阅读说明：本技术 加工机及压力调整方法 (Processing machine and pressure adjusting method ) 是由 石井雄大 见波弘志 于 2020-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及加工机及压力调整方法。加工机(10)包括：支承驱动轴(12)的静压轴承(14)；根据伺服电动机(18A)的旋转而输出用于向静压轴承(14)供给的流体的流体输出部(18)；检测从流体输出部(18)输出的流体的物理量的传感器(20)；和根据流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速的控制部(22)。(The invention relates to a processing machine and a pressure adjusting method. The processing machine (10) comprises: a hydrostatic bearing (14) for supporting the drive shaft (12); a fluid output unit (18) that outputs fluid for supplying to the hydrostatic bearing (14) in accordance with the rotation of the servo motor (18A); a sensor (20) that detects a physical quantity of the fluid output from the fluid output unit (18); and a control unit (22) for controlling the rotational speed of the servo motor (18A) in accordance with the physical quantity of the fluid.)

加工机及压力调整方法

技术领域

本发明涉及对用于供给到支承驱动轴的静压轴承的流体的压力进行调整的加工机及压力调整方法。

背景技术

在加工机中，有时通过流体使驱动轴浮起而进行支承。在该情况下，驱动轴由静压轴承支承。在日本专利特开2018-025253号公报中公开了一种流体控制系统，其以向静压轴承供给的流体的压力维持恒定的方式对静压轴承供给流体。

发明内容

但是，有时使驱动轴浮起的流体的状态会根据用于驱动驱动轴的电动机的发热、驱动轴周边的环境变化等而发生变化。流体的状态只要稍微变化，轴与静压轴承之间的距离就会变化，因此存在加工精度变得不稳定的倾向。特别是在按照由加工程序指定的100nm以下的指令对加工对象物进行加工的情况下，该倾向容易明显化。

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化的加工机及压力调整方法。

本发明的第一方式是对加工对象物进行加工的加工机，其包括：静压轴承，其支承驱动轴；流体输出部，其根据伺服电动机的旋转而输出用于向所述静压轴承供给的流体；传感器，其检测从所述流体输出部输出的所述流体的物理量；以及控制部，其根据所述流体的物理量控制所述伺服电动机的转速。

本发明的第二方式是一种加工机的压力调整方法，该加工机具有流体输出部，该流体输出部根据伺服电动机的旋转而输出用于向支承驱动轴的静压轴承供给的流体，该压力调整方法包括：取得步骤，取得从所述流体输出部输出的所述流体的物理量；以及控制步骤，根据在所述取得步骤中取得的所述流体的物理量，控制所述伺服电动机的转速。

根据本发明，即使从流体输出部输出的流体的物理量发生变化，与该物理量对应的输出量的流体也会从流体输出部供给到静压轴承，因此能够抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

从参照附图说明的以下实施方式的说明中，可以容易地了解上述目的、特征以及优点。

附图说明

图1是表示加工机的构成的示意图。

图2是表示流体的压力和温度的关系的图。

图3是表示流体的压力和伺服电动机的转速的关系的图。

图4是表示由控制部进行的压力调整处理的流程的流程图。

图5是表示变形例3的加工机的图。

图6是表示变形例4的加工机的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例。

[实施方式]

(第一实施方式)

图1是表示加工机10的构成的示意图。加工机10使用刀具对加工对象物进行加工。另外，加工机10也可以是按照由加工程序指定的100nm以下的指令对加工对象物进行加工的精密加工机。另外，加工机10也可以是按照由加工程序指定的10nm以下的指令对加工对象物进行加工的精密加工机。加工机10具有驱动轴12、静压轴承14、电动机16、流体输出部18、传感器20以及控制部22。

静压轴承14可移动地支承驱动轴12。该静压轴承14通过将供给的流体引导至驱动轴12而使驱动轴12浮起，从而可移动地支承驱动轴12。

电动机16用于驱动驱动轴12。该电动机16既可以是用于对驱动轴12进行旋转驱动的主轴电动机，也可以是用于对驱动轴12进行直动驱动的伺服电动机或线性电动机。在电动机16是主轴电动机的情况下，驱动轴12是主轴，在电动机16是伺服电动机或线性电动机的情况下，驱动轴12是进给轴。

