JP2002239872A

JP2002239872A - 熱変位補正方法および熱変位補正係数の変更方法並びに同補正機能を有する数値制御装置

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Publication number: JP2002239872A
Application number: JP2001037061A
Authority: JP
Inventors: Takao Tezuka; 塚貴雄手; Takeshi Morishita; 下剛森; Hiromichi Yoshida; 田博通吉
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: JP4282909B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＣ加工プログラム上から簡易に熱補正係数
の変更を行えるようにすることで、広い回転速度領域に
対応した最適な熱変位補正を行えるようにする。【解決手段】主軸回転速度の可変範囲を複数の回転速
度領域に区分し、各回転速度領域ごとにそれぞれ異なる
熱変位補正係数を機械のシステムパラメータとして予め
設定し、前記各回転速度領域ごとの熱変位補正係数を調
整するために前記熱変位補正係数の値を変更する機能命
令をユーザマクロとして作成し、加工プログラム中に前
記ユーザマクロ呼出命令を組み込み、加工プログラムを
実行する過程で、必要に応じて前記ユーザマクロを呼び
出して実行することにより前記熱変位補正係数を適切な
値に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
などの工作機械において、主軸に生じる熱変位に起因す
る位置の誤差を補正する熱変位補正方法および同補正機
能を有する数値制御装置に係り、特に、ＮＣ加工プログ
ラム上から手軽に加工条件に適した熱変位補正に必要な
補正係数を変更できるようにした熱変位補正方法および
熱変位補正係数の変更方法並びに同補正機能を有する数
値制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタなどの工作機械では、
その構成部品は鉄鋼を材質として高い剛性を持っている
が、温度変化によって伸び縮み繰り返しためにこれが加
工精度に影響を与えることになる。特に、主軸では、回
転する間に軸受け部などで発生する熱で主軸が伸びるた
め、主軸先端の実際の位置と位置制御上の位置との間に
誤差が生じる。このような現象は熱変位と呼ばれ、マシ
ニングセンタなどの数値制御工作機械で高精度の加工を
するためには、主軸の熱変位に対する対策が必要不可欠
である。

【０００３】従来、工作機械での熱変位対策としては、
主軸の軸受に低発熱の軸受を採用したり、軸受部での熱
の発生を抑制する潤滑および冷却方式を採用している。
しかし、熱が発生するかぎり熱変位は起こるため、熱の
発生を抑制することに加えて、数値制御装置に熱変位を
補正する機能を付加することが広く行われている。

【０００４】工作機械における主軸の伸びは、主軸回転
時に軸受部などに発生する熱による主軸の温度上昇とほ
ぼ比例する一時式の関係にある。位置制御での熱変位補
正は、主軸の伸びと温度上昇が一時式にあることを利用
するもので、主軸頭とベッド本体に取り付けたセンサか
ら両者の温度差を検出し、次の式から補正量を算出し、
例えば切り込み軸のＺ軸の座表系を補正量だけ補正して
いる。つまり、Ｚ軸のサーボ制御部に与える位置指令を
補正量だけ補正し、熱変位による影響を相殺するように
している。

【０００５】補正量＝Ａ×（Ｔ1−Ｔ2） …（１）Ａ：補正係数Ｔ1：主軸頭の温度Ｔ2：基準温度

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱変位
補正における補正係数は、主軸の回転速度によって大き
く変わってくるという関係がある。ここで、図５は、横
軸に経過時間をとり、縦軸にＺ軸熱変位量δをとり、主
軸の回転速度が２０００ｍｉｎ^−１と６０００ｍｉｎ
^−１のそれぞれの場合での熱変位特性を示す図である。
この図５に示されるように、主軸回転が低速の場合と高
速の場合とでは、熱変位特性は大きく異なる。したがっ
て、主軸の回転速度領域が広い工作機械では、低速、中
高速、高速などの回転速度の範囲別の補正係数の値を設
定する必要がある。

【０００７】従来の熱変位補正機能を有する数値制御装
置では、熱変位の補正係数は、機械のシステムパラメー
タとして数値制御装置に設定されているのが通常であ
る。このため、工作機械の加工条件が変わると、その加
工条件に合わせてシステムパラメータに設定されている
補正係数の値を変更しなければならなかった。

