(57)【要約】 【課題】  主軸の熱により主軸ヘッドが熱膨張しても、工具をワークに対して正確に接近、離隔させるようにした横型マシニングセンタを提供する。【解決手段】  主軸ヘッド５の先端側に低膨張材から成る前後方向に伸びた軸部材１４の一端を固着し、主軸ヘッド５により前後移動可能に支持された軸部材１４の他端に検出片１６を取り付け、その検出片１６を検出可能な検出センサ１８をサドル４に配置し、主軸６の熱の影響を受けない軸部材１４に取り付けた検出片１６の位置を検出することで、主軸６の熱による主軸ヘッド５の熱膨張量が正確に測定され、その測定値を基に主軸ヘッド５を前後方向に移動してワークＷと主軸ヘッド５の先端の距離Ｈを正確に補正することができる。【選択図】  図２
2009101435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動コラムに水平状態で前後方向へ移動可能な主軸ヘッドが設けられ、主軸ヘッドに回転可能に主軸が支承され、その主軸に装着した工具を主軸ヘッドを介して前後に移動させてワークを加工するようにした横型マシニングセンタにおいて、主軸ヘッドの先端側に低膨張材から成る前後方向に伸びた軸部材の一端を固着し、軸部材の他端側部分は主軸ヘッドにより前後移動可能に支持され、軸部材の他端には検出片を取り付け、その検出片を検出可能な検出センサを移動コラムに配置し、検出センサによって検出片の位置を検出し、その検出値に基づき主軸ヘッドを前後方向へ移動させて工具をワークに対して接近、離隔させるようにしたことを特徴とする横型マシニングセンタ。
【請求項２】
主軸ヘッドに軸部材に当接可能な押え部材を設け、その押え部材により軸部材の振動を防止するようにしたことを特徴とする請求項１記載の横型マシニングセンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動コラムに水平状態で前後方向へ移動可能な主軸ヘッドが設けられる横型マシニングセンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動コラムに水平状態で前後方向へ移動可能な主軸ヘッドが設けられ、主軸ヘッドに回転可能に主軸が支承され、その主軸に装着した工具を主軸ヘッドを介して前後に移動させてワークを加工するようにした横型マシニングセンタが知られている。このような横型マシニングセンタでは、ワークの加工時に主軸を高速回転させることで、主軸に生じる熱により主軸ヘッドが熱膨張してしまい、主軸ヘッドの熱膨張量を補正しないと、ワークと工具との距離が変位するためにワークを正確に加工できないことから、特許文献１，２のように、主軸ヘッドの熱膨張量を検出センサで測定し、測定値を基に主軸ヘッドを前後方向に移動させて、主軸ヘッドの移動量を補正することが知られている。
特許文献１には、主軸ノーズ部先端の主軸キャップに線膨張係数の低い測定ロッドの一端を固定し、測定ロッドの他端に、主軸ノーズ部の取付面に設置した変位センサを当接させ、主軸ノーズ部の軸方向の変位を変位センサで検出し、その検出値を基にタンク内の冷却油を主軸ノーズ部の内部に導いて、主軸ノーズ部の熱変位を補正することが記載されている。
特許文献２には、第１支持体に固定したブラケットに低膨張材から成る検出ロッドの基端部を固定し、検出ロッドの先端部を、第２支持体に固定した支持ブロックに摺動可能に挿入し、その支持ブロックには検出ロッドの先端部と対向するように検出センサが取り付けられ、第１支持体と第２支持体間の変位を検出センサで検出し、その検出値を基に第２支持体の研削ユニットをワークに対して接近、離隔させることが記載されている。
【特許文献１】特開昭６３−１８５５５４号公報
【特許文献２】実開平５−２４２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１のものでは、主軸ノーズ部の取付面に変位センサや測定子が設置されているので、ワークの加工中に切削液や切粉が飛散して変位センサや測定子に付着するおそれがある。この状態では、主軸ノーズ部の軸方向の変位を正確に検出できない問題があった。また、特許文献２のものでは、第１支持体と第２支持体間の変位を検出センサで検出しているが、工具の高速回転によって研削ユニットに熱膨張が生じるおそれがある。よって、第２支持体に支持される研削ユニットの熱膨張を検出していないために、工具をワークに対して正確に接近、離隔させることができない問題があった。
そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、主軸の熱により主軸ヘッドが熱膨張しても、工具をワークに対して正確に接近、離隔させるようにした横型マシニングセンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、移動コラムに水平状態で前後方向へ移動可能な主軸ヘッドが設けられ、主軸ヘッドに回転可能に主軸が支承され、その主軸に装着した工具を主軸ヘッドを介して前後に移動させてワークを加工するようにした横型マシニングセンタにおいて、主軸ヘッドの先端側に低膨張材から成る前後方向に伸びた軸部材の一端を固着し、軸部材の他端側部分は主軸ヘッドにより前後移動可能に支持され、軸部材の他端には検出片を取り付け、その検出片を検出可能な検出センサを移動コラムに配置し、検出センサによって検出片の位置を検出し、その検出値に基づき主軸ヘッドを前後方向へ移動させて工具をワークに対して接近、離隔させるようにしたことを特徴とする。また、前記主軸ヘッドに軸部材に当接可能な押え部材を設け、その押え部材により軸部材の振動を防止するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、主軸ヘッドの先端側に低膨張材から成る前後方向に伸びた軸部材の一端を固着し、軸部材の他端側部分は主軸ヘッドにより前後移動可能に支持され、軸部材の他端に検出片を取り付け、その検出片を検出可能な検出センサを移動コラムに配置したことで、主軸の熱の影響を受けない軸部材に取り付けた検出片を検出センサで検出すれば、主軸ヘッドの熱膨張量が正確に検出される。よって、検出値を基に主軸ヘッドを前後方向に移動してワークと主軸ヘッドの先端との距離が正確に補正される。また、軸部材の他端側部分に当接する押え部材を設けたことで、前後方向に伸びた軸部材の他端に取り付けた検出片の振動が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１に示す横型マシニングセンタ１について説明する。ベッド２上には左右方向に移動可能な移動コラム３が設置されている。その移動コラム３には上下方向に移動可能なサドル４が設置されている。サドル４には水平状態で前後方向へ移動可能な主軸ヘッド５が設置されている。主軸ヘッド５には主軸６が回転可能に支承され、主軸６の先端部には工具Ｔを交換可能に装着する為の装着孔７が設けられている。移動コラム３は図示しない左右移動用モータによって正逆回転される送り軸８を介して左右移動するようになっている。サドル４は昇降用モータ９によって正逆回転される送り軸１０を介して上下移動するようになっており、主軸ヘッド５は前後移動用モータ１１によって正逆回転される図示しない送り軸を介して前後移動するようになっている。また、主軸６は主軸ヘッド５の後端部に設けられる主軸用モータ１２によって正逆回転するようになっている。移動コラム３の上方には、複数の工具Ｔを保持した工具マガジン１３が設置されている。移動コラム３、サドル４、主軸ヘッド５を夫々移動することで、前記工具マガジン１３と主軸６との間で工具Ｔの交換が行われるようになっている。この横型マシニングセンタ１では、主軸６に装着した工具Ｔを高速回転させ、その工具Ｔを左右、上下、前後移動させて、移動コラム３の前方に配置されるワークＷを加工するようになっている。
【０００７】
前後方向へ移動可能な主軸ヘッド５の先端側に低膨張材から成る前後方向に伸びた軸部材１４の一端が図示しないボルトを介して固着されている。前記低膨張材は線膨張係数の低い材質のもので例えばセラミックである。その軸部材１４の他端側部分は主軸ヘッド５に形成した複数（２箇所）の取付座部５ａによって前後移動可能に支持されている。軸部材１４の他端側には前後方向に一対の溝１４ａが形成されている。一対の溝１４ａに係合するように断面コ字状の取付具１５が嵌め込まれている。取付具１５には検出片として例示する磁石部材１６が取り付けられ、磁石部材１６の中心位置が主軸ヘッド５の先端側から所定の位置Ｌとなるように前記取付具１５は止めねじ１７によって位置決めされている。また、止めねじ１７を緩めることで、主軸ヘッド５の先端側から磁石部材１６の中心位置までの位置Ｌを容易に変更することができる。磁石部材１６の中心位置を検出する検出センサとして例示する磁気近接センサ１８がサドル４に固着したブラケット１９に配置されている。尚、本実施形態のように、主軸ヘッド５がサドル４を介して上下移動する場合には検出センサ１８をサドル４に配置したが、主軸ヘッド５が上下移動しない場合には検出センサ１８を移動コラム３に配置すればよい。また、主軸ヘッド５の各取付座部５ａには取付ボルト２０により取付部材２１が固着され、その取付部材２１に備えた押え部材として例示するボールプランジャ２２を軸部材１４に当接させて軸部材１４の振動を防止するようになっている。
【０００８】
上記の横型マシニングセンタ１において、主軸６に装着した工具Ｔを高速回転させ、その工具Ｔを左右、上下、前後移動させて、移動コラム３の前方に配置されるワークＷを加工しているときに、主軸６に熱が生じて主軸ヘッド５が熱膨張してしまい、ワークＷと主軸ヘッド５の先端との距離Ｈが変位することになる。ところが、主軸ヘッド５の先端側に一端を固着した軸部材１４は、主軸６の熱の影響を受けないために熱膨張することがない。よって、低膨張材の軸部材１４の一端を主軸ヘッド５の先端側に固着し、その軸部材１４に主軸ヘッド５の先端側から所定の位置Ｌである磁石部材１６の中心位置を磁気近接センサ１８で検出すれば、主軸ヘッド５の熱膨張量を正確に検出できるので、検出値を基に主軸用モータ１２により主軸ヘッド５を前後方向に移動させてワークＷと主軸ヘッド５の先端との距離Ｈを正確に補正することができる。また、軸部材１４の他端に磁石部材１６を取り付け、その磁石部材１６の中心位置を検出するように磁気近接センサ１８をサドル４に設置したので、従来に比べて切削液や切粉が磁石部材１６や磁気近接センサ１８に付着することが少ない。更に、軸部材１４は主軸ヘッド５の前後方向の移動量より長くしたことで主軸６及び主軸ヘッド５の振動が伝わり磁石部材１５が揺れるおそれがあるが、押え部材２２によって容易に振動を防止することが可能であり、確実な主軸ヘッド５の熱膨張量の測定をすることができる。また、主軸ヘッド５が移動コラム３に対して上下方向に移動する縦型マシニングセンタであっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の横型マシニングセンタを示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２のＸ視図である。
【図４】図３のＹ視図である。
【図５】主軸ヘッドの移動状態を示す参考図である。
【符号の説明】
【００１０】
１      横型マシニングセンタ
３      移動コラム
５      主軸ヘッド
６      主軸
１４      軸部材
１６      磁石部材
１８      磁気近接センサ
２２      ボールプランジャ
Ｗ      ワーク
Ｔ      工具
【図１】
2009101435.tif 000003
【図２】
2009101435.tif 000004
【図３】
2009101435.tif 000005
【図４】
2009101435.tif 000006
【図５】
2009101435.tif 000007