机床的制作方法

文档序号:16072945发布日期:2018-11-24 13:34阅读:178来源:国知局
机床的制作方法

本发明涉及一种加工中心等机床。

背景技术

以往,已知如下一种机床:将被加工物载置于工作台(工件台)上,使工件台旋转或向x轴方向、y轴方向移动,由此使被加工物移动到与主轴刀具相向的位置来进行被加工物的加工(例如参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开昭59-200305号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

在上述专利文献1所记载的机床中,工件台例如通过滚珠丝杠等进行移动,但在滚珠丝杠中由于因摩擦引起的发热而产生温度上升、热位移。其结果,产生被加工物的定位误差。为了掌握由于热导致的误差,需要使用温度传感器等。

本发明的目的在于提供一种不使用温度传感器等就能够将被加工物的定位误差抑制在最小程度的机床。

用于解决问题的方案

(1)本发明的机床(例如后述的加工中心1)具备:机床主体(例如后述的床身2和立柱3);轴构件旋转装置(例如后述的x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y以及z轴伺服电动机46z),其固定于所述机床主体;工作台轴部(例如后述的台轴部51),其具有被支承为能够相对于所述机床主体旋转的旋转轴构件;工作台(例如后述的工件台5),其能够相对于所述机床主体向第一方向(例如后述的x轴方向)以及与所述第一方向正交的第二方向(例如后述的y轴方向)中的至少一方移动、且以能够与所述旋转轴构件一体地旋转的方式支承于所述工作台轴部,并且所述工作台具有分别将一个或多个被加工物(例如后述的工件w)各载置一个的被载置区域(例如后述的被载置区域re);滚珠丝杠(例如后述的x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y),其具有丝杠轴构件(例如后述的x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y以及z轴滚珠丝杠轴45z)和螺母部(例如后述的螺母部47x、47y、47z),所述丝杠轴构件的基部以能够旋转的方式被所述轴构件旋转装置支承,所述螺母部固定于所述工作台轴部并且与所述丝杠轴构件的前端部侧的部分啮合,所述滚珠丝杠通过利用所述轴构件旋转装置使所述丝杠轴构件旋转,来使所述工作台向所述第一方向和所述第二方向中的至少一方移动;工作台旋转装置,其经由所述工作台轴部使所述工作台旋转;主轴刀具(例如后述的主轴部7、工具77),其能够沿与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向(例如后述的z轴方向)相对于所述工作台离开和靠近;以及控制装置(例如后述的控制装置8),其控制所述轴构件旋转装置和所述主轴刀具,其中,所述控制装置对所述轴构件旋转装置和所述工作台旋转装置进行控制以使所述工作台的所述被载置区域的一部分向在所述第三方向上与所述主轴刀具相向的位置移动,使得在所述工作台的所述被载置区域的一部分配置于在所述第三方向上与所述主轴刀具相向的位置时,在所述第一方向和所述第二方向中的至少一方且要求精度的方向上,从所述滚珠丝杠的丝杠轴构件与所述轴构件旋转装置之间的连接部到所述螺母部为止的长度即丝杠轴长度最短。

(2)在(1)的机床中,所述轴构件旋转装置和所述滚珠丝杠各设置有两个,一个所述丝杠轴构件的长度方向具有与所述第一方向平行的位置关系,另一个所述丝杠轴构件的长度方向具有与所述第二方向平行的位置关系,所述控制装置对所述轴构件旋转装置和所述工作台旋转装置进行控制以使所述工作台的所述被载置区域的一部分向在所述第三方向上与所述主轴刀具相向的位置移动,使得在所述工作台的所述被载置区域的一部分配置于在所述第三方向上与所述主轴刀具相向的位置时,两个所述丝杠轴长度之和最短。

发明的效果

根据本发明,能够提供一种不使用温度传感器等就能够将被加工物的定位误差抑制在最小程度的机床。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的主视图。

图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的侧视图。

图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5、工件w、工具77、x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y的位置关系的概要俯视图。

