JPH06304846A - 複合熱変位補正方法とその装置 - Google Patents
複合熱変位補正方法とその装置Info
- Publication number
- JPH06304846A JPH06304846A JP11896493A JP11896493A JPH06304846A JP H06304846 A JPH06304846 A JP H06304846A JP 11896493 A JP11896493 A JP 11896493A JP 11896493 A JP11896493 A JP 11896493A JP H06304846 A JPH06304846 A JP H06304846A
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- Japan
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- correction
- temperature
- displacement correction
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動芯出しと熱変位補正装置とを組合せてお
互いの欠点を補完し合う新規な複合熱変位補正技術を提
供することを目的とする。 【構成】 熱変位が軸座標変化量Ｈ１として発生する機
体の温度上昇を検出するセンサＣＨ１を備え、この温度
測定値から熱変位補正をする他、主軸取付けセンサＴＣ
で軸の座標変化量を零補正する自動芯出しとを組合せて
複合熱変位補正をする。
互いの欠点を補完し合う新規な複合熱変位補正技術を提
供することを目的とする。 【構成】 熱変位が軸座標変化量Ｈ１として発生する機
体の温度上昇を検出するセンサＣＨ１を備え、この温度
測定値から熱変位補正をする他、主軸取付けセンサＴＣ
で軸の座標変化量を零補正する自動芯出しとを組合せて
複合熱変位補正をする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械等の摺動体の
熱変位補正装置に関し、自動芯出しと機体の熱変位補正
装置とを複合的に適合制御するものである。
熱変位補正装置に関し、自動芯出しと機体の熱変位補正
装置とを複合的に適合制御するものである。
【０００２】
【従来技術と問題点】従来、工作機械の自動芯出しは、
主軸に取付けたタッチセンサにて基準片を測定し、熱変
位によって発生する主軸端の座標ずれを直接に検出して
座標補正を加える機構装置として知られている。このた
め、高精度の変位補正が可能であるが、頻繁に主軸に取
付けたタッチセンサにて基準片を測定する必要があり、
機械の停止で生産性の低下を招く問題点がある。
主軸に取付けたタッチセンサにて基準片を測定し、熱変
位によって発生する主軸端の座標ずれを直接に検出して
座標補正を加える機構装置として知られている。このた
め、高精度の変位補正が可能であるが、頻繁に主軸に取
付けたタッチセンサにて基準片を測定する必要があり、
機械の停止で生産性の低下を招く問題点がある。
【０００３】一方、工作機械の熱変位補正装置は、変位
発生源の温度を測定して、その温度変化から発生する変
位を推測し、座標補正を行う機構装置であるから、自動
芯出しに較べて補正精度が劣っているが加工を止めるこ
となく頻繁に検出とその補正を行う結果、自動芯出しよ
りも高精度の座標補正が出来る場合が有る。その反面、
この熱変位補正方式は、変位の検出に温度を利用してい
るため、回転部分となるボールネジの温度測定が困難で
あり、このボールネジの伸びに対する補正を行えない問
題点がある。
発生源の温度を測定して、その温度変化から発生する変
位を推測し、座標補正を行う機構装置であるから、自動
芯出しに較べて補正精度が劣っているが加工を止めるこ
となく頻繁に検出とその補正を行う結果、自動芯出しよ
りも高精度の座標補正が出来る場合が有る。その反面、
この熱変位補正方式は、変位の検出に温度を利用してい
るため、回転部分となるボールネジの温度測定が困難で
あり、このボールネジの伸びに対する補正を行えない問
題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題と目的】本発明は、前記
従来の二つの方式の問題点に鑑み、これを解消すること
を課題とし、自動芯出しと熱変位補正装置とを組合せて
お互いの欠点を補完し合う新規な複合熱変位補正技術を
提供することを目的とする。
従来の二つの方式の問題点に鑑み、これを解消すること
を課題とし、自動芯出しと熱変位補正装置とを組合せて
お互いの欠点を補完し合う新規な複合熱変位補正技術を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱変位が座標
変化量として発生する機体の温度上昇を検出するセンサ
を備え、この温度測定値から熱変位補正をする他、主軸
取付けのタッチセンサで座標変化量を零補正する自動芯
出しとを組合せ、定時的にお互いの欠点を補完し合う複
合熱変位補正をすることを特徴とする複合熱変位補正方
法とその装置装置としたものである。
変化量として発生する機体の温度上昇を検出するセンサ
を備え、この温度測定値から熱変位補正をする他、主軸
取付けのタッチセンサで座標変化量を零補正する自動芯
出しとを組合せ、定時的にお互いの欠点を補完し合う複
合熱変位補正をすることを特徴とする複合熱変位補正方
法とその装置装置としたものである。
【０００６】
【作用】機体の温度上昇により、熱変位が座標変化量と
して発生するころを見計らい、温度測定値から熱変位補
正の温度原点セットし、この温度原点変位補正量の演算
により座標系のオフセットをする。これと同時的に自動
芯出しで座標変化量を零補正すると共に、温度測定値か
ら熱変位補正温度原点の再セットをする。この複合熱変
位補正により、個々の欠点を補完し合い、依り高精度な
熱変位補正を可能とするほか、自動芯出しは生産性に問
題の無い時間間隔で実行し、次の自動芯出し迄に発生す
る変位は熱変位補正により対応する。
して発生するころを見計らい、温度測定値から熱変位補
正の温度原点セットし、この温度原点変位補正量の演算
により座標系のオフセットをする。これと同時的に自動
芯出しで座標変化量を零補正すると共に、温度測定値か
ら熱変位補正温度原点の再セットをする。この複合熱変
位補正により、個々の欠点を補完し合い、依り高精度な
熱変位補正を可能とするほか、自動芯出しは生産性に問
題の無い時間間隔で実行し、次の自動芯出し迄に発生す
る変位は熱変位補正により対応する。
【０００７】
【実施例】以下、図面に示す実施例にて説明する。図１
は本発明の複合熱変位補正装置を備えた摺動体のシステ
ム図であり、図２は本発明の複合熱変位補正作用を示す
フローチャート図である。図３は本発明の複合熱変位補
正作用を示すタイムチャート図である。
は本発明の複合熱変位補正装置を備えた摺動体のシステ
ム図であり、図２は本発明の複合熱変位補正作用を示す
フローチャート図である。図３は本発明の複合熱変位補
正作用を示すタイムチャート図である。
【０００８】先ず、図１は工作機械等の摺動体１０の摺
動部へのセンサ取付け状態を示す側面図で、該摺動体１
０には変位発生源となる発熱源が存在し、基準温度とな
るベッド１の底部にセンサＢを取付ける。そして、主軸
３にセンサＣＨ１（主軸熱変位成分１）を取付けてい
る。これにより、摺動部の熱変位量を検出する。
動部へのセンサ取付け状態を示す側面図で、該摺動体１
０には変位発生源となる発熱源が存在し、基準温度とな
るベッド１の底部にセンサＢを取付ける。そして、主軸
３にセンサＣＨ１（主軸熱変位成分１）を取付けてい
る。これにより、摺動部の熱変位量を検出する。
【０００９】上記各センサＣＨ１の出力は、温度アナロ
グ情報としてアンプ６で各々増幅され、ＡＤ変換器７に
よりデジタル信号に変換した後、ＮＣ制御装置９へ送ら
れる。ここで、移動軸の熱変位補正量に応じた補正値を
加減算してＮＣ制御装置９が移動軸のモータＭを回転制
御する。
グ情報としてアンプ６で各々増幅され、ＡＤ変換器７に
よりデジタル信号に変換した後、ＮＣ制御装置９へ送ら
れる。ここで、移動軸の熱変位補正量に応じた補正値を
加減算してＮＣ制御装置９が移動軸のモータＭを回転制
御する。
【００１０】上記主軸３には、タッチセンサＴＣが定時
的に取付けられ、移動部２上の基準片Ｌにタッチセンサ
ＴＣを接触して各軸方向の位置情報をスキップ信号とし
てアンプ８から出力し、ＮＣ制御装置９へ送られる。こ
こで、軸の座標変化量を零補正するべく座標変化量に応
じた補正値を加減算しするＮＣ制御装置９は、モータＭ
を回転制御する。
的に取付けられ、移動部２上の基準片Ｌにタッチセンサ
ＴＣを接触して各軸方向の位置情報をスキップ信号とし
てアンプ８から出力し、ＮＣ制御装置９へ送られる。こ
こで、軸の座標変化量を零補正するべく座標変化量に応
じた補正値を加減算しするＮＣ制御装置９は、モータＭ
を回転制御する。
【００１１】上述のように摺動体１０に構成されたセン
サＣＨ１及びタッチセンサＴＣから得られる温度アナロ
グ情報及び位置情報は、下記の熱変位補正ソフトによ
り、実行処理される。熱変位補正ソフトの基本（外部ワ
ーク原点オフセットに書き込む値の算出法）を説明す
る。 座標修正量＝（変位発生部の相対温度−補正開始時の温
度）×１℃当りの変位量 上式において、変位発生部の相対温度は、差温（変位発
生部の相対温度−機体温度「基準温度」）を意味し、補
正開始時の温度は「差温初期値」を意味する。又、１℃
当りの変位量は「補正率」を意味する。変位発生部が複
数有る時は、それぞれの座標修正量を総合したものを書
き込み、各軸行う。
サＣＨ１及びタッチセンサＴＣから得られる温度アナロ
グ情報及び位置情報は、下記の熱変位補正ソフトによ
り、実行処理される。熱変位補正ソフトの基本（外部ワ
ーク原点オフセットに書き込む値の算出法）を説明す
る。 座標修正量＝（変位発生部の相対温度−補正開始時の温
度）×１℃当りの変位量 上式において、変位発生部の相対温度は、差温（変位発
生部の相対温度−機体温度「基準温度」）を意味し、補
正開始時の温度は「差温初期値」を意味する。又、１℃
当りの変位量は「補正率」を意味する。変位発生部が複
数有る時は、それぞれの座標修正量を総合したものを書
き込み、各軸行う。
【００１２】続いて、上式をもう少し具体的に熱変位補
正単独で使用する時につき、説明する。差温初期値は、
変位補正を主軸発熱成分、環境変化による構造体変位成
分について行う時の補正量演算は次式の様になる。 軸補正量＝（Ｔｓｐ−Ｔｏｓｐ）×σＸｓｐ＋（Ｔａｔ
−Ｔｏａｔ）×σＸａｔ となる。
正単独で使用する時につき、説明する。差温初期値は、
変位補正を主軸発熱成分、環境変化による構造体変位成
分について行う時の補正量演算は次式の様になる。 軸補正量＝（Ｔｓｐ−Ｔｏｓｐ）×σＸｓｐ＋（Ｔａｔ
−Ｔｏａｔ）×σＸａｔ となる。
【００１３】本発明方法である自動芯出しと併用する時
は、次式の様になる。 軸補正量＝（Ｔｓｐ−ＴｏｓｐＸ）×σＸｓｐ＋（Ｔａ
ｔ−ＴｏａｔＸ）×σＸａｔ となる。
は、次式の様になる。 軸補正量＝（Ｔｓｐ−ＴｏｓｐＸ）×σＸｓｐ＋（Ｔａ
ｔ−ＴｏａｔＸ）×σＸａｔ となる。
【００１４】ここで、 Ｔｓｐ：主軸発熱成分の差温 Ｔａｔ：構造体変位成分の差温 Ｔｏｓｐ：主軸発熱成分の差温初期値 Ｔｏａｔ：構造体変位成分の差温初期値 ＴｏｓｐＸ：主軸発熱成分の差温初期値Ｘ ＴｏａｔＸ：構造体変位成分の差温初期値Ｘ σＸｓｐ：主軸発熱成分のＸ軸補正率 σＸａｔ：構造体変位成分のＸ軸補正率 を現している。
【００１５】次に、図２により本発明の補正手段と手順
を説明する。先ず、「スタート」（ア）により「ワーク
芯出し作業」（イ）に入り、機体の「温度測定」（ウ）
をする。ここで、「熱変位補正温度原点セット（Ｘ）」
（エ）を行い、「温度測定」（オ）の後、軸の「座標系
オフセット」（ク）を行うべく、「温度原点からの変化
量演算」（カ）をした後「変位補正量の演算」（キ）を
行う。
を説明する。先ず、「スタート」（ア）により「ワーク
芯出し作業」（イ）に入り、機体の「温度測定」（ウ）
をする。ここで、「熱変位補正温度原点セット（Ｘ）」
（エ）を行い、「温度測定」（オ）の後、軸の「座標系
オフセット」（ク）を行うべく、「温度原点からの変化
