JPH0783977B2 - Machine tool thermal displacement compensation method - Google Patents
Machine tool thermal displacement compensation methodInfo
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- JPH0783977B2 JPH0783977B2 JP30717391A JP30717391A JPH0783977B2 JP H0783977 B2 JPH0783977 B2 JP H0783977B2 JP 30717391 A JP30717391 A JP 30717391A JP 30717391 A JP30717391 A JP 30717391A JP H0783977 B2 JPH0783977 B2 JP H0783977B2
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Description
【0001】[0001]
【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。更に詳しくは、工作機械を構成する機
体各部の温度と、機体周辺の環境温度を検出し、あらか
じ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、この算出結果によって機械原点
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
位補正方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal displacement correction method for machine tools. More specifically, the temperature of each part of the machine body that composes the machine tool and the ambient temperature around the machine body are detected, and the amount of thermal displacement is calculated using the relational expression of temperature change and deformation obtained in advance. The present invention relates to a thermal displacement correction method for a machine tool that corrects the machine origin position and cancels thermal displacement based on the result.
【0002】[0002]
【従来技術】数値制御工作機械は、機体本体に機械原点
を有している。この機械原点を基準に刃物台または工作
物テーブル等がプログラムにしたがって位置制御され
る。しかし、工作機械の機体は熱により変形するもので
あり、これに合わせて機械原点位置も正確に補正しない
と加工精度は維持できない。本発明者等が提案した熱変
位基準温度は(機械要素の温度変化を算出するための基
準となる温度)、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各温度を採用している(特開
平2−41848号公報)。2. Description of the Related Art A numerically controlled machine tool has a machine origin in a machine body. The position of the tool rest, the work table, etc. is controlled according to a program based on this machine origin. However, the machine body of the machine tool is deformed by heat, and the machining accuracy cannot be maintained unless the machine origin position is also corrected accordingly. The thermal displacement reference temperature proposed by the present inventors (the temperature serving as a reference for calculating the temperature change of the machine element) adopts the environmental temperature when the machine power is turned on and each temperature of the constituent elements of the machine tool. (Japanese Patent Laid-Open No. 2-41848).
【0003】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
を増減して補正している。これは、補正の累積を避ける
ためである。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。Further, the machine position (correction origin) at the thermal displacement reference temperature is made to coincide with the machine origin, and the thermal displacement amount is increased / decreased from there to correct. This is to avoid the accumulation of corrections. Many conventional methods simply turn on the machine power.
The machine origin is moved in the direction in which the deformation is found from the relational expression of the amount of temperature change with respect to the machine body temperature and the deformation and the deformation is corrected.
【0004】しかし、従来の補正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。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。However, in the conventional correction method, when the machine power supply is turned off once during machining and then the machine power supply is turned on again, the reference temperature for thermal deformation up to that point is erased, and the machine temperature at that time is used as the temperature reference. Therefore, the correction amount becomes zero. For this reason, if the power is temporarily cut off during processing, a step is generated on the work.
【0005】そこで、本発明者等は、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原点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熱変位補正
方法とその制御装置を提案した(特開平3−79256
号)。Therefore, the inventors of the present invention match the machine position (correction origin) at the stored reference temperature with the machine origin so that the correction amount becomes 0 even when the machine is temporarily returned after turning off the machine origin. A thermal displacement correction method that does not return to the origin and a control device therefor have been proposed (JP-A-3-79256).
issue).
【0006】すなわち、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温度を時間間隔をおいてサン
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それぞれの基準温度とし、
この基準温度に対する温度変化量を用いて工作機械を構
成する各構成要素の熱変位量を算出する工作機械の熱変
位補正方法である。That is, the environmental temperature of the machine tool and the temperatures of the constituent elements of the machine tool are sampled at time intervals, and the sampled environmental temperature and the average value of the temperatures of the constituent elements of the machine tool are sampled a plurality of times. Respectively, and the averaged ambient temperature and the temperature of the components constituting the machine tool as the respective reference temperature,
This is a method for correcting thermal displacement of a machine tool that calculates the amount of thermal displacement of each constituent element of the machine tool using the amount of temperature change with respect to the reference temperature.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記した提案の実施例
は、主軸の伸びを含めた工具とテーブル間のZ軸方向の
変位を補正するものであった。横形あるいは立形マシニ
ングセンタでは、上下方向あるいは前後方向にZ軸方向
に次ぐ変形が生じる。しかし、前記提案の内容は、Z軸
方向と直角方向の補正を含むものではない。The above-mentioned proposed embodiment corrects the displacement in the Z-axis direction between the tool and the table, including the elongation of the spindle. In the horizontal or vertical machining center, the second deformation occurs in the Z-axis direction in the vertical direction or the front-back direction. However, the content of the proposal does not include correction in the direction orthogonal to the Z-axis direction.
【0008】また、工作機械は、工場出荷時の各種テス
トで熱変形を測定し補正の条件を決定している。しか
し、工作機械が実際に使用される工場、切削条件によっ
てこの補正条件は変える必要がある。前記した従来の方
式には、この補正条件を変える考え方はない。また、前
記した提案では、各センサデータ等補正に必要な各種デ
ータを画面上に呼び出すことができないので、補正量の
修正作業などは簡単に行うことはできない。本発明は、
以上のような背景で発明されたものであり、次の目的を
達成する。Further, the machine tool measures the thermal deformation in various tests at the time of factory shipment to determine the correction conditions. However, this correction condition needs to be changed depending on the factory where the machine tool is actually used and the cutting conditions. The above-mentioned conventional method has no idea of changing the correction condition. Further, in the above-mentioned proposal, various data required for correction such as sensor data cannot be called up on the screen, and therefore correction work of the correction amount cannot be easily performed. The present invention is
The present invention has been invented in the above background, and achieves the following objects.
【0009】本発明の目的は、熱変位を求めるための補
正条件の修正を行うことができる工作機械の熱変位補正
方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a thermal displacement correction method for a machine tool which can correct the correction conditions for obtaining the thermal displacement.
【0010】本発明のたの目的は、熱変位を求めるため
の各種データを表示するための工作機械の熱変位補正方
法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for correcting thermal displacement of a machine tool for displaying various data for obtaining thermal displacement.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するために次のような手段を採る。Means and Actions for Solving the Problems To solve the above problems, the following means are adopted.
【0012】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、前記工作機械の環境温
度及び前記構成要素の温度をサンプリングし、このサン
プリングした環境温度及び前記構成要素の温度から基準
温度を最初に定め、予め想定された熱変形の関係式によ
り前記基準温度、加工時の前記環境温度及び前記構成要
素の温度から求めた変化分を求め、この変化分と、実際
に工作物を加工し測定したときの加工誤差との差である
補正量を求め、この補正量と前記変化分との割合である
補正係数を求め、前記補正係数を変更することにより前
記熱変位量を補正することを特徴とする工作機械の熱変
位補正方法である。In a thermal displacement correction method for correcting thermal displacement of components constituting a machine tool, the environmental temperature of the machine tool and the temperature of the components are sampled, and the sampled environmental temperature and the temperature of the components are sampled. First, a reference temperature is determined, and a change amount obtained from the reference temperature, the environmental temperature during processing, and the temperature of the constituent elements is obtained by a previously assumed relational expression of thermal deformation. A correction amount that is the difference between the processing error when processing and measuring is calculated, a correction coefficient that is the ratio of this correction amount and the change amount is calculated, and the thermal displacement amount is corrected by changing the correction coefficient. This is a method for correcting thermal displacement of a machine tool characterized by:
【0013】又、前記補正量、前記補正係数、前記構成
要素の現在温度及び前記基準温度を保守のために画面表
示すると保守管理上便利である。Further, it is convenient for maintenance management to display the correction amount, the correction coefficient, the present temperature of the component and the reference temperature on a screen for maintenance.
【0014】更に、前記構成要素の温度推移を時間間隔
ごとに保守のために画面表示すると効果的である。Further, it is effective to display the temperature transition of the constituent elements on a screen for each time interval for maintenance.
【0015】[0015]
【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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0016】工作機械へのセンサの配置 図1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温度センサの配置の概要を示す機能
ブロック図である。図1に示す工作機械は、立形マシニ
ングセンタ1であり、その構成要素であるベッド2、コ
ラム3、移動台4、主軸頭5、主軸6、ツール7、工作
物テーブル8を示したものである。ツール7は、主軸6
に取り付けた切削工具などの工具部分である。 Arrangement of Sensors on Machine Tool FIG. 1 is a functional block diagram showing an outline of arrangement of temperature sensors for implementing the method for correcting thermal displacement of a machine tool according to the present invention. The machine tool shown in FIG. 1 is a vertical machining center 1 and shows its components such as a bed 2, a column 3, a moving table 4, a spindle head 5, a spindle 6, a tool 7, and a workpiece table 8. . Tool 7 is spindle 6
It is a tool part such as a cutting tool attached to.