图4是表示由本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的控制装置8进行的控制的流程图。

图5是表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于45°的位置的状态的概要俯视图。

图6是表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5移动使得工件w在处于45°的位置的状态下配置于与工具相向的位置的状态的概要俯视图。

图7是表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于0°的位置的状态的概要俯视图。

图8是表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5移动使得工件w在处于0°的位置的状态下配置于与工具相向的位置的状态的概要俯视图。

图9是表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于90°的位置的状态的概要俯视图。

图10是表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5移动使得工件w在处于90°的位置的状态下配置于与工具相向的位置的状态的概要俯视图。

图11是表示改变使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转的角度时的sinθ、cosθ以及sinθ+cosθ的值的变化的曲线图。

附图标记说明

1:加工中心(机床);2:床身(机床主体);3:立柱(机床主体);4:进给轴(丝杠轴构件);5:工件台(工作台);7:主轴部(主轴刀具);8:控制装置;45x:x轴滚珠丝杠轴(丝杠轴构件);45y:y轴滚珠丝杠轴(丝杠轴构件);46x:x轴伺服电动机(轴构件旋转装置);46y:y轴伺服电动机(轴构件旋转装置);47x、47y、47z:螺母部;51:台轴部(工作台轴部);77:工具(主轴刀具);re:被载置区域;w:工件(被加工物)。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的主视图。图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的侧视图。本实施方式所涉及的机床包括加工中心1。

如图1、图2所示,加工中心1具备作为机床主体的床身(bed)2和立柱3、进给轴4、作为工作台的工件台5、主轴安装台6、主轴部7和控制装置8。

进给轴4包括以与作为第一方向的x轴方向(图1左右方向)平行的位置关系延伸的进给轴4x、以与作为第二方向的y轴方向(图2左右方向)平行的位置关系延伸的进给轴4y以及以与作为第三方向的z轴方向(图2上下方向)平行的位置关系延伸的进给轴4z。x轴方向的进给轴4x和y轴方向的进给轴4y设置于床身2的上方,进给轴4x、4y使搭载有工件(被加工物)w的水平的工件台5相对于床身2和立柱3沿水平方向(x轴方向和y轴方向)移动。

具体地说,x轴方向的进给轴4x包括滚珠丝杠,该滚珠丝杠具备:作为丝杠轴构件的x轴滚珠丝杠轴45x、作为轴构件旋转装置的x轴伺服电动机46x、螺母部47x以及滚珠(未图示)。x轴滚珠丝杠轴45x的基端部利用联轴器44x与固定于床身2和立柱3的x轴伺服电动机46x的输出轴(旋转轴)连接。x轴滚珠丝杠轴45x的基端部以能够旋转的方式被x轴伺服电动机46x支承,x轴滚珠丝杠轴45x与x轴伺服电动机46x的输出轴一起一体地旋转。

形成于与联轴器44x连接的x轴滚珠丝杠轴45x的比基端部靠前端部侧的部分的x轴滚珠丝杠轴45x的周面的外螺纹借助由钢球构成的滚珠(未图示)来与形成于螺母部47x的内周面的内螺纹啮合。通过x轴滚珠丝杠轴45x旋转,螺母部47x沿x轴滚珠丝杠轴45x的轴向移动。螺母部47x固定于工件台5的后述的台轴部51的旋转轴支承部。x轴伺服电动机46x的输出轴与x轴滚珠丝杠轴45x一体地旋转,由此工件台5沿x轴滚珠丝杠轴45x在x轴方向上移动。

另外,y轴方向的进给轴4y包括滚珠丝杠,该滚珠丝杠具备:y轴滚珠丝杠轴45y、作为轴构件旋转装置的y轴伺服电动机46y、螺母部47y以及滚珠(未图示)。y轴滚珠丝杠轴45y的基端部利用联轴器44y来与固定于床身2和立柱3的y轴伺服电动机46y的输出轴(旋转轴)连接。y轴滚珠丝杠轴45y的基端部以能够旋转的方式被y轴伺服电动机46y支承,y轴滚珠丝杠轴45y与y轴伺服电动机46y的输出轴一起一体地旋转。

