JP2003039278A - 工作機械の熱変位補正装置 - Google Patents
工作機械の熱変位補正装置Info
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- JP2003039278A JP2003039278A JP2001228309A JP2001228309A JP2003039278A JP 2003039278 A JP2003039278 A JP 2003039278A JP 2001228309 A JP2001228309 A JP 2001228309A JP 2001228309 A JP2001228309 A JP 2001228309A JP 2003039278 A JP2003039278 A JP 2003039278A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工作機械が加工処理するワークの加工面への
影響を考慮した状態で、補正反映の抑制が効果的に実施
されるため、高精度高品質な加工が実現できる熱変位補
正装置を提供する。 【解決手段】 工程Ｓ−５で熱変位補正指令対象軸の軸
移動状況が切削送りであるか否かを判定する。そして、
切削送り動作である場合、工程Ｓ−６にて表面粗さへの
影響量Ｅを求め、工程Ｓ−７で表面粗さへの影響量Ｅが
設定値よりも大きいと判定すれば補正指令の反映を実施
せず未実施のまま待機する。これにより、切削加工中に
軸移動指令が入ると軸の移動量や速度が急激に変化した
場合などに、補正時の軸移動が不連続となるために切削
加工面にスジ目が入ってしまう不都合が無い。
影響を考慮した状態で、補正反映の抑制が効果的に実施
されるため、高精度高品質な加工が実現できる熱変位補
正装置を提供する。 【解決手段】 工程Ｓ−５で熱変位補正指令対象軸の軸
移動状況が切削送りであるか否かを判定する。そして、
切削送り動作である場合、工程Ｓ−６にて表面粗さへの
影響量Ｅを求め、工程Ｓ−７で表面粗さへの影響量Ｅが
設定値よりも大きいと判定すれば補正指令の反映を実施
せず未実施のまま待機する。これにより、切削加工中に
軸移動指令が入ると軸の移動量や速度が急激に変化した
場合などに、補正時の軸移動が不連続となるために切削
加工面にスジ目が入ってしまう不都合が無い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ旋盤・マシニ
ングセンタなどの工作機械の熱変位補正装置に関するも
のである。
ングセンタなどの工作機械の熱変位補正装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】一般に工作機械は、機械の特性上各部に
熱源として、例えば主軸の転がり軸受けなどを備えてお
り、この熱源によって発生した熱が周囲の機械各部に伝
わることで機体の熱変形を引き起こす。この機体の熱変
形は、加工精度に大きく影響することから、その防止策
として、従来から発熱部を冷却する方法、或いは、機体
温度情報から熱変形量を推定し補正して加工をする方法
が広く採用されている。例えば、後者の従来技術とし
て、特公昭６１−５９８６０号公報には、工作機械の主
軸頭部の温度と比較的温度変化の少ない機体部分の温度
との二差値と主軸の伸びとの関係を表す温度差−熱変位
量の関数式をプログラムメモリ内にストアし、温度検出
した即時値をもとにして熱変位量演算し、サーボ出力に
補正量を付与する方法が開示されている。また、特開平
１０−２９６５８６号公報では、算出した熱変位補正量
と、予め設定した補正速度の処理方法及び設定値とを基
に単位時間当りの補正軸移動量、即ち補正速度を求め補
正指令値とする方法が示されている。
熱源として、例えば主軸の転がり軸受けなどを備えてお
り、この熱源によって発生した熱が周囲の機械各部に伝
わることで機体の熱変形を引き起こす。この機体の熱変
形は、加工精度に大きく影響することから、その防止策
として、従来から発熱部を冷却する方法、或いは、機体
温度情報から熱変形量を推定し補正して加工をする方法
が広く採用されている。例えば、後者の従来技術とし
て、特公昭６１−５９８６０号公報には、工作機械の主
軸頭部の温度と比較的温度変化の少ない機体部分の温度
との二差値と主軸の伸びとの関係を表す温度差−熱変位
