JP2008246620A - Machine tool, control program for correcting thermal expansion, and storage medium - Google Patents

Machine tool, control program for correcting thermal expansion, and storage medium Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately position a tool of a spindle to a machining datum of a workpiece, and to enhance machining accuracy by correcting the difference of thermal expansion between the workpiece and the drive shaft even when there is significant difference in a coefficient of thermal expansion between the workpiece machined by a machine tool and the drive shaft of a drive system. <P>SOLUTION: Machining programs stored in a program memory are read line by line (S4), it is judged whether the read command is a move command to a Y-axis drive system or not (S5), when it is the move command to the Y-axis drive system (S5: Yes), it is judged whether displacement in the Y-axis direction from a machining reference position occurs or not (S6), when the displacement in the Y-axis direction from the reference position occurs (S6: Yes), a corrected feed amount obtained by correcting the feed amount of the move command with a scale magnification k is calculated (S7), and the drive of a Y-axis motor is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作機械、熱膨張補正用制御プログラム及び記憶媒体に関し、特にX,Y,Z軸駆動系の駆動軸の熱膨張とアルミ等の非鉄金属のワークの熱膨張との差を加味してワークを送り駆動する送り量を補正するように構成したものに関する。   The present invention relates to a machine tool, a thermal expansion correction control program, and a storage medium, and in particular, taking into account the difference between the thermal expansion of a drive shaft of an X, Y, Z axis drive system and the thermal expansion of a non-ferrous metal workpiece such as aluminum. It is related with what was constituted so that the feed amount which feeds and drives a work may be corrected.

一般に、工作機械は、複数の加工プログラムを記憶したプログラム記憶手段を備え、加工の種類に応じてプログラム記憶手段から加工プログラムを読み出し、読み出した加工プログラムに設定された位置情報に基づいて、X,Y,Z軸駆動系の駆動軸を介してワークを送り駆動しながらワークに加工を施している。   In general, a machine tool includes a program storage unit that stores a plurality of machining programs, reads a machining program from the program storage unit according to the type of machining, and based on position information set in the read machining program, X, The workpiece is processed while being fed and driven via the drive shafts of the Y and Z axis drive systems.

通常、X,Y,Z軸駆動系の各駆動軸は鋼製であるため、非鉄金属(例えば、アルミ、アルミ合金、銅、銅合金等)のワークを加工する場合、各駆動軸とワークの熱膨張係数が著しく異なる場合に、加工時の温度が、加工後にワークの寸法を測定したりする標準温度(通常20℃)と異なる場合には、ワークと各駆動軸の熱膨張量の差が大きくなるため、ワークの加工精度が低下してしまう。そこで、このような場合に、ワークの加工精度を高める為に、駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を補正することが提案されている。   Since each drive shaft of the X, Y, Z axis drive system is usually made of steel, when machining a non-ferrous metal (for example, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, etc.) workpiece, When the thermal expansion coefficients are significantly different, if the processing temperature is different from the standard temperature (usually 20 ° C) for measuring the dimensions of the workpiece after processing, the difference in thermal expansion between the workpiece and each drive shaft Since it becomes large, the processing accuracy of a workpiece | work will fall. In such a case, in order to increase the machining accuracy of the workpiece, it has been proposed to correct the feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft.

特許文献1に記載のNC工作機械の熱変形補正方法及び熱変形補正装置においては、駆動軸のストローク長さ当りの常温(20℃)に対するワークと駆動軸の熱膨張量の差分を演算し、この演算結果をピッチ誤差補正の基準点である駆動軸のストロークの始端から終端まで等配分し、駆動軸のストローク長に応じて補正値を増加させる。
特開2006−116654号公報
In the thermal deformation correction method and the thermal deformation correction device for an NC machine tool described in Patent Document 1, the difference between the thermal expansion amount of the workpiece and the drive shaft with respect to normal temperature (20 ° C.) per stroke length of the drive shaft is calculated. This calculation result is equally distributed from the start end to the end of the stroke of the drive shaft, which is a reference point for pitch error correction, and the correction value is increased according to the stroke length of the drive shaft.
JP 2006-116654 A

ところで、ワークを機械加工する場合、テーブル上に固定した突き当て冶具の基準面にワークを当接させた状態に固定し、突き当て冶具にワークが当接する位置をワークの加工基準とし、加工開始時に主軸に取付けられた工具をワークの加工基準に位置合わせしてから機械加工を開始する。   By the way, when machining a workpiece, the workpiece is fixed in a state where it abuts against the reference surface of the abutting jig fixed on the table, and the position where the workpiece abuts against the abutting jig is set as the workpiece machining reference, and machining is started. Sometimes the machining is started after the tool attached to the spindle is aligned with the workpiece machining reference.

しかし、特許文献1の装置では、駆動軸のストロークの始端で補正値を0とし駆動軸のストローク長に応じて補正値を増加させるため、ワークをテーブルに固定してから加工開始時に主軸の工具をワークの加工基準に位置合わせする際における、加工基準までのテーブルの移動量にも補正がなされることになる。それ故、主軸の工具をワークの加工基準に位置合わせする場合に、主軸の工具がワークの加工基準からズレてしまうため、ワークの加工精度が低下することとなる。
つまり、アルミ等のワークの各部の熱膨張量は、加工基準からのワークの各部の送り方向変位量に比例しているのであるから、加工基準からのワークの各部の送り方向変位量に比例する補正量でもって補正することが望ましい。
However, in the apparatus of Patent Document 1, the correction value is set to 0 at the start of the stroke of the drive shaft, and the correction value is increased according to the stroke length of the drive shaft. The amount of movement of the table up to the machining reference when aligning the workpiece with the machining reference is also corrected. Therefore, when the spindle tool is aligned with the workpiece machining reference, the spindle tool is displaced from the workpiece machining reference, so that the workpiece machining accuracy is lowered.
That is, the amount of thermal expansion of each part of the workpiece such as aluminum is proportional to the amount of displacement in the feed direction of each part of the workpiece from the machining reference, and therefore is proportional to the amount of displacement in the feed direction of each part of the workpiece from the machining reference. It is desirable to correct with a correction amount.

本発明の目的は、工作機械、熱膨張補正用制御プログラム及び記憶媒体において、ワークと駆動軸の熱膨張係数が異なる場合にも、加工開始時に主軸の工具をワークの加工基準に正確に位置合わせ可能にし、加工中にはワークと駆動軸の熱膨張差を加味して送り量を精密に補正可能にすることである。   The object of the present invention is to accurately align the spindle tool with the workpiece machining reference at the start of machining even when the workpiece and drive shaft have different thermal expansion coefficients in the machine tool, thermal expansion correction control program and storage medium. It is possible to accurately correct the feed amount during machining by taking into account the thermal expansion difference between the workpiece and the drive shaft.