形成于与联轴器44y连接的y轴滚珠丝杠轴45y的比基端部靠前端部侧的部分的y轴滚珠丝杠轴45y的周面的外螺纹借助由钢球构成的滚珠来与形成于螺母部47y的内周面的内螺纹啮合。通过y轴滚珠丝杠轴45y旋转,螺母部47y沿y轴滚珠丝杠轴45y的轴向移动。螺母部47y固定于工件台5的后述的台轴部51的旋转轴支承部。y轴伺服电动机46y的输出轴与y轴滚珠丝杠轴45y一体地旋转,由此工件台5沿y轴滚珠丝杠轴45y在y轴方向上移动。

如图3所示,工件台5具备具有直径d的圆盘形状,工件台5的上表面具有四个被载置区域re,所述四个被载置区域re能够将相同形状的四个作为被加工物的工件w沿工件台5的上表面的周向等间隔地各载置一个。图3为表示本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5、工件w、工具77、x轴伺服电动机46x以及y轴伺服电动机46y的位置关系的概要俯视图。被载置区域re具有圆形状,如图3所示,被载置区域re的中心c2与工件台5的中心c1之间的距离为距离r。此外,为了方便说明,在图3、图5~图10中只图示出一个工件w和被载置区域re。以使工件w的外周与被载置区域re的外周一致的方式进行图示。

如图1等所示,在工件台5的中心c1的下部设置有作为工作台轴部的台轴部51。台轴部51具备作为旋转轴构件的台旋转轴(未图示)和旋转轴支承部(未图示)。台旋转轴(未图示)与工件台5的下部连接,并且与工件台5一体地相对于床身2和立柱3旋转。旋转支承部(未图示)将台旋转轴支承为能够相对于床身2旋转。台旋转轴与作为工作台旋转装置的电动机(未图示)连结。通过电动机(未图示)进行驱动,台旋转轴与工件台5一体地旋转。

立柱3从床身2向上侧延伸。在立柱3的前表面部固定有z轴方向的进给轴4z,进给轴4z使主轴安装台6在垂直方向(z轴方向)移动。

具体地说,z轴方向的进给轴4z具备z轴滚珠丝杠轴45z、z轴伺服电动机46z、螺母部47z以及滚珠(未图示)。z轴滚珠丝杠轴45z的基端部利用联轴器44z来与z轴伺服电动机46z的输出轴(旋转轴)连接,基端部以能够旋转的方式被z轴伺服电动机46z支承,z轴滚珠丝杠轴45z与z轴伺服电动机46z的输出轴一起一体地旋转。

形成于与联轴器44z连接的z轴滚珠丝杠轴45z的比基端部靠前端部侧的部分的z轴滚珠丝杠轴45z的周面的外螺纹借助由钢球构成的滚珠来与形成于螺母部47z的内周面的内螺纹啮合。通过z轴滚珠丝杠轴45z旋转,螺母部47z沿z轴滚珠丝杠轴45z的轴向移动。螺母部47z固定于主轴安装台6。通过z轴伺服电动机46z的输出轴与z轴滚珠丝杠轴45z一体地旋转,主轴安装台6和主轴部7沿z轴滚珠丝杠轴45z在z轴方向上移动,从而相对于工件台5离开以及靠近。

主轴安装台6从立柱3的前表面部向y轴方向的-侧(前侧)延伸,主轴部7支承于主轴安装台6的延伸端部(前端部)。主轴部7具备主轴75和主轴电动机76,驱动主轴电动机76来使主轴75旋转。主轴75位于工件台5的上方,并且在主轴75的下端部安装有作为主轴刀具的工具77。工具77能够沿z轴方向相对于工件台5离开以及靠近。

控制装置8具备cpu、rom以及ram。cpu经由总线读取rom中保存的系统程序,安装该系统程序,另外通过来自设置于各部的传感器(未图示)的信号输入到cpu,来控制x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y、z轴伺服电动机46z、主轴电动机76以及构成工作台旋转装置的电动机(未图示)等,驱动工件台5和主轴75。在ram中保存暂时性的计算数据、显示数据。

接着,对由控制装置8进行的x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y、z轴伺服电动机46z以及构成工作台旋转装置的电动机等的控制进行说明。