量の関数式をプログラムメモリ内にストアし、温度検出
した即時値をもとにして熱変位量演算し、サーボ出力に
補正量を付与する方法が開示されている。また、特開平
１０−２９６５８６号公報では、算出した熱変位補正量
と、予め設定した補正速度の処理方法及び設定値とを基
に単位時間当りの補正軸移動量、即ち補正速度を求め補
正指令値とする方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭６１−
５９８６０号公報に記載される方法によると熱変位補正
のための軸移動が、通常設定で定められた一定間隔ごと
に実施されるため、軸移動により補正前後で工具刃先位
置に大きな変位変化が生じ、加工面にスジ目が現われ加
工面品位が劣化することがあった。また、特開平１０−
２９６５８６号公報に記載される発明では、機械の軸移
動状況や、追従性能に関係なく補正が実施されるため、
補正による形状変化や追従性能の悪さによって発生する
スティックスリップでも加工面が荒れてしまう。
５９８６０号公報に記載される方法によると熱変位補正
のための軸移動が、通常設定で定められた一定間隔ごと
に実施されるため、軸移動により補正前後で工具刃先位
置に大きな変位変化が生じ、加工面にスジ目が現われ加
工面品位が劣化することがあった。また、特開平１０−
２９６５８６号公報に記載される発明では、機械の軸移
動状況や、追従性能に関係なく補正が実施されるため、
補正による形状変化や追従性能の悪さによって発生する
スティックスリップでも加工面が荒れてしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係る
本発明では、ワークに創成面を加工する工作機械の熱発
生源となる機械各部の温度を測定する温度検出部と、該
温度検出部により測定された温度に対応した熱変位補正
量を推定する補正量推定部と、該補正量推定部からの熱
変位補正量に基づく軸補正座標を演算し補正対象軸に補
正指令を出力する加工制御部とを備える熱変位補正装置
であって、該加工制御部は、該補正対象軸に出力された
補正指令による創成面への影響量を演算する影響量算出
部と、算出された該影響量を予め設定した値と比較し、
該影響量が小さければ補正指令を出力し、大きければ補
正指令を出力しない影響量判定部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である。これにより、
補正指令により補正量分動く対象軸が創成面へ大きな影
響を与える場合を判定できるので、従来のような加工面
品位を劣化させるようなスジ目の発生等を防止できる。
なお、早送り中は刃物は創作面に接触しておらず、補正
指令に基づく位置制御を行っても創成面への影響は無
い。次に、切削加工指令中は、刃物が創成面に接触して
いる状態でも、その補正量自体が小さく創成面への影響
が小さい場合もあるので、予めその度合いを数値化して
おき、その設定値を超えるまでは補正処理を行い、設定
値を超えた場合は補正処理を行わないことが可能であ
る。
本発明では、ワークに創成面を加工する工作機械の熱発
生源となる機械各部の温度を測定する温度検出部と、該
温度検出部により測定された温度に対応した熱変位補正
量を推定する補正量推定部と、該補正量推定部からの熱
変位補正量に基づく軸補正座標を演算し補正対象軸に補
正指令を出力する加工制御部とを備える熱変位補正装置
であって、該加工制御部は、該補正対象軸に出力された
補正指令による創成面への影響量を演算する影響量算出
部と、算出された該影響量を予め設定した値と比較し、
該影響量が小さければ補正指令を出力し、大きければ補
正指令を出力しない影響量判定部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である。これにより、
補正指令により補正量分動く対象軸が創成面へ大きな影
響を与える場合を判定できるので、従来のような加工面
品位を劣化させるようなスジ目の発生等を防止できる。
なお、早送り中は刃物は創作面に接触しておらず、補正
指令に基づく位置制御を行っても創成面への影響は無
い。次に、切削加工指令中は、刃物が創成面に接触して
いる状態でも、その補正量自体が小さく創成面への影響
が小さい場合もあるので、予めその度合いを数値化して
おき、その設定値を超えるまでは補正処理を行い、設定
