JP2019005874A - 工作機械の熱変位の補正方法及び補正装置 - Google Patents
工作機械の熱変位の補正方法及び補正装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019005874A JP2019005874A JP2017125247A JP2017125247A JP2019005874A JP 2019005874 A JP2019005874 A JP 2019005874A JP 2017125247 A JP2017125247 A JP 2017125247A JP 2017125247 A JP2017125247 A JP 2017125247A JP 2019005874 A JP2019005874 A JP 2019005874A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- correction
- information
- wear
- machining
- recording unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
【課題】工作機械の熱変位の補正に関して、補正係数の選定及び変更方法及びそのための熱変位補正装置の提供を目的とする。【解決手段】所定の加工時刻に測定されたワークの加工寸法を入力し記録される加工寸法記録部と、補正に必要な情報が記録される補正情報記録部とを備え、前記補正情報記録部は、機械の各部に取り付けられた温度センサーからの検出値情報と、前記検出値に基づいて演算された温度補正量の情報と、工具の摩耗による摩耗補正量の情報であり、次回の稼働開始時に、前回稼働時における前記加工寸法記録部と前記補正情報記録部とに記録された情報に基づいて、温度補正及び摩耗補正が無かった場合のワークの加工寸法の推移から温度補正式の新係数を演算することを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本発明は、工作機械の機械温度の変化によって生ずるワークの加工誤差を抑えるための熱変位の補正方法及びその補正装置に関する。
旋盤、複合加工機等の工作機械にてワークを連続的に機械加工する際にワークの加工時間や加工数の増大により、工具が摩耗することから一般的にオペレーターは所定の加工時間毎や加工数毎にワークの仕上がり加工寸法をチェックし、必要に応じてＮＣ装置の指令値から工具の摩耗による誤差を補正している。
また、この摩耗補正量はオペレーターが入力する場合の他に加工時間や加工数に比例した自動補正方法も採用されている。
また、この摩耗補正量はオペレーターが入力する場合の他に加工時間や加工数に比例した自動補正方法も採用されている。
また、工作機械の駆動部やワークの加工部等にて熱が発生し、機械温度に変化が生じ、機械の熱変形に起因する加工誤差が生じる。
一般的には工作機械のベッド、主軸台、刃物台等の要所要所に温度センサーを取り付け、そのそれぞれの検出値ｔκとすると、それに係数ακを乗じ、それと定数βを用いた下記式（１）により温度補正量δを求めている。
この温度補正量δを用いて自動的にＮＣ装置の指令値（例えば旋盤における刃物台の位置指令）が補正されている。
本出願人は、この補正精度の向上を目的に補正式に時間遅れに起因する項（特許文献１）や予知できない外乱の影響を抑えるべく、隣接設定値なる項（特許文献２）を加える技術を提案している。
一般的には工作機械のベッド、主軸台、刃物台等の要所要所に温度センサーを取り付け、そのそれぞれの検出値ｔκとすると、それに係数ακを乗じ、それと定数βを用いた下記式（１）により温度補正量δを求めている。
この温度補正量δを用いて自動的にＮＣ装置の指令値（例えば旋盤における刃物台の位置指令）が補正されている。
本発明者がさらに加工誤差に影響を与える要因を調査した結果、工作機械に使用されているクーラント等の温度の影響もあり、いつも同一の補正式を用いるのではなく、補正式の係数を見直した方が良い場合があることが明らかになった。
本発明は、工作機械の熱変位の補正に関して、補正係数の選定及び変更方法及びそのための熱変位補正装置の提供を目的とする。
本発明に係る工作機械の熱変位の補正方法は、所定の加工時刻に測定されたワークの加工寸法を入力し記録される加工寸法記録部と、補正に必要な情報が記録される補正情報記録部とを備え、前記補正情報記録部は、機械の各部に取り付けられた温度センサーからの検出値情報と、前記検出値に基づいて演算された温度補正量の情報と、工具の摩耗による摩耗補正量の情報であり、次回の稼働開始時に、前回稼働時における前記加工寸法記録部と前記補正情報記録部とに記録された情報に基づいて、温度補正及び摩耗補正が無かった場合のワークの加工寸法の推移から温度補正式の新係数を演算することを特徴とする。
ここで、所定の加工時刻とは、オペレーターが所定時間や所定のワークの加工数毎にワークの所定の加工寸法を測定した、そのワークの加工時刻又は測定時刻等をいい、その際に測定した加工寸法を時刻とともに加工寸法記録部に入力される。
また、オペレーターが補正した工具の摩耗補正量、あるいは自動補正による摩耗補正量は補正情報記録部に記録され、所定の時間毎の検出値情報に基づいて温度補佐が上記式（１）により演算され温度補正量δにより補正され、その内容が補正情報記録部に記録されている。
また、オペレーターが補正した工具の摩耗補正量、あるいは自動補正による摩耗補正量は補正情報記録部に記録され、所定の時間毎の検出値情報に基づいて温度補佐が上記式（１）により演算され温度補正量δにより補正され、その内容が補正情報記録部に記録されている。
上記加工寸法記録部と補正情報記録部とに記録されている情報を工作機械のスタート時に取得し前回稼動時、例えば前日の温度補正及び摩耗補正が無かった場合の加工寸法の推移を逆演算する。
次に逆演算された情報に基づいて上記式（１）の係数ακを例えば重回帰分析方法を用いて新たに算出する。
本明細書では、この新たな係数を新係数と称する。