首先,基于图3~图6来说明对x轴方向和y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制。此外,在之后对在该控制中使工件w旋转为θ为45°的理由进行详细地叙述。另外,在由控制装置8进行的控制开始前,从键盘(未图示)等输出装置预先输入对x轴方向和y轴方向要求精度的意思。

图4为表示由本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的控制装置8进行的控制的流程图。图5为表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于45°的位置的状态的概要俯视图。图6为表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5移动使得工件w在处于45°的位置的状态下配置于与工具相向的位置的状态的概要俯视图。图7为表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于0°的位置的状态的概要俯视图。

如图4所示,首先在步骤s101中,控制装置8进行工件台5与工件w的位置关系是否处于能够利用本实施方式对工件w进行加工的位置关系的判断。

详细地说,首先,控制装置8判断载置于被载置区域re的工件w是否以不会从工件台5的被载置区域re落下地稳定地载置的状态载置于被载置区域re,在本控制中为载置于被载置区域re的工件w是否以没有从工件台5的周缘向工件台5的外侧突出一半以上的状态载置于被载置区域re。

具体地说,控制装置8进行从键盘(未图示)等输入装置输入的工件台5的直径d与距离r(参照图3)是否满足

0≤r≤d/2

的条件的判断。

另外,控制装置8进行在工件台5的周缘位于离联轴器44x最近的位置时、在x轴方向上是否为主轴75的工具77能够对工件w实施加工的位置关系的判断。

具体地说,在将从图3中的虚线的圆所示的、x轴方向上的主轴75的工具77的中心到联轴器44x为止的距离设为tx时,控制装置8进行是否满足

tx-r≥d/2

的条件的判断。

另外,进行在工件台5的周缘处于离联轴器44y最近的位置时、在y轴方向上是否为主轴75的工具77能够对工件w实施加工的位置关系的判断。

具体地说,在将从图3中的虚线的圆所示的、y轴方向上的主轴75的工具77的中心到联轴器44y为止的距离设为ty时,控制装置8进行是否满足

ty-r≥d/2

的条件的判断。

在步骤s101中,当控制装置8如上述的那样判断为工件台5与工件w的位置关系处于能够利用本实施方式对工件w进行加工的位置关系时(“是”),由控制装置8进行的处理进入步骤s102。在步骤s101中,当控制装置8判断为工件台5与工件w的位置关系不处于能够利用本实施方式对工件w进行加工的位置关系时(“否”),由控制装置8进行的处理进入步骤s103。

在步骤s102中,控制装置8进行使作为工作台旋转装置的电动机驱动来使工件台5旋转的控制,以使角θ为45°,该角θ为:以从工件台5的中心c1向图3中的右方延伸的直线为基准,从自工件台5的中心c1向图3中的右方延伸的直线起以工件台5的中心c1为中心朝逆时针方向到将工件台5的中心c1与被载置区域re的中心c2连结的直线为止所成的角。

在步骤s103中,控制装置8对与控制装置8电连接的警告显示装置进行控制,以使在警告显示装置(未图示)中进行工件台5与工件w的位置关系不处于能够利用本实施方式对工件w进行加工的位置关系的意思的显示。

在步骤104中,控制装置8使载置于工件台5的工件w向在z轴方向(上下方向)上与主轴75的工具77相向的位置移动。具体地说,控制装置8通过使x轴伺服电动机46x驱动来使x轴滚珠丝杠轴45x旋转,由此工件台5的中心c1向x轴方向移动

-r(cos45°)。

另外,控制装置8通过使y轴伺服电动机46y驱动来使y轴滚珠丝杠轴45y旋转,从而使工件台5的中心c1向y轴方向移动

-r(sin45°)。

由此,工件台5的中心c1在x轴方向上处于从与联轴器44x连接的x轴滚珠丝杠轴45x的基端部相距

tx-r(cosθ)···(a)

的位置cx_new(参照图6),由于θ=45°,因此位置cx_new处于tx-r(cos45°)。

另外,工件台5的中心c1在y轴方向上处于从与联轴器44y连接的y轴滚珠丝杠轴45y的基端部相距

ty-r(sinθ)···(b)

