具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是示出本发明的一实施方式的机床1的外观立体图。机床1示出打开前门4的状态，在前门4的内侧具备作为机床主体10(参照图2)的NC(数值控制)车床以及工件输送机构等主要机构。与主体箱2相邻配置作为工件输送机构的主要部分的工件进给器3。在主体箱2内的机床主体10之间经由工件进给器3进行工件的交接。机床主体10由NC(数值控制)装置控制，可以通过操作盘5进行各种操作、设定。

图2是示出机床1的内部的机床主体10的外观立体图。参照图2对机床主体10的概要进行说明。机床主体10是以主轴的轴心为水平方向的方式配置的平行双主轴车床，床身11上平行地配置2个主轴台20。主轴台20的内部具有主轴，在主轴安装有卡盘21。在卡盘21握持有作为加工对象物的工件(未图示)。在各主轴台20的横侧配置有刀台40。在刀台40安装有刀塔30，多个支架31呈放射状地安装在刀塔30。在支架31安装有刀具、钻孔机等工具(未图示)。

以下，在本实施方式中，将主轴的直径方向称为X轴方向，将主轴的中心轴方向称为Z轴方向。在图2中，刀台40沿X轴方向以及Z轴方向移动的同时通过安装在刀塔30的工具对被卡盘21握持的旋转中的工件进行加工。此外，在本实施方式中，刀台40是内置有使刀塔旋转的机构的壳体部分。

图3是图2的机床主体10的局部放大图，示出一台主轴台20以及刀台40及其附近。图4是从左侧观察图3的结构体的外观立体图，图5是图4的AA线的剖视图，图6是从后侧观察图3的结构体的外观立体图。以下，参照图3～图6对一台主轴台20以及刀台40进行说明，另一边的一台也同样。

如图3所示，在卡盘21固定有爪22，工件被爪22夹住并握持在卡盘21的中央部。在刀塔30安装形成有贯通孔32的支架31和形成有槽33的支架34。在贯通孔32装配有钻孔机的柄(shank)，在槽33装配有刀具的柄(shank)。

在图3中，主轴台20以及刀台40均搭载在床身11上，主轴台20固定于床身11上，而刀台40在X轴方向以及Z轴方向移动。更具体而言，在图4中，X轴传送台44固定在一对X轴滑块43上。X轴滑块43与X轴轨道42卡合。Z轴轨道45固定在X轴传送台44上，与刀台40为一体的Z轴传送台41与Z轴轨道45卡合。Z轴轨道45设置在刀台40的左右两侧。

根据该构成，刀台40与X轴传送台44的移动一体地沿X轴方向移动，与Z轴传送台41的移动一体地沿Z轴方向移动。X轴传送台44以及Z轴传送台41通过滚珠丝杠(未图示)的旋转来进行移动。使X轴传送台44移动的滚珠丝杠由X轴驱动电机46驱动，使Z轴传送台41移动的滚珠丝杠由Z轴驱动电机47(参照图6)驱动。

在本实施方式中，使用方形滑块作为使刀台40移动的机构，但不限于此，也可以使用线性导轨。方形滑块的刚性高且长时间精度稳定。线性导轨通过滚珠的滚动进行直线运动，响应性良好。

在图4的X轴方向上，在主轴台20的上侧和刀台40的上侧之间架设线性标尺50。轨道支架59与标尺支承板51成为一体，轨道支架59与轨道23卡合。轨道23固定在主轴台20上，且在主轴的中心轴上沿着该中心轴延伸设置，引导线性标尺50的Z轴方向的移动。如后文所述，标尺支承板51经由固定台56设置在刀台40上。在该构成中，若刀台40沿Z轴方向移动，则轨道支架59在轨道23上滑动，且线性标尺50与刀台40一体地由轨道23引导从而沿Z轴方向移动。

参照作为图4的AA线的剖视图的图5，对线性标尺50具体地进行说明。在图5中，固定板56固定在刀台40上。与固定台56一体的轨道支架58和与标尺支承板51一体的标尺支承板轨道57卡合，固定台56可滑动地卡合于标尺支承板51。在安装于标尺支承板51的下方的标尺支架54的内侧支承有标尺55。读取器53经由支承体52安装在固定台56。由标尺读取器53读取刻画在标尺55的刻度，检测刀台40在X轴方向的位置信息。

