JPH0747257B2 - Thermal displacement correction method and a control device of the machine tool - Google Patents

Thermal displacement correction method and a control device of the machine tool

Info

Publication number
JPH0747257B2
JPH0747257B2 JP21403089A JP21403089A JPH0747257B2 JP H0747257 B2 JPH0747257 B2 JP H0747257B2 JP 21403089 A JP21403089 A JP 21403089A JP 21403089 A JP21403089 A JP 21403089A JP H0747257 B2 JPH0747257 B2 JP H0747257B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
machine tool
thermal displacement
machine
environmental
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21403089A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0379256A (en
Inventor
肇 櫻庭
Original Assignee
日立精機株式会社
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
Application filed by 日立精機株式会社 filed Critical 日立精機株式会社
Priority to JP21403089A priority Critical patent/JPH0747257B2/en
Publication of JPH0379256A publication Critical patent/JPH0379256A/en
Publication of JPH0747257B2 publication Critical patent/JPH0747257B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Application status is Expired - Fee Related legal-status Critical

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、工作機械の熱変位補正方法に関する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Industrial] This invention relates to thermal displacement correction method for a machine tool. 更に詳しくは、工作機械を構成する機体の温度と、機体周辺の環境温度を検出し、予め求めた温度変化と変形の関係式を用いて、熱変位量を算出するものであり、この算出結果を機械原点位置を補正して熱変位をキャンセルする工作機械の熱変位補正方法とその制御装置に関する。 More specifically, the temperature of the body constituting the machine tool, to detect the environmental temperature around the aircraft, by using the relational expressions obtained in advance temperature change and deformation, which calculates the thermal displacement amount, the result thus calculated mechanical home position thermal displacement correction method for a machine tool to cancel the correction to thermally displace and its control device.

[従来技術] 工作機械は、機体各部に発熱源を備えている。 PRIOR ART Machine tools includes a heat source to the fuselage. 例えば、 For example,
主軸の軸受のころがり摩擦熱、切削加工位置からの発熱など数多い。 Rolling frictional heat of the spindle bearing, numerous fever from cutting position. これらの発熱源は、機体各部に伝導、幅射し機体を変形させる。 These heat sources are conducted to the fuselage, to deform the width shines aircraft. この機体の変形は、加工精度に影響する。 A variant of this aircraft, which affects the machining accuracy. 工作機械の機体の熱変形の防止と、変形後の補正装置については種々の提案が過去されている。 The prevention of thermal deformation of the machine tool body, various proposals for correction apparatus after the deformation is past. 例えば、マシニングセンタの補正装置は、X、Y軸線方向の補正装置が知られている。 For example, machining centers correction device, X, Y-axis direction of the correction device is known. 更に、Z軸線方向の伸び、すなわち主軸々線方向の伸びについての補正装置も提案されている。 Moreover, the elongation of the Z-axis direction, that the correction device for elongation of the main spindle people line direction has been proposed.

例えば、特公昭61−59860号公報に記載されたものは、 For example, those described in JP-B-61-59860 may,
工作機械の主軸頭部の温度および機体部分の温度と主軸の伸びの関係を表す実験式を作り、この実験式をプログラムメモリ内にストアして、工作機械の主軸頭、機体部分に設けたセンサにより温度を検出し、この温度検出値により前記実験式で主軸伸び量を求め、この主軸伸び量の補正量をサーボモータ出力に付与するものである。 Make empirical formula representing the temperature and spindle elongation relationship of temperature and fuselage sections of the spindle head of the machine tool, and store the empirical formula in the program memory, sensor provided on the spindle head, machine body parts of the machine tool by detecting the temperature, determine the main spindle elongation amount at the empirical formula this temperature detection value is one that confers a correction amount of the main spindle elongation amount to the servo motor output.

しかし、前記補正装置は、主軸の各要素がどのように変化するか必ずしも明確でない。 However, the correction device is not always clear whether the elements of the main shaft is how to change. 単に、近似直線に変形量をモデル化したにすぎない。 Merely modeling the deformation of the approximate line. このため、実際の変形量との間に誤差が生じてしまう。 Therefore, an error occurs between the actual amount of deformation. 正確に変形誤差を修正するには、どの要素が、どのように熱変形するかを詳細に分析し、この分析結果から判断しなければならない。 To fix the exact deformation error is which elements, how the detailed analysis to thermal deformation, must determine from this analysis.

そこで本出願人は、特願昭63−192812号(特開平2−41 The Applicant has therefore, Japanese Patent Application Sho 63-192812 (JP-2-41
848号)で、主軸の軸線方向の熱変形を主軸を構成する各要素に分解した実験式を作って、熱変形を正確に予測して補正する工作機械の熱変位補正方法を提案した。 848 No.), the axial thermal deformation of the spindle making empirical formula decomposed into the elements constituting the main shaft, has proposed a thermal displacement correction method for a machine tool to correct accurately predict the thermal deformation. この熱変位補正方法では、熱変形の計算値と実測値とがきわめて近い工作機械の熱変位補正方法が実現できた。 In the temperature compensation process, calculated values ​​and the measured values ​​and the thermal displacement correction method for very close machine tool thermal deformation can be realized.

