JP2000135654A - Thermal displacement amount computing device and its method for machine tool, and thermal displacement correcting device and method - Google Patents

Thermal displacement amount computing device and its method for machine tool, and thermal displacement correcting device and method

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JP2000135654A
JP2000135654A JP10324464A JP32446498A JP2000135654A JP 2000135654 A JP2000135654 A JP 2000135654A JP 10324464 A JP10324464 A JP 10324464A JP 32446498 A JP32446498 A JP 32446498A JP 2000135654 A JP2000135654 A JP 2000135654A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the processing size to the thermal displacement amount corresponding to the variations of the driving condition and the room temperature, in a simple structure and at a low cost. SOLUTION: This thermal displacement amount computing device of a machine tool is provided with a thermal event measuring means 16 to measure the thermal events such as the room temperature variation, the driving heat, and the processing heat, giving an influence to the displacement amount of a machine; a timepiece 4; a thermal event data memory means 11 to input the magnitude data of the measured thermal events and their generating time data, and to memorize those data in order; and a residual thermal displacement amount computing device 12 to compute the present residual thermal displacement amount, depending on the memorized past thermal event data, by an elapsed time coefficient (f) found by an experiment or a calculation. This thermal displacement amount operation device has a numerical value control and correcting means 13 to correct the processing size of a work depending on the found residual thermal displacement value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属切削機械、プ
レス機械及び板金機械等の工作機械の熱変位に対する補
正方法に関し、特には比較的簡単な構成で容易に、かつ
高精度で熱変位補正が自動的に行える工作機械の熱変位
補正方法及び補正装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for correcting thermal displacement of a machine tool such as a metal cutting machine, a press machine, and a sheet metal machine, and more particularly, to a method for compensating thermal displacement easily and with high accuracy with a relatively simple structure. The present invention relates to a method and a device for correcting thermal displacement of a machine tool, which can automatically perform the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属切削機械、プレス機械及び板金機械
等の工作機械は、外気温の変化、加工時の切削熱、成形
時の加工熱、又は駆動機構の発熱などにより、各部位が
熱膨張して変形し、加工寸法精度が徐々に低下して行
く。したがって、工作機械の加工寸法精度を所定値以上
に常に維持するために、従来は、作業者による寸法調整
作業が必要となっている。そして、この寸法調整方法に
ついては、様々な技術が提案されている。
2. Description of the Related Art Machine parts such as metal cutting machines, press machines, and sheet metal machines are subject to thermal expansion due to changes in the outside air temperature, cutting heat during processing, processing heat during molding, or heat generated by a driving mechanism. And dimensional accuracy gradually decreases. Therefore, in order to always maintain the processing dimensional accuracy of the machine tool at a predetermined value or more, conventionally, a dimensional adjustment operation by an operator is required. Various techniques have been proposed for this dimension adjustment method.

【0003】例えば、加工後のワークの寸法を測定し、
測定結果を必要に応じて工作機械の制御装置にフィード
バックして加工指令データを補正し、その後は補正され
た加工指令データに基づいて加工するようにしたNC工
作機械の変位補正装置が開示されている。また、特開平
7−186003号公報や特公平6−92058号公報
等には、工作機械の熱変位量を直接測定して加工プログ
ラムにフィードバックする、つまり加工指令データを熱
変位量に応じて補正するようにした熱変位補正方法が開
示されている。
For example, the dimensions of a work after processing are measured,
A displacement correction device for an NC machine tool is disclosed in which a measurement result is fed back to a control device of a machine tool as needed to correct machining command data, and thereafter, machining is performed based on the corrected machining command data. I have. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-186003 and Japanese Patent Publication No. 6-92058 disclose that a thermal displacement of a machine tool is directly measured and fed back to a machining program, that is, machining command data is corrected according to the thermal displacement. A thermal displacement correction method is disclosed.

【0004】また、特開平9−108992号の公報に
は、工作機械の特定部分の温度を測定し、その測定値に
基づいて工作機械の熱変位量を推定して加工プログラム
にフィードバックする熱変位補正装置付工作機械が開示
されている。さらに、特開昭60−99547号等の公
報には、所定の限定された一定運転条件下で運転時間と
熱変位量の関係に基づいて加工プログラムにフィードバ
ックするようにした熱変形補正装置が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-108992 discloses that a temperature of a specific portion of a machine tool is measured, a thermal displacement of the machine tool is estimated based on the measured value, and the thermal displacement is fed back to a machining program. A machine tool with a correction device is disclosed. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 60-9947 discloses a thermal deformation correction device which feeds back to a machining program based on a relationship between an operation time and a thermal displacement amount under predetermined limited operating conditions. Have been.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各従来技術には次のような問題が発生している。 1)加工後のワーク寸法の測定結果を必要に応じて工作
機械にフィードバックする方法は、加工精度を確保する
という意味ではほぼベストであるが、高精度でワーク寸
法を測定しなければならないので高価な測定機器を使用
する必要があり、コストが高い。また、フィードバック
のための寸法測定時間がかかり、測定結果を工作機械へ
入力するための装置コストや作業時間がかかるという問
題がある。 2)特開平7−186003号公報や特公平6−920
58号公報に開示されたような方法については、工作機
械の所定方向の熱変位量を直接測定することは実際には
技術的に困難な場合が多く、したがってこの方法を適用
できない場合がある。また、この技術的な困難性を解決
するためには、コストがかかるという問題がある。 3)特開平9−108992号公報に開示された方法
は、特定部分の温度又は温度変化量と機械の熱変位量と
の関係式を精度良く求めることが技術的に困難であり、
実用上での加工精度の向上は不十分な場合が多い。 4)特開昭60−99547号公報に開示された方法に
よると、運転条件が固定されている場合は有効である
が、加工するワークがランダムに変わるなど発熱量が一
定しない場合や、切削による発熱と室温変化との影響を
同時に受ける場合などには、適用が困難である。
However, the above prior arts have the following problems. 1) The method of feeding back the measurement result of the workpiece dimensions after processing to the machine tool as needed is almost the best in terms of securing the processing accuracy, but is expensive because the workpiece dimensions must be measured with high precision. It is necessary to use simple measuring equipment, and the cost is high. In addition, there is a problem that it takes time to measure the dimensions for feedback, and it takes time and cost for the apparatus to input the measurement results to the machine tool. 2) JP-A-7-186003 and JP-B-6-920
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-58, it is often technically difficult to directly measure the thermal displacement of a machine tool in a predetermined direction, and thus this method may not be applicable. In addition, there is a problem that it is costly to solve this technical difficulty. 3) In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-108992, it is technically difficult to accurately obtain a relational expression between a temperature or a temperature change amount of a specific portion and a thermal displacement amount of a machine,
In many cases, the improvement of working accuracy in practical use is insufficient. 4) According to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-99547, it is effective when the operating conditions are fixed, but when the calorific value is not constant, such as when the work to be processed changes randomly, or when cutting is performed. It is difficult to apply this method, for example, when it is affected by both heat generation and changes in room temperature.

【0006】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、簡単な構成で安価にでき、熱変位量の測
定や、温度と熱変位量との複雑な関係式の使用を伴わず
に、かつ運転条件及び室温の変化にも対応して熱変位量
に対する加工寸法を補正できる工作機械の熱変位量演算
装置及びその演算方法と、熱変位補正装置及びその補正
方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a simple structure, can be manufactured at low cost, and can measure a thermal displacement and use a complicated relational expression between temperature and thermal displacement. Provided are a machine tool thermal displacement calculating device and a calculating method thereof, and a thermal displacement correcting device and a correcting method thereof, which are capable of correcting a processing dimension with respect to a thermal displacement amount in accordance with changes in operating conditions and room temperature without accompanying. It is intended to be.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】本発明に
係る各手段を個々に説明する前に、まず、本発明の特徴
とする熱変位量演算方法及び熱変位補正方法の基本的な
技術思想を図1〜図2に基づいて説明する。
Before describing each means according to the present invention individually, first, a basic technique of a thermal displacement amount calculating method and a thermal displacement correcting method which are features of the present invention. The concept will be described with reference to FIGS.

【0008】工作機械に熱変位を起こさせる原因である
発生熱(以後、熱的イベントと言う。)が発生すると、
一般的に、その熱的な影響により比較的短時間の内に機
械を変形させ、その後長時間かかってこの影響は減少
し、そして所定時間以上経過するとこの影響は無視でき
る程度に小さくなる。この熱的イベントに対する熱変位
量と経過時間との関係は例えば図1に示すようなカーブ
となり、本出願の発明者は特定の工作機械に対して所定
の熱的イベントを発生させたときのこのカーブを実験的
に求めている。同図に示すように、例えば温度が急激に
ステップ状に変化したとき熱的イベントの発生と見な
し、この熱的イベントの影響により発生時点から比較的
短い所定時間t1の間は機械の変位量は徐々に増加し、
その後は増加時よりも緩やかに長時間かかって減少す
る。そして、減少開始時から所定の時間t2以後は熱的
イベントの影響が全く無い状態となる。このような応答
カーブは、熱的イベントに対する熱変位量のステップ応
答と解釈できる。
When generated heat (hereinafter referred to as a thermal event) which causes a thermal displacement of a machine tool occurs,
Generally, the thermal effects cause the machine to deform in a relatively short period of time, then reduce the effects over a longer period of time, and become negligible after a predetermined time. The relationship between the amount of thermal displacement and the elapsed time with respect to this thermal event is, for example, a curve as shown in FIG. 1, and the inventor of the present application has obtained a curve when a predetermined thermal event is generated for a specific machine tool. The curve is determined experimentally. As shown in the figure, for example, when the temperature suddenly changes in a step-like manner, it is considered that a thermal event has occurred. Due to the influence of this thermal event, the displacement amount of the machine during a relatively short predetermined time t1 from the time of occurrence is considered. Gradually increase,
After that, it gradually decreases for a longer time than when it increases. Then, after a predetermined time t2 from the start of the decrease, there is no influence of the thermal event at all. Such a response curve can be interpreted as a step response of a thermal displacement to a thermal event.

