JP2011131371A - Machine tool, and method and program for determining number and arrangement of temperature measurement parts of machine tool - Google Patents

Machine tool, and method and program for determining number and arrangement of temperature measurement parts of machine tool Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal displacement correction method for accurately correcting a thermal displacement by a method for identifying a thermal source in which the amount of thermal displacement is estimated by an inverse analysis in a machine tool. <P>SOLUTION: In a method for correcting a thermal displacement error of a driving system having a complicated structure, and estimating a thermal displacement amount, at first, a sensor having a higher usefulness is selected as a temperature measuring part out of sensors arranged in a structural body, then a thermal source region of a structural body to be measured is set, and the temperature of the structural body to be measures is increased. Next, a thermal inflow amount of the thermal source region is measured by an inverse analysis, and a correction formula of a thermal displacement having the thermal inflow amount as a parameter is established. The thermal displacement amount taking the thermal inflow amount to each thermal source into consideration, is then estimated, and the thermal displacement correction based on the thermal inflow amount is made. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作機械、工作機械の温度測定部の数及び配置の決定方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a machine tool, a method and a program for determining the number and arrangement of temperature measuring units of a machine tool.

工作機械の駆動系において、多軸化、複合化に伴って工作機械構造は複雑化し、工作機械の高精度化・高能率化の妨げの一つとなっている熱変位の問題は機械の使用現場において近年ますます顕著な問題になっている。   In the drive system of machine tools, the structure of machine tools has become more complex with the increase in the number of axes, and the problem of thermal displacement, which is one of the obstacles to high accuracy and high efficiency of machine tools, is the site where machines are used. In recent years, the problem has become increasingly prominent.

従来の工作機械の熱変位補正法においては特許文献1〜7、非特許文献1に記載されたものがある。   Conventional thermal displacement correction methods for machine tools include those described in Patent Documents 1 to 7 and Non-Patent Document 1.

特許文献1では工作機械の各部に配置された複数の温度測定手段の出力に基づいてニューラルネットワークの学習機能を利用して、工作機械における熱変位を高精度に補正する方法が、記載されている。特許文献2および非特許文献1では検出器を用いることなく工作機械の駆動系の熱変位誤差を補正する方法が、記載されている。特許文献3および特許文献5では、温度変化を考慮した熱変位補正方法を記載している。また、特許文献4ではニューラルネットワークの逆解法により強制温調の最適な目標温度を求め、工作機械の熱変形を高度に抑制する新しい方法を提示している。また特許文献6では工作機械の構造物の温度分布を考慮し、機械の位置情報、工具の刃先位置又はワーク位置情報に基づいて熱変位量を推定する熱変位補正方法を記載している。さらに特許文献7では、機械本体の複数個所の温度測定に基づいて加工点における熱的な変位量を推定する熱変位補正方法を記載している。   Patent Document 1 describes a method of correcting a thermal displacement in a machine tool with high accuracy by using a learning function of a neural network based on outputs of a plurality of temperature measuring means arranged in each part of the machine tool. . Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 describe a method for correcting a thermal displacement error of a drive system of a machine tool without using a detector. Patent Document 3 and Patent Document 5 describe thermal displacement correction methods that take temperature changes into account. Patent Document 4 proposes a new method for obtaining an optimum target temperature for forced temperature control by an inverse method of a neural network and highly suppressing thermal deformation of a machine tool. Patent Document 6 describes a thermal displacement correction method that estimates the amount of thermal displacement based on the position information of the machine, the cutting edge position of the tool, or the workpiece position information in consideration of the temperature distribution of the structure of the machine tool. Furthermore, Patent Document 7 describes a thermal displacement correction method for estimating a thermal displacement amount at a machining point based on temperature measurements at a plurality of locations on a machine body.

特開平6-8107号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-8107 特開平7-299701号公報JP-A-7-299701 特開2000-135653号公報JP 2000-135653 A 特開2001-138175号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-138175 特開2003-94290号公報JP 2003-94290 A 特開2006-281420号公報JP 2006-281420 A 特開2007-167966号公報JP 2007-167966 JP

堀三計、西脇信彦、石富克也、工作機械の熱変形量推定に関する研究、日本機械学会論文集(C編)、63、608(1997)、pp.1391-1396.Hori 3 Kei, Nishiwaki Nobuhiko, Ishitomi Katsuya, Research on thermal deformation estimation of machine tools, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (C), 63, 608 (1997), pp.1391-1396.

しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。   However, the prior art described in the above literature has room for improvement in the following points.

第一に、特許文献1において、この方法では温度測定手段の出力に対応する工作機械の熱変位量の予測のためのデータテーブルが必要であり、全ての温度測定値に対応できるデータを予め準備することは困難である。   First, in Patent Document 1, this method requires a data table for predicting the amount of thermal displacement of the machine tool corresponding to the output of the temperature measuring means, and data that can correspond to all temperature measurement values is prepared in advance. It is difficult to do.

第二に、特許文献2および非特許文献1においては駆動系を含む熱分布モデルを数値シミュレーション上で形成しその熱分布モデルに供給される発熱量を推定することによって、熱変位の補正値を得ているため、熱分布モデルに供給される発熱量が推定できない場合は熱変位の補正値は得られない。また、熱分布モデルに供給される発熱量の推定手段も示されていない。   Secondly, in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, a heat distribution model including a drive system is formed on a numerical simulation, and the amount of heat supplied to the heat distribution model is estimated, whereby a correction value for thermal displacement is obtained. Therefore, if the amount of heat generated supplied to the heat distribution model cannot be estimated, a correction value for thermal displacement cannot be obtained. Also, no means for estimating the amount of heat generated supplied to the heat distribution model is shown.

第三に、特許文献3においては駆動機構の駆動状況に応じた最大熱変位量の特性をあらかじめ求めて記憶手段に記憶させる必要があるため、複雑な熱源分布になる多軸制御工作機械の熱変位補正法としては十分な精度を得られるとは限らない。   Thirdly, in Patent Document 3, it is necessary to obtain in advance the characteristics of the maximum thermal displacement amount according to the drive status of the drive mechanism and store it in the storage means, so the heat of the multi-axis control machine tool that has a complicated heat source distribution As a displacement correction method, sufficient accuracy is not always obtained.

第四に、特許文献4、特許文献6、特許文献7のいずれの方法も温度と工作機械の一対一の関係に着目した方法であり、複雑構造を有する多軸制御工作機械の熱変形を十分な精度で推定できるとは限らない。   Fourthly, any of the methods disclosed in Patent Document 4, Patent Document 6, and Patent Document 7 is a method that focuses on the one-to-one relationship between temperature and machine tool, and is sufficient for thermal deformation of a multi-axis control machine tool having a complicated structure. It is not always possible to estimate with high accuracy.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、工作機械の熱分布モデルに供給される熱流入量の効率よい推定を可能にし、その推定された熱流入量に基づいた熱変位補正を可能にする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables efficient estimation of the amount of heat inflow supplied to a heat distribution model of a machine tool, and enables thermal displacement correction based on the estimated amount of heat inflow. The purpose is to provide technology.

本発明によれば、複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させてその被削材を所定形状に加工する工作機械であって、上記工作機械に設けられている複数の温度センサと、上記温度センサのうち温度測定に使用されるものを温度測定部として選択する温度センサ選択部と、上記工作機械における熱源候補領域を設定する熱源候補領域設定部と、上記熱源候補領域からの熱流入量を仮定する熱流入量仮定部と、上記熱流入量仮定部によって仮定された熱流入量に基づいて、上記工作機械の推定温度分布を生成する温度分布推定部と、上記温度測定部による温度検出値と、上記温度分布推定部によって推定された温度分布のうち上記温度測定部に対応する箇所の温度推定値とを対比して、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるように、上記熱流入量仮定部に上記熱流入量を別の値に再仮定させて、上記熱流入量仮定部および上記分布推定部に繰り返し計算をさせる対比・ギャップ解析部と、上記返し計算の結果を基にして、上記熱源候補領域からの近似熱流入量および上記機械の近似温度分布を算出する近似データ算出部とを備え、上記温度センサ選択部は、上記温度センサのそれぞれを使用するかどうかに基づいて直交表に従って温度センサの複数の組み合わせを生成し、上記組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出し、各組み合わせについて算出された上記組み合わせ評価値をある温度センサが使用されているかどうかに基づいて分類することによってその温度センサの温度センサ評価値を算出し、上記温度センサ評価値に基づいて温度測定部として使用する温度センサを選択する、工作機械が提供される。   According to the present invention, there is provided a machine tool that relatively moves a tool and a work material by a plurality of drive mechanisms to process the work material into a predetermined shape, and includes a plurality of temperature sensors provided in the machine tool, A temperature sensor selection unit that selects one of the temperature sensors that is used for temperature measurement as a temperature measurement unit, a heat source candidate region setting unit that sets a heat source candidate region in the machine tool, and heat from the heat source candidate region A heat inflow assumption unit that assumes an inflow amount, a temperature distribution estimation unit that generates an estimated temperature distribution of the machine tool based on the heat inflow amount assumed by the heat inflow amount assumption unit, and a temperature measurement unit The temperature detection value is compared with the temperature estimation value of the location corresponding to the temperature measurement unit in the temperature distribution estimated by the temperature distribution estimation unit, and the gap between the temperature detection value and the temperature estimation value is compared. A comparison / gap analysis unit that causes the heat inflow amount assumption unit to re-assum the heat inflow amount to a different value so that the heat inflow amount assumption unit and the distribution estimation unit repeatedly perform calculations. And an approximate data calculation unit that calculates an approximate heat inflow amount from the heat source candidate region and an approximate temperature distribution of the machine based on the result of the return calculation, and the temperature sensor selection unit includes the temperature sensor selection unit. Based on whether each is used, a plurality of combinations of temperature sensors are generated according to an orthogonal table, a combination evaluation value is calculated for each of the combinations, and a certain temperature sensor uses the combination evaluation value calculated for each combination The temperature sensor evaluation value of the temperature sensor is calculated by classifying it based on whether it is Selecting a temperature sensor used as a temperature measuring part Te, the machine tool is provided.

この構成によれば、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるように上記熱流入量仮定部に上記熱流入量を別の値に再仮定させて、上記熱流入量仮定部および上記温度分布推定部に繰り返し計算をさせることで、上記温度推定値が上記温度検出値に近くなるような近似熱流入量を探索することができる。そのため、本発明の工作機械を用いれば、このようにして求めた近似熱流入量に基づいて、上記工作機械のモデルデータにその近似熱流入量を適用して、上記工作機械における熱変位データを推定することができ、その熱変位データに基づいて精度のよい熱変位補正を行うことが可能になる。   According to this configuration, the heat inflow amount assumption is made to re-assum the heat inflow amount to another value so that the gap between the temperature detection value and the temperature estimation value becomes small, and the heat inflow amount assumption is made. The approximate heat inflow amount in which the estimated temperature value is close to the detected temperature value can be searched for by repeatedly causing the temperature distribution estimating unit and the temperature distribution estimating unit to perform the calculation. Therefore, if the machine tool of the present invention is used, based on the approximate heat inflow amount thus obtained, the approximate heat inflow amount is applied to the model data of the machine tool, and the thermal displacement data in the machine tool is obtained. It can be estimated, and accurate thermal displacement correction can be performed based on the thermal displacement data.

ところで、一般に、温度測定部の数が増えるとその分だけ計算量が増大して近似熱流入量を算出するのに時間がかかるので、温度測定部の数はできるだけ少なくしたい。一方、温度測定部の数を少なくしすぎると、近似熱流入量の精度が悪化する可能性があるので、温度測定部の数をむやみに減らすことはできない。従って、温度測定部の数を最小限にしつつ近似熱流入量の精度を高くするように温度測定部の数及び配置を決定する方法が望まれる。
本発明の工作機械によれば、温度センサ選択部が各温度センサの有用性を示す温度センサ評価値を算出し、上記温度センサ評価値に基づいて温度測定部として使用する温度センサを選択するので、予め温度センサを数多く設置しておき、それらの温度センサのうち、有用性の高いものを温度測定部として用いて近似熱流入量の探索を行うことによって、温度測定部の数を最小限にしつつ近似熱流入量の精度を高くすることができる。
By the way, generally, as the number of temperature measuring units increases, the amount of calculation increases accordingly, and it takes time to calculate the approximate heat inflow amount. Therefore, it is desirable to reduce the number of temperature measuring units as much as possible. On the other hand, if the number of temperature measurement units is too small, the accuracy of the approximate heat inflow amount may be deteriorated, so the number of temperature measurement units cannot be reduced unnecessarily. Therefore, a method for determining the number and arrangement of the temperature measurement units so as to increase the accuracy of the approximate heat inflow amount while minimizing the number of temperature measurement units is desired.
According to the machine tool of the present invention, the temperature sensor selection unit calculates the temperature sensor evaluation value indicating the usefulness of each temperature sensor, and selects the temperature sensor to be used as the temperature measurement unit based on the temperature sensor evaluation value. By installing a number of temperature sensors in advance and using the most useful temperature sensor as a temperature measurement unit and searching for approximate heat inflow, the number of temperature measurement units can be minimized. However, the accuracy of the approximate heat inflow amount can be increased.

また、工作機械の周囲温度が変化したり、工作機械の運転条件が変更されたりした場合、工作機械がさらされる熱環境が変化する。熱環境が変化した場合、温度測定部の最適な数及び配置も変化しうるが、温度測定部の数及び配置が固定されている工作機械では、熱環境の変化に対応して温度測定部の数及び配置を変化させることができない。
本発明の工作機械によれば、予め温度センサを数多く設置しておいて、それらの温度センサのうち有用性の高いものを温度測定部として用いるので、熱環境の変化に応じて温度測定部として使用する温度センサを変更することができ、熱環境の変化に柔軟に対応することができる。
Further, when the ambient temperature of the machine tool changes or the operating conditions of the machine tool are changed, the thermal environment to which the machine tool is exposed changes. When the thermal environment changes, the optimal number and arrangement of temperature measurement units may also change, but in machine tools where the number and arrangement of temperature measurement units are fixed, the temperature measurement unit will respond to changes in the thermal environment. The number and arrangement cannot be changed.
According to the machine tool of the present invention, a large number of temperature sensors are installed in advance, and a highly useful one of these temperature sensors is used as the temperature measurement unit. The temperature sensor to be used can be changed, and it is possible to flexibly cope with changes in the thermal environment.

なお、上記の装置は本発明の一態様であり、本発明の装置は、以上の構成要素の任意の組合せであってもよい。また、本発明の方法、システム、コンピュータプログラム、記録媒体なども、同様の構成を有する。   Note that the above-described device is one embodiment of the present invention, and the device of the present invention may be any combination of the above components. The method, system, computer program, recording medium, etc. of the present invention have the same configuration.

本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の構造例を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structural example of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の駆動機構のクロススライドモデルについて説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the cross slide model of the drive mechanism of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の熱変位補正法の概念について説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the concept of the thermal displacement correction method of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械のクロススライドモデルの駆動機構における周縁部におけるデータロガー(温度センサ)の設置場所を示した図である。It is the figure which showed the installation place of the data logger (temperature sensor) in the peripheral part in the drive mechanism of the cross slide model of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の構成を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the structure of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の温度センサ選択部が実行するステップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the step which the temperature sensor selection part of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention performs. 図6のステップSA1の説明に用いるL12の直交表である。An orthogonal table L 12 used in the description of step SA1 in FIG. 図6のステップSA1の説明に用いるL16の直交表である。An orthogonal table L 16 used in the description of step SA1 in FIG. 図6のステップSA2の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of step SA2 of FIG. 図9のステップSB8で算出される組み合わせ評価値の例を示す表である。10 is a table showing examples of combination evaluation values calculated in step SB8 of FIG. 9. 図6のステップSA3の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of step SA3 of FIG. 図11のステップSC5で算出される温度センサ評価値の例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of the temperature sensor evaluation value calculated by step SC5 of FIG. 図6のステップSA4での温度センサの選択処理の第1の方法の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of the 1st method of the selection process of the temperature sensor in step SA4 of FIG. 図13のステップSD1で生成される温度センサの組み合わせの一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the combination of the temperature sensor produced | generated by step SD1 of FIG. 図13のステップSD2で算出される組み合わせ評価値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the combination evaluation value calculated by step SD2 of FIG. 図6のステップSA4での温度センサの選択処理の第2の方法の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of the 2nd method of the selection process of the temperature sensor in step SA4 of FIG. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の熱変位補正装置の詳細な構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed structure of the thermal displacement correction apparatus of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の一部の構成を詳しく説明するための拡大された機能ブロック図である。1 is an enlarged functional block diagram for explaining in detail a configuration of a part of a multi-axis control machine tool according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施形態に係る多軸制御工作機械の動作について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the multi-axis control machine tool which concerns on one Embodiment of this invention. 図19のステップSF1の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of step SF1 of FIG. 図19のステップSF3の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of step SF3 of FIG. 本発明の実施例1で使用したモデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the model used in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1で設定した評価ポイントの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the evaluation point set in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のモデルで計算された温度分布図である。It is a temperature distribution map calculated with the model of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1で使用したL12の直交表である。An orthogonal table L 12 used in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1で算出された組み合わせ評価値を示す表である。It is a table | surface which shows the combination evaluation value calculated in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf12の場合に最後に設定された仮定熱流入量を示すグラフである。In Example 1 of this invention, it is a graph which shows the assumption heat | fever inflow amount set last, when a basic evaluation point is f12. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf15の場合に最後に設定された仮定熱流入量を示すグラフである。In Example 1 of this invention, it is a graph which shows the assumption heat | fever inflow amount set last, when a basic evaluation point is f15. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf12の場合に算出された評価ポイント評価値を示す表である。In Example 1 of this invention, it is a table | surface which shows the evaluation point evaluation value calculated when the basic evaluation point is f12. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf15の場合に算出された評価ポイント評価値を示す表である。In Example 1 of this invention, it is a table | surface which shows the evaluation point evaluation value calculated when the basic evaluation point is f15. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf12の場合に、ステップSD1で生成された評価ポイントの複数の組み合わせを示す表である。In Example 1 of this invention, when a basic evaluation point is f12, it is a table | surface which shows several combinations of the evaluation point produced | generated by step SD1. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf15の場合に、ステップSD1で生成された評価ポイントの複数の組み合わせを示す表である。In Example 1 of this invention, when a basic evaluation point is f15, it is a table | surface which shows several combinations of the evaluation point produced | generated by step SD1. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf12の場合に、ステップSD3で各組み合わせについて算出された組み合わせ評価値を示すグラフである。In Example 1 of this invention, when a basic evaluation point is f12, it is a graph which shows the combination evaluation value calculated about each combination by step SD3. 本発明の実施例1で、基礎評価ポイントがf15の場合に、ステップSD3で各組み合わせについて算出された組み合わせ評価値を示すグラフである。In Example 1 of this invention, when a basic evaluation point is f15, it is a graph which shows the combination evaluation value calculated about each combination by step SD3. 本発明の実施例2の実験目的を表した実験概念図である。It is an experimental conceptual diagram showing the experimental purpose of Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2で用いた多軸制御工作機械のクロススライドモデルの駆動機構における周縁部における温度センサの温度測定結果を図示したグラフである。It is the graph which illustrated the temperature measurement result of the temperature sensor in the peripheral part in the drive mechanism of the cross slide model of the multi-axis control machine tool used in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2で用いた多軸制御工作機械のクロススライドモデルの駆動機構において、温度センサの温度測定結果から逆解析によって算出した最適条件の熱源分布に基づいて推定された、クロススライドモデルの駆動機構の温度分布を図示した3D解析図である。In the cross-slide model drive mechanism of the multi-axis control machine tool used in Example 2 of the present invention, the cross-slide model estimated based on the heat source distribution of the optimum condition calculated by the inverse analysis from the temperature measurement result of the temperature sensor It is a 3D analysis figure which illustrated the temperature distribution of the drive mechanism. 本発明の実施例3で用いたクロススライドモデルと、このモデル上での温度センサの位置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the position of the cross slide model used in Example 3 of this invention, and the temperature sensor on this model. 本発明の実施例3で用いたクロススライドモデルでの熱源候補領域の位置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the position of the heat source candidate area | region in the cross slide model used in Example 3 of this invention. 本発明の実施例3に係る、温度センサの組み合わせと、各熱源候補領域からの熱流入量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the combination of the temperature sensor based on Example 3 of this invention, and the heat inflow amount from each heat source candidate area | region. 本発明の実施例3に係る、各温度センサがSN比に与える影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which each temperature sensor has on S / N ratio based on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4で用いたクロススライドモデルと、このモデル上での評価ポイントの位置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the position of the evaluation point on the cross slide model used in Example 4 of this invention, and this model. 本発明の実施例4に係る、各熱源パターンでの正解の温度分布図である。It is a temperature distribution figure of the correct answer in each heat source pattern based on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る、熱源パターン1、評価ポイントの組み合わせaについて、繰り返しの各ステップでの各熱源候補領域からの熱流入量(熱流束)及び目的関数の値を示すグラフである。It is a graph which shows the value of the heat inflow amount (heat flux) from each heat source candidate area | region in each step of repetition, and the value of an objective function about the combination a of the heat source pattern 1 and the evaluation point based on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る、熱源パターン1での熱流束探索解析結果を示す温度分布図である。It is a temperature distribution figure which shows the heat flux search analysis result in the heat source pattern 1 based on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る、熱源パターン2での熱流束探索解析結果を示す温度分布図である。It is a temperature distribution figure which shows the heat flux search analysis result in the heat source pattern 2 based on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る、熱源パターン3での熱流束探索解析結果を示す温度分布図である。It is a temperature distribution figure which shows the heat flux search analysis result in the heat source pattern 3 based on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る、熱源パターン4での熱流束探索解析結果を示す温度分布図である。It is a temperature distribution figure which shows the heat flux search analysis result in the heat source pattern 4 based on Example 4 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

1.本発明のもとになったアイデア
図1は、本実施形態に係る複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させてその被削材を所定形状に加工する工作機械の構造例を説明するための斜視図である。左右に工作物を回転させる主軸が設定設置されており、特に刃物台211はXYZ軸方向への3軸に加えて傾斜加工ができるよう旋回軸が備わり、多軸制御加工が可能となっている。
1. FIG. 1 illustrates an example of the structure of a machine tool that relatively moves a tool and a work material by a plurality of drive mechanisms according to the present embodiment to process the work material into a predetermined shape. It is a perspective view for doing. A spindle for rotating the workpiece is set on the left and right. In particular, the tool post 211 is provided with a swivel axis in addition to three axes in the XYZ-axis direction, and multi-axis control machining is possible. .

図2は、実施形態に係る多軸制御工作機械の駆動機構のクロススライドモデルである傾斜支持体について説明するための斜視図である。ここで、本実施形態のクロススライド200は、工作機械のベッド212(図1中に図示)に載せて使用する構成部品であり、ベッド212上のスライドウェイ(不図示)上に沿って前後に移動するサドルの一種である。   FIG. 2 is a perspective view for explaining an inclined support body which is a cross slide model of the drive mechanism of the multi-axis control machine tool according to the embodiment. Here, the cross slide 200 of the present embodiment is a component used on the bed 212 (shown in FIG. 1) of the machine tool, and moves back and forth along a slide way (not shown) on the bed 212. A kind of moving saddle.

そして、図示するように、クロススライドの傾斜面205には、平行して2本の往復スライドウェイ207a、207bが設けられている。この往復スライドウェイ207a、207b上には、被削材を加工するための切削工具を保持する刃物台211(図1中に図示)が設置される。また、この刃物台211は,往復スライドウェイ207a、207bに沿って斜め方向(制限されたYZ軸方向)に移動可能に構成されている。そのため、刃物台211(図1に図示)は、すでに説明したベッド212(図1に図示)に対する前後左右方向(XY軸方向)の移動と、この刃物台のクロススライド200に対する斜め方向(制限されたYZ軸方向)の移動と、の組み合わせによって、結局のところ、立体空間におけるXYZ軸方向に自由自在に移動可能に構成されていることになるのである。   As shown in the figure, the reciprocating slide ways 207a and 207b are provided in parallel on the inclined surface 205 of the cross slide. On the reciprocating slide ways 207a and 207b, a tool post 211 (shown in FIG. 1) for holding a cutting tool for processing a work material is installed. The tool post 211 is configured to be movable in an oblique direction (restricted YZ axis direction) along the reciprocating slide ways 207a and 207b. Therefore, the tool post 211 (shown in FIG. 1) moves in the front-rear and left-right directions (XY directions) with respect to the bed 212 (shown in FIG. 1) described above, and the oblique direction (restricted) of the tool post relative to the cross slide 200 In other words, the combination of the movement in the YZ-axis direction) can be freely moved in the XYZ-axis direction in the three-dimensional space.

図3は実施形態に係る多軸制御工作機械の熱変位補正法の概念について説明するための概念図である。この多軸制御工作機械の熱変位補正法では、まず、工作機械の構成部品の外表面(例えば,傾斜支持体200の外表面)のうち、この工作機械のオペレータが自らの経験に基づいて発熱源となる可能性の高い場所(例えば、摺動部または回転軸など)に熱源候補領域を設定する。続いて、被測定構造体である工作機械の構成部品の外表面(例えば、傾斜支持体200の外表面)の周縁部に設けられている複数の温度センサのうち、後述する温度センサ選択部204によって温度測定部として選択されたものによって温度上昇の測定を行う。次いで、その被測定構造体の温度上昇の測定から得られた温度上昇履歴から逆解析により熱源候補領域からの熱流入量を算出する。そして、この熱流入量に基づいて被測定構造体であるクロススライドモデルを備える工作機械の熱変位データを推定する。被測定構造体であるクロススライドモデルを備える工作機械において、幾つかの駆動パターンについてこのような一連の作業を行えば、熱流入量に基づいて発生する熱変位を補正するための熱変位補正式の確立が行える。最終的には、このようにして被測定構造体であるクロススライドモデルを備える工作機械ごとに特有の確立された式により各熱源への熱流入量を考慮した熱変位量の推定を行い、熱変位量に基づく熱変位を補正することが可能となる。   FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the concept of the thermal displacement correction method of the multi-axis control machine tool according to the embodiment. In this thermal displacement correction method for a multi-axis control machine tool, first, the machine tool operator generates heat based on his / her own experience among the outer surfaces of the machine tool components (for example, the outer surface of the inclined support 200). A heat source candidate area is set in a place (for example, a sliding part or a rotating shaft) that is likely to be a source. Subsequently, among a plurality of temperature sensors provided on the peripheral portion of the outer surface (for example, the outer surface of the inclined support body 200) of the component of the machine tool that is the structure to be measured, a temperature sensor selection unit 204 described later. The temperature rise is measured by the one selected as the temperature measuring unit by. Next, the heat inflow amount from the heat source candidate region is calculated by inverse analysis from the temperature rise history obtained from the temperature rise measurement of the structure to be measured. And based on this heat inflow amount, the thermal displacement data of the machine tool provided with the cross slide model which is a structure to be measured is estimated. In a machine tool having a cross slide model, which is a structure to be measured, if such a series of operations are performed for several drive patterns, a thermal displacement correction formula for correcting the thermal displacement generated based on the amount of heat inflow Can be established. Finally, the thermal displacement amount is estimated in consideration of the heat inflow amount to each heat source by an established formula peculiar to each machine tool having a cross slide model as a structure to be measured in this way. It becomes possible to correct the thermal displacement based on the amount of displacement.