一方、数値制御工作機械は、機体本体に機械原点を有している。 On the other hand, numerically controlled machine tool has a mechanical origin to the machine body. この機械原点を基準に刃物台または工作物テーブルがプログラムにしたがって位置制御される。 The mechanical origin criteria tool rest or workpiece table is position control in accordance with a program. この機械原点は、例えば、工作機械に取り付けたマイクロスイッチからの信号と、サーボモータからの1回転信号(1 The machine origin, for example, a signal from the micro switch mounted on the machine tool, one rotation signal from the servo motor (1
回転のうち1個所で信号が生じる)とにより生成した信号(グリッド信号という)により、機械の固有の原点位置と判断する。 The signal generated by in one position of the rotation signal occurs) (referred grid signal), it is determined that the specific origin position of the machine. この機械原点への復帰は、G28などの数値制御装置の指令または機械操作盤の原点復帰押ボタンスイッチを押す(手動モード)ことにより行われる。 This return to the machine origin is executed by pressing the homing pushbutton switch command or machine operation panel of the numerical control device such as G28 (manual mode).

この機械式原点は、通常電源ON時に、原点の位置合わせを行う必要がある。 The mechanical origin, sometimes normal power supply ON, it is necessary to perform positioning of the origin. このため純電子式絶対位置検出器も提案され使用されている。 Thus pure electronic absolute position transducer also been proposed are used. これは、サーボモータに組み込まれた純電子式絶対位置検出器により機械原点が設定され、CNCの電源OFFによっても機械原点が失なわれないものである。 This machine zero is set by the pure electronic absolute position detector incorporated in the servomotor, in which the mechanical origin is not lost by CNC power OFF. 従来電源ON時に必要であった原点復帰が不要となり、より使いやすくなっている。 It becomes unnecessary homing was required at the time of conventional power supply ON, have become easier to use.

しかし、前記したように工作機械は、熱により変形するものであり、これにあわせて機械原点位置も正確に補正しないと精度は維持できない。 However, the machine tool as described above is to deform by heat, not accurately corrected even mechanical home position to suit this the accuracy can not be maintained.

[発明が解決しようとす課題] 本出願人等が提案した熱変位基準温度は(機械要素の温度変化を算出するための温度ベース)、複数個の機械電源ON時の環境温度および工作機械を構成する構成要素の温度を採用している。 Thermal displacement reference temperature Applicants have [invention to problems solved by the 'proposed in the (temperature-based for calculating the temperature change of the machine element), environmental temperature and machine tool when more machine power ON have adopted the temperature of the components that make up. また、熱変位基準温度における機械位置(補正原点)を機械原点に一致させ、ここから熱変位量を加減して補正している。 Further, the machine position in the thermal displacement reference temperature (correction origin) to match the mechanical origin is corrected by adjusting the heat displacement from here. これは、補正の累積を避けるためである。 This is to avoid the accumulation of correction. 多くの従来の方式では、単に機械電源ON時の機体温度に対する温度変化量と変形の関係式から変形を求めこれを補正する方向に機械原点を移動している。 In many conventional systems, merely moving the machine origin in the direction to correct this calculated deformation from equation deformation temperature variation with respect to the machine body temperature when the machine power ON.

しかし、従来方式では加工中に一旦機械電源をOFFにし、その後再度機械電源をONにするとそれまでの熱変形の基準温度が消去し、その時点の機械温度を温度基準とするため、補正量が0となる。 However, in the conventional manner to temporarily OFF mechanical power during processing, since then erased reference temperature is set to ON the mechanical power again thermal deformation until it, the mechanical temperature at that time and the temperature reference, the correction amount 0. このため、加工の途中で一時的に電源が遮断されるとワークに段差が生じる。 Therefore, when the temporary power during the machining is interrupted a step is formed in the workpiece. この発明は、こうした技術的背景のもとに発明されたものであり、次の目的を達成する。 The present invention has been invented on the basis of such technical background, to achieve the following objectives.

この発明の目的は、記憶された基準温度における機械位置(補正原点)を機械原点に一致させるため一時的な機械電源OFF後の復帰に際しても、補正量が0となって機械原点に戻ることがない工作機械の熱変位補正方法とその制御装置を提供することにある。 The purpose of this invention, even when recovery after temporary mechanical power OFF to match the machine position (correction origin) to the machine origin in the stored reference temperature, to return to the machine origin correction amount becomes 0 thermal displacement correction method without machine tool and to provide a control device.

この発明の他の目的は、工作機械の設置環境温度の変化(季節変動)に追従した熱変位基準温度が得られるため常に機械原点の近傍で熱変位補正ができる工作機械の熱変位補正方法とその制御装置を提供することにある。 Another object of the invention is always thermal displacement correction method for a machine tool that can thermal displacement correction in the vicinity of the mechanical origin for heat deflection reference temperature following the change (seasonal variations) the installation environment temperature is obtained of a machine tool and and to provide a control device.