【０００８】しかしながら、システムパラメータの変更
は、通常は機械メーカーの専門家が行うものであり、エ
ンドユーザのオペレータにとっては、その変更が簡単に
はできないという問題があった。

【０００９】他方、熱変位補正方式として、上記の温度
差から熱変位を推定する方式とは異なり、熱変位の特性
に及ぼす主軸回転速度の影響の方を重視し、主軸回転速
度と熱変位の履歴を工作機械ごとに採っておき、この回
転速度と熱変位の履歴に基づいた熱変位補正のプログラ
ムをＮＣ加工プログラムに付加する方式がある。この方
式によれば、システムパラメータに補正係数を設定する
必要はなくなり、温度測定をする必要がなくなり、温度
の変化と熱変位の間のタイムラグによる誤差という問題
も解消する。

【００１０】しかし、回転速度と熱変位による履歴方式
では、機械ごとに履歴は異なりしたがって個々の機械ご
とに専門家が補正プログラムを作成してＮＣ装置に組み
込み、さらに実際にその補正の効果の確認をする必要が
ある。

【００１１】近年のマシニングセンタでは、高精度化、
高速化が一層進んでおり、それに伴って主軸の広い回転
速度領域に対応して、機械本体以外の諸条件、例えば、
機械の設置場所の環境や、切削熱なとが熱変位に及ぼす
影響を考慮し、個々の工作機械ごとに個別具体的かつき
め細かい熱変位の補正を行い、より高精度の加工を実現
する要請が高いが、現在のところ、そのような要求を満
たす熱変位補正技術は確立されていない。

【００１２】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、加工前に前もってシステムパラ
メータの設定を変更することなく、ＮＣ加工プログラム
上から簡易に熱補正係数の変更を行えるようにすること
で、広い回転速度領域に対応した最適な熱変位補正を行
うことができ、しかも、個々の工作機械の諸条件をあっ
た的確な補正係数にすることでより精度の高い熱変位補
正を実現できるようにした熱変位補正方法および熱変位
補正係数の変更方法並びに同補正機能を有する数値制御
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、工作機械の主軸の発熱に起因する主軸
変位量の誤差を修正するために数値制御軸の位置指令を
補正する熱変位補正方法において、主軸回転速度の可変
範囲を複数の回転速度領域に区分し、各回転速度領域ご
とにそれぞれ異なる熱変位補正係数を機械のシステムパ
ラメータとして予め設定し、前記各回転速度領域ごとの
熱変位補正係数を調整するために前記熱変位補正係数の
値を変更する機能命令をユーザマクロとして作成し、加
工プログラム中に前記ユーザマクロ呼出命令を組み込
み、加工プログラムを実行する過程で、必要に応じて前
記ユーザマクロを呼び出して実行することにより前記熱
変位補正係数を適切な値に変更した上で加工を続行し、
主軸の温度と基準温度との温度差を検出しながら、加工
中の主軸の回転速度が属する回転速度領域における熱変
位補正係数と、検出した温度差とに基づいて熱変位量を
算出し、前記熱変位量に相当する補正量を機械の数値制
御軸への位置指令に加える補正を行うことを特徴とする
ものである。

【００１４】また、本発明は、工作機械の主軸の発熱に
起因する主軸位量の誤差を修正するために数値制御軸の
位置指令を補正する熱変位補正方法において、主軸回転
速度の可変範囲を複数の回転速度領域に区分し、各回転
速度領域ごとにそれぞれ異なる熱変位補正係数を機械の
システムパラメータとして予め設定し、前記各回転速度
領域ごとの熱変位補正係数を調整するために前記熱変位
補正係数の値を変更する機能命令をユーザマクロとして
作成し、加工プログラム中に前記ユーザマクロ呼出命令
を組み込み、加工プログラムを実行する過程で、必要に
応じて前記ユーザマクロを呼び出して実行することによ
り前記熱変位補正係数の値を変更し、主軸の温度と基準
温度との温度差を検出しながら、加工中の主軸の回転速
度が属する回転速度領域における熱変位補正係数と、検
出した温度差とに基づいて熱変位量を算出し、前記熱変
位量に相当する補正量を機械の数値制御軸への位置指令
に加える補正を行うことを特徴とするものである。

【００１５】さらに、本発明は、工作機械の主軸の発熱
に起因する主軸変位量の誤差を修正するために数値制御
軸の位置指令を補正する熱変位補正機能を有する数値制
御装置において、主軸回転速度の可変範囲を複数の領域
に区分した各回転速度領域ごとにそれぞれ異なる熱変位
補正係数の値をシステムパラメータとして記憶可能なシ
ステムパラメータ記憶手段と、前記各回転速度領域ごと
の熱変位補正係数を調整するために前記熱変位補正係数
の値を変更する命令を含む複数の機能命令をユーザマク
ロとして記憶するマクロプログラム記憶手段と、加工プ
ログラム上のマクロ呼出命令と、マクロプログラムメモ
リに記憶されたマクロプログラムとを一対一に対応づけ
るデータ記憶し、各々のマクロ呼出命令に対応するユー
ザマクロとして各機能命令を登録するためのマクロ登録
手段と、前記加工プログラムを１ブロックづつ読み出し
て実行する過程で、前記熱変位補正係数を変更するユー
ザマクロを呼び出して実行することにより、前記システ
ムパラメータメモリに格納された熱変位補正係数の値を
書き換えて前記熱変位補正係数の値を変更する熱変位係
数変更手段と、主軸の温度と基準温度との温度差を検出
する主軸温度検出手段と、加工中の主軸の回転速度が
属する回転速度領域における熱変位補正係数と、検出し
た温度差とに基づいて熱変位量を算出し、前記熱変位量
に相当する補正量を機械の数値制御軸への位置指令に加
える補正を行う熱変位補正手段と、を具備することを特
徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施形態】以下、本発明による熱変位補正方法
および熱変位補正係数の変更方法並びに同補正機能を有
する数値制御装置の一実施形態について、添付の図面を
参照しながら説明する。図１は、本発明が適用される数
値制御工作機械の一例としての横中ぐり盤１０を示す。
この図１において、１１はベッドで、１２はサドル、１
３はテーブルである。１４はコラムで、１５は、コラム
１４に取り付けられた主軸頭である。この横中ぐり盤１
０は、機械座標系が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｗ軸、Ｂ軸か
らなり、５軸制御を行えるようになっている。これらの
軸のうち、Ｘ軸は、テーブル１３の前後方向の運動を制
御する軸で、Ｙ軸は主軸頭１５の上下方向の運動を制御
する軸である。Ｚ軸は、テーブル１３の左右方向の運動
を制御し、ここでは切り込み軸になっている。Ｗ軸は、
主軸１６の出入り運動の軸である。Ｂ軸は、テーブル１
３の回転運動の軸である。

【００１７】熱変位は、回転中に発熱した主軸１６の伸
びに起因するものであるため、特に、主軸１６の軸方向
と平行なＺ軸についての位置制御で問題となる。そこで
Ｚ軸についての熱変位補正に本発明を適用したものを実
施形態として挙げ、以下、詳細に説明する。

【００１８】図２は、数値制御装置のブロック図であ
る。図２において、２０は、数値制御装置であり、２１
は、入出力装置で、この入出力装置２１は、加工プログ
ラムなどの種々のデータを数値制御装置２１に入力した
り、数値制御装置２１の内部メモリに記憶してあるデー
タを外部記憶装置に出力して保存するための辺力装置で
あり、パソコン２２を中心に、このパソコン２２に紙テ
ープリーダ２３、紙テープパンチャー２４、ＩＣカード
２５、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ２６、
外部記憶装置２７などが接続されている。

【００１９】数値制御装置２０は、プログラム実行用の
内部記憶メモリとして、入出力装置２１から入力された
加工プログラムが記憶される加工プログラムメモリ２８
と、マクロプログラムが記憶されるマクロプログラムメ
モリ２９と、マクロプログラムを登録するため、マクロ
プログラムを呼び出すマクロ呼出命令とマクロプログラ
ムを対応づけるデータを記憶するマクロ登録テーブル３
０を有している。