【0009】熱的イベントとして、以下のような事象が
考えられる。 1)ある時間に室温(機械に熱変位量を与える影響力が
ある機械周囲の温度)が一定量以上上昇、又は下降した
場合 2)ある時間に機械の運転により一定量以上の主軸モー
タやテーブル駆動モータの発熱があった場合 3)ある時間にワークを加工して一定量以上の切削熱が
発生した場合 ここで、これらの熱的イベントの影響度合、つまり熱変
位量の大きさ及びその影響の継続時間は、機械毎に固有
のものであり、実験的にあるいは計算(シュミレーショ
ン)により求めることが容易である。
The following events can be considered as thermal events. 1) When the room temperature (the temperature around the machine that has an effect of giving thermal displacement to the machine) rises or falls by a certain amount or more at a certain time. When the drive motor generates heat 3) When a certain amount of cutting heat is generated by processing the workpiece at a certain time Here, the degree of influence of these thermal events, that is, the magnitude of the thermal displacement and its influence Is unique to each machine, and can be easily obtained experimentally or by calculation (simulation).

【0010】一般的に、工作機械においては、図2に示
すように、このような種々の熱的イベントがそれぞれ異
なる大きさで時系列的に連続して発生しており、ある時
点の熱変位量は過去の各熱的イベントの影響が全て加算
されて発生しているものと考えることができる。したが
って、本発明者は、各熱的イベントに対応する応答カー
ブを予め設定した所定の時間関数f(t) (後述する実施
形態では、経過時間係数と言う)で近似し、過去の熱的
イベントの大きさデータと発生時刻データを記憶してお
き、この過去の熱的イベントの大きさデータと発生時刻
データに基づいて上記応答カーブの時間関数f(t) によ
って過去の各熱的イベントの影響が現時点にそれぞれど
の程度残存しているかを演算して求め、それらの総和と
して現在残存している熱的影響量(すなわち、発生して
いる熱変位量)を演算して推定できることに着目した。
そして、この推定した熱変位量に基づいて、加工寸法を
補正することが可能となる。
In general, in a machine tool, as shown in FIG. 2, such various thermal events occur successively in a time series with different magnitudes, and a thermal displacement at a certain point in time is generated. The amount can be considered to be generated by adding all the effects of the past thermal events. Therefore, the present inventor approximates a response curve corresponding to each thermal event with a predetermined time function f (t) (hereinafter referred to as an elapsed time coefficient in an embodiment described later), and The magnitude data and the occurrence time data are stored, and the influence of each thermal event in the past is calculated by the time function f (t) of the response curve based on the magnitude data and the occurrence time data of the past thermal event. It is noted that it is possible to calculate and estimate to what extent each of them remains at the present moment, and to calculate and estimate the amount of thermal influence currently remaining (that is, the amount of generated thermal displacement) as the sum of them.
Then, it is possible to correct the processing dimension based on the estimated amount of thermal displacement.

【0011】以上のことより、上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、機械の熱発生による変位
量を演算する工作機械の熱変位量演算装置において、機
械の変位量に影響を及ぼす室温変化、運転熱及び加工熱
等の熱的イベントを測定する熱的イベント測定手段16
と、現時刻を計時する時計4と、測定した熱的イベント
の大きさデータ及びその発生時刻データを入力し、これ
らのデータを順次記憶する熱的イベントデータ記憶手段
11と、予め実験又は計算により求めた、単位発生熱が
機械の熱変位に及ぼす影響を表す経過時間係数fによ
り、熱的イベントデータ記憶手段11に記憶された過去
の熱的イベントの大きさデータ及びその発生時刻データ
に基づいて、現在の残存する熱変位量を演算する残存熱
変位量演算手段12とを有する構成としている。
As described above, in order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 provides a machine tool thermal displacement amount calculating apparatus for calculating a displacement amount due to heat generation of a machine. Thermal event measuring means 16 for measuring thermal events such as room temperature change, operating heat and processing heat which affect
And a clock 4 for measuring the current time, thermal event data storage means 11 for inputting measured thermal event size data and its occurrence time data, and sequentially storing these data, Based on the obtained elapsed time coefficient f representing the effect of the unit generated heat on the thermal displacement of the machine, based on the past thermal event size data and its occurrence time data stored in the thermal event data storage means 11. , And a remaining thermal displacement calculating means 12 for calculating the current remaining thermal displacement.

【0012】請求項1に記載の発明によると、所定の単
位発生熱が機械の熱変位に及ぼす影響を表す時間関数f
を採用すると、過去の熱的イベント(室温変化、運転熱
及び加工熱等)の大きさ及びその発生時からの経過時間
に基づいて、各熱的イベントに対する現時点で残存する
熱変位量が演算される。そして、これらの総和として、
過去の全ての熱的イベントによる現在の残存熱変位量が
求められる。熱的イベントとして、室温変化は温度計に
より、運転熱は工作機械の発熱量を代表的に表すことが
できるような、主軸モータの駆動電流値とその駆動時間
とに基づいて、また加工熱はワーク種別毎に予め測定さ
れて設定された所定の単位発熱量として、それぞれ容易
に求めることができるので、簡単な熱的イベント測定器
がせいぜい1つあれば、時計と制御器(コンピュータ
等)とにより熱変位量演算装置を構成できる。これによ
り、コンパクトで安価に構成できる。また、機械周囲の
室温変化、機械の運転熱や加工熱等を測定するだけでよ
いので、従来のように熱変形自体を測定するのに比べて
精度良く測定可能であり、熱変位量を容易に精度良く測
定できる。さらに、熱的イベントの熱源として各種の発
熱量の変化をとらえるようにしているので、従来技術の
項で述べたような発熱量が一定しないようなランダムな
加工時、つまり運転条件及び室温が変化する加工時で
も、精度良く熱変位量を測定できる。
According to the first aspect of the present invention, the time function f representing the effect of the predetermined unit generated heat on the thermal displacement of the machine.
Is adopted, the amount of thermal displacement remaining at the present time for each thermal event is calculated based on the magnitude of past thermal events (change in room temperature, operating heat and processing heat, etc.) and the elapsed time from the occurrence thereof. You. And as the sum of these,
The current residual thermal displacement due to all past thermal events is determined. As a thermal event, a change in room temperature is based on a driving current value and a driving time of the spindle motor, and a processing heat is calculated based on a driving current value that can represent a calorific value of a machine tool. Since it can be easily obtained as a predetermined unit calorific value which is measured and set in advance for each work type, if there is at most one simple thermal event measuring device, a clock and a controller (computer, etc.) Thus, a thermal displacement calculating device can be configured. Thereby, it can be compact and inexpensive. Also, since it is only necessary to measure the change in room temperature around the machine, the operating heat of the machine, the processing heat, etc., it is possible to measure with high accuracy compared to the conventional method of measuring the thermal deformation itself, and the amount of thermal displacement is easy Measurement with high accuracy. In addition, since changes in various heat values are captured as a heat source of a thermal event, random processing in which the heat value is not constant as described in the section of the prior art, that is, operating conditions and room temperature change. Even when machining, the amount of thermal displacement can be accurately measured.

【0013】請求項2に記載の発明は、機械の熱発生に
よる変位量に基づいて、ワークの加工寸法を補正する工
作機械の熱変位補正装置において、請求項1記載の工作
機械の熱変位量演算装置と、熱変位量演算装置により求
められた残存熱変位量に基づいて、ワークの加工寸法を
補正する数値制御補正手段13とを有する構成としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a thermal displacement compensating apparatus for a machine tool for compensating a work size of a workpiece based on a displacement due to heat generation of the machine. An arithmetic unit and numerical control correcting means 13 for correcting the work size of the workpiece based on the residual thermal displacement obtained by the thermal displacement calculating unit are provided.

【0014】請求項2に記載の発明によると、請求項1
記載の熱変位量演算装置により求めた現在の残存熱変位
量に基づいて、NC制御の各軸位置指令値の熱変位量補
正量を求めて加工寸法を補正するので、容易に、かつ精
度良く補正できる。したがって、センサと、熱変位量及
び補正量を演算する演算装置とからなるコンパクトな構
成の熱変位補正装置により、工作機械の熱変位補正が可
能となる。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1,
Based on the current residual thermal displacement calculated by the described thermal displacement calculating device, the processing size is corrected by calculating the thermal displacement correction amount of each axis position command value of the NC control, so that it is easy and accurate. Can be corrected. Therefore, the thermal displacement of the machine tool can be corrected by the compact thermal displacement compensating device including the sensor and the computing device for computing the thermal displacement amount and the compensation amount.

