DE102013110060A1

DE102013110060A1 - Vorrichtung zum Kompensieren der thermischen Versetzung in einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102013110060A1
Application number: DE102013110060.0A
Authority: DE
Inventors: Takahiro ENDOU; Susumu Maekawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: DE102013110060B4; US20140074299A1; CN103659461A; CN103659461B; JP2014054700A; US9594357B2; JP5607695B2

Abstract

Ein Positionssollwert wird durch das Vorhersagen einer thermischen Versatzgröße eines jeden Teils einer Maschine und das Addieren einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die die vorhergesagte thermische Versatzgröße aufhebt, zum Positionssollwert einer Vorschubachse kompensiert. Diese Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wird aus der Abweichungsgröße zwischen dem kompensierten Positionssollwert und dem tatsächlichen Bearbeitungspunkt eingestellt. Durch das Einstellen der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes kann man feststellen, ob die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes vergrößert oder verkleinert werden muss, und zwar abhängig von der Richtung, in der eine Bedienperson ein Werkzeugbild oder ein Werkstückbild auf einem Bildschirm bewegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kompensieren des thermischen Versatzes bei einer Werkzeugmaschine, die die Wirksamkeit der Bearbeitung beim Einstellen des Ausmaßes der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes verbessert.
Beschreibung des Stands der Technik
In manchen Fällen kann man mit einer Funktion zum Berechnen und Kompensieren einer thermischen Versatzgröße beispielsweise aus dem Betriebsablauf der Werkzeugmaschine oder der Temperatur eines jeden Teils die thermische Versatzgröße nicht ausreichend genau berechnen, etwa aufgrund der Umgebungsbedingungen, beispielsweise einem Kühlmittel oder der Außenlufttemperatur. Daher wird ein Fehler (Kompensationsfehler) zwischen der Kompensationsgröße der thermischen Versetzung und dem tatsächlichen thermischen Versatz signifikant, und die thermische Versatzgröße lässt sich nicht exakt kompensieren. Wird der Kompensationsfehler durch einen äußeren Faktor signifikant, so wird die Kompensationsgenauigkeit durch das Justieren der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes durch Vergrößern oder Verkleinern der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes verbessert.
Als erstes Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen einer Kompensationsgröße eines thermischen Versatzes offenbart die veröffentlichte japanische Patentschrift Nr. 2002-18677 ein Verfahren zum Einstellen einer Kompensationsgröße eines thermischen Versatzes für den Fall dass eine berechnete Kompensationsgröße eines thermischen Versatzes aufgrund eines äußeren Faktors beträchtlich von einer tatsächlichen thermischen Versatzgröße abweicht. Ein Koeffizient in einer Berechnungsgleichung des thermischen Versatzes bezüglich der Wärme, die durch die Spindeldrehung und die Achsenbewegung erzeugt wird, wird neu berechnet, und zwar abhängig von der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die in einem Controller einer Werkzeugmaschine gespeichert ist, und von einem Kompensationsfehler.
Beim Einstellen der Kompensationsgröße der thermischen Versetzung werden Abschnitte festgesetzt, die durch Unterteilen der Gesamtlänge einer Vorschubspindel, die einen Vorschubachsenteil bildet, in mehrere Abschnitte gewonnen werden. Eine thermische Versatzgröße δ_nl eines Abschnitts l zu einem Zeitpunkt n wird gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet. δ_nl = δ_(n-1)l + A × v_nl – B_nl + D_nl (1)
Dabei bezeichnen:

A: den Wärmeerzeugungskoeffizienten,
v_nl: einen Wert, der aus der Achsenbewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt n berechnet wird,
B_nl: die Kontraktion durch die Wärmeabfuhr der Vorschubachse je Zeiteinheit im Abschnitt l, und
D_nl: die Versetzung durch die Wärmeleitung vom Abschnitt, der dem Abschnitt l benachbart ist.

Eine thermische Versatzgröße L_nX eines Vorschubachsenabschnitts in einem Abschnitt X zum Zeitpunkt n wird durch das Addieren der thermischen Versatzgröße in jedem Abschnitt von einer Bezugsposition zum Abschnitt X gemäß Gleichung (2) wie folgt berechnet: L_nx = δ_n0 + δ_n1 + ... + δ_nl + ... + δ_nx (2)
Dabei bezeichnet L_nx die thermische Versatzgröße eines Vorschubwellenabschnitts für den Abschnitt X zum Zeitpunkt n.
Nimmt der Wärmeerzeugungskoeffizient A zu, so nimmt die Kompensationsgröße für die thermische Versetzung zu. Nimmt der Wärmeerzeugungskoeffizient A ab, so nimmt die Kompensationsgröße für die thermische Versetzung ab. Daher wird der Wärmeerzeugungskoeffizient A mit Hilfe der folgenden Gleichung (3) erneut berechnet, und zwar abhängig vom Kompensationsfehler (Einstellwert ε) und einem Wert (T), der aus der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes zu einer Zeit berechnet wird, zu der der Kompensationsfehler beim Einstellen der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes erzeugt wird. A' = A × (1 + ε × T) (3)
Ob der Koeffizient A vergrößert oder verkleinert wird (um die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes zu vergrößern oder zu verkleinern) wird in diesem Fall abhängig vom Vorzeichen des Einstellwerts ε festgelegt. Die Zuwachsgröße des Wärmeerzeugungskoeffizienten A (Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts) wird abhängig vom Betrag des Einstellwerts ε festgelegt.
Als zweites Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen einer Kompensationsgröße eines thermischen Versatzes offenbart die veröffentlichte japanische Patentschrift Nr. 11-90779 ein Verfahren zum Verändern und Einstellen einer Kompensationsgröße eines thermischen Versatzes durch das Addieren oder Subtrahieren eines Einstellwerts zur bzw. von der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes.
Bei den Verfahren zum Justieren von Kompensationsgrößen für den thermischen Versatz, die in den veröffentlichten japanischen Patentschriften Nr. 2002-18677 und Nr. 11-90779 offenbart sind, werden zwei Elemente eingestellt, nämlich die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes (Vorzeichen eines Einstellwerts)” und die ”Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts (Betrag eines Einstellwerts)”.