[前記課題を解決するための手段] 前記課題を解決するために次のような手段を採る。 [Means for solving the problems] takes the following means in order to solve the above problems.

第1の手段は、 工作機械を構成する構成要素の熱変位を補正する熱変位補正方法において、 前記工作機械の設置場所の温度である環境温度および前記構成要素の温度を前記工作機械の起動時に一回サンプリングし、 起動時毎にサンプリングした前記環境温度および前記構成要素の温度について、今回起動時までの複数回の前記環境温度および前記構成要素の平均値をそれぞれ計算し、 計算された前記環境温度および前記構成要素の温度の平均値をそれぞれの基準温度とし、 この基準温度に対する前記環境温度および前記構成要素の温度変化量を用いて前記構成要素の熱変位量を算出することを特徴とする工作機械の熱変位補正方法である。 First means, in a thermal displacement correction method for correcting thermal displacement of the components constituting the machine tool, the temperature of the environmental temperature and the component which is the temperature of the installation location of the machine tool at the start of the machine tool and once sampled, the temperature of the ambient temperature and the component was sampled every startup, the average value of the plurality of the environmental temperature and the component up to the current startup were calculated respectively, calculated the environmental the average value of the temperature of the temperature and the components of the respective reference temperature, and calculating the thermal displacement amount of the component using the temperature variation of the environmental temperature and the component relative to the reference temperature tool is a thermal displacement correction method for a machine.

前記工作機械を起動した時間と前記起動した時間との経過時間が所定時間以下の場合には、前記起動時に計算された前記環境温度および前記構成要素の温度の平均値をそれぞれの基準温度とし、この基準温度に対する前記環境温度および前記構成要素の温度変化量を用いて前記構成要素の熱変位量を算出すると良い。 Wherein when the elapsed time between the work time to start the machine with the start time has the following predetermined time, the average value of the temperature of the calculated the environmental temperature and the component to the startup to the respective reference temperature, it is preferable to calculate the thermal displacement amount of the component using the temperature variation of the environmental temperature and the component relative to the reference temperature.

更に、前記熱変位補正方法で算出された熱変位補正量により前記工作機械の機械原点位置を補正すると良い。 Furthermore, the thermal displacement correction amount calculated by the thermal displacement correction method may correct the mechanical origin position of the machine tool.

第2手段は、 工作機械の熱変位補正装置において、 前記工作機械を構成する構成要素の温度を検出するための機体温度検出手段と、 前記工作機械が設置されている設置場所の温度である環境温度を検出するための環境温度検出手段と、 前記工作機械の前回起動時までの複数回の起動時毎の前記環境温度および前記構成要素の温度を記憶するための基準温度記憶手段と、 この基準温度記憶手段に記憶されている複数回の前記環境温度および前記構成要素の温度と、新たに検出した起動時における前記環境温度および前記構成要素の各温度の平均をそれぞれ演算し、かつ演算された各温度を新たなそれぞれの基準温度とするための基準温度演算手段と、 前記基準温度に対する前記機体温度検出手段および前記環境温度検出手段の検出した温度 Second means, in the temperature compensation apparatus of a machine tool, a machine body temperature detecting means for detecting the temperature of the components constituting the machine tool, the temperature of the installation location of the machine tool is installed environment and reference temperature storage means for storing the environmental temperature detecting means for detecting the temperature, the temperature of the plurality of the environmental temperature and the components of each startup until the previous activation of the machine tool, the reference a temperature of the plurality of times of the environmental temperature and the components stored in the temperature storing means newly calculates the average of each of the temperature of the ambient temperature and the components in the detected startup respectively, and are computed a reference temperature calculation means for each temperature as a new respective reference temperature, the detected temperature of the machine body temperature detecting means and the environmental temperature detecting means with respect to the reference temperature 化量を用いて熱変位量を算出する熱変位算出手段と からなることを特徴とする工作機械の熱変位補正制御装置である。 A thermal displacement correction control device for a machine tool, characterized by comprising a thermal displacement calculating means for calculating the thermal displacement amount using the reduction amount.