本発明では、このように前回の稼動時の情報に基づいて得られた新係数を、次回の稼動時に自動的に採用してもよい。
また、オペレーター等のユーザーの実行指令に基づいて新係数に置き換えてもよい。
次に逆演算された情報に基づいて上記式（１）の係数ακを例えば重回帰分析方法を用いて新たに算出する。
本明細書では、この新たな係数を新係数と称する。
本発明では、このように前回の稼動時の情報に基づいて得られた新係数を、次回の稼動時に自動的に採用してもよい。
また、オペレーター等のユーザーの実行指令に基づいて新係数に置き換えてもよい。
本発明において、前回稼動時とは所定時間停止した際の前回の稼働をいい、例えば前日の稼働をいう。
また、本発明に係る工作機械の熱変位補正装置は、所定の加工時刻に測定されたワークの加工寸法を入力し記録される加工寸法記録部と、補正に必要な情報が記録される補正情報記録部とを備え、前記補正情報記録部は、機械の各部に取り付けられた温度センサーからの検出値情報と、前記検出値に基づいて演算された温度補正量の情報と、工具の摩耗による摩耗補正量の情報であり、次回の稼働開始指令に基づいて前回稼動時における前記加工寸法記録部と前記補正情報記録部とから温度補正及び摩耗補正が無かった場合のワークの加工寸法の推移データを取得する演算手段と、前記演算手段にて取得したワークの加工寸法の推移データから温度補正式の新係数を演算する新係数演算手段を有することを特徴とする。
また、本発明に係る工作機械の熱変位補正装置は、所定の加工時刻に測定されたワークの加工寸法を入力し記録される加工寸法記録部と、補正に必要な情報が記録される補正情報記録部とを備え、前記補正情報記録部は、機械の各部に取り付けられた温度センサーからの検出値情報と、前記検出値に基づいて演算された温度補正量の情報と、工具の摩耗による摩耗補正量の情報であり、次回の稼働開始指令に基づいて前回稼動時における前記加工寸法記録部と前記補正情報記録部とから温度補正及び摩耗補正が無かった場合のワークの加工寸法の推移データを取得する演算手段と、前記演算手段にて取得したワークの加工寸法の推移データから温度補正式の新係数を演算する新係数演算手段を有することを特徴とする。
本発明においては、ＮＣ装置の刃物台の位置指令等の指令値を機械の各部の温度検出値に基づいて補正する場合に、最適な補正係数を前回の稼動時の加工寸法と対応した情報に基づいて取得できるので、熱変位の補正精度が向上する。
工作機械には、図１示すように加工時刻、刃物台及び入力した加工寸法の表示部と、そのデータを記録する加工寸法記録部を有する。
ＮＣ装置の制御部には、熱変位の補正に必要な情報が記録されている補正情報記録部を有する。
この記録部には、所定のインターバルにて取得した機械の各部に取り付けた温度センサーの検出値のデータ、式（１）にて補正された温度補正量のデータ、工具の摩耗に起因する摩耗補正量等のデータが記録されている。
摩耗補正量には、オペレーターが入力したデータ、定量補正したデータ等が含まれる。
ＮＣ装置の制御部には、熱変位の補正に必要な情報が記録されている補正情報記録部を有する。
この記録部には、所定のインターバルにて取得した機械の各部に取り付けた温度センサーの検出値のデータ、式（１）にて補正された温度補正量のデータ、工具の摩耗に起因する摩耗補正量等のデータが記録されている。
摩耗補正量には、オペレーターが入力したデータ、定量補正したデータ等が含まれる。
最初にワークの加工を開始する際には、例えば前日の稼働における各加工時刻毎の各センサーの温度情報、温度補正値、摩耗補正量のデータを取得し、温度補正と摩耗補正とが行われなかった場合のワークの加工寸法の推移を逆演算し、そのデータに基づいて式（１）の各係数ακを新係数として算出する。
この場合に重回帰分析により最適な新係数を算出する。
なお、表中「ｍ」は本出願人による特許文献２の隣接設定値に対応する。
この場合に重回帰分析により最適な新係数を算出する。
なお、表中「ｍ」は本出願人による特許文献２の隣接設定値に対応する。
次に、式（１）における各検出値ｔκに対応する新係数及び定数βを前日の稼動時の値と比較する。
前回と今回の補正係数との変化率が１０％を超えた場合には、予知せぬ大きな外乱による場合もあるので警告表示する。
係数の変化率が１０％未満であれば、その補正情報を画面に表示する。
この場合に暗号化してもよい。
この情報は社内サーバーに記録され、必要に応じて暗号化された補正情報を携帯電話等の情報端末を用いて撮影し、本社や外部管理会社等の他の管理部門に送信してもよい。
この際に式（１）を新係数に変換する操作を自動的に実行してもよいが、図１に示すように画面表示された補正情報に基づいてユーザーが新係数への変更を許諾する実行指令に基づいてのみ新係数への変更ができるようにするのが好ましい。
これらの補正情報も暗号化され、記録保存される。
また、必要に応じて他の管理部門に送信される。
前回と今回の補正係数との変化率が１０％を超えた場合には、予知せぬ大きな外乱による場合もあるので警告表示する。
係数の変化率が１０％未満であれば、その補正情報を画面に表示する。
この場合に暗号化してもよい。
この情報は社内サーバーに記録され、必要に応じて暗号化された補正情報を携帯電話等の情報端末を用いて撮影し、本社や外部管理会社等の他の管理部門に送信してもよい。
この際に式（１）を新係数に変換する操作を自動的に実行してもよいが、図１に示すように画面表示された補正情報に基づいてユーザーが新係数への変更を許諾する実行指令に基づいてのみ新係数への変更ができるようにするのが好ましい。
これらの補正情報も暗号化され、記録保存される。
また、必要に応じて他の管理部門に送信される。
Claims (6)
- 所定の加工時刻に測定されたワークの加工寸法を入力し記録される加工寸法記録部と、補正に必要な情報が記録される補正情報記録部とを備え、
前記補正情報記録部は、機械の各部に取り付けられた温度センサーからの検出値情報と、前記検出値に基づいて演算された温度補正量の情報と、工具の摩耗による摩耗補正量の情報であり、