量演算」（カ）をした後「変位補正量の演算」（キ）を
行う。
【００１６】続いて、自動芯出しの「実行」又は「しな
い」を判別し、「しない」となれば「終了」（サ）とな
り、ここでＹＥＳとすれば「エンド」（シ）とする。
今、「実行」を判別し軸「温度測定」（ケ）を行い、軸
の「熱変位補正温度原点再設定」（コ）を行う。ここ
で、「終了」（サ）となり、ＮＯならば、再び「温度測
定」（オ）の後、軸の「座標系オフセット」（ク）を行
うべく、「温度原点からの変化量演算」（カ）をした後
「変位補正量の演算」（キ）を行う。続いて、自動芯出
しの「実行」又は「しない」を判別し、「しない」とな
れば「終了」（サ）となり、ここでＹＥＳとすれば「エ
ンド」（シ）とする。
い」を判別し、「しない」となれば「終了」（サ）とな
り、ここでＹＥＳとすれば「エンド」（シ）とする。
今、「実行」を判別し軸「温度測定」（ケ）を行い、軸
の「熱変位補正温度原点再設定」（コ）を行う。ここ
で、「終了」（サ）となり、ＮＯならば、再び「温度測
定」（オ）の後、軸の「座標系オフセット」（ク）を行
うべく、「温度原点からの変化量演算」（カ）をした後
「変位補正量の演算」（キ）を行う。続いて、自動芯出
しの「実行」又は「しない」を判別し、「しない」とな
れば「終了」（サ）となり、ここでＹＥＳとすれば「エ
ンド」（シ）とする。
【００１７】図３は前記図２の複合熱変位補正作用によ
り、実行される熱変位補正を示している。即ち、機体の
温度上昇により、熱変位が座標変化量Ｈ１として発生す
る頃ｔ１を見計らい、この時の温度測定値から自動芯出
しで座標変化量Ｈ２を零補正する他、温度測定値から熱
変位補正の座標変化量Ｈ３を補正する。この補正は、ボ
ールネジの伸び分が原点よりズレた座標のズレとなって
存在している。従って、総合的な複合熱変位補正による
座標変化量Ｈ４は、微細なものとなる。上述複合熱変位
補正作用は、定時的に次の時期ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５
・・・のように繰り返され、常に高精度の変位補正が行
われる。
り、実行される熱変位補正を示している。即ち、機体の
温度上昇により、熱変位が座標変化量Ｈ１として発生す
る頃ｔ１を見計らい、この時の温度測定値から自動芯出
しで座標変化量Ｈ２を零補正する他、温度測定値から熱
変位補正の座標変化量Ｈ３を補正する。この補正は、ボ
ールネジの伸び分が原点よりズレた座標のズレとなって
存在している。従って、総合的な複合熱変位補正による
座標変化量Ｈ４は、微細なものとなる。上述複合熱変位
補正作用は、定時的に次の時期ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５
・・・のように繰り返され、常に高精度の変位補正が行
われる。
【００１８】本発明は、上記一実施例に限定されること
なく発明の要旨内での設計変更が可能であること勿論で
ある。例えば、熱変位補正と自動芯出しの補正時期は同
じでも異なっていても良い。
なく発明の要旨内での設計変更が可能であること勿論で
ある。例えば、熱変位補正と自動芯出しの補正時期は同
じでも異なっていても良い。
【００１９】
【効果】上記構成により本発明は、機体の温度上昇で、
熱変位が座標変化量として発生するころを見計らい、温
度測定値から熱変位補正の温度原点セットし、この温度
原点変位補正量の演算により座標系のオフセットをす
る。これと同時的に自動芯出しで座標変化量を零補正す
ると共に、温度測定値から熱変位補正温度原点の再セッ
トをするから、この複合熱変位補正により、個々の欠点
を補完し合い、依り高精度な熱変位補正を可能とするほ
か、自動芯出しは生産性に問題の無い時間間隔で実行
し、次の自動芯出し迄に発生する変位は熱変位補正によ
り対応する等、多くの実用的効果がある。
熱変位が座標変化量として発生するころを見計らい、温
度測定値から熱変位補正の温度原点セットし、この温度
原点変位補正量の演算により座標系のオフセットをす
る。これと同時的に自動芯出しで座標変化量を零補正す
ると共に、温度測定値から熱変位補正温度原点の再セッ
トをするから、この複合熱変位補正により、個々の欠点
を補完し合い、依り高精度な熱変位補正を可能とするほ
か、自動芯出しは生産性に問題の無い時間間隔で実行
し、次の自動芯出し迄に発生する変位は熱変位補正によ
り対応する等、多くの実用的効果がある。
【図１】本発明の複合熱変位補正装置を備えた摺動体の
システム図である。
システム図である。
【図２】本発明の複合熱変位補正作用を示すフローチャ
ート図である。
ート図である。
【図３】本発明の複合熱変位補正作用を示すタイムチャ
ート図である。
ート図である。
１ ベッド ３ 主軸 ６，８ アンプ ７ ＡＤ変換器 ９ ＮＣ制御装置 １０ 摺動体 Ｍ モータ ＣＨ１ センサ ＴＣ タッチセンサ Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４ 座標変化量 ｔ１，ｔ２ 時間
Claims (2)
- 【請求項１】 熱変位が座標変化量として発生する機体
の温度上昇を検出するセンサを備え、この温度測定値か
ら熱変位補正をする他、主軸取付けのタッチセンサで座
標変化量を零補正する自動芯出しとを組合せ、定時的に
お互いの欠点を補完し合う複合熱変位補正をすることを
特徴とする複合熱変位補正方法。 - 【請求項２】 熱変位が座標変化量として発生する機体
の温度上昇を検出するセンサを備え、この温度測定値か
ら熱変位補正をする他、主軸取付けのタッチセンサで座
標変化量を零補正する自動芯出しとを組合せ、定時的に
お互いの欠点を補完し合う複合熱変位補正をすることを
特徴とする複合熱変位補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11896493A JPH06304846A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 複合熱変位補正方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11896493A JPH06304846A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 複合熱変位補正方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304846A true JPH06304846A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14749641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11896493A Pending JPH06304846A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 複合熱変位補正方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304846A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2105814A2 (en) | 2008-03-27 | 2009-09-30 | Mori Seiki Co.,Ltd. | Method for controlling a machine tool and apparatus therefor |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP11896493A patent/JPH06304846A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2105814A2 (en) | 2008-03-27 | 2009-09-30 | Mori Seiki Co.,Ltd. | Method for controlling a machine tool and apparatus therefor |
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