DE102015109237A1 - Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102015109237A1
DE102015109237A1 DE102015109237.9A DE102015109237A DE102015109237A1 DE 102015109237 A1 DE102015109237 A1 DE 102015109237A1 DE 102015109237 A DE102015109237 A DE 102015109237A DE 102015109237 A1 DE102015109237 A1 DE 102015109237A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
correction
thermal displacement
precision
amount
thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102015109237.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102015109237B4 (de
Inventor
Shouhei TAKENO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of DE102015109237A1 publication Critical patent/DE102015109237A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102015109237B4 publication Critical patent/DE102015109237B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49206Compensation temperature, thermal displacement, use measured temperature

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine vorgesehen, mit einer Berechnungseinheit für einen thermischen Versetzungskorrekturbetrag zum Berechnen eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags und die zum Korrigieren eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch Wärme bewirkt ist, die von der Arbeitsmaschine erzeugt und abgestrahlt wird und sich im Zeitverlauf durch den thermischen Versetzungskorrekturbetrag ändert, konfiguriert ist, wobei die Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine Folgendes enthält: einen Korrekturfehlerkoeffizientlagerspeicher; eine Korrekturpräzisionsberechnungseinheit, die zum Berechnen der Korrekturpräzision des thermischen Versetzungskorrekturbetrags auf Grundlage des thermischen Versetzungskorrekturbetrags und des Korrekturfehlerkoeffizienten konfiguriert ist; und eine Korrekturpräzisionsverschlechterungsmeldeeinheit.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur der thermischen Versetzung in einer Arbeitsmaschine, und insbesondere eine Vorrichtung zur Korrektur der thermischen Versetzung, die eine Verschlechterung der Korrekturpräzision einer Korrektur einer thermischen Versetzung meldet.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Bei einer Arbeitsmaschine wird eine darin vorgesehene Struktur während eines Verarbeitungsbetriebs der Arbeitsmaschine aufgrund verschiedener Faktoren, wie etwa Wärme eines Motors, Reibungswärme einer Zufuhrwelle, Schneidwärme eines Schneidbetriebs und Wärme, die durch eine Temperatur eines Schneidfluids oder verschiedener Umgebungstemperaturen übertragen ist, ausgedehnt oder zusammengezogen. Dabei beeinflusst eine Versetzung in der relativen Position zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück die Verarbeitungspräzision einer Arbeitsmaschine. Um die Verschlechterung der Verarbeitungsposition zu verhindern, die durch die Versetzung der relativen Position aufgrund der Wärme bewirkt ist, besteht ein Bedarf, die relative Position zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück in Reaktion auf den Versetzungsbetrag zu korrigieren. Aus diesem Grund ist die Arbeitsmaschine mit einer Vorrichtung ausgestattet, die einen thermischen Versetzungsbetrag in Reaktion auf eine Umgebungstemperatur oder Wärme, die von der oben beschrieben Wärmeerzeugungsquelle übertragen wird, schätzt und die relative Position korrigiert.
  • Als ein Verfahren zum Schätzen der Versetzung der relativen Position zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück aufgrund der Wärme offenbart JP 2013-146823 A ein Verfahren zum Berechnen eines thermischen Versetzungsbetrags einer Struktur aus der Wärmemenge, die erzeugt oder abgestrahlt wird, wenn die Arbeitsmaschine angetrieben oder angehalten wird.
  • Ferner offenbart JP 10-138091 A ein Verfahren zum Bestimmen eines Korrekturbetrags durch Nutzen einer Versetzung oder einer Temperaturänderung, die durch einen Versetzungssensor oder einen Temperatursensor erkannt werden, zum Zweck des Erhaltens höherer Korrekturpräzision. Bei der Technik, die in JP 10-138091 A offenbart ist, wird bestimmt, dass der thermische Versetzungsbetrag nicht genügend geschätzt ist, wenn eine Änderung des thermischen Versetzungsbetrags, der durch ein normales thermisches Versetzungsschätzverfahren berechnet wird, größer als ein Sollwert ist. Dann wird der thermische Versetzungsbetrag durch den Versetzungssensor gemessen und der Korrekturbetrag davon bestimmt.
  • Da die Versetzung durch Wärmeänderungen aufgrund verschiedener Faktoren, wie etwa Wärme eines Motors, Reibungswärme einer Zufuhrwelle, Schneidwärme eines Schneidbetriebs, bewirkt ist und eine Beeinflussung durch eine Temperatur eines Schneidfluids oder verschiedene Umgebungstemperaturen bewirkt ist, ist es schwierig, den Versetzungsbetrag durch Prüfen der Wärmeerzeugungsmenge von allen Wärmeerzeugungsquellen und der Wärmeübertragungsmenge auf die Struktur ohne jeglichen Sensor vollständig zu schätzen. Aus diesem Grund besteht eine Differenz bezüglich des tatsächlichen Wärmeversetzungsbetrags während einer Korrektur.