請求項1の工作機械は、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてX,Y,Z軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械において、工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、入力設定された、ワークの線膨張係数αと、工作機械のX,Y,Z軸駆動系の何れかの駆動軸を構成する金属材料の線膨張係数βと、予め設定された標準温度とを記憶する記憶手段と、前記温度検出手段で検出された検出温度と前記記憶手段に記憶された標準温度との温度差ΔTと、前記記憶手段に記憶された前記線膨張係数α,βを用いて、変位量係数を演算する変位量係数演算手段と、前記ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に前記駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、前記変位量係数を乗算した補正値を用いて補正する送り量補正手段とを備えたことを特徴とする。   The machine tool according to claim 1 is a machine tool that processes a workpiece while controlling the X, Y, and Z axis drive systems based on position information included in the machining program, and detects the ambient temperature around the machine tool. The detection means, the input linear expansion coefficient α of the workpiece, the linear expansion coefficient β of the metal material constituting any of the drive axes of the X, Y, Z axis drive system of the machine tool, and the preset A storage means for storing a standard temperature; a temperature difference ΔT between a detected temperature detected by the temperature detection means and a standard temperature stored in the storage means; and the linear expansion coefficient α, stored in the storage means A displacement amount coefficient calculating means for calculating a displacement amount coefficient using β, and a feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft to a position set in a machining program during machining of the workpiece, Set on the machine table Feed amount correcting means for correcting using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the workpiece machining reference by the displacement amount coefficient is provided.

この工作機械では、変位量係数演算手段により、温度検出手段で検出された検出温度と予め設定された標準温度との温度差ΔTと、記憶手段に記載した線膨張係数α,βを用いて、変位量係数が演算される。X,Y,Z軸駆動系のうちの何れかの駆動系について、ワークの加工中に、送り量補正手段により、加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量が、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、変位量係数を乗算した補正値を用いて補正される。   In this machine tool, the displacement coefficient calculating means uses the temperature difference ΔT between the detected temperature detected by the temperature detecting means and a preset standard temperature, and the linear expansion coefficients α, β described in the storage means, A displacement amount coefficient is calculated. For any one of the X, Y, and Z axis drive systems, for feeding and driving the workpiece to the position set in the machining program by the feed amount correction means during machining of the workpiece. The feed amount is corrected using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the workpiece machining reference set on the table of the machine tool by a displacement amount coefficient.

このように、X,Y,Z軸駆動系の何れかについては、駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に変位量係数を乗算した補正値を用いて補正するので、ワークをテーブルに固定後の加工開始時に主軸の工具をワークの加工基準に位置合わせする際に、工具をワークの加工基準へ移動させる変位量については補正されない。それ故、ワークと前記駆動軸の熱膨張係数が大きく異なる場合に、主軸の工具をワークの加工基準に位置合わせしても、主軸の工具がワークの加工基準からズレることはない。   Thus, for any of the X, Y, and Z axis drive systems, the feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft is determined from the workpiece machining reference set on the machine tool table. Therefore, when aligning the spindle tool with the workpiece machining reference at the start of machining after fixing the workpiece to the table, the tool is The amount of displacement moved to the machining reference is not corrected. Therefore, when the thermal expansion coefficients of the workpiece and the drive shaft are greatly different, even if the spindle tool is aligned with the workpiece machining reference, the spindle tool does not deviate from the workpiece machining reference.

請求項2の工作機械は、請求項1の発明において、前記標準温度下に、前記駆動軸により送り動作を実行させてから測定手段により実際の送り量を測定することを複数回繰り返すことで得られた測定データから単位長さ当りの送り誤差を演算する送り誤差演算手段と、前記ワークに加工を施す際の雰囲気温度と、前記変位量係数と、送り誤差演算手段で演算された送り誤差に基づいて、前記変位量係数を補正する補正係数を演算する補正係数演算手段とを設けたことを特徴とする。   The machine tool of claim 2 is obtained by repeating the measurement of the actual feed amount by the measuring means after the feed operation is executed by the drive shaft at the standard temperature a plurality of times. The feed error calculation means for calculating the feed error per unit length from the measured data, the ambient temperature when processing the workpiece, the displacement amount coefficient, and the feed error calculated by the feed error calculation means And a correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient for correcting the displacement amount coefficient.

請求項3の熱膨張補正用制御プログラムは、工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、ワークの線膨張係数αと工作機械のX,Y,Z軸駆動系の何れかの駆動軸を構成する金属材料の線膨張係数βと標準温度とを記憶する記憶手段とを有し、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてX,Y,Z軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械のコンピュータを、前記温度検出手段で検出された検出温度と前記記憶手段に記憶された標準温度との温度差ΔTと、前記記憶手段に記憶された前記線膨張係数α,βを用いて、変位量係数を演算する変位量係数演算手段と、前記ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に前記駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、前記変位量係数を乗算した補正値を用いて補正する送り量補正手段として機能させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a thermal expansion correction control program that detects temperature of an ambient atmosphere around a machine tool, drives a linear expansion coefficient α of a workpiece, and an X, Y, or Z axis drive system of a machine tool. It has a storage means for storing the linear expansion coefficient β and standard temperature of the metal material that constitutes the shaft, and is processed into a workpiece while controlling the X, Y, Z axis drive system based on position information included in the processing program The computer of the machine tool that performs the above processing is configured to calculate the temperature difference ΔT between the detected temperature detected by the temperature detecting means and the standard temperature stored in the storage means, and the linear expansion coefficients α and β stored in the storage means. A displacement amount coefficient calculating means for calculating a displacement amount coefficient, and a feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft to a position set in a machining program during machining of the workpiece. Set on the table It is made to function as a feed amount correcting means for correcting using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the workpiece machining reference by the displacement amount coefficient.

この熱膨張補正用制御プログラムにおいては、変位量係数演算手段により、温度検出手段で検出された検出温度と記憶手段に記憶された標準温度との温度差ΔTと、記憶手段に記憶された線膨張係数α,βを用いて、変位量係数が演算され、送り量補正手段により、ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量が、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、変位量係数を乗算した補正値を用いて補正されるように機能する。これにより、請求項1とほぼ同様の作用を奏する。   In this thermal expansion correction control program, the displacement coefficient calculating means calculates the temperature difference ΔT between the detected temperature detected by the temperature detecting means and the standard temperature stored in the storage means, and the linear expansion stored in the storage means. Using the coefficients α and β, the displacement amount coefficient is calculated, and the feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft to the position set in the machining program during machining of the workpiece by the feed amount correction means, It functions to be corrected using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the machining reference of the workpiece set on the table of the machine tool by a displacement amount coefficient. Thus, the effect similar to that of the first aspect is achieved.

