JP2015217496A - 主軸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械又は被加工物の剛性の異方性により生じる被加工物の加工誤差を低減できる主軸装置を提供する。【解決手段】本手段に係る主軸装置５においては、数値制御装置８の第一Ｘ方向調整部８１、第一Ｙ方向調整部８２、第二Ｘ方向調整部８３、第二Ｙ方向調整部８４は、第一Ｘ方向調整弁６１、第一Ｙ方向調整弁６２、第二Ｘ方向調整弁６３、第二Ｙ方向調整弁６４をそれぞれ制御することにより、減衰付加軸受５０を介して工作機械１又は被加工物Ｗの剛性を変更できる。よって、数値制御装置８は、上記剛性の異方性に起因する被加工物Ｗにおける理想加工位置に対する実加工位置のずれ量を低減でき、被加工物Ｗの加工精度を向上できる。【選択図】図３

Description

本発明は、工作機械に使用される主軸装置に関する。

例えば、特許文献１には、主軸を支持する転がり軸受と、転がり軸受における減衰係数より大きな減衰係数を有する減衰付加軸受とを備え、主軸の振動を抑制する主軸装置が開示される。また、特許文献２には、主軸を支持するハウジングの円筒内周面の周方向に複数の油排出開口部を設け、各油排出開口部に供給する油の圧力や量を制御して主軸の振動を抑制する主軸装置が開示される。

特開２０１４−６３７号公報 特開２０１１−２３５４０４号公報

一般的に、主軸装置を備える工作機械の構成物自体の剛性、工作機械の構成物間の支持剛性、工作機械で加工される被加工物自体の剛性は、主軸の回転軸線に直交する平面において異方性をそれぞれ有する。すなわち、工作機械の構成物自体及び被加工物自体は、形状や材質等により剛性の異方性を有し、工作機械の構成物間は、構成物同士の組付けのずれ等により剛性の異方性を有する。

被加工物の加工においては、上記剛性の異方性に起因して、主軸の回転軸線に直交する平面において被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向、すなわち主軸の回転軸線に直交する平面での加工時における合成した全負荷の方向に応じて異なる場合、被加工物の加工精度を悪化させるという問題がある。なお、被加工物における理想加工位置は、上記剛性の異方性がない場合における実加工位置である。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、工作機械又は被加工物の剛性の異方性により生じる被加工物の加工誤差を低減できる主軸装置を提供することを目的とする。

（請求項１）本手段に係る主軸装置は、回転工具を保持して回転駆動される主軸と、前記主軸を回転可能に支持する軸受と、を備えた工作機械の主軸装置において、前記軸受よりも前記回転工具側に設けられ、円筒内周において周方向に間隔をあけて三個以上のポケットが設けられ、前記各ポケットに流体が供給されることにより前記主軸に減衰を付加しつつ前記主軸を回転可能に支持する減衰付加軸受と、前記各ポケットに供給する前記流体の圧力及び量の少なくとも一方をそれぞれ調整して、前記主軸に対する減衰力及び支持力を変化させる調整手段と、前記工作機械又は被加工物の剛性の異方性に起因して、前記被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向に応じて異なる場合に、前記加工負荷方向に応じて前記調整手段を制御する制御手段と、を備える。

制御手段は、調整手段を制御することにより、減衰付加軸受を介して工作機械又は被加工物の剛性を変更できる。よって、制御手段は、上記剛性の異方性に起因する被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量を低減でき、被加工物の加工精度を向上できる。

（請求項２）また、前記制御手段は、前記工作機械の構成物のうち少なくとも１つの構成物の剛性の異方性に起因して、前記被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向に応じて異なる場合に、前記加工負荷方向に応じて前記調整手段を制御するとよい。
これにより、制御手段は、工作機械の構成物の形状や材質等により構成物自体に剛性の異方性があっても位置ずれ量を低減でき、被加工物の加工精度を向上できる。

（請求項３）また、前記制御手段は、前記工作機械の構成物間の支持剛性の異方性に起因して、前記被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向に応じて異なる場合に、前記加工負荷方向に応じて前記調整手段を制御するとよい。
これにより、制御手段は、工作機械の構成物同士の組付けのずれ等により構成物間に剛性の異方性があっても位置ずれ量を低減でき、被加工物の加工精度を向上できる。

（請求項４）また、前記制御手段は、前記加工負荷方向に応じた前記ずれ量を、前記工作機械又は前記被加工物に実際に負荷を与えた時の前記工作機械又は前記被加工物の変位量を実測することにより、又は、前記工作機械又は前記被加工物のモデルに負荷を与えた時の前記工作機械又は前記被加工物の変位量を解析することにより、予め求めて記憶するとよい。
これにより、制御手段は、正確な位置ずれ量を反映した制御を容易に実行できる。

（請求項５）また、前記制御手段は、前記加工負荷方向に応じた前記ずれ量を、加工結果により予め求めて記憶するとよい。
これにより、制御手段は、実加工に即したずれ量を反映した制御を容易に実行できる。

（請求項６）また、前記制御手段は、前記主軸の回転軸線に直交する前記被加工物の断面が楕円状となるように、前記調整手段を制御して前記被加工物を加工するとよい。
これにより、制御手段は、加工困難な楕円の穴等を高精度に加工できる。

本発明の実施形態の主軸装置が取り付けられる工作機械の概略図である。 図１の主軸装置の軸方向の断面図である。 図２の主軸装置の減衰付加軸受を軸線方向から見た断面図及び数値制御装置のブロック線図である。 真円の穴の加工を行う場合の図３の数値制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 楕円の穴の加工を行う場合の図３の数値制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 工作機械の剛性の異方性に起因する被加工物における理想加工位置に対する実加工位置の位置ずれ量を被加工物の軸線方向から見た図である。 被加工物に楕円の穴を加工するときの楕円の穴の基準となる真円の穴の加工状態を被加工物の軸線方向から見た図である。 基準となる真円の穴から楕円の穴を加工するときの加工方法を説明するため被加工物を軸線方向から見た図である。 被加工物に加工する楕円の穴の加工状態を被加工物の軸線方向から見た図である。 真円の穴から楕円の穴を加工するときの真円の穴の位相に対する加工量の関係を示す図である。

（工作機械の概略構成）
以下、本発明の実施形態の主軸装置が取り付けられる工作機械について図面を参照しつつ説明する。工作機械としては、３軸マシニングセンタを例に挙げて説明する。つまり、当該工作機械は、駆動軸として相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）を有する工作機械である。なお、図３においては、図示右方向をＸ＋方向、図示左方向をＸ−方向、図示上方向をＹ＋方向、図示下方向をＹ−方向という。

図１に示すように、工作機械１は、ベッド２と、コラム３と、サドル４と、主軸装置５と、テーブル６と、数値制御装置８等とを備える。
ベッド２は、床面に設置されており、上面にＸ軸方向（水平方向）に延在する一対のレール１１及びＸ軸方向と直交するＺ軸方向（水平方向）に延在する一対のレール１２が設けられる。

コラム３は、図略のＸ軸モータによりベッド２に対してＸ軸方向に移動可能に一対のレール１１に係合される。コラム３の前側面には、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交するＹ軸方向（垂直方向）に延在する一対のレール１３が設けられる。
サドル４は、図略のＹ軸モータによりコラム３に対してＹ軸方向に移動可能に一対のレール１３に係合される。

主軸装置５は、Ｚ軸方向に突出するようにサドル４に設けられる。主軸装置５は、主軸２０（図２参照）を内蔵の主軸モータ３０（図２参照）により軸線回りに回転可能に支持する。回転工具７は、主軸２０の先端に保持され、主軸２０の回転に伴って回転する。また、回転工具７は、コラム３及びサドル４の移動に伴ってベッド２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。なお、回転工具７としては、例えば、ボールエンドミル、エンドミル、ドリル、タップ等である。
テーブル６は、図略のＺ軸モータによりベッド２に対してＺ軸方向に移動可能に一対のレール１２に係合される。テーブル６の上面には、被加工物Ｗが図示しないクランプ装置により固着される。

数値制御装置８は、数値制御データに基づいて、主軸モータ３０を駆動制御して回転工具７を回転させるとともに、コラム３、サドル４及びテーブル６の各軸モータを駆動制御して被加工物Ｗに対して回転工具７を相対移動させ、さらに、流体供給装置７０のポンプ７２（図２参照）を駆動制御するとともに第一Ｘ方向調整弁６１、第一Ｙ方向調整弁６２、第二Ｘ方向調整弁６３、第二Ｙ方向調整弁６４（図２、図３参照）を調整制御して被加工物Ｗの加工を行う。各調整弁６１〜６４は、本発明の「調整手段」に相当する。なお、各調整弁６１〜６４の調整制御については、後述する。

（主軸装置の概略構成）
上述の主軸装置５の概略構成について図面を参照しつつ説明する。
図２及び図３に示すように、主軸装置５は、ハウジング１０と、主軸２０と、主軸モータ３０と、複数の転がり軸受４１〜４４と、減衰付加軸受５０と、第一Ｘ方向調整弁６１、第一Ｙ方向調整弁６２、第二Ｘ方向調整弁６３及び第二Ｙ方向調整弁６４と、流体供給装置７０等とを備える。

ハウジング１０は、中空筒状に形成され、その中に主軸２０を保持する。主軸２０は、先端側（図２の左側）に回転工具７を保持し、主軸モータ３０によって回転駆動される。主軸モータ３０は、ハウジング１０の筒内に配置されており、ハウジング１０に固定されたステータ３１及び主軸２０に固定されたロータ３２を備える。

転がり軸受４１〜４４は、ハウジング１０に対して主軸２０を回転可能に支持する。転がり軸受４１〜４３は、例えば玉軸受を適用し、主軸モータ３０よりも回転工具７側に配置される。一方、転がり軸受４４は、例えばころ軸受を適用し、主軸モータ３０より回転工具７の反対側（後端側）に配置される。つまり、転がり軸受４１〜４４は、主軸モータ３０を軸方向中央に挟むように配置される。

減衰付加軸受５０は、例えば油などの流体による流体静圧軸受を適用し、最も回転工具７側に位置する転がり軸受４１よりもさらに回転工具７側に配置される。減衰付加軸受５０は、円筒内周５０ａにおいて周方向に一定間隔で静圧を発生させるための複数のポケット、本例では、Ｘ方向及びＹ方向に十字状に配置される四個の第一Ｘ方向ポケット５１、第一Ｙ方向ポケット５２、第二Ｘ方向ポケット５３、第二Ｙ方向ポケット５４を備える。

すなわち、第一Ｘ方向ポケット５１は、主軸２０に対しＸ−方向側に配置され、第一Ｙ方向ポケット５２は、主軸２０に対しＹ−方向側に配置され、第二Ｘ方向ポケット５３は、主軸２０に対しＸ＋方向側に配置され、第二Ｙ方向ポケット５４は、主軸２０に対しＹ＋方向側に配置される。減衰付加軸受５０は、各ポケット５１〜５４に流体が供給されることにより主軸２０に減衰を付与しつつ主軸２０を回転可能に支持する。

第一Ｘ方向調整弁６１、第一Ｙ方向調整弁６２、第二Ｘ方向調整弁６３、第二Ｙ方向調整弁６４は、第一Ｘ方向ポケット５１、第一Ｙ方向ポケット５２、第二Ｘ方向ポケット５３、第二Ｙ方向ポケット５４にそれぞれ接続される。各調整弁６１〜６４は、各ポケット５１〜５４に供給する流体の圧力や量の調整が可能な弁であり、主軸２０に対する減衰力及び支持力を変化させる（本発明の「調整手段」に相当する）。

流体供給装置７０は、貯留タンク７１と、貯留タンク７１に接続されるポンプ７２等とを備える。貯留タンク７１には、各ポケット５１〜５４に供給するための流体が貯留される。ポンプ７２は、各調整弁６１〜６４に接続され、貯留タンク７１から各調整弁６１〜６４に流体を供給する。

（数値制御装置の概略構成）
上述の数値制御装置８の概略構成について図面を参照しつつ説明する。
図３に示すように、数値制御装置８は、第一Ｘ方向調整部８１と、第一Ｙ方向調整部８２と、第二Ｘ方向調整部８３と、第二Ｙ方向調整部８４と、記憶部８５と、加工制御部８６等とを備える。各調整部８１〜８４は、本発明の「制御手段」に相当する。

ここで、背景技術でも述べたように、一般的に、主軸装置５を備える工作機械１の構成物（例えば、コラム３やベッド２等）自体、工作機械１の構成物間（例えば、主軸２０がハウジング１０に支持されている部分等）、工作機械１で加工される被加工物Ｗ自体は、主軸２０の回転軸線に直交する平面において剛性の異方性をそれぞれ有する。そして、被加工物Ｗの加工においては、上記剛性の異方性に起因して、主軸２０の回転軸線に直交する平面において被加工物Ｗにおける理想加工位置に対する実加工位置のずれ量（以下、単に「位置ずれ量」という）が加工負荷方向に応じて異なる場合、被加工物Ｗの加工精度を悪化させるという問題がある。

そこで、本実施形態の主軸装置５には、被加工物Ｗの加工精度を向上させる方向に各剛性を変化させる、すなわち上記剛性の異方性をキャンセルして加工負荷方向に応じた位置ずれ量を低減して被加工物Ｗの加工精度を向上するため、第一Ｘ方向ポケット５１、第一Ｙ方向ポケット５２、第二Ｘ方向ポケット５３、第二Ｙ方向ポケット５４を有する減衰付加軸受５０、各ポケット５１〜５４に流体を供給する第一Ｘ方向調整弁６１、第一Ｙ方向調整弁６２、第二Ｘ方向調整弁６３、第二Ｙ方向調整弁６４、及び各調整弁６１〜６４を調整制御する第一Ｘ方向調整部８１、第一Ｙ方向調整部８２、第二Ｘ方向調整部８３、第二Ｙ方向調整部８４を備える。

記憶部８５には、工作機械１の構成物自体の剛性の異方性に起因する加工負荷方向に応じた位置ずれ量と、当該位置ずれ量を低減させるための各調整弁６１〜６４の圧力や量とのテーブル、工作機械１の構成物間の剛性の異方性に起因する加工負荷方向に応じた位置ずれ量と、当該位置ずれ量を低減させるための各調整弁６１〜６４の圧力や量とのテーブル、被加工物Ｗ自体の剛性の異方性に起因する加工負荷方向に応じた位置ずれ量と、当該位置ずれ量を低減させるための各調整弁６１〜６４の圧力や量とのテーブル、その他の被加工物Ｗの加工に必要な加工データ等を含む数値制御データ等が記憶される。

加工負荷方向に応じた位置ずれ量は、工作機械１又は被加工物Ｗに実際に負荷を与えた時の工作機械１又は被加工物Ｗの変位量を実測することにより、もしくは工作機械１又は被加工物Ｗのモデルに負荷を与えた時の工作機械１又は被加工物Ｗの変位量を解析することにより、予め求められる。これにより、数値制御装置８は、正確な加工負荷方向に応じた位置ずれ量を反映した制御を容易に実行できる。また、加工負荷方向に応じた位置ずれ量は、加工結果、すなわち試し加工後の被加工物Ｗの寸法精度を測定することにより、予め求められる。これにより、数値制御装置８は、実加工に即した加工負荷方向に応じた位置ずれ量を反映した制御を容易に実行できる。変位量の実測は、例えば、既知のハンマリング法やロードセルを用いる方法で行う。変位量の解析は、例えば、既知の有限要素構造解析による方法等で行う。位置ずれ量を低減させるための各調整弁６１〜６４の圧力や量は、実験により予め求められる。

各調整部８１〜８４は、記憶部８５から数値制御データを読み出して解析し、流体供給装置７０のポンプ７２を駆動制御し、各調整弁６１〜６４をそれぞれ調整制御して各ポケット５１〜５４に供給する流体の圧力又は量を設定し、剛性の異方性をキャンセルして加工負荷方向に応じた位置ずれ量を低減する。減衰付加軸受５０は、最も回転工具７側に位置する転がり軸受４１よりもさらに回転工具７側に配置されるので、各調整部８１〜８４は、各調整弁６１〜６４をそれぞれ調整制御して各ポケット５１〜５４に供給する流体の圧力又は量を設定することにより、主軸２０のオフセット及び傾きのキャンセルが可能となる。

加工制御部８６は、記憶部８５から数値制御データを読み出して解析し、主軸モータ３０を駆動制御して回転工具７を回転させるとともに、コラム３、サドル４及びテーブル６の各軸モータを駆動制御して被加工物Ｗに対して回転工具７を相対移動させ、被加工物Ｗの加工を行う。

（工作機械の加工動作）
先ず、上述の工作機械１で真円の穴を加工する場合の動作について説明する。例えば、図５に示すように、主軸２０の回転軸線に直交する断面が真円の穴Ｈａを試し加工したとき、工作機械１の構成物のうちコラム３自体の剛性に異方性があるために、真円の穴Ｈａの中心点Ｃが、主軸２０の回転中心２０ａに対しＸ＋方向にΔｘｗ、Ｙ＋方向にΔｙｗだけ位置ずれしていたとする。

先ず、数値制御装置８は、工作機械１の構成物のうちコラム３自体の剛性の異方性をキャンセルする（図４ＡのステップＳ１）。具体的には、第一、第二Ｘ方向調整部８１，８３は、記憶部８５に記憶されたコラム３自体の剛性の異方性に起因する加工負荷方向に応じた位置ずれ量と、当該位置ずれ量を低減させるための各調整弁６１〜６４の圧力や量とのテーブルを参照し、Ｘ＋方向の変位量Δｘｗを低減するために、第一Ｘ方向調整弁６１を調整制御して第一Ｘ方向ポケット５１の圧力や量を低下させるとともに、第二Ｘ方向調整弁６３を調整制御して第二Ｘ方向ポケット５３の圧力や量を上昇させる。

さらに、第一、第二Ｙ方向調整部８２は、Ｙ＋方向の変位量Δｙｗを低減するために、第一Ｙ方向調整弁６２を調整制御して第一Ｙ方向ポケット５２の圧力や量を低下させるとともに、第二Ｙ方向調整弁６４を調整制御して第二Ｙ方向ポケット５４の圧力や量を上昇させる。これにより、数値制御装置８は、コラム３自体の剛性の異方性をキャンセルできる。

そして、数値制御装置８は、被加工物Ｗに対し真円の穴Ｈａの加工を行う（図４ＡのステップＳ２）。具体的には、加工制御部８６は、真円の穴Ｈａを被加工物Ｗに加工するために、主軸モータ３０を駆動制御して回転工具７を回転させるとともに、コラム３、サドル４及びテーブル６の各軸モータを駆動制御して被加工物Ｗに対して回転工具７を相対移動させる。そして、数値制御装置８は、真円の穴Ｈａの加工が完了するまで加工を継続し（図４ＡのステップＳ３，Ｓ２）、真円の穴Ｈａの加工が完了したら全ての処理を終了する。この場合、コラム３自体の剛性の異方性は、キャンセルされているので、数値制御装置８は、真円の穴Ｈａの中心点Ｃを主軸２０の回転中心２０ａに略一致させることができ、真円の穴Ｈａを高精度に加工できる。

次に、上述のコラム３自体の剛性の異方性をキャンセルした工作機械１で楕円の穴を加工する場合の動作について説明する。例えば、図８に示すように、主軸２０の回転軸線に直交する断面が長径ａ、短径ｂの楕円の穴Ｈ３を被加工物Ｗに加工する場合を図面を参照しつつ説明する。

数値制御装置８は、被加工物Ｗに楕円の穴Ｈ３の基準となる真円の穴Ｈ１（図６参照）を加工する（図４ＢのステップＳ１）。具体的には、加工制御部８６は、図６に示すように、主軸２０の回転軸線に直交する断面が直径ｃ（＜ｂ）の真円の穴Ｈ１を被加工物Ｗに加工するために、主軸モータ３０を駆動制御して回転工具７を回転させるとともに、コラム３、サドル４及びテーブル６の各軸モータを駆動制御して被加工物Ｗに対して回転工具７を相対移動させる。この場合、コラム３自体の剛性の異方性は、キャンセルされているので、真円の穴Ｈ１を高精度に加工できる。

次に、数値制御装置８は、真円の穴Ｈ１に基づいて楕円の穴Ｈ３を加工する（図４ＢのステップＳ２）。具体的には、加工制御部８６は、真円の穴Ｈ１の加工が完了したら、図７に示すように、真円の穴Ｈ１を基準に主軸２０の回転軸線に直交する断面が直径ｂの真円の穴Ｈ２を被加工物Ｗに加工するために、主軸モータ３０を駆動制御して回転工具７を回転させるとともに、コラム３、サドル４及びテーブル６の各軸モータを駆動制御して被加工物Ｗに対して回転工具７を相対移動させる。同時に、第一、第二Ｘ方向調整部８１，８２は、加工制御部８６による真円の穴Ｈ２の加工時に、主軸２０の回転軸線に直交する断面が長径ａ、短径ｂの楕円形状の穴Ｈ３を被加工物Ｗに加工するために、主軸２０の剛性を変化させる。

すなわち、図７に示すように、真円の穴Ｈ１の加工時のＸ方向の加工点が、真円の穴Ｈ１の位相０度から９０度に移動するにつれて、加工量が徐々に増加するように、第一Ｘ方向調整部８１は、第一Ｘ方向調整弁６１を調整制御して第一Ｘ方向ポケット５１の圧力や量を徐々に下降させ、第二Ｘ方向調整部８３は、第二Ｘ方向調整弁６３を調整制御して第二Ｘ方向ポケット５３の圧力や量を徐々に上昇させる。最終的な加工量は、図９に示すように、真円の穴Ｈ１の位相が０度から９０度までの間で（ｂ−ｃ）／２から（ａ−ｃ）／２まで増加すればよいので、徐々に増加する加工量は、例えば楕円の穴Ｈ３の相似形の曲線Ｇ１のように変化させればよい。

そして、図７に示すように、真円の穴Ｈ１の加工時のＸ方向の加工点が、真円の穴Ｈ１の位相９０度から１８０度に移動するにつれて、加工量が徐々に減少するように、第一Ｘ方向調整部８１は、第一Ｘ方向調整弁６１を調整制御して第一Ｘ方向ポケット５１の圧力や量を徐々に上昇させ、第二Ｘ方向調整部８３は、第二Ｘ方向調整弁６３を調整制御して第二Ｘ方向ポケット５３の圧力や量を徐々に下降させる。最終的な加工量は、図９に示すように、真円の穴Ｈ１の位相が９０度から１８０度までの間で（ａ−ｃ）／２から（ｂ−ｃ）／２まで減少すればよいので、徐々に減少する加工量は、例えば楕円の穴Ｈ３の相似形の曲線Ｇ２のように変化させればよい。

以降、第一、第二Ｘ方向調整部８１，８２は、Ｘ方向の加工点が真円の穴Ｈ１の位相１８０度から２７０度に移動するにつれて、上述の真円の穴Ｈ１の位相０度から９０度に移動するときと同じ制御を行い、Ｘ方向の加工点が真円の穴Ｈ１の位相２７０度から３６０度（０度）に移動するにつれて、上述の穴Ｈ１の位相９０度から１８０度に移動するときと同じ制御を行う。

そして、数値制御装置８は、楕円の穴Ｈ３の加工が完了するまで加工を継続し（図４ＢのステップＳ３，Ｓ２）、図８に示すように、楕円の穴Ｈ３の加工が完了したら全ての処理を終了する。具体的には、加工制御部８６、第一Ｘ方向調整部８１及び第二Ｘ方向調整部８３は、Ｘ方向の径がａ、Ｙ方向の径がｂに達するまで上述の加工制御を継続し、Ｘ方向の径がａ、Ｙ方向の径がｂに達したら、加工制御を終了する。以上により、被加工物Ｗには、主軸２０の回転軸線に直交する断面が長径ａ、短径ｂの楕円の穴Ｈ３が高精度に加工される。

以上のように、数値制御装置８の第一Ｘ方向調整部８１、第一Ｙ方向調整部８２、第二Ｘ方向調整部８３、第二Ｙ方向調整部８４は、第一Ｘ方向調整弁６１、第一Ｙ方向調整弁６２、第二Ｘ方向調整弁６３、第二Ｙ方向調整弁６４をそれぞれ制御することにより、減衰付加軸受５０を介して工作機械１又は被加工物Ｗの剛性を変更できる。よって、数値制御装置８は、上記剛性の異方性に起因する被加工物Ｗにおける理想加工位置に対する実加工位置のずれ量を低減でき、被加工物Ｗの加工精度を向上できる。
なお、上述の実施形態においては、減衰付加軸受５０は、四個のポケット５１〜５４を有する構成としたが、三個以上のポケットを有する減衰付加軸受であれば同様の効果が得られる。

１…工作機械、 ５…主軸装置、 ７…回転工具、 ８…数値制御装置、２０…主軸、 ４１〜４４…転がり軸受、 ５０…減衰付加軸受、 ５０ａ…円筒内周、 ５１…第一Ｘ方向ポケット、 ５２…第一Ｙ方向ポケット、 ５３…第二Ｘ方向ポケット、 ５４…第二Ｙ方向ポケット、 ６１…第一Ｘ方向調整弁、 ６２…第一Ｙ方向調整弁、 ６３…第二Ｘ方向調整弁、 ６４…第二Ｙ方向調整弁、 ７０…流体供給装置、 ８１…第一Ｘ方向調整部、 ８２…第一Ｙ方向調整部、 ８３…第二Ｘ方向調整部、 ８４…第二Ｙ方向調整部、 ８５…記憶部、 ８６…加工制御部。

Claims (6)

1. 回転工具を保持して回転駆動される主軸と、
   前記主軸を回転可能に支持する軸受と、
   を備えた工作機械の主軸装置において、
   前記軸受よりも前記回転工具側に設けられ、円筒内周において周方向に間隔をあけて三個以上のポケットが設けられ、前記各ポケットに流体が供給されることにより前記主軸に減衰を付加しつつ前記主軸を回転可能に支持する減衰付加軸受と、
   前記各ポケットに供給する前記流体の圧力及び量の少なくとも一方をそれぞれ調整して、前記主軸に対する減衰力及び支持力を変化させる調整手段と、
   前記工作機械又は被加工物の剛性の異方性に起因して、前記被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向に応じて異なる場合に、前記加工負荷方向に応じて前記調整手段を制御する制御手段と、
   を備える、主軸装置。
2. 前記制御手段は、前記工作機械の構成物のうち少なくとも１つの構成物の剛性の異方性に起因して、前記被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向に応じて異なる場合に、前記加工負荷方向に応じて前記調整手段を制御する、請求項１に記載の主軸装置。
3. 前記制御手段は、前記工作機械の構成物間の支持剛性の異方性に起因して、前記被加工物における理想加工位置に対する実加工位置のずれ量が加工負荷方向に応じて異なる場合に、前記加工負荷方向に応じて前記調整手段を制御する、請求項１又は２に記載の主軸装置。
4. 前記制御手段は、前記加工負荷方向に応じた前記ずれ量を、前記工作機械又は前記被加工物に実際に負荷を与えた時の前記工作機械又は前記被加工物の変位量を実測することにより、又は、前記工作機械又は前記被加工物のモデルに負荷を与えた時の前記工作機械又は前記被加工物の変位量を解析することにより、予め求めて記憶する、請求項１〜３の何れか一項に記載の主軸装置。
5. 前記制御手段は、前記加工負荷方向に応じた前記ずれ量を、加工結果により予め求めて記憶する、請求項１〜３の何れか一項に記載の主軸装置。
6. 前記制御手段は、前記主軸の回転軸線に直交する前記被加工物の断面が楕円状となるように、前記調整手段を制御して前記被加工物を加工する、請求項１〜５の何れか一項に記載の主軸装置。

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