【0015】請求項3に記載の発明は、機械の熱発生に
よる変位量を演算する工作機械の熱変位量演算方法にお
いて、機械の変位量に影響を及ぼす室温変化、運転熱及
び加工熱等の熱的イベントを測定し、この熱的イベント
の大きさデータ及びその発生時刻データを順次記憶する
工程と、予め実験又は計算により求めた、単位発生熱が
機械の熱変位に及ぼす影響を表す経過時間係数fによ
り、前記記憶した過去の熱的イベントの大きさデータ及
びその発生時刻データに基づいて、現在の残存する熱変
位量を演算する工程とを有する方法としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a thermal displacement of a machine tool for calculating a displacement due to heat generation of a machine. A step of measuring the thermal event and sequentially storing the magnitude data of the thermal event and its occurrence time data, and the elapsed time indicating the effect of the unit generated heat on the thermal displacement of the machine, obtained in advance by experiment or calculation Calculating a current remaining thermal displacement amount based on the stored past thermal event size data and its occurrence time data using a coefficient f.

【0016】請求項3に記載の発明によると、所定の単
位発生熱が機械の熱変位に及ぼす影響を表す時間関数f
により、過去の熱的イベント(室温変化、運転熱及び加
工熱等)の大きさ及びその経過時間に基づいて、各熱的
イベントに対する現時点で残存する熱変位量が演算さ
れ、これらの総和として過去の全ての熱的イベントによ
る現在の残存熱変位量が求められる。室温変化は温度計
により測定されるので、熱的イベントの測定装置は簡単
なものでよく、また運転熱や加工熱はワーク種別毎の所
定の運転条件の下で予め測定することにより都度測定す
る必要がないので、熱的イベントの測定装置は不要とな
る。したがって、熱変位量演算装置を、コンパクトで安
価に構成できる。また、熱的イベント(室温変化、運転
熱や加工熱等)の測定は、従来のように熱変形自体を測
定するのに比べて精度良く、容易に測定可能であり、こ
のため実用的にも熱変位量を容易に精度良く測定でき
る。さらに、熱的イベントの熱源として各種の発熱量の
変化をとらえるようにしているので、従来技術の項で述
べたような発熱量が一定しないようなランダムな加工時
でも対応できる。
According to the third aspect of the present invention, the time function f representing the effect of the predetermined unit generated heat on the thermal displacement of the machine.
Then, based on the magnitude of past thermal events (room temperature change, operation heat, processing heat, etc.) and the elapsed time, the amount of thermal displacement remaining at the present time for each thermal event is calculated, and the total The current residual thermal displacement due to all the thermal events is calculated. Since the change in room temperature is measured by a thermometer, the measuring device for the thermal event may be a simple one, and the operating heat and the processing heat are measured each time by measuring in advance under predetermined operating conditions for each type of work. Since there is no need, there is no need for a thermal event measurement device. Therefore, the thermal displacement calculating device can be configured compactly and inexpensively. In addition, the measurement of thermal events (such as changes in room temperature, operating heat, and processing heat) is more accurate and easier than conventional measurement of thermal deformation itself. Thermal displacement can be easily and accurately measured. Furthermore, since various changes in the calorific value are captured as the heat source of the thermal event, it is possible to cope with random machining in which the calorific value is not constant as described in the section of the related art.

【0017】請求項4に記載の発明は、機械の熱発生に
よる変位量に基づいて、ワークの加工寸法を補正する工
作機械の熱変位補正方法において、機械の変位量に影響
を及ぼす室温変化、運転熱及び加工熱等の熱的イベント
を測定し、この熱的イベントの大きさデータ及びその発
生時刻データを順次記憶する工程と、予め実験又は計算
により求めた、単位発生熱が機械の熱変位に及ぼす影響
を表す経過時間係数(f) により、前記記憶した過去の熱
的イベントの大きさデータ及びその発生時刻データに基
づいて、現在の残存する熱変位量を演算する工程と、こ
の演算した残存熱変位量に基づいて、ワークの加工寸法
を補正する数値制御補正工程とを有する方法としてい
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a machine tool thermal displacement correction method for correcting a work dimension of a work based on a displacement amount due to heat generation of a machine. A step of measuring thermal events such as operating heat and processing heat and sequentially storing the magnitude data of the thermal events and the time of occurrence thereof; and Based on the elapsed time coefficient (f) representing the effect on the current thermal event magnitude data based on the stored past thermal event size data and its occurrence time data, a step of calculating the current remaining thermal displacement amount, this calculated A numerical control correction step of correcting the work dimension of the work based on the residual thermal displacement.

【0018】請求項4に記載の発明によると、請求項3
記載の熱変位量演算方法(熱的イベントデータを順次記
憶する工程と、経過時間係数(f) により前記過去の熱的
イベントのデータに基づいて、現在の残存熱変位量を演
算する工程)により求めた現在の残存熱変位量に基づい
て加工寸法を補正するので、大掛かりな装置にならずに
容易に、かつ精度良く補正できる。したがって、コンパ
クトに、かつ安価に工作機械の熱変位補正が可能とな
る。
According to the invention described in claim 4, according to claim 3,
The described thermal displacement amount calculation method (a step of sequentially storing thermal event data and a step of calculating a current residual thermal displacement amount based on the past thermal event data by an elapsed time coefficient (f)) Since the processing dimension is corrected based on the obtained current residual thermal displacement amount, the processing size can be corrected easily and accurately without a large-scale apparatus. Therefore, the thermal displacement of the machine tool can be corrected compactly and at low cost.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態を
図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】まず、図3〜図6に基づいて、室温変化の
熱的イベントによる熱変位に対する補正値を求める方法
を示す第1実施形態を説明する。図3は、熱変位補正装
置のハード構成ブロック図を示している。同図におい
て、室温センサ3は工作機械2の熱変位量を間接的に検
出するものであり、工作機械2の熱変位に強く影響す
る、工作機械2近傍の特定位置に設置されており、当該
位置での室温が工作機械2の熱変位量を等価的に表すよ
うに配設されるものとする。室温センサ3は、室温検出
信号を制御器10に出力する。また、時計4は現在時刻
を計測し、時刻データを制御器10に出力する。制御器
10は、例えばマイクロコンピュータ等を主体とするコ
ンピュータ装置より構成されており、室温センサ3から
の室温検出信号を受け、この室温検出信号に基づいて後
述する所定の演算処理を行って熱変位量を推定し、推定
した熱変位量データをNC制御装置1に送信する。NC
制御装置1は、工作機械2の主軸モータや、ワークを載
置して例えば直交3軸方向に移動自在とされるテーブル
を駆動する各軸駆動モータの起動、停止、回転速度及び
位置等を制御し、またこれらの作動シーケンスを制御す
る。NC制御装置1はワークを加工するための加工プロ
グラムを予め記憶しておき、加工プログラムに従って上
記各モータの駆動やシーケンスを制御する。このとき、
NC制御装置1は制御器10から入力した熱変位量デー
タに基づいて加工プログラム内の各軸モータへの位置指
令値を後述する所定の補正式により補正して求め、この
補正した位置指令値によって各軸モータを制御するよう
にしている。
First, a first embodiment showing a method of obtaining a correction value for a thermal displacement due to a thermal event of a change in room temperature will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the thermal displacement compensator. In the figure, a room temperature sensor 3 is for indirectly detecting the amount of thermal displacement of the machine tool 2, and is installed at a specific position near the machine tool 2, which strongly affects the thermal displacement of the machine tool 2. It is assumed that the room temperature at the position is provided so as to equivalently represent the amount of thermal displacement of the machine tool 2. The room temperature sensor 3 outputs a room temperature detection signal to the controller 10. The clock 4 measures the current time and outputs time data to the controller 10. The controller 10 is composed of, for example, a computer device mainly composed of a microcomputer or the like. The controller 10 receives a room temperature detection signal from the room temperature sensor 3 and performs a predetermined arithmetic processing described later based on the room temperature detection signal to perform thermal displacement. The amount is estimated, and the estimated thermal displacement data is transmitted to the NC control device 1. NC
The control device 1 controls the start, stop, rotation speed, position, and the like of the spindle motor of the machine tool 2 and each axis drive motor that drives a table on which a workpiece is placed and movable, for example, in three orthogonal directions. And controls these operating sequences. The NC control device 1 stores a machining program for machining a work in advance, and controls the drive and sequence of each of the motors according to the machining program. At this time,
The NC controller 1 corrects and obtains a position command value for each axis motor in the machining program based on the thermal displacement amount data input from the controller 10 using a predetermined correction formula described later. Each axis motor is controlled.

【0021】図4は、本実施形態に係る熱変位補正装置
の機能構成ブロック図である。同図において、制御器1
0は、熱的イベント測定手段16と、熱的イベントデー
タ記憶手段11と、残存熱変位量演算手段12と、数値
制御補正手段13と、データ記憶アドレス更新手段14
及び記憶時刻判定手段15とから構成されている。
FIG. 4 is a functional block diagram of the thermal displacement compensator according to the present embodiment. In FIG.
0 is a thermal event measuring means 16, a thermal event data storing means 11, a residual thermal displacement calculating means 12, a numerical control correcting means 13, and a data storing address updating means 14
And storage time determination means 15.