[作用] 工作機械の熱変位補正方法において、前記工作機械の環境温度および工作機械を構成する構成要素の起動時の温度をサンプリングし、サンプリングした前記複数回の環境温度および工作機械を構成する構成要素の温度の平均値をそれぞれ計算し、平均化された前記環境温度および工作機械を構成する構成要素の温度を基準温度として、 [Operation] In the thermal displacement correction method for a machine tool, a configuration wherein the sampling the temperature at startup of the components making up the environmental temperature and the machine tool of the machine tool, constituting the environmental temperature and the machine tool of the plurality of times of sampling average value of the temperature of the element was calculated, respectively, as the reference temperature the temperature of the averaged the environmental temperature and tool components comprising the machine,
前記工作機械を構成する構成要素の熱変位補正量を算出しこれを補正する方向に機械原点を移動して工作機械の熱変位を補正する。 Wherein the calculating the thermal displacement correction amount of the components constituting the machine tool direction to correct this by moving the machine origin for correcting thermal displacement of a machine tool.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。 [Example] Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
第1図に示すものは、この発明の工作機械の熱変位補正方法を実施するための制御装置の概要を示す機能ブロック図である。 The one shown in FIG. 1 is a functional block diagram showing an outline of a control device for carrying out the thermal displacement correction method for a machine tool of the present invention. 第1図に示すものは、マシニングセンタ19 The one shown in FIG. 1, the machining center 19
のコラム10、主軸11、ツール12、工作物テーブル13を示したものである。 Column 10, the spindle 11, the tool 12 illustrates a workpiece table 13. ツール12は、主軸11に取り付けた切削工具などの工具部分をいう。 Tool 12 refers to the tool parts such as cutting tools mounted on the main shaft 11.

工作物テーブル13は、ベッド上に設けられ加工時に工作物を載置して前記ツールと相対移動する。 Workpiece table 13 is provided on the bed workpiece the tools relative movement is placed during processing. この実施例は、Z軸線方向のツール12と工作物テーブル13上の工作物の間の熱変位誤差を補正するものである。 This embodiment is for correcting thermal displacement error between the Z-axis direction tool 12 and the workpiece on the workpiece table 13. この間の熱変形は、主にはノーズ熱変形、ツール熱変形、ベース熱変形からなる。 During this time of thermal deformation, mainly in the nose thermal deformation, tool thermal deformation, consisting of base thermal deformation. ノーズ熱変形とは、前記コラム10から突き出た主軸11部分のZ軸線方向の熱変形をいう。 The nose thermal deformation refers to thermal deformation of the Z-axis direction of the main shaft 11 portion projecting from the column 10.

ツール熱変形とは、主軸11から突き出たツール12部分のZ軸線方向の熱変形をいう。 The tool thermal deformation refers to thermal deformation of the Z-axis direction of the protruding tools 12 portion from the main shaft 11. ベース熱変形とは、コラム The base thermal deformation, column
10側からテーブル13間のZ軸線方向のベース14の熱変形をいう。 It refers to thermal deformation of the Z-axis direction of the base 14 between the table 13 and 10 side. 本発明者は、先の出願である特願昭63−192812 The present inventors have No. Sho an earlier application 63-192812
号(特開平2−41848号)で明らかにしたようにZ軸線方向の熱変形は、次のように計算できる。 No. thermal deformation of Z-axis direction as revealed in (Japanese Patent Laid-Open No. 2-41848) can be calculated as follows.

熱変形の関係式 ノーズ熱変形、ツール熱変形、ベース熱変形についてえた機体の各温度と熱変形の関係式は、基本的に以下に示すように、即時応答要素と、一次遅れ要素の2種類の熱要素に対する応答式として分類することができる。 Relation nose thermal deformation of the thermal deformation tool thermal deformation, relationship of the temperature and thermal deformation of the machine body which example for the base thermal deformation, as shown in the following basically the immediate response element, two first-order lag element it can be classified as a response equation to heat elements.

イ)即時応答要素 ※ノーズ熱変形(ノーズ温度依存分) ΔL=1.02×10 -5 ×L×ΔT (ΔL:ノーズ変形、L:ノーズ長、ΔT:ノーズ温度変化) ※ツール熱変形(ノーズ温度依存分) ΔL=(5.5/8)×ΔT (ΔL:ツール変形、ΔT:ノーズ温度変化) ※ツール熱変形(室温依存分) ΔL=2.2×ΔT (ΔL:ツール変形、ΔT:室温変化) ※ベース熱変形(ベース温度依存分) ΔL=2.5×ΔT (ΔL:ベース変形、ΔT:ベース温度変化) ロ)一次遅れ要素 ※ベース熱変形(室温依存分) ΔL=−4.3×K・t+16×K(1−e -t/3.13 ) (ΔL:ベース変形、K:温度勾配、t:経過時間) マシニングセンタ19には、室温センサ1、2、ノーズ温度センサ3、ベース温度センサ4が取り付けられている。 B) an immediate response elements ※ nose thermal deformation (nose temperature dependent partial) ΔL = 1.02 × 10 -5 × L × ΔT (ΔL: nose deformation, L: nose length, [Delta] T: nose temperature change) ※ tool thermal deformation (Nose Temperature It depends min) ΔL = (5.5 / 8) × ΔT (ΔL: tool deformation, [Delta] T: nose temperature change) ※ tool thermal deformation (room temperature-dependent component) ΔL = 2.2 × ΔT (ΔL: tool deformation, [Delta] T: room temperature change) ※ base heat distortion (base temperature dependent partial) ΔL = 2.5 × ΔT (ΔL: base modifications, [Delta] t: base temperature change) b) a primary delay element ※ based thermal deformation (room temperature-dependent component) ΔL = -4.3 × K · t + 16 × K (1-e -t / 3.13) in the ([Delta] L: base modifications, K:: temperature gradient, t elapsed time) machining center 19, and room temperature sensors 1, the nose temperature sensor 3, the base temperature sensor 4 is attached . これらのセンサは、どのタイプでも良いがサーミスタ温度センサが望ましい。 These sensors may be any type, but the thermistor temperature sensor is desirable. 室温センサ1は、スプラッシュカバー内の温度を検出するものであり、室温センサ2 Room temperature sensor 1 is for detecting the temperature in the splash cover, temperature sensor 2
はベース14の表面に設けてあるが、ベース14の周囲の環境温度を検出するものである。 It is is provided on the surface of the base 14, and detects the environmental temperature around the base 14. 本実施例では、室温センサ1,2の平均値を室温とした。 In this embodiment, the room temperature the average value of the room temperature sensor 1 and 2.