在图4中，由于与标尺支承板51一体的轨道支架59与轨道23卡合，所以标尺支承板51在X轴方向的移动被限制。在该构成中，在图5中，若刀台40沿X轴方向移动，则固定台56以及标尺读取器53与其一体地沿X轴方向移动。另一方面，标尺支承板51不移动，由标尺支承板51支承的标尺55也不移动。因此，能够在标尺读取器53与刀台40一体地沿X轴方向移动的同时读取被固定的标尺55的刻度，能够检测刀台40在X轴方向的位置信息。

在图5中，如上所述，标尺55被支承在标尺支承板51的下方。在该构成中，标尺55和刀台40之间以及标尺55和主轴台20之间能够形成缝隙，有利于防止作为发热部的刀台40、主轴台20的热影响所导致的标尺55的测量误差。此外，由于标尺55在标尺支承板51的下方，所以即使形成如上所述的缝隙，标尺55也不会过于从工具、工件的位置偏离。即，在该构成中，与将标尺55直接配置在标尺支承板轨道57的上部的情况相比，能够在比与原本的测量对象的工具刀尖和工件中心之间的距离相对应的部分更近的位置进行测量，这也有利于防止热影响等所导致的测量误差。

进一步地，在图5中，如上所述，固定台56可滑动地卡合于标尺支承板51，在固定台56安装有标尺读取器53。在该构成中，安装有标尺读取器53的固定台56被与支承有标尺55的标尺支承板51一体的标尺支承板轨道57引导而移动，所以在标尺读取器53的移动中，能够高精度地维持标尺读取器53和标尺55之间的位置关系。

在图6中，皮带27被卷绕于主轴台20的背面侧的滑轮26和主轴驱动电机28的滑轮(未图示)之间，主轴通过主轴驱动电机28经由皮带27被驱动。在该构成中，能够使作为发热源的主轴驱动电机28的位置远离主轴，与将电机直接组装至主轴系统的内装电机型相比，有利于防止对主轴的热影响。

此外，在图3中，轨道23固定在轨道台12上，主轴台20和轨道台12之间形成空间13。在空间13配置有与主轴台20一体的散热翅片14，空间13是对主轴台20的热进行散热的散热空间。在该构成中，由于作为发热部的主轴台20的热不直接传递到轨道23，所以能够抑制经由轨道23向线性标尺50发出的热传递，有利于防止由于热影响所导致的标尺55的测量误差。

以上，对机床主体10进行了说明，图2示出的机床主体10配置于图1中的主体箱2内。主体箱2内由分隔板6分隔成加工室和分隔板6的背面侧的非加工室。在加工室配置有刀塔30以及卡盘21。在非加工室配置有图3所示的主轴台20以及刀台40，还配置有线性标尺50以及轨道23。根据该构成，由于在加工室产生的加工屑不会附着在非加工室内的线性标尺50以及轨道23，所以能够防止异物导致的线性标尺50的移动机构的精度降低。

以下，对刀台40的移动控制进行说明。图7是示出刀台40的移动控制的框图。控制机构60通过控制X轴驱动电机46以及Z轴驱动电机47的旋转，来控制与各电机连接的滚珠丝杠的旋转，进而控制在刀台40的X轴方向以及Z轴方向的移动。X轴驱动电机46的控制使用闭环控制，由标尺读取器53检测刀台40的X轴方向的位置信息，并将该检测值反馈至控制机构60，与指令值进行比较的同时进行对X轴驱动电机46的控制。

Z轴驱动电机47的控制使用半闭环控制，由安装在Z轴驱动电机47的旋转编码器等检测器检测刀台40在Z轴方向的位置信息，并将该检测值反馈至控制机构60，与指令值进行比较的同时进行对Z轴驱动电机47的控制。刀台40在X轴方向的位置信息如上所述地由标尺读取器53检测,与之相对，刀台40在Z轴方向的位置信息由Z轴驱动电机47的转速、旋转角度来检测。

图8～图10是概略性地示出本实施方式的机床1的俯视图。各图中为了容易对在图3等中示出的将主轴台20以及刀台40设为要部的1组的构造体进行理解，对图示进行适当省略、修改，尺寸关系未必与图3等匹配。图11是示出刀台40的移动控制的概要的流程图，图12是示出X轴方向的移动控制的流程图。以下，参照图8～图12，对刀台40的移动控制进行说明。

图8示出机床1的动作开始时的状态(图11的步骤100)。在本图的状态中，刀台40处于从主轴台20退刀的退刀位置。刀塔30可以装配有多个工具，为了便于说明，对装配有1个工具35的状态进行图示。

在X轴传送台44上搭载有Z轴传送台41，在Z轴传送台41上搭载有刀台40。通过X轴传送台44沿着X轴轨道42移动，刀台40在X轴方向移动，通过Z轴传送台41沿着Z轴轨道45移动，刀台40在Z轴方向移动。

支承体52以及由支承体52支承的标尺读取器53与刀台40的X轴方向的移动一体的也沿X轴方向移动。对于标尺支承板51，如上所述，由于与标尺支承板51一体的轨道支架59(参照图4)和轨道23卡合，所以标尺支承板51不沿X轴方向移动，安装在标尺支承板51的标尺55也不沿X轴方向移动。因此，能够在标尺读取器53与刀台40一体地沿X轴方向移动的同时读取固定的标尺55的刻度，能够检测刀台40在X轴方向的位置。

如图8所示，在X轴方向上，标尺55的刻度的测量基准位置(A位置)在主轴台20所具备的主轴的中心轴25上。因此，由于标尺读取器53能够直接检测从工件24的加工中心到读取位置(B位置)为止的距离L1，所以检测精度变为高精度。若标尺55在X轴方向的测量基准位置远离中心轴25，则测量基准位置和中心轴25之间的热变形等不会反映在检测值中，或者多余地将未对加工进度造成影响的部分的位移反映在检测值中，所以在检测值中易产生误差。此外，在如上所述的标尺55的测量基准位置在主轴的中心轴25上的构成中，即使主轴台20发生热变形，也不会改变标尺55的测量基准位置在主轴的中心轴25上，这也有利于确保高精度的检测精度。

另外，虽然标尺55的测量基准位置不一定必须与主轴的中心轴25上的位置一致，但为了使检测精度变为高精度，期望在主轴的中心轴25上的位置的附近。此外，如后所述，在本发明中，主轴台20和刀台40只要是在X轴方向以及Z轴方向可以相对移动的构成即可，也可以是将标尺55的测量基准位置设在刀台40侧的构成。

图9示出刀台40向主轴台20侧推进的状态，示出刀台40在X轴方向的移动途中的状态(图11的步骤101)。在本图中，由于作为标尺55的测量基准位置的A位置是不动位置，所以不会移动，但是标尺读取器53的读取位置从B位置向C位置移动，标尺读取器53的检测距离由L1缩短至L2。

对于刀台40在X轴方向的移动控制，使用如上所述的闭环控制，参照图12对该控制进行具体说明。在图12中，控制机构60(参照图7，下同)指定由X轴驱动电机46(参照图7)产生的刀台40(参照图8～图10，下同)的移动量(图12的步骤200)。该指定例如是对在t秒(微小时间)后产生移动量L(微小距离)等的指定。

由于通过步骤200的移动量的指定确定t秒后的指令位置(目标位置)，所以在设定时间t秒后，由标尺读取器53(参照图7)检测刀台40在X轴方向的当前位置。控制机构60计算指令位置和当前位置的偏差(图12的步骤201)，持续控制X轴驱动电机46以使偏差为0(图12的步骤202)，且利用X轴驱动电机46使刀台40在X轴方向移动(图12的步骤203)。

刀台40在X轴方向的当前位置由标尺读取器53持续检测(图12的步骤204)，当前位置被反馈至控制机构60(图12的步骤205)，重复步骤201～204。此外，通过使用了标尺读取器53的检测值的反馈控制，刀台40即使在由于热位移、切削阻力等外部干扰导致刀台40移动的情况下(图12的步骤206)，也会在修正X轴方向的移动量的同时向主轴台20(参照图8～10)推进。

图10示出工具35的前端抵接于工件24的状态，示出工具35的加工开始状态(图11的步骤102)。之后，刀台40在X轴和Z轴进行移动的同时，与该移动同步地对移动进行控制来逐渐推进加工(图11的步骤103)。关于使用图12说明的对刀台40在X轴方向的移动控制，也在加工中执行。若加工完成(图11的步骤104)，则刀台40退刀至原先的位置(参照图8)(图11的步骤105)，结束用于1个工件24的加工的动作(图11的步骤106)。

以上，对刀台40的移动控制进行了说明，在本实施方式中，如图3所示，由于在主轴台20的上侧和刀台40的上侧之间架设线性标尺50，所以线性标尺50的位置变得靠近装配有工具的刀塔30以及握持工件的卡盘21双方。即，由于在该构成中，能够在比与作为原本的测量对象的工具刀尖和工件中心之间的距离相对应的部分更近的位置进行测量，所以线性标尺50的位置的检测值不易受到主轴台20、刀台40的热膨胀、热变形的影响，精度变高。

此外，在本实施方式中，图8中，由于若刀台40沿Z轴方向移动，则线性标尺50与其一体地也沿Z轴方向平行移动，所以与刀台40的Z轴方向的位置无关，作为线性标尺50的测量基准位置的主轴的中心轴25上的任意位置和刀塔30的位置在X轴方向的位置关系维持为恒定。因此，线性标尺50测出的位置的检测值不受刀台40的Z轴方向的位置的影响而变得稳定。

在本实施方式中，虽然是主轴台20的位置被固定，刀台40沿X轴方向以及Z轴方向移动的构成，但不限于此，只要是主轴台20和刀台40可以沿X轴方向以及Z轴方向相对移动的构成即可。在该构成中，作为主轴台20可以在Z轴方向上移动的构成，只要构成为在图8中将轨道23设在刀台40上，主轴台20沿Z轴方向移动时，线性标尺50也与其一体地沿Z轴方向移动即可。在该构成中，也与主轴台20的Z轴方向的位置无关，主轴的中心轴25上的任意位置和在刀塔30装配的工具35的工具刀尖的位置(原本的测量对象的距离的一端的位置)在X轴方向的位置关系维持为恒定，线性标尺50测出的位置的检测值不受主轴台20的Z轴方向的位置所影响而变得稳定。

若对本发明的效果进行补充，则根据本发明，通过可以在沿Z轴方向相对移动的主轴台20和刀台40之间架设线性标尺50的构成，且将线性标尺50设为可以平行移动的构成，从而即使主轴台20和刀台40沿Z轴方向相对移动，线性标尺50也维持架设在主轴台20的上侧和刀台40的上侧的状态。除此之外，由于线性标尺50平行地移动，与主轴台20、刀台40的Z轴方向的位置无关，在标尺55确定的测量基准位置和作为原本的测量对象的距离的一端的位置的刀塔30上装配的工具35的工具刀尖的位置或者和工件中心的位置在X轴方向上的位置关系维持恒定，所以线性标尺50检出的位置的检测值不受主轴台20、刀台40的Z轴方向的位置的影响而变得稳定。

此外，在本实施方式的图8中，若刀台40在Z轴方向移动，则线性标尺50也与其一体地平行移动，所以与刀台40的Z轴方向的位置无关，线性标尺50和作为工具装配部的刀塔30的位置关系维持为固定位置。通过该构成，由线性标尺50测出的位置的检测值不受刀台40的Z轴方向的位置的影响而变得稳定。

附图标记说明

1 机床

6 分隔板

10 机床主体

11 床身

13 空间(散热空间)

20 主轴台

23 轨道

28 主轴驱动电机

42 X轴轨道

30 刀塔

40 刀台

46 X轴驱动电机

47 Z轴驱动电机

50 线性标尺

55 标尺

51 标尺支承板

53 标尺读取器

56 固定台

60 控制机构。