【0022】熱的イベント測定手段16は、本実施形態
では、室温センサ3により検出した室温データを熱的イ
ベント情報として熱的イベントデータ記憶手段11に出
力する。記憶時刻判定手段15は時計4から現在時刻デ
ータを入力し、現在時刻データと、予め設定された所定
の計算単位時間dh毎の計算時刻とを比較し、計算時刻
になったときに、熱的イベントデータ記憶手段11に記
憶指令を出力し、残存熱変位量演算手段12に演算指令
を出力する。熱的イベントデータ記憶手段11は、記憶
時刻判定手段15から記憶指令を入力したら、熱的イベ
ント測定手段16から熱的イベントデータ(室温デー
タ)を読み込み、図5に示すような熱的イベントテーブ
ルの所定アドレスA(最新データの記憶アドレス)に現
時刻の室温データT1として記憶する。この熱的イベン
トテーブル内には、同図に示すように過去に計測した室
温データが時系列的に記憶され、各記憶アドレスA,
(A+1),(A+2),…毎に対応して、現時点から
所定時間前の室温データが記憶される。なお、本実施形
態においては、所定の計算時間間隔毎に室温を計測し記
憶しているので、アドレス自体が現時点からの経過時間
を表しているが、本発明はこのようなデータ記憶方法に
限定されず、例えば熱的イベントが発生したときの発生
時刻をそのまま記憶するようにしてもよい。
In the present embodiment, the thermal event measuring means 16 outputs room temperature data detected by the room temperature sensor 3 to the thermal event data storage means 11 as thermal event information. The storage time determination unit 15 receives the current time data from the clock 4 and compares the current time data with the calculation time for each of the predetermined calculation unit times dh. A storage command is output to the event data storage means 11 and a calculation command is output to the residual thermal displacement calculation means 12. When the storage command is input from the storage time determination unit 15, the thermal event data storage unit 11 reads the thermal event data (room temperature data) from the thermal event measurement unit 16 and stores the thermal event data in the thermal event table as shown in FIG. It is stored at a predetermined address A (the storage address of the latest data) as room temperature data T1 at the current time. In the thermal event table, room temperature data measured in the past is stored in time series as shown in FIG.
For each of (A + 1), (A + 2),..., Room temperature data a predetermined time before the current time is stored. In the present embodiment, since the room temperature is measured and stored at predetermined calculation time intervals, the address itself indicates the elapsed time from the present time. However, the present invention is limited to such a data storage method. Instead, for example, the occurrence time when a thermal event occurs may be stored as it is.

【0023】残存熱変位量演算手段12は、記憶時刻判
定手段15から演算指令を入力したら、以下の数1に基
づいて残存熱変位量を演算して求める。この残存熱変位
量を、過去の全ての熱的イベント(ここでは、室温変
化)の現時点での影響度の総和として求めており、よっ
て残存熱変位量の大きさにより工作機械の加工寸法(つ
まり各軸の移動量)を補正することができる。したがっ
て、残存熱変位量は、加工寸法を補正する際の補正係数
Hとして用いられる。この補正係数Hを、数値制御補正
手段13に出力する。
Upon receiving the calculation command from the storage time determining means 15, the remaining thermal displacement calculating means 12 calculates the remaining thermal displacement based on the following equation (1). This residual thermal displacement is calculated as the sum of the current influences of all past thermal events (here, changes in room temperature). Therefore, the processing dimension of the machine tool (ie, (The amount of movement of each axis) can be corrected. Therefore, the amount of residual thermal displacement is used as a correction coefficient H when correcting the processing dimension. This correction coefficient H is output to the numerical control correction means 13.

【数1】 ここで、経過時間係数f(t) は、室温が瞬間的に1度上
昇するステップ応答のときの熱変位量を時間の関数とし
て表したものであり、実験的に求められる。計算単位時
間dhは、予め設定された所定の計算間隔時間である。
また、tp(i)は熱的イベントテーブルのアドレスiの
メモリエリアに記憶された時系列的な熱的イベントデー
タ(ここでは、室温データ)を表し、iは経過時間を表
すパラメータであり、tp(1) =T1(最新の室温デー
タ)である。
(Equation 1) Here, the elapsed time coefficient f (t) expresses the amount of thermal displacement at the time of a step response in which the room temperature instantaneously rises once as a function of time, and is experimentally obtained. The calculation unit time dh is a predetermined calculation interval time set in advance.
Further, tp (i) represents time-series thermal event data (here, room temperature data) stored in the memory area at the address i of the thermal event table, i represents a parameter representing elapsed time, and tp (1) = T1 (latest room temperature data).

【0024】経過時間係数f(t) において、ある時点
(経過時間パラメータがiのとき)に発生した熱的イベ
ントの大きさはその時点での室温変化量「(tp(i+1)
−tp(i-1) )/2」により表し、この大きさの熱的イ
ベントによる現時点での残存熱変位量は「f((i-1)×d
h) ×(tp(i+1) −tp(i-1) )/2」により表され
る。したがって、過去の全ての熱的イベントによる残存
熱変位量を積算する、つまり上記演算式(数1)ではi
=2〜nに対して積算することにより、過去の全ての熱
的イベントの影響による現時点での残存熱変位量を求め
ている。
In the elapsed time coefficient f (t), the magnitude of the thermal event generated at a certain point in time (when the elapsed time parameter is i) is the amount of change in the room temperature at that point in time (“tp (i + 1)
−tp (i−1)) / 2 ”, and the residual thermal displacement at this time due to a thermal event of this magnitude is“ f ((i−1) × d
h) × (tp (i + 1) −tp (i−1)) / 2 ”. Therefore, the amount of residual thermal displacement due to all past thermal events is integrated, that is, in the above equation (Equation 1), i
= 2 to n, the residual thermal displacement at the present time due to the influence of all the past thermal events is obtained.

【0025】数値制御補正手段13は、入力した補正係
数Hに基づいて下記の数2〜4により、加工テーブルの
各軸方向毎の位置補正値Xs,Ys,Zsを求め、NC
制御装置1に通信等により送信する。これらの位置補正
値Xs,Ys,Zsは、各軸の絶対座標の平行シフト量
を示している。
The numerical control correction means 13 obtains the position correction values Xs, Ys, Zs for each axial direction of the machining table from the following equations 2 to 4 based on the input correction coefficient H,
It is transmitted to the control device 1 by communication or the like. These position correction values Xs, Ys, Zs indicate the parallel shift amounts of the absolute coordinates of each axis.

【数2】Xs=Kx×HXs = Kx × H

【数3】Ys=Ky×H## EQU3 ## Ys = Ky × H

【数4】Zs=Kz×H ここで、Kx,Ky,Kzは、それぞれ補正係数Hを各
軸方向に対応した位置補正値Xs,Ys,Zsに変換す
るための係数である。
Here, Kx, Ky, and Kz are coefficients for converting the correction coefficient H into position correction values Xs, Ys, and Zs corresponding to the respective axial directions.

【0026】NC制御装置1は、計算単位時間dh毎に
数値制御補正手段13から送信される位置補正値Xs,
Ys,Zsを入力し、加工プログラム内に予め記憶され
ている各軸の目標位置にこの位置補正値を加算して、補
正された位置指令とするように演算する。そして、この
位置指令の補正演算を行うタイミングは、例えば一ワー
クの全加工時間がその間の熱変位量の影響を受けない程
度に短時間である場合には、各ワーク毎の加工開始前と
し、またその間の加工中に熱変位量の影響を受けるよう
な長時間である場合には、所定の短い時間毎あるいは短
い工程毎とすることが望ましい。
The NC control device 1 calculates the position correction values Xs, Xs, transmitted from the numerical control correction means 13 for each calculation unit time dh.
Ys and Zs are input, and this position correction value is added to the target position of each axis stored in advance in the machining program to calculate a corrected position command. The timing at which the correction calculation of the position command is performed is, for example, before the start of processing for each work when the total processing time of one work is short enough not to be affected by the amount of thermal displacement during that time. In addition, if the time is long enough to be affected by the amount of thermal displacement during the processing during that time, it is preferable that the time is set to be a predetermined short time or a short step.

【0027】データ記憶アドレス更新手段14は、各計
算時刻での補正値演算が終了した後、熱的イベントテー
ブルの各データのアドレスをそれぞれ1つずつずらして
更新する。すなわち、以下の数5〜7で示すように、熱
的イベントテーブル内のデータで発生時刻が最も古いデ
ータを消去し、他のデータを全て1計算単位時間dhだ
け過去の時刻に対応するアドレスへそれぞれ転送して記
憶する。そして、常に、最新の熱的イベントデータtp
(1)をアドレスAに記憶できるように準備する。
After the correction value calculation at each calculation time is completed, the data storage address updating means 14 updates the address of each data in the thermal event table by shifting one by one. That is, as shown in the following Expressions 5 to 7, data having the oldest occurrence time among the data in the thermal event table is erased, and all other data is moved to the address corresponding to the past time by one calculation unit time dh. Each is transferred and stored. And always, the latest thermal event data tp
Prepare to store (1) at address A.

【数5】tp(n)=tp(n−1)Tp (n) = tp (n-1)

【数6】tp(n−1)=tp(n−2) …Tp (n-1) = tp (n-2)

【数7】tp(2)=tp(1)Tp (2) = tp (1)

【0028】つぎに、図6に示すフローチャートに基づ
いて、本実施形態の制御器10の補正演算処理手順を説
明する。なお、以下では、各ステップ番号をSを付して
表す。まず、S1において、時計4から現時刻を読み込
み、計算時刻に達したか否かをチェックする(記憶時刻
判定手段15)。達してないときは、同じ処理を繰り返
して計算時刻に達するまで待つ。達したときは、S2で
熱的イベント測定手段16が室温センサ3により検出し
た現在の室温データを入力し、熱的イベントデータテー
ブルのtp(1)に記憶する(熱的イベントデータ記憶
手段11)。このとき、前記計算時刻も記憶してもよ
い。つぎに、S3で、熱的イベントテーブルに記憶され
た過去の全ての室温データ及びその発生時刻(ここで
は、各時点での計算時刻)に基づいて、数1により、現
在の残存熱変位量、すなわち補正係数Hを演算する(残
存熱変位量演算手段12)。経過時間係数f(t) におけ
る経過時間tは、一般的には数式「現在時刻−過去時
刻」に基づいて求めることができるが、ここでは計算単
位時間dh毎に熱的イベントデータを記憶しているの
で、数式「(i−1)×dh」により求めている。そし
て、S4で、求めた補正係数Hに基づいて、数2〜4に
より各軸の位置補正値Xs,Ys,Zs、すなわち加工
寸法の補正量を求めた後、S5でこの位置補正値Xs,
Ys,ZsをNC制御装置1に送信する(数値制御補正
手段13)。次に、S6で、今回の計算時刻に計算単位
時間dhを加算して次回の計算時刻を求め、メモリの所
定アドレスに設定(記憶)しておく。この後、S7で最
も古い室温データを削除し、他のデータを順次1計算単
位時間dh古い時刻に対応するアドレスにシフトするよ
うに転送して記憶し、最新データを記憶するエリア(ア
ドレスA)を確保する。そして、最初のS1に戻って、
以上処理を繰り返す。
Next, the procedure of the correction calculation processing of the controller 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the following, each step number is represented by adding S. First, in S1, the current time is read from the clock 4 and it is checked whether or not the calculated time has been reached (storage time determination means 15). If not, repeat the same process and wait until the calculation time is reached. When it has reached, in S2, the current room temperature data detected by the thermal event measuring means 16 by the room temperature sensor 3 is input and stored in tp (1) of the thermal event data table (thermal event data storage means 11). . At this time, the calculation time may be stored. Next, in S3, based on all past room temperature data stored in the thermal event table and the time of occurrence thereof (here, the calculation time at each time point), the current residual thermal displacement amount, That is, the correction coefficient H is calculated (remaining thermal displacement calculating means 12). In general, the elapsed time t in the elapsed time coefficient f (t) can be obtained based on the formula “current time−past time”. Here, thermal event data is stored for each calculation unit time dh. Therefore, it is obtained by the formula “(i−1) × dh”. Then, in S4, based on the obtained correction coefficient H, a position correction value Xs, Ys, Zs of each axis, that is, a correction amount of the processing dimension is calculated by Expressions 2 to 4, and then in S5, the position correction value Xs,
Ys and Zs are transmitted to the NC control device 1 (numerical control correction means 13). Next, in S6, the next calculation time is obtained by adding the calculation unit time dh to the current calculation time, and is set (stored) at a predetermined address in the memory. Thereafter, in S7, the oldest room temperature data is deleted, and other data is sequentially transferred and stored so as to be shifted to the address corresponding to the time one calculation unit time dh older, and the area for storing the latest data (address A) To secure. Then, go back to the first S1,
The above processing is repeated.

【0029】以上本実施形態によると、室温の変化が生
じたとき熱的イベントが発生したと判断し、この室温変
化量の大きさと経過時間とに応じた残存熱変位量を経過
時間係数f(t)のような簡単な演算式に基づいて演算
している。経過時間係数f(t)は、単位熱的イベント
量(1℃の室温変化量)が瞬間的に発生したときの熱的
変位量のステップ応答、つまり残存熱変位量として実験
的に求められており、また室温及び経過時間を測定する
だけでこの経過時間係数f(t)に基づいて演算でき
る。このため、コンパクトな装置構成により、容易に、
かつ簡単な演算式でありながら精度良く、残存熱変位量
を演算できる。これにより、従来、困難であった熱変位
量に対する工作機械の加工寸法補正を容易に行える熱変
位量補正装置を非常に安価に製作可能となる。
According to the present embodiment, when a change in room temperature occurs, it is determined that a thermal event has occurred, and the amount of residual thermal displacement according to the magnitude of the change in room temperature and the elapsed time is determined by the elapsed time coefficient f ( The calculation is performed based on a simple calculation expression such as t). The elapsed time coefficient f (t) is experimentally obtained as a step response of a thermal displacement when a unit thermal event (a change in room temperature of 1 ° C.) instantaneously occurs, that is, a residual thermal displacement. The calculation can be performed based on the elapsed time coefficient f (t) only by measuring the room temperature and the elapsed time. Therefore, with a compact device configuration,
The amount of residual thermal displacement can be calculated accurately with a simple calculation formula. This makes it possible to manufacture a thermal displacement correction device that can easily correct the processing dimension of a machine tool with respect to the thermal displacement, which has been difficult in the past, at a very low cost.

【0030】次に、第2実施形態を説明する。本実施形
態は、運転熱による熱的イベントに対する熱変位量の補
正を行う例を示している。図7は、本実施形態のハード
構成であり、図3と同一の構成要素には同じ符号を付し
て説明を省く。同図に示すように、熱的イベントとして
工作機械の発熱量を想定し、ここではこの発熱量を各駆
動モータ(主軸モータ及び各テーブル駆動軸モータ)の
運転熱とする。NC制御装置1は各駆動モータの駆動電
流値データとその駆動時間データとを制御器10に送信
する。制御器10は、入力した各駆動モータ毎の駆動電
流値データとその駆動時間データとに基づいてトータル
の運転熱を演算し、この運転熱を熱的イベントとして発
生時刻と共に記憶する。そして、後述する所定の演算処
理を行い、演算した残存熱変位量に基づいて各軸補正値
を求めてNC制御装置1に出力する。
Next, a second embodiment will be described. This embodiment shows an example in which a thermal displacement amount for a thermal event due to operating heat is corrected. FIG. 7 shows the hardware configuration of the present embodiment, and the same components as those in FIG. As shown in the figure, a heat value of a machine tool is assumed as a thermal event, and this heat value is used as the operating heat of each drive motor (spindle motor and each table drive shaft motor). The NC control device 1 transmits drive current value data of each drive motor and its drive time data to the controller 10. The controller 10 calculates the total operation heat based on the input drive current value data and the drive time data for each drive motor, and stores the operation heat as a thermal event together with the occurrence time. Then, predetermined arithmetic processing described later is performed, and each axis correction value is obtained based on the calculated residual thermal displacement amount, and is output to the NC control device 1.

【0031】図8に示す本実施形態における機能構成ブ
ロック図に基づいて、各機能を説明する。ここで、図4
と同じ機能構成部には同一の符号を付す。熱的イベント
測定手段16は、本実施形態では工作機械の運転熱を測
定しており、NC制御装置1から入力した各駆動モータ
毎の駆動電流値データとその駆動時間データとに基づい
てトータルの運転熱を演算する。演算したトータルの運
転熱データは、熱的イベントデータ記憶手段11に出力
される。熱的イベントデータ記憶手段11は、前実施形
態と同様に、記憶時刻判定手段15からの記憶指令を入
力すると、熱的イベント測定手段16からの運転熱デー
タを現時刻の熱的イベントデータとして熱的イベントテ
ーブルの所定アドレス(前実施形態のアドレスAに相当
する)に記憶する。残存熱変位量演算手段12は前実施
形態と同様に、熱的イベントテーブル内に記憶している
熱的イベントデータ(運転熱)と発生時刻とに基づいて
以下の数8により、残存熱変位量(補正係数H)を演算
して求める。そして、この残存熱変位量データを数値制
御補正手段13に出力する。ここで、経過時間係数f
(t) は、図9に示すように、単位発熱量Q1が計算単位
時間dhだけ継続して発生したときの熱変位量を経過時
間tの関数として表したものであり、実験的に求められ
る。経過時間tは、一般的には数式「現在時刻−過去時
刻」に基づいて求められる。本実施形態では、ある時点
で所定量以上の発熱が発生したとき熱的イベントと判断
しており、発熱量と熱的イベントとの関係は図10で示
される。なお、他の機能構成部は前実施形態と同様なの
で、説明を省く。
Each function will be described with reference to the functional block diagram of this embodiment shown in FIG. Here, FIG.
The same reference numerals are given to the same functional components. In the present embodiment, the thermal event measuring means 16 measures the operating heat of the machine tool, and based on the driving current value data for each driving motor and the driving time data inputted from the NC control device 1, the total. Calculate the operating heat. The calculated total operation heat data is output to the thermal event data storage means 11. As in the previous embodiment, when the storage command from the storage time determination unit 15 is input, the thermal event data storage unit 11 converts the operating heat data from the thermal event measurement unit 16 into thermal event data at the current time. It is stored at a predetermined address (corresponding to address A in the previous embodiment) of the target event table. Similar to the previous embodiment, the residual thermal displacement calculating means 12 calculates the residual thermal displacement based on the thermal event data (operating heat) stored in the thermal event table and the time of occurrence by the following equation (8). (Correction coefficient H) is calculated and obtained. Then, the residual thermal displacement data is output to the numerical control correcting means 13. Here, the elapsed time coefficient f
(t) represents the thermal displacement as a function of the elapsed time t when the unit heat generation Q1 is continuously generated for the calculation unit time dh, as shown in FIG. 9, and is obtained experimentally. . The elapsed time t is generally obtained based on a formula “current time−past time”. In the present embodiment, when a predetermined amount or more of heat is generated at a certain point in time, it is determined that the event is a thermal event, and the relationship between the amount of heat generation and the thermal event is shown in FIG. Note that the other functional components are the same as those in the previous embodiment, and thus description thereof will be omitted.