室温センサ1、2、ノーズ温度センサ3、ベース温度センサ4の出力は、A/D変換器5に入力される。 Room temperature sensors 1, the nose temperature sensor 3, the output of the base temperature sensor 4 is input to the A / D converter 5. 入力されたアナログ信号は、デジタル信号に変換される。 Input analog signal is converted into a digital signal.

熱変位補正装置 第2図に示すものは、熱変位補正制御装置30の機能ブロック図である。 That shown in temperature compensation device FIG. 2 is a functional block diagram of a temperature compensation controller 30. 数値制御装置20は、マシニングセンタ19 Numerical control device 20, the machining center 19
の工具の軌跡などを制御する公知のものである。 The trajectory of the tool is of the known to control, and the like. プログラマブルコントロール21は、数値制御装置20の指令を受けてマシニングセンタの動作シーケンスを管理する公知のものである。 Programmable control 21 is of a known of managing the operating sequences of the machining center in response to a command of the numerical controller 20. 数値制御装置20、プログラマブルコントローラ21には、電源22から電力が供給される。 Numerical control device 20, the programmable controller 21, power is supplied from the power supply 22.

したがって、この電源がONにならないとマシニングセンタ19は稼働できない。 Therefore, the machining center 19 can not operate if the power supply does not become ON. 室温センサ1,2、ノーズ温度センサ3、ベース温度センサ4の検出値は、A/D変換器5でデジタル値に変換され、マイクロプロセッサ25でRAMメモリ26内の各々のセンサの指定されたメモリ番地に書き込まれる。 Room temperature sensors 1, the nose temperature sensor 3, the detection value of the base temperature sensor 4 is converted into a digital value by the A / D converter 5, a memory that is specified for each sensor in the RAM memory 26 by the microprocessor 25 It is written to the address.

RAMメモリ26は、その他に前記電源22のスイッチ23がOFF RAM memory 26, the switch 23 of the power supply 22 to the other is OFF
した日時を記憶するメモリ番地、基準温度を記憶するメモリ番地などを有している。 Memory address for storing the date and time, and a like memory addresses for storing the reference temperature. ROMメモリ27は、前記した各熱変形値を演算するためのプログラムが記憶保持されているメモリである。 ROM memory 27 is a memory in which a program for calculating the respective thermal deformation value the are stored and held. クロック28は、日時を発生する時計であり、熱変位補正制御装置30はこの時計により日時を知ることができる。 The clock 28 is a clock for generating time, temperature compensation controller 30 can know the date and time by this clock.

動作 第3図は、熱変位補正制御装置30の動作の概要を示すフロー図である。 Operation FIG. 3 is a flow diagram showing an outline of the operation of the temperature compensation controller 30. RAM26のメモリ内には、前回スイッチ23 RAM26 of the in memory, the last time the switch 23
をOFFしたときの日時がRAM26内の指定されたメモリ番地に記憶されている。 Date and time was turned OFF is stored in the designated memory address in RAM 26. この記憶されているOFF時刻と、スイッチ23がONされた時刻との時間間隔を計算する。 And OFF time that is the storage, calculates a time interval between the time that the switch 23 is ON. この時間が設定時間、例えば8時間以上であれば、マシニングセンタ19が充分に初期状態になったと推定するものである。 This time is the set time, if for example, 8 hours or more, the machining center 19 is to estimate a sufficiently becomes an initial state. すなわち、マシニングセンタ19の機体が周囲の環境温度と同一温度になったものと推定するものである(P 1 )。 That, in which the machine body of the machining center 19 is presumed to have become environmental temperature and the same ambient temperature (P 1).

