JP2000280112A - Accurate machining device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、短時間で高精度な
直角度、真直度、円筒度、平面度等の形状精度を得る高
精度加工装置に関するものであり、特にスクロール圧縮
機に使用されるスクロール渦巻体の側面加工において、
切削抵抗もしくは研削抵抗に起因する工具たわみ等を補
正する手段を備えた加工装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-precision machining apparatus for obtaining a high-precision shape accuracy such as squareness, straightness, cylindricity, flatness and the like in a short time, and is particularly used for a scroll compressor. In the side processing of the scroll spiral body
The present invention relates to a processing apparatus provided with means for correcting tool deflection or the like caused by cutting resistance or grinding resistance.
【0002】更に、高精度な円筒度及び真直度が要求さ
れる特に長孔の内面研削加工において、同様に発生する
工具たわみ等を補正する手段を備えた内面研削加工装置
に関するものである。[0002] Further, the present invention relates to an internal grinding apparatus provided with a means for compensating for a tool deflection or the like which similarly occurs in the internal grinding of a long hole, particularly where high precision cylindricity and straightness are required.
【0003】[0003]
【従来の技術】スクロール圧縮機に用いられる図2に概
観を示すようなスクロール渦巻体は、マシニングセンタ
を利用した製作法から、ワーク回転とインボリュート基
礎円接線上を工具が直線運動する同時2軸制御によって
加工する方式へと主流が移ってきており、例えば特許公
告公報平6−028812号や特許公開公報平2−41
847号等にその内容が開示されている。2. Description of the Related Art A scroll scroll having an outline shown in FIG. 2 used in a scroll compressor is manufactured by a method using a machining center. The mainstream has been shifted to a method of processing by, for example, Japanese Patent Publication No. 6-028812 and Japanese Patent Publication No. 2-41.
No. 847 and the like disclose the contents.
【0004】一方、長孔ワークの内面を研削加工する場
合には、研削盤のワーク回転軸でワークを回転させると
共に、砥石軸、スピンドルロータを介して高速回転させ
た砥石を、前記ワーク内径の半径方向に切り込むと共
に、砥石回転軸方向にトラバース移動させることにより
内面研削を行っている。On the other hand, when grinding the inner surface of a long hole work, the work is rotated by a work rotating shaft of a grinding machine, and a grindstone rotated at a high speed through a grindstone shaft and a spindle rotor is used to grind the work inside diameter. The inner surface is ground by cutting in the radial direction and traversing in the direction of the grindstone rotation axis.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】スクロール圧縮機に用
いられるスクロール渦巻体の側面(壁面)加工を行うと
きには、マシニングセンタを利用した加工方式もしくは
ワーク回転と工具直線移動の同時2軸制御による加工方
式のいずれにおいても、工具は片持ち梁状態となるため
半径方向の切削抵抗もしくは研削抵抗を受け、たわむこ
とになる。この結果、切削もしくは研削された前記加工
側面は予定のインボリュート形状からずれ、かつスクロ
ール渦巻体の台板部に対する直角度が劣化する。また工
具だけでなく、ワークのスクロール渦巻体自身も切削あ
るいは研削抵抗でたわむため、その加工精度を劣化させ
るという問題点がある。When a side surface (wall surface) of a scroll scroll used in a scroll compressor is machined, a machining system using a machining center or a machining system based on simultaneous two-axis control of work rotation and tool linear movement is used. In any case, since the tool is in a cantilever state, it receives a cutting resistance or a grinding resistance in a radial direction and bends. As a result, the machined side that has been cut or ground deviates from the expected involute shape, and the perpendicularity of the scroll scroll to the base plate deteriorates. Further, not only the tool but also the scroll scroll itself of the work itself is bent by the cutting or grinding resistance, so that there is a problem that the processing accuracy is deteriorated.
【0006】このような問題点を解決するために、本出
願人は先に特許公開公報平5−57518号において、
切削ポイントでの変形量をあらかじめ求め、切れ刃の包
絡線がこの工具変形量をキャンセルするように工具切れ
刃形状を整形することを開示している。[0006] In order to solve such a problem, the present applicant has previously disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 5-57518.
It discloses that the amount of deformation at the cutting point is determined in advance, and the shape of the tool cutting edge is shaped so that the envelope of the cutting edge cancels the amount of tool deformation.
【0007】しかし、スクロール渦巻体の形状は各点で
のワーク曲率半径が異なるため、前記渦巻体の側面の加
工を行う際の工具のたわみ及びワークのたわみは、各加
工点で異なってくる。ワークの変形について言えば、中
心部では曲率半径が小さくワーク剛性が高いため変形し
にくいが、外周部では曲率半径が大きくワーク剛性が低
下するため変形しやすくなる。一方工具の変形をみる
と、前記渦巻体の内向面(渦巻の中心に向いた面)を加
工する場合と、外向面(その逆の面)を加工する場合に
よっても状況が異なる。However, since the shape of the scroll scroll has a different radius of curvature of the workpiece at each point, the bending of the tool and the bending of the workpiece when processing the side surface of the scroll are different at each processing point. Regarding the deformation of the work, it is difficult to deform because the radius of curvature is small and the work rigidity is high at the center portion, but the work is easily deformed at the outer peripheral portion because the radius of curvature is large and the work rigidity is reduced. On the other hand, when looking at the deformation of the tool, the situation is different depending on whether the inward surface (the surface facing the center of the spiral) of the spiral body is machined or the outward surface (the opposite surface).
【0008】すなわち、スクロール渦巻体中心部の内向
面においては曲率半径が小さく、したがって工具との接
触長さが長く加工抵抗が大きくなるため工具は大きくた
わみ、外周部の内向面に行くほど曲率半径が大きく接触
長さが短くなるためたわみ量は減少する。渦巻体外向面
加工になるとさらに接触長さが短くなるため、加工抵抗
はより小さく工具変形はより少なくなる。以上より、理
想の工具形状は、スクロール渦巻体の加工点により変化
することになる。That is, the radius of curvature is small on the inward surface of the center portion of the scroll scroll, so that the contact length with the tool is long and the machining resistance is large, so that the tool bends greatly, and the radius of curvature increases toward the inward surface of the outer peripheral portion. Is large and the contact length is short, so that the amount of deflection is reduced. Since the contact length is further reduced in the case of the outer surface machining of the spiral body, the machining resistance is smaller and the tool deformation is smaller. As described above, the ideal tool shape changes depending on the processing point of the scroll scroll.
【0009】加工精度の向上のみを目的とするならば、
加工の送り速度を低速にしたり、あるいは特許公開公報
平2−41846号に記載されているように接触長さが
長くなるほどワーク回転速度を遅く制御する、等の対策
が考えられる。しかしこれらの対応では高速化は望め
ず、作業能率の低下を招く。If the purpose is only to improve the processing accuracy,
Countermeasures such as lowering the feed speed of the processing or controlling the work rotation speed to be slower as the contact length becomes longer as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-41846 are conceivable. However, these measures cannot be expected to increase the speed, resulting in a decrease in work efficiency.
【0010】また、特許公開公報平8−318418号
に記載されているように、カムとカム従動子とを備え、
サーボモータの駆動力によって前記カムを動作させフレ
キシブル・トラニオンを変形させることでスピンドルケ
ージを回転させる方式もあるが、前記トラニオン部の剛
性が低く高速加工には不向きと考えられる。Further, as described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-318418, a cam and a cam follower are provided,
There is a method of rotating the spindle cage by operating the cam by the driving force of the servo motor to deform the flexible trunnion, but the trunnion has a low rigidity and is not suitable for high-speed machining.
【0011】一方、長孔の内面研削の場合、砥石軸が非
常に長いため、長孔内面形状は奥に行くほど径が小さい
テーパ状となり、円筒度・真直度が低下するという問題
点がある。この問題点を解決するために、砥石軸もしく
はワーク軸を工具たわみ分だけ故意に傾けたりする方式
(例えば、特許公開公報昭61−252064号、特許
公開公報昭62−166955号に開示)があるが、ト
ラバース中にスピンドル主軸の角度を振る応答性と分解
能が悪い。また、特許公開公報平1−240267号に
開示されている磁気軸受けを利用してスピンドルロータ
軸を傾ける方式もあるが、コストが非常に高くなるとい
うデメリットがある。On the other hand, in the case of the inner surface grinding of a long hole, since the grinding wheel shaft is very long, the inner surface shape of the long hole has a tapered shape with a smaller diameter toward the back, and there is a problem that the cylindricity and straightness are reduced. . In order to solve this problem, there is a method in which the grindstone shaft or the work shaft is intentionally tilted by the amount of the tool deflection (for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-252064 and 62-166555). However, the responsiveness and resolution of varying the angle of the spindle main shaft during traverse are poor. Further, there is a method of inclining the spindle rotor shaft using a magnetic bearing disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 1-240267, but there is a disadvantage that the cost is extremely high.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたもので、その解決手段は以下の
ような内容である。すなわち、請求項1に記載の本発明
は、ワーク内面の加工を行う加工装置において、ワーク
内面壁の深さ方向のZ軸と、そのZ軸に直交する前記工
具の送り方向のX軸と、前記Z軸及びX軸とに直交する
Y軸と、前記Z軸に平行なワーク軸C軸との、計4軸に
関し、前記ワークと工具とが、少なくとも前記X軸とZ
軸との2軸方向に関して相対移動が可能であり、その少
なくとも2軸に対してその相対移動の同時制御が可能で
あり、加工条件の変化に伴う加工誤差を補正するため、
細かくは秒(角度)単位に至るまでの分解能で、前記ワ
ークスピンドル回転軸と前記スピンドル主軸回転軸との
間の相対回転が可能であり、その相対回転の中心軸は、
加工時のワークと工具間の相対移動に際しても、加工点
との間では相対移動がないこと、を特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the means for solving the problems are as follows. That is, the present invention according to claim 1 is a processing apparatus for processing an inner surface of a workpiece, wherein a Z axis in a depth direction of the inner wall of the workpiece, an X axis in a feed direction of the tool orthogonal to the Z axis, Regarding a total of four axes, a Y axis orthogonal to the Z axis and the X axis and a work axis C axis parallel to the Z axis, the work and the tool are at least the X axis and the Z axis.
It is possible to perform relative movement in two axis directions with respect to the axis, to perform simultaneous control of the relative movement with respect to at least two axes, and to correct a processing error accompanying a change in processing conditions.
The relative rotation between the work spindle rotation axis and the spindle main axis rotation axis is possible at a resolution down to the second (angle) unit, and the center axis of the relative rotation is:
It is characterized in that there is no relative movement between the work and the tool during the relative movement between the work and the tool.
【0013】請求項2に記載の本発明にかかる加工装置
は、前記加工誤差を補正するためのワークとスピンドル
主軸回転軸との相対回転が、X軸に平行なA軸と、Y軸
に平行なB軸との2つの軸を中心とした相対回転である
ことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the processing apparatus, the relative rotation between the workpiece and the spindle main shaft rotation axis for correcting the processing error is parallel to the A axis parallel to the X axis and the Y axis. It is characterized by relative rotation about two axes with respect to the basic B axis.
【0014】請求項3に記載の本発明にかかる加工装置
は、前記A軸とB軸との2つの軸を中心とした相対回転
の内、一方の軸の相対回転はワーク側が駆動され、他方
の軸の相対回転はスピンドル主軸側が駆動されることを
特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the processing apparatus, one of the relative rotations about the two axes of the A axis and the B axis is driven on the work side, and the other is on the other side. The relative rotation of the shaft is characterized in that the spindle main shaft side is driven.
【0015】請求項4に記載の本発明は、スクロール渦
巻体を加工する加工装置において、渦巻体の溝深さ方向
のZ軸と、そのZ軸に直交する工具の送り方向であるX
軸と、前記Z軸およびX軸とに直交するY軸との計3軸
に関し、前記ワークと工具とが少なくとも前記X軸とZ
軸とに関して相対移動が可能であり、前記X軸方向の相
対移動と前記ワークの軸であるC軸(Z軸と平行な軸)
の回転との少なくとも2軸に関する動きが同時に制御可
能であり、加工条件の変化に伴う加工誤差を補正するた
め、細かくは秒(角度)単位に至るまでの分解能で、前
記ワークスピンドル回転軸と前記スピンドル主軸回転軸
との間の相対回転が可能であり、その相対回転の中心で
あるB軸(Y軸と平行な軸)は、加工時のワークと工具
間の相対移動に際しても、加工点との間では相対移動が
ないことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus for processing a scroll spiral, wherein a Z-axis in a groove depth direction of the spiral and a feed direction X of a tool orthogonal to the Z-axis.
Axis and a Y axis orthogonal to the Z axis and the X axis, the workpiece and the tool are at least the X axis and the Z axis.