【0032】次に、図11に示すフローチャートに従っ
て本実施形態における補正演算処理手順を説明する。ま
ず、S11において、時計4から現時刻を読み込み、計
算時刻に達したか否かをチェックする(記憶時刻判定手
段15)。達してないときは、同じ処理を繰り返して達
するまで待つ。達したときは、S12で熱的イベント測
定手段16から現在の運転熱(ここでは、モータの発生
熱)を入力し、熱的イベントテーブルのtp(1)(最
新の熱的イベントデータ)に記憶する(熱的イベントデ
ータ記憶手段11)。このとき、前記計算時刻も記憶し
てもよい。つぎに、S13で、熱的イベントテーブルに
記憶された過去の全ての運転熱データ及びその発生時刻
(ここでは、各時点での計算時刻)に基づいて、数8に
より、現在の残存熱変位量、すなわち補正係数Hを演算
する(残存熱変位量演算手段12)。経過時間係数f
(t) における経過時間tは、一般的には数式「現在時刻
−過去時刻」に基づいて求めることができるが、ここで
は計算単位時間dh毎に熱的イベントデータを記憶して
いるので、数式「(i−1)×dh」により求めてい
る。そして、S14で、求めた補正係数Hに基づいて、
数2〜4により各軸の位置補正値Xs,Ys,Zsを求
めた後、S15でこの位置補正値Xs,Ys,ZsをN
C制御装置1に送信する(数値制御補正手段13)。次
に、S16で、今回の計算時刻に計算単位時間dhを加
算して次回の計算時刻を求め、メモリの所定アドレスに
記憶しておく。この後、S17で、最も古い運転熱デー
タを削除し、他のデータを順次1計算単位時間dh古い
時刻に対応するアドレスにシフトするように転送して記
憶し、最新データを記憶するエリアを確保する。そし
て、最初のS11に戻って、以上処理を繰り返す。
Next, the procedure of the correction calculation processing in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in S11, the current time is read from the clock 4 and it is checked whether or not the calculated time has been reached (storage time determination means 15). If not, repeat the same process and wait until it reaches. When it has reached, in S12, the current operating heat (here, the heat generated by the motor) is input from the thermal event measuring means 16 and stored in tp (1) (latest thermal event data) of the thermal event table. (Thermal event data storage means 11). At this time, the calculation time may be stored. Next, in step S13, based on all past operating heat data stored in the thermal event table and its generation time (here, the calculation time at each time point), the current residual thermal displacement amount is calculated according to equation (8). That is, the correction coefficient H is calculated (remaining thermal displacement calculating means 12). Elapsed time coefficient f
In general, the elapsed time t in (t) can be obtained based on the equation “current time−past time”. Here, since thermal event data is stored for each calculation unit time dh, the equation It is determined by “(i−1) × dh”. Then, in S14, based on the obtained correction coefficient H,
After calculating the position correction values Xs, Ys, and Zs of each axis by the formulas (2) to (4), the position correction values Xs, Ys, and Zs are set to N in S15.
It is transmitted to the C control device 1 (numerical control correction means 13). Next, in S16, the next calculation time is obtained by adding the calculation unit time dh to the current calculation time, and is stored at a predetermined address in the memory. Thereafter, in S17, the oldest operating heat data is deleted, and the other data is sequentially transferred and stored so as to be shifted to an address corresponding to one calculation unit time dh older, and an area for storing the latest data is secured. I do. Then, the process returns to the first step S11 and the above processing is repeated.

【0033】本実施形態によると、主軸モータやテーブ
ル駆動モータ等の所定時間以上の駆動による運転熱が発
生したとき熱的イベントが発生したと判断し、この運転
熱の大きさと経過時間とに応じた残存熱変位量を経過時
間係数f(t)のような演算式に基づいて演算してい
る。本実施形態での経過時間係数f(t)は、単位発熱
量(単位熱的イベント量)が計算単位時間dhだけ継続
したときの熱的変位量のステップ応答、つまり残存熱変
位量として実験的に求められている。そして、主軸モー
タやテーブル駆動モータ等の駆動電流値から運転熱つま
り発生熱量を演算し、かつ経過時間を測定するだけで、
上記経過時間係数f(t)に基づいて演算できる。この
ため、コンパクトな装置構成により、容易に、かつ簡単
な演算式でありながら精度良く、残存熱変位量を演算で
きる。これにより、従来、困難であった熱変位量に対す
る工作機械の加工寸法補正を容易に行える熱変位量補正
装置を非常に安価に製作可能となる。
According to the present embodiment, it is determined that a thermal event has occurred when operating heat is generated by driving the spindle motor, the table drive motor, or the like for a predetermined time or more, and the thermal event is determined according to the magnitude of the operating heat and the elapsed time. The remaining thermal displacement is calculated based on an arithmetic expression such as an elapsed time coefficient f (t). The elapsed time coefficient f (t) in the present embodiment is an experimental value as a step response of a thermal displacement amount when a unit heat value (a unit thermal event amount) continues for a calculation unit time dh, that is, a residual thermal displacement amount. Is required. Then, the operation heat, that is, the amount of generated heat is calculated from the drive current value of the spindle motor, the table drive motor, and the like, and the elapsed time is simply measured.
It can be calculated based on the elapsed time coefficient f (t). Therefore, with a compact device configuration, the amount of residual thermal displacement can be calculated easily and accurately with a simple calculation formula. This makes it possible to manufacture a thermal displacement correction device that can easily correct the processing dimension of a machine tool with respect to the thermal displacement, which has been difficult in the past, at a very low cost.

【0034】次に、第3実施形態を説明する。本実施形
態は、加工熱による熱的イベントに対する熱変位量の補
正を行う例を示しており、ワーク1個当りの加工サイク
ルタイムが短く、常に略同じような加工の繰り返しを行
う場合(例えば、自動車エンジン部品等)に適用でき
る。なお、この場合の加工熱とは工作機械の切削熱を表
しており、例えば加工時に刃先部で発生した加工熱は、
工具自体への入熱となり、一部ワークへの入熱となり、
また他の一部は切粉を介して工作機械への入熱となる。
したがって、この切削熱が工作機械の熱変位量に影響す
る要因となる。
Next, a third embodiment will be described. This embodiment shows an example in which the amount of thermal displacement is corrected for a thermal event due to processing heat. In the case where the processing cycle time per workpiece is short and substantially the same processing is always repeated (for example, Automotive engine parts). In this case, the processing heat represents the cutting heat of the machine tool, for example, the processing heat generated at the cutting edge during the processing,
Heat input to the tool itself, heat input to part of the work,
Another part receives heat to the machine tool via the chips.
Therefore, this cutting heat is a factor that affects the thermal displacement of the machine tool.

【0035】図12は、本実施形態のハード構成であ
り、図3と同一の構成要素には同じ符号を付して説明を
省く。同図に示すように、熱的イベントとして工作機械
の加工熱量を想定し、本実施形態ではこの加工熱量を、
予め設定された加工対象ワーク1個当りの加工時に発生
する加工熱量に基づいて求めている。NC制御装置1に
は、ワーク種別毎に1個当りの加工熱量データが記憶さ
れており、ワーク加工完了後にこの加工熱量データを制
御器10に送信する。制御器10は、入力した各ワーク
毎の加工熱量データを熱的イベントとして発生時刻と共
に記憶する。そして、後述する所定の演算処理を行い、
演算した残存熱変位量に基づいて各軸補正値を求めてN
C制御装置1に出力する。
FIG. 12 shows a hardware configuration of the present embodiment. The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. As shown in the figure, assuming the processing heat of the machine tool as a thermal event, in the present embodiment, this processing heat,
It is determined based on a preset amount of processing heat generated at the time of processing per workpiece to be processed. The NC control device 1 stores machining calorie data for each workpiece type and transmits the machining calorie data to the controller 10 after the work machining is completed. The controller 10 stores the input processing calorie data for each work as a thermal event together with the occurrence time. Then, predetermined arithmetic processing described later is performed,
Each axis correction value is calculated based on the calculated residual thermal displacement, and N
Output to C control device 1.

【0036】図13に本実施形態における機能構成ブロ
ック図を示し、同図に基づいて各機能を説明する。熱的
イベント測定手段16は、予め設定されたワーク1個毎
の加工熱量を熱的イベントデータ記憶手段11に出力す
る。図13では、NC制御装置1から加工熱量データを
入力する例を示しているが、制御器1の熱的イベント測
定手段16に予め記憶していてもよい。熱的イベントデ
ータ記憶手段11は、前実施形態と同様に、記憶時刻判
定手段15からの記憶指令を入力すると、熱的イベント
測定手段16からの加工熱量データを現時刻の熱的イベ
ントデータとして熱的イベントテーブルの所定アドレス
に記憶する。残存熱変位量演算手段12は前実施形態と
同様に、熱的イベントテーブル内に記憶している熱的イ
ベントデータ(加工熱量)と発生時刻とに基づいて以下
の数9により、残存熱変位量(補正係数H)を演算して
求める。そして、この残存熱変位量データを数値制御補
正手段13に出力する。ここで、経過時間係数f(t)
は、図14に示すように、単位切削熱Q2が計算単位時
間dhだけ継続して発生したときの熱変位量を経過時間
tの関数として表したものであり、実験的に求められ
る。なお、熱時定数が短い場合は、経過時間係数f(t)
は以下の数10に示すようにエキスポーネンシャル関数
(EXP関数)で表してもよい。
FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration according to this embodiment, and each function will be described with reference to FIG. The thermal event measuring means 16 outputs a preset amount of processing heat for each work to the thermal event data storage means 11. FIG. 13 shows an example in which machining calorie data is input from the NC control device 1, but may be stored in advance in the thermal event measuring means 16 of the controller 1. As in the previous embodiment, when the storage command from the storage time determination unit 15 is input, the thermal event data storage unit 11 converts the processing calorie data from the thermal event measurement unit 16 into thermal event data at the current time. At a predetermined address of the target event table. Similar to the previous embodiment, the residual thermal displacement calculating means 12 calculates the residual thermal displacement based on the thermal event data (the amount of processing heat) stored in the thermal event table and the time of occurrence by the following equation (9). (Correction coefficient H) is calculated and obtained. Then, the residual thermal displacement data is output to the numerical control correcting means 13. Here, the elapsed time coefficient f (t)
Represents the amount of thermal displacement as a function of the elapsed time t when the unit cutting heat Q2 is continuously generated for the calculation unit time dh, as shown in FIG. 14, and is obtained experimentally. When the thermal time constant is short, the elapsed time coefficient f (t)
May be expressed by an exponential function (EXP function) as shown in the following Expression 10.