設定時間以上経過していなければ、初期状態でないものと判断し基準温度の書替えを行わない。 When not reached the set time or more, does not perform rewriting of the judges that not the initial state reference temperature. 設定時間以上経過していれば、環境温度すなわち、室温を室温センサ1, If the elapsed set time or more, the environmental temperature i.e., room temperature sensor 1 at room temperature,
2で測定し、工作機械を構成する構成要素の温度をノーズ温度センサ3、ベース温度センサ4で測定する(P 2 )。 Measured at 2, tool nose temperature of the components constituting the mechanical temperature sensor 3 is measured by the base temperature sensor 4 (P 2). 温度を測定したら、この値をRAM26内に記憶する。 After the temperature was measured, and then stores the read value in the RAM 26. RAM26の温度記憶メモリには、設定数、例えば30回の電源ON時の環境温度(機械温度)を記憶するメモリが確保されている。 Temperature storage memory of RAM26, the number set, for example, a memory for storing 30 times the environmental temperature at the time of power ON (machine temperature) is ensured. 8時間以上経過したときの電源ON時の環境温度(機械温度)は、この機械電源スイッチ23のたびにこのデータをメモリに記憶しておき、最も古いデータは古い順から消去する(P 3 )。 Ambient temperature during power ON when older than 8 hours (Mechanical temperature), each time the machine power switch 23 stores the data in memory, the oldest data will be erased from the oldest (P 3) .

この記録が終了すると、最近の電源ON時の平均環境温度を割り算により算出し(P 4 )、平均温度をRAM26内の熱変位基準温度メモリに記憶する(P 5 )。 When the recording is completed, the average ambient temperature during the recent power ON is calculated by dividing (P 4), and stores the average temperature in the thermal distortion reference temperature memory in RAM26 (P 5). 基準温度メモリに記憶された熱変位基準温度は、構成要素の温度変化を算出するための基準となる温度である。 Heat deflection reference temperature stored in the reference temperature memory is a temperature serving as a reference for calculating the temperature change of the components. この熱変位基準温度をベースとして機械要素の熱変位量を計算する。 The thermal displacement reference temperature to calculate the thermal displacement of the machine element as a base. 熱変位の補正は、一定時間間隔で行うものであり、加工途中でも1ブロックのNCデータの加工が終了すると、数値制御装置20に割り込みをかけ加工プログラムの実行を一旦中断し補正する。 Correction of thermal displacement is conducted in a fixed time interval, the processing of the NC data for machining even during one block is completed, once interrupts the execution of the machining program to interrupt the numerical control device 20 corrects. 熱変位補正時間であれば(P 6 )、室温ノーズ温度、基体温度をセンサ1,2,3,4で測定し、各熱変位基準温度との差を計算する(P 7 )。 If thermal displacement correction time (P 6), room nose temperature, the substrate temperature measured by the sensor 1, 2, 3, 4, calculates the difference between the thermal displacement reference temperature (P 7).

前記した原理にしたがって、ROM27内に記憶しておいた前記計算式により、各熱変位基準温度との差データから熱変形値を計算する(P 8 )。 According to the principle described above, by the calculation formula which has been stored in the ROM 27, calculates the thermal deformation value from the difference data between each heat deflection reference temperature (P 8). 計算した結果から、方向を含めた機械原点シフト量を計算する(P 9 )。 From the calculated results, calculating the mechanical origin shift amount including the direction (P 9). 更に、マイクロプロセッサ25は、この補正値をプログラマブルコントローラ21に転送する(P 10 )。 Furthermore, the microprocessor 25 transfers the correction value to the programmable controller 21 (P 10). 転送が終了すると、電源OFFに備え、現在時刻を記憶し(P 11 )、数値制御装置 When the transfer is completed, provided to the power supply OFF, and stores the current time (P 11), the numerical control device
20は機械加工を実行するための動作を開始する。 20 starts an operation for performing the machining. なお、 It should be noted that,
この熱変位補正制御装置30の動作は、工作機械本体の動作をともなわないので、処理速度が速く、加工が中断することはない。 The operation of the temperature compensation controller 30, so without the operation of the machine tool body, the processing speed is high, the processing will not be interrupted.

[他の実施例] 前記実施例の基準温度は、単純に最も新しい環境温度を算術平均したものだが、例えば近いデータに重いウェイトをかけて、直近のデータを重視しての基準温度を設定しても良い。 Reference temperature [Other Embodiment] The embodiment is something that was simply the most recent environmental temperature arithmetic mean. For example by applying a heavier weight to the close data, sets the reference temperature with an emphasis on the most recent data and it may be. 前記実施例では、熱変位補正は、一定時間間隔ごとに補正していたが、加工プログラム中に熱補正指令プログラムを組み込んで、この指令のたびに補正する方法でも良い。 In the above embodiment, temperature compensation, which had been corrected at regular time intervals by incorporating the thermal correction command program in the machining program, or a method of correcting the time of the command.

前記熱変位の補正は、機械原点位置をシフトして補正するものであったが、加工プログラム中の送り量をシフトした補正するものなど公知の他の方法でも良い。 Correction of the thermal displacement is had been corrects by shifting the mechanical origin position, may be other methods known, such as those for correcting by shifting the feeding amount in the machining program. また、 Also,
前記実施例の環境温度の測定は、スプラッシュカバー内の温度とベース付近の環境温度を計測したものであったが、環境温度を計測するものであれば他の手段でも良い。 Measurements of the ambient temperature of said embodiment has been obtained by measuring the temperature and the ambient temperature around the base of the splash cover, but other means as long as it can measure the ambient temperature.