流体输出部18根据伺服电动机18A的旋转输出用于向静压轴承14供给的流体，其具有伺服电动机18A和流体泵18B。作为流体，例如可以举出空气、氮气等气体、或油等液体。

流体泵18B通过向流体提供与伺服电动机18A的转速对应的能量，来向外部输出流体。另外，伺服电动机18A的转速越大，从流体泵18B向外部输出的流体的输出量(流量或流压)就越大。从流体泵18B输出的流体通过将流体泵18B和静压轴承14连通的流路供给到静压轴承14。

传感器20检测从流体输出部18输出的流体的物理量。在本实施方式中，该传感器20是检测流体的温度的温度传感器。当传感器20检测出流体的温度时，就将检测出的流体的温度输出到控制部22。

控制部22控制电动机16和流体输出部18的伺服电动机18A。该控制部22对电动机16进行反馈控制，以使从未图示的电流传感器输出的输出电流值成为目标值。

在此，有时使驱动轴12浮起的流体的压力会根据由电动机16驱动的驱动轴12的移动、流体输出部18中的发热、或者周边环境的变化等而发生变化。具体而言，如图2所示，当流体的温度升高时，流体的压力降低。另一方面，如图3所示，若提高流体输出部18的伺服电动机18A的转速，则流体的压力上升。

因此，控制部22根据从传感器20输出的流体的温度，控制流体输出部18的伺服电动机18A的转速。具体而言，控制部22以流体的温度越高伺服电动机18A的转速越大的方式驱动伺服电动机18A。

由此，从流体泵18B向外部输出的流体的输出量(流量或流压)可变。即，在由传感器20检测出的温度相对变高的情况下，来自流体泵18B的流体的输出量(流量或流压)变大，在该温度相对变低的情况下，来自流体泵18B的流体的输出量(流量或流压)变小。因此，即使从流体输出部18输出的流体的温度发生变化，与该温度对应的输出量的流体也会供给到静压轴承14。

接着，对调整流体的压力的压力调整方法进行说明。图4是表示控制部22进行的压力调整处理的流程的流程图。

在步骤S1中，控制部22从传感器20取得温度作为流体的物理量，进入步骤S2，求出与所取得的温度对应的伺服电动机18A的转速。

另外，控制部22也可以通过参照将流体的温度和伺服电动机18A的转速对应起来的表格，来求出伺服电动机18A的转速。另外，控制部22也可以通过使用将流体的温度和伺服电动机18A的转速对应起来的关系式进行运算，来求出伺服电动机18A的转速。

当控制部22求出与在步骤S1中取得的温度对应的伺服电动机18A的转速时，进入步骤S3。在步骤S3中，控制部22控制流体输出部18的伺服电动机18A，使其成为在步骤S2中求出的伺服电动机18A的转速，并返回步骤S1。

这样一来，控制部22根据从流体输出部18输出的流体的温度来控制流体输出部18的伺服电动机18A，由此，即使流体的温度变化，也能够将与该温度对应的输出量的流体从流体输出部18向静压轴承14供给。因此，能够抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

(第二实施方式)

在本实施方式中，传感器20的种类与第一实施方式不同。具体而言，在第一实施方式中，传感器20是检测流体的温度的温度传感器，与此相对，在本实施方式中，传感器20是检测流体的压力的压力传感器。

另外，在本实施方式中，控制部22的控制内容的一部分与第一实施方式不同。具体而言，在第一实施方式中，控制部22根据流体的温度来控制流体输出部18的伺服电动机18A的转速，与此相对，在本实施方式中，控制部22根据流体的压力来控制流体输出部18的伺服电动机18A的转速。

即，控制部22从传感器20取得流体的压力(步骤S1)，并以取得的压力越高伺服电动机18A的转速就越小的方式求出伺服电动机18A的转速(步骤S2)。另外，控制部22也可以参照将流体的压力与伺服电动机18A的转速对应起来的表格、或者使用将流体的压力与伺服电动机18A的转速对应起来的关系式进行运算，由此求出伺服电动机18A的转速。

控制部22在求出伺服电动机18A的转速后，对流体输出部18的伺服电动机18A进行反馈控制，以使求出的转速成为目标值(步骤S3)。

由此，在由传感器20检测出的压力相对变高的情况下，来自流体泵18B的流体的输出量(流量或流压)变小，在该压力相对变低的情况下，来自流体泵18B的流体的输出量(流量或流压)变大。因此，即使从流体输出部18输出的流体的压力变化，与该压力对应的输出量的流体也会供给到静压轴承14。