値を超えた場合は補正処理を行わないことが可能であ
る。
【０００５】また、請求項２に係る本発明では、ワーク
に創成面を加工する工作機械の熱発生源となる機械各部
の温度を測定する温度検出部と、該温度検出部により測
定された温度に対応した熱変位補正量を推定する補正量
推定部と、該補正量推定部からの熱変位補正量に基づく
軸補正座標を演算し補正対象軸に補正指令を出力する加
工制御部とを備える熱変位補正装置であって、該加工制
御部は、該補正対象軸に早送り指令があるときは補正指
令を出力する早送り判別部と、切削送り時には補正指令
を出力することによる創成面への影響量を補正出力対象
軸と加工面の法線との角度から算出する影響量演算部
と、演算された該影響量が予め設定した値より小さけれ
ば補正指令を出力する影響量判定部とを有することによ
り、該影響量が予め設定した値より大きい場合に補正指
令を出力しないことを特徴とする工作機械の熱変位補正
装置である。これにより、影響量が予め設定した値より
大きい場合に発生する品位の劣化を防ぎ、高品位で高精
度な加工を可能にしている。ここで、創成面への影響を
補正出力対象軸と加工面の法線との角度から算出する演
算式は、後述する式１が好適である。これにより、ワー
クの加工データから得た刃物の軌跡が補正前と補正後で
どれだけシフトするか、その変位絶対量又は２本の軌跡
直線の補正点における距離を算出して数値化しており、
表面粗さへの影響量を客観的に評価できる。
に創成面を加工する工作機械の熱発生源となる機械各部
の温度を測定する温度検出部と、該温度検出部により測
定された温度に対応した熱変位補正量を推定する補正量
推定部と、該補正量推定部からの熱変位補正量に基づく
軸補正座標を演算し補正対象軸に補正指令を出力する加
工制御部とを備える熱変位補正装置であって、該加工制
御部は、該補正対象軸に早送り指令があるときは補正指
令を出力する早送り判別部と、切削送り時には補正指令
を出力することによる創成面への影響量を補正出力対象
軸と加工面の法線との角度から算出する影響量演算部
と、演算された該影響量が予め設定した値より小さけれ
ば補正指令を出力する影響量判定部とを有することによ
り、該影響量が予め設定した値より大きい場合に補正指
令を出力しないことを特徴とする工作機械の熱変位補正
装置である。これにより、影響量が予め設定した値より
大きい場合に発生する品位の劣化を防ぎ、高品位で高精
度な加工を可能にしている。ここで、創成面への影響を
補正出力対象軸と加工面の法線との角度から算出する演
算式は、後述する式１が好適である。これにより、ワー
クの加工データから得た刃物の軌跡が補正前と補正後で
どれだけシフトするか、その変位絶対量又は２本の軌跡
直線の補正点における距離を算出して数値化しており、
表面粗さへの影響量を客観的に評価できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したＮＣ旋
盤について図面に基づいて説明する。図１は、ＮＣ旋盤
を主軸の軸方向から示した説明図である。ＮＣ旋盤の主
軸台１は、スラントベッド２の水平面２ａに載置され、
傾斜面２ｂには刃物台３が各軸方向へスライド可能に設
置されている。そして、主軸４に取り付けた油圧チャッ
ク８にワーク９を把持し、主軸４をモータで回転し、各
軸方向に位置を制御された刃物台３の刃物１０によりワ
ーク９を旋削するようになっている。この刃物台３を各
軸方向に位置を制御するＮＣ装置１４は、予め入力され
た切削作業値に基づき各軸のサーボモータ１５の移動座
標や移動速度を制御している。
盤について図面に基づいて説明する。図１は、ＮＣ旋盤
を主軸の軸方向から示した説明図である。ＮＣ旋盤の主
軸台１は、スラントベッド２の水平面２ａに載置され、
傾斜面２ｂには刃物台３が各軸方向へスライド可能に設
置されている。そして、主軸４に取り付けた油圧チャッ
ク８にワーク９を把持し、主軸４をモータで回転し、各
軸方向に位置を制御された刃物台３の刃物１０によりワ
ーク９を旋削するようになっている。この刃物台３を各
軸方向に位置を制御するＮＣ装置１４は、予め入力され
た切削作業値に基づき各軸のサーボモータ１５の移動座
標や移動速度を制御している。
【０００７】また、主軸台１の主軸４には第１温度セン
サ５が、刃物台３には第２温度センサ６が、スラントベ
ッド２には第３温度センサ７がそれぞれの温度を測定す
るように取り付けられている。そして、各温度センサ５
〜７は温度測定装置１１に接続され、測定された各温度
値をアナログ信号からデジタル信号に変換して数値化
し、記憶装置１３にあらかじめ決定し記憶した温度デー
タと熱変位量との関係の補正パラメータに基づき、熱変
位推定演算器１２にて温度データから熱変位量を推定
し、公知の方法により補正量を算出し、ＮＣ装置１４が
その補正量に従って各軸の位置移動指令をサーボモータ
１５に出力するよう構成されている。
サ５が、刃物台３には第２温度センサ６が、スラントベ
ッド２には第３温度センサ７がそれぞれの温度を測定す
るように取り付けられている。そして、各温度センサ５
〜７は温度測定装置１１に接続され、測定された各温度
値をアナログ信号からデジタル信号に変換して数値化
し、記憶装置１３にあらかじめ決定し記憶した温度デー
タと熱変位量との関係の補正パラメータに基づき、熱変
位推定演算器１２にて温度データから熱変位量を推定
し、公知の方法により補正量を算出し、ＮＣ装置１４が
その補正量に従って各軸の位置移動指令をサーボモータ
１５に出力するよう構成されている。
【０００８】次に、熱変位補正の処理について説明す
る。図２はワーク９にテーパ加工を行う刃物１０の送り
動作を説明する図面であり、刃物１０を初期位置から切
削開始位置まで早送り１で移動させ、ワーク９に切削送
り１で加工を施し、早送り２で切削終了位置から初期位
置まで戻す移動を示している。このように、熱変位補正
の指令対象軸は、初期位置のように停止状態と、ワーク
９に刃物１０が接触しない早送り状態と、接触する切削
状態との３態様の軸移動状況があり、ワークの形状によ
り早送り状態と切削状態とが繰り返されることもある。
熱変位は、ＮＣ旋盤の動作又は加工により発生する。図
３に、熱変位変化曲線Ａと、一定間隔で離散的に熱変位
量を推定し、その推定量から補正指令値を出力した経時
的変化Ｂ、並びに補正誤差の遷移Ｃの一例を示す。始め
の頃は補正指令値は大きく、時間が経過するにつれ熱変
位変化が小さくなり熱変位の補正量は小さくなる。
る。図２はワーク９にテーパ加工を行う刃物１０の送り
動作を説明する図面であり、刃物１０を初期位置から切
削開始位置まで早送り１で移動させ、ワーク９に切削送
り１で加工を施し、早送り２で切削終了位置から初期位
置まで戻す移動を示している。このように、熱変位補正
の指令対象軸は、初期位置のように停止状態と、ワーク
９に刃物１０が接触しない早送り状態と、接触する切削
状態との３態様の軸移動状況があり、ワークの形状によ
り早送り状態と切削状態とが繰り返されることもある。
熱変位は、ＮＣ旋盤の動作又は加工により発生する。図
３に、熱変位変化曲線Ａと、一定間隔で離散的に熱変位
量を推定し、その推定量から補正指令値を出力した経時
的変化Ｂ、並びに補正誤差の遷移Ｃの一例を示す。始め
の頃は補正指令値は大きく、時間が経過するにつれ熱変
位変化が小さくなり熱変位の補正量は小さくなる。
【０００９】図４は、熱変位推定演算器１２及びＮＣ装
置１４における熱変位補正制御のフローチャートを示し
ている。まず、予め加工精度上必要とする表面粗さの値
を設定しておく。機体に装着した各温度センサ５，６，
７で温度測定を工程Ｓ−１にて行い、この結果をもとに
工程Ｓ−２で公知の方法により熱変位量を計算する。こ
こで、熱変位補正する指令の無い状況で、対象軸の軸移
動が停止状態であれば、後述する工程Ｓ−３、Ｓ−５を
処理せず、工程Ｓ−２で計算された補正指令の反映を実
施せず未実施のまま待機する（工程Ｓ−８）。これによ
り、スティックスリップが生じない。その待機中に熱変
位補正演算の更新時間となり、熱変位補正を続行するな
らば工程Ｓ−１に戻り、工程Ｓ−２で計算する熱変位演
算の更新を優先に行う（工程Ｓ−９）。
置１４における熱変位補正制御のフローチャートを示し
ている。まず、予め加工精度上必要とする表面粗さの値
を設定しておく。機体に装着した各温度センサ５，６，
７で温度測定を工程Ｓ−１にて行い、この結果をもとに
工程Ｓ−２で公知の方法により熱変位量を計算する。こ
こで、熱変位補正する指令の無い状況で、対象軸の軸移
動が停止状態であれば、後述する工程Ｓ−３、Ｓ−５を
処理せず、工程Ｓ−２で計算された補正指令の反映を実
施せず未実施のまま待機する（工程Ｓ−８）。これによ
り、スティックスリップが生じない。その待機中に熱変
位補正演算の更新時間となり、熱変位補正を続行するな
らば工程Ｓ−１に戻り、工程Ｓ−２で計算する熱変位演
算の更新を優先に行う（工程Ｓ−９）。
【００１０】次に、熱変位補正する指令対象軸の軸移動
状況が停止状態でない場合、工程Ｓ−３で熱変位補正指
令対象軸の軸移動状況が早送りであるか否かを判定し、
早送り動作であれば工程Ｓ−２で計算された補正量を反
映させる命令が出力される（工程Ｓ−４）。
状況が停止状態でない場合、工程Ｓ−３で熱変位補正指
令対象軸の軸移動状況が早送りであるか否かを判定し、
早送り動作であれば工程Ｓ−２で計算された補正量を反
映させる命令が出力される（工程Ｓ−４）。
【００１１】更に、熱変位補正する指令対象軸の軸移動
状況が停止状態と早送りのいずれでもない場合、工程Ｓ
−５で熱変位補正指令対象軸の軸移動状況が切削送りで
あるか否かを判定する。そして、切削送り動作である場
合、工程Ｓ−６にて後述する式１により表面粗さへの影
響量Ｅを求め、工程Ｓ−７では、求めた影響量Ｅを、予
め工程Ｓ−０で設定した加工精度上必要とする表面粗さ
の入力値と比較して補正を行うか否かを判定する。
状況が停止状態と早送りのいずれでもない場合、工程Ｓ
−５で熱変位補正指令対象軸の軸移動状況が切削送りで
あるか否かを判定する。そして、切削送り動作である場
合、工程Ｓ−６にて後述する式１により表面粗さへの影
響量Ｅを求め、工程Ｓ−７では、求めた影響量Ｅを、予
め工程Ｓ−０で設定した加工精度上必要とする表面粗さ
の入力値と比較して補正を行うか否かを判定する。
【００１２】表面粗さへの影響量Ｅが設定値よりも大き
い場合（工程Ｓ−７、Ｎｏ）には、工程Ｓ−２で計算さ
れた補正指令の反映を実施せず未実施のまま待機して
（工程Ｓ−８）、待機中に熱変位補正演算の更新時間と
なり熱変位補正を続行するならば工程Ｓ−１に戻り、次
の熱変位演算の更新を優先に行う（工程Ｓ−９）。これ
により、従来は、図５に示すように切削加工中に軸移動
指令が入ると軸の移動量や速度が急激に変化するために
切削加工面にスジ目が入ってしまう不都合が無くなっ
た。
い場合（工程Ｓ−７、Ｎｏ）には、工程Ｓ−２で計算さ
れた補正指令の反映を実施せず未実施のまま待機して
（工程Ｓ−８）、待機中に熱変位補正演算の更新時間と
なり熱変位補正を続行するならば工程Ｓ−１に戻り、次
の熱変位演算の更新を優先に行う（工程Ｓ−９）。これ
により、従来は、図５に示すように切削加工中に軸移動
指令が入ると軸の移動量や速度が急激に変化するために
切削加工面にスジ目が入ってしまう不都合が無くなっ
た。
【００１３】一方、表面粗さへの影響量Ｅが設定値より
も小さければ（工程Ｓ−７、ＹＥＳ）、切削加工時であ
っても工程Ｓ−２で計算された補正量を反映させる命令
が出力される（工程Ｓ−４）。これにより、切削速度で
送られていても加工面に対して影響のない場合は、熱変
位に対する補正を実行することで正確な切削加工が実行
され、従来は、切削中いかなる状態でも補正が実行され
る。
も小さければ（工程Ｓ−７、ＹＥＳ）、切削加工時であ
っても工程Ｓ−２で計算された補正量を反映させる命令
が出力される（工程Ｓ−４）。これにより、切削速度で
送られていても加工面に対して影響のない場合は、熱変
位に対する補正を実行することで正確な切削加工が実行
され、従来は、切削中いかなる状態でも補正が実行され
る。
【００１４】なお、工程Ｓ−７での表面粗さへの影響量
Ｅと設定値との比較は厳密なものではなく、ほぼ同値の
場合はどちらの処理でも良いし、同値の場合を考慮して
設定値を決定することも可能である。
Ｅと設定値との比較は厳密なものではなく、ほぼ同値の
場合はどちらの処理でも良いし、同値の場合を考慮して
設定値を決定することも可能である。
【００１５】ここで、工程Ｓ−６で算出して求める表面
粗さへの影響量Ｅを説明する。図６は、一例としてＸ
軸、Ｚ軸の合成２軸でＸＺ面に切削加工するときに、Ｘ
軸方向への補正量が入った場合の、補正時の刃物の軌跡
を示す。補正点Ｐ１における、創成面への影響を考慮す
るための値Ｅは、式１により算出する。θは、補正反映
軸であるＸ軸と、創成面の補正点Ｐ１を通る法線のなす
角度である。
粗さへの影響量Ｅを説明する。図６は、一例としてＸ