そのため、この多軸制御工作機械の熱変位補正法によれば、工作機械の分野では従来から望まれていながら実現が困難であった以下のようなことが可能になる。すなわち、まず、被削材の最終形状をCADデータとしてインプットし、コンピュータにより工作機械駆動パターンを算出する。算出された駆動パターンでは、例えば、軸の回転数がa回転/分、レールのストロークをb回/分と規定されているとすると、流入熱量はQ1=cJ/分、Q2=dJ/分などと、あらかじめコンピュータに格納されたデータテーブルを用いた変換で流入熱量が推定される。そして、すでに、熱流入量に基づいて発生する熱変位を補正するための熱変位補正式の確立が行えていれば、このようにして推定された流入熱量から熱変位量Δdが求められ、この熱変位量Δdに基づく補正を行うことによって高精度の加工がなされるものである。   Therefore, according to this thermal displacement correction method for a multi-axis control machine tool, the following can be realized which has been conventionally desired in the field of machine tools but difficult to realize. That is, first, the final shape of the work material is input as CAD data, and a machine tool drive pattern is calculated by a computer. In the calculated drive pattern, for example, assuming that the rotational speed of the shaft is defined as a rotation / minute and the stroke of the rail is defined as b times / minute, the inflow heat amount is Q1 = cJ / minute, Q2 = dJ / minute, etc. Inflow heat quantity is estimated by conversion using a data table stored in advance in a computer. If the thermal displacement correction formula for correcting the thermal displacement generated based on the heat inflow amount has already been established, the heat displacement amount Δd can be obtained from the inflow heat amount estimated in this way. High-precision machining is performed by performing correction based on the thermal displacement amount Δd.

図4は実施形態に係る多軸制御工作機械のクロススライドモデルの周縁部に設置したデータロガー(温度センサ)の設置場所の一例を示した図である。この図では、後述する実施例で行った実験におけるデータロガー(温度センサ)の設置場所を例として示している。この図のデータロガー(温度センサ)のうち、後述する温度センサ選択部204によって選択されたものが温度測定部として利用される。設置にあたって断熱パテにより外気を遮断し、クロススライドモデルの表面温度を計測可能な状態にされている。この図では、これらデータロガーの設置数は15としている。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an installation location of a data logger (temperature sensor) installed at the peripheral portion of the cross slide model of the multi-axis control machine tool according to the embodiment. In this figure, an installation place of a data logger (temperature sensor) in an experiment conducted in an example described later is shown as an example. Among the data loggers (temperature sensors) in this figure, the one selected by the temperature sensor selection unit 204 described later is used as the temperature measurement unit. During installation, the outside air is shut off by a heat-insulating putty so that the surface temperature of the cross slide model can be measured. In this figure, 15 data loggers are installed.

2.工作機械の実施形態
2−1.機能ブロック
図5は、上記のアイデアがもとになって発明された、実施形態に係る多軸制御工作機械の構成を説明するための機能ブロック図である。この多軸制御工作機械1000は、複数の駆動機構300によって工具と被削材を相対運動させてその被削材を所定形状に加工する工作機械1000である。この工作機械1000は、全体として、被測定構造体の温度を測定する複数の温度センサ202と、工作機械の操作者からの種々のデータ入力を受け付け、入力されたデータに基づいて被測定構造体モデルデータを生成する入力受付・モデルデータ生成部101と、温度センサ202のうち温度測定に使用されるものを温度測定部として選択する温度センサ選択部204と、そのようにして測定された温度分布に基づいて熱変位補正データを算出する熱変位補正装置100と、そのようにして導き出された熱変位補正データに基づいて駆動パターンに補正を加える複数の駆動機構300と、を備える工作機械である。
2. Embodiment of machine tool 2-1. Functional Block FIG. 5 is a functional block diagram for explaining the configuration of the multi-axis control machine tool according to the embodiment invented based on the above idea. The multi-axis control machine tool 1000 is a machine tool 1000 that relatively moves a tool and a work material by a plurality of drive mechanisms 300 to process the work material into a predetermined shape. The machine tool 1000 as a whole receives a plurality of temperature sensors 202 for measuring the temperature of the structure to be measured and various data inputs from the operator of the machine tool, and the structure to be measured based on the input data. An input reception / model data generation unit 101 that generates model data, a temperature sensor selection unit 204 that selects a temperature sensor 202 to be used for temperature measurement as a temperature measurement unit, and a temperature distribution measured in this manner Is a machine tool comprising: a thermal displacement correction device 100 that calculates thermal displacement correction data based on the thermal displacement correction data; and a plurality of drive mechanisms 300 that correct the drive pattern based on the thermal displacement correction data derived as described above. .

2−2.温度センサ
まず、この工作機械1000を構成する温度センサ202について以下説明する。この多軸制御工作機械1000には、被測定構造体200の外表面の周縁部における温度を測定するための温度センサ202が設けられている。この温度センサ202は、被測定構造体200の外表面の周縁部に密着させられて、その表面温度を測定・記録するデータロガーとして働く。また、この温度センサ202は、測定・記録した温度データに対応する電気信号をコンピュータが解読可能な形式の温度データに変換して出力する。複数の温度センサ202のうち温度測定部として使用されるものが温度センサ選択部204によって選択され、選択された温度センサ202からの出力が熱変位補正装置100に伝達される。
2-2. First, the temperature sensor 202 constituting the machine tool 1000 will be described below. This multi-axis control machine tool 1000 is provided with a temperature sensor 202 for measuring the temperature at the peripheral edge of the outer surface of the structure 200 to be measured. The temperature sensor 202 is brought into close contact with the peripheral portion of the outer surface of the structure 200 to be measured, and functions as a data logger that measures and records the surface temperature. The temperature sensor 202 converts an electrical signal corresponding to the measured and recorded temperature data into temperature data in a format that can be read by a computer, and outputs the temperature data. Among the plurality of temperature sensors 202, one that is used as a temperature measurement unit is selected by the temperature sensor selection unit 204, and an output from the selected temperature sensor 202 is transmitted to the thermal displacement correction device 100.

2−3.入力受付・モデルデータ生成部
次に、この工作機械1000を構成する入力受付・モデルデータ生成部101について説明する。入力受付・モデルデータ生成部101は、工作機械の操作者からの種々のデータ入力を受け付け、入力されたデータに基づいて被測定構造体モデルデータを生成する。
2-3. Input Reception / Model Data Generation Unit Next, the input reception / model data generation unit 101 constituting the machine tool 1000 will be described. The input reception / model data generation unit 101 receives various data inputs from an operator of the machine tool, and generates measured structure model data based on the input data.

入力受付・モデルデータ生成部101は、工作機械の立体構造のうち熱源となる可能性の高い領域を熱源候補領域として設定するための熱源候補領域設定部104を有している。熱源候補領域設定部104は、操作者によりキーボードなどの入力部102を介して入力された熱源候補領域のデータを受け取ってもよく、あるいは、ネットワーク112、サーバー114などから呼び出されたあらかじめ設定された熱源候補領域に関するデータを読み込んでもよい。こうして受け付けられたデータは後述する被測定構造体モデルデータ生成部120に受け渡される。   The input reception / model data generation unit 101 includes a heat source candidate region setting unit 104 for setting, as a heat source candidate region, a region that is likely to be a heat source in the three-dimensional structure of the machine tool. The heat source candidate area setting unit 104 may receive data of a heat source candidate area input by the operator via the input unit 102 such as a keyboard, or may be set in advance by calling from the network 112, the server 114, or the like. You may read the data regarding a heat source candidate area | region. The data received in this way is transferred to the measured structure model data generation unit 120 described later.

また、入力受付・モデルデータ生成部101は、被測定構造体の立体構造・物性・温度センサ位置・熱源候補領域についての各種情報を組み合わせて、コンピュータによる各種3Dシミュレーションの対象として用いる際に適したデータとなるように、被測定構造体モデルデータを生成する被測定構造体モデルデータ生成部120を有している。また、この入力受付・モデルデータ生成部101には、この被測定構造体モデルデータ生成部120に、これらの各種情報を外部から入手して受け渡すために、外部から熱源候補領域の設定条件を受け付ける熱源候補領域設定部104、被測定構造体に設置された温度センサの位置情報を受け付ける温度センサ位置データ受付部116、被測定構造体の立体構造および材料物性に関するデータを受け付ける被測定構造体の構造・物性データ受付部118も設けられている。そして、これらの熱源候補領域設定部104、温度センサ位置データ受付部116、被測定構造体の構造・物性データ受付部118を介して外部から取得された被測定構造体の立体構造・物性・温度センサ位置・熱源候補領域についての各種情報は、被測定構造体モデルデータ生成部120に集約され、これらのデータを互いに組み合わせて、コンピュータによる各種3Dシミュレーションの対象として用いる際に適したデータとなるように、被測定構造体モデルデータが生成される。そして、このように生成された被測定構造体モデルデータは被測定構造体モデルデータ記憶部122に記憶される。   The input reception / model data generation unit 101 is suitable for use as a target for various 3D simulations by a computer by combining various information on the three-dimensional structure, physical properties, temperature sensor position, and heat source candidate region of the structure to be measured. A measured structure model data generation unit 120 that generates measured structure model data is provided so as to be data. In addition, in order to obtain and transfer these various types of information to the measured structure model data generation unit 120 from the outside, the input reception / model data generation unit 101 sets the heat source candidate region setting conditions from the outside. The heat source candidate region setting unit 104 for receiving, the temperature sensor position data receiving unit 116 for receiving the position information of the temperature sensor installed in the structure to be measured, and the structure to be measured for receiving data relating to the three-dimensional structure and material properties of the structure to be measured. A structure / physical property data receiving unit 118 is also provided. Then, the three-dimensional structure / physical properties / temperature of the structure to be measured acquired from the outside via the heat source candidate region setting unit 104, the temperature sensor position data receiving unit 116, and the structure / physical property data receiving unit 118 of the structure to be measured. Various information about the sensor position / heat source candidate region is collected in the structure model data generation unit 120 to be measured, and these data are combined with each other so as to be data suitable for use as various 3D simulation targets by a computer. In addition, measured structure model data is generated. The measured structure model data generated in this way is stored in the measured structure model data storage unit 122.

2−4.温度センサ選択部
次に、温度センサ選択部204について以下説明する。この多軸制御工作機械1000には、温度センサ202のうち温度測定に使用されるものを温度測定部として選択する温度センサ選択部204が設けられている。以下、図6に示すフローチャートを用いて温度センサ選択部の動作について詳細に説明する。以下の説明では明示はしないが、入力又は生成された各種データは、その後のデータ処理に利用可能なように、所定の記憶部に格納される。また、以下の各ステップは、主記憶又は外部記憶装置に格納された所定のコンピュータプログラムをCPUが実行することによって実現される。
2-4. Temperature Sensor Selection Unit Next, the temperature sensor selection unit 204 will be described below. The multi-axis control machine tool 1000 is provided with a temperature sensor selection unit 204 that selects a temperature sensor 202 to be used for temperature measurement as a temperature measurement unit. Hereinafter, the operation of the temperature sensor selection unit will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. Although not specified in the following description, various types of input or generated data are stored in a predetermined storage unit so that they can be used for subsequent data processing. Each of the following steps is realized by the CPU executing a predetermined computer program stored in the main memory or the external storage device.

2−4−1.温度センサの複数の組み合わせの生成(ステップSA1)
まず、ステップSA1では、温度センサ選択部204は、温度センサ202のそれぞれを使用するかどうかに基づいて直交表に従って温度センサの複数の組み合わせを生成する。直交表とは、任意の2因子(列)について,その水準のすべての組合せが同数回ずつ現れるという性質をもつ表である。本実施形態では、ある温度センサ202を用いるかどうかが問題であるので二水準の直交表を用いる。二水準の直交表の例としては、L、L、L12、L16、L32、L64、L128などが挙げられる。L12及びL16の直交表を図7〜図8に示す。L32の直交表は、(1)L16の直交表の各行を2行にし、(2)15列目の右側に01010101....0101からなる第16列を追加し、(3)第16列と、第1〜15列との排他的論理和からなる列を第17列目以降に追加することによって作成することができる。L64の直交表は、L32の直交表に対して同様の作業を行い、L128の直交表は、L64の直交表に対して同様の作業を行うことによって作成することができる。L12、L16、L32、L64、L128の直交表に割り当てることができる温度センサ202の最大数は、それぞれ、11個、15個、31個、63個、127個である。従って、温度センサ選択部204が考慮する温度センサ202の数に応じて使用する直交表を選択すればよい。例えば、温度センサ選択部204が考慮する温度センサ202の数が11個以下であれば、L12の直交表を用いることが好ましい。
2-4-1. Generation of a plurality of combinations of temperature sensors (step SA1)
First, in step SA1, the temperature sensor selection unit 204 generates a plurality of combinations of temperature sensors according to the orthogonal table based on whether or not each of the temperature sensors 202 is used. An orthogonal table is a table having the property that all combinations of levels appear for the same two factors (columns) the same number of times. In this embodiment, since it is a problem whether to use a certain temperature sensor 202, a two-level orthogonal table is used. Examples of the two-level orthogonal table include L 4 , L 8 , L 12 , L 16 , L 32 , L 64 , and L 128 . An orthogonal table of L 12 and L 16 is shown in FIGS. Orthogonal table of L 32 is (1) each row of the orthogonal table L 16 and two rows, add the 16th column consisting 01010101 .... 0101 (2) on the right side of the 15 column, (3) the It can be created by adding a column consisting of the exclusive OR of the 16th column and the 1st to 15th columns after the 17th column. Orthogonal table of L 64 performs the same operation on the orthogonal table L 32, orthogonal table of L 128 can be created by performing the same operation on the orthogonal table L 64. The maximum number of temperature sensors 202 that can be assigned to the L 12 , L 16 , L 32 , L 64 , and L 128 orthogonal tables is 11, 15, 31, 63, and 127, respectively. Therefore, the orthogonal table to be used may be selected according to the number of temperature sensors 202 considered by the temperature sensor selection unit 204. For example, if the number of the temperature sensor selection unit 204 to consider the temperature sensor 202 is 11 or less, it is preferable to use an orthogonal table of L 12.

温度センサ選択部204は、全ての温度センサ202を直交表に割り当ててもよいが、必要性が高いことが明白な温度センサ202(以下、「基礎温度センサ」と呼ぶ)については常に温度測定部として使用することにして、それ以外の温度センサ202のみを直交表に割り当ててもよい。この場合、考慮する温度センサ202の数を減らすことができ、計算時間を短縮することができる。基礎温度センサとしては、後述するステップSB2で計算される基準温度分布での温度上昇量が最も小さい位置に配置された温度センサ202を選択することが好ましい。この場合、使用する温度センサ202の数が少ない場合でも、比較的良好な結果が得られることが後述する実施例1によって明らかになったからである。   Although the temperature sensor selection unit 204 may assign all the temperature sensors 202 to the orthogonal table, the temperature measurement unit is always used for the temperature sensors 202 (hereinafter referred to as “basic temperature sensors”) that are clearly necessary. In other words, only the other temperature sensors 202 may be assigned to the orthogonal table. In this case, the number of temperature sensors 202 to be considered can be reduced, and the calculation time can be shortened. As the basic temperature sensor, it is preferable to select the temperature sensor 202 arranged at a position where the amount of temperature rise in the reference temperature distribution calculated in step SB2 described later is the smallest. In this case, even when the number of temperature sensors 202 to be used is small, it is clear from Example 1 described later that a relatively good result can be obtained.

温度センサ202は、直交表の各列に割り当てる。例えば、L12の直交表を用いる場合は、最大11個の温度センサ202を列A〜Kに割り当てる。割り当てる温度センサ202の数が11個未満、例えば8個の場合は、列A〜Hに割り当てる。直交表の各行は、温度センサ202の組み合わせを示している。例えば、L12の直交表の第1行〜第12行は、第1〜第12の温度センサ202の組み合わせを示している。直交表中の「0」、「1」は、それぞれ、その温度センサ202を「使用しない」、「使用する」を意味する。例えば、L12の直交表の第10行目は、列ABCHIKが1で、残りの列が0である。従って、この行は、列ABCHIKに割り当てられた温度センサ202を使用するという温度センサ202の組み合わせを示している。このように、直交表を用いることによって、温度センサ202のそれぞれを使用するかどうかに基づく、温度センサ202の複数の組み合わせが生成される。
なお、ステップSA1は、後述するステップSB3において最初の組み合わせを選択する前のどの段階で行ってもよいので、ステップSA2を開始する前に行ってもよく、ステップSA2を開始した後にステップSB3を実行する前に行ってもよい。
The temperature sensor 202 is assigned to each column of the orthogonal table. For example, when using orthogonal table of L 12, allocates up to 11 temperature sensors 202 in column A through K. When the number of temperature sensors 202 to be assigned is less than 11, for example, 8, the number is assigned to columns A to H. Each row of the orthogonal table indicates a combination of the temperature sensors 202. For example, the first row to the 12th row of the orthogonal table of L 12 represents a combination of the temperature sensor 202 of the first to 12. “0” and “1” in the orthogonal table mean that the temperature sensor 202 is “not used” and “used”, respectively. For example, line 10 of the orthogonal table of L 12 is a column ABCHIK is 1, the remaining columns is zero. Thus, this row shows a combination of temperature sensors 202 that uses the temperature sensor 202 assigned to column ABCHIK. Thus, by using the orthogonal table, multiple combinations of temperature sensors 202 are generated based on whether each of the temperature sensors 202 is used.
Note that step SA1 may be performed at any stage before the first combination is selected in step SB3 to be described later. Therefore, step SA1 may be performed before starting step SA2, and step SB3 is executed after step SA2 is started. You may go before you do.

2−4−2.組み合わせ評価値の算出処理(ステップSA2)
次に、ステップSA2では、温度センサ選択部204は、ステップSA1で作成した温度センサ202の複数の組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出する。組み合わせ評価値は、温度センサ202の組み合わせの良否を判断するための指標であり、その算出方法は特に限定されない。
2-4-2. Combination evaluation value calculation processing (step SA2)
Next, in step SA2, the temperature sensor selection unit 204 calculates a combination evaluation value for each of a plurality of combinations of the temperature sensors 202 created in step SA1. The combination evaluation value is an index for determining the quality of the combination of the temperature sensors 202, and the calculation method is not particularly limited.

組み合わせ評価値は、一例では、熱源候補領域からの基準熱流入量を設定し、上記基準熱流入量に基づいて上記熱源候補領域での基準温度分布を生成し、上記熱源候補領域からの仮定熱流入量を設定し、上記仮定熱流入量に基づいて上記工作機械の推定温度分布を生成し、上記基準温度分布のうち上記組み合わせに含まれる温度センサに対応する箇所の温度基準値と、上記推定温度分布のうち上記組み合わせに含まれる温度センサに対応する箇所の温度推定値とを対比して、上記温度基準値および上記温度推定値の間のギャップが小さくなるように、上記仮定熱流入量を別の値に再設定して繰り返し計算し、上記繰り返し計算の結果として得られた最終の推定温度分布と基準温度分布との差異又は最終の仮定熱流入量と基準熱流入量との差異を評価することによって算出することができる。この方法によれば、後述する近似データ算出部134が近似熱流量を算出する際に用いる方法に類似した方法によって組み合わせ評価値が算出されるので、この方法によって算出した組み合わせ評価値を用いて温度センサを選択すれば、近似データ算出部134が近似熱流量の精度良く算出することができる。
以下、図9のフローチャートを用いて組み合わせ評価値の算出処理についてさらに詳細に説明する。
In one example, the combination evaluation value sets a reference heat inflow amount from the heat source candidate region, generates a reference temperature distribution in the heat source candidate region based on the reference heat inflow amount, and assumes the assumed heat from the heat source candidate region. An inflow amount is set, an estimated temperature distribution of the machine tool is generated based on the assumed heat inflow amount, a temperature reference value corresponding to a temperature sensor included in the combination in the reference temperature distribution, and the estimated The assumed heat inflow amount is set so that a gap between the temperature reference value and the temperature estimated value is reduced by comparing the temperature distribution with the temperature estimated value corresponding to the temperature sensor included in the combination in the temperature distribution. Repeat the calculation by resetting to another value, and the difference between the final estimated temperature distribution obtained as a result of the above repeated calculation and the reference temperature distribution or the difference between the final assumed heat inflow and the reference heat inflow It can be calculated by evaluating. According to this method, the combination evaluation value is calculated by a method similar to the method used when the approximate data calculation unit 134, which will be described later, calculates the approximate heat flow rate. Therefore, the temperature is calculated using the combination evaluation value calculated by this method. If the sensor is selected, the approximate data calculation unit 134 can calculate the approximate heat flow rate with high accuracy.
Hereinafter, the calculation process of the combination evaluation value will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.

(1)基準熱流入量の設定(ステップSB1)
ステップSB1では、温度センサ選択部204は、各熱源候補領域から流入する熱流入量を設定する。ここで、設定する熱流入量は、後述するステップSB6での対比・ギャップ解析をする際の基準となる基準温度分布を作成するために用いられる。ここで設定する熱流入量を以下「基準熱流入量」と称する。基準熱流入量は、熱源となるモーター等の仕様を考慮して設定したり、後述する近似データ算出部134が以前に算出した近似熱流入量に設定したりすることができる。後者の場合、近似データ算出部134が以前に算出した近似熱流入量と、近似データ算出部134がこれから算出しようとする近似熱流入量は、比較的近接していると考えられるので、近似データ算出部134が以前に算出した近似熱流入量を基準熱流入量に設定することによって、近似データ算出部134が近似熱流量をさらに精度良く算出することができる。また、工作機械の周囲温度が変化したり、工作機械の運転条件が変更されたりした場合に工作機械がさらされる熱環境が変化する場合がありが、このような熱環境の変化に対応させるために温度測定部として使用する温度センサを再選択する場合があるが、その場合、基準熱流入量を近似データ算出部134が以前に算出した近似熱流入量に設定することによって、人為的に基準熱流入量を設定する手間を省くことができる。また、近似データ算出部134が直前に算出した近似熱流入量は、熱環境の変化が反映された値であるため、この近似熱流量を基準熱流入量に設定することによって熱環境の変化により確実に対応することができる。複数の熱源候補領域が存在している場合は、それぞれの熱源候補領域に対して基準熱流入量を設定する。
(1) Setting of reference heat inflow amount (step SB1)
In step SB1, the temperature sensor selection unit 204 sets the heat inflow amount flowing from each heat source candidate region. Here, the heat inflow amount to be set is used to create a reference temperature distribution that serves as a reference when performing a comparison / gap analysis in step SB6 described later. The heat inflow amount set here is hereinafter referred to as “reference heat inflow amount”. The reference heat inflow amount can be set in consideration of the specifications of a motor or the like serving as a heat source, or can be set to an approximate heat inflow amount previously calculated by an approximate data calculation unit 134 described later. In the latter case, the approximate heat inflow amount previously calculated by the approximate data calculation unit 134 and the approximate heat inflow amount to be calculated by the approximate data calculation unit 134 are considered to be relatively close to each other. By setting the approximate heat inflow amount previously calculated by the calculation unit 134 as the reference heat inflow amount, the approximate data calculation unit 134 can calculate the approximate heat flow rate with higher accuracy. Also, when the ambient temperature of the machine tool changes or the operating conditions of the machine tool change, the thermal environment to which the machine tool is exposed may change. To cope with such a change in the thermal environment, In this case, the reference heat inflow amount is set to the approximate heat inflow amount previously calculated by the approximate data calculation unit 134. The trouble of setting the heat inflow amount can be saved. Further, since the approximate heat inflow amount calculated immediately before by the approximate data calculating unit 134 is a value reflecting the change in the thermal environment, the approximate heat flow rate is set to the reference heat inflow amount due to the change in the thermal environment. It can respond reliably. When there are a plurality of heat source candidate regions, a reference heat inflow amount is set for each heat source candidate region.

(2)基準温度分布の計算(ステップSB2)
ステップSB2では、温度センサ選択部204は、基準温度分布を計算する。基準温度分布とは、基準熱流入量が被測定構造体モデルデータに流れ込んだ場合に、所定の時間経過後に被測定構造体の温度分布がどのようになるのか、有限要素解析法などの計算アルゴリズムを用いて計算して得られる被測定構造体の温度分布である。
(2) Calculation of reference temperature distribution (step SB2)
In step SB2, the temperature sensor selection unit 204 calculates a reference temperature distribution. The reference temperature distribution is the calculation algorithm such as the finite element analysis method, how the temperature distribution of the structure to be measured becomes after a predetermined time when the reference heat inflow flows into the structure model data to be measured. It is the temperature distribution of the structure to be measured obtained by calculating using.

(3)組み合わせの選択(ステップSB3、SB9、SB10)
ステップSB3では、温度センサ選択部204は、ステップSA1で生成した温度センサの複数の組み合わせのうちの一つを選択する。具体的には例えば、図7に示すL12の直交表の第1行を選択する。この場合、全ての列の値が0であるので、基礎温度センサのみが温度測定部となる。基礎温度センサがない場合には、第2行を最初の組み合わせとして選択するとよい。
温度センサ選択部204は、ここで選択した温度センサの組み合わせについて、ステップSB4〜ステップSB8を実行することによって組み合わせ評価値を算出する。温度センサ選択部204は、ステップSA1で生成した温度センサの複数の組み合わせのうちの全てについて組み合わせ評価値を算出するために、ステップSB9において、全ての組み合わせについて組み合わせ評価値を算出したかどうかを確認し、未算出の組み合わせが存在している場合には(ステップSB9のN)、ステップSB10において、次の組み合わせを選択する。未算出の組み合わせが存在していない場合には(ステップSB9のY)、温度センサ選択部204は、組み合わせ評価値の算出処理を完了する。
(3) Selection of combination (steps SB3, SB9, SB10)
In step SB3, the temperature sensor selection unit 204 selects one of a plurality of combinations of the temperature sensors generated in step SA1. Specifically, for example, to select the first row orthogonal table L 12 shown in FIG. In this case, since the values of all the columns are 0, only the basic temperature sensor becomes the temperature measuring unit. If there is no basic temperature sensor, the second row may be selected as the first combination.
The temperature sensor selection unit 204 calculates a combination evaluation value by executing Step SB4 to Step SB8 for the combination of temperature sensors selected here. In order to calculate combination evaluation values for all of the plurality of combinations of the temperature sensors generated in step SA1, the temperature sensor selection unit 204 confirms whether or not combination evaluation values have been calculated for all combinations in step SB9. If an uncalculated combination exists (N in Step SB9), the next combination is selected in Step SB10. When there is no uncalculated combination (Y in step SB9), the temperature sensor selection unit 204 completes the combination evaluation value calculation process.