Relative movement with respect to the axis, the relative movement in the X axis direction and the C axis (axis parallel to the Z axis) which is the axis of the work
The rotation of the workpiece spindle and the rotation of the workpiece spindle can be controlled simultaneously at a resolution of up to the second (angle) unit in order to correct a processing error accompanying a change in processing conditions. Relative rotation between the spindle main shaft rotation axis is possible, and the B-axis (axis parallel to the Y-axis), which is the center of the relative rotation, is set to the processing point even when the relative movement between the workpiece and the tool is performed. The feature is that there is no relative movement between.
【0016】請求項5に記載の本発明は、ワークの円筒
の軸であるZ軸方向へのトラバースと、その軸と直交し
前記円筒の半径方向であるX軸方向への送りとによりワ
ークの内面研削を行う加工装置において、加工条件の変
化に伴う加工誤差を補正するため、細かくは秒(角度)
単位に至るまでの分解能で、前記ワークスピンドル回転
軸と前記スピンドル主軸回転軸との間の相対回転が可能
であり、その相対回転の中心であるB軸は、加工時のワ
ークと工具間の相対移動に際しても、加工点との間では
相対移動がないことを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, a workpiece is traversed in the Z-axis direction, which is the axis of the cylinder of the workpiece, and fed in the X-axis direction, which is orthogonal to the axis and is the radial direction of the cylinder. In a processing machine that performs internal grinding, it is finely divided into seconds (angles) to correct processing errors due to changes in processing conditions.
With a resolution down to the unit, relative rotation between the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation axis is possible, and the B axis, which is the center of the relative rotation, is the relative rotation between the work and the tool during machining. It is characterized in that there is no relative movement with the processing point when moving.
【0017】請求項6に記載の本発明にかかる加工装置
は、スピンドル主軸を固定する主軸台とその主軸台を支
持する台板との間に設けられた、前記主軸台を前記B軸
中心に回転可能に支持する回転ガイド部と、前記回転ガ
イド部に支持された主軸台に回転駆動力を与えるアクチ
ュエータと、前記B軸中心の回転量を監視するセンサ
と、前記回転量の基準値を含むデータバンクと、前記デ
ータバンクに含まれるデータを基に前記回転量を制御す
るフィードバック回路と、を有することを特徴としてい
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a processing apparatus, wherein the headstock is provided between a headstock for fixing a spindle main shaft and a base plate supporting the headstock. A rotation guide portion rotatably supported; an actuator for applying a rotational driving force to a headstock supported by the rotation guide portion; a sensor for monitoring a rotation amount around the B-axis; and a reference value for the rotation amount. It has a data bank, and a feedback circuit for controlling the rotation amount based on data included in the data bank.
【0018】請求項7から9に記載された本発明にかか
る加工装置は、前記スピンドル主軸台に回転駆動力を与
えるアクチュエータが、圧電素子、磁歪素子、モータ回
転駆動による送りねじ機構、もしくはモータ回転駆動を
行うカム機構であることをそれぞれ特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the processing apparatus according to the present invention, wherein the actuator for applying a rotational driving force to the spindle headstock includes a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a feed screw mechanism driven by motor rotation, or a motor rotation. Each is characterized by a cam mechanism for driving.
【0019】請求項10から14に記載された本発明に
かかる加工装置は、前記回転量の基準値を含むデータバ
ンクが、各加工位置における加工誤差補正量即ちB軸中
心の回転量、各加工開始後の経過時間におけるB軸中心
の回転量、スピンドル主軸のモータ電流に対する工具変
形量とそれに対応するB軸中心の回転量、工具もしくは
スピンドル主軸回転軸のねじれ角に対する工具変形量と
それに対応するB軸中心の回転量、もしくはスピンドル
主軸の動力に対する工具変形量とそれに対応するB軸中
心の回転量のいずれかが含まれ、これらデータとそれに
対応してインプロセスで入力するデータとを比較演算す
ることにより、前記ワークスピンドル回転軸とスピンド
ル主軸回転軸との相対回転量を制御することを特徴とし
ている。According to a tenth aspect of the present invention, in the processing apparatus according to the present invention, the data bank including the reference value of the rotation amount includes a processing error correction amount at each processing position, that is, a rotation amount about the B axis, and each processing amount. The amount of rotation around the B-axis at the elapsed time after the start, the amount of tool deformation with respect to the motor current of the spindle main shaft and the corresponding amount of rotation around the B-axis, the amount of tool deformation with respect to the torsion angle of the tool or spindle main shaft rotation shaft, and the corresponding amount. Includes either the amount of rotation around the B-axis or the amount of tool deformation relative to the power of the spindle main shaft and the corresponding amount of rotation around the B-axis, and compares these data with the corresponding in-process input data. By doing so, the relative rotation amount between the work spindle rotation shaft and the spindle main shaft rotation shaft is controlled.
【0020】請求項15に記載の本発明にかかる加工装
置は、前記データバンクに含まれるデータとの比較演算
に基づいて加工したワークを所定の頻度で測定し、その
測定結果に基づき前記データバンクに含まれるデータを
逐次更新して行くことを特徴としている。A processing apparatus according to the present invention according to the present invention, wherein a workpiece processed based on a comparison operation with data included in the data bank is measured at a predetermined frequency, and the data bank is measured based on the measurement result. Is sequentially updated.
【0021】請求項16に記載の本発明にかかる加工装
置は、前記加工抵抗による工具たわみを補正するに際
し、前記ワークスピンドル回転軸と前記スピンドル主軸
回転軸とのB軸中心の相対回転に加え、そのB軸回転中
心とスピンドル主軸とのずれによるX軸方向の誤差を補
正する手段を更に有することを特徴としている。According to a sixteenth aspect of the present invention, when compensating the tool deflection due to the machining resistance, in addition to the relative rotation of the work spindle rotation axis and the spindle main axis rotation axis around the B axis, It is characterized by further comprising means for correcting an error in the X-axis direction due to a deviation between the B-axis rotation center and the spindle main shaft.
【0022】請求項17に記載の本発明にかかる加工装
置は、前記ワークスピンドル回転軸と前記スピンドル主
軸回転との相対回転におけるB軸回転の中心軸が、加工
点群上もしくは加工点群から工具半径分以内にオフセッ
トして配置されていることを特徴としている。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the processing apparatus, the center axis of the B-axis rotation in the relative rotation between the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation is on or off the processing point group or from the processing point group. It is characterized by being arranged offset within a radius.
【0023】請求項18に記載された本発明にかかる加
工装置は、前記ワークスピンドル回転軸と前記スピンド
ル主軸回転軸とのB軸中心の相対回転における回転駆動
力の伝達方向が、B軸中心円の接線方向となることを特
徴としている。In the processing apparatus according to the present invention, the transmission direction of the rotational driving force in the relative rotation of the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation axis around the B axis is a B-axis center circle. Tangential direction.
【0024】請求項19に記載された本発明にかかる加
工装置は、前記ワークスピンドル回転軸と前記スピンド
ル主軸回転軸との間のB軸中心の相対回転を駆動・制御
する前記機構を、ワークスピンドルを取り付けたワーク
台側に設け、前記スピンドル主軸回転軸に対してワーク
スピンドル回転軸の方をB軸中心に回転させることを特
徴としている。A machining apparatus according to the present invention as set forth in claim 19, wherein the mechanism for driving and controlling the relative rotation about the B axis between the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation axis includes a work spindle. The work spindle rotating shaft is rotated about the B axis with respect to the spindle main shaft rotating shaft.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】まず、スクロール加工機及びスク
ロール渦巻体の概略につき、図面を参照に説明する。図
1は、スクロール渦巻体を加工する一般的なスクロール
加工機を示す斜視図である。1はワークで、2のワーク
スピンドルにより図のC軸を中心として回転可能に保持
されている。ワークスピンドル2はワークスピンドル台
3に設けられ、図のY軸方向にスクロール・インボリュ
ート形状の基礎円分の移動が可能である。前記ワーク1
の正面には工具5が対向しており、その工具5を保持す
るスピンドル主軸6は、スライドテーブル7に固定され
ている。この図では3軸の加工装置を示している。スラ
イドテーブル7は、台座に取り付けられた、スクロール
溝深さ方向すなわち図のZ軸方向への移動を可能にする
Z軸テーブル8と、更にその上に載置された図のX軸方
向への移動を可能にするX軸テーブル9の上に載置され
ている。したがって先のワークスピンドル2のY軸方向
の動きと合わせ、ワーク1と工具5との間では、相互に
直交するX軸、Y軸及びZ軸方向への相対移動がそれぞ
れ可能となっている。加工時には工具5及びスピンドル
主軸6が回転とともにZ軸方向にスクロール溝深さまで
前進し、ワークスピンドル2のC軸回転に同期させたX
軸方向の送り移動により、スクロール渦巻体の側面を加
工する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an outline of a scroll machine and a scroll spiral body will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a general scroll machine for processing a scroll scroll. Reference numeral 1 denotes a work, which is held by a work spindle 2 so as to be rotatable about the C axis in the figure. The work spindle 2 is provided on a work spindle base 3 and is capable of moving in the Y-axis direction in the drawing by a base circle having a scroll / involute shape. Work 1
A tool 5 is opposed to the front surface of the device, and a spindle 6 for holding the tool 5 is fixed to a slide table 7. In this figure, a three-axis processing device is shown. The slide table 7 has a Z-axis table 8 attached to the pedestal and capable of moving in the scroll groove depth direction, that is, the Z-axis direction in the figure, and further has a Z-axis table 8 mounted on the base in the X-axis direction in the figure. It is mounted on an X-axis table 9 that enables movement. Therefore, in conjunction with the movement of the work spindle 2 in the Y-axis direction, relative movement between the work 1 and the tool 5 in the mutually orthogonal X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is possible. At the time of machining, the tool 5 and the spindle main shaft 6 advance in the Z-axis direction to the depth of the scroll groove with the rotation, and X synchronized with the rotation of the C-axis of the work spindle 2 is rotated.
The side surface of the scroll scroll is machined by the axial feed movement.
【0026】次に、第2図には、スクロール渦巻体10
のモデル図を示す。スクロール渦巻体10は、一般的に
インボリュート形状をしており、内向面12と外向面1
4とを有する。このインボリュート形状の成形は、イン
ボリュート曲線の基礎円の接線上を矢印15の方向へ直
線運動しながら切削もしくは研削加工する工具5と、そ
の直線運動に同期させたワーク10の矢印16方向の回
転によって行われる。Next, FIG. 2 shows the scroll scroll 10
FIG. The scroll scroll 10 generally has an involute shape, and has an inward surface 12 and an outward surface 1.
And 4. The involute shape is formed by cutting or grinding the tool 5 while linearly moving in the direction of arrow 15 on the tangent to the base circle of the involute curve, and rotating the work 10 in the direction of arrow 16 synchronized with the linear movement. Done.
【0027】第2図に示すスクロール形状からわかるよ
うに、工具5がワーク10の回転に同期してその内周部
から外周部に移動する間に、各点における曲率半径が徐
々に大きくなって行く。これをグラフに表したものが第
3図で、その関係がグラフ中の直線で示されている。こ
のグラフにおいて、点線で表されているのは、ワーク1
0と工具5との接触長さである。これからも明らかな通
り、スクロールの内周部に近く、曲率半径が小さい位置
ほど接触長さが長くなり、それだけ加工抵抗も大きくな
る。図1で示したように、工具を片持ち方式で支持する
加工法のため、従来の加工方法ではこの加工抵抗の変動
が加工精度を大きく左右することとなる。As can be seen from the scroll shape shown in FIG. 2, while the tool 5 moves from the inner circumference to the outer circumference in synchronization with the rotation of the work 10, the radius of curvature at each point gradually increases. go. FIG. 3 shows this in a graph, and the relationship is indicated by a straight line in the graph. In this graph, the dotted line indicates the work 1
The contact length between 0 and the tool 5. As is clear from the above, the contact length becomes longer as the position is closer to the inner peripheral portion of the scroll and the radius of curvature is smaller, and the machining resistance is accordingly increased. As shown in FIG. 1, since the processing method supports the tool in a cantilever manner, in a conventional processing method, the fluctuation of the processing resistance greatly affects the processing accuracy.
【0028】これを、モデル的に図示したものが第4図
であり、ワーク10とスピンドル主軸6及び工具5の状
況をY軸方向から見たものである。図の(A)が従来方
式での加工状態であり、スピンドル6がワーク10の回
転軸Cと平行であるため、工具5は加工抵抗によりたわ
んでいる。しかもそのたわみはスクロールの曲率半径が
小さいワークの中心部(図の下側)の方が大きい。この
結果スクロール渦巻体10の側面は直角度、インボリュ
ート形状が低下し、図に示すように渦巻体の壁の肉厚が
不均一となる。これに対し本発明では(B)に示すよう
に、加工負荷の変動にあわせて、スピンドル主軸6とワ
ーク10との相対角度を制御することで、工具の変形量
を補正し、結果としてスクロールの渦巻部両側面の直角
度、インボリュート形状を所望の形状に成形することが
できるようにするものである。FIG. 4 is a model drawing of this, and shows the condition of the work 10, the spindle 6 and the tool 5 viewed from the Y-axis direction. FIG. 1A shows a processing state in the conventional method. Since the spindle 6 is parallel to the rotation axis C of the work 10, the tool 5 is bent by the processing resistance. In addition, the deflection is larger at the center (the lower side in the figure) of the work having a small radius of curvature of the scroll. As a result, the side surface of the scroll scroll 10 has a perpendicularity and a reduced involute shape, and the wall thickness of the scroll becomes non-uniform as shown in the figure. On the other hand, in the present invention, as shown in (B), by controlling the relative angle between the spindle main shaft 6 and the work 10 in accordance with the fluctuation of the processing load, the deformation amount of the tool is corrected, and as a result, the scrolling is performed. This is to enable the right angle and the involute shape of both sides of the spiral part to be formed into a desired shape.
【0029】以下,本発明にかかる加工装置の実施の形
態について,図面を用いて説明する。図5から図7は、
本発明にかかる加工装置の第1の実施の形態を示したも
ので、前記のようなスクロール加工装置に適用したもの
である。図5おいて、1はワークで、図示しないワーク
スピンドルに固定され、図の軸Cを中心に回転可能であ
る。5は工具で、その工具5を回転させる6のスピンド
ル主軸がスピンドル主軸台17に取り付けられている。
加工時にはスピンドル主軸6の駆動で回転する工具5が
図のZ軸方向に前進してワーク1と接触、スクロール溝
深さに達した後にC軸回転と同期した図のX軸方向のワ
ーク1と工具5との相対移動によりスクロール渦巻体の
側面を加工する。Hereinafter, embodiments of the processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 5 to 7 show:
1 shows a first embodiment of a machining apparatus according to the present invention, which is applied to the scroll machining apparatus as described above. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a work, which is fixed to a work spindle (not shown) and is rotatable about an axis C in the figure. Reference numeral 5 denotes a tool, and a spindle spindle 6 for rotating the tool 5 is attached to a spindle headstock 17.
At the time of machining, the tool 5 which is rotated by the drive of the spindle main shaft 6 advances in the Z-axis direction in the figure to come into contact with the work 1, and after reaching the scroll groove depth, the work 5 in the X-axis direction in synchronization with the C-axis rotation. The side surface of the scroll scroll is worked by relative movement with the tool 5.
【0030】このような加工機において、前記の工具5
の加工抵抗に対応する補正を付与する手段は、スピンド
ル主軸3を装備するスピンドル主軸台17を、更にそれ
を支える台板18に対して図のB軸を中心に所定の角度
だけ回転させ、加工抵抗による工具5のたわみを補正す
るよう工具5をワーク1に送り込むものである。その機
構は、B軸を中心とする円上に形成されたレール状の回
転ガイド部20により回転方向を規定し、スピンドル主
軸台17に取り付けられた圧電素子、もしくは磁歪素子
22によって回転駆動させるものである。そのB軸中心
の回転量は変位センサ24で監視され、A/D変換回路
25を経て、パソコン26で予め入力された目標位置と
の差を演算して駆動信号を出力し、D/A変換回路27
を経て圧電素子もしくは磁歪素子駆動用アンプ28で増
幅して、圧電素子もしくは磁歪素子22に電圧が印可さ
れる。In such a processing machine, the aforementioned tool 5
The means for giving a correction corresponding to the machining resistance is to rotate the spindle headstock 17 equipped with the spindle spindle 3 by a predetermined angle about the B axis in FIG. The tool 5 is sent to the work 1 so as to correct the deflection of the tool 5 due to the resistance. The mechanism defines a rotation direction by a rail-shaped rotation guide portion 20 formed on a circle centered on the B axis, and is driven to rotate by a piezoelectric element or a magnetostrictive element 22 mounted on the spindle headstock 17. It is. The amount of rotation about the B axis is monitored by a displacement sensor 24, via an A / D conversion circuit 25, a difference from a target position input in advance by a personal computer 26 is calculated, and a drive signal is output, and D / A conversion is performed. Circuit 27
Then, the voltage is applied to the piezoelectric element or the magnetostrictive element 22 by the amplifier 28 for driving the piezoelectric element or the magnetostrictive element, and a voltage is applied to the piezoelectric element or the magnetostrictive element 22.
【0031】この際変位センサ24の出力と圧電素子も
しくは磁歪素子22の駆動量とが閉ループ回路となって
いるため、変位センサ24の分解能でB軸の回転精度を
コントロールすることができる。また、圧電素子もしく
は磁歪素子22を用いて駆動しているため、高速応答が
可能であり、高剛性を確保できる。この機構による補正
は、細かくは秒(角度の秒)単位に至るまでの分解能を
持つ。なお、加工中にワーク1と工具5とが相対移動を
するが、その間においても加工点とB軸回転中心との間
には相対移動が起きないよう構成されている。具体的に
は、本実施の形態では工具5の移動に同期してB軸も移
動するように配備されている。At this time, since the output of the displacement sensor 24 and the driving amount of the piezoelectric element or the magnetostrictive element 22 form a closed loop circuit, the rotation accuracy of the B axis can be controlled by the resolution of the displacement sensor 24. In addition, since driving is performed using the piezoelectric element or the magnetostrictive element 22, high-speed response is possible and high rigidity can be secured. The correction by this mechanism has a resolution down to the second (angular second). The work 1 and the tool 5 move relative to each other during the processing, but the relative movement does not occur between the processing point and the B-axis rotation center even during the processing. Specifically, in the present embodiment, the B axis is also arranged to move in synchronization with the movement of the tool 5.
【0032】図5に示すように、本実施の形態では圧電
素子もしくは磁歪素子22を2つ配備し、駆動方向に関
係なく高い応答性を得るものとしている。本実施の形態
の側面図を図6に、背面図を7図に示す。なお図6にお
いて、回転方向を規定する方式として回転ガイド部20
と共に回転中心ピン21を併用した場合を表示している
が、回転ガイド部20でB軸中心の回転が規制されてい
る限り、この回転中心ピン21は必ずしも必要ではな
い。逆に回転中心ピン21が設けられていれば、前記回
転ガイド部20には必ずしも回転を規制する機構は必要
なく、単にスピンドル主軸台6を回転移動可能に支持す
るものであればよい。本明細書において回転ガイド部2
0は、このいずれのケースをも含むものとする。本実施
の形態によれば、例えば第1図に示すような加工機をベ
ースマシンとして、前述のB軸中心の回転を可能にする
機構をスライドテーブルに取り付けることにより、高精
度な直角度、真直度、真円度、平面度などの形状精度を
実現する加工機を得ることができる。As shown in FIG. 5, in the present embodiment, two piezoelectric elements or magnetostrictive elements 22 are provided to obtain high responsiveness regardless of the driving direction. FIG. 6 shows a side view and FIG. 7 shows a rear view of the present embodiment. In FIG. 6, the rotation guide portion 20 is used as a method for defining the rotation direction.
And the case where the rotation center pin 21 is used together, is shown, but the rotation center pin 21 is not always necessary as long as the rotation about the B axis is restricted by the rotation guide unit 20. Conversely, if the rotation center pin 21 is provided, the rotation guide unit 20 does not necessarily need a mechanism for restricting rotation, and may simply support the spindle headstock 6 so as to be rotatable. In this specification, the rotation guide unit 2
0 shall include both cases. According to the present embodiment, for example, by using a processing machine as shown in FIG. 1 as a base machine and attaching the above-described mechanism that enables rotation about the B axis to the slide table, a highly accurate squareness and straightness can be obtained. It is possible to obtain a processing machine that realizes shape accuracy such as degree, roundness, and flatness.
【0033】図8から図10は、本発明にかかる加工装
置の第2の実施の形態を示している。図8において、1
はワーク、5は工具で、その工具5を回転させるスピン
ドル主軸6はスピンドル主軸台17に装着されている。
そのスピンドル主軸台17を台板18に対しB軸中心に
回転させる構造として、回転ガイド部20により回転方
向を規定し、送りねじ31とモーター32が回転駆動力
を付与する。回転量が微小であるため、直線駆動の送り
ねじ31を使用することができる。そのB軸中心の回転
量を変位センサ24で監視し、A/D変換回路25を経
て、パソコン26でデータベース30に保存された目標
変位量との差を演算し駆動信号を出力し、D/A変換回
路27を経て、アンプ28で増幅して、モーター32に
送りねじ31の回転量信号を印可する。FIGS. 8 to 10 show a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 8, 1
Denotes a work 5 and a tool, and a spindle 6 for rotating the tool 5 is mounted on a spindle headstock 17.
As a structure for rotating the spindle headstock 17 with respect to the base plate 18 about the B axis, the rotation direction is defined by a rotation guide unit 20, and a feed screw 31 and a motor 32 apply a rotational driving force. Since the rotation amount is very small, a linear drive feed screw 31 can be used. The amount of rotation about the B axis is monitored by the displacement sensor 24, and the difference from the target displacement stored in the database 30 is calculated by the personal computer 26 via the A / D conversion circuit 25, and a drive signal is output. The signal is amplified by an amplifier 28 via an A conversion circuit 27 and a rotation amount signal of a feed screw 31 is applied to a motor 32.
【0034】変位センサ24の出力とモーター32の回
転量とが閉ループ回路となっているため、変位センサ2
4の分解能でB軸の回転精度をコントロールできる。ま
た、DCサーボモータ32で送りねじ31の回転量を制
御すれば、高速応答が可能であり、高剛性となる。この
機構による補正は、細かくは秒(角度)単位に至るまで
の分解能を持っている。加工中にワーク1と工具5とが
相対移動をするが、その間においても加工点とB軸回転
中心との間では相対移動がないよう構成されている。Since the output of the displacement sensor 24 and the rotation amount of the motor 32 form a closed loop circuit, the displacement sensor 2
The resolution of 4 can control the rotation accuracy of the B axis. In addition, when the rotation amount of the feed screw 31 is controlled by the DC servo motor 32, a high-speed response is possible and the rigidity is increased. The correction by this mechanism has a resolution down to the second (angle) unit. The workpiece 1 and the tool 5 move relative to each other during machining, but there is no relative movement between the machining point and the B-axis rotation center during the machining.
【0035】これにより、加工負荷の変動にあわせて、
スピンドル主軸3の回転位置を制御することで、工具の
変形量を補正することができるため、スクロールのよう
に加工点で加工抵抗が異なる形状を、高精度に加工する
ことが可能になる。このようなB軸中心の回転を可能に
する機構を例えば第1図に示す一般的なスクロール加工
機をベースマシンとしてそのスライドテーブルに取り付
けることにより、高精度な直角度、真直度、真円度、平
面度などの形状精度を実現する加工機を得ることができ
る。本実施の形態の側面図を第9図に、背面図を第10
図に示す。なお、本実施の形態は第1の実施の形態と比
較して、駆動する制御速度は遅いが、補正制御する回転
角度の範囲を大きくとることができる。Thus, in accordance with the fluctuation of the processing load,
By controlling the rotational position of the spindle 3, the amount of deformation of the tool can be corrected, so that shapes such as scrolls having different processing resistances at processing points can be processed with high accuracy. By attaching a mechanism that enables such rotation about the B axis to the slide table using, for example, a general scroll machine shown in FIG. 1 as a base machine, highly accurate squareness, straightness, and roundness can be obtained. It is possible to obtain a processing machine realizing shape accuracy such as flatness. FIG. 9 is a side view of the present embodiment, and FIG.
Shown in the figure. In this embodiment, the control speed for driving is slower than that of the first embodiment, but the range of the rotation angle for correction control can be widened.
【0036】図11から図13は、本発明にかかる加工
装置の第3の実施の形態を示している。先の実施の形態
と同一のものには同一符号を付してあり、これらの説明
は省略する。本実施の形態では、図11において、B軸
を中心に回転させる構造として、回転ガイド部20によ
り回転方向を規定し、モーター32による回転駆動でカ
ム36が作用子37に力を伝達することでB軸中心の回
転を行うものである。この際バネなどの反力子38がカ
ム36の反対側に配置され、この反力子38と力を伝達
する側のカム36を適度に調整することにより、作用子
37にプリロードを与えることができ、B軸中心の回転
がスムースになる。FIGS. 11 to 13 show a processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. The same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the present embodiment, in FIG. 11, as a structure for rotating around the B axis, the rotation direction is defined by the rotation guide unit 20, and the cam 36 transmits the force to the actuator 37 by the rotation drive by the motor 32. The rotation about the B axis is performed. At this time, a reaction element 38 such as a spring is disposed on the opposite side of the cam 36, and by appropriately adjusting the cam 36 on the side transmitting the force with the reaction element 38, it is possible to apply a preload to the operation element 37. As a result, the rotation around the B axis becomes smooth.
【0037】センサによる監視と、パソコンによる演算
に基づく精度コントロールを同様に行い、DCサーボモ
ータでカム36の回転位置を制御すれば、高速応答が可
能であり、反力子38を使用することにより高剛性とな
る。この機構による補正も同様に、細かくは秒(角度)
単位に至るまでの分解能を持っている。加工中にワーク
1と工具5とが相対移動をするが、その間においても加
工点とB軸回転中心との間では相対移動がないよう構成
されている。このような機構をスクロール加工機に取り
付け、高精度な直角度、真直度、真円度、平面度などの
形状精度を実現する加工機が得られることも同様であ
る。本実施の形態の側面図を第12図に、背面図を第1
3図に示す。この実施例は実施例1と比較して、駆動す
る制御速度は遅いが、補正制御する機構がコンパクトに
でき安価に実現できる点でメリットがある。If the rotational position of the cam 36 is controlled by the DC servomotor by performing the monitoring by the sensor and the precision control based on the calculation by the personal computer in the same manner, a high-speed response is possible. High rigidity. The correction by this mechanism is also detailed in seconds (angle)
Has resolution down to the unit. The workpiece 1 and the tool 5 move relative to each other during machining, but there is no relative movement between the machining point and the B-axis rotation center during the machining. The same applies to a case where such a mechanism is attached to a scroll processing machine, and a processing machine that realizes high-precision squareness, straightness, roundness, flatness, and other shape accuracy can be obtained. FIG. 12 is a side view of the present embodiment, and FIG.
It is shown in FIG. This embodiment has a slower control speed for driving than the first embodiment, but has an advantage in that the mechanism for correction control can be made compact and inexpensive.
【0038】次に、本発明にかかる第4の実施の形態に
つき、図14を参照に説明する。本実施の形態は、図5
から図13に示すB軸中心の回転を可能にする機構を搭
載した加工装置において、そのB軸中心の回転量を加工
機本体からのX座標値信号を基準に演算する方法であ
る。Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, FIG.
In a processing apparatus equipped with a mechanism that enables rotation about the B-axis shown in FIG. 13, a rotation amount about the B-axis is calculated based on an X coordinate value signal from the processing machine body.
【0039】パソコン内部の比較演算部には、機械本体
からのX座標信号41と変位センサからの信号42が入
力される。比較演算部では、まずスクロール渦巻体のイ
ンボリュート曲線加工位置によるB軸中心の回転量を、
あらかじめ保存してあるデータバンク44とX座標43
から、ステップ45で現在のB軸中心の回転位置を算出
する。次に、B軸回転中心と変位センサの設置位置から
決まる変換係数を用いて、ステップ46で現在の変位セ
ンサでの変位量を算出する。The X-coordinate signal 41 from the machine body and the signal 42 from the displacement sensor are input to the comparison operation section inside the personal computer. In the comparison calculation unit, first, the rotation amount of the center of the B axis based on the involute curve processing position of the scroll spiral body is calculated by:
Data bank 44 and X coordinate 43 stored in advance
In step 45, the current rotational position about the B axis is calculated. Next, in step 46, the current displacement amount of the displacement sensor is calculated using a conversion coefficient determined from the B-axis rotation center and the installation position of the displacement sensor.
【0040】次に、ステップ47でこの算出された変位
量と変位センサからの出力信号42とを比較し、ステッ
プ48でその偏差分に基づく駆動出力を算出し、圧電素
子または磁歪素子、もしくは送りねじやカムを駆動する
モータ等のアクチュエータ49に入力する。この入力信
号によりアクチュエータ49が駆動し、スピンドル主軸
がB軸中心に回転し、その回転により変位センサの出力
信号42が変化する。その変化後の変位センサの出力信
号42とX座標信号41で再計算し、駆動出力48を補
正する。これを、加工終了までリアルタイムで制御する
ものである。Next, at step 47, the calculated displacement amount is compared with the output signal 42 from the displacement sensor, and at step 48, a drive output based on the deviation is calculated, and a piezoelectric element, a magnetostrictive element, The data is input to an actuator 49 such as a motor for driving a screw or a cam. The actuator 49 is driven by this input signal, and the spindle main shaft rotates around the B axis, and the rotation changes the output signal 42 of the displacement sensor. The output signal 42 of the displacement sensor after the change and the X coordinate signal 41 are recalculated, and the drive output 48 is corrected. This is controlled in real time until machining is completed.
【0041】次に、本発明にかかる第5の実施の形態
を、図15を参照に説明する。本実施の形態は、図5か
ら図13に示すB軸中心の回転を可能にする機構を搭載
したスクロール加工装置において、そのB軸中心の回転
量を、加工機本体からのスタート信号を起点に演算する
方式である。Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, in a scroll machining apparatus equipped with a mechanism for enabling rotation about the B axis shown in FIGS. 5 to 13, the rotation amount about the B axis is determined based on a start signal from the machine body. It is a method of calculating.
【0042】パソコン内部の比較演算部には機械本体か
らのスタート信号51と変位センサからの信号42が入
力される。比較演算部では、まず、時間を変数としたス
クロール渦巻体のインボリュート曲線加工位置によるB
軸中心の回転量をあらかじめデータバンク53に保存し
ておき、この保存してあるデータバンク53と機械本体
のスタート信号51を起点とした内部タイマー52に加
工条件パラメータ54を加え、ステップ55で現在のB
軸回転位置を算出する。次に、B軸回転中心と変位セン
サの設置位置から決まる変換係数を用いて、ステップ5
6で現在の変位センサでの変位量を算出する。The start signal 51 from the machine body and the signal 42 from the displacement sensor are input to the comparison operation section inside the personal computer. In the comparison operation unit, first, B based on the involute curve machining position of the scroll spiral body using time as a variable
The amount of rotation about the axis center is stored in a data bank 53 in advance, and a processing condition parameter 54 is added to the stored data bank 53 and an internal timer 52 starting from a start signal 51 of the machine body. Of B
Calculate the shaft rotation position. Next, using a conversion coefficient determined from the B-axis rotation center and the installation position of the displacement sensor, step 5 is performed.
In step 6, the current displacement amount of the displacement sensor is calculated.
【0043】次に、ステップ57でこの算出された変位
量と変位センサからの出力信号42とを比較し、ステッ
プ58でその偏差分に基づく駆動出力を算出し、圧電素
子等のアクチュエータ49に入力する。この入力信号に
よりアクチュエータ49が駆動し、スピンドル主軸がB
軸中心に回転し、その回転により変位センサの出力信号
42が変化する。その変化後の変位センサの出力信号4
2と内部タイマ52の経過時間で再計算し、駆動出力5
8を補正する。これを、加工終了までリアルタイムで制
御するものである。Next, at step 57, the calculated displacement amount is compared with the output signal 42 from the displacement sensor, and at step 58, a drive output based on the deviation is calculated and input to an actuator 49 such as a piezoelectric element. I do. The actuator 49 is driven by this input signal, and the spindle
It rotates around the axis, and the rotation changes the output signal 42 of the displacement sensor. Output signal 4 of the displacement sensor after the change
2 and the elapsed time of the internal timer 52.
8 is corrected. This is controlled in real time until machining is completed.
【0044】次に、本発明にかかる第6の実施の形態に
つき、図16を参照に説明する。本実施の形態は、図5
から図13に示すB軸回転を可能にする機構を搭載した
スクロール加工装置において、そのB軸中心の回転量
を、スピンドル主軸6のモータ電流から演算する方式で
ある。Next, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, FIG.
In the scroll machining apparatus equipped with a mechanism that enables the rotation of the B-axis shown in FIG. 13, the amount of rotation about the B-axis is calculated from the motor current of the spindle 6.
【0045】スピンドル主軸のモータ61に流れる電流
を電流計等でモニタし、その電流値62をリアルタイム
でパソコン内部に取り込む。パソコン内部の比較演算部
にはこのモータ電流値62と変位センサからの信号42
が入力される。比較演算部では、まず、モータ電流値に
対する加工負荷をデータバンクとして保存しておき、こ
の加工負荷から演算される工具変形量をさらにB軸回転
量としてデータバンクに保存しておく。この保存してあ
るデータバンク63と電流計等で測定されるモータ電流
62から、ステップ65で現在のB軸回転位置を算出す
る。次に、B軸回転中心と変位センサの設置位置から決
まる変換係数を用いて、ステップ66で現在の変位セン
サでの変位量を算出する。The current flowing through the motor 61 of the spindle main shaft is monitored by an ammeter or the like, and the current value 62 is taken into the personal computer in real time. The motor current value 62 and the signal 42 from the displacement sensor are
Is entered. In the comparison calculation unit, first, the processing load for the motor current value is stored as a data bank, and the tool deformation calculated from the processing load is further stored as a B-axis rotation amount in the data bank. At step 65, the current B-axis rotational position is calculated from the stored data bank 63 and the motor current 62 measured by an ammeter or the like. Next, in step 66, the current displacement amount of the displacement sensor is calculated using a conversion coefficient determined from the B-axis rotation center and the installation position of the displacement sensor.
【0046】次に、ステップ67でこの算出された変位
量と変位センサからの出力信号42と比較し、ステップ
68でその偏差分に基づき駆動出力を算出して、圧電素
子等のアクチュエータ49に入力する。この入力信号に
よりアクチュエータ49が駆動し、スピンドル主軸がB
軸中心に回転し、その回転により変位センサの出力信号
42が変化する。その変化後の変位センサの出力信号4
2とモニタ電流で再計算し、駆動出力を補正する。これ
を、加工終了までリアルタイムで制御するするものであ
る。Next, in step 67, the calculated displacement amount is compared with the output signal 42 from the displacement sensor, and in step 68, a drive output is calculated based on the deviation, and the drive output is input to an actuator 49 such as a piezoelectric element. I do. The actuator 49 is driven by this input signal, and the spindle
It rotates around the axis, and the rotation changes the output signal 42 of the displacement sensor. Output signal 4 of the displacement sensor after the change
Recalculate with 2 and monitor current to correct the drive output. This is controlled in real time until machining is completed.
【0047】次に、本発明にかかる第7の実施の形態に
つき、図17を参照に説明する。本実施の形態は、図5
から図13に示すB軸回転を可能にする機構を搭載した
スクロール加工装置において、そのB軸中心の回転量
を、工具5もしくはスピンドル主軸6の回転軸のねじれ
角から演算する方式である。Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, FIG.
In the scroll machining apparatus equipped with a mechanism for enabling the rotation of the B-axis shown in FIG. 13, the amount of rotation about the B-axis is calculated from the torsion angle of the rotation axis of the tool 5 or the spindle 6 of the spindle.
【0048】工具もしくはスピンドル主軸の回転軸のね
じれ角をレーザ光を用いた光弾性測定法等のトルクセン
サ71でモニタし、そのねじれ角72をリアルタイムで
パソコン内部に取り込む。パソコン内部の比較演算部に
は、このねじれ角72と変位センサからの信号42が入
力される。比較演算部では、まず、ねじれ角に対する加
工負荷をデータバンクとして保存しておき、この加工負
荷から演算される工具変形量をさらにB軸回転量として
データバンクに保存しておく。この保存してあるデータ
バンク73とトルクセンサ71等で測定されるねじれ角
72から、ステップ75で現在のB軸中心の回転位置を
算出する。次に、B軸回転中心と変位センサの設置位置
から決まる変換係数を用いて、ステップ76で現在の変
位センサでの変位量を算出する。The torsion angle of the rotation axis of the tool or the spindle of the spindle is monitored by a torque sensor 71 such as a photoelasticity measuring method using laser light, and the torsion angle 72 is taken into the personal computer in real time. The torsion angle 72 and the signal 42 from the displacement sensor are input to a comparison operation unit inside the personal computer. In the comparison calculation unit, first, the processing load for the torsion angle is stored as a data bank, and the tool deformation calculated from the processing load is further stored as a B-axis rotation amount in the data bank. From the stored data bank 73 and the torsion angle 72 measured by the torque sensor 71 or the like, the current rotational position of the center of the B axis is calculated in step 75. Next, in step 76, the current displacement amount of the displacement sensor is calculated using a conversion coefficient determined from the B-axis rotation center and the installation position of the displacement sensor.
【0049】次に、ステップ77でこの算出された変位
量と変位センサからの出力信号42と比較し、ステップ
78でその偏差分に基づく駆動出力を算出し、圧電素子
等のアクチュエータ49に入力する。この入力信号によ
りアクチュエータ49が駆動し、スピンドル主軸がB軸
中心に回転し、その回転により変位センサの出力信号4
2が変化する。その変化後の変位センサの出力信号42
とねじれ角で再計算し、駆動出力を補正する。これを、
加工終了までリアルタイムで制御するものである。Next, in step 77, the calculated displacement amount is compared with the output signal 42 from the displacement sensor, and in step 78, a drive output based on the deviation is calculated and input to an actuator 49 such as a piezoelectric element. . The actuator 49 is driven by this input signal, and the spindle main shaft rotates about the B axis.
2 changes. The output signal 42 of the displacement sensor after the change
And the torsion angle are recalculated to correct the drive output. this,
Control is performed in real time until the end of machining.
【0050】次に、本発明にかかる第8の実施の形態に
つき、図18を参照にその内容を説明する。本実施の形
態は、図5から図13に示すB軸回転を可能にする機構
を搭載したスクロール加工装置において、そのB軸中心
の回転量を、加工中の切削・研削動力から演算する方式
である。Next, an eighth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment employs a method of calculating the rotation amount of the center of the B axis from the cutting / grinding power during machining in a scroll machining apparatus equipped with a mechanism for enabling the rotation of the B axis shown in FIGS. is there.
【0051】加工中の切削・研削動力をスピンドル主軸
台下部に設けた圧電素子内蔵の動力計81でモニタし、
その加工動力すなわち加工抵抗82をリアルタイムでパ
ソコン内部に取り込む。パソコン内部の比較演算部には
この加工抵抗82と変位センサからの信号42が入力さ
れる。比較演算部では、まず、加工抵抗に対する工具変
形量、さらにはB軸中心の回転量をデータバンクに保存
しておく。この保存してあるデータバンク83と動力計
81等で測定される加工抵抗82から、ステップ85で
現在のB軸中心の回転位置を算出する。次に、B軸回転
中心と変位センサの設置位置から決まる変換係数を用い
て、ステップ86で現在の変位センサでの変位量を算出
する。The cutting / grinding power during machining is monitored by a dynamometer 81 with a built-in piezoelectric element provided below the spindle headstock.
The processing power, that is, the processing resistance 82 is taken into the personal computer in real time. The processing resistor 82 and the signal 42 from the displacement sensor are input to a comparison operation unit inside the personal computer. In the comparison operation unit, first, the amount of tool deformation with respect to the machining resistance and the amount of rotation about the B axis are stored in a data bank. From the stored data bank 83 and the machining resistance 82 measured by the dynamometer 81 and the like, the current rotational position of the center of the B axis is calculated in step 85. Next, in step 86, the current displacement amount of the displacement sensor is calculated using a conversion coefficient determined from the B-axis rotation center and the installation position of the displacement sensor.
【0052】次に、ステップ87でこの算出された変位
量と変位センサからの出力信号42と比較し、ステップ
88でその偏差分に基づき駆動出力を算出し、圧電素子
等のアクチュエータ49に入力する。この入力信号によ
りアクチュエータ49が駆動し、スピンドル主軸がB軸
中心に回転し、その回転により変位センサの出力信号4
2が変化する。その変化後の変位センサの出力信号42
と加工抵抗で再計算し、駆動出力を補正する。これを、
加工終了までリアルタイムで制御するものである。Next, at step 87, the calculated displacement amount is compared with the output signal 42 from the displacement sensor, and at step 88, a drive output is calculated based on the deviation and input to the actuator 49 such as a piezoelectric element. . The actuator 49 is driven by this input signal, and the spindle main shaft rotates about the B axis.
2 changes. The output signal 42 of the displacement sensor after the change
And recalculate with the machining resistance to correct the drive output. this,
Control is performed in real time until the end of machining.
【0053】本発明にかかる第9の実施の形態に付い
て、図19を参照に説明する。この実施の形態は、図1
4から図18(第5の実施の形態から第8の実施の形
態)に示すB軸中心の回転量を演算する方式において、
工具の摩耗や工具の加工性能バラツキ等に起因する加工
精度の不安定性要因の影響を少なくするため、図に示す
ようなフローでデータバンクを更新して行くものであ
る。A ninth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is shown in FIG.
4 to 18 (fifth to eighth embodiments) for calculating the amount of rotation about the B-axis,
In order to reduce the influence of the instability factor of machining accuracy due to tool wear and variation in machining performance of the tool, the data bank is updated according to the flow shown in the figure.
【0054】図において、スピンドル主軸のB軸中心の
回転量を制御された状態でステップ91のスクロール形
状加工を行った後、ステップ92でスクロール側壁の決
められた箇所の真直度を測定する。次のステップ93で
は、その測定結果と前回に行った測定結果とを比較し、
両者の間に規定値以上の変化がある場合には、ステップ
94で比較演算部に登録してあるデータバンクを更新す
る。変化が規定値以下であれは、ステップ91に戻って
従来のデータバンクに基づく加工を継続する。In the drawing, after the scroll shape machining in step 91 is performed in a state in which the rotation amount of the spindle main shaft around the B axis is controlled, in step 92, the straightness of the determined portion of the scroll side wall is measured. In the next step 93, the measurement result is compared with the previous measurement result,
If there is a change equal to or greater than the specified value between the two, in step 94, the data bank registered in the comparison operation unit is updated. If the change is equal to or less than the specified value, the process returns to step 91 and the processing based on the conventional data bank is continued.
【0055】更新する場合の方法としては、例えば、加
工直後の測定データを用いて各種基準信号に対するスピ
ンドル主軸のB軸中心の回転量に補正係数を掛け、B軸
の回転量を補正する。更新した場合には更新後のデータ
バンクを用いてステップ91に戻り再度加工を行う。こ
のフィードバックによるデータバンクの更新は、加工の
安定性が乏しい場合には連続的に行う必要があり、加工
の安定性が良好な場合は抜き取りで行えばよい。As a method of updating, for example, the rotation amount of the spindle main shaft with respect to various reference signals is multiplied by a correction coefficient by using the measurement data immediately after machining to correct the rotation amount of the B axis. When the data bank has been updated, the process returns to step 91 using the updated data bank, and the processing is performed again. Updating of the data bank by this feedback needs to be performed continuously when processing stability is poor, and may be extracted when processing stability is good.
【0056】以上、第4から第9の実施の形態で説明し
た、ワークスピンドル回転軸と工具スピンドル主軸回転
軸との間のB軸を中心とする相対回転は、インプロセス
でその制御を行うことが可能であるが、ポストプロセス
による制御も同様に可能である。The relative rotation about the B axis between the work spindle rotation axis and the tool spindle rotation axis described in the fourth to ninth embodiments is controlled in-process. However, control by a post process is also possible.
【0057】次に、本発明にかかる第10の実施の形態
に付き、図20を参照に説明する。第1の実施の形態か
ら第9の実施の形態に示すB軸中心の回転を可能にする
機構を搭載したスクロール加工装置において、そのB軸
回転中心のずれによってインボリュート形状の形状精度
が劣化する。これを防ぐためには、B軸回転中心を適切
に配置する必要がある。Next, a tenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the scroll machining apparatus equipped with the mechanism that enables rotation about the B-axis shown in the first to ninth embodiments, the deviation of the B-axis rotation center deteriorates the shape accuracy of the involute shape. In order to prevent this, it is necessary to appropriately arrange the B-axis rotation center.
【0058】図20は、スピンドル主軸6に駆動された
工具5が、加工点群A−A線上でX軸方向への送りを受
けながら、ワーク1を加工する状況をY軸方向から見た
ものである。図において、回転中心ピン21で回転中心
23を決定する場合、その回転中心23は、(a)の加
工点群上(図のA−A線上)にある場合、(b)の工具
外にある場合、(c)の工具内にある場合、の3通りが
存在する。直角度を劣化させる加工抵抗によるたわみ
が、原理的に工具5だけである場合、すなわち他の剛性
が工具5の剛性に比べ十分大きい場合には、(a)の加
工点群A−A上に回転中心25を配置すれば、インボリ
ュート曲線の形状精度の劣化は起こらない。しかし、ス
ピンドル主軸6の剛性やワーク1の剛性が工具5の剛性
に比べて十分大きくない場合には、理想的な回転中心2
3の位置は、加工点群A−A上から若干ずれる。そのず
れ量は、得ようとしている加工精度から考慮して、最大
でも工具半径分と考れば十分である。FIG. 20 shows a state in which the tool 5 driven by the spindle 6 is processing the work 1 while being fed in the X-axis direction along the processing point group AA line, as viewed from the Y-axis direction. It is. In the figure, when the rotation center 23 is determined by the rotation center pin 21, the rotation center 23 is outside the tool shown in FIG. In this case, there are three cases, that is, in the case of the tool (c). If the deflection due to the machining resistance that degrades the squareness is only the tool 5 in principle, that is, if the other rigidity is sufficiently larger than the rigidity of the tool 5, the deflection of the machining point group AA in FIG. If the rotation center 25 is arranged, the shape accuracy of the involute curve does not deteriorate. However, if the rigidity of the spindle main shaft 6 and the rigidity of the work 1 are not sufficiently large as compared with the rigidity of the tool 5, the ideal rotation center 2
The position of 3 is slightly shifted from above the processing point group AA. It is sufficient that the amount of deviation is at most the tool radius in consideration of the machining accuracy to be obtained.
【0059】また、理想的な回転中心位置が既知の場合
でも、実際の回転中心ピン21の設置にはずれが生じる
時もある。そこで、B軸中心の回転では、回転中心ピン
21とスピンドル台17との間の直角度のみを高精度に
し、その時の回転中心ずれによるX軸方向のずれは、N
C加工機の加工プログラムにそのX軸方向のずれ分の補
正をあらかじめ折り込むことでキャンセルすることが可
能である。これにより、高精度なインボリュート形状が
得られるとともに、高精度な直角度も得られることにな
る。Even when the ideal rotation center position is known, the actual rotation center pin 21 may be misaligned. Therefore, in the rotation about the B-axis, only the squareness between the rotation center pin 21 and the spindle table 17 is made highly accurate, and the deviation in the X-axis direction due to the rotation center deviation at that time is N
It is possible to cancel the correction by shifting the deviation in the X-axis direction into the processing program of the C processing machine in advance. As a result, a highly accurate involute shape can be obtained, and also a highly accurate squareness can be obtained.
【0060】X軸方向のずれを加工プログラムなどで補
正することを前提とすれば、原理的にはB軸の回転中心
23は、前記のような工具半径分の最大ずれ量内であれ
ばどこに存在しても補正可能であり、課題である高精度
化を達成することができるものとなる。Assuming that the displacement in the X-axis direction is corrected by a machining program or the like, in principle, the rotational center 23 of the B-axis may be located anywhere within the maximum displacement of the tool radius as described above. Even if it exists, it can be corrected, and it is possible to achieve high accuracy, which is a problem.
【0061】次に、本発明にかかる第11の実施の形態
につき、図21を参照に説明する。本実施の形態は、図
5から図13に示すB軸回転を可能にする機構を搭載し
たスクロール加工装置におけるそのB軸回転を与える駆
動伝達手段に関するものである。図において、スピンド
ル主軸6をB軸中心に回転させるためには、その回転方
向に駆動力を与える必要がある。その駆動力を効率よく
伝達するには、スピンドル主軸台17に取り付けられた
作用板95をラジアル軸96上に配置し、圧電素子等の
直動アクチュエータ97をラジアル軸96に垂直で回転
円孤98の接線方向に配置する。このように配置するこ
とにより、駆動力がB軸回転の接線方向に働くため、効
率良くB軸の回転が行える。その他の回転構造やフィー
ドバック方法は他の実施例と同じである。このように回
転の範囲がピボット運動の場合、回転アクチュエータを
使用する場合に比べ、安価でコンパクトに構成できる。Next, an eleventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment relates to a drive transmitting means for providing the B-axis rotation in a scroll machining apparatus equipped with a mechanism for enabling the B-axis rotation shown in FIGS. In the figure, in order to rotate the spindle main shaft 6 around the B axis, it is necessary to apply a driving force in the rotation direction. In order to transmit the driving force efficiently, an operation plate 95 attached to the spindle headstock 17 is arranged on the radial shaft 96, and a linear actuator 97 such as a piezoelectric element is rotated perpendicular to the radial shaft 96. Are arranged tangentially to. With this arrangement, the driving force acts in the tangential direction of the B-axis rotation, so that the B-axis can be rotated efficiently. Other rotation structures and feedback methods are the same as those of the other embodiments. As described above, when the rotation range is the pivot motion, the configuration can be made cheaper and more compact than when a rotary actuator is used.
【0062】次に、本発明にかかる加工軸角度補正機構
を内面研削盤に適用する場合の、第12の実施の形態に
つき説明する。図22は、一般的な内面研削盤の斜視図
である。ワーク101を回転させるワークスピンドル1
02と、ワーク内径の半径方向に切り込むX軸方向に移
動可能なX軸テーブル103と、工具105を回転させ
るスピンドル主軸106と、ワーク内径の軸方向すなわ
ちZ軸方向にトラバースするZ軸テーブル107とを備
えている。その動作は、ワーク101と工具105を回
転させ、X軸テーブル103によりワーク101を半径
方向(X軸方向)に切り込み送りを与えながら、Z軸テ
ーブルにより工具105を内径の軸方向(Z軸方向)に
トラバースして加工を行うものである。Next, a description will be given of a twelfth embodiment in which the machining axis angle correcting mechanism according to the present invention is applied to an internal grinding machine. FIG. 22 is a perspective view of a general internal grinding machine. Work spindle 1 for rotating work 101
02, an X-axis table 103 movable in the X-axis direction for cutting in the radial direction of the workpiece inner diameter, a spindle main shaft 106 for rotating the tool 105, and a Z-axis table 107 for traversing in the axial direction of the workpiece inner diameter, that is, the Z-axis direction. It has. The operation is such that the workpiece 101 and the tool 105 are rotated, and the X-axis table 103 feeds the workpiece 101 in the radial direction (X-axis direction) while the Z-axis table is used to move the tool 105 in the axial direction (Z-axis ) To perform processing.
【0063】このような加工装置を用いて、第23図に
示すような長孔のワーク101を加工する場合、Z軸方
向のトラバースにより工具105が奥に行くほど内径が
小さくなり、円筒度が劣化して加工後のワーク内径がテ
ーパ状になるという現象が見られる。これに対処するた
め、図22に示す研削盤をベースマシンとし、先の図5
から図13に示すようなB軸回転を可能にする機構をZ
テーブル107の上に取り付け、図14から図19に示
すB軸中心の回転量をインプロセスもしくはポストプロ
セスで補正制御する方式を搭載することで、高精度な直
角度、真直度、真円度、円筒度などの形状精度を実現す
る研削加工装置を得ることができる。When a long hole workpiece 101 as shown in FIG. 23 is machined by using such a machining apparatus, the inner diameter becomes smaller as the tool 105 goes deeper by traversing in the Z-axis direction, and the cylindricity becomes smaller. A phenomenon is observed in which the inner diameter of the work after processing deteriorates and becomes tapered. In order to deal with this, the grinding machine shown in FIG.
The mechanism for enabling the B-axis rotation as shown in FIG.
By mounting on the table 107 and mounting a method of correcting and controlling the rotation amount around the B-axis shown in FIGS. 14 to 19 by in-process or post-process, high-precision squareness, straightness, roundness, It is possible to obtain a grinding device that realizes shape accuracy such as cylindricity.
【0064】さらに、B軸回転中心のずれによって長孔
の円筒度や真直度が劣化する。これを防ぐためには、B
軸回転中心を適切に配置する必要がある。これは、第1
0の実施の形態と同様に回転中心位置を加工点群上もし
くはそれ近傍に配置すればよい。また、回転中心位置が
ずれていても、X軸とZ軸の2軸制御で加工できるベー
スマシンであれば、X軸方向のずれを加工プログラムで
補正することができる。これにより、高精度な真円度、
真直度、円筒度が得られる。Further, the cylindricity and straightness of the long hole are deteriorated due to the shift of the B-axis rotation center. To prevent this, B
It is necessary to arrange the center of rotation of the shaft appropriately. This is the first
The rotation center position may be arranged on the processing point group or in the vicinity thereof as in the embodiment of FIG. Even if the center of rotation is shifted, if the base machine can be machined by the two-axis control of the X axis and the Z axis, the shift in the X axis direction can be corrected by the machining program. As a result, high precision roundness,
Straightness and cylindricity are obtained.
【0065】また、B軸回転を可能にする機構を搭載し
た研削加工装置において、そのB軸回転を与える駆動伝
達方向を第11の実施の形態と同様にB軸回転の接線方
向とすることで、その駆動力を効率よく伝達することが
できる。Also, in a grinding machine equipped with a mechanism for enabling B-axis rotation, the drive transmission direction for providing the B-axis rotation is set to the tangential direction of B-axis rotation as in the eleventh embodiment. , The driving force can be transmitted efficiently.
【0066】次に、本発明にかかる第13の実施の形態
につき、図24を参照に説明する。これまでの実施の形
態においてはB軸を中心とする相対回転は、ワークスピ
ンドル回転軸に対してスピンドル主軸回転軸を回転させ
るものとしている。本実施の形態では、逆にワークスピ
ンドル回転軸側を回転させるものである。Next, a thirteenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the embodiments described above, the relative rotation about the B axis rotates the spindle main shaft rotation axis with respect to the work spindle rotation axis. In the present embodiment, on the contrary, the work spindle rotating shaft side is rotated.
【0067】前述のように、相対回転のB軸の中心は、
加工点群上、もしくは加工点群から最大でも工具半径分
だけオフセットした位置にあり、加工中にB軸と加工点
との間で相対移動があってはならない。スクロール渦巻
体加工におけるこれまでの実施の形態では、X軸方向の
送りを、工具を備えたスピンドル主軸側の移動により行
っているため、B軸回転の機構を同じスピンドル主軸台
に設けて、前記相対移動を回避していた。As described above, the center of the relative rotation B axis is
It is located on the machining point group or at a position offset by at most the tool radius from the machining point group, and there should be no relative movement between the B axis and the machining point during machining. In the above embodiments of the scroll spiral processing, the feed in the X-axis direction is performed by the movement of the spindle main shaft side provided with a tool. Therefore, a mechanism for rotating the B-axis is provided on the same spindle headstock. Relative movement was avoided.
【0068】本実施の形態では、ワーク台側に前記X軸
方向の送り移動をさせる機構を設け、これによりワーク
側をB軸中心に回転させても、前記B軸と加工点との相
対移動を回避できるものとしている。図24はその機構
を示したもので、図のワーク台3は、ワーク台座121
に取り付けられ、この際ワーク台3は、ワーク台座12
1上でX軸方向(図面に垂直な方向)に移動可能に支持
されている。この移動により、加工の際必要なX軸方向
の送りを行うものである。このワーク台座121にはそ
の下でワーク台座121を支える台板123との間に、
先の実施の形態で説明したものと同様なB軸中心に回転
可能に支持する回転ガイド部20が設けられ、このワー
ク台座121を補正に必要な量だけ回転可能にしてい
る。このように構成することで、ワークと工具とは加工
の進展によりX軸方向に相対移動しても、相対回転の中
心のB軸と加工点との相対移動をなくすることができ
る。この際の駆動機構と制御機構とは、スピンドル主軸
側を回転する先の実施の形態のものと全く同様なもので
よい。In the present embodiment, a mechanism for performing the feed movement in the X-axis direction is provided on the work table side, so that the relative movement between the B-axis and the processing point can be maintained even when the work side is rotated about the B-axis. Can be avoided. FIG. 24 shows the mechanism. The work table 3 shown in FIG.
At this time, the work table 3 is attached to the work base 12
1 is supported so as to be movable in the X-axis direction (a direction perpendicular to the drawing). By this movement, feed in the X-axis direction necessary for processing is performed. The work pedestal 121 has a base plate 123 supporting the work pedestal 121 thereunder.
A rotation guide unit 20 rotatably supported about the center of the B axis similar to that described in the previous embodiment is provided, and the work pedestal 121 is rotatable by an amount necessary for correction. With this configuration, even when the workpiece and the tool relatively move in the X-axis direction due to the progress of the processing, the relative movement between the B-axis at the center of the relative rotation and the processing point can be eliminated. In this case, the drive mechanism and the control mechanism may be exactly the same as those of the previous embodiment that rotates the spindle main shaft side.
【0069】本実施の形態のような構成にすることの利
点は、特に多軸スピンドル主軸を装備した加工装置など
においては、スピンドル主軸台に比べてより軽量なワー
ク台を回転させればよく、回転機構を小型化できるこ
と、及びスクロール加工を行う際には、前述のC軸(ワ
ーク回転軸)回転とX軸方向への送りの2軸制御を同一
ベッドであるワーク台3側で行うことができ、精度管理
が容易になる点にある。The advantage of adopting the configuration as in the present embodiment is that, in particular, in a processing apparatus equipped with a multi-spindle spindle, it is sufficient to rotate a worktable lighter than the spindle spindle. When the rotating mechanism can be miniaturized, and when performing scroll machining, the above-described two-axis control of the rotation of the C-axis (work rotation axis) and the feed in the X-axis direction can be performed on the work table 3 which is the same bed. The point is that accuracy control becomes easy.
【0070】なお、内面研削加工装置においてこの原理
を適用するには、円筒の軸方向であるZ軸方向への加工
点の移動があり、この加工点とB軸との相対移動を回避
する必要がある。このため、例えば図22に示すような
研削加工装置であれば、Z軸方向の送り機構をスピンド
ル主軸台107側からワーク台103側へ更に移すこと
で、前記相対移動を回避することが可能になる。In order to apply this principle to the internal grinding apparatus, there is a movement of the processing point in the Z-axis direction which is the axial direction of the cylinder, and it is necessary to avoid the relative movement between this processing point and the B-axis. There is. Therefore, for example, in the case of a grinding apparatus as shown in FIG. 22, the relative movement can be avoided by further moving the feed mechanism in the Z-axis direction from the spindle headstock 107 side to the work table 103 side. Become.
【0071】次に本発明にかかる第14の実施の形態に
ついて説明する。スクロール加工においては、これまで
ワーク1を回転させるとともに、これに合せて工具5を
X軸方向へ移動させ、スクロール溝を加工する方式につ
いて述べてきた。このようにすることで工具5及びワー
ク1のたわみ方向が一方向(X軸方向)に定まるため、
この方向の補正をB軸(Y軸に平行な軸)中心に行えば
よかった。他のスクロール加工方法として、ワーク1を
回転させず、代りにワーク1を工具5との間でX軸及び
Y軸方向に相対移動させながらスクロール溝を形成する
方法がある。この場合には工具5及びワーク1のたわみ
方向もX軸の他にY軸方向も加わるため、このたわみを
補正するためにはワーク1と工具5との間でB軸(Y軸
に平行な軸)中心の相対回転に加えてA軸(X軸に平行
な軸)中心の相対回転が必要となる。Next, a fourteenth embodiment according to the present invention will be described. In the scroll machining, the method of rotating the work 1 and moving the tool 5 in the X-axis direction in accordance with the rotation has been described so far to machine the scroll groove. By doing so, the bending directions of the tool 5 and the work 1 are determined in one direction (X-axis direction).
The correction in this direction should have been made about the center of the B axis (the axis parallel to the Y axis). As another scroll machining method, there is a method of forming a scroll groove while rotating the work 1 relatively to the tool 5 in the X-axis and Y-axis directions without rotating the work 1. In this case, since the deflection directions of the tool 5 and the work 1 are also added to the Y-axis direction in addition to the X-axis, in order to correct the deflection, the B-axis (parallel to the Y-axis) is applied between the work 1 and the tool 5. In addition to the relative rotation about the axis), the relative rotation about the A axis (the axis parallel to the X axis) is required.
【0072】これへの対応としては、これまで述べてき
たB軸中心の回転機構、駆動機構、制御機構と同様な機
構を、A軸中心の回転用に追加して設けることで解決す
ることができる。この場合には可動部分の機構全体の重
量を支えることが必要となるが、回転軸と加工点の相対
移動がないよう回転ガイド部20で回転を規制し、圧電
素子22その他のアクチュエータ49により駆動するな
ど、上述の考え方をそのまま適用することが可能であ
る。又、B軸中心の回転に加えてこのA軸中心の回転機
構が加わることで構造が複雑となるが、例えば先の実施
の形態のように、スピンドル主軸台側の他にワーク台側
にも可動機構を設け、ワーク台側とスピンドル主軸台側
の双方でそれぞれA軸、B軸中心の回転のいずれかを分
担することにより、これを緩和することができる。In order to cope with this, it is possible to solve the problem by providing a mechanism similar to the rotation mechanism, the driving mechanism, and the control mechanism about the B axis described above in addition to the rotation about the A axis. it can. In this case, it is necessary to support the weight of the entire mechanism of the movable portion, but the rotation is regulated by the rotation guide section 20 so that the rotation axis and the processing point do not move relative to each other, and driven by the piezoelectric element 22 and other actuators 49. For example, the above concept can be applied as it is. Further, the structure becomes complicated by the addition of the rotation mechanism about the A axis in addition to the rotation about the B axis. However, for example, as in the above-described embodiment, in addition to the spindle headstock side, the work table side is also provided. This can be mitigated by providing a movable mechanism and sharing either the rotation about the A axis or the B axis on both the work table side and the spindle headstock side.
【0073】上記実施の形態ではスクロール加工を対象
としているが、2つの軸を中心に相対回転する考え方
は、そのまま他の加工にも適用可能である。先の実施の
形態にあった長孔の切削、研削加工への適用はその一例
であり、これ以外にも工具及び/又はワークのたわみ方
向が一方向に定まらない場合には、この2軸相対回転に
よる補正方法の適用により精度向上を図ることができ
る。すなわち2つの軸を中心とした相対回転機構を備え
ていれば、全ての方向への工具及び/又はワークたわみ
に対する補正に対応することが可能となる。なお、この
場合の制御機構は、上記のように各相対回転軸毎に設け
ることもできるが、これを統合した2軸同時制御方式と
することがより効率的である。Although the above embodiment is directed to scroll machining, the concept of relative rotation about two axes can be applied to other machining as it is. The application to the cutting and grinding of a long hole according to the above embodiment is one example, and when the bending direction of the tool and / or the work cannot be determined in one direction, this biaxial relative Accuracy can be improved by applying a correction method by rotation. That is, if a relative rotation mechanism having two axes as centers is provided, it is possible to cope with correction of tool and / or workpiece deflection in all directions. In this case, the control mechanism can be provided for each relative rotation axis as described above, but it is more efficient to adopt a two-axis simultaneous control system in which the control mechanisms are integrated.
【0074】本発明にかかる高精度加工装置につき、こ
れまで添付図面を参照に各種の実施の形態を説明してき
たが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば、実施の形態における説明記載の工具
は、切削、研削だけでなく、反力が発生する加工法に用
いられるその他の工具一般においても同様の効果を得る
ことができる。また、加工軸の角度補正は、加工抵抗な
どの反力による変形を補正するだけでなく、再現性ある
熱変形など、その他の要因に対する補正にも適用できる
ことはいうまでもない。Various embodiments of the high-precision processing apparatus according to the present invention have been described so far with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the tool described in the embodiment can obtain the same effect not only in cutting and grinding, but also in other tools generally used in a processing method in which a reaction force is generated. Further, it goes without saying that the angle correction of the processing axis can be applied not only to the deformation due to the reaction force such as the processing resistance but also to the correction for other factors such as reproducible thermal deformation.
【0075】[0075]
【発明の効果】本発明にかかる加工装置に置いては、工
具の一方向から加工抵抗が働き、工具たわみ方向及びワ
ークたわみ方向が一方向に定まる構成とすることによ
り、スピンドル主軸の補正方向が一軸方向と簡単な構造
になり、工具たわみ量及びワークたわみ量が補正可能と
なる。本発明にかかる加工装置では、これをワークスピ
ンドル回転軸と工具スピンドル主軸回転軸との間の相対
回転により補正するものとしている。本発明にかかるこ
のような機構を備えた加工装置を用いることにより、例
えばスクロール渦巻体加工においては直角度の良い加工
を、長孔の内面加工においては円筒度もしくは真直度の
良い加工を行うことができる。In the machining apparatus according to the present invention, the machining resistance acts from one direction of the tool, and the tool deflection direction and the workpiece deflection direction are determined in one direction. It has a simple structure in the uniaxial direction, and the tool deflection and the workpiece deflection can be corrected. In the processing apparatus according to the present invention, this is corrected by the relative rotation between the work spindle rotation axis and the tool spindle main axis rotation axis. By using the processing apparatus provided with such a mechanism according to the present invention, for example, processing with good squareness is performed in scroll spiral processing, and processing with good cylindricity or straightness is performed in the inner surface processing of a long hole. Can be.
【0076】又、工具及びワークたわみ方向が2方向に
亘るときには、スピンドル主軸の補正も2軸方向に行う
構成とすることにより、同様な効果を得ることができ、
しかも2軸での補正を行うことは、全ての方向への工具
及びワークのたわみに対処できることとなる。2軸補正
の内の一方の軸の補正をワーク側の駆動により、他方の
軸の補正をスピンドル主軸側の駆動によりそれぞれ行う
ことで、装置の複雑化を緩和することができる。When the bending direction of the tool and the work extends in two directions, the same effect can be obtained by correcting the spindle main shaft in two directions.
In addition, performing the correction in two axes can deal with the deflection of the tool and the work in all directions. By compensating one axis of the two-axis correction by driving the work side and correcting the other axis by driving the spindle main shaft, the complexity of the apparatus can be reduced.
【0077】また、スクロール形状に起因する加工負荷
変動を、インプロセスもしくはポストプロセスでB軸回
転を制御するため、工具軸方向のワーク形状角度を任意
に制御可能であり、長孔の加工においては、工具軸方向
のワーク形状を任意に制御できる。In addition, since the B-axis rotation is controlled by in-process or post-process for the variation of the machining load caused by the scroll shape, the workpiece shape angle in the tool axis direction can be arbitrarily controlled. The shape of the workpiece in the tool axis direction can be arbitrarily controlled.
【0078】また、B軸中心の回転にともなうX軸方向
のずれを、B軸回転中心の位置で最適化したり、加工プ
ログラムで補正するように構成したことにより、スクロ
ール渦巻体加工においては、インボリュート形状の劣化
を防ぐことができ、長孔加工においては、さらに高精度
な円筒度もしくは真直度が得られる。In addition, the shift in the X-axis direction due to the rotation about the B-axis is optimized at the position of the B-axis rotation center or is corrected by a machining program. Deterioration of the shape can be prevented, and a more accurate cylindricity or straightness can be obtained in slotting.
【0079】また、B軸中心の回転の駆動方向を回転の
接線方向に配置することにより、その駆動力を効率よく
伝達でき、スムースな動きが可能となって、より高精度
で高速の加工が安価に行える。Further, by arranging the driving direction of the rotation about the B axis in the tangential direction of the rotation, the driving force can be transmitted efficiently, and a smooth movement can be performed. Inexpensive.
【0080】B軸中心の回転は、スピンドル主軸側の回
転のみでなく、ワークスピンドル側でも行うことがで
き、回転機構の小型化、スクロール加工精度維持・向
上、もしくは装置レイアウト選択性などの柔軟性を増す
ことができる。The rotation about the B axis can be performed not only on the spindle main shaft side but also on the work spindle side, and flexibility such as miniaturization of the rotating mechanism, maintenance / improvement of scroll machining accuracy, and apparatus layout selectivity can be achieved. Can be increased.
【図1】 従来技術による一般的なスクロール加工機の
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a general scroll machine according to the related art.
【図2】 スクロール渦巻体の概況を示す正面図であ
る。FIG. 2 is a front view showing the general condition of the scroll scroll.
【図3】 スクロール形状の位置と、曲率半径及び接触
長さとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a position of a scroll shape, a radius of curvature, and a contact length.
【図4】 従来技術による加工と本発明に基づく加工と
を比較した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram comparing processing according to a conventional technique and processing according to the present invention.
【図5】 本発明にかかる実施の形態の加工装置を示す
平面図である。FIG. 5 is a plan view showing the processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図6】 図5に表示した加工装置の側面図である。6 is a side view of the processing apparatus shown in FIG.
【図7】 図5に表示した加工装置の背面図である。FIG. 7 is a rear view of the processing apparatus shown in FIG. 5;
【図8】 本発明にかかる他の実施の形態の加工装置を
示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図9】 図8に表示した加工装置の側面図である。FIG. 9 is a side view of the processing apparatus shown in FIG.
【図10】 図8に表示した加工装置の背面図である。FIG. 10 is a rear view of the processing apparatus shown in FIG. 8;
【図11】 本発明にかかる他の実施の形態の加工装置
を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図12】 図11に表示した加工装置の側面図であ
る。FIG. 12 is a side view of the processing apparatus shown in FIG.
【図13】 図11に表示した加工装置の背面図であ
る。FIG. 13 is a rear view of the processing apparatus shown in FIG. 11;
【図14】 X座標値信号を基準にB軸回転量を演算す
る方式を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram illustrating a method of calculating a B-axis rotation amount based on an X coordinate value signal.
【図15】 スタート信号を起点にB軸回転量を演算す
る方式を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a method of calculating a B-axis rotation amount from a start signal as a starting point.
【図16】 モータ電流からB軸回転量を演算する方式
を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a method of calculating a B-axis rotation amount from a motor current.
【図17】 ねじれ角からB軸回転量を演算する方式を
示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram illustrating a method of calculating a B-axis rotation amount from a torsion angle.
【図18】 切削・研削動力からB軸回転量を演算する
方式を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a method of calculating a B-axis rotation amount from cutting / grinding power.
【図19】 データバンク更新方法のフローチャートで
ある。FIG. 19 is a flowchart of a data bank updating method.
【図20】 B軸回転中心位置の違いを示す平面図であ
る。FIG. 20 is a plan view showing a difference in a B-axis rotation center position.
【図21】 駆動力伝達方向を接線方向とする本発明に
かかる装置の実施の形態を示す平面図である。FIG. 21 is a plan view showing an embodiment of an apparatus according to the present invention in which a driving force transmission direction is a tangential direction.
【図22】 従来技術による内面研削盤を示す斜視図で
ある。FIG. 22 is a perspective view showing an internal grinding machine according to the prior art.
【図23】 内面研削盤における長孔ワークと砥石との
関係を示す説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram showing a relationship between a long hole work and a grindstone in an internal grinding machine.
【図24】 本発明にかかる他の実施の形態の加工装置
を示す側面図である。FIG. 24 is a side view showing a processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
1 ワーク、 2 ワークスピンドル、 3 ワーク
台、 5 工具、 6 スピンドル主軸、 10 スク
ロール渦巻体、 17 スピンドル主軸台、 20回転
ガイド部、 21 B軸回転中心ピン、 22 圧電素
子/磁歪素子、23 B軸回転中心、 24 変位セン
サ、 30 データベース、 31 送りねじ、 32
モータ、 36 カム、 49 アクチュエータ、
101長孔ワーク、 102 ワークスピンドル、 1
05 工具、 106 スピンドル主軸。Reference Signs List 1 work, 2 work spindle, 3 work table, 5 tool, 6 spindle main shaft, 10 scroll spiral body, 17 spindle main shaft, 20 rotation guide section, 21 B axis rotation center pin, 22 piezoelectric element / magnetostrictive element, 23 B axis Center of rotation, 24 displacement sensor, 30 database, 31 feed screw, 32
Motor, 36 cams, 49 actuators,
101 long hole work, 102 work spindle, 1
05 tools, 106 spindle spindle.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 義典 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 3C022 AA01 AA07 AA08 AA09 AA10 EE05 EE11 EE12 EE17 GG00 3C043 AB01 AB09 CC03 DD02 EE04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yoshinori Hirai 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation F-term (reference) 3C022 AA01 AA07 AA08 AA09 AA10 EE05 EE11 EE12 EE17 GG00 3C043 AB01 AB09 CC03 DD02 EE04
Claims (19)
する位置でスピンドル主軸に保持されて所定の回転をす
る工具との間の相対運動により、ワークの加工を行う加
工装置において、 ワーク内面壁の深さ方向のZ軸と、そのZ軸に直交する
工具の送り方向であるX軸と、前記Z軸及びX軸とに直
交するY軸と、前記Z軸に平行なワーク軸C軸との、計
4つの軸に関し、 前記ワークと工具とが、前記X軸とZ軸との少なくとも
2軸に関して相対移動が可能であり、 前記相対移動が可能な少なくとも2軸に対して、そのワ
ークと工具との相対移動の同時制御が可能であり、 加工条件の変化に伴う加工誤差を補正するため、前記ワ
ークと前記スピンドル主軸回転軸との間の相対回転が可
能であり、 前記相対回転は、細かくは秒(角度)単位に至るまでの
分解能を持ち、 前記相対回転の中心軸は、加工点との間で相対移動がな
いこと、を特徴とする加工装置。1. A processing apparatus for processing a workpiece by a relative movement between a held workpiece and a tool which is held by a spindle main shaft at a position facing the workpiece and performs a predetermined rotation. A Z axis in the depth direction of the tool, an X axis which is a feed direction of the tool orthogonal to the Z axis, a Y axis orthogonal to the Z axis and the X axis, and a work axis C axis parallel to the Z axis. Regarding a total of four axes, the work and the tool can be relatively moved with respect to at least two axes of the X axis and the Z axis. Simultaneous control of relative movement with the tool is possible, and relative rotation between the work and the spindle main shaft rotation axis is possible to correct a processing error due to a change in processing conditions. Finely down to the second (angle) unit Has a resolution of up to, the central axis of the relative rotation, there is no relative movement between the machining point, machining apparatus according to claim.
クと前記スピンドル主軸回転軸との相対回転が、X軸に
平行なA軸と、Y軸に平行なB軸との2つの軸を中心と
した相対回転であることを特徴とする、請求項1にかか
る加工装置。2. The relative rotation between the workpiece and the spindle main shaft rotation axis for correcting the machining error is centered on two axes, an A axis parallel to the X axis and a B axis parallel to the Y axis. The processing apparatus according to claim 1, wherein the relative rotation is as follows.
た相対回転の内、一方の軸の相対回転はワーク側が駆動
され、他方の軸の相対回転はスピンドル主軸側が駆動さ
れることを特徴とする、請求項2にかかる加工装置。3. The relative rotation of one of the two axes, the A axis and the B axis, is driven on the workpiece side, and the relative rotation of the other axis is driven on the spindle main axis side. The processing apparatus according to claim 2, wherein:
転をするワークと、前記ワークに対向する位置で少なく
とも1つのスピンドル主軸に保持されて所定の回転をす
る少なくとも1つの工具との間の相対移動により、スク
ロール渦巻体を加工する加工装置において、 渦巻体の溝深さ方向のZ軸と、そのZ軸に直交する工具
の送り方向であるX軸と、前記Z軸およびX軸とに直交
するY軸との、計3つの相互に直交する軸に関し、 前記ワークと工具とが、少なくとも前記X軸とZ軸とに
関して相対移動が可能であり、 前記X軸方向の相対移動と、前記ワークの軸であるC軸
(Z軸と平行な軸)の回転との、少なくとも2つの軸に
関する動きが同時に制御可能であり、 加工条件の変化に伴う加工誤差を補正するため、前記ワ
ークスピンドル回転軸と前記スピンドル主軸回転軸との
間で、B軸(Y軸に平行な軸)を中心とした相対回転が
可能であり、 前記相対回転は、細かくは秒(角度)単位に至るまでの
分解能を持ち、 前記相対回転の中心である前記B軸は、ワークと工具間
の相対移動時においても、加工点との間で相対移動がな
いこと、を特徴とする加工装置。4. A relative movement between a work held by a work spindle and rotating at a predetermined speed and at least one tool held at at least one spindle main shaft and rotating at a predetermined position at a position facing the work. Thus, in a processing device for processing a scroll spiral, a Z-axis in a groove depth direction of the spiral, an X-axis which is a feed direction of a tool orthogonal to the Z-axis, and a direction orthogonal to the Z-axis and the X-axis Regarding a total of three mutually orthogonal axes with respect to the Y axis, the work and the tool can relatively move at least with respect to the X axis and the Z axis, and the relative movement in the X axis direction and the movement of the work The rotation of at least two axes with respect to the rotation of the C-axis (axis parallel to the Z-axis) can be simultaneously controlled. In order to correct a processing error due to a change in processing conditions, the work spindle rotation is performed. Relative rotation about the B axis (axis parallel to the Y axis) is possible between the spindle and the spindle main shaft rotation axis, and the relative rotation has a resolution down to the second (angle) unit. The processing apparatus, wherein the B-axis, which is the center of the relative rotation, does not move relative to the processing point even when the workpiece and the tool move relative to each other.
転をする円筒状のワークの内面を、前記ワークに対向す
る位置でスピンドル主軸に保持されて所定の回転をする
研削工具を用いて、前記ワークの円筒の軸であるZ軸方
向へのトラバースと、前記Z軸に直交する前記円筒半径
方向のX軸方向への送りとにより内面研削を行う加工装
置において、 加工条件の変化に伴う加工誤差を補正するため、前記ワ
ークスピンドル回転軸と前記スピンドル主軸回転軸との
間でB軸(Y軸に平行な軸)を中心とした相対回転が可
能であり、 前記相対回転は、細かくは秒(角度)単位に至るまでの
分解能を持ち、 前記相対回転の中心である前記B軸は、ワークと工具間
の相対移動時においても、加工点との間で相対移動がな
いこと、を特徴とする加工装置。5. An inner surface of a cylindrical work, which is held by a work spindle and makes a predetermined rotation, is rotated by a grinding tool which is held by a spindle main shaft at a position facing the work and rotates by a predetermined amount. In a processing apparatus for performing internal grinding by traversing in the Z-axis direction, which is the axis of the cylinder, and feeding in the X-axis direction of the cylindrical radial direction orthogonal to the Z-axis, a processing error due to a change in processing conditions is reduced. In order to compensate, relative rotation about the B axis (axis parallel to the Y axis) is possible between the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation axis. A) the B axis, which is the center of the relative rotation, does not move relative to the processing point even during relative movement between the workpiece and the tool. apparatus.
主軸台を支持する台板との間に設けられ、前記主軸台を
前記B軸中心に回転可能に支持する回転ガイド部と、 前記回転ガイド部に支持された主軸台にB軸中心の回転
駆動力を与えるアクチュエータと、 前記B軸中心の回転量を監視するセンサと、 前記回転量の基準値を含むデータバンクと、 前記データバンクに含まれるデータを基に前記回転量を
制御するフィードバック回路と、 を有することを特徴とする、請求項4もしくは5にかか
る加工装置。6. A rotation guide portion provided between a headstock for fixing a spindle main shaft and a base plate supporting the headstock, the rotation guide portion rotatably supporting the headstock about the B axis, and the rotation guide. An actuator for applying a rotational driving force about the B axis to the headstock supported by the section; a sensor for monitoring the amount of rotation about the B axis; a data bank including a reference value of the amount of rotation; The processing device according to claim 4, further comprising: a feedback circuit that controls the rotation amount based on data to be obtained.
えるアクチュエータが、圧電素子もしくは磁歪素子であ
ることを特徴とする、請求項6にかかる加工装置。7. The processing apparatus according to claim 6, wherein the actuator that applies a rotational driving force to the spindle headstock is a piezoelectric element or a magnetostrictive element.
えるアクチュエータが、モータ回転駆動による送りねじ
機構であることを特徴とする、請求項6にかかる加工装
置。8. The processing apparatus according to claim 6, wherein the actuator that applies a rotational driving force to the spindle headstock is a feed screw mechanism driven by a motor.
えるアクチュエータが、モータ回転駆動を行うカム機構
であることを特徴とする、請求項6にかかる加工装置。9. The processing apparatus according to claim 6, wherein the actuator that applies a rotational driving force to the spindle headstock is a cam mechanism that drives a motor to rotate.
クには、各加工位置における加工誤差補正量即ちB軸中
心の回転量が含まれ、加工機本体からのX座標値信号を
基準に上記データと比較演算することにより、前記ワー
クスピンドル回転軸とスピンドル主軸回転軸との相対回
転量を制御することを特徴とする、請求項6にかかる加
工装置。10. The data bank containing the reference value of the rotation amount includes a processing error correction amount at each processing position, that is, a rotation amount around the B axis, and the data bank includes the X coordinate value signal from the processing machine body as a reference. 7. The processing apparatus according to claim 6, wherein a relative rotation amount between the work spindle rotating shaft and the spindle main shaft rotating shaft is controlled by performing a comparison operation with the data.
クには、各加工開始後の経過時間における加工誤差補正
量即ちB軸中心の回転量が含まれ、加工機本体から加工
スタート信号を起点に上記データと比較演算することに
より、前記ワークスピンドル回転軸とスピンドル主軸回
転軸との相対回転量を制御することを特徴とする、請求
項6にかかる加工装置。11. The data bank including the reference value of the rotation amount includes a processing error correction amount at an elapsed time after each processing start, that is, a rotation amount around the B-axis, and a processing start signal is transmitted from the processing machine body to a starting point. 7. The processing apparatus according to claim 6, wherein a relative rotation amount between the work spindle rotating shaft and the spindle main shaft rotating shaft is controlled by performing a comparison operation with the data.
クには、スピンドル主軸のモータ電流に対する工具変形
量とそれに対応する加工誤差補正量即ちB軸中心の回転
量が含まれ、インプロセスでのスピンドル主軸モータ電
流のモニタ結果を上記データと比較演算することによ
り、前記ワークスピンドル回転軸とスピンドル主軸回転
軸との相対回転量を制御することを特徴とする、請求項
6にかかる加工装置。12. The data bank containing the reference value of the rotation amount includes a tool deformation amount with respect to the motor current of the spindle main shaft and a corresponding machining error correction amount, that is, a rotation amount around the B-axis, and 7. The processing apparatus according to claim 6, wherein a relative rotation amount between the work spindle rotating shaft and the spindle main shaft rotating shaft is controlled by comparing a result of monitoring the spindle spindle motor current with the data.
クには、工具もしくはスピンドル主軸回転軸のねじれ角
に対する工具変形量とそれに対応する加工誤差補正量即
ちB軸中心の回転量が含まれ、インプロセスでの工具も
しくはスピンドル主軸回転軸のねじれ角モニタ結果を上
記データと比較演算することにより、前記ワークスピン
ドル回転軸とスピンドル主軸回転軸との相対回転量を制
御することを特徴とする、請求項6にかかる加工装置。13. The data bank including the reference value of the rotation amount includes a tool deformation amount with respect to a torsion angle of a tool or a spindle main shaft rotation axis and a corresponding machining error correction amount, that is, a rotation amount around a B-axis. The relative rotation amount between the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation axis is controlled by comparing the torsion angle monitoring result of the tool or the spindle main shaft rotation axis in the in-process with the above data, and controlling the relative rotation amount. Item 6. A processing apparatus according to Item 6.
クには、スピンドル主軸の動力に対する工具変形量とそ
れに対応する加工誤差補正量即ちB軸中心の回転量が含
まれ、インプロセスでのスピンドル主軸動力モニタ結果
を上記データと比較演算することにより、前記ワークス
ピンドル回転軸とスピンドル主軸回転軸との相対回転量
を制御することを特徴とする、請求項6にかかる加工装
置。14. The data bank containing the reference value of the rotation amount includes a tool deformation amount with respect to the power of the spindle main shaft and a machining error correction amount corresponding to the tool deformation amount, that is, a rotation amount around the B-axis. 7. The processing apparatus according to claim 6, wherein a relative rotation amount between the work spindle rotation shaft and the spindle main shaft rotation shaft is controlled by comparing and calculating a spindle power monitoring result with the data.
の比較演算に基づいて加工したワークを所定の頻度で測
定し、その測定結果に基づき前記データバンクに含まれ
るデータを逐次更新して行くことを特徴とする、請求項
10から14のいずれかにかかる加工装置。15. A method of measuring a workpiece processed based on a comparison operation with data included in the data bank at a predetermined frequency, and sequentially updating data included in the data bank based on the measurement result. The processing apparatus according to any one of claims 10 to 14, wherein the processing apparatus is characterized in that:
するに際し、前記ワークスピンドル回転軸と前記スピン
ドル主軸回転軸とのB軸中心の相対回転に加え、そのB
軸回転中心とスピンドル主軸とのずれによるX軸方向の
誤差を補正する手段を更に有することを特徴とする、請
求項6〜15の加工装置。16. In correcting a tool deflection due to the machining resistance, the rotation of the work spindle rotation axis and the spindle main shaft rotation axis in addition to the relative rotation about the B axis center,
The processing apparatus according to claim 6, further comprising a unit configured to correct an error in the X-axis direction due to a shift between the shaft rotation center and the spindle main shaft.
ピンドル主軸回転との相対回転におけるB軸回転の中心
軸が、加工点群上もしくは加工点群から工具半径分以内
にオフセットして配置されていることを特徴とする、請
求項4〜15の加工装置。17. A center axis of B-axis rotation in a relative rotation between the work spindle rotation shaft and the spindle main shaft rotation is offset from a group of machining points or within a radius of a tool from the group of machining points. The processing apparatus according to claim 4, wherein:
ピンドル主軸回転軸とのB軸中心の相対回転における回
転駆動力の伝達方向がB軸中心円の接線方向となること
を特徴とする、請求項6〜15の加工装置。18. The method according to claim 6, wherein the direction of transmission of the rotational driving force in the relative rotation of the work spindle rotation shaft and the spindle main shaft rotation shaft around the B axis is tangential to the B axis center circle. ~ 15 processing equipment.
ピンドル主軸回転軸との間のB軸中心の相対回転を駆動
・制御する前記機構が、ワークスピンドルを取り付けた
ワーク台側に設けられ、前記スピンドル主軸回転軸に対
してワークスピンドル回転軸の方をB軸中心に回転させ
ることを特徴とする、請求項4から18にかかる加工装
置。19. The mechanism for driving and controlling relative rotation about the B axis between the work spindle rotation shaft and the spindle main shaft rotation shaft is provided on a work table side on which a work spindle is mounted, and wherein the spindle main shaft is provided. 19. The processing apparatus according to claim 4, wherein the work spindle rotation axis is rotated about the B axis with respect to the rotation axis.
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JP08866999A JP3753886B2 (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | High precision processing equipment |
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