軸、Ｚ軸の合成２軸でＸＺ面に切削加工するときに、Ｘ
軸方向への補正量が入った場合の、補正時の刃物の軌跡
を示す。補正点Ｐ１における、創成面への影響を考慮す
るための値Ｅは、式１により算出する。θは、補正反映
軸であるＸ軸と、創成面の補正点Ｐ１を通る法線のなす
角度である。
【００１６】
Ｅ＝δ・ｃｏｓθ 式１
Ｅ：表面粗さへの影響量
δ：補正量
θ：補正反映軸と創成面の法線との角度
【００１７】これは、ワークの加工データから得た刃物
の軌跡が補正前と補正後でどれだけシフトするかを基に
表面粗さへの影響量Ｅを算出する。そして、工程Ｓ−７
では式２の判定式で判定を行う。
の軌跡が補正前と補正後でどれだけシフトするかを基に
表面粗さへの影響量Ｅを算出する。そして、工程Ｓ−７
では式２の判定式で判定を行う。
【００１８】
ＩＦ しきい設定値＜Ｅ ＴＨＥＮ 補正実行無し 式２
【００１９】例えば、補正対象軸が単軸の場合、補正量
の反映を必要とする軸の移動のみで加工を始める場合に
は、表面粗さへの影響量Ｅは、加工面に影響が出ないと
判定された場合にそのまま補正量が転送されて補正処理
される。そして、加工点Ｐ０からＰ３に至る加工のよう
に補正量を反映する軸と他の軸の合成２軸以上で加工が
行われる加工点Ｐ０からＰ１までやＰ２からＰ３までの
場合には、ＸＺ軸への補正量に分割し、それぞれの軸に
ついて創成面への影響量Ｅを算出した上で、補正を反映
させるか否かを決定する。なお、しきい設定値は、ワー
クの加工要求精度と経験則とから加工操作者が決定し、
加工前に加工制御部の影響量判定部に入力しておく。ま
た、ワークの加工要求精度と、経験則を考慮したしきい
設定値との対応表を加工制御部に記憶しておき、加工デ
ータにより自動選択される熱変位補正装置であってもよ
い。
の反映を必要とする軸の移動のみで加工を始める場合に
は、表面粗さへの影響量Ｅは、加工面に影響が出ないと
判定された場合にそのまま補正量が転送されて補正処理
される。そして、加工点Ｐ０からＰ３に至る加工のよう
に補正量を反映する軸と他の軸の合成２軸以上で加工が
行われる加工点Ｐ０からＰ１までやＰ２からＰ３までの
場合には、ＸＺ軸への補正量に分割し、それぞれの軸に
ついて創成面への影響量Ｅを算出した上で、補正を反映
させるか否かを決定する。なお、しきい設定値は、ワー
クの加工要求精度と経験則とから加工操作者が決定し、
加工前に加工制御部の影響量判定部に入力しておく。ま
た、ワークの加工要求精度と、経験則を考慮したしきい
設定値との対応表を加工制御部に記憶しておき、加工デ
ータにより自動選択される熱変位補正装置であってもよ
い。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、工作機械が加工処理す
るワークの加工面への影響を考慮した状態で、補正反映
の抑制が効果的に実施されるため、高精度高品質な加工
が実現できる。つまり、請求項１に係る本発明では、熱
変位補正装置の加工制御部は、補正対象軸に出力された
補正指令による創成面への影響量を演算する影響量算出
部と、算出された該影響量を予め設定した値と比較し、
創成面への影響が小さければ補正指令を出力し、大きけ
れば補正指令を出力しない影響量判定部とを有する工作
機械の熱変位補正装置であるから、補正指令により補正
量分動く対象軸が創成面へ大きな影響を与える場合を判
定できるので、従来のような加工面品位を劣化させるよ
うなスジ目の発生等を防止できる。
るワークの加工面への影響を考慮した状態で、補正反映
の抑制が効果的に実施されるため、高精度高品質な加工
が実現できる。つまり、請求項１に係る本発明では、熱
変位補正装置の加工制御部は、補正対象軸に出力された
補正指令による創成面への影響量を演算する影響量算出
部と、算出された該影響量を予め設定した値と比較し、
創成面への影響が小さければ補正指令を出力し、大きけ
れば補正指令を出力しない影響量判定部とを有する工作
機械の熱変位補正装置であるから、補正指令により補正
量分動く対象軸が創成面へ大きな影響を与える場合を判
定できるので、従来のような加工面品位を劣化させるよ
うなスジ目の発生等を防止できる。
【００２１】また、請求項２に係る本発明では、熱変位
補正装置の加工制御部は、補正対象軸に早送り指令があ
るときは補正指令を出力する早送り判別部と、切削送り
