JP3322611B2 - Thermal displacement amount calculation unit and storage medium of the machine tool - Google Patents

Thermal displacement amount calculation unit and storage medium of the machine tool

Info

Publication number
JP3322611B2
JP3322611B2 JP21192197A JP21192197A JP3322611B2 JP 3322611 B2 JP3322611 B2 JP 3322611B2 JP 21192197 A JP21192197 A JP 21192197A JP 21192197 A JP21192197 A JP 21192197A JP 3322611 B2 JP3322611 B2 JP 3322611B2
Authority
JP
Grant status
Grant
Patent type
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21192197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1148094A (en )
Inventor
公千 清水
Original Assignee
ブラザー工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械に装備され、その工作機械で発生する熱変位量を算出する工作機械の熱変位量算出装置及びその装置を実現するための記憶媒体に関する。 The present invention relates are equipped with a machine tool, a storage medium for realizing the thermal displacement amount calculation device and the device for a machine tool for calculating the thermal displacement amount generated by the machine tool.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、例えばワークに切削や穴開け等を施したり基板に部品を組み付けるための加工手段と、この加工手段とワークや基板等の被加工物との相対位置を変動させる駆動手段とを有する工作機械がある。 Conventionally, for example, a processing means for assembling the components on a substrate or subjected to cutting or drilling, etc. in the work, the working means and the workpiece and the driving means for varying the relative position of the workpiece such as a substrate there is a machine tool with a door. 一般に、切削等の加工を行う工作機械では、例えばドリルやタップ等の工具を保持するための保持機構、これに保持された工具を回転駆動するための主軸駆動機構、工具のX軸方向の送りのためのX軸送り機構、工具のY軸方向の送りのためのY軸送り機構、工具のZ軸方向の送りのためのZ軸送り機構、これらの送り機構を制御するための制御装置等を備えている。 In general, in the machine tool for machining such as cutting, for example, a drill holding mechanism for holding a tool or the tap, etc., the spindle drive mechanism for the retained tool driven to rotate in this, the X-axis direction of the tool feed X-axis feed mechanism for, Y-axis feed mechanism for the Y-axis direction of the feed of the tool, Z axis feed mechanism for the Z-axis direction of the feed of the tool, such as a control device for controlling these feed mechanism It is equipped with a.

【0003】一例をあげると、図12および図13に示される工作機械10がある。 [0003] As an example, there is a machine tool 10 shown in FIGS. 12 and 13. 図12に示すように、この工作機械10は、切削屑の飛散を防止するためのスプラッシュガード12の内側にワーク(図示しない)を載置するためのテーブル14、例えばドリルやタップ等の工具交換のためのATCマガジン16、工作機械本体(以下単に本体ともいう)20等が配置されている。 As shown in FIG. 12, the machine tool 10, tool change table 14, for example, such as drills and taps for placing a workpiece on the inside of the splash guard 12 for preventing scattering of cutting chips (not shown) ATC magazine 16 for the machine tool main body (hereinafter simply referred to as body) 20, etc. are arranged. またスプラッシュガード12には、操作パネル22、ワークの入出やメンテナンスのためのワーク交換口24、主にメンテナンス用の点検ハッチ26等が設けられている。 The splash guard 12 is also an operation panel 22, the workpiece exchange port 24 for input and or maintenance work, inspection hatch 26 or the like mainly for maintenance is provided.

【0004】図13に示すように、本体20は、ドリルやタップ等の工具を保持するための主軸28、主軸28 [0004] As shown in FIG. 13, the main body 20, the main shaft 28 for holding a tool such as a drill or a tap, the spindle 28
を回転駆動するための主軸モータ30、多数の鋼球を内蔵して主軸側に固着されているナット部32とナット部32に内挿されるボールネジ34とからなるボールネジ機構36、ボールネジ34を回転駆動するためのZ軸モータ38、ボールネジ34と平行に配されているガイドレール40、ガイドレール40と主軸28側とを連結するスライド42等を備えている。 Spindle motor 30 for rotating the large number of ball screw mechanism 36 incorporates a steel ball made of a ball screw 34 for being inserted into the nut portion 32 and the nut portion 32 which is secured to the main shaft side, rotates the ball screw 34 Z-axis motor 38 to the guide rails 40 and ball screw 34 are arranged parallel to, and a slide 42 or the like for coupling the guide rail 40 and the main shaft 28 side.

【0005】この本体20においては、ボールネジ機構36とZ軸モータ38とでZ軸方向の送りのためのZ軸送り機構が構成され、Z軸モータ38によりボールネジ34を回転させることで主軸28のZ軸方向の移動が行われる。 [0005] In the body 20, Z-axis feed mechanism for the Z-axis direction of the feed in the ball screw mechanism 36 and the Z-axis motor 38 is constituted by a Z-axis motor 38 of the spindle 28 by rotating the ball screw 34 movement in the Z-axis direction is performed. また図12に示されるテーブル14をX軸およびY軸方向に移動させることができ、主軸28のZ軸方向の移動と併せて、ワークと工具のX、Y、Z軸方向の相対位置を変化させることができる。 Also it is possible to move the table 14 shown in FIG. 12 in the X-axis and Y-axis direction, together with movement in the Z axis direction of the main shaft 28, the workpiece and the tool X, Y, the relative position of the Z-axis direction change it can be.

【0006】このような工作機械では、例えばボールネジ機構36の稼働に伴って摩擦熱が発生してボールネジ34が延びることがある。 [0006] In such a machine tool, for example frictional heat with the operation of the ball screw mechanism 36 may be a ball screw 34 extends occurred. また、他の機構においても発熱がある。 Also, heat is generated in other mechanisms. そうした発熱によって工作機械に熱変位が発現する。 Thermal displacement is expressed on a machine tool by such heating. この熱変位が例えばZ軸方向に発現すると、ワークに施される溝の深さや段差の高さ等に誤差が生じる。 When the thermal displacement is expressed, for example, in the Z-axis direction, an error occurs in the height of the depth and the step of grooves applied to the workpiece or the like. 公差が熱変位量よりも十分に大きい場合にはこのような熱変位による加工誤差はあまり問題とはならないが、そうでない場合には熱変位に対する補正が必要となる。 Although not a machining error is less of a problem with such thermal displacement in the case sufficiently larger than the tolerance of thermal displacement, it is necessary to correct for the thermal displacement otherwise. そこで、工作機械の熱変位量を算出する熱変位量算出装置を設け、予め定められている加工プログラムに従って駆動手段を制御するに当たって、その熱変位量に応じた補正を行いながら駆動手段を制御することが提案されている(例えば特開昭62−88548号公報)。 Therefore, the thermal displacement amount calculating device for calculating a thermal displacement amount of the machine tool is provided, in controlling the driving means according to a machining program is determined in advance, and controls the drive means while correction in accordance with the thermal displacement amount it has been proposed (e.g., JP 62-88548 JP).

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の工作機械の熱変位量算出装置においては、工作機械の稼働中を通して熱変位量を算出する形態であったので、その処理を実行するためのシステムを常時動かしておく必要があった。 [0007] However, in the thermal displacement amount calculation apparatus of the conventional machine tool, since a form that calculates the thermal displacement amount throughout the machine tool operation, a system for executing the processing there was a need to keep moving all the time. このため、その算出処理に関わる負担が大きかった。 For this reason, the burden was larger involved in the calculation process. そこで、本願出願人は、工作機械が稼働を続けることによって温度が上昇すると、やがて発熱量と放熱量とが均衡する状態になることに着目し、次のように熱変位量を算出することを提案した。 Therefore, the present applicant has the temperature by the machine tool continues to operate increases, paying attention to a state of equilibrium and eventually heating value and heat radiation, to calculate the thermal displacement amount in the following manner Proposed. すなわち、工作機械の駆動中は、飽和熱変位量(上記均衡状態における熱変位量)と工作機械の駆動時間とに基づいて各時点における熱変位量を算出し、その熱変位量が飽和熱変位量にほぼ等しくなると、それ以降は熱変位量として飽和熱変位量の値を代用するのである(特願平8−298866 That is, during driving of the machine tool, saturated thermal displacement amount calculating a thermal displacement amount at each time point based on the (above thermal displacement amount in the equilibrium state) and the machine tool drive time, the thermal displacement amount is saturated thermal displacement becomes approximately equal to the amount, is to substitute the value of the saturation thermal displacement amount as a thermal displacement amount later (Japanese Patent Application No. 8-298866
号)。 issue). この場合、正確な飽和熱変位量が与えられれば、 In this case, given the correct saturation thermal displacement amount,
各時点における熱変位量を正確に算出でき、しかもその算出処理に関わる負担を小さくすることができる。 The thermal displacement amount at each time point can be calculated accurately, yet it is possible to reduce the burden involved in the calculation process.

【0008】ところが、飽和熱変位量は、継続される工作機械の駆動状態に依存して変動するので、従来より実測やシュミレーションによって算出しなければならないと考えられていた。 [0008] However, the saturated thermal displacement amount, so vary depending on the driving state of the machine tool to be continued, it has been considered that must be calculated by conventionally measured or simulated. このため、加工プログラムの変更等がなされると、熱変位量の算出がきわめて困難になっていた。 Thus, when such change of the machining program is made, the calculation of the thermal displacement amount had become extremely difficult.

【0009】そこで、本発明は、加工プログラムの変更に柔軟に対応でき、しかも、正確に熱変位量を算出することのできる工作機械の熱変位量算出装置及びその装置を実現するための記憶媒体を提供することを目的としてなされた。 [0009] Therefore, the present invention provides flexibility to respond to changes in the machining program, moreover, precisely that can calculate the thermal displacement of a machine tool thermal displacement amount calculating device and a storage medium for realizing the device It was made for the purpose of providing a.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的を達するためになされた請求項1記載の発明は、被加工物に加工を施すための加工手段と、該加工手段と被加工物との相対位置を変動させる駆動手段とを有する工作機械に装備され、該工作機械の熱変位量を算出する工作機械の熱変位量算出装置であって、上記工作機械の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、該駆動状態検出手段の検出結果に基づき、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を単位距離移動させるのに要した経過時間を算出する経過時間算出手段と、 上記工作機械が同様の駆動状態を続けた場合における上記工作機械の熱変位の最大値としての飽和熱変位量を、上記算出された経過時間に基づいて算出する飽和熱変位量算出手段と、該算出された飽和熱変 [Effect of the means and Invention The present invention of claim 1, wherein has been made in order to achieve the above object, a processing means for performing processing on the workpiece, and the workpiece the machining means is equipped with a relative position to the machine tool and a drive means for varying, a thermal displacement amount calculation device for a machine tool for calculating the thermal displacement amount of the machine tool, the driving state of detecting the driving state of the machine tool detection means, based on a detection result of the driving state detecting means, and the elapsed time calculating means for said drive means for calculating an elapsed time required to cause a unit distance move the machining means or the workpiece, the machine tool saturated thermal displacement amount as a maximum value of the thermal distortion of said machine tool in the case where the continued same driving condition, and the saturation thermal displacement amount calculation means for calculating, based on the elapsed time the calculated issued the calculated saturation heat strange 量と上記工作機械の駆動時間とに基づき、上記工作機械の熱変位量を算出する変位量算出手段と、を備えたことを特徴とする。 Based on the amount and the machine tool drive time, characterized by comprising a displacement amount calculating means for calculating a thermal displacement amount of the machine tool.