次回の稼働開始時に、前回稼働時における前記加工寸法記録部と前記補正情報記録部とに記録された情報に基づいて、温度補正及び摩耗補正が無かった場合のワークの加工寸法の推移から温度補正式の新係数を演算することを特徴とする工作機械の熱変位の補正方法。 - 前記温度補正式の新係数は重回帰分析法によることを特徴とする請求項１記載の工作機械の熱変位の補正方法。
- 前記新係数の実行は、ユーザーの実行指令に基づくことを特徴とする請求項１又は２記載の工作機械の熱変位の補正方法。
- 前記前回稼働時とは、前日の稼働であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工作機械の熱変位の補正方法。
- 所定の加工時刻に測定されたワークの加工寸法を入力し記録される加工寸法記録部と、補正に必要な情報が記録される補正情報記録部とを備え、
前記補正情報記録部は、機械の各部に取り付けられた温度センサーからの検出値情報と、前記検出値に基づいて演算された温度補正量の情報と、工具の摩耗による摩耗補正量の情報であり、
次回の稼働開始指令に基づいて前回稼動時における前記加工寸法記録部と前記補正情報記録部とから温度補正及び摩耗補正が無かった場合のワークの加工寸法の推移データを取得する演算手段と、前記演算手段にて取得したワークの加工寸法の推移データから温度補正式の新係数を演算する新係数演算手段を有することを特徴とする工作機械の熱変位補正装置。 - 請求項５記載の熱変位補正装置を備えた工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017125247A JP7019163B2 (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 工作機械の熱変位の補正方法及び補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017125247A JP7019163B2 (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 工作機械の熱変位の補正方法及び補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019005874A true JP2019005874A (ja) | 2019-01-17 |
| JP7019163B2 JP7019163B2 (ja) | 2022-02-15 |
Family
ID=65026624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017125247A Active JP7019163B2 (ja) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 工作機械の熱変位の補正方法及び補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7019163B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111687686A (zh) * | 2019-03-15 | 2020-09-22 | 发那科株式会社 | 温度插值装置 |
| CN112710345A (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 计算系统有限公司 | 持续改进预测性维护数据库的机器监视方法和装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05116053A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Hitachi Seiki Co Ltd | 工作機械の熱変位補正方法 |
| WO1997025183A1 (fr) * | 1996-01-09 | 1997-07-17 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Dispositif de correction de deplacement d'un outil de machine |
| JPH1158179A (ja) * | 1997-06-10 | 1999-03-02 | Shinichi Nakahira | 工作機械の熱変位補正方法および装置 |
| JP2006055919A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 工作機械の加工誤差の補正方法 |
| WO2016067874A1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | ヤマザキマザック株式会社 | 熱変位補正量設定変更装置を備える工作機械 |
| JP2017087405A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の熱変位補正装置 |
-
2017
- 2017-06-27 JP JP2017125247A patent/JP7019163B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05116053A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Hitachi Seiki Co Ltd | 工作機械の熱変位補正方法 |
| WO1997025183A1 (fr) * | 1996-01-09 | 1997-07-17 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Dispositif de correction de deplacement d'un outil de machine |
| JPH1158179A (ja) * | 1997-06-10 | 1999-03-02 | Shinichi Nakahira | 工作機械の熱変位補正方法および装置 |