这样一来，控制部22根据从流体输出部18输出的流体的压力来控制流体输出部18的伺服电动机18A，由此，与上述的第一实施方式同样，能够抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

另外，在本实施方式中，传感器20是压力传感器，但也可以是流量传感器。在传感器20是流量传感器的情况下，控制部22根据流体的流量控制流体输出部18的伺服电动机18A的转速。

即，控制部22从传感器20取得流体的流量(步骤S1)，以取得的流量越高伺服电动机18A的转速就越小的方式求出伺服电动机18A的转速(步骤S2)，对伺服电动机18A进行反馈控制，使得求出的转速成为目标值(步骤S3)。

因此，即使传感器20是流量传感器，也能够与本实施方式同样地抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

[变形例]

以上，作为本发明的一例说明了上述实施方式，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。当然，可以对上述实施方式进行多种变更或改良。根据权利要求书的记载可知，施加了这样的变更或改良的方式也可以包含在本发明的技术范围内。

(变形例1)

在上述的第一实施方式中，控制部22根据流体的温度来控制伺服电动机18A的转速，在上述的第二实施方式中，控制部22根据流体的压力或流量来控制伺服电动机18A的转速。但是，控制部22也可以根据温度、压力以及流量以外的其他物理量来控制伺服电动机18A的转速。

(变形例2)

在上述的第一实施方式中，控制部22根据流体的温度来控制伺服电动机18A的转速，在上述的第二实施方式中，控制部22根据流体的压力或流量来控制伺服电动机18A的转速。但是，控制部22既可以根据流体的温度和压力来控制伺服电动机18A的转速，也可以根据流体的温度和流量来控制伺服电动机18A的转速。

例如，控制部22从温度传感器取得流体的温度，并且从压力传感器(或者流量传感器)取得压力(或者流量)(步骤S1)。控制部22以取得的压力(或流量)越高伺服电动机18A的转速就越小的方式求出伺服电动机18A的转速，并以取得的温度越高伺服电动机18A的转速就越大的方式对求出的转速进行修正(步骤S2)。控制部22对伺服电动机18A进行反馈控制，以使修正后的转速成为目标值(步骤S3)。

另外，控制部22也可以根据从压力传感器(或流量传感器)取得的压力(或流量)求出伺服电动机18A的转速，并以从温度传感器取得的温度越高伺服电动机18A的转速就越大的方式修正目标值(步骤S2)。在该情况下，控制部22对伺服电动机18A进行反馈控制，以使求出的转速成为修正后的目标值(步骤S3)。

这样一来，如果根据流体的温度和压力(或流量)控制伺服电动机18A的转速，则相比于根据一个流体的物理量来控制转速的情况，能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

另外，控制部22可以根据流体的压力及流量来控制伺服电动机18A的转速，也可以根据流体的温度、压力及流量来控制伺服电动机18A的转速。这样一来，相比于根据一个流体的物理量来控制伺服电动机18A的转速的情况，也能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

(变形例3)

图5是表示变形例3的加工机10的图。另外，对于与上述实施方式相同的构成标注相同的附图标记，并省略与上述第一实施方式重复的说明。

在变形例3的加工机10中，在新设置有电流传感器24这一点上与上述实施方式不同。电流传感器24检测作为电动机16的驱动用而从控制部22向电动机16供给的电流值，并将检测出的电流值输出到控制部22。

在此，例如，有时施加在载置加工对象物的工作台上的载荷的增加等会引起驱动轴12与静压轴承14之间的间隙变窄。在该情况下，驱动轴12和静压轴承14之间的阻抗增加，由于该增加，电动机16的驱动所需的电流值上升。

因此，在本变形例中，根据向电动机16供给的电流值(由电流传感器24检测出的电流值)和从流体输出部18输出的流体的物理量(由传感器20检测出的流体的物理量)来控制伺服电动机18A的转速。作为流体的物理量，如上所述，可以举出温度、压力、流量等。另外，在本变形例中，流体的物理量为温度。

例如，控制部22从传感器20取得流体的温度，并且从电流传感器24取得电流值(步骤S1)。控制部22以取得的电流值越高伺服电动机18A的转速就越大的方式求出伺服电动机18A的转速，并以取得的温度越高伺服电动机18A的转速就越大的方式修正求出的转速(步骤S2)。控制部22控制伺服电动机18A，以使其成为修正后的转速(步骤S3)。

这样一来，如果基于向电动机16供给的电流值和从流体输出部18输出的流体的物理量来控制伺服电动机18A的转速，则相比于仅基于流体的物理量来控制转速的情况，能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

(变形例4)

图6是表示变形例4的加工机10的图。另外，对于与上述实施方式相同的构成标注相同的附图标记，并省略与上述第一实施方式重复的说明。

在变形例4的加工机10中，在新设置大气传感器26这一点上与上述实施方式不同。大气传感器26检测大气的物理量，并将检测出的物理量输出到控制部22。作为大气的物理量，例如可以举出温度、压力等。

在此，如上所述，有时使驱动轴12浮起的流体的压力会根据环境变化而变化。具体而言，例如，如果大气的温度升高，则流体的压力降低，如果大气的温度降低，则流体的压力上升。

因此，在本变形例中，根据由大气传感器26检测出的大气的物理量和由传感器20检测出的流体的物理量来控制伺服电动机18A的转速。例如，在大气的物理量为温度、流体的物理量为压力的情况下，能够与上述变形例2中所述的情况同样地控制伺服电动机18A的转速。

(变形例5)

上述实施方式和变形例可以在不产生矛盾的范围内任意组合。

[能够从上述记载把握的发明]

以下，对能够从上述实施方式和变形例把握的发明进行记载。

<第一发明>

第一发明是对加工对象物进行加工的加工机(10)。该加工机(10)包括：支承驱动轴(12)的静压轴承(14)；根据伺服电动机(18A)的旋转输出用于向静压轴承(14)供给的流体的流体输出部(18)；检测从流体输出部(18)输出的流体的物理量的传感器(20)；以及根据流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速的控制部(22)。

由此，即使从流体输出部(18)输出的流体的物理量发生变化，与该物理量对应的输出量的流体也会从流体输出部(18)供给到静压轴承(14)，因此能够抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

物理量可以包括压力、流量和温度中的至少一个。由此，能够将与压力、流量及温度中的至少一个的变化对应的输出量的流体从流体输出部(18)供给到静压轴承(14)。

也可以构成为：加工机(10)具备用于驱动驱动轴(12)的电动机(16)，控制部(22)根据向电动机(16)供给的电流值和流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速。由此，相比于仅根据流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速的情况，能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

也可以构成为：加工机(10)具备检测加工机(10)周边的大气的物理量的大气传感器(26)，控制部(22)根据大气的物理量和流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速。由此，相比于仅根据流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速的情况，能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

<第二发明>

第二发明是一种加工机(10)的压力调整方法，该加工机(10)具有流体输出部(18)，该流体输出部(18)根据伺服电动机(18A)的旋转，输出用于向支承驱动轴(12)的静压轴承(14)供给的流体，该压力调整方法包括：取得步骤(S1)，取得从流体输出部(18)输出的流体的物理量；以及控制步骤(S3)，根据在取得步骤(S1)中取得的流体的物理量，来控制伺服电动机(18A)的转速。

由此，即使从流体输出部(18)输出的流体的物理量发生变化，与该物理量对应的输出量的流体也会从流体输出部(18)供给到静压轴承(14)，因此能够抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

物理量可以包括压力、流量和温度中的至少一个。由此，能够将与压力、流量及温度中的至少一个的变化对应的输出量的流体从流体输出部(18)供给到静压轴承(14)。

也可以构成为：在取得步骤(S1)中，取得向用于驱动驱动轴(12)的电动机(16)供给的电流值和流体的物理量，在控制步骤(S3)中，根据电流值和流体的物理量，来控制伺服电动机(18A)的转速。由此，相比于仅根据流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速的情况，能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。

也可以构成为：在取得步骤(S1)中，取得加工机(10)周边的大气的物理量和流体的物理量，在控制步骤(S3)中，根据大气的物理量和流体的物理量，来控制伺服电动机(18A)的转速。由此，相比于仅根据流体的物理量来控制伺服电动机(18A)的转速的情况，能够进一步抑制由流体的状态变化引起的加工精度的不稳定化。