[发明专利]机床

说明书

本发明的机床具备柱、主轴头、基准棒，前述柱以在铅垂方向上直立的方式被配置，具有既定的线膨胀系数，前述主轴头被支承于前述柱，将用于刀具安装的水平主轴支承，前述基准棒被相对于前述柱离开地配置，具有与该柱的线膨胀系数不同的线膨胀系数，前述柱具有柱侧测定对象部位，前述基准棒具有基准棒侧测定对象部位，设置有测定前述柱侧测定对象部位和前述基准棒侧测定对象部位之间的距离的测定机构。

本申请是申请号为201680011109.2且发明名称为“机床”的中国发明专利申请的分案申请，该中国发明专利申请是国际申请号为PCT/JP2016/057341的PCT申请进入中国国家阶段的申请。

技术领域

本发明涉及主轴头被柱支承的机床，特别地，涉及借助被配置于基座上的柱而以主轴在铅垂方向上直立的方式被支承机床，或者涉及主轴借助该柱被在水平方向上支承的镗床等机床。

背景技术

以往，已知主轴头被柱支承的机床。该类型的机床分别分类为，柱能够在机座或基座上移动的柱移动型、柱不在机座或基座上移动的(工件移动的)柱固定型。

无论在哪个机床中，为了准确地加工工件，都需要以高精度控制被安装于主轴头的主轴的末端(主轴末端)的位置。然而，根据机床的设置场所的环境，由于柱的前后左右的室温的不同、来自空调机或窗(屋外)的空气的流动、日光照向柱的情况等，在柱上产生温度差(温度梯度)，柱发生热变形，结果，有主轴末端的位置不希望地位移的情况。此外，为了工件的加工而被安装于主轴末端的刀具(配件)的重量是各种各样的，与被安装的刀具对应地，柱支承的重量发生变动。由此，柱的挠曲量变化，结果，有主轴末端的位置不希望地位移的情况。

进而，也有以下问题：该主轴末端由于使主轴旋转的主轴头的旋转驱动部的发热，从希望的位置发生热位移。具体地，(1)由于使主轴旋转的主轴头的温度上升，包括主轴的主轴头自身由于热膨胀而随时间变形，进而，(2)由于来自主轴头的热传递，支承该主轴头的柱也由于热膨胀而随时间变形。这些情况的结果是，有以下问题：主轴末端不希望地位移，所以在由被安装于该主轴末端的刀具进行的工件的加工中，加工精度下降。

鉴于关于包括主轴的主轴头的位移，由主轴头的热膨胀引起的变形在主轴方向(称作Z轴方向)上处于支配地位，称作Z轴热位移修正，以往采用测定作为热源的主轴头附近的温度来根据该温度推定主轴方向的延伸进行修正的方法、基于主轴的转数及过去的实测值推定主轴方向的延伸来修正的方法。

此外，在日本特开昭57-48448号公报(专利文献1)中，公开了以下方法：将在一端部设置有磁性件的基准棒(石英玻璃棒)以沿主轴头的表面的方式配置，在该基准棒的另一端部固定于该主轴头，测定前述磁性件的位置和与该磁性件对应地被固定于主轴头的表面上的磁检测头的位置之间的距离，基于该测定结果修正主轴末端的主轴方向的热位移。

但是，根据专利文献1的方法，主轴末端向主轴方向的热位移被修正，但向铅垂方向的热位移未被修正。为了应对该问题，在日本特公平7-115282号公报(专利文献2)中，公开了以下方法：将在一端部设置有磁性件的多个基准棒以沿主轴头的表面的方式配置，在该多个基准棒的另一端部固定于主轴头，测定各磁性件的位置和与该磁性件对应地被固定于主轴头的表面的各检测头的位置之间的距离，基于这些测定结果，不仅主轴头的主轴方向，在铅垂方向上也将热位移修正。

专利文献1 : 日本特开昭57-48448号公报。

专利文献2 : 日本特公平7-115282号公报。

然而，即使在根据专利文献2的修正主轴头的热位移的情况下，特别是在主轴方向为水平方向的镗床等机床中，依然有在与主轴方向(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向及Y轴方向)上残存位移的情况。

这样的X轴方向及Y轴方向的位移如前所述，被认为是由于机床的设置场所的环境、柱支承的重量变动等引起的。然而，关于由柱的变形(姿势变化)引起的主轴末端的位移的修正，以往未被研究，也未被实施。

发明内容