的位置cy_new,由于θ=45°,因此位置cy_new处于ty-r(sin45°)。

此时,在上下方向上,工件w与主轴75的工具77相向。

在步骤105中,控制装置8进行驱动主轴电动机76来使主轴75旋转的控制。由此,主轴75的下端部的作为刀具的工具77向下方移动而与工件w抵接,从而进行工件w的加工。如以上的那样,由控制装置8进行用于工件w的加工的控制。

为了尽可能不受由于因x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y的驱动时的摩擦引起的发热而导致的温度上升、热位移的影响来提高x轴方向和y轴方向上的精度,需要将工件台5的中心c1设为尽可能地接近x轴滚珠丝杠轴45x的基端部的位置,另外,需要设为尽可能地接近y轴滚珠丝杠轴45y的基端部的位置。如前述的那样,工件台5的中心c1在x轴方向上处于从与联轴器44x连接的x轴滚珠丝杠轴45x的基端部相距(a)所示的距离处,另外在y轴方向上,处于从与联轴器44y连接的y轴滚珠丝杠轴45y的基端部相距(b)所示的距离处。

由此,为了在x轴方向和y轴方向上减小(a)和(b)(使“tx+ty”最短),需要采取使

sinθ+cosθ

为最大的θ的值。根据图11,这样的θ的值为45°。基于此,如上述的那样,在步骤s102中,控制装置8进行控制使工件w处于旋转45°后的位置,以使在被载置区域re的中心c2配置于在上下方向上与主轴75的工具77相向的位置时,x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y这两个丝杠轴长度之和、即从连接于联轴器44x的x轴滚珠丝杠轴45x的基端部到螺母部47x为止的距离与从连接于联轴器44y的y轴滚珠丝杠轴45y的基端部到螺母部47y为止的距离之和最短。图11为表示改变使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转的角度时的sinθ、cosθ以及sinθ+cosθ的值的变化的曲线图。

接着,基于图7、图8来说明在对y轴方向不那么要求精度而对x轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制。此外,在之后对在该控制中使工件w旋转为θ为0°的理由进行详细地叙述。另外,在由控制装置8进行的控制开始前,从键盘(未图示)等输入装置预先输入对y轴方向不那么要求精度而对x轴方向要求精度的意思。

图7为表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于0°的位置的状态的概要俯视图。图8为表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5移动使得工件w在处于0°的位置的状态下配置于与工具相向的位置的状态的概要俯视图。

对x轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制中,在图4所示的步骤s102中使工件w旋转的角度与对x轴方向和y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制中的步骤s102中使工件w旋转的角度不同。另外,与此相伴地,在步骤104中使工件台5移动的方向也不同。除这些以外的由控制装置8进行的控制与前述的对x轴方向和y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制相同,因此只要不特别提及就省略说明。

在步骤s102中,控制装置8进行使作为工作台旋转装置的电动机驱动来使工件台5旋转的控制,以使从工件台5的中心c1向图3中的右方延伸的直线与将工件台5的中心c1和被载置区域re的中心c2连结的直线所成的角θ以从工件台5的中心c1向图3中的右方延伸的直线为基准朝逆时针方向为0°(参照图7)。

在步骤104中,控制装置8使载置于工件台5的工件w向在上下方向上与主轴75的工具77相向的位置移动。具体地说,控制装置8通过使x轴伺服电动机46x驱动来使x轴滚珠丝杠轴45x旋转,从而使工件台5的中心c1向x轴方向移动

-r(cos0°)、即-r。

由此,工件台5的中心c1在x轴方向上处于从与联轴器44x连接的x轴滚珠丝杠轴45x的基端部相距

tx-r(cosθ)···(a)

的位置,由于θ=0°,因此处于

tx-r(cos0°)、即tx-r

的位置。此时,在上下方向上,工件w与主轴75的工具77相向。

为了尽可能不受由于因x轴滚珠丝杠轴45x的驱动时的摩擦引起的发热而导致的温度上升、热位移的影响来提高x轴方向上的精度,需要将工件台5的中心c1设为尽可能地接近x轴滚珠丝杠轴45x的基端部的位置。如前述的那样,工件台5的中心c1在x轴方向上处于从与联轴器44x连接的x轴滚珠丝杠轴45x的基端部相距(a)所示的距离处。