Die Kompensationsgröße der thermischen Versetzung stellt jedoch die Größe der Ausdehnung einer Vorschubachse dar und nicht die Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts auf einer Maschinenkoordinate. Daher stimmt in manchen Fällen das Vorzeichen nicht mit der Maschinenkoordinate überein, und ein festes Ende der Achse und eine Richtung einer Maschinenkoordinate unterscheiden sich abhängig von der Werkzeugmaschine oder Achse. Somit wird in manchen Fällen eine Kompensationsgröße des thermischen Versatzes durch das Addieren eines Positionssollwerts zu der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes kompensiert, und in anderen Fällen wird die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes durch Subtrahieren eines Positionssollwerts von der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes kompensiert. Damit lässt sich die Kompensation kaum adäquat durchführen. Dadurch erfolgt das Einstellen der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes unzureichend, und die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” stimmt nicht mit der Bewegungsrichtung eines Bearbeitungspunkts (eine Position, an der ein Werkstück von einem Werkzeug bearbeitet wird) überein. Beim Einstellen der Justierung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes erfolgt eine falsche Einstellung, und die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wird verringert, wenn sie vergrößert werden müsste, bzw. sie wird vergrößert, wenn sie verkleinert werden müsste.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, für eine Werkzeugmaschine eine Kompensationsvorrichtung für den thermischen Versatz bereitzustellen, die eine Funktion bietet, bei der eine thermische Versatzgröße beispielsweise aus den Betriebsbedingungen der Werkzeugmaschine und der Temperatur eines jeden Teils vorhergesagt wird und die thermische Kompensationsgröße kompensiert wird, um den Einstellfehler einer Justierung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes beim Justieren der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes zu verringern, damit der Kompensationsfehler kleiner wird, und bei der die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes exakt vergrößert wird, wenn die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes vergrößert werden muss, und die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes verkleinert wird, wenn die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes verkleinert werden muss.
In der Erfindung wird auf einer Anzeigevorrichtung eines Controllers ein Bild angezeigt, das durch Handlungen einer Bedienperson bewegt wird, und es wird festgestellt, ob die Kompensationsgröße für den thermischen Versatz vergrößert oder verkleinert werden muss, und zwar aus der Richtung, in die die Bedienperson das Bild bewegt, und die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wird in der richtigen Richtung nachgestellt.
Eine Kompensiervorrichtung für die thermische Versetzung einer Werkzeugmaschine der Erfindung enthält:
eine Kompensationseinheit für den thermischen Versatz, die einen Positionssollwert durch das Vorhersagen einer thermischen Versatzgröße aus dem Betrieb einer Maschine oder einer Temperatur eines jeden Teils der Maschine und das Addieren einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die die vorhergesagte thermische Versatzgröße aufhebt, zum Positionssollwert einer Vorschubachse kompensiert;
eine Einstelleinheit für die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes aus einer Abweichungsgröße zwischen dem Positionssollwert, der von der Kompensationseinheit für den thermischen Versatz kompensiert ist, und dem tatsächlichen Bearbeitungspunkt einstellt;
eine Bildanzeigevorrichtung, die ein Bild eines Werkstücks oder Werkzeugs anzeigt;
eine Bildbearbeitungseinheit, die das Bild des Werkstücks oder Werkzeugs in einer Richtung bewegt, die die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts aufhebt;
eine Bewegungsrichtungs-Anzeigeeinheit, die auf der Bildanzeigevorrichtung ein Bild darstellt, das den Zusammenhang zwischen einer Position eines Bilds, bei dem die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes noch nicht eingestellt worden ist, und einer Position eines Bilds, das mit der Bildbearbeitungseinheit bewegt worden ist, wiedergibt;
eine Feststelleinheit für die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes abhängig von einer Richtung erfasst, in die das Bild aus einer Ausgangsposition durch Betätigen der Bildbearbeitungseinheit bewegt wird; und
eine Abweichungsgrößen-Einstelleinheit, die die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts einstellt.
Die Einstelleinheit für die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes stellt die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes abhängig von der Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes ein, die die Feststelleinheit für die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes festgestellt hat, und abhängig von der Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts, die die Abweichungsgrößen-Einstelleinheit eingestellt hat.
Die Abweichungsgrößen-Einstelleinheit kann die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts abhängig von einer Eingabe von einer Eingabevorrichtung einstellen, oder die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts aus einer Bewegungsgröße des Bilds berechnen und einstellen.
Die Erfindung kann eine Kompensationsvorrichtung für den thermischen Versatz einer Werkzeugmaschine bereitstellen, die eine Funktion liefert, bei der eine thermische Versatzgröße beispielsweise aus den Betriebsbedingungen der Werkzeugmaschine und der Temperatur eines jeden Teils vorhergesagt wird und die thermische Kompensationsgröße kompensiert wird, um den Einstellfehler einer Justierung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes beim Justieren der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes zu verringern, damit der Kompensationsfehler kleiner wird, und bei der die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes exakt vergrößert wird, wenn die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes vergrößert werden muss, und die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes verkleinert wird, wenn die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes verkleinert werden muss.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die genannten Aufgaben und Merkmale der Erfindung und weitere Aufgaben und Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.
Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm einer Überblicksdarstellung eines numerischen Controllers, der eine Werkzeugmaschine steuert;
2 eine Ansicht, die erläutert, dass ein Werkstückbild, das auf einer Bildanzeigevorrichtung angezeigt wird, die sich in einer Vorrichtung zum Kompensieren des thermischen Versatzes einer Werkzeugmaschine befindet, bewegt wird;
3 eine Ansicht, die erläutert, dass ein Werkzeugbild, das auf der Bildanzeigevorrichtung angezeigt wird, die sich in der Vorrichtung zum Kompensieren des thermischen Versatzes der Werkzeugmaschine befindet, bewegt wird;
4 ein Flussdiagramm zum Erklären von Einstellprozeduren der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die von der Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Erfindung vorgenommen wird;
5 ein Flussdiagramm zum Erklären einer Justiereinstellung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes (für den Fall dass die Bewegungsgröße eingegeben wird);
6 ein Flussdiagramm zum Erklären einer Justiereinstellung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes (für den Fall dass die Bewegungsgröße durch Bearbeiten eines Bilds berechnet wird); und
7 ein Flussdiagramm zum Erklären dass die Justiereinstellung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes in der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes widergespiegelt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Kompensiervorrichtung für die thermische Versetzung einer Werkzeugmaschine der Erfindung besteht aus einem numerischen Controller, der die Werkzeugmaschine steuert. Eine Überblicksdarstellung dieses numerischen Controllers wird mit Hilfe des Blockdiagramms in 1 gegeben.