【0011】このように構成された本発明では、駆動状態検出手段は工作機械の駆動状態を検出し、その検出結果に基づき、経過時間算出手段は、駆動手段が加工手段または被加工物を単位距離移動させるのに要した経過時間を算出する。 [0011] In the present invention thus constituted, the driving condition detecting means detects the driving state of the machine tool, based on the detection result, the elapsed time calculation means, the drive means processing means or workpiece units calculating the elapsed time required to cause the distance moved. 次に飽和熱変位量算出手段は、 工作機械 Then saturated thermal displacement amount calculating means, the machine tool
同様の駆動状態を続けた場合におけるその工作機械の熱変位の最大値としての飽和熱変位量を、上記算出された経過時間に基づいて算出する。 Is a saturated thermal displacement amount as a maximum value of the thermal distortion of the machine tool in the case of continued same driving state, is calculated based on the elapsed time the calculated. 本願出願人は、加工手段または被加工物が単位距離移動するのに要した経過時間と、その駆動状態を続けた場合における工作機械の熱変位量の最大値としての飽和熱変位量との間には、比較的再現性のよい対応関係があることを発見した。 Applicant has between saturated thermal displacement amount as a maximum value of the thermal displacement amount of a machine tool when machining means or workpiece was continued and the elapsed time required for a unit distance moved, the driving state to have discovered that there is a relatively good reproducibility correspondence. 飽和熱変位量算出手段は、その対応関係を参照して、上記経過時間に対応する飽和熱変位量を算出するのである。 Saturated thermal displacement amount calculation means by referring to the correspondence relationship is to calculate the saturated thermal displacement amount corresponding to the elapsed time.

【0012】すると、変位量算出手段が、該算出された飽和熱変位量と工作機械の駆動時間とに基づき、工作機械の熱変位量を算出する。 [0012] Then, the displacement amount calculation means, based on the the calculated issued saturated thermal displacement amount and the machine tool driving time, calculates the thermal displacement of the machine tool. 工作機械の熱変位量は駆動時間に応じて増加し、その変化は上記飽和熱変位量に対する漸近線を描く。 Thermal displacement amount of the machine tool increases with the driving time, the change draw asymptote for the saturated thermal displacement amount. 例えば、飽和熱変位量をL、駆動時間をtとした場合、熱変位量lの変化を、l=L・{1− For example, the saturated thermal displacement amount L, when the driving time was t, the variation of the thermal displacement amount l, l = L · {1-
exp(−γt)} 但し、γは工作機械固有の定数なる式で表すことも提案されている。 exp (-γt)} However, gamma has also been proposed to represent machine tool specific constant becomes equation. そこで、変位量算出手段は、上記駆動時間と飽和熱変位量とに基づいて各時点における工作機械の熱変位量を算出するのである。 Therefore, the displacement amount calculating means is to calculate the thermal displacement of the machine tool at each time point on the basis of the above operating time and the saturation thermal displacement amount.
もちろん、変位量算出手段は上記以外の式を用いて熱変位量を算出してもよい。 Of course, the displacement amount calculating means may calculate the thermal displacement amount using the equation other than the above. このように、本発明では、加工手段または被加工物が単位距離移動するのに要した経過時間に基づいて飽和熱変位量を算出し、その飽和熱変位量に基づいて工作機械の熱変位量を算出している。 Thus, in the present invention, the processing means or workpiece calculates the saturated thermal displacement amount based on the elapsed time required for a unit distance moved, thermal displacement of the machine tool on the basis of the saturated thermal displacement amount It is calculated. このため、加工プログラムが変更されたか否かに関わらず、 Therefore, regardless of whether or not the machining program is changed,
正確かつ容易に熱変位量を算出することができる。 It can be calculated thermal displacement amount accurately and easily.

【0013】しかも、本発明では、上記経過時間に基づいて熱変位量を算出しているので、加工手段または被加工物の移動速度が速いほど上記経過時間は短くなり、短い時間で熱変位量を算出することが可能となる。 [0013] Moreover, in the present invention, since the calculated thermal displacement amount based on the elapsed time, as the moving speed of the processing means or the workpiece is faster the elapsed time is short, the thermal displacement amount in a short time it is possible to calculate the. 従って、本発明では、加工プログラムの変更に柔軟に対応でき、しかも、加工手段または被加工物の移動速度の変化が激しい場合にも、きわめて正確に熱変位量を算出することができる。 Accordingly, in the present invention, it can flexibly respond to changes in the machining program, moreover, when the change in the moving speed of the processing means or the workpiece is intense can also be very accurately calculate the thermal displacement amount.

【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の構成に加え、上記飽和熱変位量算出手段が、上記経過時間に対応する飽和熱変位量を算出するに当たって、両者の対応関係を表す折れ線または曲線からなるグラフを参照することを特徴する。 [0014] The invention of claim 2, wherein, in addition to the configuration of claim 1, wherein the saturated thermal displacement amount calculation means, when calculating the saturated thermal displacement amount corresponding to the elapsed time, indicating their correspondence relationship features to refer to graphs composed of polygonal line or curve. 加工手段または被加工物が単位距離移動するのに要する経過時間があまり変化しない範囲では、経過時間の増加に応じて飽和熱変位量もほぼ一定の割合で減少する。 To the extent that time the processing means or the workpiece takes to unit distance moved is not much change, also decreases a generally constant rate saturation thermal displacement amount according to an increase of the elapsed time. ところが、経過時間が大きく(すなわち加工手段または被加工物の移動速度が高速に)なるに従って、空冷効果等の種々の要因が熱変位量に大きな影響を及ぼすようになる。 However, according to increase the elapsed time (moving speed ie processing means or workpiece speed) becomes, various factors, such as air-cooling effect becomes large influence so the thermal displacement amount. このため、両者の対応関係を直線的な対応関係で規定した場合、上記経過時間の変動幅が大きいと高速域または低速域で正確な熱変位量が算出困難となる。 Therefore, when defined in a linear relationship to both the relationship, accurate thermal displacement amount in the high speed range or low speed range and the variation range of the elapsed time is greater becomes difficult calculation. そこで、本発明では、経過時間に対応する飽和熱変位量を算出するに当たって、両者の対応関係を表す折れ線または曲線からなるグラフを参照している。 Therefore, in the present invention, when calculating the saturated thermal displacement amount corresponding to the elapsed time, and with reference to the graph consists of a polygonal line or a curve representing their correspondence relationship. このため、飽和熱変位量を正確に算出することができる。 Therefore, it is possible to accurately calculate the saturated thermal displacement amount. 従って、本発明では、請求項1記載の発明の効果に加えて、加工手段または被加工物の移動速度に関わらず熱変位量を一層正確に算出することができ、加工プログラムの変更に一層柔軟に対応することができるといった効果が生じる。 Accordingly, in the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the thermal displacement amount regardless of the moving speed of the processing means or the workpiece to be able to more accurately calculate, more flexible to changes in the machining program It occurs effect that may correspond to. なお、本発明で参照するグラフは、数式やデータテーブルの形態で提供されてもよい。 The graph is to be referenced in this invention may be provided in the form of formulas and the data table.

【0015】請求項3記載の発明は、請求項1または2 [0015] According to a third aspect, claim 1 or 2
記載の構成に加え、上記飽和熱変位量算出手段及び上記変位量算出手段が、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を上記単位距離移動させる毎に上記算出を行うと共に、上記変位量算出手段が以前に熱変位量を算出しているとき、その熱変位量の影響を上記変位量算出手段が新たに算出した熱変位量に加算して、現在の上記工作機械の熱変位量とする変位量加算手段を、更に備えたことを特徴とする。 In addition to the configuration described, the saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means, in conjunction with the drive means performs the calculation after each movement of the unit distance the machining means or the workpiece, the displacement amount when the calculating unit is previously calculated thermal displacement amount, and the effects of thermal displacement amount is added to the thermal displacement amount is newly calculated the displacement amount calculating means, the thermal displacement amount of the current of the machine tool the displacement amount adding means for, further characterized in that it comprises.

【0016】加工プログラムには、工作機械を高速で駆動するステップと低速で駆動するステップとを含むものがある。 [0016] The machining program include those comprising the step of driving in step a low speed for driving the machine tool at a high speed. この場合、上記飽和熱変位量を、上記加工手段または上記被加工物が上記単位距離移動するのに要した平均的な経過時間に応じて算出すると、熱変位量が工作機械を高速で駆動するステップでは熱変位量が小さめに、低速で駆動するステップでは大きめに算出されてしまう。 In this case, the saturated thermal displacement amount, when the processing means or the workpiece is calculated in accordance with the average elapsed time required to move the unit distance, the amount of thermal displacement drives the machine tool at high speed the smaller the amount of thermal displacement in step, will be calculated larger than the step of driving at a low speed. そこで、本発明では、飽和熱変位量算出手段及び変位量算出手段が、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を上記単位距離移動させる毎に、その時点で算出されている経過時間に基づいて上記計算を行っている。 Therefore, in the present invention, the saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means, said driving means said processing means or the workpiece after each movement of the unit distance, the elapsed time is calculated at the time based on doing the above calculation. このため、工作機械の各時点における駆動状態に応じて、正確な熱変位量を算出することができる。 Therefore, in accordance with the driving state at each time point of the machine tool, it is possible to calculate an accurate thermal displacement amount. なお、各時点で算出された熱変位量は、その後徐々に減少しながらも影響を及ぼす。 The thermal displacement amount calculated at each time point is thereafter gradually reduced while also affects. 例えば、熱変位量が飽和熱変位量Lに達するまで工作機械を駆動した後、駆動を停止してから時間t経過したときの熱変位量lを、 l=L・exp(−γt) 但し、γは工作機械固有の定数 なる式で表すことも提案されている。 For example, after the amount of thermal displacement has driven machine tool until saturation thermal displacement amount L, and thermal displacement amount l when the time t elapsed from the stop of the drive, l = L · exp (-γt) However, γ has also been proposed to represent machine tool specific constant becomes equation. そこで、本発明では、変位量算出手段が以前に熱変位量を算出しているとき、変位量加算手段により、その熱変位量の影響を変位量算出手段が新たに算出した熱変位量に加算して、現在の上記工作機械の熱変位量としている。 Therefore, in the present invention, when the displacement amount calculation means is previously calculated thermal displacement amount, the displacement amount adding means, adding the thermal displacement amount is newly calculated displacement amount calculation means the influence of the thermal displacement amount and has a thermal displacement amount of the current of the machine tool.

【0017】従って、本発明では、請求項1または2記載の発明効果に加えて、工作機械の各時点における駆動状態に応じて、一層正確な熱変位量を算出することができるといった効果が生じる。 [0017] Thus, in the present invention, in addition to the invention the effect of claim 1 or 2, wherein, in response to the driving state at each time point of the machine tool, occurs advantage of the ability to calculate a more accurate thermal displacement amount . また、本発明では、前述のように工作機械が高速で駆動されるほど熱変位量を頻繁に算出することができるので、工作機械の速度変化に一層良好に対応して、きわめて正確な熱変位量を算出することができる。 In the present invention, it is possible to machine tool as described above is frequently calculated thermal displacement amount enough to be driven at high speed, in response to better the speed change of the machine tool, very accurate thermal displacement it is possible to calculate the amount.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項3記載の構成に加え、上記飽和熱変位量算出手段及び上記変位量算出手段が、上記加工手段または上記被加工物が低速で移動し、または完全に停止している場合には、所定時間毎に上記算出を行うことを特徴としている。 [0018] The invention of claim 4, wherein, in addition to the configuration of claim 3, wherein the saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means, the processing means or the workpiece is moved at a low speed, or when completely stopped is characterized by performing the calculation every predetermined time.