由此,为了在x轴方向上减小(a)(使“tx”最短),需要取使

cosθ

最大的θ的值。根据图11,这样的θ的值为0°。基于此,如上述的那样,在步骤s102中,控制装置8进行控制使工件w处于旋转0°后的位置,以使在被载置区域re的中心c2配置于在上下方向上与主轴75的工具77相向的位置时,x轴滚珠丝杠轴45x的丝杠轴长度、即从与联轴器44x连接的x轴滚珠丝杠轴45x的基端部到螺母部47x为止的距离最短。

接着,基于图9、图10来说明对x轴方向不那么要求精度而对y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制。此外,在之后对在该控制中使工件w旋转为θ为90°的理由进行详细地叙述。另外,在由控制装置8进行的控制开始前,从键盘(未图示)等输入装置预先输入对x轴方向不那么要求精度而对y轴方向要求精度的意思。

图9表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5旋转来使工件w配置于90°的位置的状态的概要俯视图。图10为表示使本发明的一个实施方式所涉及的加工中心1的工件台5移动使得工件w在处于90°的位置的状态下配置于与工具相向的位置的状态的概要俯视图。

在对y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制中,在图4所示的步骤s102中使工件w旋转的角度与对x轴方向和y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制中的步骤s102中使工件w旋转的角度不同。另外,与此相伴地,在步骤104中使工件台5移动的方向也不同。除这些以外的由控制装置8进行的控制与前述的对x轴方向和y轴方向要求精度的情况下的由控制装置8进行的控制相同,因此只要不特别提及就省略说明。

在步骤s102中,控制装置8进行使作为工作台旋转装置的电动机驱动来使工件台5旋转的控制,以使从工件台5的中心c1向图3中的右方延伸的直线与将工件台5的中心c1和被载置区域re的中心c2连结的直线所成的角θ以从工件台5的中心c1向图3中的右方延伸的直线为基准朝逆时针方向为90°(参照图9)。

在步骤104中,控制装置8使载置于工件台5的工件w向在上下方向上与主轴75的工具77相向的位置移动。具体地说,控制装置8通过使y轴伺服电动机46y驱动来使y轴滚珠丝杠轴45y旋转,从而使工件台5的中心c1向y轴方向移动

-r(sin90°)、即-r。

由此,工件台5的中心c1在y轴方向上处于从与联轴器44y连接的y轴滚珠丝杠轴45y的基端部相距

ty-r(sinθ)···(b)

的位置,由于θ=90°,因此处于

ty-r(sin90°)、即ty-r

的位置。此时,在上下方向上,工件w与主轴75的工具77相向。

为了尽可能不受由于因y轴滚珠丝杠轴45y的驱动时的摩擦引起的发热而导致的温度上升、热位移的影响来提高y轴方向上的精度,需要将工件台5的中心c1设为尽可能地接近y轴滚珠丝杠轴45y的基端部的位置。如前述的那样,工件台5的中心c1在y轴方向上处于从与联轴器44y连接的y轴滚珠丝杠轴45y的基端部相距(b)所示的距离处。

由此,为了在y轴方向上减小(b)(使“ty”最短),需要采取使

sinθ

最大的θ的值。根据图11,这样的θ的值为90°。基于此,如上述的那样,在步骤s102中,控制装置8进行控制使工件w处于旋转90°后的位置,以使在被载置区域re的中心c2配置于在上下方向上与主轴75的工具77相向的位置时,y轴滚珠丝杠轴45y的丝杠轴长度、即从与联轴器44y连接的y轴滚珠丝杠轴45y的基端部到螺母部47y为止的距离最短。