Ein Prozessor (CPU) 11 eines numerischen Controllers 10 liest über einen Bus 21 ein Systemprogramm, das in einem ROM 12 gespeichert ist, und kontrolliert den numerischen Controller 10 insgesamt entsprechend dem Systemprogramm. Eine LCD/MDI-Einheit 70 ist eine manuelle Dateneingabevorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung. Sie zeigt auf dieser Anzeigevorrichtung (Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, LCD) eine Anzeige an, für die ein Beispiel in 2 oder 3 dargestellt ist. Die LCD/MDI-Einheit 70 hat die Funktion, eine Anzeigeposition eines Anzeigebilds zu bewegen, siehe 2 oder 3, und zwar gemäß einer bestimmten Operation einer Bedienperson (beispielsweise einer Cursortasteneingabe, einer Eingabe über eine programmierbare Taste oder eines Ziehvorgangs) oder die Funktion, einen Zahlenwert einer Bewegungsgröße einzugeben. In einem RAM 13 werden temporäre Berechnungsdaten, Anzeigedaten und verschiedenen Datenarten gespeichert, die eine Bedienperson über eine LCD/MDI-Einheit 70 eingibt.
Ein SRAM 14 ist ein nicht flüchtiger Speicher, der von einer Batterie (nicht dargestellt) gestützt wird, damit er seinen Speicherstatus auch halten kann, wenn der numerische Controller 10 ausgeschaltet ist. Im SRAM 14 kann ein Programm zum Messen der Ausgangsposition, ein Programm zum Kompensieren des thermischen Versatzes der Werkzeugmaschine, ein Bearbeitungsprogramm (wird später beschrieben), das über eine Schnittstelle 15 gelesen wird, und ein Bearbeitungsprogramm, das über die LCD/MDI-Einheit 70 eingegeben wird, gespeichert sein. Zudem sind im ROM 12 bereits verschiedene Systemprogramme vorab geladen, die der Ausführung der Editiermodusverarbeitung dienen und für das Erzeugen und Editieren des Bearbeitungsprogramms nötig sind, sowie für die Verarbeitung im automatischen Betrieb.
Die Schnittstelle 15 gehört zu externen Geräten, die mit dem numerischen Controller 10 verbunden werden können, und ist an die externe Vorrichtung 72 angeschlossen, beispielsweise eine äußere Speichervorrichtung. Von der externen Speichervorrichtung werden beispielsweise das Bearbeitungsprogramm, das Messprogramm für den thermischen Versatz gelesen. Ein programmierbarer Maschinencontroller 16 (PMC) kontrolliert beispielsweise eine Hilfsvorrichtung einer Werkzeugmaschine mit Hilfe eines Folgeprogramms im numerischen Controller 10. Ein benötigtes Signal wird in der Hilfsvorrichtung mit diesen Folgeprogrammen gemäß der M-, S- und T-Funktionen konvertiert, die durch das Bearbeitungsprogramm angewiesen sind. Das umgesetzte Signal wird über die Eingabe-Ausgabe-Einheit 17 an die Hilfsvorrichtung ausgegeben. Durch dieses Ausgangssignal wird die Hilfsvorrichtung, z. B. diverse Stellglieder, in Gang gesetzt. Signale, die von den diversen Schaltern einer Steuertafel auf dem Werkzeugmaschinen-Hauptkörper empfangen werden, werden wie erforderlich bearbeitet und an den Prozessor 11 geliefert.
Bildsignale, die die entsprechende aktuelle Position einer jeden Achse der Werkzeugmaschine darstellen, Alarme, Parameter, Bilddaten usw., werden an die LCD/MDI-Einheit 70 geliefert und auf ihrer Anzeige dargestellt. Die LCD/MDI-Einheit 70 ist eine manuelle Dateneingabevorrichtung, die eine Anzeige, eine Tastatur usw. umfasst. Eine Schnittstelle 18 empfängt Daten von der Tastatur der LCD/MDI-Einheit 70 und liefert sie an den Prozessor 11.
Eine Schnittstelle 19 ist mit einem manuellen Impulsgenerator 71 verbunden. Der manuelle Impulsgenerator 71 ist auf der Steuertafel der Werkzeugmaschine implementiert und wird dazu verwendet, bewegliche Teile der Werkzeugmaschine präzise zu positionieren, indem man die jeweiligen Achsen mit verteilten Impulsen steuert, die von Hand eingegeben werden. X- und Y-Achsen-Steuerschaltungen und eine Z-Achsen-Steuerschaltung 30 bis 32 zum Bewegen eines Tischs T der Werkzeugmaschine empfangen einen Bewegungsbefehl für die einzelnen Achsen vom Prozessor 11 und geben den Befehl einer jeden Achse an die Servoverstärker 40 bis 42 aus. Nach dem Erhalt dieses Befehls steuern die Servoverstärker 40 bis 42 jeweils die Servomotoren 50 bis 52 der einzelnen Achsen der Werkzeugmaschine an. In den Servomotoren 50 bis 52 jeder Achse sind Geber für die Positionserfassung enthalten. Die Positionssignale dieser Geber werden als Impulsfolgen zurückgeführt.
Eine Wellensteuerschaltung 60 empfängt einen Wellendrehbefehl für die Werkzeugmaschine und gibt ein Wellendrehzahlsignal an einen Wellenverstärker 61 aus. Nach dem Empfang dieses Wellendrehzahlsignals dreht der Wellenverstärker 61 einen Wellenmotor 62 der Werkzeugmaschine mit der befohlenen Drehzahl und treibt dadurch ein Werkzeug an. Ein Positionsdetektor 63 ist über Zahnräder, einen Riemen oder ein ähnliches Teil mit dem Wellenmotor 62 verbunden. Der Positionsdetektor 63 gibt synchron zur Drehung der Welle Rückführimpulse aus. Der Prozessor 11 liest die Rückführimpulse über eine Schnittstelle 20. Eine Taktschaltung 65 ist so eingestellt, dass sie mit einer aktuellen Zeit synchronisiert.
Wie in der genannten veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 2002-18677 und der veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 11-90779 offenbart ist, besitzt der numerische Controller 10 eine Kompensationseinheit für die thermische Versetzung, die einen Positionssollwert durch Vorhersagen einer thermischen Versatzgröße aus dem Betrieb der Maschine oder der Temperatur eines jeden Teils der Maschine kompensiert, und die eine Kompensationsgröße für den thermischen Versatz addiert, die die vorhergesagte thermische Versatzgröße aufhebt, und zwar zu einem Positionssollwert einer Vorschubachse.
Die Erfindung kann ein Bild anzeigen, das durch eine Handlung einer Bedienperson bewegt wird, und zwar auf der Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10, der die Kompensationsvorrichtung für den thermischen Versatz der Werkzeugmaschine ist. Der Controller kann entscheiden, ob die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes vergrößert oder verkleinert wird, und zwar abhängig von einer Richtung, in die die Bedienperson das Bild bewegt, und er kann die Kompensationsgröße der thermischen Versetzung in der korrekten Richtung einstellen.
Ein Anzeigebild, das auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird, die sich in der LCD/MDI-Einheit 70 befindet, wird im Weiteren beschrieben.
Beschreibung des Falls, in dem ein Werkstückbild bewegt wird
Ein Modus zum Bewegen eines Werkstückbilds, das auf einer Bildanzeigevorrichtung angezeigt wird, die sich in einer Vorrichtung zum Kompensieren des thermischen Versatzes einer Werkzeugmaschine befindet, wird nun anhand von 2 beschrieben.
Ein Werkstückbild 102 wird auf einem Anzeigebildschirm 100 der Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10 dargestellt (Anzeigevorrichtung, die sich in der LCD/MDI-Einheit 70 befindet), der als Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Werkzeugmaschine arbeitet. Die Anzeigeposition dieses Werkstückbilds 102 kann in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung durch die Handlung einer Bedienperson bewegt werden (Cursortastenbetätigung, Betätigung einer programmierbaren Taste, Ziehvorgang usw.). Zudem muss das auf dem Anzeigebildschirm 100 der Anzeigevorrichtung dargestellte Werkstückbild 102 lediglich das Erkennen der Bewegungsrichtung eines zu bearbeitenden Werkstücks ermöglichen. Daher genügt es, die Werkstückform nur skizzenhaft darzustellen.
Wie in 2 zu sehen ist auf der linken Seite des Anzeigebildschirms 100 der Anzeigevorrichtung ein Bild dargestellt, das deutlich die Bewegungsrichtung des Werkstückbilds 102 angibt, in die sich das Werkstückbild 102 in einer Ebene parallel zur X-Achse und Y-Achse aus der Ausgangsposition des Werkstückbilds 104 bewegt hat (gestrichelt eingezeichnet), und für das die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes noch nicht eingestellt ist. D. h., das bewegte Werkstückbild 102 und das noch nicht bewegte Werkstückbild 104 werden auf dem Anzeigebildschirm 100 dargestellt.
Ferner kann ein Bild, das als Unterstützung dient, beispielsweise die Bewegungsrichtung und die Position eines Bearbeitungspunkts, zusammen mit diesen Werkstückbildern 102 und 104 dargestellt werden. Beispielsweise kann die Bewegungsrichtung des Werkstückbilds 102 mit Hilfe eines Pfeils 106 dargestellt werden.
Ein Vorzeichen, das die Bewegungsrichtung des Werkstückbilds 102 darstellt, wird abhängig vom Zuwachs bzw. der Abnahme der Maschinenkoordinate eines Bearbeitungspunkts ermittelt. Bewegt sich der Bearbeitungspunkt in der Maschinenkoordinate in einer positiven Richtung, so ist die Bewegungsrichtung die positive Richtung. Bewegt sich der Bearbeitungspunkt in einer negativen Richtung, so ist die Bewegungsrichtung die negative Richtung.
Nun misst eine Bedienperson den Kompensationsfehler und bewegt das Werkstückbild 102 in einer Richtung, in der der gemessene Kompensationsfehler abnimmt, und zwar gestützt auf die Definition der Bewegungsrichtung zum Bewegen des Bearbeitungspunkts. Genauer gesagt misst die Bedienperson eine Position, die als Indikator eines Bearbeitungspunkts dient, beispielsweise eine Bearbeitungsfläche eines Werkstücks oder einen festen Punkt auf einem Tisch, indem sie tatsächlich eine Messvorrichtung nach dem Ausführen eines Bearbeitungsprogramms verwendet. Sie berechnet eine Versatzgröße (Kompensationsfehler) des Bearbeitungspunkts und bewegt den Bearbeitungspunkt durch Bewegen des Werkstückbilds 102 in einer Plus-Bewegungsrichtung, falls der Bearbeitungspunkt in der positiven Richtung der Maschinenkoordinate bewegt werden muss, oder durch Bewegen des Werkstückbilds 102 in einer Minus-Bewegungsrichtung, falls der Bearbeitungspunkt in der negativen Richtung der Maschinenkoordinate bewegt werden muss.
Auf der rechten Seite des Anzeigebildschirms 100 der Anzeigevorrichtung, siehe 2, wird ein Bild angezeigt, das die Bewegungsrichtung eines Werkstückbilds 110 deutlich darstellt, in die sich das Werkstückbild 110 in einer Ebene parallel zur Z-Achse aus der Ausgangsposition des Werkstückbilds 112 bewegt hat (gestrichelt eingezeichnet), und für das die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes noch nicht eingestellt ist. D. h., das bewegte Werkstückbild 110 und das noch nicht bewegte Werkstückbild 110 werden auf dem Anzeigebildschirm 100 dargestellt.
