二球間距離測定による5 軸制御マシニングセンタ旋回軸の幾何誤差同定

摘要

近年，工作機械の分野では5 軸加工機が急速に普及している．しかし一般的には直進3 軸に比べ回転2 軸に起因する誤差の方が大きい傾向がある．そのため，現時点における回転軸に関する誤差を評価する必要性が高まっている．回転軸に関する最も基本的な誤差として幾何誤差が挙げられる．回転軸に関する幾何誤差を測定するには，回転軸と同期させて直進軸を運動させる方法が多く提案されている．しかし多数の軸を同期運動させるこれらの方法では，各軸の同期誤差が測定値に加わる．それにより測定値から直感的に誤差の評価を行うこと，または各誤差の分離が非常に困難となっている．そこで本論文では同期させる軸数を減らすことで同期誤差を低減して，幾何誤差を同定する方法を提案する．具体的にはテーブル旋回型5 軸加工機におけるX 軸とY 軸に対するC 軸の直角度を一つの測定プロセスで同定する．本方法はまず，主軸を様々な高さに位置決めし，C 軸を回転させる．その際のテーブル·主軸間の距離を測定し，その距離測定値から主軸と円運動の中心との距離を測定する．そして，この距離の高さによる変化量から直角度を同定する．テーブル旋回型の立形5 軸マシニングセンタを用いて測定実験を行い，提案する方法の測定精度を検証した．