(4)仮定熱流入量の設定(ステップSB4)
ステップSB4では、温度センサ選択部204は、各熱源候補領域から流入する熱流入量を仮定する。ここで仮定する熱流入量は、後述するステップSB6での対比・ギャップ解析をする際の基準となる推定温度分布をステップSB5で計算するために用いられる。ここで仮定する熱流入量を以下「仮定熱流入量」と称する。仮定熱流入量は、ステップSB6での対比・ギャップ解析の結果が、ステップSB7で規定されている終了条件を充足するまで、繰り返し設定される。仮定熱流量の初期値の設定方法は、特に限定されないが、温度センサの組み合わせの良否を反映した組み合わせ評価値を算出するという目的を鑑みると、仮定熱流量は、基準熱流入量とは異なっていることが好ましく、基準熱流入量の1/2以下又は2倍以上の値にすることがさらに好ましい。仮定熱流入量と基準熱流入量とが近すぎると、組み合わせ評価値が温度センサの組み合わせの良否を反映しにくいからである。
(4) Setting of assumed heat inflow amount (step SB4)
In step SB4, the temperature sensor selection unit 204 assumes a heat inflow amount flowing from each heat source candidate region. The heat inflow assumed here is used to calculate an estimated temperature distribution, which serves as a reference when performing a comparison / gap analysis in step SB6, which will be described later, in step SB5. The heat inflow assumed here is hereinafter referred to as “assumed heat inflow”. The assumed heat inflow amount is repeatedly set until the result of the comparison / gap analysis in step SB6 satisfies the end condition defined in step SB7. The method for setting the initial value of the assumed heat flow rate is not particularly limited, but in view of the purpose of calculating a combination evaluation value that reflects the quality of the combination of temperature sensors, the assumed heat flow rate is different from the reference heat inflow amount. It is preferable that the value is not more than ½ or twice the reference heat inflow amount. This is because if the assumed heat inflow amount and the reference heat inflow amount are too close, it is difficult for the combination evaluation value to reflect the quality of the combination of the temperature sensors.

(5)推定温度分布の計算(ステップSB5)
ステップSB5では、温度センサ選択部204は、推定温度分布を計算する。推定温度分布とは、仮定熱流入量が被測定構造体モデルデータに流れ込んだ場合に、所定の時間経過後に被測定構造体の温度分布がどのようになるのか、有限要素解析法などの計算アルゴリズムを用いて計算して得られる被測定構造体の温度分布である。
(5) Calculation of estimated temperature distribution (step SB5)
In step SB5, the temperature sensor selection unit 204 calculates an estimated temperature distribution. Estimated temperature distribution is a calculation algorithm such as the finite element analysis method that shows the temperature distribution of the measured structure after a lapse of a predetermined time when the assumed heat inflow flows into the measured structure model data. It is the temperature distribution of the structure to be measured obtained by calculating using.

(6)対比・ギャップ解析(ステップSB6)
ステップSB6では、温度センサ選択部204は、対比・ギャップ解析を行う。ここでは、対比・ギャップ解析とは、ステップSB2で生成した基準温度分布と、ステップSB5で生成した推定温度分布との差異の大きさについての解析である。この解析は、具体的には、(1)ステップSB3又はSB10で選択された温度センサの組み合わせに含まれる温度センサに対応する各箇所において、ステップSB2で生成した基準温度分布上での温度(以下、「温度基準値」と称する)と、ステップSB5で生成した推定温度分布上での温度(以下、「温度推定値」と称する)を取得し、(2)温度センサに対応する各箇所についての温度基準値と温度推定値との差分を計算し、(3)計算した差分についての絶対値の和又は残差二乗和に基づくギャップ評価値を計算することによって行うことができる。ギャップ評価値は、一例では、下記式(1)に基づいて計算することができる。式(1)において、Tは、温度推定値であり、Tは、温度基準値であり、nは、ステップSB3又はSB10で選択された温度センサの組み合わせに含まれる温度センサの数である。
(6) Comparison / gap analysis (step SB6)
In step SB6, the temperature sensor selection unit 204 performs comparison / gap analysis. Here, the contrast / gap analysis is an analysis of the magnitude of the difference between the reference temperature distribution generated in step SB2 and the estimated temperature distribution generated in step SB5. Specifically, this analysis is performed by (1) the temperature (hereinafter referred to as the temperature on the reference temperature distribution generated in step SB2) at each location corresponding to the temperature sensor included in the combination of temperature sensors selected in step SB3 or SB10. , Referred to as “temperature reference value”) and the temperature on the estimated temperature distribution generated in step SB5 (hereinafter referred to as “temperature estimated value”), and (2) for each location corresponding to the temperature sensor The difference between the temperature reference value and the temperature estimated value can be calculated, and (3) a gap evaluation value based on the sum of absolute values or the sum of squares of residuals for the calculated difference can be calculated. In one example, the gap evaluation value can be calculated based on the following formula (1). In Expression (1), T i is a temperature estimation value, T s is a temperature reference value, and n is the number of temperature sensors included in the combination of temperature sensors selected in Step SB3 or SB10. .

(7)終了条件判定(ステップSB7)
ステップSB7では、温度センサ選択部204は、ステップSB4〜SB6の繰り返し処理を終了することができるかどうかの判定を行う。この判定は、種々の基準に基づいて行うことができる。例えば、(a)ギャップ評価値が閾値を超えている否か、(b)繰り返しの回数が閾値以上であるか否か、(c)計算時間が閾値以上であるか否か等の条件のうちの何れかを終了条件として採用してもよく、これらの組み合わせを終了条件として採用してもよい。
終了条件が充足されていない場合は(ステップSB7のN)、ステップSB4に戻り、温度基準値と温度推定値との差分の絶対値の和又は残差二乗和が小さくなるように(言い換えると、上記式(1)の値を最大化するように)、仮定熱流量の値を変更し、再度、ステップSB5以降の処理を行う。終了条件が充足された場合は(ステップSB7のY)、繰り返し処理を終了し、ステップSB8に進む。
(7) End condition determination (step SB7)
In step SB7, the temperature sensor selection unit 204 determines whether or not the repetition process of steps SB4 to SB6 can be ended. This determination can be made based on various criteria. For example, (a) whether the gap evaluation value exceeds the threshold, (b) whether the number of repetitions is equal to or greater than the threshold, (c) whether the calculation time is equal to or greater than the threshold, etc. Any of the above may be adopted as the termination condition, and a combination thereof may be adopted as the termination condition.
If the end condition is not satisfied (N in Step SB7), the process returns to Step SB4 so that the sum of absolute values or the sum of residual squares of the difference between the temperature reference value and the temperature estimated value becomes small (in other words, The value of the assumed heat flow rate is changed so that the value of the above equation (1) is maximized), and the processes after step SB5 are performed again. If the end condition is satisfied (Y in step SB7), the iterative process is ended and the process proceeds to step SB8.

(8)組み合わせ評価値の算出(ステップSB8)
ステップSB8では、温度センサ選択部204は、組み合わせ評価値の算出を行う。組み合わせ評価値とは、温度センサの組み合わせの良否を判断するための指標となる値であればよい。組み合わせ評価値は、具体的には、例えば(1)組み合わせ評価値の算出に用いる温度センサに対応する各箇所において、温度基準値と温度推定値との差分を計算し、(2)計算した差分についての絶対値の和又は残差二乗和に基づく値を計算することによって算出することができる。組み合わせ評価値は、例えば、下記式(2)で定まる値にすることができる。式(2)において、Tは、温度推定値であり、Tは、温度基準値であり、mは、組み合わせ評価値の算出に用いる温度センサの数である。

式(1)でのnの値は、温度センサの組み合わせ毎に異なるが、式(2)でのmの値は、温度センサのどの組み合わせでも同じ値であり、組み合わせ評価値の算出には常に同一の温度センサが使用される。これによって、温度センサの複数の組み合わせを同じ基準で比較することができる。組み合わせ評価値の算出には、工作機械1000に設置されている全ての温度センサを用いることが好ましい。この場合、組み合わせ評価値をより精度良く算出することができるからである。算出された組み合わせ評価値の例を図10に示す。
組み合わせ評価値の算出方法は、ここで示したものに限定されず、例えば、(1)全ての熱源候補領域について、ステップSB4で最後に設定した仮定熱流入量と、ステップSB1で設定した基準熱流入量との差分を計算し、(2)計算した差分についての絶対値の和又は残差二乗和に基づく値を計算することによって算出してもよい。
(8) Calculation of combination evaluation value (step SB8)
In step SB8, the temperature sensor selection unit 204 calculates a combination evaluation value. The combination evaluation value may be a value that serves as an index for determining whether the combination of temperature sensors is good or bad. Specifically, the combination evaluation value is calculated by, for example, (1) calculating the difference between the temperature reference value and the estimated temperature value at each location corresponding to the temperature sensor used for calculating the combination evaluation value, and (2) calculating the difference. Can be calculated by calculating a value based on a sum of absolute values or a sum of squared residuals. The combination evaluation value can be set to a value determined by the following formula (2), for example. In Expression (2), T i is a temperature estimation value, T s is a temperature reference value, and m is the number of temperature sensors used for calculating the combination evaluation value.

The value of n in equation (1) differs for each combination of temperature sensors, but the value of m in equation (2) is the same value for any combination of temperature sensors, and is always used for calculating the combination evaluation value. The same temperature sensor is used. Thereby, a plurality of combinations of temperature sensors can be compared on the same basis. It is preferable to use all temperature sensors installed in the machine tool 1000 for the calculation of the combination evaluation value. This is because the combination evaluation value can be calculated with higher accuracy. An example of the calculated combination evaluation value is shown in FIG.
The method for calculating the combination evaluation value is not limited to the one shown here. For example, (1) for all heat source candidate regions, the assumed heat inflow amount set last in step SB4 and the reference heat set in step SB1. You may calculate by calculating the difference with inflow, and (2) calculating the value based on the sum of the absolute value about the calculated difference, or the residual sum of squares.

この後は、「(3)組み合わせの選択(ステップSB3、SB9、SB10)」の項で説明したように、温度センサ選択部204は、ステップSB9において、全ての組み合わせについて組み合わせ評価値を算出したかどうかを確認し、未算出の組み合わせが存在している場合には(ステップSB9のN)、ステップSB10において、次の組み合わせを選択する。未算出の組み合わせが存在していない場合には(ステップSB9のY)、温度センサ選択部204は、組み合わせ評価値の算出処理を完了する。   Thereafter, as described in the section “(3) Selection of combinations (steps SB3, SB9, SB10)”, has the temperature sensor selection unit 204 calculated combination evaluation values for all combinations in step SB9? If there is an uncalculated combination (N in Step SB9), the next combination is selected in Step SB10. When there is no uncalculated combination (Y in step SB9), the temperature sensor selection unit 204 completes the combination evaluation value calculation process.

2−4−3.温度センサ評価値の算出(ステップSA3)
次に、ステップSA3では、温度センサ選択部204は、温度センサ評価値を算出する。温度センサ評価値とは、温度センサ202の有用性を示す指標となる値である。温度センサ202の各組み合わせについて算出された組み合わせ評価値をある温度センサが使用されているかどうかに基づいて分類することによってその温度センサの温度センサ評価値を算出することができる。
以下、図10に示した組み合わせ評価値の例を用いて、図11に示すフローチャートに従って、温度センサ評価値の算出方法をさらに具体的に説明する。
2-4-3. Calculation of temperature sensor evaluation value (step SA3)
Next, in step SA3, the temperature sensor selection unit 204 calculates a temperature sensor evaluation value. The temperature sensor evaluation value is a value serving as an index indicating the usefulness of the temperature sensor 202. By classifying the combination evaluation values calculated for each combination of the temperature sensors 202 based on whether or not a certain temperature sensor is used, the temperature sensor evaluation value of the temperature sensor can be calculated.
Hereinafter, the method for calculating the temperature sensor evaluation value will be described more specifically with reference to the flowchart shown in FIG. 11 using the example of the combination evaluation value shown in FIG.

(1)最初の温度センサの選択(ステップSC1)
まず、ステップSC1では、温度センサ選択部204は、温度センサ評価値を算出する最初の温度センサ202を選択する。例えば、図10の温度センサAを選択する。
(1) Selection of the first temperature sensor (step SC1)
First, in step SC1, the temperature sensor selection unit 204 selects the first temperature sensor 202 for calculating the temperature sensor evaluation value. For example, the temperature sensor A in FIG. 10 is selected.

(2)温度センサの組み合わせの分類(ステップSC2)
次に、ステップSC2では、温度センサ選択部204は、選択した温度センサが含まれているかどうかで、温度センサの組み合わせを「無しグループ」と「有りグループ」とに分類する。例えば、温度センサAを例に挙げると、第1行〜第6行の温度センサの組み合わせでは、温度センサAの列が0になっているので、これらの組み合わせには、温度センサAが含まれておらず、「無しグループ」に分類される。また、第7行〜第12行の温度センサの組み合わせでは、温度センサAの列が1になっているので、これらの組み合わせには、温度センサAが含まれており、「有りグループ」に分類される。
(2) Classification of temperature sensor combinations (step SC2)
Next, in step SC2, the temperature sensor selection unit 204 classifies the combination of temperature sensors into “none group” and “present group” depending on whether or not the selected temperature sensor is included. For example, taking temperature sensor A as an example, in the combination of temperature sensors in the first to sixth rows, the column of temperature sensor A is 0. Therefore, these combinations include temperature sensor A. It is not classified and is classified as a “none group”. Further, in the combinations of the temperature sensors in the seventh to twelfth rows, the column of the temperature sensor A is 1, so that these combinations include the temperature sensor A, and are classified into the “present group”. Is done.

(3)無し代表値の算出(ステップSC3)
次に、ステップSC3では、温度センサ選択部204は、無しグループに属する温度センサの組み合わせについての組み合わせ評価値の代表値(無し代表値)を算出する。代表値とは、無しグループに属する温度センサの組み合わせについての組み合わせ評価値に対して所定の算術処理を行って得られる値であり、例えば、平均値や合計値である。代表値が平均値であり、選択された温度センサが温度センサAの場合を例に挙げると、第1行〜第6行の温度センサの組み合わせが「無しグループ」に属しているので、これらの組み合わせについての組み合わせ評価値の平均値が無し代表値となる。第1行〜第6行の温度センサの組み合わせの組み合わせ評価値は、それぞれ、25.8, 57.4, 51.3, 30.9, 44.6, 47.9であるので、これらの平均値は、43.0である。従って、温度センサAの無し代表値は、43.0である。
(3) Calculation of no representative value (step SC3)
Next, in step SC3, the temperature sensor selection unit 204 calculates a representative value (none representative value) of the combination evaluation value for the combination of temperature sensors belonging to the none group. The representative value is a value obtained by performing a predetermined arithmetic process on the combination evaluation value for the combination of temperature sensors belonging to the no group, for example, an average value or a total value. Taking the case where the representative value is an average value and the selected temperature sensor is the temperature sensor A as an example, the combination of the temperature sensors in the first row to the sixth row belongs to the “none group”. The average value of the combination evaluation values for the combination is the representative value without any value. Since the combination evaluation values of the temperature sensor combinations in the first to sixth rows are 25.8, 57.4, 51.3, 30.9, 44.6, and 47.9, respectively, the average value thereof is 43.0. Therefore, the representative value without the temperature sensor A is 43.0.

(4)有り代表値の算出(ステップSC4)
次に、ステップSC4では、温度センサ選択部204は、有りグループに属する温度センサの組み合わせについての組み合わせ評価値の代表値(有り代表値)を算出する。代表値とは、有りグループに属する温度センサの組み合わせについての組み合わせ評価値に対して所定の算術処理を行って得られる値であり、例えば、平均値や合計値である。代表値が平均値であり、選択された温度センサが温度センサAの場合を例に挙げると、第7行〜第12行の温度センサの組み合わせが「有りグループ」に属しているので、これらの組み合わせについての組み合わせ評価値の平均値が有り代表値となる。第7行〜第12行の温度センサの組み合わせの組み合わせ評価値は、それぞれ、36.7, 41.0, 49.9, 38.4, 36.5, 54.1であるので、これらの平均値は、42.8である。従って、温度センサAの有り代表値は、42.8である。
(4) Calculation of presence representative value (step SC4)
Next, in step SC4, the temperature sensor selection unit 204 calculates a representative value (representative representative value) of the combination evaluation value for the combination of temperature sensors belonging to the present group. The representative value is a value obtained by performing predetermined arithmetic processing on a combination evaluation value for a combination of temperature sensors belonging to a certain group, for example, an average value or a total value. Taking the case where the representative value is an average value and the selected temperature sensor is the temperature sensor A as an example, the combination of the temperature sensors in the seventh row to the twelfth row belongs to the “present group”. There is an average value of the combination evaluation values for the combination, which is a representative value. Since the combination evaluation values of the combinations of the temperature sensors in the seventh row to the twelfth row are 36.7, 41.0, 49.9, 38.4, 36.5, and 54.1, respectively, the average value thereof is 42.8. Therefore, the representative value of the temperature sensor A is 42.8.

(5)温度センサ評価値の算出(ステップSC5)
次に、ステップSC5では、温度センサ選択部204は、無し代表値と有り代表値の違いに基づいて温度センサ評価値を算出する。温度センサ評価値は、無し代表値と有り代表値の違いが反映される値であればよく、例えば、「(有り代表値)−(無し代表値)」によって求まる値や、「(有り代表値)/(無し代表値)」によって求まる値にすることができる。温度センサ評価値が「(有り代表値)−(無し代表値)」であり、選択された温度センサが温度センサAの場合を例に挙げると、温度センサAの有り代表値が42.8で、温度センサAの無し代表値が43.0であるので、温度センサ評価値は、-0.2である。
(5) Calculation of temperature sensor evaluation value (step SC5)
Next, in step SC5, the temperature sensor selection unit 204 calculates a temperature sensor evaluation value based on the difference between the representative representative value and the representative representative value. The temperature sensor evaluation value may be a value that reflects the difference between the representative value with and without the representative value. For example, a value obtained by “(present representative value) − (present representative value)” or “(present representative value) ) / (None representative value) ”. For example, if the temperature sensor evaluation value is “(present representative value) − (no representative value)” and the selected temperature sensor is temperature sensor A, the representative value of temperature sensor A is 42.8, and the temperature Since the representative value without sensor A is 43.0, the temperature sensor evaluation value is -0.2.

(6)次の温度センサの選択(ステップSC6,ステップSC7)
次に、ステップSC6では、温度センサ選択部204は、全ての温度センサについて温度センサ評価値が算出されたかどうかを確認し、未算出の温度センサが残っている場合には(ステップSC6のN)、次の温度センサを選択し、(ステップSC7)、ステップSC2に戻って選択した温度センサについて温度センサ評価値を算出する。未算出の温度センサが残っていない場合には(ステップSC6のY)、温度センサ評価値の算出処理を終了する。
(6) Selection of next temperature sensor (step SC6, step SC7)
Next, in step SC6, the temperature sensor selection unit 204 confirms whether or not the temperature sensor evaluation values have been calculated for all the temperature sensors, and when there are uncalculated temperature sensors (N in step SC6). Then, the next temperature sensor is selected (step SC7), and the process returns to step SC2 to calculate the temperature sensor evaluation value for the selected temperature sensor. If there are no uncalculated temperature sensors remaining (Y in step SC6), the temperature sensor evaluation value calculation process ends.

温度センサA〜Kについて、上述した方法に従って算出した無し代表値、有り代表値及び温度センサ評価値を図12に示す。代表値としては平均値を用い、温度センサ評価値は、「(有り代表値)−(無し代表値)」によって算出した。温度センサ評価値は、その温度センサがある場合に、代表値が向上するかどうかを示す指標となる値であり、その値が大きいほど、その温度センサの有用性が高いことを意味している。図12の場合、温度センサ評価値が高いものから降順で温度センサを並べると、温度センサは、I,J,F,E,G,C,H,A,K,D,Bの順に並べられる。   With respect to the temperature sensors A to K, the absence representative value, the presence representative value, and the temperature sensor evaluation value calculated according to the above-described method are shown in FIG. The average value was used as the representative value, and the temperature sensor evaluation value was calculated by “(present representative value) − (absent representative value)”. The temperature sensor evaluation value is a value serving as an index indicating whether or not the representative value is improved when the temperature sensor is present. The larger the value, the higher the usefulness of the temperature sensor. . In the case of FIG. 12, when the temperature sensors are arranged in descending order from the highest temperature sensor evaluation value, the temperature sensors are arranged in the order of I, J, F, E, G, C, H, A, K, D, and B. .

2−4−4.温度センサの選択処理(ステップSA4)
ステップSA4では、温度センサ選択部204は、温度センサ評価値に基づいて、温度センサの選択を行う。温度センサの選択方法は、特に限定されないが、例えば、以下に示す2つの方法で行うことができる。
2-4-4. Temperature sensor selection process (step SA4)
In step SA4, the temperature sensor selection unit 204 selects a temperature sensor based on the temperature sensor evaluation value. Although the selection method of a temperature sensor is not specifically limited, For example, it can carry out by the two methods shown below.

(1)温度センサの選択方法の一つ目
以下、図13のフローチャートを用いて、温度センサの選択方法の一つ目について説明する。一つ目の方法では、温度センサの複数の組み合わせを予め生成し、それぞれの組み合わせについて組み合わせ評価値を算出し、算出した組み合わせ評価値に基づいて温度センサを選択する。
(1) First Method of Selecting Temperature Sensor A first method of selecting a temperature sensor will be described below with reference to the flowchart of FIG. In the first method, a plurality of combinations of temperature sensors are generated in advance, a combination evaluation value is calculated for each combination, and a temperature sensor is selected based on the calculated combination evaluation value.

(1−1)温度センサの複数の組み合わせを生成(ステップSD1)
ステップSD1では、温度センサ選択部204は、温度センサ評価値による評価が高いものから順に使用する温度センサを追加することによって温度センサの複数の組み合わせを生成する。図12で示した温度センサ評価値を例に挙げると、まず、温度センサ評価値が高い物から降順で温度センサを並べ、使用する温度センサを一つずつ増やすと、図14に示す表が得られ、この表の第1行〜第12行が、温度センサの複数の組み合わせに対応する。例えば、第6行では、温度センサI,J,F,E,Gの列が1で、残りの列が0であるので、第6行は、温度センサI,J,F,E,Gからなる組み合わせを意味する。また、図14では示していないが、基礎温度センサがある場合には、全ての組み合わせに基礎温度センサが追加される。なお、図14の第1行のような場合は、使用するセンサは、基礎温度センサのみであるが、このように使用するセンサが一つの場合でも、本明細書では、便宜上、「組み合わせ」という用語を用いる。また、温度センサ評価値による評価が同程度である温度センサが複数存在している場合には、それらのセンサを択一的に選択して温度センサの組み合わせを生成してもよい。例えば、図12の例では、温度センサCとHや温度センサDとKは、温度センサ評価値が同程度であるので、温度センサCとHの何れか一方を使用する組み合わせを生成してもよい。
(1-1) Generating a plurality of combinations of temperature sensors (step SD1)
In step SD1, the temperature sensor selection unit 204 generates a plurality of combinations of temperature sensors by adding temperature sensors to be used in order from the one having the highest evaluation based on the temperature sensor evaluation value. Taking the temperature sensor evaluation values shown in FIG. 12 as an example, first, when the temperature sensors are arranged in descending order from the one having the highest temperature sensor evaluation value, and the temperature sensors used are increased one by one, the table shown in FIG. 14 is obtained. The first to twelfth rows of this table correspond to a plurality of combinations of temperature sensors. For example, in the sixth row, since the columns of the temperature sensors I, J, F, E, and G are 1 and the remaining columns are 0, the sixth row includes the temperature sensors I, J, F, E, and G. Means a combination. Moreover, although not shown in FIG. 14, when there exists a basic temperature sensor, a basic temperature sensor is added to all the combinations. In the case of the first row in FIG. 14, the sensor to be used is only the basic temperature sensor. However, even when only one sensor is used in this way, it is referred to as “combination” in this specification for convenience. Use terminology. In addition, when there are a plurality of temperature sensors having the same evaluation based on the temperature sensor evaluation value, a combination of the temperature sensors may be generated by alternatively selecting the sensors. For example, in the example of FIG. 12, the temperature sensors C and H and the temperature sensors D and K have the same temperature sensor evaluation value. Therefore, even if a combination that uses one of the temperature sensors C and H is generated. Good.

(1−2)各組み合わせについて組み合わせ評価値を算出(ステップSD2)
ステップSD2では、温度センサ選択部204は、ステップSD1で生成した全ての組み合わせについて、組み合わせ評価値を算出する。組み合わせ評価値は、ステップSB3〜SB10において説明した方法で算出することができる。
図14で示す12個の組み合わせのそれぞれに基礎温度センサを追加した組み合わせについて算出される組み合わせ評価値の一例を図15に示す。図15の例では、図14の第1行〜第12行の組み合わせのそれぞれについての組み合わせ評価値を示している。第1行の組み合わせでは、組み合わせ評価値は比較的小さいが、第4行の組み合わせまでは温度センサを追加する度に組み合わせ評価値が上昇している。第5行の組み合わせでは、第4行の組み合わせに比べて組み合わせ評価値が少し低下しているが、第6行の組み合わせでは、組み合わせ評価値が再度上昇し、全ての組み合わせの中で最大の値になっている。
(1-2) Calculate a combination evaluation value for each combination (step SD2)
In step SD2, the temperature sensor selection unit 204 calculates combination evaluation values for all combinations generated in step SD1. The combination evaluation value can be calculated by the method described in steps SB3 to SB10.
FIG. 15 shows an example of a combination evaluation value calculated for a combination obtained by adding a basic temperature sensor to each of the 12 combinations shown in FIG. In the example of FIG. 15, combination evaluation values are shown for each of the combinations of the first row to the twelfth row of FIG. 14. In the first row combination, the combination evaluation value is relatively small, but the combination evaluation value increases every time a temperature sensor is added up to the fourth row combination. In the combination of the fifth row, the combination evaluation value is slightly lower than the combination of the fourth row, but in the combination of the sixth row, the combination evaluation value rises again, and is the maximum value among all the combinations. It has become.

(1−3)組み合わせ評価値に基づいて温度センサの組み合わせを選択(ステップSD3)
ステップSD3では、温度センサ選択部204は、組み合わせ評価値に基づいて温度センサの組み合わせを選択する。選択方法は、特に限定されず、例えば、温度センサの使用数は考慮せずに組み合わせ評価値による評価が最高である組み合わせを選択してもよく、温度センサの使用数と組み合わせ評価値の総合評価によって組み合わせを選択してもよい。前者の選択方法によれば、図15の例では、第6行の組み合わせが選択される。この場合、基礎温度センサと、温度センサI,J,F,E,Gが温度測定部として選択される。また、後者の選択方法によれば、温度センサの使用数が少なく組み合わせ評価値が比較的高い、第4行の組み合わせが選択される場合がある。この場合、基礎温度センサと、温度センサI,J,Fが温度測定部として選択される。
(1-3) Select a combination of temperature sensors based on the combination evaluation value (step SD3)
In step SD3, the temperature sensor selection unit 204 selects a combination of temperature sensors based on the combination evaluation value. The selection method is not particularly limited. For example, the combination having the highest evaluation based on the combination evaluation value may be selected without considering the number of use of the temperature sensor, and the total evaluation of the number of use of the temperature sensor and the combination evaluation value may be selected. A combination may be selected according to. According to the former selection method, the sixth row combination is selected in the example of FIG. In this case, the basic temperature sensor and the temperature sensors I, J, F, E, and G are selected as the temperature measurement unit. Further, according to the latter selection method, there may be a case where the combination in the fourth row is selected in which the number of temperature sensors used is small and the combination evaluation value is relatively high. In this case, the basic temperature sensor and the temperature sensors I, J, and F are selected as the temperature measurement unit.