【0019】飽和熱変位量算出手段及び変位量算出手段が、駆動手段が加工手段または被加工物を単位距離移動させる毎に上記算出を行う場合、加工手段または被加工物がきわめて低速で移動し、または完全に停止していると、飽和熱変位量算出手段及び変位量算出手段が上記算出を行う間隔がきわめて長くなる。 The saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means, when the drive means performs the calculation after each movement of the processing means or workpiece a unit distance, the processing means or the workpiece is very slow moving , or completely stopped, interval saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means performs the calculation becomes very long. そこで、本発明では、飽和熱変位量算出手段及び変位量算出手段に、加工手段または被加工物が低速で移動し、または完全に停止している場合には、所定時間(通常時における上記経過時間より充分に長い)毎に上記算出を行わせている。 Therefore, in the present invention, the saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculating means, when the processing means or the workpiece is stopped moving at a low speed, or completely a predetermined time (usually the elapsed during and to perform the calculation sufficiently long) per than the time. このため、加工手段または被加工物が殆ど停止している場合にも熱変位量の変化を良好に追跡することができる。 Therefore, it is possible to satisfactorily track the change in thermal displacement even when the processing means or the workpiece is almost stopped.
従って、本発明では、請求項3記載の発明の効果に加え、熱変位量の変化を一層良好に追跡して、装置の信頼性を一層向上させることができるといった効果が生じる。 Accordingly, in the present invention, the effect of the invention according to claim 3, wherein the change in the thermal displacement amount by better track, effect occurs such the reliability of the apparatus can be further improved.

【0020】請求項5記載の発明は、請求項3または4 [0020] According to a fifth aspect, claim 3 or 4
記載の構成に加え、上記工作機械の熱変位量の影響が残存する保持時間を記憶する保持時間記憶手段を、更に備え、上記変位量加算手段が、上記変位量算出手段が算出してから上記保持時間以上経過した熱変位量は無視して現在の上記熱変位量を算出することを特徴とする。 In addition to the configuration described, the retention time storing means for storing a retention time which the influence of the thermal displacement amount of the machine tool remains, further comprising, the displacement amount adding means, said from the calculated the displacement amount calculation means thermal displacement amount that has elapsed hold time or will ignore and calculates the current of the thermal displacement amount.

【0021】工作機械の熱変位量はある期間の間はその影響が残存するが、その後は影響がなくなる。 [0021] While a period of thermal displacement of the machine tool period is the effect remains, then there is no effect. なお、ここで影響がなくなるとは、数学的な意味でなくなることをいうわけではなく、熱変位量の影響が、工作機械の仕様やワークに要求される公差等を考慮して設定される誤差の範囲に収まることをいう。 Here, the effect is lost, not say that not a mathematical sense, the influence of the thermal displacement amount is set in consideration of the required tolerances in the machine tool specifications and work errors It says that falls within the range of. そこで、本発明では、保持時間記憶手段により工作機械の熱変位量の影響が残存する保持時間を記憶しておき、変位量加算手段が、変位量算出手段が算出してから上記保持時間以上経過した熱変位量は無視して現在の熱変位量を算出する。 Therefore, in the present invention, the retention time storing means stores the retention time the influence of the thermal displacement of the machine tool remains, the displacement amount adding means, the holding time or more from the calculated displacement amount calculation means has elapsed calculating the current thermal displacement amount can ignore the thermal displacement amount. このため、変位量加算手段は、上記保持時間内に変位量算出手段が算出した熱変位量のみを考慮して上記加算を行えばよく、その算出処理に関わる負担を小さくすることができる。 Therefore, the displacement amount adding means, taking into account only the thermal displacement amount displacement amount calculation means has calculated within the retention time may be performed the addition, it is possible to reduce the burden involved in the calculation process.

【0022】従って、本発明では、請求項3または4記載の発明の効果に加えて、算出処理に関わる負荷を小さくして、その処理に関わるソフト構成等を簡略化すると共に処理速度を向上させることができるといった効果が生じる。 [0022] Thus, in the present invention, in addition to the effect of the invention according to claim 3 or 4, by reducing the load related to the calculation processing, improve the processing speed as well as simplifying the software configuration and the like relating to the process effect occurs, such as can be. 請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の構成に加え、上記熱変位量に影響を及ぼす条件に対応して定められた調整値を、上記変位量算出手段または上記変位量加算手段によって算出された熱変位量に加算または減算して上記工作機械の熱変位量とする変位量調整手段を、更に備えたことを特徴とする。 The invention of claim 6, wherein, in addition to the configuration of any one of claims 1 to 5, the adjustment value is determined in accordance with the conditions that affect the thermal displacement amount, the displacement amount calculating means or the the addition or subtraction to the thermal displacement amount calculated by the displacement amount adding means displacement amount adjusting means for the thermal displacement amount of the machine tool, characterized in that it further comprises.

【0023】工作機械の熱変位量には、上記移動距離や駆動時間の他、種々の条件が影響を及ぼす。 [0023] The thermal displacement amount of the machine tool, in addition to the travel distance and driving time, various conditions affect. 例えば朝等の気温が比較的低いとき等では工作機械の温度上昇が緩やかになり、算出された熱変位量と実際の熱変位量との誤差が無視できない程度になることもある。 For example, in such case the relatively low temperatures in the morning or the like becomes moderate temperature rise of the machine tool, the error between the actual thermal displacement amount and the calculated thermal displacement amount is sometimes become not negligible. そこで、本発明では、変位量調整手段により、熱変位量に影響を及ぼす条件に対応して定められた調整値を、変位量算出手段または上記変位量加算手段によって算出された熱変位量に加算または減算して上記工作機械の熱変位量としている。 Therefore, in the present invention, added by the displacement amount adjusting means, the adjustment value is determined in accordance with the conditions that affect the thermal displacement, the thermal displacement amount calculated by the displacement amount calculating means or the displacement amount adding means or subtracted to have a thermal displacement amount of the machine tool. このため、本発明では、請求項1〜5のいずれかに記載の発明の効果に加えて、工作機械の熱変位量を一層正確に算出することができるといった効果が生じる。 Therefore, in the present invention, in addition to the effect of the invention according to any of claims 1 to 5, the effect such a thermal displacement amount of the machine tool can be more accurately calculated results.
なお、上記調整値は、例えばオペレータが、操作パネル等の調整入力手段によって入力してもよく、熱変位量算出装置側で、予め設定されている手順で決められる調整値を求めてもよい。 Incidentally, the adjustment value is, for example the operator may be inputted by the adjustment input unit such as an operation panel, a thermal displacement amount calculation apparatus may obtain an adjustment value determined by the steps that are set in advance.

【0024】請求項7記載の発明は、請求項6記載の構成に加え、上記調整値は時刻に対応して定められていて、上記変位量調整手段は時刻に基づいて上記調整値を選択して使用することを特徴とする。 The invention of claim 7, wherein, in addition to the configuration of claim 6, wherein the adjustment value is not determined to correspond to the time, the displacement amount adjusting means selects the adjustment value based on the time characterized by using Te. この構成とすれば、例えば1日の時間帯(朝、昼、夜等)に応じて、算出された熱変位量と実際の熱変位量との誤差を自動的に解消することができる。 According to this configuration, for example, time of day (morning, noon, night, etc.) according to, automatically eliminate the error between the actual thermal displacement amount and the calculated thermal displacement amount. 従って、本発明では、請求項6 Accordingly, in the present invention, according to claim 6
記載の発明の効果に加えて、時刻に関わらず常に正確な熱変位量を算出することができるといった効果が生じる。 In addition to the effect of the invention described, effect occurs such can be calculated accurately maintained thermal displacement amount regardless of time.

【0025】請求項8記載の発明は、請求項6記載の構成に加え、上記調整値は上記工作機械の環境温度に対応して定められていて、上記変位量調整手段は該環境温度に基づいて上記調整値を選択して使用することを特徴とする。 [0025] The invention according to claim 8, in addition to the configuration of claim 6, wherein the adjustment value is not determined corresponding to the environmental temperature of the machine tool, the displacement amount adjusting means based on the environmental temperature characterized by selecting and using the adjustment value each. この構成とすれば、工作機械が設置されている場所の気温すなわち環境温度に応じて、算出された熱変位量と実際の熱変位量との誤差を自動的に解消することができる。 According to this configuration, it is possible to machine tool in accordance with the temperature i.e. the ambient temperature of the location which is installed to automatically eliminate the error between the calculated thermal displacement amount and the actual thermal displacement. 従って、本発明では、請求項6記載の発明の効果に加えて、環境温度に関わらず常に正確な熱変位量を算出することができるといった効果が生じる。 Accordingly, in the present invention, in addition to the effect of the invention of claim 6, wherein, the effect such can be calculated accurately maintained thermal displacement regardless of the environmental temperature occur.

【0026】請求項9記載の発明は、被加工物に加工を施すための加工手段と、該加工手段と被加工物との相対位置を変動させる駆動手段とを有する工作機械に対して使用され、該工作機械の熱変位量を算出するためのコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、上記工作機械の駆動状態を検出する駆動状態検出処理と、該駆動状態検出処理の検出結果に基づき、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を単位距離移動させるのに要した経過時間を算出する経過時間算出処理と、 [0026] The invention of claim 9 wherein is used for a machine tool having a machining means for performing machining to the workpiece, and a drive means for varying the relative position between the processing means and the workpiece , a storage medium storing a computer program for calculating the thermal displacement amount of the machine tool, a drive state detection process for detecting the driving state of the machine tool, based on a detection result of the driving state detection process, an elapsed time calculating process for calculating the elapsed time at which the drive means is required to cause a unit distance move the machining means or the workpiece, the upper
記工作機械が同様の駆動状態を続けた場合における上記工作機械の熱変位の最大値としての飽和熱変位量を、上記算出された経過時間に基づいて算出する飽和熱変位量算出処理と、該算出された飽和熱変位量と上記工作機械の駆動時間とに基づき、上記工作機械の熱変位量を算出する変位量算出処理と、を実行させるコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とする。 And the work of saturated thermal displacement amount as a maximum value of the machine thermal displacement, saturated thermal displacement amount calculation processing for calculating, based on the elapsed time the calculated when the serial machine was continued same driving state, the based on the calculated saturation thermal displacement amount and the machine tool drive time, and characterized by storing a computer program for executing, a displacement amount calculation processing for calculating the thermal displacement amount of the machine tool.

【0027】本発明の記憶媒体はこのように構成されているので、工作機械に接続されたコンピュータ等の制御手段に本発明に記憶されたコンピュータプログラムを実行させれば、請求項1記載の駆動状態検出手段、経過時間算出手段、飽和熱変位量算出手段、及び変位量算出手段に相当する駆動状態検出処理、経過時間算出処理、飽和熱変位量算出処理、及び変位量算出処理を実行させることができる。 [0027] Since the storage medium of the present invention is constructed as described above, or as it executes the computer program stored in the present invention the control means, such as connected to the machine tool computer, drive of claim 1, wherein state detecting means, the elapsed time calculating means, the saturated thermal displacement amount calculating means, and the drive state detection processing corresponding to the displacement amount calculating means, the elapsed time calculation process, thereby executing the saturation thermal displacement amount calculation processing, and the displacement amount calculation processing can. 従って、本発明に記憶されたコンピュータプログラムを上記制御手段に実行させれば、請求項1 Accordingly, a computer program stored in the present invention as it executes to the control unit, according to claim 1
記載の発明と同様の効果が生じる。 Same effect as described occurs. また、本発明に記憶された各処理のプログラムに、請求項2,3,4,5, Further, each processing program stored in the present invention, according to claim 2, 3, 4, 5,
6,7,または8記載の発明に限定した要件を付加すれば、それを実行させたとき、対応する請求項2,3, 6,7, or 8 if additional requirements for limiting to the invention described, when executed it, corresponding claim 2,
4,5,6,7,または8記載の発明と同様の効果が生じる。 4, 5, 6, 7, or 8 same effect as described occurs.