【００２０】解析部３１は、加工プログラムメモリ２８
から加工プログラムを１ブロックずつ読み込んで解析し
て実行する。すなわち、解析部３１は、位置指令、速度
指令を分配部３２を介して各軸のサーボ制御部に与え、
主軸の回転速度を指示する回転速度指令を主軸モータ３
４を駆動制御する主軸モータ駆動部３３に命令する他、
工具交換指令などの種々の機能命令を図示しないシーケ
ンサーに与える。

【００２１】参照符号３５は、熱変位補正処理部であ
る。この熱変位補正処理部３５が実行する熱変位補正の
基本的な処理内容は、従来技術で説明したものと同じで
ある。この場合、主軸頭１５から戻った潤滑油の温度を
第１の温度センサ３６で検出することで、間接的に主軸
頭１５の温度Ｔ1を検知するとともに、ベッド１２に配
置した第２の温度センサ３７により基準温度Ｔ2を検出
する。熱変位補正処理部３５は、温度差を演算し、次の
（２）式から補正量δを算出し、Ｚ軸のサーボ制御部３
８に与える位置指令を補正量だけ補正し（補正量δだけ
主軸が元の目標位置よりも後退する位置指令に補正す
る）、熱変位による影響を相殺するようにしている。

【００２２】補正量δ＝Ａ／１００×（Ｔ1−Ｔ2）＋Ｂ …（２）Ａ：補正係数Ｂ：温度差が０のときの補正量Ｔ1：主軸頭の温度Ｔ2：基準温度本実施の形態では、主軸１３の低速回転から高速回転ま
で対応できるように、主軸回転速度の可変範囲を４つの
回転速度領域に区分し、それぞれの区分ごとに熱変位補
正係数を設定している。この補正係数は、機械のシステ
ムパラメータの１つとして、他のシステムパラメータと
ともにシステムパラメータ記憶テーブル４０に記憶され
ている。図３に、熱変位補正係数の初期設定値の例を示
す。

【００２３】熱変位補正係数は、初期設定値と、この初
期設定値を機械本体以外の諸条件に併せて増減微調整す
るための調整係数αとからなる。初期設定値は、それぞ
れの回転速度領域で主軸１３を回転させて主軸１３の伸
びを計測し機械ごとに実験的に定められる。この初期設
定値を一度システムパラメータとして設定した後は、基
本的に設定を変えない限り不変の定数である。

【００２４】これに対して、調整係数αは、機械本体以
外の諸条件、つまりワークの種類によってその時々で変
わる加工条件や、機械設置場所の環境や、切削熱などさ
まざまな諸条件の下で、熱変位補正係数をより適切な値
に調整するためのもので、加工の際に、後述するよう
に、加工プログラム上から、調整係数αの値を変更する
マクロプログラムを呼び出して実行し、この調整係数α
の値を設定することで熱変位補正係数を変更することが
できるようになっている。

【００２５】熱変位補正処理部３５は、解析部３１が主
軸モータ駆動部３３に指令した回転速度指令を取り込
み、その時の主軸回転速度の属する区分の熱変位補正係
数をシステムパラメータ記憶テーブルから読み込み、こ
の熱変位補正係数に基づいて熱変位補正の処理を実行す
る。

【００２６】熱変位補正係数を変更するためのマクロプ
ログラムは、ユーザが定義した他の機能命令のマクロプ
ログラムとともに、マクロプログラムメモリ２９に記憶
されている。この熱変位補正係数を変更するマクロを呼
び出すマクロ呼び出し命令は、例えば、Ｍコード指令で
Ｍ３０５として定義され、マクロ登録テーブル３０にそ
のプログラム番号やマクロを呼び出す指令コードなどの
データが登録されている。また、熱変位補正係数の値を
初期設定値に戻すマクロプログラムもマクロプログラム
メモリ２９に記憶され、マクロ呼出命令は、Ｍ３０６と
して定義され、マクロ登録テーブル３０に登録されてい
る。

【００２７】熱変位補正係数を変更するマクロ呼出命令
は、次のような指令フォーマットで記述されている。Ｍ３０５Ｉ＿．Ｊ＿．Ｋ＿．Ｌ＿．ここで、Ｉは、図３において主軸回転速度が３０００ｍ
ｉｎ^−１未満の回転速度領域での熱変位補正係数１の調
整係数αを指定する引数である。Ｊは、主軸回転速度が
３０００ｍｉｎ^−１以上４５００ｍｉｎ^−１未満の回転
速度領域での熱変位補正係２数の調整係数αを指定する
引数、Ｋは主軸回転速度が４５００ｍｉｎ^−１以上６５
００ｍｉｎ^−１未満の回転速度領域での熱変位補正係数
３の調整係数αを指定する引数、Ｍは主軸回転速度が６
５００ｍｉｎ^−１以上８０００ｍｉｎ^−１未満の回転速
度領域での熱変位補正係数４の調整係数αを指定する引
数である。

【００２８】これらの引数は、温度１℃について、１μ
mmの伸びに相当する分を指定する場合には、１００と指
定できるようになっており、したがって、１００分の１
μmmを最小単位として熱変位補正係数を変更することが
できる。

【００２９】また、熱変位補正係数を初期設定値に戻す
マクロ呼出命令は、次のような指令フォーマットで記述
されている。Ｍ３０６Ｉ０．Ｊ０．Ｋ０．Ｌ０．ここで、引数Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌは、それぞれ図３の各回転
速度領域の調整係数αを指定し、そのいずれかの引数に
０を指定することにより、対応する調整係数αはゼロに
なり、したがって、熱変位補正係数は初期設定値に戻る
ようになっている。

【００３０】次に、図４は、このようなマクロ呼出命令
を加工プログラムに組み込んだ一例を示す。行番号５５
が熱変位補正係数を変更するマクロ呼出命令で、行番号
５００が熱変位補正係数を初期設定値に戻すマクロ呼出
命令である。

【００３１】この加工プログラムの例では、ワークに対
して最初にフェィスミリング加工を行い（Ｎ００２０〜
Ｎ０１７０）、次いで、工具をドリルに交換して穴あけ
加工を行い（Ｎ０１８０〜Ｎ０２８０）、その後、工具
をエント゛ミルに交換してエンドミル加工を行う（Ｎ０２
９０〜）というようにプログラムされている。

【００３２】そこで、図４の加工プログラムのソースコ
ードを作成し、図２の入出力装置２１の紙テープリーダ
２３から数値制御装置２０に入力し、加工プログラムメ
モリ２８に記憶させると、解析部３１は、１ブロックづ
つ読み取って、逐次命令を実行していく。そして、Ｍ３
０５のマクロ呼出命令を読み込むと、マクロ登録テーブ
ル３０を参照してマクロプログラムメモリ２９から熱変
位補正係数を変更するマクロプログラムを実行する。

【００３３】ここで、例えば、Ｍ３０５Ｉ１００．Ｊ＿．Ｋ＿．Ｌ＿．となっていたとすると、この引数Ｉの値は、マクロ呼出
命令から実行されるマクロプログラムに受け渡されて、
解析部３１は、システムパラメータ記憶テーブル４０に
格納されている主軸回転速度が３０００ｍｉｎ^−１未満
の回転速度領域での熱変位補正係数１の調整係数αを読
み込み、その値を１００に書き換えて記憶させる。した
がって、主軸回転速度が３０００ｍｉｎ^−１未満の回転
速度領域での熱変位補正係数は、全体として、図３にお
いて、１４００＋１００に変更されることになる。

【００３４】図４の加工プログラムにおいて、次のブロ
ック（Ｎ００６０）では、主軸回転速度が１０００ｍｉ
ｎ^−１と指令されており、このブロックの命令を解析部
３１が実行すると、主軸１６は指令された回転速度で回
転し始める（Ｎ００９０）。そして、熱変位補正処理部
３５は、このときの主軸回転速度の属する回転速度領域
の熱変位補正係数（ここでは前述のように変更された熱
変位補正係数１）を読み取り、この熱変位係数で上記し
たような補正を実行する。

【００３５】こうして、加工プログラムを実行すること
により加工が続く間、熱変位の補正が行われるので高い
加工精度を確保することができる。しかも、熱変位補正
係数は、初期設定値と調整係数αとからなり、調整係数
αの値の方を諸条件に適合するようにプログラム上で微
調整することができるので、補正の精度をより高めるこ
とが簡単にできる。

【００３６】加工プログラムの最後で、Ｍ３０６のマク
ロ呼出命令が実行されると、例えば、Ｍ３０６Ｉ０となっていたとすれば、熱変位補正係数を初期設定値に
戻すマクロが呼び出されて実行され、解析部３１は、主
軸回転速度が３０００ｍｉｎ^−１未満の回転速度領域で
の熱変位補正係数１の調整係数αを読み込み、その値を
０に書き換えて記憶させるので、熱変位補正係数は初期
設定値に戻ることになる。

【００３７】以上は、主軸回転速度が１０００ｍｉｎ
^−１と、比較的低速の場合を例に挙げての説明である
が、回転速度を高速にして加工を行う場合には、その回
転速度指令を取り込んだ熱変位補正処理部３５は、対応
する回転速度領域の熱変位補正係数をシステムパラメー
タ記憶テーブル４０から読み取り、その補正係数で熱変
位補正を実行する。しだがって、回転速度の可変範囲が
広い工作機械であっても、従来のように、熱変位補正係
数を設定し直すことなく、自動的に熱変位係数を変更す
ることができる。しかも、加工プログラム上で、回転速
度を指定するコードの前にＭ３０６のマクロ呼出命令を
入れおけば、上記したように、熱変位補正係数を微調整
することができるので、より精度の高い補正ができるの
は前述した通りである。

【００３８】また、入出力装置２１の備えるパソコン２
２で加工プログラムを編集することを簡単に行えるの
で、このようなマクロ呼出命令の追加、削除などを簡単
に行うことができる。

【００３９】以上、本発明について、切り込み軸である
Ｚ軸についての熱変位補正を例に説明したが、同様にし
て、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｗ軸についても、熱変位補正係数をシ
ステムパラメータとして、回転速度の領域区分ごとに設
定し、マクロを呼び出してその補正係数の値を変更する
ことも可能である。特に、繰り出し主軸であるＷ軸で
は、軸方向の熱変位が大きいので効果的である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、加工前に前もってシステムパラメータの設定
を変更することなく、ＮＣ加工プログラム上から簡易に
熱補正係数の変更を行えるようにすることで、広い回転
速度領域に対応した最適な熱変位補正を行うことがで
き、しかも、個々の工作機械の諸条件をあった的確な補
正係数にすることでより精度の高い熱変位補正を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱変位補正方法等が適用される横
中ぐり盤の座標系を示す斜視図。

【図２】本発明の一実施形態による数値制御装置のブロ
ック構成図。

【図３】システムパラメータとして設定する熱変位補正
係数の設定例を示す表。

【図４】熱変位補正係数を変更するマクロ呼出命令が入
った加工プログラムの例を示す図。

【図５】熱変位の特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１０横中ぐり盤１１ベッド１２サドル１３テーブル１４コラム１５主軸頭１６主軸２０数値制御装置２１入出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田博通静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械株式会社内Ｆターム(参考） 3C001 KA05 KB09 TA02 TB05 TB10 TD03 3C029 BB00 5H269 AB01 AB31 BB03 CC02 EE01 EE05 EE11 EE29 FF06 NN07 QB15 QC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工作機械の主軸の発熱に起因する主軸変位
量の誤差を修正するために数値制御軸の位置指令を補正
する熱変位補正方法において、主軸回転速度の可変範囲を複数の回転速度領域に区分
し、各回転速度領域ごとにそれぞれ異なる熱変位補正係
数を機械のシステムパラメータとして予め設定し、前記各回転速度領域ごとの熱変位補正係数を調整するた
めに前記熱変位補正係数の値を変更する機能命令をユー
ザマクロとして作成し、加工プログラム中に前記ユーザ
マクロ呼出命令を組み込み、加工プログラムを実行する過程で、必要に応じて前記ユ
ーザマクロを呼び出して実行することにより前記熱変位
補正係数を適切な値に変更した上で加工を続行し、主軸の温度と基準温度との温度差を検出しながら、加工
中の主軸の回転速度が属する回転速度領域における熱変
位補正係数と、検出した温度差とに基づいて熱変位量を
算出し、前記熱変位量に相当する補正量を機械の数値制
御軸への位置指令に加える補正を行うことを特徴とする
熱変位補正方法。
【請求項２】主軸の温度と基準温度との温度差を検出し
ながら、加工中の主軸の回転速度が属する回転速度領域
における熱変位補正係数と、検出した温度差とに基づい
て熱変位量を算出し、前記熱変位量に相当する補正量を
機械の数値制御軸への位置指令に加える補正を行う熱変
位補正において、主軸回転速度の可変範囲を複数の回転速度領域に区分
し、各回転速度領域ごとにそれぞれ異なる熱変位補正係
数を機械のシステムパラメータとして予め設定し、前記各回転速度領域ごとの熱変位補正係数を調整するた
めに前記熱変位補正係数の値を変更する機能命令をユー
ザマクロとして作成し、加工プログラム中に前記ユーザ
マクロ呼出命令を組み込み、加工プログラムを実行する過程で、必要に応じて前記ユ
ーザマクロを呼び出して実行することにより前記熱変位
補正係数を適切な値に変更する事を特徴とする熱変位補
正係数の変更方法。
【請求項３】前記熱変位補正係数は、回転速度領域ごと
に異なる初期設定値と、この初期設定値を機械本体以外
の諸条件に応じて増減するための係数αからなることを
特徴とする請求項２に記載の熱変位補正係数の変更方
法。
【請求項４】前記熱変位補正係数の係数αを、温度１℃
についての少なくとも１００分の１μmm単位の伸び量で
指定可能であることを特徴とする請求項３に記載の熱変
位補正係数の変更方法。
【請求項５】任意の回転速度領域の熱変位補正係数の値
を初期設定値に戻す機能命令を別のユーザマクロとして
作成し、この初期設定値に戻すユーザマクロを呼び出す
マクロ呼出命令を、前記熱変位補正係数の値を変更する
ユーザマクロの呼出命令と組み合わせて加工プログラム
中に組み込むことを特徴とする請求項１または２に記載
の熱変位補正係数の変更方法。
【請求項６】工作機械の主軸の発熱に起因する主軸変位
量の誤差を修正するために数値制御軸の位置指令を補正
する熱変位補正機能を有する数値制御装置において、主軸回転速度の可変範囲を複数の領域に区分した各回転
速度領域ごとにそれぞれ異なる熱変位補正係数の値をシ
ステムパラメータとして記憶可能なシステムパラメータ
記憶手段と、前記各回転速度領域ごとの熱変位補正係数を調整するた
めに前記熱変位補正係数の値を変更する命令を含む複数
の機能命令をユーザマクロとして記憶するマクロプログ
ラム記憶手段と、加工プログラム上のマクロ呼出命令と、マクロプログラ
ムメモリに記憶されたマクロプログラムとを一対一に対
応づけるデータ記憶し、各々のマクロ呼出命令に対応す
るユーザマクロとして各機能命令を登録するためのマク
ロ登録手段と、前記加工プログラムを１ブロックづつ読み出して実行す
る過程で、前記熱変位補正係数を変更するユーザマクロ
を呼び出して実行することにより、前記システムパラメ
ータメモリに格納された熱変位補正係数の値を書き換え
て前記熱変位補正係数の値を変更する熱変位係数変更手
段と、主軸の温度と基準温度との温度差を検出する主軸温度検
出手段と、加工中の主軸の回転速度が属する回転速度領域における
熱変位補正係数と、検出した温度差とに基づいて熱変位
量を算出し、前記熱変位量に相当する補正量を機械の数
値制御軸への位置指令に加える補正を行う熱変位補正手
段と、を具備することを特徴とする熱変位補正機能を有
する数値制御装置。
【請求項７】前記熱変位補正係数を変更する機能命令を
呼び出すマクロ呼出命令は、任意の回転速度領域の熱変
位補正係数を指定するパラメータと、熱変位補正係数の
初期設定値を機械本体以外の諸条件に応じて増減するた
めの係数αを指定する引数を有することを特徴とする請
求項６に記載の熱変位補正機能を有する数値制御装置。