  • Da die thermische Versetzung komplex wird, wenn sich die Wärmeverteilung in der Struktur ändert, nimmt eine Differenz zwischen dem thermischen Versetzungsschätzbetrag und dem tatsächlichen thermischen Versetzungsbetrag zu. Dementsprechend ist die Korrekturpräzision auch dann verschlechtert, wenn die thermische Versetzung korrigiert wird. Aus diesem Grund liegt ein Fall vor, bei dem die erwartete Korrekturpräzision selbst nach der Korrektur der thermischen Versetzung abhängig vom thermischen Versetzungsbetrag nicht erhalten werden kann. Dabei besteht kein Bedarf, den Versatzwert der Koordinate des Werkzeugs durch Benutzen einer anderen Einheit als einer thermischen Versetzungskorrektureinheit anzupassen.
  • In einem derartigen Fall untersucht eine Bedienungsperson die Korrekturpräzision durch Anhalten des Verarbeitungsbetriebs. Wenn jedoch keinerlei Verfahren zum Bestimmen besteht, ob die genügende Korrekturpräzision durch die Korrektur der thermischen Versetzung aufrechterhalten ist, wird die Untersuchung jeden Verarbeitungsbetrieb durchgeführt, und daher ist die Verarbeitungseffizienz verschlechtert.
  • Wenn der Temperatursensor oder der Versetzungssensor benutzt werden, kann die Korrekturpräzision verbessert sein. Jedoch bewirkt die Benutzung das Problem der Kostenerhöhung durch die Sensorbenutzung und des Schutzes des Sensors vor der Auswirkung von Spänen oder Kühlmittel. Ferner ist es erforderlich, einen Fall zu berücksichtigen, in dem genügende Korrekturpräzision gemäß der Messpräzision des Sensors nicht erhalten sein kann.
  • Jedoch gibt es keine Arbeitsmaschine mit einer Struktur zum Bestimmen, ob die Korrekturpräzision bei der Korrektur der thermischen Versetzung genügend ist.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung vorzusehen, die die Korrekturpräzision eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch ein Programm zur Korrektur einer thermischen Versetzung berechnet wird, schätzt und eine Meldung zur Verschlechterung der Korrekturpräzision anzeigt, wenn eine Möglichkeit der Verschlechterung der Korrekturpräzision besteht.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine vorgesehen, mit einer Berechnungseinheit für einen thermischen Versetzungskorrekturbetrag zum Berechnen eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags und die zum Korrigieren eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch Wärme bewirkt ist, die von der Arbeitsmaschine erzeugt und abgestrahlt wird und sich im Zeitverlauf durch den thermischen Versetzungskorrekturbetrag ändert, konfiguriert ist, wobei die Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine Folgendes enthält: einen Korrekturfehlerkoeffizientlagerspeicher, der zum Speichern eines Korrekturfehlerkoeffizienten in Reaktion auf den thermischen Versetzungskorrekturbetrag, welcher im Voraus erhalten wurde, konfiguriert ist; eine Korrekturpräzisionsberechnungseinheit, die zum Berechnen der Korrekturpräzision des thermischen Versetzungskorrekturbetrags auf Grundlage des thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch die Berechnungseinheit für einen thermischen Versetzungskorrekturbetrag berechnet ist, und des Korrekturfehlerkoeffizienten, der im Korrekturfehlerkoeffizientlagerspeicher gespeichert ist, konfiguriert ist; eine Korrekturpräzisionsprüfeinheit, die zum Prüfen, ob ein Verarbeitungsbetrieb mit vorgegebener Korrekturpräzision durchgeführt wird, durch Vergleichen der Korrekturpräzision mit einem Schwellenwert einer vorgegebenen Korrekturpräzision konfiguriert ist; und eine Korrekturpräzisionsverschlechterungsmeldeeinheit, die zum Melden von Verschlechterung der Korrekturpräzision konfiguriert ist, wenn die Korrekturpräzisionsprüfeinheit bestimmt, dass die vorgegebene Korrekturpräzision nicht erfüllt ist.
  • Die Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine kann ferner eine Verarbeitungsbetriebsanhalteeinheit enthalten, die zum automatischen Anhalten eines Verarbeitungsbetriebs konfiguriert ist, wenn die Korrekturpräzisionsprüfeinheit bestimmt, dass die vorgegebene Korrekturpräzision nicht erfüllt ist.
  • Alternativ kann die Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine ferner Folgendes enthalten: eine Messeinheit eines thermischen Versetzungsbetrags, die zum Messen eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags durch Benutzen einer Berührungssonde oder eines Positionssensors konfiguriert ist, wenn die Korrekturpräzisionsprüfeinheit bestimmt, dass die vorgegebene Korrekturpräzision nicht erfüllt ist; und eine Anpassungseinheit eines thermischen Versetzungsbetrags, die zum Berechnen eines neuen thermischen Versetzungskorrekturbetrags auf Grundlage des thermischen Versetzungsbetrags, der durch die Messeinheit eines thermischen Versetzungsbetrags gemessen ist, konfiguriert ist.
  • Da die Erfindung die oben beschriebene Konfiguration aufweist, ist es möglich, die Zuverlässigkeit der thermischen Versetzungskorrekturfunktion durch Schätzen der Korrekturpräzision des thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch das Programm zur Korrektur einer thermischen Versetzung berechnet ist, und automatisches Bestimmen, ob sich die Präzision innerhalb der vorgegebenen Präzision befindet, zu verbessern.
  • Ferner kann, da der Verarbeitungsbetrieb automatisch angehalten wird, wenn die thermische Versetzungskorrekturpräzision verschlechtert ist, der Verarbeitungsbetrieb, der nicht innerhalb der vorgegebenen Präzision liegt, nicht ausgeführt werden.
  • Zudem kann, wenn die Berührungssonde oder der Positionssensor benutzt ist, die automatische Anpassung des Versatzwerts und die Messung nur dann durchgeführt werden, wenn die Korrektur nicht genügend in der thermischen Versetzungskorrekturfunktion ist, und daher kann die Anzahl der Male des Messens der Position herabgesetzt sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die oben beschriebene Aufgabe, die andere Aufgabe und das Merkmal der Erfindung werden durch die Beschreibung von Ausführungsformen unten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bewiesen. Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm, das ein numerisches Steuergerät einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang zur thermischen Versetzungskorrekturbetrags-Korrekturpräzisionsberechnung der Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm, das einen Meldevorgang auf Grundlage einer Korrekturpräzision der Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In der Ausführungsform entspricht eine Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung einem numerischen Steuergerät.
  • 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das einen Hauptteil eines numerischen Steuergeräts einer Arbeitsmaschine darstellt. Ein Prozessor (CPU) 11 eines numerischen Steuergeräts 10 ist ein Prozessor, der das gesamte numerische Steuergerät 10 steuert. Der Prozessor 11 liest ein Systemprogramm, das in einem ROM 12 gespeichert ist, über einen Bus 21 und steuert das gesamte numerische Steuergerät 10 gemäß dem Systemprogramm. Ein RAM 13 speichert ein zeitweiliges Berechnungsdatenelement, ein Anzeigedatenelement und verschiedene Datenelemente, die von einer Bedienungsperson über eine LCD/MDI-Einheit 70 eingegeben werden.
  • Ein SRAM 14 ist als nichtflüchtiger Speicher konfiguriert ist, der durch eine Batterie (nicht gezeigt) unterstützt ist, sodass ein Speicherzustand selbst dann erhalten bleibt, wenn der Strom des numerischen Steuergeräts 10 ausgeschaltet wird. Dabei speichert der SRAM ein Programm zum Messen einer Anfangsposition, ein Programm zum Korrigieren einer thermischen Versetzung einer Arbeitsmaschine, ein Verarbeitungsprogramm, das über eine Schnittstelle 15 gelesen und unten beschrieben ist, und eine Verarbeitungsprogrammeingabe über die LCD/MDI-Einheit 70. Ferner speichert der ROM 12 im Voraus verschiedene Systemprogramme zum Ausführen eines Vorgangs eines Automatikbetriebs oder eines Vorgangs eines Editiermodus, der zum Erstellen und Editieren des Verarbeitungsprogramms notwendig ist.
  • Die Schnittstelle 15 ist eine Schnittstelle für ein externes Gerät, das mit dem numerischen Steuergerät 10 verbindbar ist und mit einem externen Gerät 72, wie etwa einem externen Speichergerät verbunden ist. Ein Verarbeitungsprogramm, ein Programm zur Berechnung des thermischen Versetzungskorrekturbetrags, ein Programm zum Schätzen der thermischen Versetzungskorrekturpräzision und dergleichen werden aus dem externen Speichergerät ausgelesen. Eine PMC (programmierbare Maschinensteuerung) 16 steuert ein Zusatzgerät in einer Arbeitsmaschine durch das Ablaufprogramm, das im numerischen Steuergerät 10 gespeichert ist. Das heißt, ein Signal, das für das Zusatzgerät notwendig ist, wird durch das Ablaufprogramm gemäß den Funktionen M, S und T, die durch das Verarbeitungsprogramm angeordnet sind, umgewandelt und von der E/A-Einheit 17 an das Zusatzgerät ausgegeben. Durch das Ausgangssignal wird ein Zusatzgerät, wie etwa verschiedene Stellglieder, betrieben. Ferner werden Signale für verschiedene Schalter eines Steuerfelds, das an einem Körper der Arbeitsmaschine angeordnet ist, notwendigen Vorgängen unterzogen und an den Prozessor 11 übertragen.
  • Bildsignale, wie etwa eine derzeitige Position, ein Alarm, ein Parameter und ein Bilddatenelement für jede Welle der Arbeitsmaschine werden an die LCD/MDI-Einheit 70 übertragen und auf einer Anzeige angezeigt. Die LCD/MDI-Einheit 70 ist ein Dateneingabegerät zur manuellen Eingabe, das eine Anzeige oder eine Tastatur enthält, und eine Schnittstelle 18 empfängt ein Datenelement von der LCD/MDI-Einheit 70 und überträgt das Datenelement an den Prozessor 11.
  • Die Schnittstelle 19 ist mit einem manuellen Impulsgenerator 71 verbunden. Dabei ist der manuelle Impulsgenerator 71 am Bedienfeld der Arbeitsmaschine angebracht und wird zum präzisen Positionieren der beweglichen Einheit der Arbeitsmaschine durch die Steuerung von jeder Welle unter Verwendung eines Verteilungsimpulses auf Grundlage eines manuellen Betriebs benutzt.
  • Steuerkreise 30 bis 32, die einen Tisch T der Arbeitsmaschine in der X-, Y- und Z-Achsenrichtung bewegen, empfangen eine Bewegungsanweisung für jede Achse vom Prozessor 11 und geben eine Anweisung für jede Achse an Servoverstärker 40 bis 42 aus. Die Servoverstärker 40 bis 42 empfangen diese Anweisung und treiben die Servomotoren 50 bis 52 für die Schäfte der Arbeitsmaschine an. Ein Positionserkennungsimpulsgeber ist in jedem der Servomotoren 50 bis 52 für die Schäfte vorgesehen, und die Positionssignale, die von den Impulsgebern erzeugt werden, werden als Impulsfolge zum numerischen Steuergerät 10 zurückgeleitet.
  • Ein Spindelsteuerkreis 60 empfängt eine Hauptwellendrehanweisung an die Arbeitsmaschine und gibt ein Spindeldrehzahlsignal an einen Spindelverstärker 61 aus. Der Spindelverstärker 61 empfängt das Spindeldrehzahlsignal und treibt ein Werkzeug durch Drehen eines Werkzeugs mit einer Drehzahl an, die durch einen Spindelmotor 62 der Arbeitsmaschine angewiesen ist.
  • Ein Positionsgeber 63 ist über ein Getriebe oder einen Riemen an den Spindelmotor 62 gekuppelt. Der Positionsgeber 63 gibt einen Rückkopplungsimpuls in Synchronisation mit der Drehung der Hauptwelle aus. Der Rückkopplungsimpuls wird vom Prozessor 11 über die Schnittstelle 20 gelesen. Bezugszeichen 65 zeigt einen Taktkreis an, der derart eingestellt ist, dass er mit der laufenden Zeit synchronisiert ist.
  • Im Folgenden wird in der Ausführungsform ein Verfahren beschrieben, das Korrekturpräzision für einen thermischen Versetzungskorrekturbetrag schätzt und Verschlechterung der Korrekturpräzision meldet.
  • Beim Verfahren zur Überwachung eines thermischen Versetzungsbetrags der Ausführungsform wird ein thermischer Versetzungskorrekturbetragsreferenzwert hN als ein Indexwert zum Überwachen des thermischen Versetzungsbetrags benutzt. Der thermische Versetzungskorrekturbetragsreferenzwert hN ist eine numerische Wertegruppe, die zum Bestimmen eines thermischen Versetzungskorrekturgrads benutzt wird. Der tiefergestellte Index N ist ein numerischer Wert, der als der Indexwert des Korrekturbetrags benutzt wird, und ist ein ganzzahliger Wert. Die Werte des thermischen Versetzungskorrekturbetragsreferenzwerts hN sind derart eingestellt, dass sie ein Verhältnis hN-1, < hN < hN+1, in der Reihenfolge vom kleinen Grad der numerischen Werte des thermischen Versetzungskorrekturbetrags erfüllen.
  • Im Falle von hN ≤ x < hN+1, kann, wenn ein thermischer Versetzungskorrekturbetrag x durch ein thermisches Versetzungskorrekturprogramm während des Betriebs der Arbeitsmaschine aufgrund des Versetzungskorrekturbetragsreferenzwerts hN, der derart definiert ist, geschätzt wird, der Korrekturbetragsindex des thermischen Versetzungskorrekturbetrags x als N eingestellt werden.
  • In der Ausführungsform wird ferner ein Korrekturfehlerkoeffizient benutzt. Der Korrekturfehlerkoeffizient ist ein Koeffizient, der einen Grad eines zulässigen Fehlers des thermischen Versetzungskorrekturbetrags im Korrekturbetragsindex N angibt und wird in einem Zustand, in dem eine Änderung des thermischen Versetzungsbetrags stabil oder instabil ist, auf einen anderen Wert eingestellt. Wenn ein Änderungsbetrag des thermischen Versetzungsbetrags (eine Differenz zwischen dem vorhergehenden thermischen Versetzungsbetrag und dem laufenden thermischen Versetzungsbetrag) gleich einem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert d– ist und gleich einem oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert d+ ist, wird der stabile Zustand eingestellt. Andernfalls wird der instabile Zustand eingestellt. Ein Korrekturfehlerkoeffizient aN im stabilen Zustand und ein Korrekturfehlerkoeffizient bN im instabilen Zustand sind jeweils durch die folgenden Gleichungen definiert.
  • Figure DE102015109237A1_0002
  • In der Gleichung (1) zeigt SENa einen Standardfehler zwischen einem tatsächlichen thermischen Versetzungsbetrag und einem thermischen Versetzungskorrekturbetrag an, der durch das thermische Versetzungskorrekturprogramm in dem Fall erhalten wird, in dem der thermische Versetzungsbetrag gleich oder größer als hN und gleich oder kleiner als hN+1, ist, d. h. der Korrekturbetragsindex ist N, wenn ein Änderungsbetrag des thermischen Versetzungsbetrags im instabilen Zustand ist. Dann wird SENa durch den wiederholten Test im stabilen Zustand im Voraus berechnet und im SRAM 14 des numerischen Steuergeräts 10 gespeichert. SENb zeigt einen Standardfehler zwischen einem tatsächlichen thermischen Versetzungsbetrag und einem thermischen Versetzungskorrekturbetrag an, der durch das thermische Versetzungskorrekturprogramm erhalten wird, wenn ein Änderungsbetrag des thermischen Versetzungsbetrags anormal ist. SENb wird durch den wiederholten Test im anormalen Zustand als im Normalzustand im Voraus berechnet und im SRAM 14 des numerischen Steuergeräts 10 gespeichert.
  • Der Algorithmus des Korrekturpräzisionsberechnungsprozesses während eines tatsächlichen Verarbeitungsbetriebs unter Benutzung der auf diese Art und Weise definierten Werte wird detailliert unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 2 beschrieben.
  • Wenn dieser Prozess gestartet wird, wird zunächst ein thermischer Versetzungskorrekturbetrag x(t) berechnet (S201). Ein Programm zur Berechnung eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags wird zur Berechnung des thermischen Versetzungskorrekturbetrags verwendet. Als Nächstes wird ein Korrekturbetragsindex N, der die Beziehung hN ≤ x(t) < hN+1, erfüllt, berechnet (S202).
  • Wenn der Korrekturbetragsindex N des thermischen Versetzungskorrekturbetrags x(t) berechnet wird, wird bestimmt, ob ein Änderungsbetrag des thermischen Versetzungskorrekturbetrags im stabilen Zustand oder im instabilen Zustand ist (S203). Genauer gesagt wird eine Differenz zwischen dem thermischen Versetzungskorrekturbetrag x(t – 1) und dem thermischen Versetzungskorrekturbetrag x(t), der während der Ausführung des Prozesses im Speicher gespeichert wird, erhalten. Dann wird bestimmt, ob die Beziehung d- ≤ x(t) – x(t – 1) ≤ d+ erfüllt ist.
  • Bei S203 wird, wenn bestimmt ist, dass ein Änderungsbetrag des thermischen Versetzungskorrekturbetrags instabilen Zustand ist, der Korrekturfehlerkoeffizient aN im stabilen Zustand des Korrekturbetragsindex N aus dem Speicher ausgelesen (S204), und die Gleichung der Korrekturpräzision E = x(t) × aN wird unter Verwendung des ausgelesenen Werts berechnet (S205). Währenddessen wird bei S203, wenn bestimmt ist, dass ein Änderungsbetrag des thermischen Versetzungskorrekturbetrags im instabilen Zustand ist, der Korrekturfehlerkoeffizient bN im instabilen Zustand des Korrekturbetragsindex N aus dem Speicher ausgelesen (S206), und die Gleichung der Korrekturpräzision E = x(t) × bN wird unter Verwendung des ausgelesenen Werts berechnet (S207).
  • Schließlich wird der thermische Versetzungskorrekturbetrag x(t) im Speicher gespeichert, und der Prozess endet.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorithmus eines Prozesses zum Bestimmen der Korrekturpräzision unter Benutzung der Korrekturpräzision E, die durch den Korrekturpräzisionsberechnungsprozess berechnet ist, der in 2 beschrieben ist, und zum Anzeigen einer Meldung oder dergleichen, wenn die Korrekturpräzision verschlechtert ist, darstellt. In der Ausführungsform wird der Prozess von 3 in einem vorgegebenen Zeitraum im numerischen Steuergerät 10 wiederholt.
  • Wenn dieser Prozess gestartet wird, wird zunächst ein Prozess des Berechnens der Korrekturpräzision ausgeführt (S3011). Wenn die Korrekturpräzision E berechnet ist, wird bestimmt, ob der Wert der berechneten Korrekturpräzision E gleich einem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert Eth ist (S302). Bei Schritt S302 wird, wenn der Wert der Korrekturpräzision E kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert Eth ist, geschätzt, dass die Präzision des thermischen Versetzungskorrekturbetrags genügend beibehalten ist. Dementsprechend endet der Prozess, und der Verarbeitungsbetrieb wird unter Verwendung des berechneten thermischen Versetzungskorrekturbetrags fortgeführt.
  • Bei S302 wird, wenn der Wert der Korrekturpräzision E gleich einem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert Eth ist, geschätzt, dass die Präzision des thermischen Versetzungskorrekturbetrags nicht genügend beibehalten ist. Dementsprechend wird eine Meldung für Verschlechterung der Korrekturpräzision auf der LCD/MDI-Einheit 70 des numerischen Steuergeräts 10 angezeigt (S303).
  • Wenn Verschlechterung der Korrekturpräzision gemeldet wird, wird bestimmt, ob der Verarbeitungsbetrieb durch Auslesen eines Sollwerts zum Anhalten des Verarbeitungsbetriebs, der im Speicher gespeichert ist, angehalten werden soll (S304). Der Sollwert kann durch eine Bedienungsperson im Voraus eingestellt werden, bevor der Verarbeitungsbetrieb beginnt.
  • Bei S304 wird, wenn der Sollwert zum Anhalten des Verarbeitungsbetriebs auf das Anhalten des Verarbeitungsbetriebs eingestellt ist, eine Steuerung zum Anhalten des Verarbeitungsbetriebs ausgeführt (S305) und der Prozess endet. Bei S304 wird, wenn der Sollwert zum Anhalten des Verarbeitungsbetriebs nicht auf das Anhalten des Verarbeitungsbetriebs eingestellt ist, bestimmt, ob der thermische Versetzungsbetrag durch Auslesen eines Sollwerts für die Messung des thermischen Versetzungsbetrags, der im Speicher gespeichert ist, gemessen werden soll (S306). Der Sollwert kann durch eine Bedienungsperson im Voraus eingestellt werden, bevor der Verarbeitungsbetrieb beginnt.
  • Bei S306 wird, wenn der Sollwert zum Messen des thermischen Versetzungsbetrags zu einem Wert zum Anweisen der Messung wird, der Versatzwert durch Messen des thermischen Versetzungsbetrags unter Benutzung einer Berührungssonde oder eines Positionssensors, die im Voraus in der Arbeitsmaschine vorgesehen sind, automatisch angepasst (S307). Bei S306, wenn der Sollwert zum Messen des thermischen Versetzungsbetrags ein Wert zum Nichtanweisen der Messung wird, endet der Prozess.
  • Wie oben beschrieben kann die Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung der Ausführungsform die Zuverlässigkeit der thermischen Versetzungskorrekturfunktion durch Schätzen der Korrekturpräzision und automatisches Bestimmen, ob die Präzision innerhalb vorgegebener Präzision liegt, verbessern.
  • Ferner kann, da der Verarbeitungsbetrieb automatisch angehalten wird, wenn die thermische Versetzungskorrekturpräzision verschlechtert ist, der Verarbeitungsbetrieb, der nicht innerhalb der vorgegebenen Präzision liegt, nicht ausgeführt werden.
  • Zudem kann, wenn die Berührungssonde oder der Positionssensor benutzt wird, die automatische Anpassung des Versatzwerts und die Messung nur dann ausgeführt werden, wenn die Korrektur in der thermischen Versetzungskorrekturfunktion nicht genügend ist, und kann die Anzahl der Male des Messens der Position herabgesetzt sein.
  • 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 2013-146823 A [0003]
    • JP 10-138091 A [0004, 0004]

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine, mit einer Berechnungseinheit für einen thermischen Versetzungskorrekturbetrag zum Berechnen eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags enthält und die zum Korrigieren eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch Wärme bewirkt ist, die von der Arbeitsmaschine erzeugt und abgestrahlt wird und sich im Zeitverlauf durch den thermischen Versetzungskorrekturbetrag ändert, konfiguriert ist, wobei die Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine Folgendes umfasst: einen Korrekturfehlerkoeffizientlagerspeicher, der zum Speichern eines Korrekturfehlerkoeffizienten in Reaktion auf den thermischen Versetzungskorrekturbetrag, welcher im Voraus erhalten wurde, konfiguriert ist; eine Korrekturpräzisionsberechnungseinheit, die zum Berechnen der Korrekturpräzision des thermischen Versetzungskorrekturbetrags auf Grundlage des thermischen Versetzungskorrekturbetrags, der durch die Berechnungseinheit für einen thermischen Versetzungskorrekturbetrag berechnet ist, und des Korrekturfehlerkoeffizienten, der im Korrekturfehlerkoeffizientlagerspeicher gespeichert ist, konfiguriert ist; eine Korrekturpräzisionsprüfeinheit, die zum Prüfen, ob ein Verarbeitungsbetrieb mit vorgegebener Korrekturpräzision durchgeführt wird, durch Vergleichen der Korrekturpräzision mit einem Schwellenwert einer vorgegebenen Korrekturpräzision konfiguriert ist; und eine Korrekturpräzisionsverschlechterungsmeldeeinheit, die zum Melden von Verschlechterung der Korrekturpräzision konfiguriert ist, wenn die Korrekturpräzisionsprüfeinheit bestimmt, dass die vorgegebene Korrekturpräzision nicht erfüllt ist.
  2. Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Verarbeitungsbetriebsanhalteeinheit enthalten, die zum automatischen Anhalten eines Verarbeitungsbetriebs konfiguriert ist, wenn die Korrekturpräzisionsprüfeinheit bestimmt, dass die vorgegebene Korrekturpräzision nicht erfüllt ist.
  3. Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für die Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Messeinheit eines thermischen Versetzungsbetrags, die zum Messen eines thermischen Versetzungsbetrags durch Benutzen einer Berührungssonde oder eines Positionssensors konfiguriert ist, wenn die Korrekturpräzisionsprüfeinheit bestimmt, dass die vorgegebene Korrekturpräzision nicht erfüllt ist; und eine Anpassungseinheit eines thermischen Versetzungskorrekturbetrags, die zum Berechnen eines neuen thermischen Versetzungskorrekturbetrags auf Grundlage des thermischen Versetzungsbetrags, der durch die Messeinheit eines thermischen Versetzungsbetrags gemessen ist, konfiguriert ist.
DE102015109237.9A 2014-06-18 2015-06-11 Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine Active DE102015109237B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-125661 2014-06-18
JP2014125661A JP5837148B1 (ja) 2014-06-18 2014-06-18 工作機械の熱変位補正装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015109237A1 true DE102015109237A1 (de) 2015-12-24
DE102015109237B4 DE102015109237B4 (de) 2018-07-12

Family

ID=54768054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015109237.9A Active DE102015109237B4 (de) 2014-06-18 2015-06-11 Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9869992B2 (de)
JP (1) JP5837148B1 (de)
CN (1) CN105182908B (de)
DE (1) DE102015109237B4 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105404237B (zh) * 2015-11-10 2018-02-09 湖北文理学院 一种基于空间网格补偿方式的数控机床空间误差建模方法
CN105786003A (zh) * 2016-05-10 2016-07-20 广西升禾环保科技股份有限公司 具有指纹检测功能的用于扫地机械人的控制系统
JP6464203B2 (ja) * 2017-01-10 2019-02-06 ファナック株式会社 工作機械の機械学習装置および熱変位補正装置
JP6464205B2 (ja) 2017-01-17 2019-02-06 ファナック株式会社 ロボット制御装置
JP6564412B2 (ja) * 2017-03-21 2019-08-21 ファナック株式会社 機械学習装置及び熱変位補正装置
JP6538772B2 (ja) * 2017-07-26 2019-07-03 ファナック株式会社 数値制御装置
WO2019084948A1 (zh) * 2017-11-06 2019-05-09 大连理工大学 一种卧式数控车床的主轴径向热漂移误差建模及补偿方法
CN108356603B (zh) * 2017-12-21 2019-12-10 武汉华中数控股份有限公司 五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法及系统
JP6802208B2 (ja) * 2018-03-23 2020-12-16 ファナック株式会社 熱変位補正システム及び計算機
JP6875347B2 (ja) * 2018-10-12 2021-05-26 ファナック株式会社 熱変位補正装置及び数値制御装置
JP6890110B2 (ja) * 2018-10-31 2021-06-18 Dmg森精機株式会社 工作機械の熱変位補正方法
CN109781165B (zh) * 2018-12-29 2021-02-09 南京协辰电子科技有限公司 探头定位偏差的检测及其辅助方法、装置及系统
JP6892461B2 (ja) * 2019-02-05 2021-06-23 ファナック株式会社 機械制御装置
JP6743238B1 (ja) * 2019-04-23 2020-08-19 Dmg森精機株式会社 工作機械における変動量推定装置、及び補正量算出装置
JP6784868B1 (ja) * 2019-09-02 2020-11-11 ヤマザキマザック株式会社 制御装置、工作機械、算出方法及びプログラム
CN113126566B (zh) * 2021-06-18 2021-08-24 四川大学 一种数控机床主轴轴向热误差物理建模方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10138091A (ja) 1996-11-11 1998-05-26 Fanuc Ltd 工作機械の熱変位補正方法
JP2013146823A (ja) 2012-01-19 2013-08-01 Fanuc Ltd 工作機械の熱変位補正装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334266A (en) * 1980-04-21 1982-06-08 Westinghouse Electric Corp. Numerical control system with following error monitor
JPS57114340A (en) * 1980-12-30 1982-07-16 Fanuc Ltd Thermal displacement compensation
US5440398A (en) * 1993-02-25 1995-08-08 Ohio Electronic Engravers, Inc. Error detection apparatus and method for use with engravers
JP3407972B2 (ja) * 1994-04-27 2003-05-19 ファナック株式会社 工作機械の熱変位補正方法
JPH08132332A (ja) * 1994-11-04 1996-05-28 Fanuc Ltd 工作機械における位置ずれ補正方法
JP3405965B2 (ja) * 2000-07-06 2003-05-12 ファナック株式会社 工作機械の熱変位補正方法
JP3797980B2 (ja) * 2003-05-09 2006-07-19 ファナック株式会社 レーザ加工装置
JP2005251855A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Fanuc Ltd レーザ装置
US20050257199A1 (en) * 2004-05-13 2005-11-17 Enrico Johansson Method of and system for performance analysis and software component installation
JP4235210B2 (ja) * 2006-02-16 2009-03-11 ファナック株式会社 サーボモータの制御装置
JP5336042B2 (ja) 2006-12-18 2013-11-06 オークマ株式会社 工作機械における温度センサの異常検知方法
US8073623B2 (en) * 2008-01-04 2011-12-06 Baker Hughes Incorporated System and method for real-time quality control for downhole logging devices
JP2010105063A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Fanuc Ltd 温度ドリフト補正を行う機上計測装置を用いるワークの形状計測方法および機上計測装置を備えた工作機械
US8613838B2 (en) * 2009-07-31 2013-12-24 Vertex Energy, Lp System for making a usable hydrocarbon product from used oil
JP4917665B1 (ja) * 2010-11-11 2012-04-18 ファナック株式会社 工作機械の熱変位補正方法及び熱変位補正装置
KR101257275B1 (ko) * 2011-10-26 2013-04-22 화천기공 주식회사 자동가공기능을 갖는 지능형 cnc공작기계 및 그 제어방법
JP2013233610A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Fanuc Ltd 工作機械の暖機運転制御装置
JP5607695B2 (ja) * 2012-09-13 2014-10-15 ファナック株式会社 工作機械の熱変位補正装置
JP5638053B2 (ja) * 2012-11-13 2014-12-10 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機の制御装置、ワイヤ放電加工機およびワイヤ放電加工方法
JP2015009352A (ja) 2013-07-02 2015-01-19 株式会社ジェイテクト 熱変位補正方法および熱変位補正装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10138091A (ja) 1996-11-11 1998-05-26 Fanuc Ltd 工作機械の熱変位補正方法
JP2013146823A (ja) 2012-01-19 2013-08-01 Fanuc Ltd 工作機械の熱変位補正装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5837148B1 (ja) 2015-12-24
DE102015109237B4 (de) 2018-07-12
US20150370242A1 (en) 2015-12-24
CN105182908B (zh) 2018-07-13
CN105182908A (zh) 2015-12-23
JP2016002634A (ja) 2016-01-12
US9869992B2 (en) 2018-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015109237B4 (de) Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Arbeitsmaschine
DE102013100455B4 (de) Kompensationsvorrichtung für die thermische Versetzung in einer Werkzeugmaschine
DE102015107791B4 (de) Werkzeugmaschine mit Warmlauffunktion
DE102018115413B4 (de) Gerät zur kompensation thermischer verschiebung und maschinenlernvorrichtung zum lernen von formmessdaten
DE102018200150A1 (de) Vorrichtung für maschinelles Lernen für eine Werkzeugmaschine und Vorrichtung zum Kompensieren einer thermischen Verschiebung
DE102017003165A1 (de) Maschinelle Lernvorrichtung und maschinelles Lernverfahren zum Lernen der Fehlervorhersage einer Hauptwelle oder eines Motors, der die Hauptwelle antreibt, und Fehlervorhersagevorrichtung und Fehlervorhersagesystem umfassend eine maschinelle Lernvorrichtung
DE102016106085A1 (de) Werkzeugmaschinenverwaltungssystem
DE102017009822A1 (de) Maschinenlernvorrichtung und Bearbeitungszeitvorhersagevorrichtung
DE102016112668B4 (de) Wärmeversatzkorrekturvorrichtung für eine Werkzeugmaschine
DE102016015017A1 (de) Steuervorrichtung mit Lernfunktion zum Erfassen einer Rauschursache
DE102015104371A1 (de) Vorrichtung zur Korrektur einer thermischen Versetzung für eine Werkzeugmaschine
DE102008064391A1 (de) Maschinendiagnostizierendes Verfahren und dementsprechende Vorrichtung
DE102018209094B4 (de) Motorsteuereinheit
DE102014118741B4 (de) Motorsteuervorrichtung
DE102020123359A1 (de) Maschinenlernvorrichtung, verfahren zum generieren eines lernmodells, isolierwiderstandsabschätzvorrichtung und steuervorrichtung
DE102016101076B4 (de) Thermische Verschiebungskorrekturvorrichtung für eine Werkzeugmaschine
US11892815B2 (en) Diagnostic apparatus
DE102019201967A1 (de) Genauigkeitsdiagnosevorrichtung für Werkzeugmaschinen
DE102018209093A1 (de) Motorsteuereinheit
DE102018209092A1 (de) Motorsteuereinheit
DE102020132957A1 (de) Steuervorrichtung, messsystem und messverfahren
DE102015009219A1 (de) Numerische Steuervorrichtung, die eine Beschleunigung und eine Abbremsung auf der Grundlage einer Anhaltedistanz steuert
DE102019002066A1 (de) Eingabefehler-Erfassungsvorrichtung
DE102018005858A1 (de) Numerische Steuerung
DE102017004591B4 (de) Numerische Steuerung

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: HASELTINE LAKE LLP, DE

R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23Q0015180000

Ipc: G05B0019404000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative

Representative=s name: HL KEMPNER PATENTANWAELTE, SOLICITORS (ENGLAND, DE

Representative=s name: HL KEMPNER PATENTANWALT, RECHTSANWALT, SOLICIT, DE