【0028】 [0028]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明することにより、発明の実施の形態を具体的に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, by describing an embodiment of the present invention with reference to the drawings, specifically described embodiments of the invention.

【0029】 [0029]

【実施例】本実施例の工作機械のメカニカルな構成は従来例として図12及び図13に示したものと同じであるので、これらを使用して工作機械10のメカニカルな構成の説明は省略する。 Since EXAMPLES mechanical configuration of the machine tool of this embodiment are the same as those shown in FIGS. 12 and 13 as a conventional example, description of the mechanical structure of the machine tool 10 using thereof will be omitted .

【0030】図1は、第1実施例としての工作機械10 [0030] Figure 1, the machine tool 10 according to a first embodiment
の制御系の構成を表すブロック図である。 Is a block diagram showing the configuration of a control system of. 図1に示すように、この制御系は、主軸28の回転を制御するための主軸制御系50、主軸28のZ軸位置を制御するためのZ軸制御系60、この制御系の中枢となる本発明の工作機械の熱変位量算出装置としてのマイコン部70、操作パネル22、及びテーブル14のX軸位置を制御するためのX軸制御系(図示略)やテーブル14のY軸位置を制御するためのY軸制御系(図示略)等から構成されている。 As shown in FIG. 1, this control system, a Z-axis control system 60 for controlling the Z-axis position of the spindle control system 50, the main shaft 28 for controlling the rotation of the main shaft 28, the center of the control system microcomputer 70 as a thermal displacement amount calculation device for a machine tool according to the present invention, the operation panel 22, and the X-axis control system for controlling the X-axis position of the table 14 controls the Y-axis position of the (not shown) and the table 14 Y axis control system for and a (not shown) or the like.

【0031】主軸制御系50は、主軸モータ30、主軸モータ30に電力を供給するための主軸サーボアンプ5 The spindle control system 50, the main shaft servo amplifier 5 for supplying power spindle motor 30, the spindle motor 30
2、及び主軸サーボアンプ52の供給電力を制御するための軸制御回路54からなり、軸制御回路54はマイコン部70のCPU72からの指示に従って主軸サーボアンプ52の動作を制御する構成である。 2, and consists of axis control circuit 54 for controlling the supply power of the spindle servo amplifier 52, the axis control circuit 54 is configured to control the operation of the spindle servo amplifier 52 in accordance with an instruction from CPU72 of microcomputer 70. Z軸制御系60 Z axis control system 60
は、Z軸モータ38、Z軸モータ38に電力を供給するためのZ軸サーボアンプ62及びZ軸サーボアンプ62 Is, Z-axis servo amplifier 62 and the Z-axis servo amplifier 62 for supplying power to the Z-axis motor 38, Z axis motor 38
の供給電力を制御するための軸制御回路64からなり、 Made from the axis control circuit 64 for controlling the power supplied,
軸制御回路64はマイコン部70のCPU72からの指示に従ってZ軸サーボアンプ62の動作を制御する構成である。 Axis control circuits 64 is configured to control the operation of the Z-axis servo amplifier 62 in accordance with an instruction from CPU72 of microcomputer 70. また、図示を省略したX軸制御系及びY軸制御系も、これら主軸制御系50並びにZ軸制御系60とほぼ同様の構成である。 Further, X-axis control system and the Y axis control system not shown is also substantially the same structure as those spindle control system 50 and Z-axis control system 60.

【0032】マイコン部70は、制御プログラム等を格納しているROMや入出力ポート等を内蔵するワンチップ型のCPU72、RAM74及び時計76等からなり、周知のマイクロコンピュータとして構成されている。 The microcomputer unit 70, the one-chip type having a built-in ROM and input and output ports and the like which stores a control program, etc. CPU 72, consists of RAM74 and clock 76, etc., is configured as a known microcomputer. このマイコン部70(厳密にはCPU72)は、制御プログラムに従って主軸制御系50、Z軸制御系60 The microcomputer 70 (strictly, CPU 72), the spindle control system 50 in accordance with the control program, Z-axis control system 60
等を制御して、ワークに所定の加工を施させるのである。 Etc. to control, it is cause subjected to predetermined machining on the workpiece. また、マイコン部70は操作パネル22に接続されており、マイコン部70は、操作パネル22からの入力信号を取得したり、操作パネル22に信号を送って操作パネル22の液晶ディスプレイの画像や文字の表示を制御することやLEDの点滅を制御すること等ができる。 Further, the microcomputer 70 is connected to the operation panel 22, the microcomputer unit 70 can acquire an input signal from the operation panel 22, it sends a signal to the operation panel 22 an image and characters of the liquid crystal display of the operation panel 22 You may like to control the flashing of that or LED for controlling the display of.

【0033】RAM74は、周知のようにCPU72のワークエリアとなるが、本実施例では、このRAM74 The RAM74 is a work area of ​​the CPU72, as is well known, in this embodiment, the RAM74
上に図2に示される構成のピッチ誤差補正テーブルが設けられている。 Pitch error correction table of the configuration shown in FIG. 2 are provided in the upper. このピッチ誤差補正テーブルは、例えばボールネジ機構36の駆動誤差を補正するためのテーブルである。 The pitch error correction table, for example, a table for correcting the driving error of the ball screw mechanism 36.

【0034】Z軸移動を受け持つボールネジ機構36 The ball screw mechanism 36 in charge of the movement Z axis
は、製造公差等によりボールネジ34の回転量とナット部32の移動量(すなわち主軸28のZ軸方向移動量) The movement amount of the rotation amount and the nut portion 32 of the ball screw 34 due to manufacturing tolerance or the like (that is, the Z-axis direction movement amount of the main shaft 28)
との誤差が避けられないので、それを補正する必要がある。 Since the error can not be avoided with, it is necessary to correct it. そこで適当な数の補正ポイントを設定し(ボールネジ34の長さが500mmで20mm毎に補正するとすれば、補正ポイントは25箇所となる。)、その補正ポイント毎にボールネジ34の回転による移動量の計算値と実測値との誤差を求め、その誤差に相当するボールネジ34の回転量(ピッチ)をピッチ誤差補正テーブルに書き込んでおき、各補正ポイント毎にそのピッチ分だけボールネジ34を正あるいは逆回転させることによって主軸28のZ軸位置を正確ならしめている。 So setting the appropriate number correction points (if the length of the ball screw 34 is corrected to 20mm each at 500 mm, the correction point becomes point 25.), The amount of movement by the rotation of the ball screw 34 for respective correction points obtains an error between the calculated and measured values, the rotation amount (pitch) previously written in the pitch error correction table, only the ball screw 34 that pitch for each correction point forward or reverse rotation of the ball screw 34 that corresponds to the error and tighten if exactly the Z-axis position of the main shaft 28 by. X軸及びY X-axis and Y
軸についても同様である。 The same applies to the axis.

【0035】時計76は、いわゆる電子時計であって、 The clock 76 is a so-called electronic watch,
年月日時刻を算出してそのデータをCPU72に送ることができる。 It is possible to send the data to the CPU72 calculates the year, month, day and time. なおCPU72は、一定の周期例えば1/ Note CPU72 is constant period such as 1 /
1000秒毎にカウント値をインクリメントするカウンタを内蔵していて、そのカウンタを使用することにより、例えばある加工の開始から終了までの所要時間のような、経過時間を計測することもできる。 Built-in counter that increments the count value every 1000 seconds by using the counter, such as the time required from the start to the end of machining for example, it is also possible to measure the elapsed time.

【0036】さて、この工作機械10を駆動すると、例えばそのZ軸方向に、ボールネジ34の膨張等によって熱変位が発生する。 [0036] Now, when driving the machine tool 10, for example, in the Z axis direction, thermal displacement occurs due to expansion or the like of the ball screw 34. そこで、CPU72は、その熱変位を補正しつつ加工プログラムを実行するため、図3の熱変位量算出処理を実行している。 Therefore, CPU 72 is for executing the machining program while correcting the thermal displacement, running thermal displacement amount calculation processing of FIG. なお、CPU72は、 It should be noted that the CPU72,
電源投入後この熱変位量算出処理を所定タイミングで割り込み処理として実行し、加工プログラムの実行等によって発生する熱変位量を算出している。 The power-on after the thermal displacement amount calculation processing executed as the interrupt process at a predetermined timing, and calculates the thermal displacement amount generated by the execution or the like of the machining program.

【0037】図3に示すように、CPU72は処理を開始すると、先ず、S11(Sはステップを表す:以下同様)にて、電源OFFの間の移動距離を0と見なす処理を行う。 As shown in FIG. 3, the CPU72 starts the processing, first, S11 (S represents a step: the same applies hereinafter) in, for moving distance regarded as the 0 process between the power OFF. 後述のように、過去に熱変位量が算出されてその影響が現在も残存している場合、その影響を考慮して工作機械10の熱変位量を算出する必要がある。 As described below, when the effect is calculated thermal displacement amount in the past is left Today, it is necessary to calculate the thermal displacement of the machine tool 10 in consideration of the influence. また、 Also,
このような熱変位量は、工場の休憩時間等に工作機械1 Such thermal displacement amount, the machine tool 1 during breaks, etc. Factory
0の電源が一時的にOFFされた後にも残存している場合がある。 Power 0 temporarily in some cases are also left after being OFF. そこで、このS11では、電源がOFFされていた間の主軸28のZ軸方向の移動距離を0とするのである。 Therefore, in this S11, the moving distance in the Z-axis direction of the main shaft 28 between the power supply has been turned OFF is to zero.

【0038】続くS13では、工作機械10の駆動状態を検出し、それに基づいて主軸28がZ軸方向に単位距離移動したか否かを判断する。 [0038] In subsequent S13, it detects the driving state of the machine tool 10, spindle 28 determines whether the unit distance moved in the Z-axis direction based on it. 単位距離移動していない場合は(S13:NO)、S15へ移行してサンプリングタイムとなったか否かを判断し、サンプリングタイムでなければ(S15:NO)前述のS13へ移行する。 If you do not have a unit distance moved (S13: NO), the process proceeds to step S15 to determine whether a sampling time, if the sampling time (S15: NO) the process proceeds to S13 in the foregoing.
ここで、本処理におけるサンプリングタイムは充分に長く設定されており、通常は、サンプリングタイムとなる前に主軸28が単位距離移動して(S13:YES)、 The sampling time in the present process is set sufficiently long, typically, the main shaft 28 before the sampling time and unit distance moved (S13: YES),
S17へ移行する。 To migrate to S17. S17では、S13及びS15で形成されたループ処理を継続した時間、すなわち主軸28 In S17, the time spent in loop formed in S13 and S15, i.e. the main shaft 28
が単位距離移動するのに要した経過時間を算出する。 There calculates the elapsed time required for a unit distance moved. その後、S19へ移行して、飽和熱変位量としての最大変位量Lを次のように算出する。 Thereafter, the operation proceeds to S19, calculates the maximum amount of displacement L of the saturated thermal displacement amount as follows.

【0039】工作機械10の駆動を続けることによって温度が上昇すると、やがて発熱量と放熱量とが均衡する。 [0039] If the temperature by continuing the driving of the machine tool 10 increases, eventually a heat generation amount and the heat radiation amount is balanced. このときの熱変位量が最大変位量Lである。 Thermal displacement amount at this time is the maximum amount of displacement L. 工作機械10を一定の状態で駆動し続けた場合、最大変位量L If it continues to drive a machine tool 10 at a constant state, the maximum amount of displacement L
は、上記経過時間に対して図4に示す対応関係を有する。 Has a corresponding relationship shown in FIG. 4 with respect to the elapsed time. 経過時間が長いほど主軸28の移動速度が小さいので、図4に示すように、経過時間が増加するに従って最大変位量Lは減少する。 Since the moving speed of about elapsed time is longer main axis 28 is small, as shown in FIG. 4, the elapsed time is the maximum amount of displacement L is decreased with increasing. また、この対応関係は、経過時間が所定値以下であると傾きがなだらかになる折れ線グラフによって表される。 Also, this correspondence is the elapsed time slope is not more than a predetermined value is represented by a line graph becomes smooth. これは、主軸28が高速で移動する(経過時間が短い)と、空冷効果によって放熱量が増加し、熱変位が抑制されるためである。 This main shaft 28 moves at a high speed (the shorter the elapsed time), the heat radiation amount is increased by cooling effect, because the thermal displacement is suppressed. S19では、 In S19,
S17にて算出した経過時間(min)に基づき、図4のグラフを参照して対応する最大変位量Lを算出するのである。 Based to step S17 the elapsed time calculated in (min), it is to calculate the maximum amount of displacement L corresponding with reference to the graph of FIG. なお、図4のグラフは、数式やデータテーブルの形態でCPU72に格納されてもよい。 The graph of FIG. 4 may be stored in the CPU72 in the form of formulas and the data table.

【0040】続くS21では、主軸28が上記単位距離移動する間(すなわち上記経過時間の間)の熱変位量l [0040] In following S21, the thermal displacement amount between (i.e. between the elapsed time) the spindle 28 moves the unit length l
を、次のように算出する。 A, it is calculated in the following manner. 図5に例示するように、最大変位量がL 1aであった場合、工作機械10駆動中の熱変位量lは、直線l=L 1aに対する漸近線102を描く。 As illustrated in FIG. 5, when the maximum displacement amount was L 1a, thermal displacement amount l of the machine tool 10 being driven, draw asymptote 102 for linear l = L 1a.
また、熱変位量lが最大変位量L 1aに達した後(図5ではt=8hourの時点)、工作機械10を停止すると、熱変位量lは直線l=0に対する漸近線104を描く。 Furthermore, after the thermal displacement amount l has reached the maximum displacement amount L 1a (time point t = 8hour in FIG. 5), stopping the machine tool 10, the thermal displacement amount l draw asymptote 104 for linear l = 0. ここで、漸近線102は、 l=L 1a・{1−exp(−γt)} ……(1) で、漸近線104は、 l=L 1a・exp(−γt) ……(2) で、それぞれ表される。 Here, asymptote 102 is a l = L 1a · {1- exp (-γt)} ...... (1), asymptote 104 is a l = L 1a · exp (-γt ) ...... (2) , represented respectively. 但し、γは工作機械10固有の定数であり、t及びlの単位はそれぞれhour,μm However, gamma is the machine tool 10 specific constants, t and l respectively hour units, [mu] m
である。 It is. 従って、この式より、工作機械10の駆動開始後a分後の熱変位量l 1aは、 l 1a =L 1a・{1−exp(−γ・a/60)} となる。 Therefore, from this equation, the thermal displacement amount l 1a after the start of driving after a portion of the machine tool 10 is a l 1a = L 1a · {1 -exp (-γ · a / 60)}. また、工作機械10停止後a分後の熱変位量l Further, the machine tool 10 is stopped after a thermal displacement amount after partial l
-1aは、 l -1a =L 1a・exp(−γ・a/60) となる。 -1a becomes l -1a = L 1a · exp ( -γ · a / 60). S21では、主に式(1)を用いて上記経過時間の間の熱変位量lを算出する。 In S21, mainly calculates the thermal displacement amount l between the elapsed time using Equation (1). 更に、続くS23では、後述の保持時間以内の熱変位量lを加算して、次のように総熱変位量を算出した後、S13及びS15のループ処理へ移行して待機する。 Furthermore, in the subsequent S23, by adding the thermal displacement amount l within the retention time of the later, after calculating the total thermal displacement amount as follows, the process waits while proceeds to loop processing of S13 and S15. なお、以下の説明では、 In the following description,
工作機械10の駆動後、時刻t1,t2,……(分)においてS13からS17へ移行したものとして説明する。 After driving of the machine tool 10, time t1, t2, be described as a transition from S13 to S17 in ... (in minutes). すなわち、時刻t1,t2,……の間隔がそれぞれの処理における経過時間である。 In other words, time t1, t2, distance ...... is the elapsed time in each treatment.

【0041】本実施例では、上記経過時間に基づいて熱変位量lを算出した場合(S13〜S21)、熱変位量lはその後式(2)に従って減少するものと考える。 [0041] In this embodiment, when calculating the thermal displacement amount l based on the elapsed time (S13~S21), thermal displacement amount l is considered to decrease with subsequent formula (2). すなわち、図6(A)に曲線201で例示するように、時刻0から時刻t1までの間の経過時間に基づいて算出された熱変位量l t1の時刻t1における値l t1-1は、前述のように、 l t1-1 =L t1・{1−exp(−γ・t1/60)} となる。 That is, as illustrated by a curve 201 in FIG. 6 (A), the value l t1-1 at time t1 the thermal displacement amount l t1 calculated based on the elapsed time between the time 0 to time t1, the aforementioned as such, a l t1-1 = L t1 · {1 -exp (-γ · t1 / 60)} in. 但し、L t1は時刻0から時刻t1間での経過時間に基づいて算出された最大変位量である。 However, L t1 is the maximum displacement amount calculated based on the elapsed time between the time t1 from time 0. そして、時刻t2における熱変位量l t2の値l t1-2は、式(2)より、 l t1-2 =l t1-1・exp{−γ・(t2−t1)/60} 以下同様に、時刻t3,t4における熱変位量l t1の値l t1-3 ,l t1-4は、 l t1-3 =l t1-1・exp{−γ・(t3−t1)/60} l t1-4 =l t1-1・exp{−γ・(t4−t1)/60} となる。 Then, the value l t1-2 thermal displacement l t2 at time t2, the equation (2), l t1-2 = l t1-1 · exp {-γ · (t2-t1) / 60} or less similarly , the value l t1-3 thermal displacement l t1 at time t3, t4, l T1-4 is, l t1-3 = l t1-1 · exp {-γ · (t3-t1) / 60} l t1- 4 = l t1-1 · exp {-γ · (t4-t1) / 60} becomes. 同様に、時刻t1から時刻t2までの間の経過時間に基づいて最大変位量L t2が算出されたとすると、 Similarly, the maximum amount of displacement L t2 is assumed to be calculated based on the elapsed time between the time t1 and time t2,
それに対応する熱変位量l t2は図6(B)に曲線202 Thermal displacement amount l t2 the corresponding curve 202 in FIG. 6 (B)
で例示するように変化し、その時刻t2,t3,t4における値l t2-1 ,l t2-2 ,l t2-3は、それぞれ、 l t2-1 =L t2・[1−exp{−γ・(t2−t1)/60}] l t2-2 =l t2-1・exp{−γ・(t3−t2)/60} l t2-3 =l t2-1・exp{−γ・(t4−t2)/60} となる。 In changes as illustrated, the value l t2-1 at that time t2, t3, t4, l t2-2 , l t2-3 , respectively, l t2-1 = L t2 · [ 1-exp {-γ · (t2-t1) / 60 }] l t2-2 = l t2-1 · exp {-γ · (t3-t2) / 60} l t2-3 = l t2-1 · exp {-γ · (t4 -t2) / 60 becomes}. S23では、このようにして算出された熱変位量l t1 ,l t2 ,……のその時刻における値を加算して総熱変位量を算出するのである。 In S23, it is to calculate this way thermal displacement amount calculated by l t1, l t2, the total thermal displacement amount by adding the value at that time .... 例えば、時刻t1,t For example, time t1, t
2,t3,t4,t5,……の間の経過時間に基づいて、図6(C)に曲線201,202,203,20 2, t3, t4, t5, on the basis of the elapsed time between ..., curves 201,202,203,20 in FIG 6 (C)
4,205,……で例示する熱変位量lが算出されたとすると、S23で算出される総熱変位量は、図6(C) 4,205, when the thermal displacement amount l exemplified by ...... is calculated, the total thermal displacement amount calculated in S23, the FIG. 6 (C)
に曲線200で例示するように変化する。 It varies as illustrated by curve 200 in.

【0042】また、各時刻で算出された熱変位量lは、 Further, the thermal displacement amount l calculated at each time,
前述のように時間の経過に伴って減少するので、S21 Since it reduced over time as described above, S21
にて算出してから所定の時間(例えば120分)を経過した熱変位量lが総熱変位量に及ぼす影響は無視することが可能となる。 Effect of elapsed thermal displacement amount l is on the total thermal displacement amount calculated by a predetermined time from the (e.g. 120 minutes) at it becomes possible to ignore. そこで、CPU72は、上記所定の時間を保持時間としてROMに記憶しており、保持時間以内に算出された熱変位量lについてのみ上記加算を行って総熱変位量を算出している。 Therefore, CPU 72 is to calculate the total thermal displacement amount by performing the above adding only the predetermined time is stored in the ROM as the retention time, the thermal displacement amount l calculated within the retention time. このため、S23の処理で加算しなければならない熱変位量lの個数が少なくなり、その算出処理に関わる負担を小さくすることができる。 Therefore, it is possible to number the thermal displacement amount l must be added in the process of S23 is less, to reduce the burden involved in the calculation process. 従って、その処理に関わるソフト構成等を簡略化すると共に処理速度を向上させることができる。 Therefore, it is possible to improve the processing speed as well as simplifying the software configuration and the like involved in the process.

【0043】一方、S13,S15のループ処理を継続する間にサンプリングタイムとなった場合(S15,Y On the other hand, when it becomes a sampling time during the loop processing continues in S13, S15 (S15, Y
ES)、この場合は主軸28が殆ど停止していると考えられる。 ES), this case is considered the main shaft 28 is almost stopped. そこで、この場合はその間の熱変位量lを0と見なして(S25)、総熱変位量の算出を行う(S2 Therefore, this case is regarded as 0 therebetween thermal displacement amount l (S25), and calculates the total thermal displacement amount (S2
3)。 3). このため、主軸28が殆ど停止している場合にも総熱変位量を定期的に算出して、その変化を良好に追跡することができる。 Therefore, if the main shaft 28 is almost stopped even periodically calculates the total thermal displacement amount, it is possible to satisfactorily track the changes.

【0044】また、CPU72は、各時刻で算出された熱変位量lを、それを算出した時刻と対応づけてRAM [0044] In addition, CPU 72 is a thermal displacement amount l calculated at each time, in association with the time calculated it RAM
74のテーブルに記憶しており、その記憶内容を電源O Stores the 74 tables, Power O the stored contents
FFの間にも、図示しないバックアップ電源により保持している。 Also during the FF, it is held by a backup power source (not shown). また、その時点で算出されている主軸28の移動距離(上記単位距離未満の端数)も同様に保持している。 The moving distance (fraction less than the unit distance) of the main shaft 28 that is calculated at that point also holds similarly. このため、電源が一旦OFFされて再びONされたときには、S11にて電源OFFの間の移動距離を0 Therefore, when the power is turned ON again it is OFF once, the moving distance between the power supply OFF at S11 0
と見なすと共に、S23へ移行したとき、前回の電源O Together regarded as, when going to S23, the previous power O
Nの期間中に算出された熱変位量lの内、算出されてから保持時間を経過していないものの影響を加算して総熱変位量を算出することができる。 Among thermal displacement amount l calculated during the N, it is possible to calculate the total thermal displacement amount by adding the effects of those not passed the retention time from the calculated.

【0045】以上説明したように、本実施例のマイコン部70では、主軸28が単位距離移動するのに要した経過時間に基づいて最大変位量Lを算出し、その最大変位量Lに基づいて工作機械10の熱変位量lを算出している。 [0045] As described above, the microcomputer 70 of this embodiment calculates the maximum amount of displacement L based on the elapsed time the main shaft 28 is required for the unit distance moved, based on the maximum amount of displacement L It calculates the thermal displacement amount l of the machine tool 10. このため、加工プログラムが変更された否かに関わらず、正確かつ容易に熱変位量lを算出することができる。 Therefore, regardless of whether the machining program is changed, it is possible to calculate accurately and easily thermal displacement amount l. また、最大変位量Lを算出する際に参照した図4のグラフは、経過時間が短い(すなわち移動速度が速い) Further, the graph of FIG. 4 with reference when calculating the maximum amount of displacement L, the elapsed time is short (i.e. fast moving speed)
領域では傾きがなだらかになる折れ線形状を呈している。 And has a polygonal shape inclination becomes gentle in the region. このため、空冷効果の影響を考慮して、最大変位量Lをきわめて正確に算出することができる。 Therefore, in consideration of the influence of the cooling effect can be very accurately calculate the maximum amount of displacement L. 従って、本実施例のマイコン部70では、加工プログラムの変更に柔軟に対応でき、しかも、きわめて正確に総熱変位量を算出することができる。 Therefore, the microcomputer 70 of the present embodiment, can flexibly respond to changes in the machining program, moreover, it can be very accurately calculate the total thermal displacement amount.

【0046】また、マイコン部70では、主軸28が単位距離移動する毎にその間の経過時間を算出し、その時点で算出された移動距離に基づいて最大変位量L及び熱変位量lを算出し、更に算出後の熱変位量lに過去に算出された熱変位量lの影響を加算している。 [0046] Further, the microcomputer 70 calculates the between the elapsed time for each of the main shaft 28 is a unit distance moved, calculates the maximum amount of displacement L and the thermal displacement amount l based on the moving distance calculated at that time , and by adding the effects of thermal displacement l calculated in the past further thermal displacement amount l after calculation. このため、 For this reason,
各時刻における工作機械10の駆動状態に応じて、総熱変位量をきわめて正確に算出することができる。 Depending on the driving state of the machine tool 10 at each time, it can be very accurately calculate the total thermal displacement amount. 従って、加工プログラムに工作機械10を高速で駆動するステップと低速で駆動するステップとが含まれていても、 Therefore, even if the machine tool 10 in the machining program contains the steps of driving in steps and low speed driving at a high speed,
各時刻における総熱変位量をきわめて正確に算出することができる。 It is possible to very accurately calculate the total thermal displacement amount at each time. また、本処理では、主軸28が単位距離移動する毎に総熱変位量を算出しているので、主軸28の移動速度が速いほど頻繁に総熱変位量を算出することができる。 Further, in the present process, since the calculated total thermal displacement amount for each of the main shaft 28 is a unit distance moved can move speed of the spindle 28 calculates the faster the frequently total thermal displacement amount. 従って、主軸28の移動速度の変化が激しい場合にも、きわめて正確に総熱変位量を算出することができる。 Therefore, when the change in the moving speed of the spindle 28 is also intense, it is possible to very accurately calculate the total thermal displacement amount. 更に、本処理では、主軸28が殆ど停止している場合には上記サンプリングタイム毎に総熱変位量を算出している。 Further, in this process, when the main shaft 28 is almost stopped it calculates the total thermal displacement amount for each of the sampling time. このため、主軸28が殆ど停止している場合にも総熱変位量の変化を良好に追跡することができ、装置の信頼性を一層向上させることができる。 Therefore, even when the main shaft 28 is almost stopped can be satisfactorily track changes in total thermal displacement amount, the reliability of the apparatus can be further improved.

【0047】なお、上記実施例において、主軸28が加工手段に、ボールネジ機構36及びZ軸モータ38が駆動手段に、CPU72内のROMが保持時間記憶手段に、CPU72が駆動状態検出手段,経過時間算出手段,飽和熱変位量算出手段,変位量算出手段,及び変位量加算手段に相当し、CPU72の処理の内、S13が駆動状態検出手段に、S17が経過時間算出手段に、S [0047] In the above embodiment, the main shaft 28 is processing means, the drive means ball screw mechanism 36 and the Z-axis motor 38, the ROM holding time memory means in the CPU 72, CPU 72 is driving state detecting means, the elapsed time calculating means, the saturated thermal displacement amount calculating means, the displacement amount calculating means, and corresponds to the displacement amount adding means, among the processing of CPU 72, the S13 is drive state detection means, the S17 is the elapsed time calculating means, S
19が飽和熱変位量算出手段に、S21が変位量算出手段に、S23が変位量加算手段に、それぞれ相当する処理である。 19 is saturated thermal displacement amount calculation means, to S21 displacement amount calculating means, the S23 is displacement amount adding means, a process corresponding respectively.

【0048】次に、本発明の第2実施例を説明する。 Next, a description will be given of a second embodiment of the present invention. 図7は、第2実施例としての工作機械10の制御系の構成を表すブロック図である。 Figure 7 is a block diagram of a control system of the machine tool 10 according to the second embodiment. なお、本実施例の工作機械1 Incidentally, the machine tool 1 of this embodiment
0もメカニカルな構成は従来例と同じであり、制御系の構成は次の点で第1実施例と異なる。 0. mechanical configuration is the same as the conventional example, the configuration of the control system is different from that of the first embodiment in the following points.

【0049】すなわち、図7に示すように、マイコン部70は前述の構成に加えてインタフェース(I/F)7 [0049] That is, as shown in FIG. 7, the microcomputer 70 in addition interface (I / F) to the configuration of the above-described 7
8を備えており、このインタフェース78を介してパソコン80に接続されている。 Has a 8, is connected to the personal computer 80 through the interface 78. パソコン80は、制御プログラム等を格納しているROMや入出力ポート等を内蔵するワンチップ型のCPU82、RAM84、時計8 The personal computer 80, the one-chip type having a built-in ROM and input and output port, and the like which stores the control program and the like CPU82, RAM84, watch 8
6、及びマイコン部70と接続されるインタフェース(I/F)88等からなり、周知のマイクロコンピュータとして構成されている。 6, and an interface that is connected to the microcomputer section 70 (I / F) consist 88, etc., it is configured as a known microcomputer. また、パソコン80には、キーボード91及びCRT92も接続されている。 In addition, the personal computer 80, a keyboard 91 and CRT92 also connected. この制御系では、加工プログラムに基づいて、マイコン部70 In this control system, on the basis of the machining program, the microcomputer 70
が工作機械10を制御しており、マイコン部70からパソコン80へは主軸28の移動距離等、総熱変位量の算出に必要なデータが送信される。 There has controlling a machine tool 10, from the microcomputer unit 70 to the personal computer 80 travel distance, etc. of the main shaft 28, data required for calculating the total thermal displacement amount is transmitted. また、パソコン80は後述する熱変位量算出処理を行い、算出した総熱変位量をマイコン部70へ送信する。 Further, the PC 80 performs a thermal displacement amount calculation processing described later, and transmits the total thermal displacement amount calculated to the microcomputer unit 70. すると、マイコン部70 Then, the microcomputer unit 70
は、送信された総熱変位量に基づき、補正を行いつつ上記加工プログラムを実行する。 , Based on the total thermal displacement amount that has been transmitted, while performing correction to execute the machining program. 図8は、パソコン80 Figure 8, the personal computer 80
(厳密にはCPU82)が実行する熱変位量算出処理を表すフローチャートである。 (Strictly CPU 82) is a flowchart showing a thermal displacement amount calculating process is performed. なお、CPU82は、工作機械10の電源の状態を監視しており、その電源がON Incidentally, CPU 82 monitors the power state of the machine tool 10, its power supply is ON
されると図8の処理を所定タイミングで繰り返し実行する。 When repeatedly executes the processing of FIG. 8 at a predetermined timing. 図8に示すように、この熱変位量算出処理は、図3 As shown in FIG. 8, the thermal displacement amount calculation processing, FIG. 3
に示した熱変位量算出処理と殆ど同じであるので、異なる部分についてのみ説明する。 Thermal displacement amount calculation process shown as are the almost same as, only different portions will be described.

【0050】S13に代えて実行されるS13aでは、 [0050] In S13a is executed in place of the S13,
主軸28の移動距離をCPU82が自ら算出して単位移動距離に達したか判断するのではなく、マイコン部70 CPU82 movement distance of the spindle 28 instead of determining whether reaches the unit moving distance is calculated themselves, the microcomputer 70
から送信される移動距離に基づいて判断する。 It determined based on the moving distance sent from. また、S In addition, S
23に代えて実行されるS23aでは、総熱変位量をS In S23a is executed instead of 23, the total thermal displacement amount S
23と同様に算出した後、その総熱変位量をマイコン部70に送信する。 After calculating in the same manner as 23, and transmits the total thermal displacement amount in the microcomputer 70. その他の処理は第1実施例と同様であるので、図3で使用した符号をそのまま使用して詳細な説明を省略する。 The other processes are the same as the first embodiment, and detailed description thereof is omitted accept the code used in FIG.

【0051】このように構成された本実施例でも、第1 [0051] Also in this embodiment thus configured, first
実施例とほぼ同様の作用・効果が生じる。 It occurs substantially the same advantages as the embodiment. なお、本実施例でもCPU82は、主軸28が単位距離移動する毎に算出された熱変位量lを、それを算出した時刻と対応づけてRAM84のテーブルに記憶するが、この記憶内容は必ずしもバックアップしなくてもよい。 Incidentally, CPU 82 is also in this embodiment, the thermal displacement amount l calculated for each of the main shaft 28 is a unit distance moved, but in association with each stored in RAM84 of the table and the time of calculation of it, the stored contents are always backed up it may not be. これは、工作機械10の電源をOFFしてもパソコン80の電源をO This is the power of the personal computer 80 even if OFF the power of the machine tool 10 O
Nに保持しておけば、記憶内容は消失しないからである。 Be held in the N, stored contents is because not lost. この点は移動距離の端数に対しても同様である。 This also applies with respect to a fraction of the moving distance. また、本実施例では、インタフェース88を介して接続される工作機械10を変更すれば、一つのパソコン80によって複数の工作機械10に対する総熱変位量の算出を行うことができる。 Further, in this embodiment, it is possible to perform by changing the machine tool 10 connected via an interface 88, the calculation of the total thermal displacement amount for a plurality of machine tools 10 by one of the personal computer 80.