(2)温度センサの選択方法の二つ目
以下、図16のフローチャートを用いて、温度センサの選択方法の二つ目について説明する。二つ目の方法では、温度センサの組み合わせを一つずつ生成し、生成する度に組み合わせ評価値を算出し、組み合わせ評価値の値が所定の条件を満たした場合に温度センサの組み合わせの生成を終了して、温度センサの選択を行う。この方法によれば、一つ目の方法よりも、組み合わせ評価値を算出する組み合わせの数を減らすことができるので、計算時間を短縮することができる。
(2) Second Method of Selecting Temperature Sensor A second method of selecting the temperature sensor will be described below using the flowchart of FIG. In the second method, a combination of temperature sensors is generated one by one, a combination evaluation value is calculated each time the combination is generated, and a combination of temperature sensors is generated when the value of the combination evaluation value satisfies a predetermined condition. When finished, select the temperature sensor. According to this method, since the number of combinations for calculating the combination evaluation value can be reduced as compared with the first method, the calculation time can be shortened.

(2−1)温度センサの組み合わせを生成(ステップSE1、ステップSE5)
ステップSE1では、温度センサ選択部204は、温度センサの最初の組み合わせを生成する。温度センサの最初の組み合わせは、例えば、基礎温度センサがある場合は、最初に基礎温度センサからなる組み合わせを生成し、基礎温度センサがない場合は、温度センサ評価値が最も高い温度センサからなる組み合わせを生成する。温度センサの最初の組み合わせに含まれる温度センサの数は、1つであっても2つ以上であってもよい。例えば、2つの場合は、基礎温度センサと、温度センサ評価値が最も高い温度センサの組み合わせにしたり、温度センサ評価値が高い順に選択した2つの温度センサの組み合わせにしたりすることができる。
(2-1) Generate a combination of temperature sensors (Step SE1, Step SE5)
In step SE1, the temperature sensor selection unit 204 generates the first combination of temperature sensors. For example, if there is a basic temperature sensor, the first combination of temperature sensors generates a combination of the basic temperature sensors first, and if there is no basic temperature sensor, the combination of the temperature sensors having the highest temperature sensor evaluation value. Is generated. The number of temperature sensors included in the first combination of temperature sensors may be one or two or more. For example, in the case of two, it can be a combination of a basic temperature sensor and a temperature sensor with the highest temperature sensor evaluation value, or a combination of two temperature sensors selected in descending order of the temperature sensor evaluation value.

また、ステップSE5では、温度センサ選択部204は、温度センサ評価値による評価が高いものから順に使用する温度センサを追加することによって温度センサの組み合わせを生成する。例えば、図14の例の場合、温度センサI,J,F,E,G,C,H,A,K,D,Bの順で温度センサを追加する。温度センサを追加する数は、1つずつであっても2つ以上ずつであってもよい。温度センサの最初の組み合わせが図14の第1行の組み合わせで、温度センサを1つずつ追加する場合は、ステップSE5では、図14の第2行、第3行・・・第12行の順で温度センサの組み合わせが生成される。   Further, in step SE5, the temperature sensor selection unit 204 generates a combination of temperature sensors by adding temperature sensors to be used in order from the one having the highest evaluation based on the temperature sensor evaluation value. For example, in the case of the example of FIG. 14, temperature sensors are added in the order of temperature sensors I, J, F, E, G, C, H, A, K, D, and B. The number of temperature sensors added may be one by one or two or more. When the first combination of the temperature sensors is the combination of the first row of FIG. 14 and one temperature sensor is added one by one, in step SE5, the second row, the third row,... A combination of temperature sensors is generated.

(2−2)組み合わせ評価値を算出(ステップSE2)
ステップSE2では、温度センサ選択部204は、ステップSE1又はステップSE5で生成した組み合わせについて組み合わせ評価値を算出する。組み合わせ評価値は、ステップSB4〜SB8で説明した方法によって算出することができる。
(2-2) Calculation of combination evaluation value (step SE2)
In step SE2, the temperature sensor selection unit 204 calculates a combination evaluation value for the combination generated in step SE1 or step SE5. The combination evaluation value can be calculated by the method described in steps SB4 to SB8.

(2−3)組み合わせ評価値の比較(ステップSE3)
ステップSE3では、温度センサ選択部204は、温度センサを追加する前後の組み合わせ評価値を比較する。このステップは、ステップSE1で生成した最初の組み合わせについては実行せず、ステップSE2においてステップSE5で生成した組み合わせについて組み合わせ評価値を算出した場合にのみ実行する。例えば、図14の例の場合、ステップSE5で第3行の組み合わせが生成された場合、ステップSE3では、第2行の組み合わせの組み合わせ評価値と、第3行の組み合わせの組み合わせ評価値を比較する。
(2-3) Comparison of combination evaluation values (step SE3)
In step SE3, the temperature sensor selection unit 204 compares the combination evaluation values before and after adding the temperature sensor. This step is not executed for the first combination generated in step SE1, but is executed only when the combination evaluation value is calculated for the combination generated in step SE5 in step SE2. For example, in the case of the example in FIG. 14, when the combination of the third row is generated in step SE5, the combination evaluation value of the combination of the second row and the combination evaluation value of the combination of the third row are compared in step SE3. .

(2−4)組み合わせ評価値の評価(ステップSE4、SE5)
ステップSE4では、温度センサ選択部204は、温度センサを追加する前後での組み合わせ評価値による評価の低下が閾値を超えているかどうかを判断する。閾値を超えていない場合には(ステップSE4のN)、ステップSE5において、温度センサを追加して新たな組み合わせを生成し、ステップSE2に戻る。閾値を超えている場合には(ステップSE4のY)、温度センサの追加を終了して、ステップSE6に進む。
例えば、図14及び図15の例の場合、第4行の組み合わせまでは、組み合わせ評価値は、温度センサを追加する度に上昇するが、第5行の組み合わせの組み合わせ評価値は、第4行の組み合わせの組み合わせ評価値よりも低い値となっている。これらの組み合わせ評価値の差が予め設定していた閾値よりも小さければ、ステップSE4での判断がNとなり、ステップSE5に進んで温度センサの追加を継続する。これらの組み合わせ評価値の差が予め設定していた閾値よりも大きければ、ステップSE4での判断がYとなり、温度センサの追加を終了する。
(2-4) Evaluation of combination evaluation value (steps SE4 and SE5)
In step SE4, the temperature sensor selection unit 204 determines whether or not the decrease in evaluation due to the combination evaluation value before and after adding the temperature sensor exceeds the threshold value. If the threshold is not exceeded (N in step SE4), a temperature sensor is added to generate a new combination in step SE5, and the process returns to step SE2. If the threshold value is exceeded (Y in step SE4), the addition of the temperature sensor is terminated and the process proceeds to step SE6.
For example, in the example of FIGS. 14 and 15, the combination evaluation value increases every time a temperature sensor is added up to the combination of the fourth row, but the combination evaluation value of the combination of the fifth row is the fourth row. The value is lower than the combination evaluation value of the combination. If the difference between these combination evaluation values is smaller than a preset threshold value, the determination at step SE4 is N, and the process proceeds to step SE5 to continue adding the temperature sensor. If the difference between these combination evaluation values is larger than a preset threshold value, the determination at step SE4 is Y, and the addition of the temperature sensor is terminated.

閾値は0としてもよいが、その場合、組み合わせ評価値がわずかに低下した場合でも温度センサの追加が終了されることになってしまうので、さらに温度センサを追加した場合に組み合わせ評価値が大きく上昇する場合であっても温度センサが追加されないため、最終的に得られる組み合わせ評価値が比較的低い値になってしまう場合がある。そこで、例えば、温度センサを追加する前の組み合わせについての組み合わせ評価値の10%等に閾値に設定することによって、組み合わせ評価値をより高い値にすることができる可能性がある(この閾値は、5%や20%などであってもよい。)。図15の例の場合は、第5行の組み合わせの組み合わせ評価値が第4行のものよりも低下した時点で温度センサの追加を終了せずに、温度センサをもう一つ追加することによって、第6行の組み合わせにおいて、非常に高い組み合わせ評価値が得られている。   The threshold value may be 0, but in this case, the addition of the temperature sensor will be terminated even if the combination evaluation value slightly decreases, so that the combination evaluation value will increase greatly when a further temperature sensor is added. Even in this case, since the temperature sensor is not added, the finally obtained combination evaluation value may be a relatively low value. Therefore, for example, there is a possibility that the combination evaluation value can be set to a higher value by setting the threshold value to 10% or the like of the combination evaluation value for the combination before adding the temperature sensor (this threshold value is It may be 5% or 20%.) In the case of the example of FIG. 15, by adding another temperature sensor without ending the addition of the temperature sensor when the combination evaluation value of the combination of the fifth row is lower than that of the fourth row, In the combination of the sixth row, a very high combination evaluation value is obtained.

(2−5)組み合わせの選択(ステップSE6)
ステップSE6では、温度センサ選択部204は、すでに組み合わせ評価値を算出した温度センサの組み合わせのうち、組み合わせ評価値が最大である組み合わせを選択する。例えば、図14及び図15の例において、第5行の組み合わせの組み合わせ評価値が第4行のものよりも低下したところで温度センサの追加を終了した場合、第1〜第4行の組み合わせの組み合わせ評価値を比較し、組み合わせ評価値が最大である組み合わせ(この場合、第4行の組み合わせ)を選択する。第4行の組み合わせには、温度センサI,J,Fが含まれているので、温度センサI,J,Fが温度測定部として選択される(基礎温度センサがある場合は、基礎温度センサと温度センサI,J,Fが温度測定部として選択される)。
(2-5) Selection of combination (step SE6)
In step SE6, the temperature sensor selection unit 204 selects the combination having the maximum combination evaluation value from among the combinations of temperature sensors for which the combination evaluation value has already been calculated. For example, in the example of FIG. 14 and FIG. 15, when the addition of the temperature sensor is finished when the combination evaluation value of the fifth row is lower than that of the fourth row, the combination of the first to fourth rows The evaluation values are compared, and the combination having the maximum combination evaluation value (in this case, the combination in the fourth row) is selected. Since the combination of the fourth row includes temperature sensors I, J, and F, the temperature sensors I, J, and F are selected as the temperature measurement unit (if there is a basic temperature sensor, Temperature sensors I, J, and F are selected as temperature measuring units).

2−5.熱変位補正装置
次に、図17のブロック図を用いて、工作機械1000を構成する熱変位補正装置100について以下説明する。
2-5. Thermal Displacement Correction Device Next, the thermal displacement correction device 100 constituting the machine tool 1000 will be described below with reference to the block diagram of FIG.

2−5−1.温度データ受付部
この熱変位補正装置100には、温度センサ選択部204によって選択された温度センサ202からの出力を受け取る温度データ受付部108を有している。温度データ受付部108によって受け取られた温度データは、温度データ記憶部110に格納される。
2-5-1. Temperature Data Receiving Unit The thermal displacement correction apparatus 100 includes a temperature data receiving unit 108 that receives an output from the temperature sensor 202 selected by the temperature sensor selecting unit 204. The temperature data received by the temperature data receiving unit 108 is stored in the temperature data storage unit 110.

2−5−2.熱流入量仮定部
この熱変位補正装置100には、熱源候補領域からの熱流入量を仮定する熱流入量仮定部124が設けられている。この熱流入量仮定部124は、上述した被測定構造体モデルデータ記憶部122に記憶された被測定構造体モデルデータを読み出し、その被測定構造体モデルデータに、所定のルールに基づいて仮定される熱流入量を熱源候補領域のデータにひも付けしたうえで書き込む。このようにして、所定のルールに基づいて仮定された熱流入量が書き込まれた被測定構造体モデルデータは、後述する温度分布推定部126に受け渡される。
2-5-2. Heat Inflow Amount Assumption Unit This thermal displacement correction device 100 is provided with a heat inflow amount assumption unit 124 that assumes the heat inflow amount from the heat source candidate region. This heat inflow assumption unit 124 reads the measured structure model data stored in the measured structure model data storage unit 122 described above, and is assumed in the measured structure model data based on a predetermined rule. The amount of heat inflow is linked to the data of the heat source candidate area and written. Thus, the structure model data to be measured in which the heat inflow amount assumed based on the predetermined rule is written is transferred to the temperature distribution estimation unit 126 described later.

2−5−3.温度分布推定部
この熱変位補正装置100には、上述したように熱流入量仮定部によって仮定された熱流入量に基づいて、工作機械の推定温度分布を生成する温度分布推定部126が、設けられている。温度分布推定部126は熱流入量仮定部124より所定のルールに基づいて仮定された熱流入量が書き込まれた被測定構造体モデルデータを受け取り、その仮定された熱流入量の場合には、所定の時間経過後に被測定構造体の温度分布がどのようになるのか有限要素解析法などの計算アルゴリズムを用いて計算して、被測定構造体の温度分布を推定する。こうして推定された温度分布は、温度分布記憶部128に格納される。
2-5-3. Temperature Distribution Estimation Unit This thermal displacement correction device 100 is provided with a temperature distribution estimation unit 126 that generates an estimated temperature distribution of the machine tool based on the heat inflow amount assumed by the heat inflow amount assumption unit as described above. It has been. The temperature distribution estimation unit 126 receives the measured structure model data in which the heat inflow assumed based on a predetermined rule is written from the heat inflow assumption unit 124, and in the case of the assumed heat inflow, The temperature distribution of the structure to be measured is estimated by using a calculation algorithm such as a finite element analysis method to determine the temperature distribution of the structure to be measured after a predetermined time has elapsed. The estimated temperature distribution is stored in the temperature distribution storage unit 128.

2−5−4.対比・ギャップ解析部
この熱変位補正装置100には、温度データ記憶部110に格納されている温度測定部によって検出された被測定構造体の複数の温度測定部における温度検出値と、温度分布記憶部128に格納されている被測定構造体のモデルデータにおける上記の温度測定部に対応する箇所の温度推定値とを対比して、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるように後述するように解析を行う対比・ギャップ解析部130が設けられている。すなわち、この対比・ギャップ解析部130は、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるように、すでに説明した熱流入量仮定部124に対して熱流入量を所定のルールに基づいて別の値に再仮定させるように指示する信号を伝達する。すると、このような信号を伝達された熱流入量仮定部124は、所定のルールに基づいて別の値に再仮定された熱流入量仮定データを生成して温度分布推定部126に伝達することになる。一方、この対比・ギャップ解析部130は、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に、これまで説明した各種計算をさらに繰り返し計算させる信号をあわせて伝達する。そのため、その信号を伝達された温度分布推定部126は、熱流入量仮定部124から受け取った別の値に再仮定された熱流入量仮定データに基づいて、その別の値に再仮定された熱流入量の場合には、所定の時間経過後に被測定構造体の温度分布がどのようになるのか有限要素解析法などの計算アルゴリズムを用いて計算して、再び被測定構造体の温度分布を推定する。こうして推定された温度分布は、温度分布記憶部128に格納される。その後は、このような計算が、温度検出値および温度推定値の間のギャップが小さくなるように繰り返されていく。
2-5-4. Comparison / Gap Analysis Unit In this thermal displacement correction device 100, temperature detection values in a plurality of temperature measurement units detected by the temperature measurement unit stored in the temperature data storage unit 110 and temperature distribution storage are stored. The gap between the temperature detection value and the temperature estimation value is reduced by comparing the temperature estimation value of the location corresponding to the temperature measurement unit in the model data of the structure to be measured stored in the unit 128. As described later, a comparison / gap analysis unit 130 for performing analysis is provided. That is, the comparison / gap analysis unit 130 sets the heat inflow amount to a predetermined rule with respect to the heat inflow amount assumption unit 124 described above so that the gap between the detected temperature value and the estimated temperature value becomes small. Based on this, a signal is transmitted to instruct another value to be re-assumed. Then, the heat inflow amount assumption unit 124 to which such a signal has been transmitted generates heat inflow amount assumption data that is reasserted to another value based on a predetermined rule, and transmits the heat inflow amount assumption data to the temperature distribution estimation unit 126. become. On the other hand, the comparison / gap analysis unit 130 transmits to the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 a signal for further repeatedly performing various calculations described so far. Therefore, the temperature distribution estimation unit 126 to which the signal is transmitted is re-asserted to another value based on the heat inflow assumption data re-asserted to another value received from the heat inflow assumption unit 124. In the case of heat inflow, calculate the temperature distribution of the structure under measurement using a calculation algorithm such as the finite element analysis method after a lapse of a predetermined time, and then calculate the temperature distribution of the structure under measurement again. presume. The estimated temperature distribution is stored in the temperature distribution storage unit 128. Thereafter, such calculation is repeated so that the gap between the detected temperature value and the estimated temperature value becomes small.

2−5−5.繰り返し計算判定部
さらに、この熱変位補正装置100には、繰り返し計算判定部132が設けられている。この繰り返し計算判定部132は、対比・ギャップ解析部130の指示によって、温度検出値および温度推定値の間のギャップが小さくなるように、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126によって繰り返される計算結果を対比・ギャップ解析部130を介して毎回受け取るようになっている。そして、この繰り返し計算判定部132は、そのギャップが十分小さくなるなどして、繰り返し計算の終了判定が所定のルールに基づいて可となった場合、その終了判定を指示する信号を、後述する近似データ算出部134に伝達する。一方、この繰り返し計算の終了判定が不可となった場合には、そのまま熱流入量仮定部124および温度分布推定部126は計算を繰り返し続けることになる。
2-5-5. Repeat Calculation Determination Unit Furthermore, the thermal displacement correction apparatus 100 is provided with a repetition calculation determination unit 132. This iterative calculation determination unit 132 is repeated by the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 so that the gap between the temperature detection value and the temperature estimation value becomes small according to the instruction of the comparison / gap analysis unit 130. The calculation result is received every time via the comparison / gap analysis unit 130. Then, the iterative calculation determination unit 132, when the end of the iterative calculation is permitted based on a predetermined rule, for example, because the gap becomes sufficiently small, This is transmitted to the data calculation unit 134. On the other hand, if it is not possible to determine whether to end the repeated calculation, the heat inflow assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 continue to repeat the calculation.

2−5−6.近似データ算出部
この熱変位補正装置100には、近似データ算出部134が設けられている。この近似データ算出部134は、繰り返し計算判定部132から終了判定を指示する信号を受け取ると、繰り返し計算の結果を基にして、もっとも上記のギャップが小さい熱源候補領域からの近似熱流入量および工作機械の近似温度分布の組み合わせデータからなる近似データを算出する。そして、こうして算出された近似データは、近似データ記憶部136に格納される。
2-5-6. Approximate Data Calculation Unit This thermal displacement correction apparatus 100 is provided with an approximate data calculation unit 134. When the approximate data calculation unit 134 receives a signal for instructing the end from the iterative calculation determination unit 132, based on the result of the iterative calculation, the approximate heat inflow amount and the work flow from the heat source candidate region with the smallest gap described above. Approximate data consisting of combination data of the approximate temperature distribution of the machine is calculated. Then, the approximate data calculated in this way is stored in the approximate data storage unit 136.

2−5−7.熱変位補正データ生成部
そして、この熱変位補正装置100には、熱変位補正データ生成部139が設けられている。この熱変位補正データ生成部139は、近似データ記憶部136から取得する近似データを基にして、被測定構造体の立体構造の各位置に導き出される熱変位量を打ち消すために必要な熱変位補正量を演算し、その熱変位補正量を被測定構造体の立体構造の各位置にひも付けして書き込んだ熱変位補正データを生成する。そして、このようにして得られた熱変位補正データは、熱変位補正装置100の出力部138を介して、熱変位補正装置100の外部にある多軸制御工作機械の駆動機構に出力され、被削材の加工精度向上のために用いられる。あるいは、このようにして得られた熱変位補正データは、熱変位補正装置100の出力部138を介して、熱変位補正装置100の外部にあるサーバー、ネットワーク、プリンタなどに出力されて、操作者によって画面上の画像データまたは紙上の印字として目視されてもよい。
2-5-7. Thermal Displacement Correction Data Generation Unit And this thermal displacement correction device 100 is provided with a thermal displacement correction data generation unit 139. This thermal displacement correction data generation unit 139 is based on the approximate data acquired from the approximate data storage unit 136 and is required to cancel the thermal displacement amount derived at each position of the three-dimensional structure of the structure to be measured. The amount is calculated, and the thermal displacement correction data written by attaching the thermal displacement correction amount to each position of the three-dimensional structure of the structure to be measured is generated. The thermal displacement correction data obtained in this way is output to the drive mechanism of the multi-axis control machine tool outside the thermal displacement correction device 100 via the output unit 138 of the thermal displacement correction device 100, and is subjected to Used to improve the machining accuracy of the cutting material. Alternatively, the thermal displacement correction data obtained in this manner is output to a server, network, printer, or the like outside the thermal displacement correction device 100 via the output unit 138 of the thermal displacement correction device 100, so that the operator May be visually observed as image data on a screen or print on paper.

2−6.一部の構成についての詳細な機能ブロック
図18は実施形態に係る多軸制御工作機械の一部の構成を詳しく説明するための拡大された機能ブロック図である。まず温度分布記憶部128および温度データ記憶部110のデータが対比・ギャップ計算部130に受け渡される。対比・ギャップ解析部130においては、差分データ計算部302により計算されたデータを残差二乗和計算部304により残差二乗和が計算され、繰り返し計算判定部132に渡される。繰り返し計算判定部132においては閾値記憶部308に記憶されたデータを基に残差二乗和・閾値大小判定部306において残差二乗和と閾値の大小の判定が行われる。この繰り返し計算判定部132は、対比・ギャップ解析部130の指示によって、温度検出値および温度推定値の間のギャップが小さくなるように、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126によって繰り返される計算結果を対比・ギャップ解析部130を介して毎回受け取るようになっている。そして、この繰り返し計算判定部132は、そのギャップが十分小さくなるなどして、繰り返し計算の終了判定が所定のルールに基づいて可となった場合、その終了判定を指示する信号を、後述する近似データ算出部134に伝達する。一方、この繰り返し計算の終了判定が不可となった場合には、そのまま熱流入量仮定部124および温度分布推定部126は計算を繰り返し続けることになる。
2-6. FIG. 18 is an enlarged functional block diagram for explaining in detail the configuration of a part of the multi-axis control machine tool according to the embodiment. First, the data in the temperature distribution storage unit 128 and the temperature data storage unit 110 are transferred to the comparison / gap calculation unit 130. In the comparison / gap analysis unit 130, the residual square sum calculation unit 304 calculates the residual square sum of the data calculated by the difference data calculation unit 302 and passes it to the iterative calculation determination unit 132. Based on the data stored in the threshold storage unit 308, the iterative calculation determination unit 132 determines the residual square sum and the threshold value in the residual square sum / threshold magnitude determination unit 306. This iterative calculation determination unit 132 is repeated by the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 so that the gap between the temperature detection value and the temperature estimation value becomes small according to the instruction of the comparison / gap analysis unit 130. The calculation result is received every time via the comparison / gap analysis unit 130. Then, the iterative calculation determination unit 132, when the end of the iterative calculation is permitted based on a predetermined rule, for example, because the gap becomes sufficiently small, This is transmitted to the data calculation unit 134. On the other hand, if it is not possible to determine whether to end the repeated calculation, the heat inflow assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 continue to repeat the calculation.

2−6−1.対比・ギャップ解析部の詳細
図6に図示するように、対比・ギャップ解析部130には、互いに対応するデータ同士を付き合わせて差分を求める差分データ計算部302と、差分データ計算部302で得られた複数項の差分の残差二乗和を計算する残差二乗和計算部304とが設けられている。
2-6-1. Details of the Comparison / Gap Analysis Unit As shown in FIG. 6, the comparison / gap analysis unit 130 obtains a difference data calculation unit 302 that obtains a difference by associating data corresponding to each other and a difference data calculation unit 302. There is provided a residual sum of squares calculation unit 304 for calculating the residual sum of squares of the difference of the plurality of terms.

この対比・ギャップ計算部130には、図示するように、外部の温度データ記憶部110および温度分布記憶部128のデータが受け渡される。すると、対比・ギャップ解析部130においては、温度データ記憶部110および温度分布記憶部128から取得した互いに対応するデータ同士が、差分データ計算部302によって付き合わされて各項目毎に差分を抽出される。こうして抽出された差分データは、差分データ計算部302から残差二乗和計算部304に受け渡されて、得られた複数項の差分の残差二乗和が計算される。そして、得られた残差二乗和に関するデータは、繰り返し計算判定部132に渡される。   The comparison / gap calculation unit 130 receives data from the external temperature data storage unit 110 and the temperature distribution storage unit 128 as shown in the figure. Then, in the comparison / gap analysis unit 130, the corresponding data acquired from the temperature data storage unit 110 and the temperature distribution storage unit 128 are associated with each other by the difference data calculation unit 302, and a difference is extracted for each item. . The difference data extracted in this way is transferred from the difference data calculation unit 302 to the residual sum of squares calculation unit 304, and the residual sum of squares of the difference of the obtained multiple terms is calculated. Then, the obtained data regarding the residual sum of squares is passed to the iterative calculation determination unit 132.

2−6−2.繰り返し計算判定部の詳細
繰り返し計算判定部132には、繰り返し計算を継続するか否かの判定に用いるための上記の残差二乗和の閾値を格納する閾値記憶部308と、その閾値記憶部308から取得した閾値を用いて、上記の残差二乗和およびその閾値の間の大小を判定する残差二乗和・閾値大小判定部306とが設けられている。すなわち、繰り返し計算判定部132においては、閾値記憶部308に記憶されたデータを基に、残差二乗和・閾値大小判定部306で、残差二乗和計算部304から取得した残差二乗和と閾値記憶部308から呼び出された閾値との大小の判定が行われる。そして、こうして得られた残差二乗和・閾値大小判定部306の判定結果は、総合判定部318に渡される。
2-6-2. Details of the Iterative Calculation Determining Unit The iterative calculation determining unit 132 includes a threshold value storage unit 308 that stores a threshold value of the residual sum of squares for use in determining whether to continue the iterative calculation, and the threshold value storage unit 308. A residual sum of squares / threshold magnitude determination unit 306 is provided that determines the sum of the squares of the residuals and the magnitude between the thresholds using the threshold values acquired from the above. That is, in the iterative calculation determination unit 132, based on the data stored in the threshold storage unit 308, the residual sum of squares obtained from the residual sum of squares calculation unit 304 by the residual square sum / threshold magnitude determination unit 306 Whether the threshold value is called from the threshold value storage unit 308 or not is determined. Then, the determination result of the residual sum of squares / threshold magnitude determination unit 306 thus obtained is passed to the comprehensive determination unit 318.

また、この繰り返し計算判定部132には、繰り返し計算にかかった計算時間を計測する時刻計算部314と、これらの繰り返し計算を行った計算回数をカウントする回数計算部316と、これらの計算時間および計算回数についてあらかじめ設定された上限を格納している上限値記憶部312と、が設けられている。また、この繰り返し計算判定部132には、これらの時刻計算部314および回数計算部316から取得した計算時間・計算回数と、上限値記憶部312から取得した計算時間および計算回数の上限値とを比較して、それらの大小を判定する時刻・回数上限到達判定部310が設けられている。すなわち繰り返し計算判定部132においては、上限値記憶部312に記憶されたデータを基に、時刻・回数上限到達判定部310で、これらの時刻計算部314および回数計算部316から取得した計算時間・計算回数と、上限値記憶部312から取得した計算時間および計算回数の上限値との大小の判定が行われる。そして、こうして得られた時刻・回数上限到達判定部310の判定結果は、総合判定部318に渡される。   In addition, the iterative calculation determination unit 132 includes a time calculation unit 314 that measures the calculation time required for the repetitive calculation, a number calculation unit 316 that counts the number of times the repetitive calculation is performed, and the calculation time and An upper limit storage unit 312 that stores a preset upper limit for the number of calculations is provided. In addition, the iterative calculation determination unit 132 includes the calculation time and the number of calculations acquired from the time calculation unit 314 and the number of times calculation unit 316, and the calculation time and the upper limit of the number of calculations acquired from the upper limit value storage unit 312. In comparison, a time / number of times upper limit attainment determination unit 310 for determining the size of these is provided. That is, in the repetitive calculation determination unit 132, based on the data stored in the upper limit value storage unit 312, the time / number upper limit reaching determination unit 310 calculates the calculation time / time obtained from the time calculation unit 314 and the number calculation unit 316. A determination is made as to whether the number of calculations is the calculation time acquired from the upper limit storage unit 312 and the upper limit of the number of calculations. Then, the determination result of the time / times upper limit reaching determination unit 310 obtained in this way is passed to the comprehensive determination unit 318.

また、この繰り返し計算判定部132には、これらの残差二乗和・閾値大小判定部306の判定結果および時刻・回数上限到達判定部310の判定結果を取得して、これらの判定結果を総合的に判断して、さらに繰り返し計算を行うべきかどうか判定する総合判定部318が設けられている。例えば、この総合判定部318では、上記の残差二乗和・閾値大小判定部306の判定結果および上記の時刻・回数上限到達判定部310の判定結果を取得して、これらの判定結果がいずれも繰り返し計算を終了する必要がないという判定結果であれば、総合判定部318としても、同様に繰り返し計算を終了する必要がないという総合判定結果(継続判定結果)を下すことになる。そして、この継続判定結果は、総合判定部318から熱流入量仮定部124へ伝達される。すると、熱流入量仮定部124は、すでに説明したように、所定のルールに基づいて別の値に再仮定された熱流入量仮定データを生成して温度分布推定部126に伝達し、その後は上述の繰り返し計算が続けられることになる。   In addition, the iterative calculation determination unit 132 acquires the determination result of the residual sum of squares / threshold magnitude determination unit 306 and the determination result of the time / number of times upper limit determination unit 310, and comprehensively determines these determination results. And a comprehensive determination unit 318 for determining whether or not to perform repeated calculation. For example, the overall determination unit 318 acquires the determination result of the residual sum of squares / threshold magnitude determination unit 306 and the determination result of the time / number of times upper limit determination unit 310, and both of these determination results are obtained. If the determination result indicates that it is not necessary to end the repeated calculation, the comprehensive determination unit 318 similarly gives the comprehensive determination result (continuation determination result) that it is not necessary to end the repeated calculation. Then, the continuation determination result is transmitted from the comprehensive determination unit 318 to the heat inflow amount assumption unit 124. Then, as already described, the heat inflow amount assumption unit 124 generates heat inflow amount assumption data re-assumed to another value based on a predetermined rule, and transmits it to the temperature distribution estimation unit 126, and thereafter The above repeated calculation will continue.

一方、これらの判定結果のうち少なくとも一つが繰り返し計算を終了すべきであるという判定結果であれば、総合判定部318は、繰り返し計算を終了すべきであるという総合判定結果(終了判定結果)を下すことになる。そして、この終了判定結果は、近似データ算出部134へ伝達される。すると、近似データ算出部134は、すでに説明したように、繰り返し計算の結果を基にして、もっとも上記のギャップが小さくなる、熱源候補領域からの近似熱流入量および工作機械の近似温度分布の組み合わせデータからなる近似データを算出する。   On the other hand, if at least one of these determination results is a determination result that the repeated calculation should be terminated, the comprehensive determination unit 318 gives a comprehensive determination result (end determination result) that the repeated calculation should be ended. I will give you. The end determination result is transmitted to the approximate data calculation unit 134. Then, as already described, the approximate data calculation unit 134 is a combination of the approximate heat inflow amount from the heat source candidate region and the approximate temperature distribution of the machine tool, in which the gap is minimized based on the result of the repeated calculation. Approximate data consisting of data is calculated.

2−7.多軸制御工作機械の動作
以下、本実施形態に係る多軸制御工作機械の動作について説明する。図19は本実施形態に係る多軸制御工作機械の動作について説明するためのフローチャートである。
2-7. Operation of Multi-axis Control Machine Tool Hereinafter, the operation of the multi-axis control machine tool according to the present embodiment will be described. FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the multi-axis control machine tool according to this embodiment.

2−7−1.入力受付・モデルデータの生成処理(ステップSF1)
ステップSF1では、入力受付・モデルデータ生成部101が、工作機械の操作者からの種々のデータ入力を受け付け、入力されたデータに基づいて被測定構造体モデルデータを生成する。以下、図20のフローチャートを用いて、入力受付・モデルデータの生成処理について詳細に説明する。
2-7-1. Input reception / model data generation process (step SF1)
In step SF1, the input reception / model data generation unit 101 receives various data inputs from the operator of the machine tool, and generates measured structure model data based on the input data. Hereinafter, the input reception / model data generation process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

(1)熱源候補領域の設定(ステップSG1)
ステップSG1では、熱源候補領域設定部104は、熱源候補領域の設定を受け付ける。具体的には、例えば、工作機械1000の電源をONにするなどして、一連の動作をスタートさせると、工作機械1000に付属する液晶画面などに、この工作機械1000の操作者に対して、自らの過去の経験に基づいてこの工作機械の立体構造のうち熱源となる可能性の高い領域を熱源候補領域として設定することを促す画面が表示される。すると、この工作機械の操作者は、工作機械1000に付属する入力装置などを用いて自らの過去の経験に基づいてこの工作機械1000の立体構造のうち熱源となる可能性の高い領域を熱源候補領域として設定することになる。
(1) Setting of heat source candidate area (step SG1)
In step SG1, the heat source candidate region setting unit 104 accepts the setting of the heat source candidate region. Specifically, for example, when a series of operations is started by turning on the power of the machine tool 1000, an operator of the machine tool 1000 is displayed on a liquid crystal screen attached to the machine tool 1000. A screen that prompts the user to set, as a heat source candidate region, a region that is likely to be a heat source in the three-dimensional structure of the machine tool based on his / her past experience is displayed. Then, the operator of this machine tool uses an input device attached to the machine tool 1000 and based on his / her past experience, an area that is likely to be a heat source in the three-dimensional structure of the machine tool 1000 is selected as a heat source candidate. It will be set as an area.

(2)温度センサ位置のデータ入力(ステップSG2)
ステップSG2では、温度センサ位置データ受付部116は、温度センサ202の位置の入力を受け付ける。具体的には、例えば、工作機械1000に付属する液晶画面などに、この工作機械1000の操作者に対して、この工作機械1000の立体構造のうち温度センサ202が設置されている領域を設定することを促す画面が表示される。すると、この工作機械の操作者は、この工作機械1000に付属する入力装置などを用いて温度センサ202が設置されている領域を設定することになる。あるいは、この温度センサが設置されている領域が毎回固定された領域なのであれば、この工作機械1000は、上記の画面表示の代わりに、あらかじめ用意された温度センサが設置されている領域を記録したデータテーブルなどを読み出してもよい。いずれにしても、このようにして、温度センサ202の位置が入力される。
(2) Temperature sensor position data input (step SG2)
In step SG2, the temperature sensor position data receiving unit 116 receives an input of the position of the temperature sensor 202. Specifically, for example, an area in which the temperature sensor 202 is installed in the three-dimensional structure of the machine tool 1000 is set for the operator of the machine tool 1000 on a liquid crystal screen attached to the machine tool 1000 or the like. A screen prompting you to do so is displayed. Then, the operator of the machine tool sets an area where the temperature sensor 202 is installed using an input device attached to the machine tool 1000 or the like. Alternatively, if the region where the temperature sensor is installed is a fixed region every time, the machine tool 1000 records the region where the temperature sensor prepared in advance is recorded instead of the above screen display. A data table or the like may be read. In any case, the position of the temperature sensor 202 is input in this way.

(3)被測定構造体の構造・物性データの入力(ステップSG3)
ステップSG3では、被測定構造体構造・物性データ受付部118は、被測定構造体の構造・物性データの入力を受け付ける。具体的には、工作機械1000に付属する液晶画面などに、この工作機械1000の操作者に対して、この工作機械1000の立体構造データおよび材料物性データを入力することを促す画面が表示される。すると、この工作機械の操作者は、この工作機械1000に付属する入力装置などを用いてこの工作機械1000の立体構造データおよび材料物性データを入力することになる。あるいは、この工作機械1000の立体構造データおよび材料物性データが毎回同じ立体構造データおよび材料物性データなのであれば、この工作機械1000は、上記の画面表示の代わりに、あらかじめ用意された立体構造データおよび材料物性データを記録した3DCADデータ(材料物性データ付き)などを読み出してもよい。いずれにしても、このようにして、立体構造データおよび材料物性データが入力される。
(3) Input of structure / physical property data of structure to be measured (step SG3)
In step SG3, the structure / physical property data receiving unit 118 to be measured receives an input of structure / physical property data of the structure to be measured. Specifically, a screen prompting the operator of the machine tool 1000 to input the three-dimensional structure data and material property data of the machine tool 1000 is displayed on a liquid crystal screen attached to the machine tool 1000 or the like. . Then, the operator of the machine tool inputs the three-dimensional structure data and material property data of the machine tool 1000 using an input device attached to the machine tool 1000 or the like. Alternatively, if the three-dimensional structure data and the material property data of the machine tool 1000 are the same three-dimensional structure data and material property data every time, the machine tool 1000 uses the prepared three-dimensional structure data and You may read 3D CAD data (with material physical property data) etc. which recorded material physical property data. In any case, the three-dimensional structure data and the material property data are input in this way.

(4)被測定構造体モデルデータの生成(ステップSG4)
ステップSG4では、被測定構造体モデルデータ生成部120は、被測定構造体モデルデータの生成を行う。具体的には、被測定構造体モデルデータ生成部120は、ステップSG1〜SG3で入力された熱源候補領域、温度センサ位置及び被測定構造体の構造・物性データのついての情報が集約されて、これらのデータを互いに組み合わせて、コンピュータによる各種3Dシミュレーションの対象として用いる際に適したデータとなるように、被測定構造体モデルデータを生成する。
(4) Generation of structure model data to be measured (step SG4)
In step SG4, the measured structure model data generation unit 120 generates measured structure model data. Specifically, the measured structure model data generation unit 120 aggregates information about the heat source candidate region, the temperature sensor position, and the structure / physical property data of the measured structure input in steps SG1 to SG3. The measured structure model data is generated by combining these data with each other so as to be data suitable for use as a target of various 3D simulations by a computer.

2−7−2.温度測定部として使用する温度センサの選択処理(ステップSF2)
ステップSF2では、温度センサ選択部204が、工作機械1000に設置されている温度センサ202の中から、温度選択部として使用する温度センサ202を選択する。この選択は、図6及び「2−4.温度センサ選択部」で説明した方法で行うことができる。
2-7-2. Selection process of temperature sensor used as temperature measuring unit (step SF2)
In step SF2, the temperature sensor selection unit 204 selects the temperature sensor 202 to be used as the temperature selection unit from the temperature sensors 202 installed in the machine tool 1000. This selection can be performed by the method described in FIG. 6 and “2-4. Temperature sensor selection unit”.

2−7−3.熱変位補正処理(ステップSF3)
ステップSF3では、熱変位補正装置100が、熱変位補正処理を行う。以下、図21のフローチャートを用いて、熱変位補正処理について詳細に説明する。
2-7-3. Thermal displacement correction process (step SF3)
In step SF3, the thermal displacement correction apparatus 100 performs a thermal displacement correction process. Hereinafter, the thermal displacement correction process will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

(1) 温度測定部から工作機械の温度を取得(ステップSH1)
ステップSH1では、温度データ受付部108が、温度センサ選択部204によって選択された温度選択部において、工作機械の温度を取得する。
(1) Obtaining the temperature of the machine tool from the temperature measurement unit (step SH1)
In step SH1, the temperature data receiving unit 108 acquires the temperature of the machine tool in the temperature selection unit selected by the temperature sensor selection unit 204.

(2) 仮定熱流入量の設定(ステップSH2)
ステップSH2では、熱流入量仮定部124が、各熱源候補領域から流入する熱流入量を仮定する。ここで仮定する熱流入量は、後述するステップSH4での対比・ギャップ解析をする際の基準となる推定温度分布をステップSH3で計算するために用いられる。ここで仮定する熱流入量を以下「仮定熱流入量」と称する。仮定熱流入量は、ステップSH4での対比・ギャップ解析の結果が、ステップSH5規定されている終了条件を充足するまで、繰り返し設定される。仮定熱流量の初期値の設定方法は、特に限定されないが、熱源候補領域から流入する熱流入量を精度良く推定するという目的を鑑みると、各熱源候補領域が実際に発熱している熱量を過去の知見やモーターの仕様書などから推測して、できるだけ真の値に近い値を初期値として設定することが好ましい。
(2) Setting of assumed heat inflow (step SH2)
In step SH2, the heat inflow amount assumption unit 124 assumes the heat inflow amount flowing from each heat source candidate region. The heat inflow assumed here is used to calculate an estimated temperature distribution, which becomes a reference when performing a comparison / gap analysis in step SH4, which will be described later, in step SH3. The heat inflow assumed here is hereinafter referred to as “assumed heat inflow”. The assumed heat inflow amount is repeatedly set until the result of the comparison / gap analysis in step SH4 satisfies the end condition defined in step SH5. The method for setting the initial value of the assumed heat flow rate is not particularly limited. However, in view of the purpose of accurately estimating the heat inflow amount flowing from the heat source candidate region, the heat amount actually generated by each heat source candidate region is determined in the past. It is preferable to set a value that is as close to the true value as possible as an initial value by inferring from the above knowledge and motor specifications.

(3)推定温度分布の計算(ステップSH3)
ステップSH3では、温度分布推定部126が、推定温度分布を計算する。推定温度分布とは、仮定熱流入量が被測定構造体モデルデータに流れ込んだ場合に、所定の時間経過後に被測定構造体の温度分布がどのようになるのか、有限要素解析法などの計算アルゴリズムを用いて計算して得られる被測定構造体の温度分布である。
(3) Calculation of estimated temperature distribution (step SH3)
In step SH3, the temperature distribution estimation unit 126 calculates an estimated temperature distribution. Estimated temperature distribution is a calculation algorithm such as the finite element analysis method that shows the temperature distribution of the measured structure after a lapse of a predetermined time when the assumed heat inflow flows into the measured structure model data. It is the temperature distribution of the structure to be measured obtained by calculating using.

(4)対比・ギャップ解析・終了判定(ステップSH4、SH5)
ステップSH4では、対比・ギャップ解析部130が、温度測定部で検出された温度検出値と上記の所定の時間経過後における被測定構造体の推定温度分布とを対比して、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるようにギャップの解析を行う。
続いて、ステップSH5では、繰り返し計算判定部132が、繰り返し計算の終了条件が充足しているかどうかを確認し、充足していると判断した場合には(ステップSH5のY)、繰り返し計算を終了して、ステップSH6に進む。一方、終了条件が充足していないと判断した場合には(ステップSH5のN)、ステップSH2に戻り計算を繰り返し続けることになる。
(4) Comparison / gap analysis / end determination (steps SH4, SH5)
In step SH4, the comparison / gap analysis unit 130 compares the temperature detection value detected by the temperature measurement unit with the estimated temperature distribution of the structure to be measured after the predetermined time elapses. The gap is analyzed so that the gap between the temperature estimates becomes small.
Subsequently, in step SH5, the iterative calculation determination unit 132 checks whether or not the end condition of the iterative calculation is satisfied. If it is determined that it is satisfied (Y in step SH5), the iterative calculation ends. Then, the process proceeds to step SH6. On the other hand, if it is determined that the end condition is not satisfied (N in step SH5), the process returns to step SH2 and the calculation is repeated.

(5)近似データの算出(ステップSH6)
ステップSH6では、近似データ算出部134が、これまでに行った繰り返し計算の結果を基にして、上記のギャップが最も小さくなる、熱源候補領域からの近似熱流入量および工作機械の近似温度分布の組み合わせデータからなる近似データを算出する。
(5) Calculation of approximate data (step SH6)
In step SH6, the approximate data calculation unit 134 calculates the approximate heat inflow amount from the heat source candidate region and the approximate temperature distribution of the machine tool where the gap is minimized based on the results of the repeated calculations performed so far. Approximate data consisting of combination data is calculated.

(6)熱変位補正データの生成(ステップSH7)
ステップSH7では、熱変位補正データ生成部139が、ステップSH6で算出された近似データを基にして、被測定構造体の立体構造の各位置について導き出される熱変位量を打ち消すために必要な熱変位補正量を演算し、その熱変位補正量を被測定構造体の立体構造の各位置にひも付けして書き込んだ熱変位補正データを生成する。
(6) Generation of thermal displacement correction data (step SH7)
In step SH7, the thermal displacement correction data generation unit 139 is required to cancel the thermal displacement amount derived for each position of the three-dimensional structure of the structure to be measured based on the approximate data calculated in step SH6. The correction amount is calculated, and the thermal displacement correction data is generated by linking the thermal displacement correction amount to each position of the three-dimensional structure of the structure to be measured.

(7)データの出力(ステップSH8)
ステップSH8では、出力部138が、ステップSH7で生成された熱変位補正データを熱変位補正装置100の外部にある多軸制御工作機械の駆動機構300に出力する。
(7) Data output (step SH8)
In step SH8, the output unit 138 outputs the thermal displacement correction data generated in step SH7 to the drive mechanism 300 of the multi-axis control machine tool outside the thermal displacement correction device 100.

2−7−4.工作機械の運転(ステップSF4)
ステップSF4では、工作機械1000は、ステップSH8で出力されたデータに従って、熱変位補正を行って駆動機構300で被削材の加工を行う。
2-7-4. Machine tool operation (step SF4)
In step SF4, the machine tool 1000 performs thermal displacement correction according to the data output in step SH8, and processes the workpiece with the drive mechanism 300.

2−7−5.熱変位再補正(ステップSF5)
工作機械1000は、ステップSF4の運転をしばらく継続するが、運転時間が長くなると、加工時に発生した熱の蓄積や周囲温度の変化によって、ステップSH8で出力した熱変位補正データでは適切な熱変位補正ができなくなる場合がある。そこで、ステップSF5では、工作機械1000は、熱変位再補正の条件が充足しているかどうかを確認し、充足している場合には(ステップSF5のY)、ステップSF3に戻って、再度、熱変位補正処理を行う。充足していない場合には(ステップSF5のN)、ステップSF4に戻って、運転を継続する。熱変位再補正の条件としては、(1)加工時間が閾値を超えた場合、(2)温度測定部での温度変化が閾値を超えた場合、(3)周囲温度の変化が閾値を超えた場合等が挙げられる。
2-7-5. Thermal displacement recorrection (step SF5)
The machine tool 1000 continues the operation of step SF4 for a while, but if the operation time becomes longer, the thermal displacement correction data output in step SH8 is appropriate in the thermal displacement correction data output in step SH8 due to the accumulation of heat generated during processing and the change in ambient temperature. May not be possible. Accordingly, in step SF5, the machine tool 1000 confirms whether or not the thermal displacement re-correction condition is satisfied. If satisfied (Y in step SF5), the machine tool 1000 returns to step SF3 and again heats up. Displacement correction processing is performed. If not satisfied (N in step SF5), the process returns to step SF4 and the operation is continued. The conditions for thermal displacement re-correction are as follows: (1) When the processing time exceeds the threshold, (2) When the temperature change at the temperature measurement unit exceeds the threshold, (3) The change in ambient temperature exceeds the threshold Cases.

2−7−6.温度センサ再選択(ステップSF6)
また、加工時に発生した熱の蓄積や周囲温度の変化が大きい場合には、温度測定部として使用する温度センサを変更した方が、熱変位補正の精度を向上させることができる場合がある。そこで、ステップSF6では、工作機械1000は、温度センサ再選択の条件が充足しているかどうかを確認し、充足している場合には(ステップSF6のY)、ステップSF2に戻って、再度、温度測定部として使用する温度センサの選択を行う。充足していない場合には(ステップSF5のN)、ステップSF4に戻って、運転を継続する。温度センサ再選択の条件としては、(1)加工時間が閾値を超えた場合、(2)温度測定部での温度変化が閾値を超えた場合、(3)周囲温度の変化が閾値を超えた場合等が挙げられる。温度センサの再選択は、熱変位の再補正ほどは頻繁に行う必要がないので、温度センサ再選択の条件は、熱変位再補正の条件よりも緩やかにすることが好ましい。
2-7-6. Temperature sensor reselection (step SF6)
In addition, when the accumulation of heat generated during processing and the change in the ambient temperature are large, the accuracy of thermal displacement correction may be improved by changing the temperature sensor used as the temperature measurement unit. Therefore, in step SF6, the machine tool 1000 confirms whether or not the temperature sensor reselection condition is satisfied. If satisfied (Y in step SF6), the machine tool 1000 returns to step SF2 to again check the temperature. Select the temperature sensor to be used as the measurement unit. If not satisfied (N in step SF5), the process returns to step SF4 and the operation is continued. The conditions for re-selecting the temperature sensor are as follows: (1) When the processing time exceeds the threshold, (2) When the temperature change in the temperature measurement unit exceeds the threshold, (3) The change in ambient temperature exceeds the threshold Cases. Since the temperature sensor reselection does not need to be performed as frequently as the thermal displacement recorrection, it is preferable that the temperature sensor reselection condition is set to be gentler than the thermal displacement recorrection condition.

2−8.多軸制御工作機械の作用効果
以下、本実施形態に係る多軸制御工作機械の作用効果について説明する。
本実施形態に係る工作機械1000は、複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させて該被削材を所定形状に加工する工作機械1000である。ここで、この工作機械1000には、複数の温度センサ202と、温度測定部として使用する温度センサを選択する温度センサ選択部204と、工作機械1000における熱源候補領域を設定する熱源候補領域設定部104とが設けられている。また、この工作機械1000には、熱源候補領域からの熱流入量を仮定する熱流入量仮定部124が設けられている。さらに、この工作機械1000には、熱流入量仮定部124によって仮定された熱流入量に基づいて、工作機械1000の温度分布を推定する温度分布推定部126が設けられている。くわえて、この工作機械1000には、温度測定部による温度検出値と、温度分布推定部126によって推定された温度分布のうち温度測定部に対応する箇所の温度推定値とを対比して、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるように、熱流入量仮定部124に熱流入量を別の値に再仮定させて、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に繰り返し計算をさせる対比・ギャップ解析部130が設けられている。そして、この工作機械1000には、この繰り返し計算の結果を基にして、熱源候補領域からの近似熱流入量および工作機械1000の近似温度分布を算出する近似データ算出部134が設けられている。
2-8. Effects of Multi-axis Control Machine Tool Hereinafter, effects of the multi-axis control machine tool according to the present embodiment will be described.
The machine tool 1000 according to the present embodiment is a machine tool 1000 that processes a work material into a predetermined shape by relatively moving a tool and the work material by a plurality of drive mechanisms. Here, the machine tool 1000 includes a plurality of temperature sensors 202, a temperature sensor selection unit 204 that selects a temperature sensor to be used as a temperature measurement unit, and a heat source candidate region setting unit that sets a heat source candidate region in the machine tool 1000. 104 is provided. Further, the machine tool 1000 is provided with a heat inflow amount assumption unit 124 that assumes the heat inflow amount from the heat source candidate region. Further, the machine tool 1000 is provided with a temperature distribution estimation unit 126 that estimates the temperature distribution of the machine tool 1000 based on the heat inflow amount assumed by the heat inflow amount assumption unit 124. In addition, the machine tool 1000 compares the temperature detection value by the temperature measurement unit with the temperature estimation value at the location corresponding to the temperature measurement unit in the temperature distribution estimated by the temperature distribution estimation unit 126. In order to reduce the gap between the temperature detection value and the estimated temperature value, the heat inflow amount assumption unit 124 reassumes the heat inflow amount to another value, and the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126. A comparison / gap analysis unit 130 is provided for repeatedly performing the calculation. The machine tool 1000 is provided with an approximate data calculation unit 134 that calculates the approximate heat inflow amount from the heat source candidate region and the approximate temperature distribution of the machine tool 1000 based on the result of the repeated calculation.

本実施形態に係る工作機械1000は、このような構成を有するため、温度センサ選択部が各温度センサの有用性を示す温度センサ評価値を算出し、上記温度センサ評価値に基づいて温度測定部として使用する温度センサを選択するので、予め温度センサを数多く設置しておき、それらの温度センサのうち、有用性の高いものを温度測定部として用いて近似熱流入量の探索を行うことによって、温度測定部の数を最小限にしつつ近似熱流入量の精度を高くすることができる。   Since the machine tool 1000 according to the present embodiment has such a configuration, the temperature sensor selection unit calculates a temperature sensor evaluation value indicating the usefulness of each temperature sensor, and the temperature measurement unit is based on the temperature sensor evaluation value. As a temperature sensor to be used is selected, a number of temperature sensors are set in advance, and among these temperature sensors, a highly useful one is used as a temperature measurement unit to search for approximate heat inflow, The accuracy of the approximate heat inflow amount can be increased while minimizing the number of temperature measuring units.

また、本実施形態に係る工作機械1000では、その温度検出値およびその温度推定値の間のギャップが小さくなるように、熱流入量仮定部124に熱流入量を別の値に再仮定させて、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に繰り返し計算をさせることで、上記温度推定値が上記温度検出値に近くなるような近似熱流入量を探索することができる。そのため、本実施形態の工作機械1000を用いれば、このようにして求めた近似熱流入量に基づいて、工作機械1000のモデルデータにその近似熱流入量を適用して、工作機械1000における熱変位データを推定することができ、その熱変位データに基づいて精度のよい熱変位補正を行うことが可能になる。   Further, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, the heat inflow amount assumption unit 124 is reasserted to another value so that the gap between the detected temperature value and the estimated temperature value becomes small. By causing the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 to repeatedly calculate, an approximate heat inflow amount in which the temperature estimated value is close to the temperature detection value can be searched. Therefore, if the machine tool 1000 of the present embodiment is used, based on the approximate heat inflow amount obtained in this way, the approximate heat inflow amount is applied to the model data of the machine tool 1000, so that the thermal displacement in the machine tool 1000 is achieved. Data can be estimated, and accurate thermal displacement correction can be performed based on the thermal displacement data.

また、本実施形態に係る工作機械1000では、対比・ギャップ解析部130が、上記の温度検出値および上記の温度推定値の間の残差二乗和が小さくなるように、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に繰り返し計算をさせる残差二乗和計算部304を有している。   Further, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, the comparison / gap analysis unit 130 causes the heat inflow amount assumption unit 124 so that the residual sum of squares between the temperature detection value and the temperature estimation value becomes small. And a residual sum of squares calculation unit 304 that causes the temperature distribution estimation unit 126 to perform calculation repeatedly.