請求項4の記憶媒体は、請求項3に記載の熱膨張補正用制御プログラムを記憶したことを特徴とする。
記憶媒体として、ROM、CD−ROM、フレキシブルディスクなどが適用可能である。記憶媒体に記憶した熱膨張補正用制御プログラムをコンピュータに実行させることにより、変位量係数演算手段により、温度検出手段で検出された検出温度と記憶手段に記憶された標準温度との温度差ΔTと、記憶手段に記憶された線膨張係数α,βを用いて、変位量係数が演算され、送り量補正手段により、ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量が、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、変位量係数を乗算した補正値を用いて補正されるように機能する。これにより、請求項1又は3とほぼ同様の作用を奏する。
A storage medium according to claim 4 stores the thermal expansion correction control program according to claim 3.
As a storage medium, a ROM, a CD-ROM, a flexible disk, or the like is applicable. By causing the computer to execute the thermal expansion correction control program stored in the storage medium, the temperature difference ΔT between the detected temperature detected by the temperature detection means and the standard temperature stored in the storage means by the displacement amount coefficient calculation means The displacement coefficient is calculated using the linear expansion coefficients α and β stored in the storage means, and the workpiece is moved to the position set in the machining program during machining of the workpiece via the drive shaft by the feed amount correction means. The feed amount for feed driving functions to be corrected using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the machining reference of the workpiece set on the table of the machine tool by a displacement amount coefficient. . Thereby, there exists an effect | action substantially the same as Claim 1 or 3.

請求項1の発明によれば、温度検出手段と、記憶手段と、変位量係数演算手段と、ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、変位量係数を乗算した補正値を用いて補正する送り量補正手段とを設けたので、ワークをテーブルに固定後の加工開始時にテーブルの移動を介して主軸の工具をワークの加工基準に位置合わせする際に、ワークの加工基準までの送り変位量に対しては補正されない。例えば、X,Y,Z軸駆動系の各駆動軸が鋼製であり、ワークがアルミ合金製であるような場合、駆動軸とワークの熱膨張係数が大きく異なる場合にも、主軸の工具をワークの加工基準に正確に位置合わせすることができる。   According to the first aspect of the present invention, the temperature detection means, the storage means, the displacement amount coefficient calculation means, and the work for feeding and driving the work via the drive shaft to the position set in the machining program during the work of the work. Since there is provided a feed amount correcting means for correcting the feed amount using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the workpiece machining reference set on the table of the machine tool by a displacement amount coefficient, When the spindle tool is aligned with the workpiece machining reference via the table movement at the start of machining after the workpiece is fixed to the table, the feed displacement amount up to the workpiece machining reference is not corrected. For example, if each drive shaft of the X, Y, Z axis drive system is made of steel and the workpiece is made of an aluminum alloy, the spindle tool can be used even when the thermal expansion coefficients of the drive shaft and the workpiece are greatly different. Accurate alignment with workpiece machining standards.

しかも、ワークの線膨張係数α、駆動軸の線膨張係数β、検出温度と標準温度との温度差ΔTを用いて変位量係数を演算し、加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量が、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、変位量係数を乗算した補正値を用いて補正するため、ワークと駆動軸の熱膨張差を加味して送り量を補正することで、ワークの加工精度を向上させることができる。   In addition, the displacement coefficient is calculated using the linear expansion coefficient α of the workpiece, the linear expansion coefficient β of the drive shaft, and the temperature difference ΔT between the detected temperature and the standard temperature, and the position set in the machining program is set via the drive shaft. Since the feed amount for feeding and driving the workpiece is corrected using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement from the workpiece machining reference set on the table of the machine tool by the displacement amount coefficient, The machining accuracy of the workpiece can be improved by correcting the feed amount in consideration of the difference in thermal expansion of the drive shaft.

請求項2の発明によれば、前記標準温度下に前記駆動軸により送り動作を実行させてから測定手段により実際の送り量を測定することを複数回繰り返すことで得られた測定データから単位長さ当りの送り誤差を演算する送り誤差演算手段と、ワークに加工を施す際の雰囲気温度と、変位量係数と、送り誤差演算手段で演算された送り誤差に基づいて、変位量係数を補正する補正係数を演算する補正係数演算手段とを設けたので、変位量係数を精度よく補正することができ、ワークと駆動軸の熱膨張係数が異なる場合におけるワークの加工精度を一層向上させることができる。   According to the invention of claim 2, a unit length is obtained from the measurement data obtained by repeating a plurality of times the measurement means measures the actual feed amount after the feed operation is executed by the drive shaft at the standard temperature. Based on the feed error calculation means that calculates the feed error per strike, the ambient temperature when machining the workpiece, the displacement amount coefficient, and the feed error calculated by the feed error calculation means, the displacement amount coefficient is corrected. Since the correction coefficient calculating means for calculating the correction coefficient is provided, the displacement coefficient can be corrected with high accuracy, and the workpiece machining accuracy when the workpiece and the drive shaft have different thermal expansion coefficients can be further improved. .

請求項3の発明によれば、変位量係数演算手段と、ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、変位量係数を乗算した補正値を用いて補正する送り量補正手段として機能させるので、請求項1とほぼ同様の効果を奏する。   According to the invention of claim 3, the displacement amount calculating means and the feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft to the position set in the machining program during machining of the workpiece are displayed on the table of the machine tool. Therefore, the present invention has the same effect as that of the first aspect of the present invention. .

請求項4の発明によれば、請求項3に記載の熱膨張補正用制御プログラムを記憶したので、記憶媒体に記憶した熱膨張補正用制御プログラムをコンピュータに実行させることにより、請求項1又は3とほぼ同様の効果を奏する。   According to the invention of claim 4, since the thermal expansion correction control program according to claim 3 is stored, the computer is caused to execute the thermal expansion correction control program stored in the storage medium. Has almost the same effect.

本発明は、アルミ、アルミ合金、銅、銅合金などで構成されたワークを、そのワークの熱膨張を加味して精度よく切削加工可能な工作機械、熱膨張補正用制御プログラム及び記憶媒体を提供するものであり、以下、本発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。   The present invention provides a machine tool, a thermal expansion correction control program, and a storage medium that can accurately cut a workpiece made of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, etc., taking into account the thermal expansion of the workpiece. The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1、図2に示すように、工作機械1は、基台2と、基台2に立設され紙面と直交方向(X方向)へ移動可能なコラム3と、コラム3の上部からY軸方向(右方)へ延びる主軸ヘッド4と、主軸ヘッド4の右端部に装備された主軸5と、ワーク10を載置固定する為のテーブル7と、主軸5とX,Y,Z軸駆動系の各モータ30〜33を制御する制御装置23と、工作機械1の周辺の雰囲気温度を検出する温度センサ21(温度検出手段)とを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the machine tool 1 includes a base 2, a column 3 standing on the base 2 and movable in a direction orthogonal to the paper surface (X direction), and a Y axis from the top of the column 3. Main shaft head 4 extending in the direction (rightward), main shaft 5 mounted on the right end of the main shaft head 4, a table 7 for mounting and fixing the work 10, and the main shaft 5 and the X, Y, Z axis drive system And a temperature sensor 21 (temperature detection means) for detecting the ambient temperature around the machine tool 1.

基台2の内部には、コラム3を紙面と直交方向(X軸方向)へ移動駆動するX軸駆動系と、テーブル7をY軸方向(左右方向)へ移動駆動するY軸駆動系とが設けられている。X軸駆動系はX軸モータ31で駆動され、Y軸駆動系はY軸モータ32で駆動される。
コラム3の内部には、主軸ヘッド4をZ軸方向(上下方向)へ移動駆動するZ軸駆動系が設けられ、このZ軸駆動系はZ軸モータ33で駆動される。コラム3の側部には、工作機械1の周辺の雰囲気温度を検出する温度センサ21が設けられている。主軸5の外周部材には、主軸5と共にその下端に取付けられた工具6を回転駆動させる為の主軸モータ30が設けられている。
Inside the base 2 are an X-axis drive system that drives the column 3 to move in a direction orthogonal to the paper surface (X-axis direction), and a Y-axis drive system that drives the table 7 to move in the Y-axis direction (left-right direction). Is provided. The X axis drive system is driven by an X axis motor 31, and the Y axis drive system is driven by a Y axis motor 32.
Inside the column 3, a Z-axis drive system for moving the spindle head 4 in the Z-axis direction (vertical direction) is provided, and this Z-axis drive system is driven by a Z-axis motor 33. A temperature sensor 21 that detects the ambient temperature around the machine tool 1 is provided on the side of the column 3. A spindle motor 30 for rotating the tool 6 attached to the lower end of the spindle 5 together with the spindle 5 is provided on the outer peripheral member of the spindle 5.

次に、Y軸駆動系について説明する。
基台2の内部には、Y軸方向に延びる鋼製のボールネジ軸9(これが駆動軸に相当する)が配設され、ボールネジ軸9の右端にはY軸モータ32が連結されている。テーブル7の下面に固定されたボールネジナット8は、ボールネジ軸9に螺合されており、Y軸モータ32の駆動によりボールネジ軸9が回転し、テーブル7がボールネジナット8と共に図1の左右方向に移動するようになっている。尚、X,Z軸駆動系は、Y軸駆動系とほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
Next, the Y axis drive system will be described.
A steel ball screw shaft 9 (which corresponds to a drive shaft) extending in the Y-axis direction is disposed inside the base 2, and a Y-axis motor 32 is coupled to the right end of the ball screw shaft 9. The ball screw nut 8 fixed to the lower surface of the table 7 is screwed to the ball screw shaft 9, and the ball screw shaft 9 is rotated by driving the Y-axis motor 32, so that the table 7 together with the ball screw nut 8 is moved in the left-right direction in FIG. It is supposed to move. Note that the X and Z axis drive systems have substantially the same configuration as the Y axis drive system, and a description thereof will be omitted.

テーブル7の上面の図1における左右方向の中央部分には、X軸方向に延びる突き当て冶具11が固定され、この突き当て冶具11の右側面(加工基準面11a)に、ワーク10の左端を突き当てた状態で、ワーク10がテーブル7の上面に固定される。この突き当て冶具11の加工基準面11aがY軸方向におけるワーク10の加工基準位置に設定され、加工開始時には、テーブル7を移動させて、主軸5に取付けた工具6の軸心をワーク10の加工基準位置に位置合わせし、その位置から加工が開始される。   An abutting jig 11 extending in the X-axis direction is fixed to the central portion of the upper surface of the table 7 in FIG. 1 in the left-right direction. The workpiece 10 is fixed to the upper surface of the table 7 in the abutted state. The processing reference surface 11a of the abutting jig 11 is set as the processing reference position of the workpiece 10 in the Y-axis direction. At the start of processing, the table 7 is moved so that the axis of the tool 6 attached to the spindle 5 is aligned with the axis of the workpiece 10. The position is aligned with the processing reference position, and processing is started from that position.

尚、突き当て冶具11はワーク10の寸法に応じて適宜位置を変えて固定可能であり、テーブル7の上面の左端部に突き当て冶具11を固定すれば、より大きなワーク10をテーブル7に固定することができる。この場合も、突き当て冶具11の右側面をY軸方向におけるワーク10の加工基準位置とする。X軸方向についてもY軸方向と同様に加工基準位置が設定され、Z軸方向についてはワーク10の下端を受け止めるテーブル7の上面を加工基準位置とする。   The abutting jig 11 can be fixed by changing the position according to the dimensions of the workpiece 10. If the abutting jig 11 is fixed to the left end of the upper surface of the table 7, the larger workpiece 10 is fixed to the table 7. can do. Also in this case, the right side surface of the abutting jig 11 is set as the processing reference position of the workpiece 10 in the Y-axis direction. The machining reference position is set in the X-axis direction as in the Y-axis direction, and the upper surface of the table 7 that receives the lower end of the workpiece 10 is set as the machining reference position in the Z-axis direction.

次に、工作機械1の制御系について説明する。
図2に示すように、制御装置23は、CPU25と、ROM26と、RAM27と、プログラムメモリ28(プログラム記憶手段)と、入力インターフェース24と、出力インターフェース29とを有する。制御装置23の入力インターフェース24には、キーボード20と、温度センサ21と、少なくともテーブル7のY軸方向の実際の移動量等を測定可能なタッチプローブ22(測定手段)が電気的に接続され、制御装置23の出力インターフェース29には、主軸モータ30と、X軸モータ31と、Y軸モータ32と、Z軸モータ33と、液晶ディスプレイ34が電気的に接続されている。尚、出力インターフェース29には、複数の駆動回路も設けられている。
Next, the control system of the machine tool 1 will be described.
As shown in FIG. 2, the control device 23 includes a CPU 25, a ROM 26, a RAM 27, a program memory 28 (program storage means), an input interface 24, and an output interface 29. The input interface 24 of the control device 23 is electrically connected to the keyboard 20, the temperature sensor 21, and a touch probe 22 (measuring means) that can measure at least the actual movement amount of the table 7 in the Y-axis direction. A spindle motor 30, an X-axis motor 31, a Y-axis motor 32, a Z-axis motor 33, and a liquid crystal display 34 are electrically connected to the output interface 29 of the control device 23. The output interface 29 is also provided with a plurality of drive circuits.

ROM26には、加工プログラムに基づいて工作機械を駆動制御する各種の制御プログラム、液晶ディスプレイ34に各種の表示情報を表示させる表示制御プログラム、図3のフローチャートに示す送り量補正制御の制御プログラム、図6のフローチャートに示す補正係数演算制御の制御プログラム等が記憶されている。   The ROM 26 has various control programs for driving and controlling the machine tool based on the machining program, a display control program for displaying various display information on the liquid crystal display 34, a feed amount correction control control program shown in the flowchart of FIG. A control program for correction coefficient calculation control shown in the flowchart of FIG.

送り量補正制御においては、ワーク10の加工中に加工プログラムに設定された位置にボールネジ軸9を介してワーク10を送り駆動する為の送り量を、工作機械1のテーブル7上に設定されるワーク10の加工基準からの現在の送り方向変位量に、スケール倍率k(変位量係数)を乗算した補正値を用いて補正する。補正係数演算制御においては、ワーク10に加工を施す際の雰囲気温度と、スケール倍率kと、後述する移動指令データ及び移動量測定データで演算される送り誤差に基づいて、スケール倍率kを補正する補正係数を演算する。   In the feed amount correction control, the feed amount for feeding and driving the workpiece 10 via the ball screw shaft 9 to the position set in the machining program during machining of the workpiece 10 is set on the table 7 of the machine tool 1. Correction is performed using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the machining reference of the workpiece 10 by the scale magnification k (displacement amount coefficient). In the correction coefficient calculation control, the scale magnification k is corrected based on the ambient temperature when the workpiece 10 is processed, the scale magnification k, and a feed error calculated from movement command data and movement amount measurement data described later. Calculate the correction factor.

RAM27には、キーボード20から予め入力設定される、ワーク10を構成する金属材料の線膨張係数αと、工作機械1のX,Y,Z軸駆動系の駆動軸を構成する鋼材料の線膨張係数βと、予め設定された標準温度T0(例えば20℃)と、図5に示す移動指令データ及び移動量測定データが記憶されている。但し、このRAM27は常に2次電池等でバックアップされている。プログラムメモリ28には、各モータ31〜33を駆動制御する為の位置情報や工具情報を含んだ複数の加工プログラムが記憶されている。   In the RAM 27, the linear expansion coefficient α of the metal material constituting the workpiece 10 and the linear expansion of the steel material constituting the drive shaft of the X, Y, Z axis drive system of the machine tool 1, which are set in advance from the keyboard 20. A coefficient β, a preset standard temperature T0 (for example, 20 ° C.), and movement command data and movement amount measurement data shown in FIG. 5 are stored. However, this RAM 27 is always backed up by a secondary battery or the like. The program memory 28 stores a plurality of machining programs including position information and tool information for driving and controlling the motors 31 to 33.

キーボード20は種々の指令やデータを制御装置23に入力設定する為のものである。温度センサ21は、工作機械1の周辺の雰囲気温度を検出し、その検出温度Tが制御装置23に入力される。タッチプローブ22は、工作機械に付随的に装備されているものであり、例えば、テーブル7をY軸駆動系を介して所定距離移動させてから、実際の移動量を測定可能なものであり、タッチプローブ22を介して測定された座標データが、移動量測定データとして制御装置23に入力される。   The keyboard 20 is used to input and set various commands and data to the control device 23. The temperature sensor 21 detects the ambient temperature around the machine tool 1, and the detected temperature T is input to the control device 23. The touch probe 22 is attached to the machine tool. For example, the touch probe 22 can measure the actual movement amount after moving the table 7 a predetermined distance via the Y-axis drive system. Coordinate data measured via the touch probe 22 is input to the control device 23 as movement amount measurement data.

次に、RAM27に記憶される移動指令データと移動量測定データについて、図5に基づいて説明する。移動指令データはテーブル7を移動駆動する指令(目標値)であり、複数点の移動指令データがRAM27に記憶される。次に、標準温度T0下に、Y軸駆動系の位置を調整することで、工具を加工基準位置に設定してから、移動指令データを1つずつ読み出し、その移動指令データでY軸駆動系を駆動する。尚、この時、後述する送り量補正制御が実行され、ワーク10に対して移動指令データに基づいて移動した位置で加工を施す。すべての移動指令データの位置で加工が終了したら、加工されたワーク10の加工位置をタッチプローブ22により測定し、その測定データをRAM27に記憶する。
タッチプローブ22による測定は、工作機械1にタッチプローブ22を装着して計測してもよい、専用の測定機械を用いて測定してもよい。
Next, movement command data and movement amount measurement data stored in the RAM 27 will be described with reference to FIG. The movement command data is a command (target value) for moving and driving the table 7, and movement command data for a plurality of points is stored in the RAM 27. Next, by adjusting the position of the Y-axis drive system under the standard temperature T0, the tool is set to the machining reference position, and then the movement command data is read one by one, and the Y-axis drive system is read with the movement command data. Drive. At this time, feed amount correction control, which will be described later, is executed, and the workpiece 10 is processed at a position moved based on the movement command data. When machining is completed at all the movement command data positions, the machining position of the machined workpiece 10 is measured by the touch probe 22 and the measurement data is stored in the RAM 27.
The measurement using the touch probe 22 may be performed using a dedicated measuring machine that may be measured by attaching the touch probe 22 to the machine tool 1.

次に、制御装置23により実行される送り量補正制御について、図3のフローチャートに基づいて説明する。但し、図3のフローチャートにおいては、Y軸駆動系の送り量補正制御を例として説明する。X,Z軸駆動系の送り量補正制御についてもY軸駆動系の場合とほぼ同様に行うことができる。尚、図中Si(i=1,2,3・・・)は各ステップを示す。   Next, the feed amount correction control executed by the control device 23 will be described based on the flowchart of FIG. However, in the flowchart of FIG. 3, the feed amount correction control of the Y-axis drive system will be described as an example. The feed amount correction control for the X and Z axis drive systems can be performed in substantially the same manner as for the Y axis drive system. In the figure, Si (i = 1, 2, 3...) Indicates each step.

加工プログラムを選択後、加工開始の指令の入力によりこの送り量補正制御が開始されると、先ず初期設定が行われる(S1)。次に、ワーク10の線膨張係数αと、工作機械1のY軸駆動系のボールネジ軸9を構成する鋼材料の線膨張係数βと、検出温度Tなどの各種情報が読込まれ(S2)、その線膨張係数α,βと、検出温度Tと標準温度T0との温度差ΔTに基づいてスケール倍率kがk=[1.0+(α−β)ΔT]の演算式により演算される(S3)。但し、ΔT=(T−T0)である。   After the machining program is selected, when this feed amount correction control is started by inputting a machining start command, initial setting is first performed (S1). Next, various types of information such as the linear expansion coefficient α of the workpiece 10, the linear expansion coefficient β of the steel material constituting the ball screw shaft 9 of the Y-axis drive system of the machine tool 1, and the detected temperature T are read (S2). Based on the linear expansion coefficients α and β and the temperature difference ΔT between the detected temperature T and the standard temperature T0, the scale factor k is calculated by an equation of k = [1.0+ (α−β) ΔT] (S3). ). However, ΔT = (T−T0).

次に、プログラムメモリ28に記憶した加工プログラムが1行(1ブロック)毎に読込まれ(S4)、読込まれた指令がY軸駆動系への移動指令か否かが判定され、Y軸駆動系への移動指令の場合(S5;Yes)、加工基準位置からのY軸方向の変位が発生するか否かが判定される。つまり、加工基準面11aよりも図1における右方の領域においてテーブル7に対して工具6を相対的に移動させるか否か判定される。   Next, the machining program stored in the program memory 28 is read for each line (one block) (S4), and it is determined whether or not the read command is a movement command to the Y-axis drive system. In the case of a movement command to (S5; Yes), it is determined whether or not a displacement in the Y-axis direction from the machining reference position occurs. That is, it is determined whether or not the tool 6 is moved relative to the table 7 in the region on the right side in FIG.

図4には、加工基準位置からのY軸方向の変位が発生する場合だけ、補正値を用いて送り量が補正されることが図示されており、図4に示すように、加工基準位置からのY軸方向の変位が発生する場合(S6;Yes)のみ、ワーク10の加工基準位置からの現在の送り方向変位量にスケール倍率kを乗算した補正値を用いて、移動指令の送り量を補正する(S7)。この場合、図1において、相対的に、加工基準面11aよりも右方の領域においてテーブル7に対して工具6をY軸方向に相対的に移動させる送り方向変位量にのみスケール倍率kを乗算して補正値を演算し、その補正値を用いて移動指令の送り量を補正する。   FIG. 4 shows that the feed amount is corrected using the correction value only when the displacement in the Y-axis direction from the machining reference position occurs. As shown in FIG. Only when the displacement in the Y-axis direction occurs (S6; Yes), the feed amount of the movement command is calculated using a correction value obtained by multiplying the current feed direction displacement amount from the machining reference position of the workpiece 10 by the scale factor k. Correction is performed (S7). In this case, in FIG. 1, the scale magnification k is multiplied only by the amount of displacement in the feed direction that moves the tool 6 relative to the table 7 relative to the table 7 in the region to the right of the machining reference surface 11a. Then, the correction value is calculated, and the movement command feed amount is corrected using the correction value.

但し、S5において読込まれた指令がY軸駆動系への移動指令でない場合はS9に移行し、また、Y軸駆動系への移動指令が発生していても、例えば、図1における加工基準面11aよりも右方の領域におけるテーブル7と工具6との相対的なY軸方向移動が発生していない場合には、S6の判定がNoとなってS8へ移行する。S8においては、補正送り量又は補正してない送り量に基づいてY軸モータ32が駆動される。次に、S9において加工プログラムが終了か否かが判定され、加工プログラムが終了の場合には、この処理を終了し、加工プログラムが終了でない場合は(S9;No)、S4に移行する。   However, if the command read in S5 is not a move command to the Y-axis drive system, the process proceeds to S9. Even if a move command to the Y-axis drive system is generated, for example, the machining reference plane in FIG. When the relative movement in the Y-axis direction between the table 7 and the tool 6 in the region on the right side of 11a has not occurred, the determination in S6 is No and the process proceeds to S8. In S8, the Y-axis motor 32 is driven based on the corrected feed amount or the uncorrected feed amount. Next, in S9, it is determined whether or not the machining program is finished. If the machining program is finished, this process is finished. If the machining program is not finished (S9; No), the process proceeds to S4.

次に、制御装置23が実行する補正係数演算制御について、図6のフローチャートに基づいて説明する。但し、図6のフローチャートにおいては、Y軸駆動系の補正係数演算制御のみを説明したものであり、X,Z軸駆動系の補正係数演算制御についてもY軸駆動系の場合とほぼ同様に行うことができる。尚、図中Si(i=10,11,12・・・)は各ステップを示す。この補正係数演算制御は、図5に示すように予め取得して記憶している測定データを用いて、前記スケール倍率kを補正する補正係数を求めて補正する制御である。   Next, correction coefficient calculation control executed by the control device 23 will be described based on the flowchart of FIG. However, in the flowchart of FIG. 6, only the correction coefficient calculation control of the Y-axis drive system has been described, and correction coefficient calculation control of the X and Z-axis drive systems is performed in substantially the same manner as in the Y-axis drive system. be able to. In the figure, Si (i = 10, 11, 12,...) Indicates each step. This correction coefficient calculation control is control for obtaining and correcting a correction coefficient for correcting the scale magnification k using measurement data acquired and stored in advance as shown in FIG.

先ず、図5に示すようにRAM27に記憶されている、Y軸方向への複数点の移動指令データ(y1,y2,・・yn)と対応する複数点の移動量測定データ(s1,s2,・・sn)がRAM27より読込まれる(S10)。これらのデータから、移動誤差(si−yi),(i=1,2,・・)と、加工基準位置からの距離(yi),(i=1,2,・・)との関係が最小2乗法などを用いて図7のように演算される。この図7の直線の傾きが単位長さ当りの移動誤差δとして演算される(S11)。   First, as shown in FIG. 5, a plurality of movement measurement data (s1, s2, s2) corresponding to a plurality of movement command data (y1, y2,... Yn) in the Y-axis direction stored in the RAM 27. ... Sn) is read from the RAM 27 (S10). From these data, the relationship between the movement error (si−yi), (i = 1, 2,...) And the distance (yi), (i = 1, 2,. Calculation is performed as shown in FIG. 7 using a square method or the like. The slope of the straight line in FIG. 7 is calculated as a movement error δ per unit length (S11).

図8に示すように、前記の移動誤差δは標準温度T0、つまり温度差ΔT=0のときに発生した移動誤差である。前記スケール倍率kにおいて採用している傾きは(α−β)であり、温度差ΔT=0のときに移動誤差が0であると仮定されているが、実際には温度差ΔT=0のとき移動誤差δが発生している。それ故、スケール倍率kの実傾きIを、図8の2点鎖線のように設定するものとする。   As shown in FIG. 8, the movement error δ is a movement error that occurs when the standard temperature T0, that is, the temperature difference ΔT = 0. The slope employed in the scale factor k is (α−β), and it is assumed that the movement error is 0 when the temperature difference ΔT = 0, but in reality, when the temperature difference ΔT = 0. A movement error δ has occurred. Therefore, the actual inclination I of the scale magnification k is set as shown by a two-dot chain line in FIG.

そこで、S12において、前記スケール倍率kにおいて採用している傾き(α−β)と、現在加工時の温度差ΔTを用いて、(α−β)×ΔTが演算される(S12)。尚、このとき、温度センサ21で検出された気温Tを用いて、ΔT=(T−T0)とする。次に、S13においてスケール倍率の実傾きIが、I=[(α−β)×ΔT+δ]/ΔT、の演算式で演算される。次に、スケール倍率補正係数γが、γ=実傾きI/(α−β)の演算式で演算される(S14)。次に、演算されたスケール倍率kを補正係数γで補正した補正スケール倍率k’が、k’=γ×スケール倍率k、の演算式で演算され(S15)、この処理を終了する。   Therefore, in S12, (α−β) × ΔT is calculated using the gradient (α−β) employed in the scale factor k and the temperature difference ΔT during the current processing (S12). At this time, ΔT = (T−T0) using the air temperature T detected by the temperature sensor 21. Next, in S13, the actual slope I of the scale magnification is calculated by the following equation: I = [(α−β) × ΔT + δ] / ΔT. Next, the scale magnification correction coefficient γ is calculated by an equation of γ = actual inclination I / (α−β) (S14). Next, a corrected scale magnification k ′ obtained by correcting the calculated scale magnification k with the correction coefficient γ is calculated by an equation of k ′ = γ × scale magnification k (S15), and this processing is terminated.

補正係数演算制御により補正スケール倍率k’が演算された後、図3に示す送り量補正制御では、前記スケール倍率kの代わりに、補正スケール倍率k’が採用される。
尚、スケール倍率演算手段は、図3に示すフローチャートのS3と制御装置23により構成され、送り量補正手段は、図3に示すフローチャートのS4〜S7と制御装置23により構成され、送り誤差演算手段は、図6に示すフローチャートのS11と制御装置23により構成され、補正係数演算手段は、図6に示すフローチャートのS12〜S14と制御装置23により構成される。
After the correction scale magnification k ′ is calculated by the correction coefficient calculation control, the correction scale magnification k ′ is employed instead of the scale magnification k in the feed amount correction control shown in FIG.
The scale magnification calculating means is composed of S3 and the control device 23 in the flowchart shown in FIG. 3, and the feed amount correcting means is composed of S4 to S7 and the control device 23 in the flowchart shown in FIG. Is configured by S11 of the flowchart shown in FIG. 6 and the control device 23, and the correction coefficient calculation means is configured by S12 to S14 of the flowchart shown in FIG.

次に、工作機械1の作用、効果について説明する。
このように、工作機械1は、温度センサ21と、ワーク10の線膨張係数αと、工作機械1のX,Y,Z軸駆動系の各駆動軸を構成する鋼材料の線膨張係数βとを記憶するRAM27とを設け、温度センサ21で検出された検出温度Tと標準温度T0との温度差ΔTと線膨張係数α,βを用いてスケール倍率kを演算し、ワーク10の加工中に加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワーク10を送り駆動する為の送り量を、工作機械1のテーブル7上に設定されるワーク10の加工基準からの現在の送り方向変位量に、スケール倍率kを乗算した補正値を用いて補正するので、ワーク10をテーブル7に固定後に加工開始時に主軸5の工具6をワーク10の加工基準に位置合わせする際の、送り方向変位量については補正されない。
Next, functions and effects of the machine tool 1 will be described.
Thus, the machine tool 1 includes the temperature sensor 21, the linear expansion coefficient α of the workpiece 10, and the linear expansion coefficient β of the steel material constituting each drive shaft of the X, Y, Z axis drive system of the machine tool 1. Is stored in the RAM 27, the temperature difference ΔT between the detected temperature T detected by the temperature sensor 21 and the standard temperature T0, and the linear expansion coefficients α and β are used to calculate the scale magnification k. The feed amount for feeding and driving the workpiece 10 via the drive shaft to the position set in the machining program is changed to the current feed direction displacement amount from the machining reference of the workpiece 10 set on the table 7 of the machine tool 1. Since the correction is performed using the correction value multiplied by the scale factor k, the displacement in the feed direction when the tool 6 of the spindle 5 is aligned with the machining reference of the workpiece 10 at the start of machining after the workpiece 10 is fixed to the table 7. Is not corrected.

それ故、ワーク10と各駆動軸の熱膨張係数が著しく異なる場合にも、主軸5の工具6をワーク10の加工基準に正確に位置合わせすることができ、ワーク10の加工精度を向上させることが可能となる。
しかも、ワーク10の線膨張係数α、駆動軸の線膨張係数β、検出温度と標準温度との温度差ΔTを用いてスケール係数kをk=[1.0+(α−β)ΔT]の演算式で演算し、加工プログラムに設定された位置に駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量が、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、スケール倍率kを乗算した補正値を用いて補正するため、ワーク10と駆動軸の熱膨張差を加味して送り量を補正することで、ワーク10の加工精度を向上させることができる。
Therefore, even when the thermal expansion coefficient of the workpiece 10 and each drive shaft is significantly different, the tool 6 of the spindle 5 can be accurately aligned with the machining reference of the workpiece 10, and the machining accuracy of the workpiece 10 can be improved. Is possible.
Moreover, the scale coefficient k is calculated as k = [1.0+ (α−β) ΔT] using the linear expansion coefficient α of the workpiece 10, the linear expansion coefficient β of the drive shaft, and the temperature difference ΔT between the detected temperature and the standard temperature. The feed amount for feeding and driving the workpiece to the position set in the machining program via the drive axis is the current feed direction displacement from the workpiece machining reference set on the machine tool table. Further, since correction is performed using a correction value obtained by multiplying the scale magnification k, the machining accuracy of the workpiece 10 can be improved by correcting the feed amount in consideration of the thermal expansion difference between the workpiece 10 and the drive shaft.

さらに、予め準備した図5に示す測定データを用いて単位長さ当りの送り誤差δを演算し、検出温度Tと、スケール倍率kの傾き(α−β)と、送り誤差δに基づいて、スケール倍率kを補正する補正係数γを演算し、この補正係数γにより補正したスケール倍率k’を用いてワーク10の加工基準からの現在の送り方向変位量を補正するので、ワーク10を送り駆動する為の送り量の補正精度が向上し、ワーク10と駆動軸の熱膨張係数が異なる場合におけるワーク10の加工精度が一層向上する。   Further, a feed error δ per unit length is calculated using the measurement data shown in FIG. 5 prepared in advance, and based on the detected temperature T, the slope of the scale magnification k (α−β), and the feed error δ, A correction coefficient γ for correcting the scale magnification k is calculated and the current feed direction displacement from the machining reference of the work 10 is corrected using the scale magnification k ′ corrected by the correction coefficient γ. Therefore, the accuracy of feeding amount correction is improved, and the machining accuracy of the workpiece 10 when the workpiece 10 and the drive shaft have different thermal expansion coefficients is further improved.