【0052】以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。 [0052] Although the invention has been described by way of example, the present invention is not be limited to the above embodiments can be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention . 例えば、図3及び図8のS25では熱変位量を0と見なしているが、サンプリングタイム間の主軸28の移動距離に基づいて熱変位量を算出してもよい。 For example, although the thermal displacement amount in S25 in FIGS. 3 and 8 are regarded as 0, it may be calculated thermal displacement amount based on the movement distance of the spindle 28 between sampling time. また、上記実施の形態では、主軸28がZ軸方向に単位距離移動するのに要した経過時間から工作機械1 In the above embodiment, work from the elapsed time the main shaft 28 is taken to the unit distance in the Z axis direction mechanical 1
0のZ軸方向の熱変位量を算出しているが、主軸28が回転すると主軸28自身に熱変位が発生する。 It calculates the thermal displacement amount in the Z axis direction of 0, but the main shaft 28 is thermal displacement occurs in the spindle 28 itself rotates. そこで、 there,
主軸モータ30が単位距離(単位回転量)回転するのに要した時間を経過時間として算出して、その経過時間からZ軸方向の熱変位量を算出してもよい。 By calculating the time the spindle motor 30 is required to rotate the unit distance (unit rotation amount) as the elapsed time may be calculated thermal displacement amount in the Z axis direction from the elapsed time. また、図3または図8の処理によって算出された前述の総熱変位量に、主軸28の回転に要した経過時間から算出した熱変位量を加算して、工作機械10全体としてのZ軸方向の熱変位量を算出してもよい。 Further, the total thermal displacement amount of the aforementioned calculated by the processing of FIG. 3 or FIG. 8, by adding the thermal displacement amount calculated from the elapsed time required for the rotation of the main shaft 28, Z-axis direction of the entire machine tool 10 amount of thermal displacement may be calculated. この場合、Z軸方向の熱変位量を一層正確に算出することができる。 In this case, it is possible to more accurately calculate the thermal displacement amount in the Z-axis direction. 更に、本発明はワークを移動させる機構に適用してもよい。 Furthermore, the present invention may be applied to a mechanism for moving the workpiece.

【0053】また、最大変位量Lを求めるためのグラフは図4のものに限定されるものではなく、図9に例示するように直線で形成してもよい。 [0053] Further, the graph for determining the maximum amount of displacement L is not limited to that of FIG. 4 may be formed by a straight line as illustrated in FIG. また、3種類以上の傾きを有する折れ線で形成してもよく、曲線で形成してもよく、更に必要に応じて、経過時間の短い部分で傾きが急になるようなグラフを使用したり、多数段の曲線でグラフを構成したりしてもよい。 Also, may be formed by a polygonal line having three or more slope may be formed by a curve, if necessary, or use a graph like the slope is steeper in the short portion of the elapsed time, it may be or constitute a graph curve of multiple stages. また更に、これらのグラフも前述のように、数式やデータテーブルで構成してもよい。 Furthermore, even these graphs, as described above, may be constituted by formulas and data tables.

【0054】また、過去に算出された熱変位量lの影響を加算する形態も種々考えられ、例えば、図10に例示する形態を採用してもよい。 [0054] Also, embodiments for adding the effects of thermal displacement l calculated in the past also various contemplated, for example, may take the form illustrated in FIG. 10. 図10では、時刻t1で算出された熱変位量l 1を起点として、時刻t2における熱変位量l 2を算出するための曲線を描き、こうして算出された熱変位量l 2を起点として、時刻t3における熱変位量l 3を算出するための曲線を描いている。 In Figure 10, starting from the thermal displacement amount l 1 calculated at time t1, draw a curve for calculating the thermal displacement amount l 2 at time t2, the thermal displacement amount l 2 thus calculated starting time It depicts a curve for calculating the thermal displacement amount l 3 in t3.

【0055】ここで、時刻t1,t2,t3で算出される最大変位量は、L 1 ,L 2 ,L 3と変化している。 [0055] Here, the maximum displacement amount calculated at time t1, t2, t3 are varied and L 1, L 2, L 3 . 熱変位量l 1は前述の方法と同様に算出できるが、時刻t Thermal displacement amount l 1 can be calculated similarly to the above-described methods, the time t
2以降における熱変位量lは次のように算出することができる。 Thermal displacement amount in the 2 or later l can be calculated as follows. 例えば、時刻t2における熱変位量l 2を算出するには、最大変位量L 2に対応した前述の式(1) l=L 2・{1−exp(−γ・t/60)} よりl=l 1となるtの値t l1を求め、時刻t2はその(t2−t1)分後と外挿して l 2 =L 2・[1−exp{−γ・(t l1 +t2−t1)/60}] とするのである。 For example, to calculate the thermal displacement amount l 2 is at time t2, the above equations corresponding to the maximum displacement amount L 2 (1) l = L 2 · {1-exp (-γ · t / 60)} than l = seeking l 1 and comprising t value t l1, time t2 thereof (t2-t1) by extrapolating and after minutes l 2 = L 2 · [1 -exp {-γ · (t l1 + t2-t1) / 60}] than it is the. このような算出方法を採用しても、前述の算出方法(図6)と同様の作用・効果が生じる。 Be adopted such a calculation method, results similar advantages as the method of calculating the above (Figure 6). 但し、前述の算出方法では、一時的に誤ったデータが入力されても、少なくとも120分後にはその影響が排除されるといった効果が生じる。 However, in the above calculation method, be temporarily incorrect data input, effect is produced such that influence after at least 120 minutes is eliminated. また、本発明の実施の形態としては、このような加算処理を行わず、最大変位量L Further, as an embodiment of the present invention, without such addition processing, the maximum amount of displacement L
を一度算出したらその後ずっとそのLの値を用いて式(1)により熱変位量lを算出するものも含まれることはいうまでもない。 The present invention also includes those for calculating the thermal displacement amount l by formula (1) using the values ​​of ever after the L After calculating the time.

【0056】更に、工作機械10の熱変位量には、主軸28が単位距離移動するのに要した経過時間やその主軸28の駆動時間の他、種々の条件が影響を及ぼす。 [0056] Further, the thermal displacement of the machine tool 10, another driving time of the elapsed time and the main shaft 28 the spindle 28 is required for the unit distance moved, various conditions affect. 例えば朝等の気温が比較的低いとき等では工作機械10の温度上昇が緩やかになり、算出された総熱変位量と実際の熱変位量との誤差が無視できない程度になることもある。 For example, in such case the relatively low temperatures in the morning or the like becomes moderate temperature rise of the machine tool 10, the error between the actual thermal displacement amount and the total thermal displacement amount that has been calculated sometimes becomes not negligible. そこで、例えば図3のS23を図11のように変更し、各種調整を行えるようにしてもよい。 Therefore, for example, S23 in FIG. 3 was changed as shown in FIG. 11, it can be offered by various adjustments.

【0057】すなわち、S23bでは、S23と同様に総熱変位量を算出する。 [0057] That is, in S 23 b, calculates the total thermal displacement amount in the same manner as S23. 続くS23cでは、CPU72 At the following S23c, CPU72
は、S23bで算出した総熱変位量に対する調整の要否を判断する。 Determines the necessity of adjusting the total thermal displacement amount calculated in S 23 b. この要否判断は、(1)操作パネル22を介して調整値が入力されている、(2)時刻に対応して設定された調整値がある、(3)環境温度に対応して調整値を使用する必要がある、等の条件が成立しているか否かによってなされる。 The necessity determination, (1) the adjustment value through the operation panel 22 is input, (2) time is adjustment value set corresponding to the adjustment value corresponding to (3) Environmental Temperature it is necessary to use conditions and the like is made by whether or not satisfied. 条件が成立していれば、調整要(S23c:YES)であり、S23dにて総熱変位量に調整値を加算あるいは減算して調整する。 If conditions are satisfied, the adjustment main (S23c: YES) a and, adjusted by adding or subtracting the adjustment value to the total thermal displacement amount at S23d. 一方、調整不要(S23:NO)であれば、S23bにて算出された総熱変位量をそのまま保持してS13(図3)の処理へ移行する。 On the other hand, the adjustment required: if (S23 NO), the process proceeds to step S13 to keep the total thermal displacement amount calculated in S 23 b (FIG. 3). すなわち、S23dは変位量調整手段に相当する処理である。 That, S23d is processing corresponding to the displacement amount adjusting means.

【0058】この場合、例えば、調整値を時刻に対応して定めれば、1日の時間帯(朝、昼、夜等)に応じて、 [0058] In this case, for example, be determined by corresponding adjustment value in time, time of day (morning, noon, night, etc.) in accordance with,
算出された総熱変位量と実際の熱変位量との誤差を自動的に解消することができる。 An error between the total thermal displacement amount calculated from the actual thermal displacement amount can be automatically eliminated. 従って、時刻に関わらず常に正確な総熱変位量を算出することができる。 Therefore, it is possible to calculate accurately maintained total thermal displacement amount regardless of time. また、調整値を工作機械10の環境温度に対応して定めれば、工作機械10が設置されている場所の気温すなわち環境温度に応じて、算出された総熱変位量と実際の熱変位量との誤差を自動的に解消することができる。 Also, be determined to correspond to adjustment values ​​on the ambient temperature of the machine tool 10, in accordance with the temperature i.e. the ambient temperature of the location of the machine tool 10 is installed, the total thermal displacement amount calculated from the actual thermal displacement amount it is possible to automatically eliminate the error between. 従って、環境温度に関わらず常に正確な総熱変位量を算出できる。 Thus, it can be calculated accurately maintained total thermal displacement regardless of the environmental temperature. なお、図3のS21,図8のS21またはS23aをこのように変更しても同様の効果が生じる。 Incidentally, S21 in FIG. 3, the same effect Changing the S21 or S23a Thus in Figure 8 occurs.

【0059】また更に、上記実施の形態では、図3,図8,または図11の処理を実行するためのプログラムをCPU72または82のROMに記憶しているが、これらのプログラムはフロッピディスクやCD−ROM等の記憶媒体に記憶しておいてもよいことはいうまでもない。 [0059] Furthermore, in the above embodiment, FIG. 3, but stored in the ROM of FIG. 8 or CPU72 or 82 a program for processing the execution of FIG. 11, these programs are a floppy disk or CD it goes without saying that may be stored in a storage medium such as a -ROM. この場合、一般のコンピュータ等、任意の制御手段に上記処理を実行させることができる。 In this case, a general computer or the like, it is possible to execute the process in any of the control means.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 第1実施例の工作機械の制御系の構成を表すブロック図である。 1 is a block diagram of a control system of the machine tool of the first embodiment.

【図2】 その工作機械のピッチ誤差補正テーブルの構成を表す説明図である。 Figure 2 is a schematic diagram of a pitch error correction table configuration of the machine tool.

【図3】 その工作機械のCPUが実行する熱変位量算出処理を表すフローチャートである。 3 is a flowchart showing a thermal displacement amount calculation processing in which the machine tool CPU.

【図4】 最大変位量の算出に使用するグラフの構成を表す説明図である。 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a graph used for calculating the maximum displacement amount.

【図5】 最大変位量に対応した熱変位量の経時変化を例示する説明図である。 5 is an explanatory diagram illustrating the time course of thermal displacement amount corresponding to the maximum displacement.

【図6】 熱変位量から総熱変位量を算出する処理を例示する説明図である。 6 is an explanatory diagram illustrating a process of calculating the total heat displacement from the thermal displacement amount.

【図7】 第2実施例の工作機械の制御系の構成を表すブロック図である。 7 is a block diagram of a control system of the machine tool of the second embodiment.

【図8】 その工作機械に接続されたパソコンが実行する熱変位量算出処理を表すフローチャートである。 8 is a flowchart showing a thermal displacement amount calculation processing in which the machine tool connected to a personal computer to perform.

