JIS B 6190-3:2014 工作機械試験方法通則―第３部：熱変形試験

                                                                  B 6190-3 : 2014 (ISO 230-3 : 2007)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 用語及び定義・・・・[2]
•  4 基本事項・・・・[5]
•  4.1 測定単位・・・・[5]
•  4.2 JIS B 6191の引用・・・・[5]
•  4.3 推奨する測定器及び測定装置・・・・[5]
•  4.4 試験前の機械の状態・・・・[6]
•  4.5 試験の順序・・・・[6]
•  4.6 試験時の環境温度・・・・[6]
•  5 環境温度変動誤差(ETVE)試験・・・・[7]
•  5.1 一般・・・・[7]
•  5.2 試験方法・・・・[9]
•  5.3 結果の説明・・・・[10]
•  5.4 結果の表示・・・・[12]
•  6 主軸回転による熱変形・・・・[13]
•  6.1 一般・・・・[13]
•  6.2 試験方法・・・・[13]
•  6.3 結果の説明・・・・[15]
•  6.4 結果の表示・・・・[16]
•  7 直進軸の運動による熱変形・・・・[17]
•  7.1 一般・・・・[17]
•  7.2 試験方法・・・・[17]
•  7.3 結果の表示・・・・[23]
•  附属書A(参考)変位計・・・・[27]
•  附属書B(参考)変位計の必要数・・・・[31]
•  附属書C(参考)工作機械の環境温度指針・・・・[33]
•  附属書D(参考)代替測定装置及び測定方法・・・・[35]
•  参考文献・・・・[39]

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――――― [JIS B 6190-3 pdf 1] ―――――

B 6190-3 : 2014 (ISO 230-3 : 2007)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般社団法人日本工作機械工業会(JMTBA)
から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経
て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  これによって,JIS B 6193:2003は廃止され,この規格に置き換えられた。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
  JIS B 6190の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS B 6190-1 第1部 : 幾何精度試験方法(予定)
    JIS B 6190-2 第2部 : 数値制御による位置決め精度試験
    JIS B 6190-3 第3部 : 熱変形試験
    JIS B 6190-4 第4部 : 数値制御による円運動精度試験
    JIS B 6190-5 第5部 : 騒音放射試験(予定)
    JIS B 6190-6 第6部 : 対角位置決め精度試験(予定)
    JIS B 6190-7 第7部 : 回転軸の幾何精度試験

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――――― [JIS B 6190-3 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                           B 6190-3 : 2014
                                                                            (ISO 230-3 : 2007)

工作機械試験方法通則−第3部 : 熱変形試験

Test code for machine tools-Part 3: Determination of thermal effects

序文

  この規格は,2007年に第2版として発行されたISO 230-3を基に,技術的内容及び対応国際規格の構成
を変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,様々な熱入力が原因で発生する工作機械構造の熱変形及び位置決めシステムに及ぼす熱影
響の試験方法について規定する。工作機械の熱変形は,運転条件と密接に関係していることが知られてい
る。この規格では,通常の運転条件を模擬するための条件ではなく,性能評価が容易で,工作機械の性能
に及ぼす環境の影響を評価するための試験条件について規定している。例えば,切削油剤を使用すると工
作機械の熱挙動に大きな影響を及ぼす。したがって,工作機械の性能評価として熱影響を評価する必要が
ある場合には,この試験は,工作機械の実際の熱変形挙動を推定するための予備的な試験と考えるのが望
ましい。この規格では,主要な構造要素の熱膨張又は熱収縮によって工具を保持する要素と工作物を保持
する要素との間に生じる相対変位の測定方法について規定している。
  この規格に規定する試験方法は,種々の工作機械の形式検査及び個々の工作機械の受渡検査に適用でき
る。この試験を受渡検査で使用する場合には,使用者は,製造業者との協定に際して使用者の関心のある
構成要素の特性に関係する検査事項を選択してもよい。適用する検査規格及び検査費用に関して協定する
ことなく,受渡検査としてこの試験通則を参照するだけでは,受渡当事者間の拘束条件にはならない。こ
の規格の主な特徴の一つは,JIS B 6190-2及びJIS B 6190-4に規定されている変位の測定に関係し,全て
の性能試験に及ぼす環境の熱影響に重点を置いていることである。製造業者は,機械が仕様どおりの精度
を出すと考えられる環境温度仕様を提示するのが望ましい。機械の使用者は,製造業者の環境温度指針に
適合する適切な試験環境を提供することに責任をもつか,又は性能が落ちた状態で受け入れることに責任
をもつのが望ましい。環境温度指針の例を附属書Cに示す。
  環境温度が工作機械の性能に過大な不確かさ又は変動を生じさせ,製造業者の環境温度指針に適合しな
い場合には,期待する精度を下げる必要がある。機械が仕様どおりの性能を発揮することができない場合
には,合成標準熱不確かさを分析することによって問題点を特定できる。合成標準熱不確かさは,この規
格の3.13及びISO/TR 16015による。
  なお,附属書Aにこの規格で使用できる変位計について,附属書Bにこの測定に必要な,変位計数につ
いて,附属書Cに工作機械の環境温度指針について,附属書Dに代替測定装置及び測定方法について参考
として示す。

1 適用範囲

  この規格は,次の三つの試験方法について規定する。
− 環境温度変動誤差(ETVE)試験

――――― [JIS B 6190-3 pdf 3] ―――――

2
B 6190-3 : 2014 (ISO 230-3 : 2007)
− 主軸の回転による熱変形
− 直進軸の運動による熱変形
  直進軸の運動による熱変形試験(箇条7参照)は,数値制御工作機械だけに適用し,位置決めの正確さ
及び繰返し性に及ぼす軸の熱膨張並びに熱収縮の影響を評価するために行う。この規格の箇条7に規定す
る試験方法は,2 000 mm以下の直進軸をもつ機械に適用する。この試験を直進軸が2 000 mmを超える機
械に適用する場合には,各軸の通常の作業範囲から長さ2 000 mmを選んで行う。
  この規格に規定する熱変形試験は,ISO/TR 16015によるドリフト試験に対応している。この規格は,工
作機械の熱変形の評価及びその詳細な試験方法について規定する。
    注記1 この規格で規定する試験事項には,許容値を設けていないことに注意する。
    注記2 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
            ISO 230-3:2007,Test code for machine tools−Part 3: Determination of thermal effects(IDT)
              なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”
            ことを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 0680 製品の幾何特性仕様(GPS)−製品の幾何特性仕様及び検証に用いる標準温度
      注記 対応国際規格 : ISO 1,Geometrical Product Specifications (GPS)−Standard reference temperature
             for geometrical product specification and verification(IDT)
    JIS B 6191 工作機械−静的精度試験方法及び工作精度試験方法通則
      注記 対応国際規格 : ISO 230-1,Test code for machine tools−Part 1: Geometric accuracy of machines
             operating under no-load or finishing conditions(MOD)
    JIS B 6310 産業オートメーションシステム−機械及び装置の制御−座標系及び運動の記号
      注記 対応国際規格 : ISO 841,Industrial automation systems and integration−Numerical control of
             machines−Coordinate system and motion nomenclature(IDT)
    ISO/TR 16015,Geometrical product specifications (GPS)−Systematic errors and contributions to
        measurement uncertainty of length measurement due to thermal influences

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,ISO/TR 16015によるほか,次による。
3.1
機械スケール(machine scale)
  工作機械の軸の直進又は回転位置を与える機械に組み込んだ測定システム。
3.2
熱膨張係数,α(coefficient of thermal expansion)
  温度変化に対する測定対象物又は試験装置のスケールの長さ変化率。
    注記 この規格では,温度の範囲は20 ℃T ℃を考え,次の式を用いる。
                                    LT  L20
                          (20,T)
                                  L20 T   20

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                                                                  B 6190-3 : 2014 (ISO 230-3 : 2007)
            ここに,Lは,測定対象物又は試験装置のスケールの長さである。
3.3
公称熱膨張係数,αn(nominal coefficient of thermal expansion)
  20 ℃T ℃までの範囲にわたる熱膨張係数の近似値。
3.4
熱膨張係数の不確かさ,uα(uncertainty of coefficient of thermal expansion)
  熱膨張係数に起因すると考えられるばらつきの量を特徴付けるパラメータ。
3.5
熱膨張,ΔE(thermal expansion)
  温度変化に応じた,測定対象物又は試験装置のスケール部の長さの変化。
3.6
公称熱膨張,ΔNE(nominal thermal expansion)
  20 ℃から測定時間中の平均温度までの,測定対象物又は長さ試験装置のスケールの熱膨張量の推定値。
    注記 この推定値は,公称熱膨張係数に基づく。
                          NE   n L T   20
3.7
                                                   in nominal thermal expansion due to uncertainty in
αの不確かさによる公称熱膨張の不確かさ,u(uncertainty
                                        Δ NE
α)
  熱膨張係数の不確かさによって生じる公称熱膨張の不確かさ。
    注記 この不確かさは,次の式で計算できる。
                        u NE  L (T  20)   
3.8
温度測定による長さの不確かさ,uTM(uncertainty of length due to temperature measurement)
  長さ測定が行われる温度の不確かさによる測定長さの不確かさ。
3.9
公称熱膨張差,NDE(nominal differential thermal expansion)
  20 ℃と異なる温度によって発生する測定対象物の推定膨張量と試験装置の推定膨張量との差。
3.10
公称熱膨張差の不確かさ,uNDE(uncertainty of nominal differential thermal expansion)
  測定対象物及び試験装置の熱膨張係数の不確かさによって生じる合成不確かさ。
    注記1 測定対象物及び試験装置の公称膨張の不確かさの二乗の和の平方根である。
                                 2    2
                        uNDE    uEM  uET
                      ここに, uEM :  測定対象物の公称膨張の不確かさ
                                uET :  試験装置の公称膨張の不確かさ
    注記2 不確かさの評価については,ISO/TR 16015:2003の5.3 d)による。
3.11
環境温度変動誤差,ETVE(environmental temperature variation error)
  工作機械の性能評価中の全時間にわたる環境温度の変化だけによって生じる最大の測定値変化の推定値。
    例 ETVE(Z,8 ℃)の表記は,Z方向において求めたETVE量が8 ℃の環境温度変化に対応すること

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