本実施形態に係る工作機械1000は、このような構成を有するため、残差二乗和計算部304によって、上記の温度検出値および上記の温度推定値の間のギャップを残差二乗和として、適切かつ効率よく評価することができる。そのため、上記温度推定値が上記温度検出値に近くなるような近似熱流入量についても、適切かつ効率よく探索することができる。   Since the machine tool 1000 according to the present embodiment has such a configuration, the residual sum of squares calculator 304 appropriately sets the gap between the detected temperature value and the estimated temperature value as the residual sum of squares. And can be evaluated efficiently. Therefore, it is possible to search for the approximate heat inflow amount that makes the estimated temperature value close to the detected temperature value appropriately and efficiently.

さらに、本実施形態に係る工作機械1000では、残差二乗和計算部304が、温度検出値および温度推定値の間の残差二乗和が所定の閾値よりも小さくなるように、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に繰り返し計算をさせる残差二乗和・閾値大小判定部306を有する。   Furthermore, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, the residual sum of squares calculation unit 304 assumes the heat inflow amount so that the residual sum of squares between the detected temperature value and the estimated temperature value is smaller than a predetermined threshold value. And a residual sum of squares / threshold magnitude determination unit 306 that causes the unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 to perform calculation repeatedly.

本実施形態に係る工作機械1000は、このような構成を有するため、残差二乗和が所定の閾値よりも小さくなるまで繰り返し計算を続けることになるので、近似計算において一定以上の精度を確保することができ、さらに残差二乗和が所定の閾値よりも小さくなった時点で繰り返し計算を終了することができるので、余計な計算を行うことなく効率よく近似計算をすることができる。   Since the machine tool 1000 according to the present embodiment has such a configuration, the calculation is continued until the residual sum of squares becomes smaller than a predetermined threshold value, so that a certain level of accuracy is ensured in the approximate calculation. In addition, since iterative calculation can be terminated when the residual sum of squares becomes smaller than a predetermined threshold value, approximate calculation can be efficiently performed without extra calculation.

さらに、本実施形態に係る工作機械1000では、残差二乗和計算部304が、繰り返し計算の回数が所定の回数に到達するまで、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に繰り返し計算をさせる回数計算部316を有している。   Furthermore, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, the residual sum of squares calculation unit 304 repeatedly performs calculations on the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 until the number of repeated calculations reaches a predetermined number. The number calculation part 316 to be performed is included.

本実施形態に係る工作機械1000は、このような構成を有するため、繰り返し計算の回数が所定の回数に到達した時点で繰り返し計算を終了することができるので、余計な計算を行うことなく効率よく近似計算をすることができる。   Since the machine tool 1000 according to the present embodiment has such a configuration, it is possible to end the repeated calculation when the number of repeated calculations reaches a predetermined number of times. Therefore, the machine tool 1000 can be efficiently performed without performing unnecessary calculations. Approximate calculation can be performed.

また、本実施形態に係る工作機械1000では、残差二乗和計算部304が、繰り返し計算に要した時間が所定の長さに到達するまで、熱流入量仮定部124および温度分布推定部126に繰り返し計算をさせる時刻計算部314を有している。   In the machine tool 1000 according to the present embodiment, the residual sum of squares calculation unit 304 causes the heat inflow amount assumption unit 124 and the temperature distribution estimation unit 126 to wait until the time required for repeated calculation reaches a predetermined length. A time calculation unit 314 that repeatedly performs calculation is provided.

本実施形態に係る工作機械1000は、このような構成を有するため、繰り返し計算に要した時間が所定の長さに到達した時点で繰り返し計算を終了することができるので、余計な計算を行うことなく効率よく近似計算をすることができる。   Since the machine tool 1000 according to the present embodiment has such a configuration, it is possible to finish the repeated calculation when the time required for the repeated calculation reaches a predetermined length. And approximate calculation can be performed efficiently.

さらに、本実施形態に係る工作機械1000では、熱変位補正装置100が、工作機械1000の操作者による熱源候補領域の設定条件の入力を受け付ける熱源候補領域設定部104を有している。これにより、操作者の経験などを踏まえた条件設定も可能になるので、熱源候補領域を絞り込んで限られた領域内でのみ熱流入量の仮定を行えばよいので、熱流入量を効率および精度良く近似することができるため、結果として効率および精度良く熱変位補正を行うことができる。   Furthermore, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, the thermal displacement correction apparatus 100 includes a heat source candidate area setting unit 104 that receives an input of setting conditions for a heat source candidate area by an operator of the machine tool 1000. This makes it possible to set conditions based on the experience of the operator, etc., so it is only necessary to narrow down the heat source candidate area and make assumptions about the heat inflow only within a limited area. Since it can be approximated well, as a result, thermal displacement correction can be performed efficiently and accurately.

2−9.その他の構成
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
2-9. Other Configurations Embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be employed.

例えば、本実施形態に係る工作機械1000では、詳しくは説明を省略したが、熱流入量仮定部124が、上記のように設定された熱源候補領域において、熱流入量の初期値をランダムに仮定するランダム数値仮定部(不図示)を有していてもよい。このように、熱流入量の初期値をランダムに仮定したうえで、何度も繰り返し計算を行うことによって、あらゆる熱流入量の初期値の可能性についてしらみつぶしにシミュレーションを行うことができるため、結果として精度の良い近似熱流入量を算出することができる。この点は、ステップSB4の仮定熱流入量の設定ステップでも同様である。   For example, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, a detailed description is omitted, but the heat inflow amount assumption unit 124 randomly assumes an initial value of the heat inflow amount in the heat source candidate region set as described above. It may have a random numerical assumption part (not shown). In this way, since the initial value of the heat inflow amount is assumed at random, and the calculation can be repeatedly performed many times, the possibility of the initial value of any heat inflow amount can be simulated in detail. As a result, it is possible to calculate the approximate heat inflow amount with high accuracy. This also applies to the step of setting the assumed heat inflow amount in step SB4.

さらに、本実施形態に係る工作機械1000では、詳しくは説明を省略したが、熱流入量仮定部124が、繰り返し計算判定部132の判定結果に基づいて、前回の計算で仮定された熱流入量をランダムに変動させて、次回の熱流入量を再仮定するランダム変動部(不図示)を有していてもよい。このように、繰り返し計算判定部132の判定結果に基づいて、前回の計算で仮定された熱流入量を所定のルールに基づいた形でランダムに変動させて、次回の熱流入量を再仮定したうえで、何度もヒューリスティックな繰り返し計算を行うことによって、あらゆる熱流入量の初期値の可能性について、網羅的かつ探索的にシミュレーションを行うことができるため、結果として精度の良い近似熱流入量を効率よく算出することができる。この点は、ステップSB4の仮定熱流入量の設定ステップでも同様である。   Furthermore, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, although detailed description is omitted, the heat inflow amount assumption unit 124 assumes the heat inflow amount assumed in the previous calculation based on the determination result of the repeated calculation determination unit 132. May be randomly varied to have a random variation part (not shown) that re-assums the next heat inflow amount. In this way, based on the determination result of the repeated calculation determination unit 132, the heat inflow amount assumed in the previous calculation is randomly changed in a form based on a predetermined rule, and the next heat inflow amount is re-assumed. In addition, it is possible to perform exhaustive and exploratory simulations about the possibility of the initial value of any heat inflow by repeatedly performing heuristic calculations over and over, resulting in a highly accurate approximate heat inflow. Can be calculated efficiently. This also applies to the step of setting the assumed heat inflow amount in step SB4.

また、本実施形態に係る工作機械1000では、詳しくは説明を省略したが、温度分布推定部126が、工作機械1000の立体構造および物性に関する情報を含む被測定構造体モデルデータに、仮定された熱流入量を適用して有限要素解析によって、温度分布を推定する有限要素解析部(不図示)を有していてもよい。このように、有限要素解析によって温度分布を推定することにより、工作機械1000の立体構造を細かく分割した各ブロック毎に単純な計算式をたてて、それらの計算結果を各ブロック同士の境界条件によって交換しあうことにより、全体としての計算の精度を維持しつつ、計算効率を向上させることができるため、他の解析法と比較して、精度良く効率の良い解析が可能となる。この点は、ステップSB2やSB5での温度分布の生成ステップでも同様である。   Further, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, although detailed description is omitted, the temperature distribution estimation unit 126 is assumed to be measured structure model data including information on the three-dimensional structure and physical properties of the machine tool 1000. You may have the finite element analysis part (not shown) which estimates temperature distribution by finite element analysis by applying heat inflow. In this way, by estimating the temperature distribution by finite element analysis, a simple calculation formula is created for each block obtained by finely dividing the three-dimensional structure of the machine tool 1000, and the calculation result is expressed as a boundary condition between the blocks. By exchanging with each other, it is possible to improve the calculation efficiency while maintaining the accuracy of the calculation as a whole. Therefore, it is possible to perform an analysis with higher accuracy and efficiency compared to other analysis methods. This also applies to the temperature distribution generation step in steps SB2 and SB5.

さらに、本実施形態に係る工作機械1000では、詳しくは説明を省略したが、近似データ算出部134が、繰り返し計算の一連の結果のうち、ギャップが最小となる熱流入量および温度分布の組み合わせを、近似熱流入量および近似温度分布として選択する最小ギャップ選択部(不図示)を有していてもよい。このように、何度も繰り返し計算を行うことによって、あらゆる熱流入量の初期値の可能性についてしらみつぶしにシミュレーションを行って、多くの組み合わせの近似熱流入量および近似温度分布を算出したうえで、それらの中からギャップが最小となる組み合わせを選択することによって、結果として精度の良い近似熱流入量および温度分布の組み合わせを算出することができる。   Further, in the machine tool 1000 according to the present embodiment, although the description is omitted in detail, the approximate data calculation unit 134 selects the combination of the heat inflow amount and the temperature distribution that minimizes the gap among the series of results of the repeated calculation. The minimum gap selection unit (not shown) may be selected as the approximate heat inflow amount and the approximate temperature distribution. In this way, by repeating the calculation over and over again, we simulated the possibility of the initial values of all heat inflows and calculated the approximate heat inflow and approximate temperature distribution of many combinations. By selecting a combination that minimizes the gap from among them, it is possible to calculate a combination of approximate heat inflow and temperature distribution with high accuracy as a result.

また、本実施形態に係る工作機械1000は、詳しくは説明を省略したが、近似データ算出部134によって算出された近似温度分布に基づいて、工作機械1000の熱変位データを推定する熱変位推定部(不図示)をさらに備えていてもよい。このように、熱流入量の効率よい推定を行ったうえで、その推定された熱流入量に基づいた工作機械1000の各位置における熱変位を推定すれば、その推定された熱変位に基づいた熱変位補正が可能になる。   Further, the machine tool 1000 according to the present embodiment omits a detailed description, but based on the approximate temperature distribution calculated by the approximate data calculation unit 134, a thermal displacement estimation unit that estimates the thermal displacement data of the machine tool 1000. (Not shown) may further be provided. As described above, if the heat displacement at each position of the machine tool 1000 based on the estimated heat inflow amount is estimated after the heat inflow amount is efficiently estimated, the heat inflow amount is based on the estimated heat displacement. Thermal displacement correction becomes possible.

さらに、本実施形態に係る工作機械1000は、詳しくは説明を省略したが、熱変位推定部(不図示)によって推定された、工作機械1000の熱変位データに基づいて移動体の移動目標位置データの補正量を算出する熱変位補正データ生成部139をさらに有する。このように、熱変位データに基づいて移動体の移動目標位置データの補正量を算出することによって、推定された熱変位に基づいた熱変位補正が可能になり、温度の変化にかかわらず精度の高い被削材の加工が可能になる。   Furthermore, although detailed description of the machine tool 1000 according to the present embodiment is omitted, movement target position data of the moving body based on the thermal displacement data of the machine tool 1000 estimated by a thermal displacement estimation unit (not shown). It further has a thermal displacement correction data generation unit 139 for calculating the correction amount. As described above, by calculating the correction amount of the movement target position data of the moving body based on the thermal displacement data, the thermal displacement correction based on the estimated thermal displacement becomes possible, and the accuracy can be improved regardless of the temperature change. High work material processing is possible.

また、本実施形態に係る工作機械1000は、熱変位補正データ生成部139によって算出された補正量に基づいて切削加工部の軸送りを補正する軸送り補正部(不図示)をさらに備えている。このようにすれば、算出された補正量に基づいて切削加工部の軸送りを補正することが可能になり、よって精度の高い被削材の加工が可能になる。   The machine tool 1000 according to the present embodiment further includes an axial feed correction unit (not shown) that corrects the axial feed of the cutting unit based on the correction amount calculated by the thermal displacement correction data generation unit 139. . In this way, it is possible to correct the axial feed of the cutting portion based on the calculated correction amount, and thus it is possible to process the work material with high accuracy.

上記実施形態では、熱源候補領域設定部104は、1種類の熱源パターンで熱源候補領域を設定し、温度センサ選択部204は、この熱源パターンについて温度センサ評価値を算出し、算出された温度センサ評価値に基づいて温度センサの選択を行ったが、熱源位置が特定できない場合には、1種類の熱源パターンを設定することが難しい。このような場合には、熱源候補領域設定部104が直交表に基づいて複数の熱源パターンで熱源候補領域を設定し、温度センサ選択部204が各熱源パターンについて温度センサ評価値を算出し、その平均値に基づいて温度測定部として使用する温度センサを選択するように構成することが好ましい。このような構成にすることにより、熱源位置を特定することができない場合にも、温度測定部の数及び配置を適切に決定することができる。   In the above embodiment, the heat source candidate region setting unit 104 sets a heat source candidate region with one type of heat source pattern, and the temperature sensor selection unit 204 calculates a temperature sensor evaluation value for this heat source pattern, and the calculated temperature sensor Although the temperature sensor is selected based on the evaluation value, it is difficult to set one type of heat source pattern when the heat source position cannot be specified. In such a case, the heat source candidate region setting unit 104 sets heat source candidate regions with a plurality of heat source patterns based on the orthogonal table, and the temperature sensor selection unit 204 calculates a temperature sensor evaluation value for each heat source pattern, It is preferable that the temperature sensor used as the temperature measuring unit is selected based on the average value. By adopting such a configuration, even when the heat source position cannot be specified, the number and arrangement of the temperature measuring units can be appropriately determined.

3.工作機械の温度測定部の数及び配置の決定方法の実施形態
ここまでは、工作機械の実施形態について説明を行ってきたが、温度センサ選択部204が具現化している技術的思想は、工作機械から離れたコンピュータ等においても、類似した形態で具現化することができる。この点において、本発明は、工作機械とは別のコンピュータ等において、工作機械の温度測定部の数及び配置を決定するための方法を提供する。以下の方法は、各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムによって実現可能である。
3. Embodiment of Method for Determining Number and Arrangement of Temperature Measuring Units of Machine Tool So far, the embodiment of the machine tool has been described so far, but the technical idea embodied by the temperature sensor selecting unit 204 is a machine tool Even in a computer or the like away from the computer, it can be embodied in a similar form. In this respect, the present invention provides a method for determining the number and arrangement of temperature measuring parts of a machine tool in a computer or the like separate from the machine tool. The following method can be realized by a computer program that causes a computer to execute each step.

本発明の一実施形態にかかる、工作機械の温度測定部の数及び配置の決定方法は、複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させて該被削材を所定形状に加工する工作機械の温度測定部の数及び配置の決定方法であって、上記工作機械のモデル上に熱源候補領域及び複数の評価ポイントを設定するステップと、上記評価ポイントのそれぞれを使用するかどうかに基づいて直交表に従って評価ポイントの複数の組み合わせを生成するステップと、上記組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出するステップと、各組み合わせについて算出された上記組み合わせ評価値をある評価ポイントが使用されているかどうかに基づいて分類することによってその評価ポイントの評価ポイント評価値を算出するステップと、上記評価ポイント評価値に基づいて温度測定部を配置する評価ポイントを選択するステップを備える。   A method for determining the number and arrangement of temperature measuring units of a machine tool according to an embodiment of the present invention is a method of machining a work material into a predetermined shape by relatively moving a tool and the work material by a plurality of drive mechanisms. A method for determining the number and arrangement of temperature measuring units of a machine, based on the step of setting a heat source candidate region and a plurality of evaluation points on a model of the machine tool, and whether to use each of the evaluation points A step of generating a plurality of combinations of evaluation points according to an orthogonal table, a step of calculating a combination evaluation value for each of the above combinations, and whether or not a certain evaluation point is used for the above combination evaluation value calculated for each combination Calculating the evaluation point evaluation value of the evaluation point by classifying based on the evaluation point, and the evaluation point Comprising the step of selecting an evaluation point of placing the temperature measurement section based on bets evaluation value.

この方法は、「2−3.入力受付・モデルデータ生成部」及び「2−4.温度センサ選択部」での説明において「温度センサ」を「評価ポイント」に置換した内容に従って、実行することができる。つまり、上記の工作機械についての説明では、温度センサが工作機械に実際に設置されている位置を温度センサの位置として設定したが、本実施形態の方法では、温度センサの位置を設定する代わりに、温度測定部を配置する位置の候補となる点を評価ポイントとして任意の位置に設定し、以降のステップを実行する。
すなわち、入力受付・モデルデータ生成部101は、温度センサの位置の代わりに、複数の評価ポイントの位置の入力を受け付け、ステップSA1では、直交表に従って評価ポイントの複数の組み合わせを生成し、ステップSA2では、生成した各組み合わせについて組み合わせ評価値を算出し、ステップSA3では、各評価ポイントについて評価ポイント評価値を算出し、ステップSA4では、評価ポイント評価値に基づいて評価ポイントの選択を行う。この選択された評価ポイントが温度測定部を配置する位置である。例えば、ステップSA4で、評価ポイントI,J,F,E,Gが選択されたとすると、これらの評価ポイントに温度センサを配置し、温度測定部とする。
This method should be executed according to the description in “2-3. Input reception / model data generation unit” and “2-4. Temperature sensor selection unit” with “temperature sensor” replaced by “evaluation point”. Can do. That is, in the above description of the machine tool, the position where the temperature sensor is actually installed in the machine tool is set as the position of the temperature sensor. However, in the method of the present embodiment, instead of setting the position of the temperature sensor. Then, a point that is a candidate for a position where the temperature measurement unit is arranged is set as an evaluation point at an arbitrary position, and the subsequent steps are executed.
That is, the input reception / model data generation unit 101 receives the input of the positions of a plurality of evaluation points instead of the position of the temperature sensor, and in step SA1, generates a plurality of combinations of evaluation points according to the orthogonal table. Then, a combination evaluation value is calculated for each generated combination. In step SA3, an evaluation point evaluation value is calculated for each evaluation point. In step SA4, an evaluation point is selected based on the evaluation point evaluation value. The selected evaluation point is a position where the temperature measurement unit is arranged. For example, if evaluation points I, J, F, E, and G are selected in step SA4, temperature sensors are arranged at these evaluation points to form a temperature measurement unit.

このような方法で数及び配置を決定した温度測定部は、複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させて該被削材を所定形状に加工する工作機械であって、上記工作機械に設けられている温度測定部と、上記工作機械における熱源候補領域を設定する熱源候補領域設定部と、上記熱源候補領域からの熱流入量を仮定する熱流入量仮定部と、上記熱流入量仮定部によって仮定された熱流入量に基づいて上記工作機械の推定温度分布を生成する温度分布推定部と、上記温度測定部による温度検出値と、上記温度分布推定部によって推定された温度分布のうち上記温度測定部に対応する箇所の温度推定値とを対比して、該温度検出値および該温度推定値の間のギャップが小さくなるように、上記熱流入量仮定部に上記熱流入量を別の値に再仮定させて、上記熱流入量仮定部および上記温度分布推定部に繰り返し計算をさせる対比・ギャップ解析部と、上記繰り返し計算の結果を基にして、上記熱源候補領域からの近似熱流入量および上記工作機械の近似温度分布を算出する近似データ算出部を備える工作機械に採用することができる。   The temperature measuring unit whose number and arrangement are determined by such a method is a machine tool that relatively moves a tool and a work material by a plurality of drive mechanisms to process the work material into a predetermined shape. A heat source candidate region setting unit for setting a heat source candidate region in the machine tool, a heat inflow amount assumption unit for assuming a heat inflow amount from the heat source candidate region, and the heat inflow amount. A temperature distribution estimation unit that generates an estimated temperature distribution of the machine tool based on the heat inflow assumed by the assumption unit, a temperature detection value by the temperature measurement unit, and a temperature distribution estimated by the temperature distribution estimation unit Of these, the heat inflow amount is input to the heat inflow amount assumption unit so that the gap between the temperature detection value and the temperature estimation value is reduced by comparing with the temperature estimation value of the portion corresponding to the temperature measurement unit. Temporary to another value And a comparison / gap analysis unit that causes the heat inflow amount assumption unit and the temperature distribution estimation unit to repeatedly calculate, and an approximate heat inflow amount from the heat source candidate region and the work based on the result of the iterative calculation. The present invention can be employed in a machine tool including an approximate data calculation unit that calculates an approximate temperature distribution of a machine.

「2.工作機械の実施形態」で説明した工作機械では、数多くの温度センサを工作機械に予め設置しておき、その中から有用性の高い温度センサを温度測定部として選択する。このため、工作機械がさらされる熱環境の変化に柔軟に対応することが可能である。
一方、本実施形態の方法では、コンピュータ等上で、有用性が高い評価ポイントを予め選択しておき、その評価ポイントに温度センサを設置し、その温度センサを温度測定部として使用する。従って、温度センサの設置数を最小限にすることができるという利点がある。
In the machine tool described in “2. Embodiment of Machine Tool”, a large number of temperature sensors are installed in the machine tool in advance, and a highly useful temperature sensor is selected as the temperature measurement unit from among the temperature sensors. For this reason, it is possible to respond flexibly to changes in the thermal environment to which the machine tool is exposed.
On the other hand, in the method of the present embodiment, a highly useful evaluation point is selected in advance on a computer or the like, a temperature sensor is installed at the evaluation point, and the temperature sensor is used as a temperature measuring unit. Therefore, there is an advantage that the number of installed temperature sensors can be minimized.

以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to these.

<実施例1>
実施例1では、モデル上に複数の評価ポイントを設置し、各評価ポイントについて評価ポイント評価値を算出し、算出した評価ポイント評価値に基づいて温度測定部を配置する評価ポイントを選択した。以下、本実施例の詳細を説明する。
<Example 1>
In Example 1, a plurality of evaluation points were installed on the model, an evaluation point evaluation value was calculated for each evaluation point, and an evaluation point for arranging the temperature measurement unit was selected based on the calculated evaluation point evaluation value. Details of the present embodiment will be described below.

本実施例では、図22に示す形状のモデルを用いた。このモデルは、50mm×50mm×20mmの直方体の角に一辺が10mmの立方体形状が突出した形状である。熱源Q1は、この立方体の上面に配置されており、Q1からモデルへの熱流入量は0.25W(熱流束:2500W/m)とした。熱源Q2は、この立方体の周囲の幅10mmの領域であり、Q2からモデルへの熱流入量は、0.75W(熱流束:2500W/m)とした。熱源Q3は、Q1及びQ2を下面に射影した領域であり、Q3からモデルへの熱流入量は、1.00W(熱流束:2500W/m)とした。図22に示した対称面は断熱面とし、対称面と熱源以外の面は、放熱面(熱伝達係数:10W/(mk))とした。このモデルの上面に図23の○印で示す位置に11個の評価ポイント(f03,f05,f13,f14,f30,f31,f32,f33,f34,f35,f36)を設定した。また、図23の三角で示す位置に基礎評価ポイントf12、f15を設定した。なお、本実施例のシミュレーションでは、f12とf15のうちの何れか一方を基礎評価ポイントとして用いた。
以上の条件で作成したモデルについてシミュレーションによって温度分布を計算したところ、図24に示す結果が得られた。図24中のMAX、MINで示す位置において、温度上昇量が、それぞれ最高(32.995K)、最低(30.800K)となった。
ここまでのステップは、図19のステップSF1と、ステップSF2の一部(図9に示すステップSB1〜SB2(ステップSA2))に対応する。
In this example, a model having the shape shown in FIG. 22 was used. This model has a shape in which a cube shape having a side of 10 mm protrudes from a corner of a rectangular parallelepiped of 50 mm × 50 mm × 20 mm. The heat source Q1 is disposed on the upper surface of the cube, and the heat inflow amount from Q1 to the model is 0.25 W (heat flux: 2500 W / m 2 ). The heat source Q2 is an area having a width of 10 mm around the cube, and the heat inflow amount from Q2 to the model is 0.75 W (heat flux: 2500 W / m 2 ). The heat source Q3 is a region in which Q1 and Q2 are projected on the lower surface, and the heat inflow amount from Q3 to the model is 1.00 W (heat flux: 2500 W / m 2 ). The symmetry plane shown in FIG. 22 was a heat insulation plane, and the plane other than the symmetry plane and the heat source was a heat dissipation plane (heat transfer coefficient: 10 W / (m 2 k)). Eleven evaluation points (f03, f05, f13, f14, f30, f31, f32, f33, f34, f35, f36) were set on the upper surface of the model at the positions indicated by the circles in FIG. Further, basic evaluation points f12 and f15 were set at positions indicated by triangles in FIG. In the simulation of this example, one of f12 and f15 was used as the basic evaluation point.
When the temperature distribution was calculated by simulation for the model created under the above conditions, the results shown in FIG. 24 were obtained. In the positions indicated by MAX and MIN in FIG. 24, the temperature rise amounts were the highest (32.995K) and the lowest (30.800K), respectively.
The steps so far correspond to step SF1 in FIG. 19 and part of step SF2 (steps SB1 to SB2 (step SA2) shown in FIG. 9).

次に、図25に示すL12の直交表に従って、上述した11個の評価ポイントの種々の組み合わせを作成した。L12の直交表の第1行〜第12行は、第1〜第12の評価ポイントの組み合わせを示している。直交表中の「0」、「1」は、それぞれ、その評価ポイントを「使用しない」、「使用する」を意味する。例えば、L12の直交表の第10行目は、列ABCHIKが1で、残りの列が0である。従って、この行は、列ABCHIKに割り当てられた評価ポイントを使用するという評価ポイントの組み合わせを示している。このステップは、図6のステップSA1に対応する。 Then, according to the orthogonal table L 12 shown in FIG. 25, to create various combinations of 11 evaluation points described above. First row to the 12th row of the orthogonal table of L 12 represents a combination of the first to twelfth evaluation point. “0” and “1” in the orthogonal table mean “do not use” and “use” the evaluation points, respectively. For example, line 10 of the orthogonal table of L 12 is a column ABCHIK is 1, the remaining columns is zero. Thus, this row shows a combination of evaluation points that use the evaluation point assigned to column ABCHIK. This step corresponds to step SA1 in FIG.

次に、図9のステップSB3〜SB10(ステップSA2)に従って、各組み合わせについて、組み合わせ評価値を算出した。ステップSB4では、下記式(3)に示すギャップ評価値を最大化するように(TとTの差を最小化するように)、仮定熱流量を設定した。式(1)において、Tは、ステップSB5で生成した推定温度分布上での温度(温度推定値)であり、Tは、ステップSB2で生成した基準温度分布上での温度(温度基準値)であり、nは、ステップSB3又はSB10で選択された評価ポイントの組み合わせに含まれる評価ポイントの数である。
Next, according to steps SB3 to SB10 (step SA2) of FIG. 9, a combination evaluation value was calculated for each combination. In step SB4, the assumed heat flow rate was set so as to maximize the gap evaluation value shown in the following formula (3) (to minimize the difference between T i and T s ). In Equation (1), T i is the temperature (temperature estimated value) on the estimated temperature distribution generated in step SB5, and T s is the temperature (temperature reference value) on the reference temperature distribution generated in step SB2. N is the number of evaluation points included in the combination of evaluation points selected in step SB3 or SB10.

この計算は、iSIGHT(エンジニアス・ジャパン株式会社製、バージョン10.0)という市販のソフトウェア中のPAOという最適化手法を用いて行った。Q1〜Q3のいずれについても、仮定熱流量の最大値を2.0とし、初期値と最小値を0.1とした。また、最適化計算は、3h経過後に終了した。   This calculation was performed using an optimization method called PAO in commercially available software called iSIGHT (manufactured by Engineers Japan, version 10.0). In any of Q1 to Q3, the maximum value of the assumed heat flow rate was set to 2.0, and the initial value and the minimum value were set to 0.1. The optimization calculation was completed after 3 hours.

また、組み合わせ評価値は、例えば、下記式(4)に従って算出した。式(4)において、Tは、温度推定値であり、Tは、温度基準値であり、mは、組み合わせ評価値の算出に用いる評価ポイントの数である。組み合わせ評価値の算出には、図23に示す14個の評価ポイントf03,f05,f11,f12,f13,f14,f15,f30,f31,f32,f33,f34,f35,f36を用いた。
Moreover, the combination evaluation value was computed according to following formula (4), for example. In Equation (4), T i is a temperature estimated value, T s is a temperature reference value, and m is the number of evaluation points used for calculating a combined evaluation value. For the calculation of the combination evaluation value, 14 evaluation points f03, f05, f11, f12, f13, f14, f15, f30, f31, f32, f33, f34, f35, and f36 shown in FIG. 23 were used.

f12を基礎評価ポイントとしたときと、f15を評価ポイントとしたときに算出された組み合わせ評価値を図26に示す。また、f12を基礎評価ポイントとしたときに最後に設定された仮定熱流入量を図27に示し、f15を基礎評価ポイントとしたときに最後に設定された仮定熱流入量を図28に示す。図26と図27及び図28を比較すると、組み合わせ評価値が高い場合ほど、仮定熱流量の値が「解」に近い傾向にあることが分かる。例えば、基礎評価ポイントがf12の場合、第2行や第12行の組み合わせは組み合わせ評価値が非常に大きいところ、仮定熱流量Q1〜Q3の値も「解」に近い値になっている。一方、第4行の組み合わせは、組み合わせ評価値が比較的小さいところ、仮定熱流量Q1〜Q3の値は「解」から大きくずれている。   FIG. 26 shows the combination evaluation values calculated when f12 is the basic evaluation point and f15 is the evaluation point. FIG. 27 shows the assumed heat inflow amount set last when f12 is set as the basic evaluation point, and FIG. 28 shows the assumed heat inflow amount set last when f15 is set as the basic evaluation point. Comparing FIG. 26 with FIG. 27 and FIG. 28, it can be seen that the higher the combined evaluation value, the closer the value of the assumed heat flow rate is to the “solution”. For example, when the basic evaluation point is f12, the combination of the second row and the twelfth row has a very large combination evaluation value, but the values of the assumed heat flow rates Q1 to Q3 are also close to “solution”. On the other hand, in the combination of the fourth row, the values of the assumed heat flow rates Q1 to Q3 are greatly deviated from “solution” when the combination evaluation value is relatively small.

次に、図11のステップSC1〜SC7(ステップSA3)に従って、各評価ポイントについて評価ポイント評価値を算出した。f12を基礎評価ポイントとしたときの結果を図29に示し、f15を基礎評価ポイントとしたときの結果を図30に示す。なお、代表値としては、平均値を採用し、評価ポイント評価値は、「(有り代表値)−(無し代表値)」によって定義した。   Next, an evaluation point evaluation value was calculated for each evaluation point according to steps SC1 to SC7 (step SA3) in FIG. FIG. 29 shows the result when f12 is the basic evaluation point, and FIG. 30 shows the result when f15 is the basic evaluation point. The average value was adopted as the representative value, and the evaluation point evaluation value was defined by “(present value) − (representative value)”.

次に、図13のステップSD1(ステップSA4)に従って、評価ポイント評価値による評価が高いものから順に使用する評価ポイントを追加することによって評価ポイントの複数の組み合わせを生成した。その結果を図31(f12が基礎評価ポイント)及び図32(f15が基礎評価ポイント)に示す。   Next, according to step SD1 (step SA4) in FIG. 13, a plurality of combinations of evaluation points was generated by adding evaluation points to be used in order from the one having the highest evaluation point evaluation value. The results are shown in FIG. 31 (f12 is the basic evaluation point) and FIG. 32 (f15 is the basic evaluation point).

次に、s00〜s11について、ステップSD2(ステップSA4)に従って、組み合わせ評価値を算出した。その結果を図33(f12が基礎評価ポイント)及び図34(f15が基礎評価ポイント)に示す。   Next, a combination evaluation value was calculated for s00 to s11 according to step SD2 (step SA4). The results are shown in FIG. 33 (f12 is the basic evaluation point) and FIG. 34 (f15 is the basic evaluation point).

次に、ステップSD3(ステップSA4)に従って、組み合わせ評価値が最高である組み合わせを選択した。f12が基礎評価ポイントの場合は、ジョブs05の組み合わせ評価値が最高であるので、この組み合わせを選択した。この組み合わせには、評価ポイントf12,f34,f35,f31,f30,f32が含まれているので、この評価ポイントの位置に温度測定部を配置することとした。また、f15が基礎評価ポイントの場合は、ジョブs05の組み合わせ評価値が最高であるので、この組み合わせを選択した。この組み合わせには、評価ポイントf15,f31,f36,f13,f03,f34が含まれているので、この評価ポイントの位置に温度測定部を配置することとした。なお、f15が基礎評価ポイントの場合、ジョブs03とジョブs05とでは、組み合わせ評価値がほぼ同じであるので、評価ポイントの少なさを考慮して、ジョブs03を選択することもできる。ジョブs03の組み合わせには、評価ポイントf15,f31,f36,f13が含まれているので、この評価ポイントの位置に温度測定部を配置することができる。
また、図33と図34を比較すると、図33では評価ポイントの数が少ないときは組み合わせ評価値が非常に低いが、図34では評価ポイントが少ないときでも組み合わせ評価値が高い値になっていることが分かる。図33と図34の違いは、基礎評価ポイントがf12であるかf15であるかの違いであり、評価ポイントf15は、図24の温度分布での温度上昇量が最も小さい位置に配置された評価ポイントである。この結果は、温度変化が小さい位置に配置された評価ポイントや温度センサを基礎評価ポイント又は基礎温度センサとして選択することによって、少ない測定点数で良好な結果を得ることができることを示している。
以上の方法により、温度測定部の数及び配置を決定することができた。
Next, according to step SD3 (step SA4), the combination with the highest combination evaluation value was selected. When f12 is a basic evaluation point, the combination evaluation value of job s05 is the highest, so this combination was selected. Since this combination includes evaluation points f12, f34, f35, f31, f30, and f32, the temperature measurement unit is arranged at the position of this evaluation point. When f15 is the basic evaluation point, the combination evaluation value of job s05 is the highest, and this combination was selected. Since this combination includes evaluation points f15, f31, f36, f13, f03, and f34, the temperature measurement unit is arranged at the position of this evaluation point. Note that when f15 is a basic evaluation point, the job s03 and the job s05 have substantially the same combination evaluation value, so the job s03 can be selected in consideration of the small number of evaluation points. Since the combination of job s03 includes evaluation points f15, f31, f36, and f13, the temperature measurement unit can be arranged at the position of this evaluation point.
Further, comparing FIG. 33 with FIG. 34, the combination evaluation value is very low when the number of evaluation points is small in FIG. 33, but the combination evaluation value is high even when there are few evaluation points in FIG. I understand that. The difference between FIG. 33 and FIG. 34 is the difference whether the basic evaluation point is f12 or f15, and the evaluation point f15 is an evaluation arranged at the position where the temperature rise amount in the temperature distribution of FIG. 24 is the smallest. It is a point. This result shows that a favorable result can be obtained with a small number of measurement points by selecting an evaluation point or a temperature sensor arranged at a position where the temperature change is small as a basic evaluation point or a basic temperature sensor.
With the above method, the number and arrangement of the temperature measurement units could be determined.

<実施例2>
実施例2では、工作機械に設置されている全ての温度センサを温度測定部として選択した場合において、熱源からのモデルへの熱流入量を推定した。以下、詳述する。
図35は本実施例の実験目的を表した実験概念図である。図示するように、本実施例で行った実験では、恒温室でのクロススライドの温度測定によって得られた一定時間経過後の温度上昇量を求める実験値と、熱源を仮定して一定時間経過後の温度上昇量の解析による各点の温度上昇量の解析値を比較して、繰り返し計算によって、実験の温度測定結果と一致する熱源(温度上昇量)を探索することにより、クロススライドモデルの熱源分布の推定を行った。なお、具体的な実験手順および実験結果について以下説明する。
<Example 2>
In Example 2, when all the temperature sensors installed in the machine tool were selected as the temperature measurement unit, the heat inflow amount from the heat source to the model was estimated. Details will be described below.
FIG. 35 is an experimental conceptual diagram showing the experimental purpose of this example. As shown in the figure, in the experiment carried out in this example, an experimental value obtained by measuring the temperature of the cross slide in a temperature-controlled room and an amount of temperature increase after a lapse of a certain time and a heat source are assumed and after a lapse of a certain time. By comparing the analytical values of the temperature rise at each point by analyzing the temperature rise of the sample, and by searching repeatedly for the heat source (temperature rise) that matches the experimental temperature measurement results, the heat source of the cross slide model The distribution was estimated. Specific experimental procedures and experimental results will be described below.

既知熱源としてシリコンラバーヒータ2箇所をクロススライドモデルの斜面部に伝熱グリースで摺動面に密着させ、ベークライト板と万力で固定させた。続いて温度センサ(温度センサー)をクロススライドモデル上15点(以下温度センサ1,2・・・15とする)に設置し室温21℃、湿度55%の条件の恒温室内で加熱条件150W×2個、8時間で加熱を行い、温度上昇履歴計15点で時間を追って調べた。その結果を図36に示す。   Two silicon rubber heaters as known heat sources were brought into close contact with the sliding surface with heat transfer grease on the inclined surface of the cross slide model and fixed to the bakelite plate with a vise. Subsequently, temperature sensors (temperature sensors) are installed at 15 points on the cross slide model (hereinafter referred to as temperature sensors 1, 2... 15), and heating conditions are 150 W × 2 in a temperature-controlled room with a room temperature of 21 ° C. and a humidity of 55%. Each was heated in 8 hours, and the temperature rise history meter 15 points were examined over time. The result is shown in FIG.

図36、本実施例で用いた多軸制御工作機械のクロススライドモデルの駆動機構における周縁部における温度センサの温度測定結果を図示したグラフである。すなわち、図36は、加熱実験を行った際の温度−時間プロットである。図36を見るとおり、シリコンラバーヒータに近い温度センサ15は大きな温度上昇を示し、逆に温度センサ4などは設置されたシリコンラバーヒータから遠いため温度上昇は小さかった。これらの8時間後の温度上昇量は以下の表1および表2のとおりであった。   FIG. 36 is a graph illustrating the temperature measurement result of the temperature sensor at the peripheral edge in the drive mechanism of the cross slide model of the multi-axis control machine tool used in this example. That is, FIG. 36 is a temperature-time plot when a heating experiment is performed. As shown in FIG. 36, the temperature sensor 15 close to the silicon rubber heater showed a large temperature rise. Conversely, the temperature sensor 4 and the like were far from the installed silicon rubber heater, so the temperature rise was small. The amount of temperature increase after 8 hours was as shown in Table 1 and Table 2 below.

これら15点の温度上昇量の測定結果から、逆解析による熱源の推定を行った。逆解析の手法を以下に示す。温度センサーにより測定された温度上昇履歴が図36に示すようなクロススライドモデル上に9点の熱源があると仮定してそれらから熱が流入するとしたモデルの温度上昇履歴と比較し、最適化アルゴリズムで選定した熱流束の組み合わせで時刻歴温度解析を行ったものと比較することで後述する(式A)の目的関数である残差の2乗和が最小になるような熱流束の組み合わせを探索した。なお、クロスモデルの物性値は材質はねずみ鋳鉄、密度は7500kg/m、熱伝導率は50W/(m・K)、比熱0.55kJ/(kg・K)、熱源以外の放熱面に適用する熱伝達係数は10W/(m・K)である。ここで熱流束を適用した面を除いてすべての面は放熱面とした。すなわち、熱流束=(流入する熱量W)/(面積mm)とすることができる。 From the measurement results of the temperature rises at these 15 points, the heat source was estimated by inverse analysis. The method of reverse analysis is shown below. Assuming that the temperature rise history measured by the temperature sensor has nine heat sources on the cross slide model as shown in FIG. 36, the optimization algorithm is compared with the temperature rise history of the model in which heat flows from them. Search for a combination of heat fluxes that minimizes the sum of squares of the residual, which is the objective function of (Equation A) described later, by comparing with the time history temperature analysis performed with the combination of heat fluxes selected in. did. The physical properties of the cross model are gray cast iron, the density is 7500 kg / m 3 , the thermal conductivity is 50 W / (m · K), the specific heat is 0.55 kJ / (kg · K), and it is applied to the heat dissipation surface other than the heat source. The heat transfer coefficient is 10 W / (m 2 · K). Here, all surfaces except for the surface to which the heat flux was applied were heat radiation surfaces. That is, heat flux = (incoming heat amount W) / (area mm 2 ).

続いて同様の実験で、今回は測定点を17点に増やして実験を行い、恒温室でのクロススライドモデルの温度測定結果tc_04〜tc_oの17点の一定時間経過後の温度上昇量と最適化アルゴリズムで選定した熱流束の組み合わせ、kp99〜kp43の17点において時刻歴温度解析で所定時間経過後の各点温度上昇量を以下の表3のように比較した。   Subsequently, in the same experiment, this time, the number of measurement points was increased to 17 points, and the temperature rise amount after a certain time of 17 points of the temperature measurement results tc_04 to tc_o in the constant temperature room was optimized. As shown in Table 3 below, the temperature rises at each point after the elapse of a predetermined time in the time history temperature analysis at 17 points of the heat flux combinations selected by the algorithm, kp99 to kp43.

ここで目的とする関数は残差の2乗和
δ=(kp99−tc_04)+(kp42−tc_05)+・・・・
+(kp43−tc_o)・・・(式A)
におけるδが最小になる熱流束の組み合わせを探索した。実験値と完全に一致する場合はδ=0となるものである。一つの熱流束の組み合わせの温度解析に約3分を要した。この温度解析の繰り返し計算により目的関数を最小化する熱流束の組み合わせを探した。この繰り返し計算の時間には約24時間、約500回程度の繰り返し計算を行った。その結果を以下の表4に示す。また、繰り返し計算において最適条件におけるクロススライドモデルの温度分布を図37に示す。よって最適条件における熱源分布から既知熱源の流入がほぼ推定可能となった。
Here, the objective function is the sum of squared residuals δ 2 = (kp99−tc — 04) 2 + (kp42−tc — 05) 2 +.
+ (Kp43−tc_o) 2 (Formula A)
A combination of heat fluxes that minimizes δ 2 was searched. When the experimental value completely matches, δ 2 = 0. It took about 3 minutes to analyze the temperature of one heat flux combination. We searched for a combination of heat fluxes that minimizes the objective function through repeated calculations of this temperature analysis. In this iterative calculation time, about 500 hours were repeated for about 24 hours. The results are shown in Table 4 below. In addition, FIG. 37 shows the temperature distribution of the cross slide model under the optimum conditions in the iterative calculation. Therefore, the inflow of the known heat source can be almost estimated from the heat source distribution in the optimum condition.

図37は最適条件におけるクロススライドモデルの温度分布を表した3D解析図である。すなわち、図37は実施例で用いた多軸制御工作機械のクロススライドモデルの駆動機構において、温度センサの温度測定結果から逆解析によって算出した最適条件の熱源分布に基づいて推定された、クロススライドモデルの駆動機構の温度分布を図示した3D解析図である。この解析図を見れば、本実施例の方法によって、最適条件における熱源分布により既知熱源の熱流入量がほぼ推定可能となったことがわかる。   FIG. 37 is a 3D analysis diagram showing the temperature distribution of the cross slide model under the optimum conditions. That is, FIG. 37 shows the cross slide estimated based on the optimal heat source distribution calculated by inverse analysis from the temperature measurement result of the temperature sensor in the drive mechanism of the cross slide model of the multi-axis control machine tool used in the example. It is a 3D analysis figure which illustrated temperature distribution of the drive mechanism of a model. From this analysis diagram, it can be seen that the heat inflow amount of the known heat source can be almost estimated from the heat source distribution under the optimum conditions by the method of this embodiment.

<実施例3>
図38は、工作機械機体の熱流入量推定において温度センサの配置を検討するために用いた複合加工機クロススライドモデルの概略図を示す.本実施例では、クロススライドモ
デルは単体で取り扱い、準定常温度上昇実験結果に基づいて温度センサの配置と数を検討した。クロススライドモデルの温度上昇は、図38中の15個の点(t1〜t15)に温度センサを設置して測定した。面熱源には、出力 300 W のシリコンラバーヒータを用いた。
<Example 3>
FIG. 38 shows a schematic diagram of a multi-machine cross-slide model used for examining the arrangement of the temperature sensor in the heat inflow estimation of the machine tool body. In this example, the cross slide model was handled alone, and the arrangement and number of temperature sensors were examined based on the quasi-steady temperature rise experiment results. The temperature increase of the cross slide model was measured by installing temperature sensors at 15 points (t1 to t15) in FIG. A silicon rubber heater with an output of 300 W was used as the surface heat source.

図39は、工作機械機体の熱流入量の推定に用いたクロススライドモデルの熱源候補領域を示す。なお、実機でのクロススライドの運動を考慮して、上述のシリコンラバーヒータを設置した面(面B)以外に 8 つの熱源候補領域(面A及びC〜I)を設定した。   FIG. 39 shows a heat source candidate area of the cross slide model used for estimating the heat inflow amount of the machine tool body. In consideration of the movement of the cross slide in the actual machine, eight heat source candidate regions (surfaces A and C to I) were set in addition to the surface (surface B) on which the silicon rubber heater was installed.

逆解析による工作機械機体の熱流入量の推定は次のように行った。まず、工作機械機体に設置した温度センサで機体の温度上昇量を測定した。つぎに、仮定した熱流入量に対して有限要素法で機体の準定常温度上昇解析を行い、その解析結果と準定常温度上昇測定結果をもとに、式(5)で定義した目的関数δを最小にする熱流入量を最適化手法を用いて求めた。   The estimation of the heat inflow of the machine tool body by inverse analysis was performed as follows. First, the temperature rise of the machine was measured with a temperature sensor installed on the machine tool. Next, a quasi-stationary temperature rise analysis of the aircraft is performed on the assumed heat inflow by the finite element method, and the objective function δ defined by the equation (5) is based on the analysis result and the quasi-stationary temperature rise measurement result. The amount of heat inflow that minimizes the amount was calculated using an optimization method.

ここで、nは温度センサの数、Tanは仮定した熱流入量に対して有限要素解析で求めた温度センサの準定常温度上昇量、Texはそれに対応する準定常温度上昇量の測定値である。 Here, n is the number of temperature sensors, Tan is a quasi-steady temperature rise amount of the temperature sensor obtained by finite element analysis with respect to the assumed heat inflow amount, and T ex is a measured value of the corresponding quasi-steady temperature rise amount. It is.

表5は、温度センサの配置と数が熱流入量の推定精度に及ぼす影響の検討に用いた温度センサの組み合わせを示す。   Table 5 shows combinations of temperature sensors used for studying the influence of the arrangement and number of temperature sensors on the estimation accuracy of the heat inflow amount.

温度センサの組み合わせの選定には、実験計画法の2n系の直交表Lを利用した。表5中の○印は式(5)のδの計算において、その温度センサの準定常温度上昇量を考慮することを、また×はそれを考慮しないことをそれぞれ示す。なお、熱流入量の推定精度に及ぼす温度センサの影響は、表5中の7箇所の温度センサで調べた。また、クロススライドモデルの熱流入量の推定に用いたその準定常温度上昇量の測定値は、表5中のNo.1〜No.8の温度センサの組み合わせに対し、加熱開始から8時間後のものであった。 The selection of the combination of temperature sensors, utilizing orthogonal table L 8 of 2n series of experimental design. The circles in Table 5 indicate that the quasi-steady temperature rise amount of the temperature sensor is taken into account in the calculation of δ in the equation (5), and x indicates that it is not taken into account. In addition, the influence of the temperature sensor on the estimation accuracy of the heat inflow amount was examined using the temperature sensors at seven locations in Table 5. Further, the measured value of the quasi-steady temperature rise amount used for estimating the heat inflow amount of the cross slide model is No. 1 in Table 5. 1-No. It was a thing 8 hours after a heating start with respect to the combination of 8 temperature sensors.

本解析では、図39中に示した各面熱源への熱流入は、表6中に示した熱流束の範囲でδを最小化する熱流束の組み合わせから求めた。最適化には線形計画法、逐次2次計画法、Downhill Simplex法、遺伝的アルゴリズムを組み合わせた手法を用いた。なお、最適解の探索時間は、6時間とした。   In this analysis, the heat inflow to each surface heat source shown in FIG. 39 was obtained from the combination of heat fluxes that minimizes δ within the heat flux range shown in Table 6. For optimization, a method combining linear programming, sequential quadratic programming, Downhill Simplex method, and genetic algorithm was used. The search time for the optimum solution was 6 hours.

<結果および考察>
図40は、表5中に示したNo.1〜No.8それぞれの温度センサの組み合わせに対する熱流入量の推定結果を示す。図40中に示した熱流入量は、熱流束の最適解の値にその熱源候補領域の面積を乗じて求めた。シリコンラバーヒータを設置した熱源候補領域Bの熱流入量の推定結果がその出力300Wに最も近かったのはNo.1であり、その熱流入量は251.7Wであった。ただし、図40中に示したように、No.1のδは他の温度センサの組み合わせ比べてかなり大きかった。この原因としては、No.1で用いた温度センサの数が他の組み合わせにおける3よりも多い7であったことが考えられる。ここで、表5中のNo.1〜No.8の温度センサの組み合わせで熱流入量を推定するのに最適なものを見出すため、No.1〜No.8それぞれの組み合わせに対する熱流入量の最適解を用いてクロススライドモデルの準定常温度上昇を解析し、式(6)で与えられる、図38中に示した15箇所の全準定常温度上昇の測定値を用いるΔを求めた。
<Results and discussion>
40 shows No. 1 shown in Table 5. 1-No. 8 shows the estimation results of heat inflow for each combination of temperature sensors. The amount of heat inflow shown in FIG. 40 was determined by multiplying the value of the optimum heat flux solution by the area of the heat source candidate region. The estimation result of the heat inflow amount of the heat source candidate region B where the silicon rubber heater was installed was closest to the output of 300 W. 1 and the heat inflow amount was 251.7 W. However, as shown in FIG. The δ of 1 was considerably larger than other temperature sensor combinations. As the cause of this, no. It is conceivable that the number of temperature sensors used in 1 was 7, which was larger than 3 in other combinations. Here, no. 1-No. No. 8 in order to find the most suitable one for estimating the heat inflow amount. 1-No. 8 Analyzing the quasi-steady temperature rise of the cross slide model using the optimal solution of the heat inflow for each combination, and measuring the quasi-steady temperature rise at the 15 locations shown in FIG. 38 given by equation (6) Δ using the value was determined.

図40中に示したように、Δが最小となったのはシリコンラバーヒータを設置した熱源候補領域Bの熱流入量を最も精度よく推定できたNo.1、次がNo.4でその推定値は244.1Wであった。図40中の棒グラフからわかるように、Δが小さかったNo.1、No.4の場合、実際の熱源であったB以外の熱源候補領域の熱流入量は、他の温度センサの組み合わせの場合と比較して、おおむねわずかであった。   As shown in FIG. 40, Δ is the smallest because the heat inflow amount of the heat source candidate region B in which the silicon rubber heater is installed can be estimated most accurately. 1. Next is No. 4 and the estimated value was 244.1W. As can be seen from the bar graph in FIG. 1, no. In the case of 4, the amount of heat inflow in the heat source candidate regions other than B, which was an actual heat source, was generally small compared to the case of the combination of other temperature sensors.

ところで、表5中に示したように、温度センサの数はNo.1の7を除けば、他はいずれも3である。しかし、温度センサの数が同じであっても図40中のΔには大きな違いがある。そこで、熱流入量を高精度に推定するための温度センサを見出すため、式(7)で与えられる、品質工学の望小特性のSN比ηを用いて、各温度センサの考慮の有無が熱流入量の推定精度に及ぼす影響を検討した。   By the way, as shown in Table 5, the number of temperature sensors is No. Except for 1 of 7, all others are 3. However, even if the number of temperature sensors is the same, there is a large difference in Δ in FIG. Therefore, in order to find a temperature sensor for estimating the heat inflow amount with high accuracy, whether or not each temperature sensor is considered is determined by using the SN ratio η of the desired characteristic of quality engineering given by Equation (7). The effect of the inflow on the estimation accuracy was examined.

図41は、式(7)で求めた、各温度センサのSN比要因効果図を示す。SN比から判断して、本解析では、いずれの温度センサもδの計算にその準定常温度上昇量を考慮することは、熱流入量の推定精度の向上につながった。特に、準定常温度上昇実験でシリコンラーバーヒータを設置した近傍の温度センサであったt14、t15では、それぞれの準定常温度上昇量を考慮するしないがSN比に顕著な影響を及ぼした。これは、t14とt15のいずれも含むNo.1、No.4の温度センサの組み合わせの場合、図40中に示したΔが小さかったこととよく一致する。   FIG. 41 shows a signal-to-noise ratio factor effect diagram of each temperature sensor obtained by the equation (7). Judging from the S / N ratio, in this analysis, taking into account the quasi-steady temperature rise amount in the calculation of δ for any temperature sensor led to an improvement in the estimation accuracy of the heat inflow amount. In particular, at t14 and t15, which are temperature sensors in the vicinity where the silicon rubber heater was installed in the quasi-steady temperature rise experiment, the S / N ratio was significantly affected although the respective quasi-steady temperature rise amounts were not taken into consideration. This is because No. includes both t14 and t15. 1, no. In the case of the combination of the temperature sensors 4, this agrees well with the fact that Δ shown in FIG. 40 is small.

以上のように、工作機械機体の熱流入量の推定を高精度化するため、実験計画法の直交表を用いて温度センサの配置と数について検討した。熱流入量の推定精度に対するそれぞれの温度センサの要因効果を熱流入量の最適解の探索結果に基づいて評価することは、工作機械機体の熱流入量を高精度に推定する温度センサの配置と数を決定するために有用である。   As described above, in order to increase the accuracy of the estimation of the heat inflow amount of the machine tool body, the arrangement and the number of temperature sensors were examined using the orthogonal table of the experimental design method. Evaluating the factorial effect of each temperature sensor on the estimation accuracy of heat inflow based on the search result of the optimal solution of heat inflow is the arrangement of the temperature sensor that accurately estimates the heat inflow of the machine tool body. Useful for determining numbers.

<実施例4>
これまでの実施例は、熱源位置が特定されている場合の温度センサ設置方法について検討を行ったが、実施例4では、熱源位置が特定できない場合の温度センサ設置方法について検討する。
<Example 4>
In the embodiments so far, the temperature sensor installation method when the heat source position is specified has been examined. In Example 4, the temperature sensor installation method when the heat source position cannot be specified is examined.

本実施例では、図42に示すような形状のモデルを用い、このモデル上に7つの面熱源3,7,12,21,32,33,34と、評価ポイントkp38,51,52,55,299,303,324,359,5,287,288を設定した。
次に、表7に示すように、直交表Lに従って面熱源32,33,34を熱源とするか又はここから放熱させるかに基づいて、4種類の熱源パターンを作成した。各熱源パターンで熱流入量を推定する際には、表7において「放熱」と表示されている面番号以外の面熱源を熱源とした。例えば、熱源パターン1では、面熱源3,7,12,21を熱源とし、熱源パターン2では、面熱源3,7,12,21,33,34を熱源とした。
In the present embodiment, a model having a shape as shown in FIG. 42 is used, and seven surface heat sources 3, 7, 12, 21, 32, 33, 34 and evaluation points kp38, 51, 52, 55, 299, 303, 324, 359, 5, 287, 288 were set.
Next, as shown in Table 7, the surface heat source 32, 33, 34 based on whether dissipating or from which a heat source in accordance with orthogonal table L 4, were prepared four types of heat sources pattern. When estimating the heat inflow amount with each heat source pattern, a surface heat source other than the surface number indicated as “radiation” in Table 7 was used as the heat source. For example, in the heat source pattern 1, the surface heat sources 3, 7, 12, and 21 are heat sources, and in the heat source pattern 2, the surface heat sources 3, 7, 12, 21, 33, and 34 are heat sources.

次に、表8に示すように、直交表Lに従って評価ポイントkp5,287,288を目的関数の計算に含めるか又は含めないかに基づいて、評価ポイントの組み合わせを4種類作成した。各熱源パターンについて、これらの評価ポイントの組み合わせに基づいて、各熱源候補領域からの熱流入量の推定が行われる。 Next, as shown in Table 8, the evaluation point kp5,287,288 based on or not included or included in the calculation of the objective function in accordance with orthogonal table L 4, and four create a combination of the evaluation points. For each heat source pattern, the amount of heat inflow from each heat source candidate region is estimated based on the combination of these evaluation points.

次に、熱源パターン1〜4のそれぞれについて、非定常温度上昇解析を行うことによって、図43に示す正解の温度分布を得た。本解析では、加熱時間開始から600秒後の温度上昇を対象に検討を行った。この場合、温度上昇解析の解析時間は約60秒であった。熱流束探索解析では、評価ポイントでの温度が正解の温度分布での温度に一致するように、熱源候補領域からの熱流入量が推定される。   Next, by performing an unsteady temperature rise analysis for each of the heat source patterns 1 to 4, a correct temperature distribution shown in FIG. 43 was obtained. In this analysis, a study was made on the temperature rise 600 seconds after the start of the heating time. In this case, the analysis time of the temperature rise analysis was about 60 seconds. In the heat flux search analysis, the amount of heat inflow from the heat source candidate region is estimated so that the temperature at the evaluation point matches the temperature in the correct temperature distribution.

次に、表9に示す条件で、式(8)に示す目的関数を最小化するように熱流束探索解析を行った。式(8)において、Tanは、 最適化手法で選定した熱流束値を用いて解析した各評価ポイントの温度上昇値であり、Texは、 各評価ポイントにおける正解の温度上昇値であり、nは、評価ポイントの数である。本熱流束探索解析では、表7中に示した各熱源候補領域への熱流入は、表9中に示した熱流束の範囲でδを最小化する熱流束の組み合わせから求めた。最適化には、線形計画法、逐次2次計画法、Downhill Simplex法、遺伝的アルゴリズムを組み合わせた、最適化ソフウエアiSIGHT FD 3.1に搭載されているPointerを用いた。なお、最適化の探索時間は、1時間とした。 Next, a heat flux search analysis was performed under the conditions shown in Table 9 so as to minimize the objective function shown in Equation (8). In Equation (8), Tan is the temperature rise value at each evaluation point analyzed using the heat flux value selected by the optimization method, and T ex is the correct temperature rise value at each evaluation point. n is the number of evaluation points. In this heat flux search analysis, the heat inflow to each heat source candidate region shown in Table 7 was obtained from the combination of heat fluxes that minimizes δ within the heat flux range shown in Table 9. For optimization, Pointer installed in the optimization software iSIGHT FD 3.1, which combines linear programming, sequential quadratic programming, Downhill Simplex method, and genetic algorithm, was used. The search time for optimization was 1 hour.

本実施例では、4つの熱源パターンのそれぞれについて、4組の評価点パターンで熱源候補領域からの熱流入量の推定が行われるので、全部で16通りの熱流束探索解析が行われる。この熱流束探索解析では、繰り返し計算が行われるが、一例として熱源パターン1、評価ポイントの組み合わせaについて、繰り返しの各ステップでの各熱源候補領域からの熱流入量(熱流束)及び目的関数の値を図44に示す。図44を参照すると、各熱源候補領域からの熱流入量はステップ毎に大きく上下しているが、目的関数は、ステップが増えるにつれて着実に小さくなっていることが分かる。   In the present embodiment, for each of the four heat source patterns, the heat inflow amount from the heat source candidate region is estimated using four sets of evaluation point patterns, so that a total of 16 heat flux search analyzes are performed. In this heat flux search analysis, iterative calculation is performed. As an example, for heat source pattern 1 and evaluation point combination a, the amount of heat inflow (heat flux) from each heat source candidate region and the objective function at each iteration step The values are shown in FIG. Referring to FIG. 44, it can be seen that the heat inflow amount from each heat source candidate region greatly increases and decreases at each step, but the objective function steadily decreases as the step increases.

熱流束探索解析が終了し、各熱源候補領域からの熱流入量の推定値が決定されると、この推定値に基づいてクロススライドモデルの温度分布が求まるので、この温度分布を用いて、式(9)に基づいてδallを算出した。δallの算出では、全ての評価ポイントのデータを利用した。そして、算出されたδallに基づいて、式(10)で定義されるSN比ηを算出した。 When the heat flux search analysis is completed and the estimated value of the heat inflow from each heat source candidate area is determined, the temperature distribution of the cross slide model is obtained based on this estimated value. Δ all was calculated based on (9). In calculating δ all , data of all evaluation points was used. Then, based on the calculated δ all , the SN ratio η defined by the equation (10) was calculated.

熱源パターン1について得られた結果を表10及び図45に示す。
The results obtained for the heat source pattern 1 are shown in Table 10 and FIG.

熱源パターン2について得られた結果を表11及び図46に示す。
The results obtained for the heat source pattern 2 are shown in Table 11 and FIG.

熱源パターン3について得られた結果を表12及び図47に示す。
The results obtained for the heat source pattern 3 are shown in Table 12 and FIG.

熱源パターン4について得られた結果を表13及び図48に示す。
The results obtained for the heat source pattern 4 are shown in Table 13 and FIG.

次に、各熱源パターンについて、各評価ポイントの点数付けを行った。以下、熱源パターン1を用いて、点数付けの方法を具体的に説明する。評価ポイント「5」は、表8に示すように、評価ポイントの組み合わせ「a」と「b」では計算に含められず、評価ポイントの組み合わせ「c」と「d」では計算に含められる。下記表14での評価ポイント「5」の右側の評価「×」は、評価ポイント「5」が計算に含められていない場合の結果を意味し、その場合のSN比の値は、表10を参照すると、評価ポイントの組み合わせが「a」の場合のSN比(−0.76)と「b」の場合のSN比(11.684)の平均(5.46)である。同様に評価「○」は、評価ポイント「5」が計算に含められている場合の結果を意味し、その場合のSN比の値は、表10を参照すると、評価ポイントの組み合わせが「c」の場合のSN比(3.89)と「d」の場合のSN比(8.26)の平均(6.08)である。この平均の差(増分)は、0.61である。この増分が大きいほど、評価ポイント「5」を計算に含めることによる結果の改善の度合いが大きいことを意味する。   Next, each evaluation point was scored for each heat source pattern. Hereinafter, the scoring method will be specifically described using the heat source pattern 1. As shown in Table 8, the evaluation point “5” is not included in the calculation for the combination of evaluation points “a” and “b”, and is included in the calculation for the combination of evaluation points “c” and “d”. The evaluation “×” on the right side of the evaluation point “5” in the following Table 14 means the result when the evaluation point “5” is not included in the calculation, and the SN ratio value in that case is shown in Table 10. In other words, the average (5.46) of the SN ratio (−0.76) when the combination of the evaluation points is “a” and the SN ratio (11.684) when the combination is “b”. Similarly, the evaluation “◯” means the result when the evaluation point “5” is included in the calculation, and the value of the SN ratio in that case is as follows. It is the average (6.08) of the SN ratio (3.89) in the case of “d” and the SN ratio (8.26) in the case of “d”. The average difference (increment) is 0.61. The larger this increment is, the greater the degree of improvement of the result by including the evaluation point “5” in the calculation.

同様の方法で、評価ポイント「287」と「288」についてのSN比の増分を算出したところ、それぞれ、8.41と4.04であった。
増分が大きいほど、好ましい評価ポイントであるということがいえるので、増分が大きいものから順に、評価ポイントの点数を3点、2点、1点とした。
熱源パターン2〜4についても同様の方法で、各評価ポイントの点数付けを行った。熱源パターンが変われば、評価ポイントの点数も変わる。例えば、評価ポイント「5」は、熱源パターン1では点数が1であったが、熱源パターン2では点数が3であった。
When the SN ratio increments for the evaluation points “287” and “288” were calculated by the same method, they were 8.41 and 4.04, respectively.
Since it can be said that the larger the increment is, the more preferable the evaluation point is, the score of the evaluation point was set to 3, 2, and 1 in order from the largest increment.
For the heat source patterns 2 to 4, the evaluation points were scored in the same manner. If the heat source pattern changes, the number of evaluation points also changes. For example, the evaluation point “5” has a score of 1 in the heat source pattern 1, but has a score of 3 in the heat source pattern 2.

熱源パターンが定まっている場合には、その熱源パターンについて評価ポイントの点数を求め、その点数に基づいて、計算に含める評価ポイントを決定すればいいので、シンプルであるが、実際の現場においては、熱源の位置を厳密に定めることが困難である場合も多く、熱源位置が変動することを考慮して、評価ポイントの点数を求められることが多い。
そこで、本実施例では、表15に示すように、4つの熱源パターンでの各評価ポイントの点数を平均し、その平均値を評価ポイントの点数とした。表15によると、評価ポイント「287」の平均点は2.5であり、評価ポイント「5」と「288」の平均点はどちらも「1.75」であった。この結果から、熱源位置の変動を考慮した場合、評価ポイント「287」が最も重要な評価ポイントであると結論付けることができる。
また、評価ポイント「5」と「288」は、平均点が同じである。このような場合、実機の運転モードに近い熱源パターンでの点数が高い評価ポイントをより重要な評価ポイントであると判断することができる。例えば、実機の運転モードでの熱源パターンが熱源パターン1に近い場合には、評価ポイント「288」の方が重要であるといえ、一方、実機の運転モードでの熱源パターンが熱源パターン2に近い場合には、評価ポイント「5」の方が重要であるといえる。
If the heat source pattern is fixed, the score of the evaluation point for the heat source pattern is obtained, and the evaluation point to be included in the calculation can be determined based on the score. In many cases, it is difficult to precisely determine the position of the heat source, and the number of evaluation points is often obtained in consideration of fluctuations in the position of the heat source.
Therefore, in this example, as shown in Table 15, the scores of the respective evaluation points in the four heat source patterns were averaged, and the average value was used as the score of the evaluation points. According to Table 15, the average score of the evaluation points “287” was 2.5, and the average scores of the evaluation points “5” and “288” were both “1.75”. From this result, it is possible to conclude that the evaluation point “287” is the most important evaluation point when the variation of the heat source position is taken into consideration.
The evaluation points “5” and “288” have the same average score. In such a case, an evaluation point having a high score in the heat source pattern close to the operation mode of the actual machine can be determined as a more important evaluation point. For example, when the heat source pattern in the operation mode of the actual machine is closer to the heat source pattern 1, the evaluation point “288” can be said to be more important. On the other hand, the heat source pattern in the operation mode of the actual machine is closer to the heat source pattern 2 In this case, it can be said that the evaluation point “5” is more important.

本実施例では、直交表Lを用いて熱源パターンの組み合わせと評価ポイントの組み合わせを作成したが、これらの組み合わせは、直交表L以外の直交表を用いて作成してもよい。また、熱源パターンの組み合わせの作成に用いる直交表と評価ポイントの組み合わせに用いる直交表は、同じであっても異なっていてもよい。 In this embodiment, the combination of heat source patterns and the combination of evaluation points are created using the orthogonal table L 4 , but these combinations may be created using an orthogonal table other than the orthogonal table L 4 . Further, the orthogonal table used for creating the combination of heat source patterns and the orthogonal table used for combining the evaluation points may be the same or different.

また、本実施例では、各熱源パターンについて評価ポイントの点数付けを行った後、その点数の平均点に基づいて最終的な評価ポイントの評価を行ったが、各熱源パターンについてのSN比の増分の平均値に基づいて最終的な評価ポイントの評価を行ってもよい。さらに、SN比の増分の代わりに、「(5)温度センサ評価値の算出(ステップSC5)」で説明した種々の温度センサ評価値を用いてもよい。   Further, in this example, after scoring the evaluation points for each heat source pattern, the final evaluation points were evaluated based on the average score, but the SN ratio increment for each heat source pattern The final evaluation point may be evaluated based on the average value. Further, various temperature sensor evaluation values described in “(5) Calculation of temperature sensor evaluation value (step SC5)” may be used instead of the SN ratio increment.

以上、本発明を実施例に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It is to be understood by those skilled in the art that this embodiment is merely an example, and that various modifications are possible and that such modifications are within the scope of the present invention.

100 熱変位補正装置
101 入力受付・モデルデータ生成部
102 入力部
104 熱源候補領域設定部
110 温度データ記憶部
114 サーバー
116 温度センサ位置データ受付部
118 被測定構造体構造・物性データ受付部
120 被測定構造体モデルデータ生成部
122 被測定構造体モデルデータ記憶部
124 熱流入量仮定部
126 温度分布推定部
128 温度分布記憶部
130 対比・ギャップ解析部
132 繰り返し計算判定部
134 近似データ算出部
136 近似データ記憶部
138 出力部
139 熱変位補正データ生成部
200 傾斜支持体(クロススライドモデル(クロススライド))
201 温度測定部
202 温度センサ
204 温度センサ選択部
205 クロススライドの傾斜面
207a 往復スライドウェイ
207b 往復スライドウェイ
211 刃物台
212 ベッド
300 多軸制御工作機械の駆動機構
302 差分データ計算部
304 残差二乗和計算部
306 残差二乗和・閾値大小判定部
308 閾値記憶部
310 時刻・回数上限到達判定部
312 上限値記憶部
314 時刻計算部
316 回数計算部
318 総合判定部
1000 工作機械
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Thermal displacement correction | amendment apparatus 101 Input reception and model data generation part 102 Input part 104 Heat source candidate area setting part 110 Temperature data storage part 114 Server 116 Temperature sensor position data reception part 118 Measured structure structure / physical property data reception part 120 Measured Structure model data generation unit 122 Structure model data storage unit to be measured 124 Heat inflow assumption unit 126 Temperature distribution estimation unit 128 Temperature distribution storage unit 130 Contrast / gap analysis unit 132 Repetition calculation determination unit 134 Approximate data calculation unit 136 Approximate data Storage unit 138 Output unit 139 Thermal displacement correction data generation unit 200 Inclined support (cross slide model (cross slide))
201 Temperature Measurement Unit 202 Temperature Sensor 204 Temperature Sensor Selection Unit 205 Cross Slide Inclined Surface 207a Reciprocating Slide Way
207b Reciprocating slide way 211 Tool post 212 Bed 300 Multi-axis control machine tool drive mechanism 302 Difference data calculation unit 304 Residual square sum calculation unit 306 Residual square sum / threshold magnitude determination unit 308 Threshold storage unit 310 Time / times upper limit reached Determination unit 312 Upper limit storage unit 314 Time calculation unit 316 Number calculation unit 318 General determination unit 1000 Machine tool

Claims (10)

複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させて該被削材を所定形状に加工する工作機械であって、
前記工作機械に設けられている複数の温度センサと、
前記温度センサのうち温度測定に使用されるものを温度測定部として選択する温度センサ選択部と、
前記工作機械における熱源候補領域を設定する熱源候補領域設定部と、
前記熱源候補領域からの熱流入量を仮定する熱流入量仮定部と、
前記熱流入量仮定部によって仮定された熱流入量に基づいて前記工作機械の推定温度分布を生成する温度分布推定部と、
前記温度測定部による温度検出値と、前記温度分布推定部によって推定された温度分布のうち前記温度測定部に対応する箇所の温度推定値とを対比して、該温度検出値および該温度推定値の間のギャップが小さくなるように、前記熱流入量仮定部に前記熱流入量を別の値に再仮定させて、前記熱流入量仮定部および前記温度分布推定部に繰り返し計算をさせる対比・ギャップ解析部と、
前記繰り返し計算の結果を基にして、前記熱源候補領域からの近似熱流入量および前記工作機械の近似温度分布を算出する近似データ算出部とを備え、
前記温度センサ選択部は、前記温度センサのそれぞれを使用するかどうかに基づいて直交表に従って温度センサの複数の組み合わせを生成し、前記組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出し、各組み合わせについて算出された前記組み合わせ評価値をある温度センサが使用されているかどうかに基づいて分類することによってその温度センサの温度センサ評価値を算出し、前記温度センサ評価値に基づいて温度測定部として使用する温度センサを選択する、工作機械。
A machine tool that relatively moves a tool and a work material by a plurality of drive mechanisms to process the work material into a predetermined shape,
A plurality of temperature sensors provided in the machine tool;
A temperature sensor selection unit that selects, as a temperature measurement unit, one used for temperature measurement among the temperature sensors;
A heat source candidate area setting unit for setting a heat source candidate area in the machine tool;
A heat inflow assumption section that assumes the heat inflow from the heat source candidate region;
A temperature distribution estimation unit that generates an estimated temperature distribution of the machine tool based on the heat inflow amount assumed by the heat inflow amount assumption unit;
The detected temperature value and the estimated temperature value are compared by comparing the detected temperature value by the temperature measuring unit with the estimated temperature value of the location corresponding to the measured temperature portion of the temperature distribution estimated by the estimated temperature distribution unit. The heat inflow amount assumption unit re-assums the heat inflow amount to another value so that the gap between the heat inflow amount assumption unit and the temperature distribution estimation unit is repeatedly calculated. A gap analysis section;
Based on the result of the repeated calculation, comprising an approximate data calculation unit for calculating an approximate heat inflow amount from the heat source candidate region and an approximate temperature distribution of the machine tool,
The temperature sensor selection unit generates a plurality of combinations of temperature sensors according to an orthogonal table based on whether each of the temperature sensors is used, calculates a combination evaluation value for each of the combinations, and is calculated for each combination. Further, the temperature sensor evaluation value of the temperature sensor is calculated by classifying the combination evaluation value based on whether or not a certain temperature sensor is used, and the temperature sensor is used as a temperature measuring unit based on the temperature sensor evaluation value Choose a machine tool.
前記温度センサの選択は、前記温度センサ評価値による評価が高いものから順に使用する温度センサを追加することによって温度センサの複数の組み合わせを生成し、ここで生成した組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出し、算出した組み合わせ評価値による評価に基づいて温度センサの組み合わせを選択することによって行われる請求項1に記載の工作機械。 The selection of the temperature sensor generates a plurality of combinations of temperature sensors by adding temperature sensors to be used in descending order of evaluation based on the evaluation value of the temperature sensor, and sets a combination evaluation value for each of the generated combinations. The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is calculated and selected by selecting a combination of temperature sensors based on an evaluation based on the calculated combination evaluation value. 前記温度センサの組み合わせの選択は、算出した組み合わせ評価値による評価が最高である組み合わせを選択することによって行われる請求項2に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 2, wherein selection of the combination of the temperature sensors is performed by selecting a combination having the highest evaluation based on the calculated combination evaluation value. 前記温度センサの選択は、前記温度センサ評価値が大きいものから順に使用する温度センサを追加することによって温度センサの組み合わせを生成し、生成した組み合わせについて前記組み合わせ評価値を算出し、温度センサを追加する前後の前記組み合わせ評価値を比較し、温度センサの追加後の前記組み合わせ評価値による評価の低下が所定の閾値を超える場合に温度センサの追加を終了して組み合わせ評価値が最大になる組み合わせを選択することによって行われる請求項1に記載の工作機械。 The temperature sensor is selected by generating a combination of temperature sensors by adding the temperature sensors to be used in order from the one with the largest temperature sensor evaluation value, calculating the combination evaluation value for the generated combination, and adding the temperature sensor. The combination evaluation values before and after the comparison are compared, and when the decrease in the evaluation due to the combination evaluation value after the addition of the temperature sensor exceeds a predetermined threshold, the addition of the temperature sensor is finished and the combination evaluation value is maximized. The machine tool according to claim 1, wherein the machine tool is selected. 前記組み合わせ評価値は、
前記熱源候補領域からの基準熱流入量を設定し、
前記基準熱流入量に基づいて前記熱源候補領域での基準温度分布を生成し、
前記熱源候補領域からの仮定熱流入量を設定し、
前記仮定熱流入量に基づいて前記工作機械の推定温度分布を生成し、
前記基準温度分布のうち前記組み合わせに含まれる温度センサに対応する箇所の温度基準値と、前記推定温度分布のうち前記組み合わせに含まれる温度センサに対応する箇所の温度推定値とを対比して、前記温度基準値および前記温度推定値の間のギャップが小さくなるように、前記仮定熱流入量を別の値に再設定して繰り返し計算し、
前記繰り返し計算の結果として得られた最終の推定温度分布と基準温度分布との差異又は最終の仮定熱流入量と基準熱流入量との差異を評価することによって算出する請求項1〜4の何れか1つに記載の工作機械。
The combination evaluation value is
Set a reference heat inflow amount from the heat source candidate area,
Generate a reference temperature distribution in the heat source candidate region based on the reference heat inflow amount,
Set the assumed heat inflow from the heat source candidate area,
Generating an estimated temperature distribution of the machine tool based on the assumed heat inflow,
Contrast the temperature reference value of the location corresponding to the temperature sensor included in the combination in the reference temperature distribution and the temperature estimated value of the location corresponding to the temperature sensor included in the combination in the estimated temperature distribution, The hypothetical heat inflow amount is reset to another value and repeatedly calculated so that the gap between the temperature reference value and the temperature estimated value becomes small,
Any one of claims 1 to 4 calculated by evaluating a difference between a final estimated temperature distribution obtained as a result of the iterative calculation and a reference temperature distribution or a difference between a final assumed heat inflow amount and a reference heat inflow amount. A machine tool according to claim 1.
前記温度センサのうち前記基準温度分布で温度上昇量が最も小さい位置に配置されているものが基礎温度センサである請求項5に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 5, wherein the temperature sensor is a basic temperature sensor that is arranged at a position where the amount of temperature rise is the smallest in the reference temperature distribution. 前記基準熱流入量は、近似データ算出部が以前に算出した近似熱流入量に設定される請求項5又は6に記載の工作機械。 The machine tool according to claim 5 or 6, wherein the reference heat inflow amount is set to an approximate heat inflow amount previously calculated by an approximate data calculation unit. 前記熱源候補領域設定部は、直交表に基づいて複数の熱源候補領域を組み合わせた複数の熱源パターンを設定し、
前記温度センサ選択部は、各熱源パターンについて温度センサ評価値を算出し、その平均値に基づいて温度測定部として使用する温度センサを選択する、請求項1〜7の何れか1つに記載の工作機械。
The heat source candidate region setting unit sets a plurality of heat source patterns that combine a plurality of heat source candidate regions based on an orthogonal table,
The said temperature sensor selection part calculates the temperature sensor evaluation value about each heat source pattern, and selects the temperature sensor used as a temperature measurement part based on the average value, The heat sensor pattern as described in any one of Claims 1-7. Machine Tools.
複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させて該被削材を所定形状に加工する工作機械の温度測定部の数及び配置の決定方法であって、
前記工作機械のモデル上に熱源候補領域及び複数の評価ポイントを設定するステップと、
前記評価ポイントのそれぞれを使用するかどうかに基づいて直交表に従って評価ポイントの複数の組み合わせを生成するステップと、
前記組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出するステップと、
各組み合わせについて算出された前記組み合わせ評価値をある評価ポイントが使用されているかどうかに基づいて分類することによってその評価ポイントの評価ポイント評価値を算出するステップと、
前記評価ポイント評価値に基づいて温度測定部を配置する評価ポイントを選択するステップを備える、工作機械の温度測定部の数及び配置の決定方法。
A method for determining the number and arrangement of temperature measuring parts of a machine tool that relatively moves a tool and a work material by a plurality of drive mechanisms to process the work material into a predetermined shape,
Setting a heat source candidate region and a plurality of evaluation points on the model of the machine tool;
Generating a plurality of combinations of evaluation points according to an orthogonal table based on whether to use each of the evaluation points;
Calculating a combination evaluation value for each of the combinations;
Calculating the evaluation point evaluation value of the evaluation point by classifying the combination evaluation value calculated for each combination based on whether or not an evaluation point is used;
A method for determining the number and arrangement of temperature measuring units of a machine tool, comprising: selecting an evaluation point at which a temperature measuring unit is arranged based on the evaluation point evaluation value.
複数の駆動機構によって工具と被削材を相対運動させて該被削材を所定形状に加工する工作機械の温度測定部の数及び配置の決定プログラムであって、
前記工作機械のモデル上に熱源候補領域及び複数の評価ポイントを設定するステップと、
前記評価ポイントのそれぞれを使用するかどうかに基づいて直交表に従って評価ポイントの複数の組み合わせを生成するステップと、
前記組み合わせのそれぞれについて組み合わせ評価値を算出するステップと、
各組み合わせについて算出された前記組み合わせ評価値をある評価ポイントが使用されているかどうかに基づいて分類することによってその評価ポイントの評価ポイント評価値を算出するステップと、
前記評価ポイント評価値に基づいて温度測定部を配置する評価ポイントを選択するステップをコンピュータに実行させる、工作機械の温度測定部の数及び配置の決定プログラム。
A program for determining the number and arrangement of temperature measuring parts of a machine tool for processing a work material into a predetermined shape by relatively moving a tool and the work material by a plurality of drive mechanisms,
Setting a heat source candidate region and a plurality of evaluation points on the model of the machine tool;
Generating a plurality of combinations of evaluation points according to an orthogonal table based on whether to use each of the evaluation points;
Calculating a combination evaluation value for each of the combinations;
Calculating the evaluation point evaluation value of the evaluation point by classifying the combination evaluation value calculated for each combination based on whether or not an evaluation point is used;
A program for determining the number and arrangement of temperature measuring units of a machine tool, causing a computer to execute a step of selecting an evaluation point for arranging a temperature measuring unit based on the evaluation point evaluation value.
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