Ferner kann ein Bild, das als Unterstützung dient, beispielsweise die Bewegungsrichtung und die Position eines Bearbeitungspunkts, zusammen mit diesen Bildern dargestellt werden. Beispielsweise kann die Bewegungsrichtung des Werkstückbilds 110 mit Hilfe eines Pfeils 114 angezeigt werden.
Die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” wird abhängig von einer Richtung ermittelt, in der das Werkstückbild 102 bewegt wird. Das Ermittlungsverfahren wird nun beschrieben.
Obwohl auf dem Anzeigebildschirm 100 in 2 die Bewegungen des Werkzeugs in der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung in einem Bild dargestellt sind und die Bewegungen des Werkzeugs in der Z-Achsen-Richtung in einem weiteren Bild dargestellt ist, kann die Anzahl der Achsen, die in einem Bild darzustellen ist, und die Bewegungsrichtung welcher Achse in dem Bild darzustellen ist, beliebig eingestellt werden. Auf dem Anzeigebildschirm 100 in 2 sind Bewegungen des Werkstücks in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung simultan dargestellt. Es kann jedoch auch nur eine Bewegung in der Richtung einer Achse oder in den Richtungen zweier Achsen angezeigt werden.
Auf der rechten Seite und der linken Seite des Anzeigebildschirms 100 in 2 sind Anzeigebereiche 108 und 116 für die Bewegungsgröße dargestellt, die die Bewegungsgrößen der Bearbeitungspunkte anzeigen, die gemäß dem unten beschriebenen Verfahren eingestellt oder berechnet werden.
Beschreibung des Falls, in dem ein Werkzeugbild bewegt wird
Ein Modus zum Bewegen eines Werkzeugbilds, das auf einer Bildanzeigevorrichtung angezeigt wird, die sich in einer Vorrichtung zum Kompensieren des thermischen Versatzes der Werkzeugmaschine befindet, wird nun anhand von 3 beschrieben.
Ein Werkzeugbild 122 wird auf einem Anzeigebildschirm 100 der Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10 dargestellt (Anzeigevorrichtung, die sich in der LCD/MDI-Einheit 70 befindet), der als Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Werkzeugmaschine arbeitet. Die Anzeigeposition dieses Werkzeugbilds kann in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung durch die Handlung einer Bedienperson bewegt werden (Cursortastenbetätigung, Betätigung einer programmierbaren Taste, Ziehvorgang usw.). Zudem muss das auf dem Anzeigebildschirm 100 der Anzeigevorrichtung dargestellte Werkzeugbild 122 lediglich das Erkennen der Bewegungsrichtung eines zur Bearbeitung verwendeten Werkzeugs ermöglichen. Daher genügt es, die Werkzeugform nur skizzenhaft darzustellen.
Wie in 3 zu sehen ist auf der linken Seite des Anzeigebildschirms 100 der Anzeigevorrichtung zusätzlich zum Werkstückbild 120 ein Bild dargestellt, das deutlich die Bewegungsrichtung des Werkzeugbilds 122 angibt, in die sich das Werkzeugbild 122 aus der Ausgangsposition des Werkzeugs bewegt hat (Position des Werkzeugbilds 124 des Werkstücks (gestrichelt eingezeichnet), für das die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes noch nicht eingestellt ist). D. h., das bewegte Bild 122 des Werkzeugs und das noch nicht bewegte Bild 124 des Werkzeugs werden auf dem Anzeigebildschirm 100 dargestellt.
Ferner kann ein Bild, das als Unterstützung dient, beispielsweise die Bewegungsrichtung und die Position eines Bearbeitungspunkts, zusammen mit diesen Bildern dargestellt werden. Beispielsweise kann die Bewegungsrichtung des Werkstückbilds mit Hilfe eines Pfeils 126 dargestellt werden.
Ein Vorzeichen, das die Bewegungsrichtung des Werkzeugbilds 122 darstellt, wird abhängig vom Zuwachs bzw. der Abnahme der Maschinenkoordinate eines Bearbeitungspunkts ermittelt. Bewegt sich der Bearbeitungspunkt in der Maschinenkoordinate in einer positiven Richtung, so ist die Bewegungsrichtung die positive Richtung. Bewegt sich der Bearbeitungspunkt in einer negativen Richtung, so ist die Bewegungsrichtung die negative Richtung.
Nun misst eine Bedienperson den Kompensationsfehler und bewegt das Werkzeugbild 122 in einer Richtung, in der der gemessene Kompensationsfehler klein wird, und zwar gestützt auf die Definition der Bewegungsrichtung zum Bewegen des Bearbeitungspunkts. Genauer gesagt misst die Bedienperson eine Position, die als Indikator des Bearbeitungspunkts dient, beispielsweise eine Bearbeitungsfläche eines Werkstücks oder einen festen Punkt auf einem Tisch, indem sie tatsächlich eine Messvorrichtung nach dem Ausführen eines Bearbeitungsprogramms verwendet. Sie berechnet eine Versatzgröße (Kompensationsfehler) des Bearbeitungspunkts und bewegt den Bearbeitungspunkt durch Bewegen des Werkzeugbilds 122 in einer positiven Richtung, falls der Bearbeitungspunkt in der positiven Richtung der Maschinenkoordinate bewegt werden muss, oder in der negativen Richtung, falls der Bearbeitungspunkt in der negativen Richtung bewegt werden muss.
Obwohl auf dem Anzeigebildschirm 100 in 3 die Bewegungen des Werkzeugs in der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung in einem Bild dargestellt sind und die Bewegung des Werkzeugs in der Z-Achsen-Richtung in einem weiteren Bild dargestellt ist, kann die Anzahl der Achsen, die in einem Bild darzustellen ist, und die Bewegungsrichtung welcher Achse in dem Bild darzustellen ist, beliebig eingestellt werden. Auf dem Anzeigebildschirm 100 in 3 sind Bewegungen des Werkstücks in der X-Achsen-Richtung, der Y-Achsen-Richtung und der Z-Achsen-Richtung simultan dargestellt. Es kann jedoch auch nur eine Bewegung in der Richtung einer Achse oder in den Richtungen zweier Achsen angezeigt werden.
Auf der rechten Seite und der linken Seite des Anzeigebildschirms 100 in 3 sind Anzeigebereiche 128 und 138 für die Bewegungsgröße dargestellt, die die Bewegungsgrößen der Bearbeitungspunkte anzeigen, die gemäß dem unten beschriebenen Verfahren eingestellt oder berechnet werden.
Die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” wird abhängig von einer Richtung ermittelt, in der ein Werkzeugbild bewegt wird. Das Ermittlungsverfahren wird nun beschrieben.
Auf der rechten Seite des Anzeigebildschirms 100 der Anzeigevorrichtung in 3 ist ein Bild dargestellt, das die Bewegungsrichtung des Werkzeugbilds 132 deutlich anzeigen kann, das sich in einer Ebene parallel zur Z-Achse aus der Ausgangsposition eines Werkzeugbilds 134 bewegt hat (gestrichelt eingezeichnet), und für das die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes noch nicht eingestellt ist. D. h., das Werkzeugbild 132, das sich bewegt hat, und das Werkzeugbild 134, das sich noch nicht bewegt hat, werden auf dem Anzeigebildschirm 100 dargestellt. Ferner kann ein Bild, das als Unterstützung dient, beispielsweise die Bewegungsrichtung und die Position eines Bearbeitungspunkts, zusammen mit diesen Bildern dargestellt werden. Beispielsweise kann die Bewegungsrichtung des Werkstückbilds mit Hilfe eines Pfeils 136 angezeigt werden.
Obwohl man den Stand der Technik, der in der genannten veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 2002-18677 offenbart ist (siehe Gleichung (1) bis Gleichung (4)) und den Stand der Technik, der in der veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 11-90779 offenbart ist, dazu verwenden kann, die Kompensationsgröße der thermischen Versetzung einzustellen, ist das Einstellen der thermischen Kompensationsgröße jedoch nicht hierauf beschränkt. Das Einstellen der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die durch das Erhöhen oder Erniedrigen der berechneten Kompensationsgröße des thermischen Versatzes mit einer festen Rate (Einstellrate) kann gemäß der folgenden Gleichung (4) beruhend auf einer ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” und einer ”Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts” erfolgen. E = 1 + d × L_adj/L_E (4)
Dabei bezeichnet:

d + 1: für eine Zunahme der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes und –1 für eine Abnahme;
L_adj: die Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts; und
L_E: die Kompensationsgröße zum Zeitpunkt, zu dem der Kompensationsfehler erzeugt wird.

Wird die Kompensationsgröße der thermischen Versetzung gemäß der vorstehenden Gleichung (4) eingestellt, so stellt die Bedienperson die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße d (= +1 oder –1) des thermischen Versatzes” und die ”Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts L_adj” so ein, dass es möglich ist, ein Einstellverfahren anzuwenden, in dem Bilder benutzt werden.
Nun wird die Prozedur zum Einstellen einer Kompensationsgröße der thermischen Versetzung in einer Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Erfindung mit Hilfe von 4 beschrieben.
Ein Bearbeitungsprogramm wird mit Hilfe der Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Werkzeugmaschine (numerischer Controller 10, der die Werkzeugmaschine steuert) ausgeführt und ein Werkstück tatsächlich bearbeitet. Eine Position, die als Indikator eines Bearbeitungspunkts dient, beispielsweise eine Bearbeitungsfläche eines Werkstücks oder ein fester Punkt auf dem Tisch, wird mit Hilfe einer bekannten Messvorrichtung nach dem Ausführen des Programms gemessen. Die Versatzgröße (Kompensationsfehler) des Bearbeitungspunkts und die Richtung, in der der Bearbeitungspunkt verschoben ist (Zunahme oder Abnahme der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes), werden im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt.
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erklären von Einstellprozeduren der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die von der Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Erfindung vorgenommen werden. Im Weiteren werden die einzelnen Schritte beschrieben.
[Schritt SA01] Ein Programm zum Bearbeiten eines Werkstücks wird unter Verwendung einer Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz (numerischer Controller) ausgeführt.
[Schritt SA02] Eine Position, die als Indikator zum Spezifizieren der Position eines Bearbeitungspunkts dient, beispielsweise eine Bearbeitungsfläche eines Werkstücks oder ein fester Punkt auf dem Tisch, wird mit Hilfe einer bekannten Messvorrichtung nach dem Ausführen des Programms gemessen. Eine Versatzgröße (Kompensationsfehler) eines Bearbeitungspunkts wird erhalten.
[Schritt SA03] Es wird geprüft, ob die Kompensationsgenauigkeit des im Schritt SA02 erhaltenen Kompensationsfehlers gut ist. Ist die Kompensationsgenauigkeit gut (JA), so wird die Verarbeitung beendet. Ist jedoch die Kompensationsgenauigkeit nicht ausreichend (NEIN), so geht die Verarbeitung zum Schritt SA04 über.
[Schritt SA04] Die Justierung der Einstellung einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wird vorgenommen (siehe 5).
[Schritt SA05] Die Justierung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes spiegelt sich in der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wider (siehe 6). Die Verarbeitung ist beendet.
Nun wird die ”Einstellung einer Kompensationsgröße für den thermischen Versatz” im Schritt SA04 beschrieben. Ein Verfahren zum Einstellen der Kompensationsgröße für den thermischen Versatz enthält zwei Vorgehensweisen, nämlich das Eingeben einer Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts (siehe 5), und das Berechnen einer Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts durch Bearbeiten eines Bilds (siehe 6).
Beschreibung des Falls dass eine Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts eingegeben wird (siehe Fig. 5)
Ein Werkstückbild wird auf der Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10 (Anzeigevorrichtung, die in der LCD/MDI-Einheit 70 enthalten ist) dargestellt. Die Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts wird abhängig von dem Kompensationsfehler eingestellt, der im Schritt SA02 gemessen wurde (siehe Bezugszeichen 108 und 116 in 2 und Bezugszeichen 128 und 138 in 3).
Als Reaktion auf die Bewegung des Bearbeitungspunkts wird die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts im Speicher des numerischen Controllers abgelegt. Erfolgt eine Bewegung des Bearbeitungspunkts in der positiven Richtung, so wird die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts als die positive Richtung gespeichert. Erfolgt eine Bewegung des Bearbeitungspunkts in der negativen Richtung, so wird die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts als die negative Richtung im Speicher des numerischen Controllers gespeichert.
Entsprechend zur Eingabe der Bedienperson (unabhängig von der Eingabevorrichtung) wird ein im Schritt SA02 gemessener Wert des Kompensationsfehlers als Bewegungsgröße (L_adj) des Bearbeitungspunkts eingestellt und im numerischen Controller abgelegt (d. h., die Fehlergröße des Bearbeitungspunkts wird anhand der Eingabe über die Eingabevorrichtung eingestellt). Die eingestellte Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts wird angezeigt (siehe Bezugszeichen 108 und 116 in 2 und Bezugszeichen 128 und 138 in 3). Kann der exakte Wert des Kompensationsfehlers aufgrund der in die Eingabevorrichtung eingebbaren Stellenzahl nicht eingegeben werden, so wird ein Näherungswert für den Kompensationsfehler eingegeben.
Nun wird die Justierung einer Kompensationsgröße der thermischen Versetzung (zum Eingeben einer Bewegungsgröße) mit Hilfe des Flussdiagramms in 5 beschrieben. Im Folgenden werden alle Einzelschritte beschrieben.
[Schritt SB01] Ein Bild wird dargestellt.
[Schritt SB02] Das Bild wird durch eine Handlung der Bedienperson bewegt.
[Schritt SB03] Die Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts wird eingegeben.
[Schritt SB04] Die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts und die Bewegungsgröße werden im Speicher des numerischen Controllers hinterlegt.
Beschreibung des Falls dass eine Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts durch Handlungen am Bild berechnet wird (siehe Fig. 6)
Ein Werkstück- oder Werkzeugbild wird auf der Anzeigevorrichtung des numerischen Controllers 10 (Anzeigevorrichtung, die in der LCD/MDI-Einheit 70 enthalten ist) dargestellt. Die Anzeigepositionen dieser Bilder können durch einen besonderen Bedienvorgang der Bedienperson bewegt werden (Cursortasteneingabe, Eingabe über eine programmierbare Taste oder ein Ziehvorgang usw.) Die Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts wird abhängig von dem Kompensationsfehler eingestellt, der im Schritt SA02 gemessen wurde (d. h., die Fehlergröße des Bearbeitungspunkts wird anhand der Bewegungsgröße des Bilds berechnet und eingestellt). Die Bewegungsgröße (I_E) des Bearbeitungspunkts kann variabel gemacht werden, indem man den Vorgang ein Mal ausführt und sie durch eine besondere Operation verändert (beispielsweise die Eingabe über eine programmierbare Taste), oder indem ein bestimmter Speicher im numerischen Controller 10 verwendet wird.
Die Bewegungsgröße (L_adj) wird zu dem Zeitpunkt aktualisiert, zu dem der Bearbeitungspunkt bewegt wird.
Die Bewegungsgröße (L_adj) des Bearbeitungspunkts wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (5) jedes Mal berechnet, wenn der Bearbeitungspunkt bewegt wird, und sie wird im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt. L_adj = L_adj' + I_E × d (5)
Dabei bezeichnet:

L_adj: die Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts bevor die Operation ausgeführt wird;
I_E: die Bewegungsgröße, die durch eine Operation vergrößert oder verkleinert werden muss; und
d: die Richtung, in der der Bearbeitungspunkt bewegt wird (+1 oder –1).

Die berechnete ”Bewegungsgröße L_adj des Bearbeitungspunkts bevor die Operation ausgeführt wird” wird angezeigt, und eine Operation zum Bewegen des Bearbeitungspunkts wird so vorgenommen, dass der gemessene Kompensationsfehler erzielt wird. Bei jedem Bewegungsvorgang wird das Vorzeichen von L_adj geprüft und im Speicher des numerischen Controllers 10 als Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts abgelegt.
Nun wird anhand des Flussdiagramms in 6 eine Einstellung einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes (zum Berechnen der Bewegungsgröße durch Bearbeiten eines Bilds) beschrieben. Im Weiteren werden alle Einzelschritte erklärt.
[Schritt SC01] Ein Bild wird dargestellt.
[Schritt SC02] Das Bild wird durch eine Handlung der Bedienperson bewegt.
[Schritt SC03] Die Bewegungsgröße wird aus der Handlung zum Bewegen des Bilds berechnet und angezeigt.
[Schritt SC04] Die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts werden im Speicher des numerischen Controllers hinterlegt.
[Schritt SC05] Es wird geprüft, ob die im Schritt SC03 berechnete Bewegungsgröße tauglich ist. Ist die Bewegungsgröße geeignet (JA), so wird die Verarbeitung beendet. Ist die Bewegungsgröße ungeeignet (NEIN), so kehrt die Verarbeitung zum Schritt SC02 zurück.
Nun wird das ”Widerspiegeln der Einstellung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes in der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” im obigen Schritt SA05 beschrieben. Zum Einstellen der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes werden die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” und die ”Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts” gewonnen.
Die ”Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts” erhält man durch das Lesen der Größe L_adj, die im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt ist. Daraufhin wird die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts, die im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt ist, gelesen. Die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” wird ermittelt.
Eine Kompensationsgröße eines thermischen Versatzes kann das Ausmaß der Ausdehnung einer Vorschubachse sein und nicht die Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts in einer Maschinenkoordinate. In diesen Fall hängt das Vorzeichen einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes nicht mit dem Vorzeichen einer Maschinenkoordinate zusammen, und das feste Ende einer Achse und die Richtung einer Maschinenkoordinate unterscheiden sich abhängig von der Werkzeugmaschine oder der Achse. Daher gibt es Verfahren zum Kompensieren der Kompensationsgröße einer thermischen Versetzung durch das Addieren der Kompensationsgröße der thermischen Versetzung zu einem Positionssollwert und zum Kompensieren der Kompensationsgröße einer thermischen Versetzung durch das Subtrahieren der Kompensationsgröße der thermischen Versetzung von dem Positionssollwert. Ein Verfahren zum Bestimmen der ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” kann beide Verfahren umfassen.
Das Bestimmen der ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” erfolgt dann, wenn die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes zu einem Positionssollwert addiert wird, und dann, wenn die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes von einem Positionssollwert subtrahiert wird, und zwar jeweils getrennt.
Wird die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes durch das Addieren der Kompensationsgröße der thermischen Versetzung zu dem Positionssollwert kompensiert, falls die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts die positive Richtung ist, so wird die ”Zunahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” vorgenommen. Ist die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts die negative Richtung, so wird die ”Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” vorgenommen.
Wird die Kompensationsgröße der thermischen Versetzung durch das Subtrahieren der Kompensationsgröße der thermischen Versetzung von dem Positionssollwert kompensiert, falls die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts die positive Richtung ist, so wird die ”Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” vorgenommen. Ist die Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts die negative Richtung, so wird die ”Zunahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” vorgenommen.
Die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes”, die wie beschrieben ermittelt wurde, wird im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt. Das Einstellen erfolgt gemäß eines jeden obigen Einstellverfahrens abhängig von der ”Zunahme oder Abnahme einer thermischen Versatzgröße” und der ”Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts”. Obgleich die beiden Größen ”Bewegungsrichtung eines Bearbeitungspunkts” und ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” in diesem Beispiel im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt werden, kann auch eine dieser Größen gespeichert werden. Wird die ”Bewegungsrichtung eines Bearbeitungspunkts” im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt, so kann man die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” anhand des Ermittlungsinhalts bestimmen. Wird die ”Zunahme oder Abnahme einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes” im Speicher des numerischen Controllers 10 abgelegt, so kann man die ”Bewegungsrichtung eines Bearbeitungspunkts” durch Umkehren des Ermittlungsinhalts bestimmen.
Nun wird das Widerspiegeln der Einstellung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes in der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes mit Hilfe des Flussdiagramms in 7 beschrieben. Im Folgenden werden alle einzelnen Schritte beschrieben.
[Schritt SD01] Die Bewegungsgröße des Bearbeitungspunkts wird aus dem Speicher des numerischen Controllers gelesen.
[Schritt SD02] Die Zunahme oder Abnahme der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wird abhängig von der Bewegungsrichtung des Bearbeitungspunkts ermittelt, die aus dem Speicher des numerischen Controllers gelesen wird.
[Schritt SD03] Die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes wird eingestellt, und die Verarbeitung ist beendet.
Durch das Einstellen einer Kompensationsgröße für den thermischen Versatz mit Hilfe einer Zunahme oder Abnahme der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes und der Bewegungsgröße eines Bearbeitungspunkts kann die Erfindung die Zunahme oder Abnahme der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes abhängig von der Richtung feststellen, in der sich das Bild bewegt, und die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes einfach einstellen, ohne dass fälschlicherweise die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes vergrößert oder verkleinert wird. Hierdurch kann die Erfindung verglichen mit herkömmlichen Vorgehensweisen die Wahrscheinlichkeit verringern, dass fälschlicherweise eine Zunahme oder Abnahme der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes eingestellt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2002-18677 [0003, 0011, 0035, 0059]
JP 11-90779 [0010, 0011, 0035, 0059]

Claims

Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz einer Werkzeugmaschine, umfassend: eine Kompensationseinheit für den thermischen Versatz, die einen Positionssollwert durch das Vorhersagen einer thermischen Versatzgröße aus dem Betrieb einer Maschine oder einer Temperatur eines jeden Teils der Maschine und das Addieren einer Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die die vorhergesagte thermische Versatzgröße aufhebt, zum Positionssollwert einer Vorschubachse kompensiert; und eine Einstelleinheit für die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes aus einer Abweichungsgröße zwischen dem Positionssollwert, der von der Kompensationseinheit für den thermischen Versatz kompensiert ist, und dem tatsächlichen Bearbeitungspunkt einstellt, wobei die Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz der Werkzeugmaschine zudem umfasst; eine Bildanzeigevorrichtung, die ein Bild eines Werkstücks oder Werkzeugs anzeigt; eine Bildbearbeitungseinheit, die das Bild des Werkstücks oder Werkzeugs in einer Richtung bewegt, die die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts aufhebt; eine Bewegungsrichtungs-Anzeigeeinheit, die auf der Bildanzeigevorrichtung ein Bild darstellt, das den Zusammenhang zwischen einer Position eines Bilds, bei dem die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes noch nicht eingestellt worden ist, und einer Position eines Bilds, das mit der Bildbearbeitungseinheit bewegt worden ist, wiedergibt; eine Feststelleinheit für die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes, die eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes abhängig von einer Richtung erfasst, in die das Bild aus einer Ausgangsposition durch Betätigen der Bildbearbeitungseinheit bewegt wird; und eine Abweichungsgrößen-Einstelleinheit, die die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts einstellt, wobei die Einstelleinheit für die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes die Kompensationsgröße des thermischen Versatzes abhängig von der Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes einstellt, die die Feststelleinheit für die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Kompensationsgröße des thermischen Versatzes festgestellt hat, und abhängig von der Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts, die die Abweichungsgrößen-Einstelleinheit eingestellt hat.
Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz einer Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abweichungsgrößen-Einstelleinheit die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts abhängig von einer Eingabe von einer Eingabevorrichtung einstellt.
Kompensiervorrichtung für den thermischen Versatz einer Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abweichungsgrößen-Einstelleinheit die Abweichungsgröße des Bearbeitungspunkts aus der Größe der Bewegung des Bilds berechnet und einstellt.