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
1]補正係数演算制御を行わずに送り量補正制御のみ行い、スケール倍率kを乗算して得られた補正送り量に基づいてワーク10を送り駆動してもよい。
2]温度センサ21を設ける代わりに、キーボード20から温度を入力し標準温度T0との温度差ΔTを算出してもよい。この場合、工作機械1のコストを低減しつつワーク10の加工精度を向上させることが可能である。
3]送り量補正制御の制御プログラム及び補正係数演算制御の制御プログラムを、ROM26に記憶する代わりに、CD−ROMやフレキシブルディスクなどの外部記憶媒体に記憶してもよい。
Next, a modified example in which the above embodiment is partially modified will be described.
1] Only the feed amount correction control may be performed without performing the correction coefficient calculation control, and the workpiece 10 may be fed and driven based on the corrected feed amount obtained by multiplying the scale factor k.
2] Instead of providing the temperature sensor 21, a temperature difference ΔT from the standard temperature T0 may be calculated by inputting the temperature from the keyboard 20. In this case, it is possible to improve the machining accuracy of the workpiece 10 while reducing the cost of the machine tool 1.
3] The control program for the feed amount correction control and the control program for the correction coefficient calculation control may be stored in an external storage medium such as a CD-ROM or a flexible disk instead of being stored in the ROM 26.

本発明の実施例に係る工作機械の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a machine tool according to an embodiment of the present invention. 工作機械の制御系のブロック図である。It is a block diagram of the control system of a machine tool. 送り量補正制御のフローチャートである。It is a flowchart of feed amount correction control. Y軸方向の変位量における補正値を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the correction value in the displacement amount of a Y-axis direction. 移動指令データと移動量測定データとを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows movement command data and movement amount measurement data. 補正係数演算制御のフローチャートである。It is a flowchart of correction coefficient calculation control. 加工基準位置からの距離(目標値)と移動誤差との相関線図である。It is a correlation diagram of the distance (target value) from a processing reference position, and a movement error. スケール倍率の傾きとスケール倍率の実傾きとを示す線図である。It is a diagram which shows the inclination of scale magnification, and the actual inclination of scale magnification.

符号の説明Explanation of symbols

1 工作機械
7 テーブル
9 ボールネジ軸
10 ワーク
11a 加工基準面
21 温度センサ
22 タッチプローブ
23 制御装置
27 RAM
1 Machine Tool 7 Table 9 Ball Screw Shaft 10 Work 11a Processing Reference Surface 21 Temperature Sensor 22 Touch Probe 23 Controller 27 RAM

Claims (4)

加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてX,Y,Z軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械において、
工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、
入力設定された、ワークの線膨張係数αと、工作機械のX,Y,Z軸駆動系の何れかの駆動軸を構成する金属材料の線膨張係数βと、予め設定された標準温度とを記憶する記憶手段と、
前記温度検出手段で検出された検出温度と前記記憶手段に記憶された標準温度との温度差ΔTと、前記記憶手段に記憶された前記線膨張係数α,βを用いて、変位量係数を演算する変位量係数演算手段と、
前記ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に前記駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、前記変位量係数を乗算した補正値を用いて補正する送り量補正手段と、
を備えたことを特徴とする工作機械。
In a machine tool that processes a workpiece while controlling the X, Y, Z axis drive system based on position information included in the machining program,
Temperature detection means for detecting the ambient temperature around the machine tool;
The linear expansion coefficient α of the workpiece, the linear expansion coefficient β of the metal material constituting one of the drive axes of the X, Y, and Z axis drive systems of the machine tool, and a preset standard temperature are set. Storage means for storing;
Using the temperature difference ΔT between the detected temperature detected by the temperature detecting means and the standard temperature stored in the storage means, and the linear expansion coefficients α, β stored in the storage means, the displacement amount coefficient is calculated. Displacement amount coefficient calculating means to perform,
The current feed direction from the workpiece machining reference set on the table of the machine tool, the feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft to the position set in the machining program during machining of the workpiece A feed amount correcting means for correcting using a correction value obtained by multiplying the displacement amount by the displacement amount coefficient;
A machine tool characterized by comprising
前記標準温度下に、前記駆動軸により送り動作を実行させてから測定手段により実際の送り量を測定することを複数回繰り返すことで得られた測定データから単位長さ当りの送り誤差を演算する送り誤差演算手段と、
前記ワークに加工を施す際の雰囲気温度と、前記変位量係数と、送り誤差演算手段で演算された送り誤差に基づいて、前記変位量係数を補正する補正係数を演算する補正係数演算手段とを設けたことを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
A feed error per unit length is calculated from measurement data obtained by repeating a plurality of times the measurement means measures the actual feed amount after the feed operation is executed by the drive shaft at the standard temperature. Feed error calculation means;
Correction coefficient calculation means for calculating a correction coefficient for correcting the displacement amount coefficient based on the ambient temperature when processing the workpiece, the displacement amount coefficient, and the feed error calculated by the feed error calculation means; The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is provided.
工作機械の周辺の雰囲気温度を検出する温度検出手段と、ワークの線膨張係数αと工作機械のX,Y,Z軸駆動系の何れかの駆動軸を構成する金属材料の線膨張係数βと標準温度とを記憶する記憶手段とを有し、加工プログラムに含まれる位置情報に基づいてX,Y,Z軸駆動系を制御しながらワークに加工を施す工作機械のコンピュータを、
前記温度検出手段で検出された検出温度と前記記憶手段に記憶された標準温度との温度差ΔTと、前記記憶手段に記憶された前記線膨張係数α,βを用いて、変位量係数を演算する変位量係数演算手段と、
前記ワークの加工中に加工プログラムに設定された位置に前記駆動軸を介してワークを送り駆動する為の送り量を、工作機械のテーブル上に設定されるワークの加工基準からの現在の送り方向変位量に、前記変位量係数を乗算した補正値を用いて補正する送り量補正手段として機能させることを特徴とする熱膨張補正用制御プログラム。
Temperature detecting means for detecting the ambient temperature around the machine tool, the linear expansion coefficient α of the workpiece, and the linear expansion coefficient β of the metal material constituting one of the drive axes of the X, Y, Z axis drive system of the machine tool, A computer of a machine tool that has a storage means for storing a standard temperature and performs processing on the workpiece while controlling the X, Y, Z axis drive system based on position information included in the processing program,
Using the temperature difference ΔT between the detected temperature detected by the temperature detecting means and the standard temperature stored in the storage means, and the linear expansion coefficients α, β stored in the storage means, the displacement amount coefficient is calculated. Displacement amount coefficient calculating means to perform,
The current feed direction from the workpiece machining reference set on the table of the machine tool, the feed amount for feeding and driving the workpiece via the drive shaft to the position set in the machining program during machining of the workpiece A thermal expansion correction control program that causes a displacement amount to be corrected using a correction value obtained by multiplying the displacement amount by the displacement amount coefficient.
請求項3に記載の熱膨張補正用制御プログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing the thermal expansion correction control program according to claim 3.
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