【数10】f(t) =EXP {−(time(1) −time
( i) )/ta} taは熱時定数であり、実験的に求める。また、tim
e( i) は各計算時刻データを表し、iは計算時刻パラ
メータで、time(1) は現在時刻を表し、time(
i) は(i−1)回前の計算時刻を表す。heat
(i)は各計算時刻時の発生熱量(加工熱量)を表す。
F (t) = EXP {-(time (1) -time
(i)) / ta} ta is a thermal time constant, which is experimentally obtained. Also, tim
e (i) represents each calculation time data, i is a calculation time parameter, time (1) represents the current time, and time (1)
i) represents the calculation time of (i-1) times before. heat
(I) represents the amount of heat generated (the amount of processing heat) at each calculation time.

【0037】そして本発明者は、シュミレーションを行
い、経過時間係数f(t) がエキスポーネンシャル関数の
場合には、所定ワークの加工1サイクル当りの加工熱量
が次の数11に示すような簡単な式で表されることを確
認している。
Then, the present inventor performs a simulation, and when the elapsed time coefficient f (t) is an exponential function, the processing heat amount per processing cycle of the predetermined work is represented by the following equation (11). It has been confirmed that it can be represented by a simple formula.

【数11】加工熱量=連続加工による経時変化量×サイ
クルタイム/時定数 ここで、連続加工による経時変化量は図15に示すよう
に当該ワークを連続加工した場合の熱変位量の収束値
(つまり、最終値)であり、時定数taはこのときの熱
変位量カーブ(略一次遅れ関数である)の時定数であ
る。また、サイクルタイムは当該ワークを実加工すると
きの1個当りの加工繰り返し周期時間である。
[Equation 11] Processing heat amount = Amount of change over time due to continuous processing × Cycle time / Time constant Here, as shown in FIG. That is, the time constant ta is the time constant of the thermal displacement amount curve (substantially a first-order lag function) at this time. The cycle time is a machining repetition cycle time per piece when the workpiece is actually machined.

【0038】なお、他の機能構成部は前述の実施形態と
同様なので、説明を省く。
Note that other functional components are the same as those of the above-described embodiment, and thus description thereof will be omitted.

【0039】次に、図16に示すフローチャートに従っ
て本実施形態における補正演算処理手順を説明する。ま
ず、S21において、ワークの加工を開始する。次に、
S22で、熱的イベント測定手段16から現在の加工熱
量を入力し、熱的イベントテーブルのtp(1)(最新
の熱的イベントデータ)に記憶する(熱的イベントデー
タ記憶手段11)。このとき、時計4から読み込んだ現
在の計算時刻も記憶してもよい。つぎに、S23で、熱
的イベントテーブルに記憶された過去の全ての加工熱量
データ及びその発生時刻(ここでは、各時点での計算時
刻)に基づいて、数9により、現在の残存熱変位量、す
なわち補正係数Hを演算する(残存熱変位量演算手段1
2)。熱時定数が短い場合は、経過時間係数f(t) は数
10で表したエキスポーネンシャル関数として演算して
もよい。そして、S24で、求めた補正係数Hに基づい
て、数2〜4により各軸の位置補正値Xs,Ys,Zs
を求めた後、S25でこの位置補正値Xs,Ys,Zs
をNC制御装置1に送信する(数値制御補正手段1
3)。次に、S26で、最も古い加工熱量データを削除
し、他のデータを順次古い時刻に対応するアドレスに1
つずつシフトするように転送して記憶し、最新データを
記憶するエリアを確保する。そして、最初のS21に戻
って、以上処理を繰り返す。
Next, the procedure of the correction calculation processing in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in S21, processing of a work is started. next,
In S22, the current amount of processing heat is input from the thermal event measuring means 16 and stored in tp (1) (latest thermal event data) of the thermal event table (thermal event data storage means 11). At this time, the current calculation time read from the clock 4 may also be stored. Next, in S23, based on all past machining calorie data stored in the thermal event table and its generation time (here, the calculation time at each time point), the current residual thermal displacement amount is calculated according to Expression 9. That is, the correction coefficient H is calculated (the residual thermal displacement calculating means 1).
2). When the thermal time constant is short, the elapsed time coefficient f (t) may be calculated as an exponential function represented by Expression 10. Then, in S24, based on the obtained correction coefficient H, the position correction values Xs, Ys, Zs of the respective axes are calculated by Expressions 2 to 4.
, The position correction values Xs, Ys, Zs are obtained in S25.
Is transmitted to the NC control device 1 (the numerical control correction means 1).
3). Next, in S26, the oldest machining calorie data is deleted, and other data is sequentially stored in the address corresponding to the oldest time by one.
The data is transferred so as to be shifted one by one and stored, and an area for storing the latest data is secured. Then, returning to the first step S21, the above processing is repeated.

【0040】本実施形態によると、所定時間以上のワー
ク加工による所定量以上の切削熱(つまり加工熱)が発
生したとき熱的イベントが発生したと判断し、この加工
熱の大きさと経過時間とに応じた残存熱変位量を経過時
間係数f(t)のような演算式に基づいて演算してい
る。経過時間係数f(t)は、基本的には前実施形態と
同様に単位加工熱(単位熱的イベント量)が計算単位時
間dhだけ継続したときの熱的変位量のステップ応答と
して実験的に求められているが、熱時定数が短い場合は
近似的にはエキスポーネンシャル関数で表してもよい。
そして、ワーク種別毎に予め設定されている、ワーク1
個の加工時に発生する加工熱を、発生熱量として読み込
み、かつ経過時間を測定するだけで、上記経過時間係数
f(t)に基づいて残存熱変位量を演算できる。このた
め、コンパクトな装置構成により、容易に、かつ簡単な
演算式でありながら精度良く、残存熱変位量を演算でき
る。特にワーク1個当りの加工サイクルタイムが短く、
常に略同じような加工の繰り返しを行う場合には、本実
施形態による演算方法は非常に有効である。これによ
り、従来、困難であった熱変位量に対する工作機械の加
工寸法補正を容易に行える熱変位量補正装置を非常に安
価に製作可能となる。
According to the present embodiment, it is determined that a thermal event has occurred when a predetermined amount or more of cutting heat (ie, processing heat) has been generated by processing a workpiece for a predetermined time or longer, and the magnitude of the processing heat and the elapsed time are determined. Is calculated based on an arithmetic expression such as an elapsed time coefficient f (t). The elapsed time coefficient f (t) is basically obtained experimentally as a step response of the thermal displacement amount when the unit processing heat (unit thermal event amount) continues for the calculation unit time dh, similarly to the previous embodiment. Although it is determined, when the thermal time constant is short, it may be approximately expressed by an exponential function.
Then, a work 1 set in advance for each work type
The residual heat displacement can be calculated on the basis of the elapsed time coefficient f (t) simply by reading the processing heat generated during the individual processing as the amount of generated heat and measuring the elapsed time. Therefore, with a compact device configuration, the amount of residual thermal displacement can be calculated easily and accurately with a simple calculation formula. In particular, the machining cycle time per work is short,
The calculation method according to the present embodiment is very effective when almost the same processing is repeated at all times. This makes it possible to manufacture a thermal displacement correction device that can easily correct the processing dimension of a machine tool with respect to the thermal displacement, which has been difficult in the past, at a very low cost.

【0041】以上、本発明によると、室温変化、運転
熱、加工熱等の熱的イベントの大きさ及びその発生時刻
を測定することにより、工作機械の残存熱変位量を演算
することができ、加工寸法の補正が可能となる。運転熱
や加工熱は一般的には実験や実測、経験により既知であ
り、よって都度計測する必要がないので、NC制御装置
1又は制御器10が有する時計機能だけで運転熱、加工
熱による熱変位補正が可能である。また、室温変化によ
る熱変位補正の場合でも、ハード的に追加するのは温度
センサのみでよい。したがって、大がかりな装置とした
り、費用をかけたりせずに、高精度で加工寸法の補正が
できる。
As described above, according to the present invention, the amount of residual thermal displacement of a machine tool can be calculated by measuring the magnitude of a thermal event such as a change in room temperature, operating heat, and processing heat and the time of occurrence thereof. Processing dimensions can be corrected. Since the operating heat and the processing heat are generally known from experiments, actual measurements, and experiences, and need not be measured each time, the heat generated by the operating heat and the processing heat is obtained only by the clock function of the NC controller 1 or the controller 10. Displacement correction is possible. Also, in the case of thermal displacement correction due to a change in room temperature, only a temperature sensor may be added in terms of hardware. Therefore, the processing dimensions can be corrected with high accuracy without using a large-scale apparatus or increasing costs.

【0042】なお、上記実施形態においては、室温変
化、運転熱又は加工熱等の熱的イベントがそれぞれ単独
で発生する場合を示したが、実用上でこれらの熱的イベ
ントが複合して発生する場合には、各熱的イベント単独
による残存熱変位量すなわち補正係数Hを演算してこれ
らの総和により実際の補正係数Hを求め、この総和値に
基づいて加工寸法の補正値を演算すればよい。また、こ
れまでの説明では、数値制御補正手段13は制御器10
に備える例を示したが、NC制御装置1内に備えてもよ
い。さらに、熱的イベント測定手段16はNC制御装置
1ないに設けてもよく、例えば、加工熱を熱的イベント
とした場合、NC制御装置1内に記憶している加工熱デ
ータを1つのワークを加工毎に制御器10へ送信しても
よい。
In the above-described embodiment, the case where the thermal events such as the change in room temperature, the operating heat, and the processing heat occur independently has been described. However, in practice, these thermal events occur in combination. In this case, the amount of residual thermal displacement due to each thermal event alone, that is, the correction coefficient H, is calculated, and the actual correction coefficient H is obtained by summing them, and the correction value of the processing dimension may be calculated based on the sum. . In the description so far, the numerical control correction means 13 is
Although the example provided in the above is shown, it may be provided in the NC control device 1. Further, the thermal event measuring means 16 may be provided in the NC control apparatus 1. For example, when the processing heat is a thermal event, the processing heat data stored in the NC control apparatus 1 is used for one workpiece. It may be transmitted to the controller 10 for each processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる熱的イベントに対する熱変位量
と経過時間との関係を示す。
FIG. 1 shows a relationship between a thermal displacement amount and an elapsed time with respect to a thermal event according to the present invention.

【図2】本発明に係わる熱的イベントの発生の説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of occurrence of a thermal event according to the present invention.

【図3】第1実施形態の熱変位補正装置のハード構成ブ
ロック図を示す。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the thermal displacement correction device according to the first embodiment.

【図4】第1実施形態の熱変位補正装置の機能構成ブロ
ック図である。
FIG. 4 is a functional configuration block diagram of the thermal displacement correction device of the first embodiment.

【図5】熱的イベントテーブルの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a thermal event table.

【図6】第1実施形態の補正演算処理フローチャートで
ある。
FIG. 6 is a flowchart of a correction calculation process according to the first embodiment.

【図7】第2実施形態の熱変位補正装置のハード構成ブ
ロック図を示す。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a thermal displacement correction device according to a second embodiment.

【図8】第2実施形態の熱変位補正装置の機能構成ブロ
ック図である。
FIG. 8 is a functional configuration block diagram of a thermal displacement correction device according to a second embodiment.

【図9】第2実施形態の熱的イベント(運転熱)と熱変
位量との関係の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a relationship between a thermal event (operating heat) and a thermal displacement amount according to the second embodiment.

【図10】第2実施形態の発熱量と熱的イベントとの関
係の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a relationship between a heat value and a thermal event according to the second embodiment.

【図11】第2実施形態の補正演算処理フローチャート
である。
FIG. 11 is a flowchart of a correction calculation process according to the second embodiment.

【図12】第3実施形態の熱変位補正装置のハード構成
ブロック図を示す。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a thermal displacement correction device according to a third embodiment.

【図13】第3実施形態の熱変位補正装置の機能構成ブ
ロック図である。
FIG. 13 is a functional configuration block diagram of a thermal displacement correction device according to a third embodiment.

【図14】第3実施形態の熱的イベント(切削熱)と熱
変位量との関係の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a relationship between a thermal event (cutting heat) and a thermal displacement amount according to the third embodiment.

【図15】第3実施形態の発熱量と熱的イベントとの関
係の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a relationship between a heat value and a thermal event according to the third embodiment.

【図16】第3実施形態の補正演算処理フローチャート
である。
FIG. 16 is a flowchart of a correction calculation process according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 NC制御装置 2 工作機械 3 室温センサ 4 時計 10 制御器 11 熱的イベントデータ記憶手段 12 残存熱変位量演算手段 13 数値制御補正手段 14 データ記憶アドレス更新手段 15 記憶時刻判定手段 16 熱的イベント測定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 NC controller 2 Machine tool 3 Room temperature sensor 4 Clock 10 Controller 11 Thermal event data storage means 12 Remaining thermal displacement calculation means 13 Numerical control correction means 14 Data storage address update means 15 Storage time determination means 16 Thermal event measurement means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機械の熱発生による変位量を演算する工
作機械の熱変位量演算装置において、 機械の変位量に影響を及ぼす室温変化、運転熱及び加工
熱等の熱的イベントを測定する熱的イベント測定手段(1
6)と、 現時刻を計時する時計(4) と、 測定した熱的イベントの大きさデータ及びその発生時刻
データを入力し、これらのデータを順次記憶する熱的イ
ベントデータ記憶手段(11)と、 予め実験又は計算により求めた、単位発生熱が機械の熱
変位に及ぼす影響を表す経過時間係数(f) により、熱的
イベントデータ記憶手段(11)に記憶された過去の熱的イ
ベントの大きさデータ及びその発生時刻データに基づい
て、現在の残存する熱変位量を演算する残存熱変位量演
算手段(12)とを有することを特徴とする工作機械の熱変
位量演算装置。
An apparatus for calculating a thermal displacement of a machine tool, which calculates a displacement due to heat generation of a machine, wherein a thermal event measuring a thermal event such as a change in room temperature, an operating heat, and a working heat which affects the displacement of the machine. Event measurement means (1
6), a clock (4) for measuring the current time, and thermal event data storage means (11) for inputting measured thermal event size data and its occurrence time data and sequentially storing these data. The magnitude of the past thermal event stored in the thermal event data storage means (11) is determined by the elapsed time coefficient (f) which indicates the effect of the unit generated heat on the thermal displacement of the machine, which is obtained in advance by experiment or calculation. And a residual thermal displacement calculating means (12) for calculating a current residual thermal displacement based on the data and the time of occurrence thereof.
【請求項2】 機械の熱発生による変位量に基づいて、
ワークの加工寸法を補正する工作機械の熱変位補正装置
において、 請求項1記載の工作機械の熱変位量演算装置と、 熱変位量演算装置により求められた残存熱変位量に基づ
いて、ワークの加工寸法を補正する数値制御補正手段(1
3)とを有することを特徴とする工作機械の熱変位補正装
置。
2. On the basis of a displacement amount due to heat generation of a machine,
A thermal displacement compensating device for a machine tool for compensating a processing dimension of a workpiece, wherein the thermal displacement computing device for a machine tool according to claim 1 and a residual thermal displacement calculated by the thermal displacement computing device, Numerical control correction means (1
3) A device for correcting thermal displacement of a machine tool, comprising:
【請求項3】 機械の熱発生による変位量を演算する工
作機械の熱変位量演算方法において、 機械の変位量に影響を及ぼす室温変化、運転熱及び加工
熱等の熱的イベントを測定し、この熱的イベントの大き
さデータ及びその発生時刻データを順次記憶する工程
と、 予め実験又は計算により求めた、単位発生熱が機械の熱
変位に及ぼす影響を表す経過時間係数(f) により、前記
記憶した過去の熱的イベントの大きさデータ及びその発
生時刻データに基づいて、現在の残存する熱変位量を演
算する工程とを有することを特徴とする工作機械の熱変
位量演算方法。
3. A method for calculating a thermal displacement of a machine tool, which calculates a displacement due to heat generation of a machine, comprising: measuring a thermal event such as a change in room temperature, an operating heat, and a processing heat which affects the displacement of the machine; A step of sequentially storing the magnitude data of the thermal event and the time data of the occurrence thereof, and an elapsed time coefficient (f) indicating the effect of the unit generated heat on the thermal displacement of the machine, which is obtained in advance by experiment or calculation. Calculating a current residual thermal displacement amount based on the stored past thermal event size data and its occurrence time data.
【請求項4】 機械の熱発生による変位量に基づいて、
ワークの加工寸法を補正する工作機械の熱変位補正方法
において、 機械の変位量に影響を及ぼす室温変化、運転熱及び加工
熱等の熱的イベントを測定し、この熱的イベントの大き
さデータ及びその発生時刻データを順次記憶する工程
と、 予め実験又は計算により求めた、単位発生熱が機械の熱
変位に及ぼす影響を表す経過時間係数(f) により、前記
記憶した過去の熱的イベントの大きさデータ及びその発
生時刻データに基づいて、現在の残存する熱変位量を演
算する工程と、 この演算した残存熱変位量に基づいて、ワークの加工寸
法を補正する数値制御補正工程とを有することを特徴と
する工作機械の熱変位補正方法。
4. On the basis of a displacement amount due to heat generation of a machine,
In the method of correcting thermal displacement of a machine tool, which corrects the processing dimensions of a workpiece, thermal events such as room temperature change, operating heat, and processing heat that affect the amount of machine displacement are measured, and the magnitude data and The step of sequentially storing the occurrence time data, and the magnitude of the stored past thermal event is determined by an elapsed time coefficient (f) indicating the effect of the unit generated heat on the thermal displacement of the machine, obtained in advance by experiment or calculation. And a numerical control correction step of correcting the work dimension of the work based on the calculated remaining thermal displacement based on the calculated remaining thermal displacement based on the calculated remaining thermal displacement. A method for correcting thermal displacement of a machine tool, characterized in that:
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