| JP2006055919A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd | 工作機械の加工誤差の補正方法 |
| WO2016067874A1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | ヤマザキマザック株式会社 | 熱変位補正量設定変更装置を備える工作機械 |
| JP2017087405A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の熱変位補正装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111687686A (zh) * | 2019-03-15 | 2020-09-22 | 发那科株式会社 | 温度插值装置 |
| CN112710345A (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 计算系统有限公司 | 持续改进预测性维护数据库的机器监视方法和装置 |
| CN112710345B (zh) * | 2019-10-25 | 2023-04-25 | 计算系统有限公司 | 持续改进预测性维护数据库的机器监视方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7019163B2 (ja) | 2022-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102123173B1 (ko) | 공작기계의 열변위 보정 파라메터 자동 변환 장치 및 변환 방법 | |
| EP3168001A1 (en) | Machine tool equipped with device for changing setting of thermal displacement correction amount | |
| JP2017049656A (ja) | 加工精度維持機能を有する加工システム | |
| US20140039666A1 (en) | Apparatus and method for automatically detecting and compensating for a backlash of a machine tool | |
| JP2017227947A (ja) | 加工管理装置 | |
| JP2019130632A (ja) | 異常判別装置、プログラム、異常判別システム及び異常判別方法 | |
| JP7303065B2 (ja) | 機械学習装置、制御システム及び機械学習方法 | |
| JP6299184B2 (ja) | 工作機械および工作機械における加工制御方法 | |
| CN109725601B (zh) | 综合加工系统、综合加工方法以及计算机可读介质 | |
| JP2019005874A (ja) | 工作機械の熱変位の補正方法及び補正装置 | |
| JP2019098453A (ja) | 工作機械の制御方法、工作機械の制御装置、工作機械の設定支援装置、工作機械の制御システム及びプログラム | |
| JP4505385B2 (ja) | 工作機械の熱変位推定方法 | |
| CN110096029B (zh) | 热位移校正装置 | |
| JP6875461B2 (ja) | 機械加工管理方法及び機械加工管理システム | |
| CN110096028B (zh) | 基准温度设定装置、基准温度设定方法以及计算机可读介质 | |
| JP2017220213A (ja) | 加工負荷解析装置、加工負荷解析プログラム、及び加工負荷解析システム | |
| JP2004030421A (ja) | Ｎｃ工作機械 | |
| KR20150041328A (ko) | 공작기계의 열변위 보정 파라메터 자동 변환 장치 및 변환 방법 | |
| JP6561003B2 (ja) | 工作機械の熱変位補正方法、工作機械 | |
| JP7210268B2 (ja) | 工作機械の熱変位補正方法、熱変位補正プログラム、熱変位補正装置 | |
| US20210405608A1 (en) | Thermal displacement correction method for machine tool | |
| JP6871218B2 (ja) | 加工情報記録装置、加工情報記録方法及びプログラム | |
| JP5026298B2 (ja) | 精密加工のための最適加工条件の決定を支援する装置 | |
| JP2020038553A (ja) | 摩耗量推定システム、補正システム、異常検知システム、寿命検知システム、工作機械及び摩耗量推定方法 | |
| JP6656945B2 (ja) | 工作機械の熱変位の補正方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200330 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210301 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210311 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210628 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210805 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220125 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220126 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7019163 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |