[发明专利]工作机械的主轴位置位移及摆动测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及测定工作机械的主轴装置位移及摆动的测定装置。

背景技术

通常，在工作机械中，在床身的上表面经由工件支撑台及夹具支撑工件。在该床身的上表面，在X、Y、Z轴这3个轴方向分别被数控移动的主轴装置上，安装具有刀具的刀具支架，利用前述刀具加工工件。目前，主轴装置的前述3个轴方向的移动动作，主要采用使用了通过伺服电动机而旋转的滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母的移动机构。在该移动机构中，如果使主轴装置在轴线方向上前后移动的移动机构发生热膨胀，则主轴装置的实际移动位置会产生误差。如果带着这种误差进行工件的加工，则工件的加工精度会降低。因此，提出例如专利文献1所示的滚珠丝杠的受热位移校正装置。该校正装置从滚珠丝杠的自由端的端面开始，在轴向上隔着规定距离的位置上配置检测器，利用该检测器测定滚珠丝杆的长度变化，并根据该变化量，校正主轴装置的进给量。

另一方面，在形成于主轴装置的主轴上的锥形孔中，嵌入固定保持刀具的刀具支架的锥柄部，如果切屑被咬入前述锥形孔的内周面与锥柄部的外周面的接触界面，则刀具支架及刀具会倾斜，不能正常地进行工件加工。因此，提出了一种判别刀具支架的旋转位移量是否良好的工作机械。在专利文献2中公开了这种工作机械，其在主轴装置的机架上，与刀具支架的外周面相向设置距离传感器，利用该距离传感器测定旋转中的刀具支架的外周面与传感器间的距离，根据该测定出的距离变化量，判断刀具支架的旋转摆动量是否良好。

专利文献1：特开2001-138178号公报

专利文献2：特开2005-313239号公报

发明内容

但是，在专利文献1中公开的滚珠丝杠的受热位移校正装置中，因为是测定处于远离主轴装置的位置处的滚珠丝杠的长度变化的构造，因而无法直接测定接近加工部位处的主轴装置的受热位移量，所以存在无法提高测定精度的问题。另外，存在如果在前述滚珠丝杠的端面附着切屑等异物，则测定精度降低的问题，同时在该现有装置中，还存在不能测定安装在主轴装置上的刀具支架或刀具的旋转摆动量的问题。

另一方面，专利文献2中公开的判别刀具支架的旋转摆动量是否良好的工作机械中，因为使用非接触式的距离传感器，所以存在如果在刀具支架的外周面上附着切屑等异物，则判断精度低的问题，同时在该现有装置中，还存在不能测定主轴装置的例如进给方向的受热位移量的问题。另外，在传感器上附着切屑等异物的情况下，还存在必需进行清理作业的问题。

本发明的目的在于，提供一种工作机械的主轴位置位移及摆动测定装置，其能够解决上述现有技术中存在的问题，测定主轴装置的受热位移量、刀具支架或刀具的旋转摆动量，同时还能够提高其测定精度。

为了解决上述问题，技术方案1所述的发明的主旨为一种工作机械的主轴装置位移及摆动测定装置，该工作机械是床身上安装被数控移动的主轴装置，同时利用经由刀具支架安装在主轴装置上的刀具，对被工件支撑装置支撑的工件进行加工，其具有：流体喷嘴，其安装在前述床身或工件支撑装置上；流体供给源，其向上述流体喷嘴供给流体；测定单元，其测定从前述流体供给源到流体喷嘴的流体通道内的流体压力或流量；受热位移量运算单元，其使前述主轴装置向为了受热位移测定而设定的测定位置移动，在使设置于该主轴装置的机架上的基准面相向并接近前述流体喷嘴的状态下，由该喷嘴向前述基准面喷射流体，根据此时的流体压力或流量变化，运算主轴装置的受热位移量；以及旋转摆动量运算单元，其使前述主轴装置向为了测定旋转摆动而设定的测定位置移动，在使前述流体喷嘴与该主轴装置的刀具支架或刀具相向并接近的状态下，由该喷嘴向旋转中的前述刀具支架或刀具喷射流体，根据此时的流体压力或流量的变化，运算刀具支架或刀具的旋转摆动量。

技术方案2所述的发明的主旨为，在技术方案1中，前述基准面形成于安装在前述主轴机架上的基准块上。

技术方案3所述的发明的主旨为，在技术方案1或2中，前述基准面是与前述主轴的轴向平行的面，前述流体喷嘴为一个。

技术方案4所述的发明的主旨为，在技术方案3中，前述受热位移量运算单元由以下部分构成：中心位置运算部，其在使前述基准面与前述流体喷嘴的前端，沿该喷嘴的轴线方向保持恒定间隔的状态下，根据在利用向前述主轴装置的轴向的进给，该基准面以恒定速度从测定开始位置向测定结束位置移动的行程中，由前述测定单元测定出的压力或流量，运算前述基准面的中心位置；以及受热位移量运算部，其根据预先存储在存储介质中的基准中心位置、和基于由测定单元新测定出的压力或流量而运算出的测定中心位置，运算主轴装置的受热位移量。