【図9】 最大変位量の算出に使用する他のグラフの構成を表す説明図である。 9 is an explanatory diagram showing the configuration of another graph used for calculating the maximum displacement amount.

【図10】 熱変位量から総熱変位量を算出する他の処理を表す説明図である。 10 is an explanatory view showing another process of calculating the total heat displacement from the thermal displacement amount.

【図11】 熱変位量算出処理の更に他の形態を表すフローチャートである。 11 is a flowchart showing still another form of thermal displacement amount calculation processing.

【図12】 実施例および従来例の工作機械の構成を表す説明図である。 12 is an explanatory view showing a machine tool structure of the embodiment and the conventional example.

【図13】 実施例および従来例の工作機械の構成を表す説明図である。 13 is a schematic diagram of a machine tool structure of the embodiment and the conventional example.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…工作機械 14…テーブル 16…ATCマガジン 20…本体 28…主軸 30…主軸モータ 36…ボールネジ機構 38…Z軸モータ 70…マイコン部 72, 10 ... the machine tool 14 ... table 16 ... ATC magazine 20 ... main body 28 ... spindle 30 ... spindle motor 36 ... ball screw mechanism 38 ... Z-axis motor 70 ... microcomputer unit 72,
82…CPU 74,84…RAM 76,86…時計 80 82 ... CPU 74,84 ... RAM 76,86 ... watch 80
…パソコン …computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) B23Q 15/00 - 15/28 B23Q 17/00 - 23/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) B23Q 15/00 - 15/28 B23Q 17/00 - 23/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 被加工物に加工を施すための加工手段と、該加工手段と被加工物との相対位置を変動させる駆動手段とを有する工作機械に装備され、該工作機械の熱変位量を算出する工作機械の熱変位量算出装置であって、 上記工作機械の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、 該駆動状態検出手段の検出結果に基づき、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を単位距離移動させるのに要した経過時間を算出する経過時間算出手段と、 上記工作機械が同様の駆動状態を続けた場合における上記工作機械の熱変位の最大値としての飽和熱変位量を、 1. A and processing means for performing processing to the workpiece, is mounted on a machine tool and a drive means for varying the relative position between the processing means and the workpiece, the thermal displacement amount of the machine tool a thermal displacement amount calculation device for a machine tool for calculating a driving condition detecting means for detecting a driving state of the machine tool, based on a detection result of the driving state detecting means, the drive means is said processing means or said an elapsed time calculating means for calculating the elapsed time required to cause a unit distance moved workpiece, saturated thermal displacement as the maximum value of the thermal distortion of said machine tool in the case where the machine tool is continued the same driving conditions the amount,
    上記算出された経過時間に基づいて算出する飽和熱変位量算出手段と、 該算出された飽和熱変位量と上記工作機械の駆動時間とに基づき、上記工作機械の熱変位量を算出する変位量算出手段と、 を備えたことを特徴とする工作機械の熱変位量算出装置。 Saturated thermal displacement amount calculation means for calculating, based on the elapsed time the calculated, based on the saturated thermal displacement amount issued the calculated above machine tool drive time, displacement of calculating the thermal displacement amount of the machine tool calculating means and the thermal displacement amount calculating device for a machine tool, characterized in that it comprises a.
  2. 【請求項2】 上記飽和熱変位量算出手段が、上記経過時間に対応する飽和熱変位量を算出するに当たって、両者の対応関係を表す折れ線または曲線からなるグラフを参照することを特徴する請求項1記載の工作機械の熱変位量算出装置。 Wherein said saturated thermal displacement amount calculation means, when calculating the saturated thermal displacement amount corresponding to the elapsed time, characterized by reference to the graph consisting of a polygonal line or a curve representing their correspondence relationship claims 1 thermal displacement amount calculation device of machine tool according.
  3. 【請求項3】 上記飽和熱変位量算出手段及び上記変位量算出手段が、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を上記単位距離移動させる毎に上記算出を行うと共に、 上記変位量算出手段が以前に熱変位量を算出しているとき、その熱変位量の影響を上記変位量算出手段が新たに算出した熱変位量に加算して、現在の上記工作機械の熱変位量とする変位量加算手段を、 更に備えたことを特徴とする請求項1または2記載の工作機械の熱変位量算出装置。 Wherein said saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means, in conjunction with the drive means performs said calculating the processing means or the workpiece after each movement of the unit distance, the displacement amount calculation when unit is previously calculated thermal displacement amount, the influence of the thermal displacement amount is added to the thermal displacement amount is newly calculated the displacement amount calculating means, the thermal displacement amount of the current of the machine tool the displacement amount adding means, further thermal displacement amount calculation device of a machine tool according to claim 1, wherein further comprising.
  4. 【請求項4】 上記飽和熱変位量算出手段及び上記変位量算出手段が、上記加工手段または上記被加工物が低速で移動し、または完全に停止している場合には、所定時間毎に上記算出を行うことを特徴とする請求項3記載の工作機械の熱変位量算出装置。 Wherein said saturated thermal displacement amount calculating means and the displacement amount calculation means, when the processing means or the workpiece is stopped moving at a low speed, or completely, the above predetermined time intervals calculating the thermal displacement amount calculation device of a machine tool according to claim 3, wherein the performing.
  5. 【請求項5】 上記工作機械の熱変位量の影響が残存する保持時間を記憶する保持時間記憶手段を、更に備え、 上記変位量加算手段が、上記変位量算出手段が算出してから上記保持時間以上経過した熱変位量は無視して現在の上記熱変位量を算出することを特徴とする請求項3または4記載の工作機械の熱変位量算出装置。 The retention time storing means effects of 5. A thermal displacement amount of the machine tool stores the retention time remaining, further comprising, the displacement amount adding means, the holding from the calculated the displacement amount calculation means thermal displacement amount calculation device of a machine tool according to claim 3, wherein calculating the current of the thermal displacement amount ignore elapsed thermal displacement amount or more times.
  6. 【請求項6】 上記熱変位量に影響を及ぼす条件に対応して定められた調整値を、上記変位量算出手段または上記変位量加算手段によって算出された熱変位量に加算または減算して上記工作機械の熱変位量とする変位量調整手段を、 更に備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の工作機械の熱変位量算出装置。 6. The adjustment value determined corresponding to conditions that affect the thermal displacement amount, add or subtract to the thermal displacement amount calculated by the displacement amount calculation means or the displacement amount addition means the thermal displacement amount calculating device for a machine tool according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the displacement amount adjusting means for the thermal displacement amount of a machine tool, comprising further.
  7. 【請求項7】 上記調整値は時刻に対応して定められていて、上記変位量調整手段は時刻に基づいて上記調整値を選択して使用することを特徴とする請求項6記載の工作機械の熱変位量算出装置。 7. The adjustment value is not determined to correspond to the time, the machine tool of claim 6, wherein the selecting and using the adjustment value based on the displacement amount adjusting means the time displacement amount calculation device of heat.
  8. 【請求項8】 上記調整値は上記工作機械の環境温度に対応して定められていて、上記変位量調整手段は該環境温度に基づいて上記調整値を選択して使用することを特徴とする請求項6記載の工作機械の熱変位量算出装置。 8. The adjustment value have been determined in accordance with the environmental temperature of the machine tool, the displacement amount adjusting means is characterized by selecting and using the adjustment value based on the environmental temperature thermal displacement amount calculation device of a machine tool according to claim 6.
  9. 【請求項9】 被加工物に加工を施すための加工手段と、該加工手段と被加工物との相対位置を変動させる駆動手段とを有する工作機械に対して使用され、該工作機械の熱変位量を算出するためのコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、 上記工作機械の駆動状態を検出する駆動状態検出処理と、 該駆動状態検出処理の検出結果に基づき、上記駆動手段が上記加工手段または上記被加工物を単位距離移動させるのに要した経過時間を算出する経過時間算出処理と、 上記工作機械が同様の駆動状態を続けた場合における上記工作機械の熱変位の最大値としての飽和熱変位量を、 9. A processing means for performing processing to the workpiece, is used for a machine tool and a drive means for varying the relative position between the processing means and the workpiece, the machine tool thermal a storage medium storing a computer program for calculating the amount of displacement, a drive state detection process for detecting the driving state of the machine tool, based on a detection result of the driving state detecting process, the drive means is the processing an elapsed time calculating process for calculating the elapsed time required means or the workpiece to cause a unit distance moved, as the maximum value of the thermal distortion of said machine tool in the case where the machine tool is continued the same driving conditions saturated thermal displacement amount,
    上記算出された経過時間に基づいて算出する飽和熱変位量算出処理と、 該算出された飽和熱変位量と上記工作機械の駆動時間とに基づき、上記工作機械の熱変位量を算出する変位量算出処理と、 を実行させるコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。 Saturated thermal displacement amount calculation processing for calculating, based on the elapsed time the calculated, based on the saturated thermal displacement amount issued the calculated above machine tool drive time, displacement of calculating the thermal displacement amount of the machine tool storage medium characterized by storing a computer program for executing the calculation processing, the.
JP21192197A 1997-08-06 1997-08-06 Thermal displacement amount calculation unit and storage medium of the machine tool Expired - Fee Related JP3322611B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21192197A JP3322611B2 (en) 1997-08-06 1997-08-06 Thermal displacement amount calculation unit and storage medium of the machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21192197A JP3322611B2 (en) 1997-08-06 1997-08-06 Thermal displacement amount calculation unit and storage medium of the machine tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1148094A true JPH1148094A (en) 1999-02-23
JP3322611B2 true JP3322611B2 (en) 2002-09-09

Family

ID=16613882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21192197A Expired - Fee Related JP3322611B2 (en) 1997-08-06 1997-08-06 Thermal displacement amount calculation unit and storage medium of the machine tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3322611B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218806B1 (en) * 1998-06-03 2001-04-17 Black & Decker Inc. Method and apparatus for obtaining product use information

Also Published As

Publication number Publication date Type
JPH1148094A (en) 1999-02-23 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4879660A (en) Thread cutting machine with synchronized feed and rotation motors
US6501997B1 (en) Numerical controlling device and tooling apparatus having thereof
US4755123A (en) Metering system of injection molding machine
US5598077A (en) Control apparatus and a control method for a servomotor
US5059881A (en) Numerical control apparatus having a backlash compensation function and method thereof
US6252368B1 (en) Numerically controlled system and backlash compensation device for use with the system
US6471451B2 (en) Method of correcting thermal displacement of machine tool
US5895181A (en) Dynamic error correcting system in a numerically controlled machine tool
US4615149A (en) Feed control apparatus for grinding machine
US5175680A (en) Synchronizing control apparatus
US4635145A (en) Floppy disk drive with stand-by mode
US20020151988A1 (en) Position control apparatus and position control method
JP2003181722A (en) Tapping machining device and tapping machining method
JP2001277071A (en) Automatically controlled machine tool and operation control method for automatically controlled machine tool
GB2061554A (en) Control System for Producing Crankshafts
US20030191553A1 (en) Numerical controller
CN1126130A (en) Method and apparatus for correcting hot displacement of machine tool
US5260879A (en) Numerical control apparatus
US20060089745A1 (en) Method and apparatus for correcting thermal displacement of machine tool
EP0878267A1 (en) Method of correcting thermal displacement of machine tool
US5517100A (en) Method of controlling a servo motor
US4617761A (en) Helical gear grinding machine
US20030204287A1 (en) Machining error correction method adapted for numerically controlled machine tool and grinding machine using the same
JP2006035400A (en) Gear grinding machine
JPH08178693A (en) Encoder diagnostic device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080628

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100628

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110628

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120628

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120628

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130628

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees