主軸パターン運転試験による工作機械熱変位特性の評価法：主軸系構成要素の物理パラメータが主軸熱変位特性に及ぼす影響の検討

摘要

これまでに，主軸パターン運転試験結果に対し，各回転数に応じた最大熱変位や時定数といったパラメータをもとにした主軸熱変位評価モデルを用いた熱変位特性の評価法を提案してきた．その結果，図1 に示すように時定数が主軸増速時と減速時で異なる場合があることがわかった．しかしながら，この特性がいかなる要因によって生じるかは明確ではない．これは，工作機械の主軸系を構成する主軸や主軸頭などの要素の物理パラメータが時定数に及ぼす影響が明らかとなっていないためである．ただし，一般に実際の工作機械ではこれらの物理パラメータが未知であることや熱変位の測定結果には誤差や環境温度などの影響もあり，実験的な検討は困難である．そこで，本報では主軸系構成要素の物理モデルを用いたシミュレーションによって，物理パラメータが時定数に及ぼす基本的な影響を検討する．さらに，提案してきた主軸熱変位評価モデルによるその熱変位特性評価の可能性についても示す．