また、前記実施例では、計算式をROM内に記憶し、この計算式によりそのつど熱変位量を算出したが、あらかじめ各温度に対応した変位量を計算、または実測しておき、このデータを記憶しておき、このデータを読み出して熱変位を補正しても良く前記と同様に目的を達成できる。 In the above embodiment, and stores the calculation formula in the ROM, was calculated in each case thermal displacement amount by this formula, it leaves the displacement amount corresponding to the advance each temperature calculated or measured to, the data stored advance, the object as in the may be corrected thermal displacement reads out the data can be achieved.

また、前回の電源22のスイッチ23をOFFした日時を記憶せず第3図における設定時間を0とした判定(P 1 )を用いても略同様の補正効果を得る。 Further, to obtain substantially the same correction effect even by using determination (P 1) with a set time in Figure 3 without storing the date and time OFF switch 23 of the previous power 22 to zero.

[発明の効果] この発明は、起動時の工作機械の環境温度及び工作機械の構成要素を検出して補正するので、機械設定環境に係わらず、熱変位補正は常に正確である。 [Effect of the Invention] The present invention, is corrected by detecting the environmental temperature and components of the machine tool of the machine tool at startup, regardless of the machine configuration environment, temperature compensation is always accurate. また、補正が機械原点近傍で行われているので、無駄な動きがなくなり、熱変位補正によって機械原点を大きく動かすこともない。 Further, since the correction is performed in the machine near the origin, there is no wasted motion, large nor run the machine origin by temperature compensation.

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

第1図はマシニングセンタのセンサの位置を示す図、第2図は熱変位補正制御装置の機能ブロック図、第3図は熱変位補正制御装置の動作フロー図である。 Figure Figure 1 is showing the position of the sensor of the machining center, FIG. 2 is a functional block diagram of a temperature compensation controller, FIG. 3 is an operational flowchart of the temperature compensation controller. 1,2……室温センサ、3……ノーズ温度センサ、4…… 1,2 ...... room temperature sensor, 3 ...... nose temperature sensor, 4 ......
ベース温度センサ、19……マシニングセンタ、20……数値制御装置、21……プログラマブルコントローラ、30… Base temperature sensor, 19 ...... machining center, 20 ...... numerical controller 21 ...... programmable controller, 30 ...
…熱変位補正制御装置 ... thermal displacement correction control device

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】工作機械を構成する構成要素の熱変位を補正する熱変位補正方法において、 前記工作機械の設置場所の温度である環境温度および前記構成要素の温度を前記工作機械の起動時に一回サンプリングし、 起動時毎にサンプリングした前記環境温度および前記構成要素の温度について、今回起動時までの複数回の前記環境温度および前記構成要素の平均値をそれぞれ計算し、 計算された前記環境温度および前記構成要素の温度の平均値をそれぞれの基準温度とし、 この基準温度に対する前記環境温度および前記構成要素の温度変化量を用いて前記構成要素の熱変位量を算出することを特徴とする工作機械の熱変位補正方法。 1. A thermal displacement correction method for correcting thermal displacement of the components constituting the machine tool, the temperature of the environmental temperature and the component which is the temperature of the installation location of the machine tool at the start of the machine tool one times was sampled, the temperature of the ambient temperature and the component was sampled every startup, the average value of the plurality of the environmental temperature and the component up to the current startup were calculated respectively, calculated the environmental temperature and the average value of the temperature of the component and the respective reference temperature, and calculating the thermal displacement amount of the component using the temperature variation of the environmental temperature and the component relative to the reference temperature tool thermal displacement correction method of the machine.
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記工作機械を起動した時間と前回起動した時間との経過時間が所定時間以下の場合には、前回起動時に計算された前記環境温度および前記構成要素の温度の平均値をそれぞれの基準温度とし、この基準温度に対する前記環境温度および前記構成要素の温度変化量を用いて前記構成要素の熱変位量を算出する ことを特徴とする工作機械の熱変位補正方法。 2. The method of claim 1, when the elapsed time with which the work time to start the machine and time of last started is equal to or less than a predetermined time, the temperature of the ambient temperature and the components were calculated at the previous startup how the average value of the a respective reference temperature, temperature compensation of the machine tool and calculates the thermal displacement amount of the component using the temperature variation of the environmental temperature and the component relative to the reference temperature .
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記熱変位補正方法で算出された熱変位補正量により前記工作機械の機械原点位置を補正することを特徴とする工作機械の熱変位補正方法。 3. The method of claim 1, the thermal displacement correction method for a machine tool, characterized in that to correct the mechanical origin position of the machine tool by the thermal displacement correction amount calculated by the thermal displacement correction method.
  4. 【請求項4】工作機械の熱変位補正装置において、 前記工作機械を構成する構成要素の温度を検出するための機体温度検出手段と、 前記工作機械が設置されている設置場所の温度である環境温度を検出するための環境温度検出手段と、 前記工作機械の前回起動時までの複数回の起動時毎の前記環境温度および前記構成要素の温度を記憶するための基準温度記憶手段と、 この基準温度記憶手段に記憶されている複数回の前記環境温度および前記構成要素の温度と、新たに検出した起動時における前記環境温度および前記構成要素の各温度の平均をそれぞれ演算し、かつ演算された各温度を新たなそれぞれの基準温度とするための基準温度演算手段と、 前記基準温度に対する前記機体温度検出手段および前記環境温度検出手段の検出した温度 4. A temperature compensation apparatus of a machine tool, a machine body temperature detecting means for detecting the temperature of the components constituting the machine tool, the temperature of the installation location of the machine tool is installed environment and reference temperature storage means for storing the environmental temperature detecting means for detecting the temperature, the temperature of the plurality of the environmental temperature and the components of each startup until the previous activation of the machine tool, the reference a temperature of the plurality of times of the environmental temperature and the components stored in the temperature storing means newly calculates the average of each of the temperature of the ambient temperature and the components in the detected startup respectively, and are computed a reference temperature calculation means for each temperature as a new respective reference temperature, the detected temperature of the machine body temperature detecting means and the environmental temperature detecting means with respect to the reference temperature 化量を用いて熱変位量を算出する熱変位算出手段と からなることを特徴とする工作機械の熱変位補正制御装置。 Volume of machine tool thermal displacement correction control apparatus characterized by comprising a thermal displacement calculating means for calculating the thermal displacement amount using the.
JP21403089A 1989-08-22 1989-08-22 Thermal displacement correction method and a control device of the machine tool Expired - Fee Related JPH0747257B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21403089A JPH0747257B2 (en) 1989-08-22 1989-08-22 Thermal displacement correction method and a control device of the machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21403089A JPH0747257B2 (en) 1989-08-22 1989-08-22 Thermal displacement correction method and a control device of the machine tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0379256A JPH0379256A (en) 1991-04-04
JPH0747257B2 true JPH0747257B2 (en) 1995-05-24

Family

ID=16649116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21403089A Expired - Fee Related JPH0747257B2 (en) 1989-08-22 1989-08-22 Thermal displacement correction method and a control device of the machine tool

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0747257B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3792266B2 (en) * 1994-06-16 2006-07-05 森精機興産株式会社 Method and apparatus for correcting thermal displacement of machine tool
SE0104320D0 (en) * 2001-12-19 2001-12-19 Abb Ab Method at industrial robot system
JP4182082B2 (en) * 2005-04-18 2008-11-19 ファナック株式会社 Machine Tools
GB0603128D0 (en) 2006-02-16 2006-03-29 Renishaw Plc Articulating probe head apparatus
US20130042802A1 (en) 2009-07-17 2013-02-21 Katsunori Danno Method of production of sic single crystal
CN106488828B (en) 2014-10-29 2017-12-29 山崎马扎克公司 Possesses the lathe of thermal walking correction setting change device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0379256A (en) 1991-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1053505C (en) Method and device for correcting position of cutting-edge of tool in numerically controlled machine tool
CN102245349B (en) Machine motion trajectory measuring device, numerically controlled machine tool, and machine motion trajectory measuring method
US5822212A (en) Machining load monitoring system
US5404308A (en) Numerical control (NC) device to control feed speed of tool based on speed of spindle and amount of change of spindle speed
US5237509A (en) Method and apparatus for compensating positional errors
CN101797704B (en) Method for thermal deformation error compensation of digital control gear hobbing machine
US4516212A (en) Control system for roll grinding machine
KR100207816B1 (en) Dynamic error correction means in cnc machine tool
EP0687522B1 (en) Method and apparatus for compensating for thermal distortion for a machine tool
US5631851A (en) Method of monitoring machining load using variable alarm threshold
JP4359573B2 (en) Machine tool thermal displacement compensation method
EP0169249A2 (en) Automatic dynamic error compensator
EP0878267B1 (en) Method of correcting thermal displacement of machine tool
CN103659461B (en) The displacement compensation device of lathe
EP0318557A1 (en) Workpiece inspection method.
CN1051265C (en) Control system of machine tool
US4096770A (en) Method and apparatus for modifying the position of a machine slide to compensate for different following errors
US6701212B2 (en) Lost motion correction system and lost motion correction method for numerical control machine tool
CN101151122B (en) Machine tool and method of correcting displacement of machine tool
GB2062294A (en) Controlling a movable element in a machine tool
US20120283851A1 (en) Control parameter adjustment method and adjustment device
US5740081A (en) Method of correcting a deviation of a tool position in a machine tool
US5492440A (en) Apparatus for movement of an object
EP0902918B2 (en) Motor-regulating device and method
EP1300738B1 (en) Offset apparatus for NC machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees