は、所定の室温環境下（例えば、摂氏２５度）において、機械全体が同室温と同温度とされた状態において、仕上げ加工されて完成される。このときの温度を基準温度とする。そして、この状態で、ベッド１１，レール１２，テーブル１３，マグネットチャック１４等の各部品の各部の寸法が測定される。この測定結果を基準寸法とする。
【００１６】
次に、このような基準寸法を有する工作機械１０がデータ収集のために稼働され、温度変化にともなう各部の変形度合い、つまり前記基準寸法に対する変形度合いに関するデータが収集される。ただし、この場合、静圧軸受用のオイル及び加工液としてのクーラントは循環されるのみで、ワーク１００の加工を行なう必要はない。そして、この稼働に際しては、室温が例えば、摂氏０度〜４０度に変化される。
【００１７】
すなわち、図４に示すステップ（以下、単にＳとする）１において、工作機械１０が運転される。Ｓ２において、前記各温度センサ３１〜３５により工作機械１０の各部の温度が常時検出され、その検出データが制御装置４１に入力される。すなわち、第１温度センサ３１及び第２温度センサ３２により、ベッド１１の上下及びテーブル１３の下部の温度が検出される。また、第３温度センサ３３によりテーブル１３の上面及びマグネットチャック１４の下面の温度が検出される。第４温度センサ３４によりクーラントの温度が検出される。このクーラントは、マグネットチャック１４上に常時流されているため、マグネットチャック１４の上部側の温度を表す。第５温度センサ３５により室温が検出される。
【００１８】
そして、制御装置４１は、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２との間の温度差、第２温度センサ３２と第３温度センサ３３との間の温度差、第３温度センサ３３と第４温度センサ３４との間の温度差を常時算出して、その算出結果を経時的に制御装置４１のメモリ４３に記憶させる。
【００１９】
これと同時に、Ｓ３において図示しない計測装置により、マグネットチャック１４の上面，テーブル１３の上面及びベッド１１の上面の湾曲度合いが検出される。ベッド１１の上面の湾曲度合いはレール１２の湾曲度合いと等しい。ここで、レール１２の湾曲度合いは、テーブル１３の移動経路の湾曲度合いを表す。マグネットチャック１４の湾曲度合いは、そのマグネットチャック１４の上面にワーク１００が搭載された場合においてワーク１００の湾曲度合いを表す。なお、テーブル１３と、マグネットチャック１４の湾曲度合いは、それらが固定関係にあるため、ほぼ等しい。従って、湾曲度合いを見ることで、テーブル１３とマグネットチャック１４との固定状態が適正化か否かを判断できる。なお、ここでは、湾曲度合いそのものが湾曲度合いに関する情報である。
【００２０】
そして、制御装置４１はベッド１１，テーブル１３，マグネットチャック１４の上下の温度差ごとのベッド１１，テーブル１３，マグネットチャック１４の変形量の推移をメモリ４３にマップ化して記憶させる。このようにして、工作機械１０ごとに、温度差と形状変化量の対応関係が情報として設定される。
【００２１】
Ｓ５においては、室温が、例えば摂氏０．５度刻みで変更され、その変更された室温において前記Ｓ１〜Ｓ４の動作が繰り替えされる。このため、室温が変化するごとに、前記温度差と湾曲度合いとのデータが収集されて、マップ化される。この作業が、Ｓ６において終了と判断されるまで継続される。
【００２２】
実際にワーク１００を加工するために工作機械１０を稼働させた場合は、制御装置４１は、第１〜第５温度センサ３１〜３５の検出温度のデータを常時監視して入力する。すなわち、図５に示すＳ１１において、制御装置４１は室温を認識するとともに、Ｓ１２において工作機械１０を運転する。ただし、この場合は、未だワーク１００の加工は開始されない。制御装置４１は、Ｓ１３において各温度センサ３１〜３５の検出温度を入力し、Ｓ１４において第１温度センサ３１の検出値と第２温度センサ３２の検出値との差、第２温度センサ３２の検出値と第３温度センサ３３の検出値との差、第３温度センサ３３の検出値と第４温度センサ３４の検出値との間の差がそれぞれ算出される。そして、Ｓ１５において前記マップが参照されて、各部の温度差ごとの変形量が読み出される。
【００２３】
次いで、Ｓ１６において、ベッド１１の上面及びマグネットチャック１４の上面の変形度合いが判別されて、現時点におけるランク付けが実行される。つまり、変形度合いが小さく、基準寸法に近いほど好適ランクになる。そして、図６に示すように、この実行された現状ランク付けが表示装置２１において表示される。従って、作業者は、現在の状況がワーク１００の加工に適するか否かを判別できる。
【００２４】
さらに、Ｓ１７において、制御装置４１は、第５温度センサ３５によって検出される室温の変化度合いを監視し、その変化度合いに応じてあらかじめ定められた時間後における各部の変形度合いを予測し、その予測に基づく評価をＳ１８において図６に示すように表示装置２１に表示させる。この場合、制御装置４１は、現時点以前の室温の温度変化カーブを算出し、そのカーブの延長線上にある未来の室温を予測する。そして、その予測室温下における各部の変形度合いをマップから読み出して、その変形度合いを評価してランク付けする。従って、作業者は、この未来の予測ランク付けに従って加工開始後の工作機械の状態変化を認識できる。
【００２５】
従って、前記実施形態においては、以下の効果がある。
（１）温度センサ３１〜３５からの検出データに基づいて、ベッド１１，テーブル１３，マグネットチャック１４の変形度合いが判別され、その変形度合いが評価されて表示装置２１において表示される。従って、作業者は、工作機械１０の変形度合いを把握して、その状態における加工精度，言い換えれば仕上がり具合を認識できる。
【００２６】
（２）前記変形度合いがランク付けされて表示されるため、作業者は工作機械１０の状態が加工作業に適するか否かを一目で認識できる。
（３）工作機械１０の変形度合いを未来予測して表示することができるため、加工開始に先立って、加工精度の推移を認識できる。このため、加工開始に適切なタイミングを知ることができて、高精度加工を得るために有効である。
【００２７】
（４）マグネットチャック１４の温度判別をクーラントの温度検出によって行うため、マグネットチャック１４に温度センサを設ける必要がない。従って、加工部の近傍に温度センサを設ける必要がなく、その温度センサが加工の邪魔になることを回避できる。
【００２８】
（５）第３温度センサ３３がテーブル１３とマグネットチャック１４との境界部に設けられ、その境界部の温度を検出する。従って、１基の第３温度センサ３３によってテーブル１３及びマグネットチャック１４の双方の温度を検出できるため、部品点数を少なくして、構成を簡単にできる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
・前記実施形態は、回転砥石１５を有する研削盤において具体化したが、バイト、フライス等、別の工具を有する工作機械において具体化すること。
【００３０】
・前記実施形態においては、ベッド１１の上面温度をその上面に設けられた第２温度センサ３２によって行なうようにしたが、図７に示すように、静圧軸受のためのオイルの循環経路に第２温度センサ３２を設けること。すなわち、オイルは、レール１２の部分に供給されて静圧軸受を形成するものであるため、そのオイルの温度はレール１２の部分の温度を表す。
【００３１】
・クーラント経路の第４温度センサ３４に代えて、マグネットチャック１４の上面に温度センサを設けること。
・工具がベッド上を移動してワーク１００に加工を施すようにしたタイプの工作機械において本発明を具体化すること。
【００３２】
・マグネットチャック１４を有することなく、ワーク１００がテーブル１３上に直接搭載される工作機械に本発明を具体化すること。この場合は、テーブル１３の上面の湾曲度合いが表示される。
【００３３】
・ベッド上にコラムが設けられた工作機械において、コラムの一つの縦辺の側縁と、その縦辺と対向する他の縦辺の側縁にそれぞれ温度センサを設けて、コラムの側面の湾曲度合いを認識して、表示できるようにすること。
【符号の説明】
【００３４】
１０…工作機械、１１…ベッド、１２…レール，１３…テーブル、１４…マグネットチャック、２１…表示装置、３１…第１温度センサ、３２…第２温度センサ。
【図１】
0006490444.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006490444.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0006490444.tif 000008