如以上的那样,根据本实施方式,作为机床的加工中心1具备:作为机床主体的床身2和立柱3;作为固定于床身2和立柱3的轴构件旋转装置的x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y以及z轴伺服电动机46z;工作台轴部(台轴部51),其具有作为被支承为能够相对于床身2和立柱3旋转的旋转轴构件的台旋转轴;工件台5,其能够相对于床身2和立柱3向作为第一方向的x轴方向以及作为与x轴方向正交的第二方向的y轴方向移动且以能够与台旋转轴一体地旋转的方式支承于台轴部51,所述工件台5具有将多个工件w分别各载置一个的被载置区域re;滚珠丝杠,其具有丝杠轴构件(x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y)和螺母部47x、47y,所述丝杠轴构件的基部以能够旋转的方式被轴构件旋转装置支承,所述螺母部47x、47y固定于台轴部51并且与丝杠轴构件的前端部侧的部分啮合,所述滚珠丝杠通过利用x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y使丝杠轴旋转,来使工件台5向x轴方向和y轴方向移动;作为工作台旋转装置的电动机,其经由台轴部51使工件台5旋转;作为主轴刀具的工具77,其能够沿与x轴方向及y轴方向正交的z轴方向相对于工件台5离开和靠近;以及控制装置8,其控制x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y、z轴伺服电动机46z以及工具77。

控制装置8对x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y和使工件台旋转的电动机进行控制,以使工件台5的被载置区域re的中心c2向在z轴方向上与工具77相向的位置移动,使得在工件台5的被载置区域re的中心c2配置于在z轴方向上与工具77相向的位置时,在要求精度的x轴方向和y轴方向上,从作为滚珠丝杠的x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y与x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y之间的连接部的联轴器44x、44y到螺母部47x、47y为止的长度即丝杠轴长度最短。

由此,从联轴器44x、44y到螺母部47x、47y为止的x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y的长度尽可能地变短。其结果,能够尽可能地减小由于因x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y的驱动时的摩擦引起的发热而导致的温度上升、热位移的影响,从而能够以高精度进行利用工具77进行的加工。因此,能够通过上述那样的简单的控制得到高加工精度,能够设为不需要设置用于检测热位移的传感器等的结构,从而能够降低工件w的加工所花费的成本以及机床所花费的成本。

另外,轴构件旋转装置(x轴伺服电动机46x、y轴伺服电动机46y)和滚珠丝杠(x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y)各设置有两个。

控制装置8对x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y以及使工件台旋转的电动机进行控制,以使工件台5的被载置区域re的中心c2向在z轴方向上与工具77相向的位置移动,使得在工件台5的被载置区域re的中心c2配置于在z轴方向上与工具77相向的位置时,两个丝杠轴长度之和最短。

由此,从联轴器44x、44y到螺母部47x、47y为止的x轴滚珠丝杠轴45x、y轴滚珠丝杠轴45y各自的长度之和尽可能地变短。其结果,即使在对x轴方向和y轴方向这两方要求精度的情况下,也能够抑制精度偏于x轴方向和y轴方向中的任一方,从而能够在x轴方向和y轴方向这两方上以高精度对工件w进行加工。

以上对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限于前述的实施方式。另外,本实施方式所记载的效果只是列举了根据本发明产生的最佳的效果,基于本发明的效果并不限定于本实施方式所记载的效果。

例如,由工件台5构成的工作台构成为能够向作为第一方向的x轴方向和作为第二方向的y轴方向这两方移动,但不限定于此。例如,工作台能够向第一方向和第二方向中的至少一方移动即可。因而,在该情况下,滚珠丝杠能够使工作台向第一方向和第二方向中的至少一方移动即可。

另外,工件台5具有四个被载置区域re,但不限定于该结构。例如,工件台5也可以只具有一个被载置区域re。另外,在本实施方式中,将被载置区域re的中心c2与工件台5的中心c1之间的距离设为r,但不限定于该结构。例如,也可以将被载置区域re的一部分的位置与工件台5的中心c1之间的距离设为r。在该情况下,在代替被载置区域re的中心c2而是将被载置区域re的一部分配置于在z轴方向上与作为主轴刀具的工具77相向的位置时,控制装置8进行与前述的步骤s104和步骤s105相同的控制即可。

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