時には補正指令を出力することによる創成面への影響量
を補正出力対象軸と加工面の法線との角度から算出する
影響量演算部と、演算された該影響量が予め設定した値
より小さければ補正指令を出力する影響量判定部とを有
することにより、該影響量が予め設定した値より大きい
場合に補正指令を出力しない工作機械の熱変位補正装置
であるから、補正指令により創成面の品位を劣化させる
ようなスジ目の発生を防ぎながら、正確な位置決めによ
る切削加工を可能にしている。
補正装置の加工制御部は、補正対象軸に早送り指令があ
るときは補正指令を出力する早送り判別部と、切削送り
時には補正指令を出力することによる創成面への影響量
を補正出力対象軸と加工面の法線との角度から算出する
影響量演算部と、演算された該影響量が予め設定した値
より小さければ補正指令を出力する影響量判定部とを有
することにより、該影響量が予め設定した値より大きい
場合に補正指令を出力しない工作機械の熱変位補正装置
であるから、補正指令により創成面の品位を劣化させる
ようなスジ目の発生を防ぎながら、正確な位置決めによ
る切削加工を可能にしている。
【図１】ＮＣ旋盤を主軸の軸方向から示した説明図であ
る。
る。
【図２】ワークにテーパ加工を行う刃物の送り動作を示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】熱変位量と補正量との経時変化を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】熱変位補正制御を示すフローチャートである。
【図５】補正処理を行う軸移動量の経時変化を示す説明
図である。
図である。
【図６】ＸＺ面に切削加工する刃物の軌跡を示す説明図
である。
である。
１ 主軸台
２ スラントベッド
３ 刃物台
４ 主軸
５〜７ 温度センサ
８ 油圧チャック
９ ワーク
１０ 刃物
１１ 温度測定装置
１２ 熱変位推定演算器
１３ 記憶装置
１４ ＮＣ装置
１５ サーボモータ
Claims (2)
- 【請求項１】 ワークに創成面を加工する工作機械の熱
発生源となる機械各部の温度を測定する温度検出部と、
該温度検出部により測定された温度に対応した熱変位補
正量を推定する補正量推定部と、該補正量推定部からの
熱変位補正量に基づく軸補正座標を演算し補正対象軸に
補正指令を出力する加工制御部とを備える熱変位補正装
置であって、 該加工制御部は、該補正対象軸に出力された補正指令に
よる創成面への影響量を演算する影響量算出部と、算出
された該影響量を予め設定した値と比較し、該影響力が
小さければ補正指令を出力し、大きければ補正指令を出
力しない影響量判定部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。 - 【請求項２】 ワークに創成面を加工する工作機械の熱
発生源となる機械各部の温度を測定する温度検出部と、
該温度検出部により測定された温度に対応した熱変位補
正量を推定する補正量推定部と、該補正量推定部からの
熱変位補正量に基づく軸補正座標を演算し補正対象軸に
補正指令を出力する加工制御部とを備える熱変位補正装
置であって、 該加工制御部は、該補正対象軸に早送り指令があるとき
は補正指令を出力する早送り判別部と、切削送り時には
補正指令を出力することによる創成面への影響量を補正
出力対象軸と加工面の法線との角度から算出する影響量
演算部と、演算された該影響量が予め設定した値より小
さければ補正指令を出力する影響量判定部とを有するこ
とにより、該影響量が予め設定した値より大きい場合に
補正指令を出力しないことを特徴とする工作機械の熱変
位補正装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001228309A JP3756793B2 (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | 工作機械の熱変位補正装置 |
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| JP2003039278A true JP2003039278A (ja) | 2003-02-12 |
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