【0017】立形マシニングセンタ1には、室温度セン
サCh1、コラム下部センサCh2、コラム上部温度セ
ンサCh3、移動台温度センサCh4、主軸頭温度セン
サCh5がそれぞれ配置され取り付けられている。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。室温度センサCh1は、環境温度を
検出する。A room temperature sensor Ch1, a column lower sensor Ch2, a column upper temperature sensor Ch3, a carriage temperature sensor Ch4, and a spindle head temperature sensor Ch5 are arranged and attached to the vertical machining center 1, respectively. These sensors can be of any type, but thermistor temperature sensors are preferred. The room temperature sensor Ch1 detects an environmental temperature.
【0018】各センサCh1〜Ch5、各出力は、A/
D変換器10に入力される。入力されたアナログ信号
は、デジタル信号に変換される。このデジタル信号は、
熱変位補正装置20に入力される。熱変位補正装置20
で演算された補正量は、数値制御装置(以下、NCとい
う)30に送信されて位置補正される。Each sensor Ch1 to Ch5 and each output is A /
It is input to the D converter 10. The input analog signal is converted into a digital signal. This digital signal is
It is input to the thermal displacement correction device 20. Thermal displacement correction device 20
The correction amount calculated in (1) is transmitted to the numerical control device (hereinafter referred to as NC) 30 and the position is corrected.
【0019】熱変位補正装置 図2に示すものは、熱変位補正装置20の機能ブロック
図である。各センサCh1〜Ch5の検出値は、A/D
変換器10でデジタル値に変換され、マイクロプロセッ
サ11の指令によりRAM12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。RAM12内には、
過去の電源投入時の機体および環境温度の平均値を基準
温度とするために内部にその時の温度のデータ等が保存
されている。 Thermal Displacement Correcting Device FIG. 2 is a functional block diagram of the thermal displacement correcting device 20. The detection value of each sensor Ch1 to Ch5 is A / D.
It is converted into a digital value by the converter 10 and written into a designated memory address of each sensor in the RAM 12 according to a command from the microprocessor 11. In RAM12,
Data such as temperature data at that time is stored internally so that the average value of the aircraft and environmental temperature at the time of power-on in the past is used as the reference temperature.
【0020】更に、RAM12には、各センサが一定時
間ごとにサンプリングした温度データが記憶されてい
る。後述するように、この温度データは、NC30の表
示装置(図示せず)に表示される。ROM13には、後
述する熱変位の関係式、補正係数等を演算するためのプ
ログラムが記憶されている。クロック14は、通常のク
ロックでありサンプリング等の時間を決定するためのも
のである。Further, the RAM 12 stores temperature data sampled by each sensor at regular intervals. As will be described later, this temperature data is displayed on the display device (not shown) of the NC 30. The ROM 13 stores a program for calculating a relational expression of thermal displacement, a correction coefficient, etc., which will be described later. The clock 14 is a normal clock and is for determining the time for sampling or the like.
【0021】熱変形補正原理 工作物テーブル8は、ベッド2上に設けられ加工時に工
作物Wを載置してツール7と相対移動する。この実施例
は、Z及びX軸線方向におけるツール7と工作物テーブ
ル8上の工作物Wとの間の熱変位誤差を補正するもので
ある。これらの間の熱変形は、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。ノーズ熱変形と
は、主軸頭5から突き出た主軸6部分のZ軸線方向の基
準温度からの熱変形をいう。 Thermal Deformation Correction Principle The work table 8 is provided on the bed 2 and mounts the work W during machining and moves relative to the tool 7. In this embodiment, a thermal displacement error between the tool 7 and the workpiece W on the workpiece table 8 in the Z and X axis directions is corrected. The thermal deformation between them mainly consists of nose thermal deformation, tool thermal deformation, and base thermal deformation. Nose thermal deformation refers to thermal deformation of the spindle 6 portion protruding from the spindle head 5 from the reference temperature in the Z-axis direction.
【0022】ツール熱変形とは、主軸6から突き出たツ
ール7部分のZ軸線方向の基準温度からの熱変形をい
う。ベース熱変形とは、コラム3側からテーブル8間の
Z軸線方向のベース1の基準温度からの熱変形をいう。
本発明者は、先の出願である特開平2−41848号公
報の記載で明らかなようにZ軸線方向の熱変形の関係式
を求めた。The tool thermal deformation means the thermal deformation of the portion of the tool 7 protruding from the main shaft 6 from the reference temperature in the Z-axis direction. Base thermal deformation refers to thermal deformation from the reference temperature of the base 1 in the Z-axis direction between the column 3 side and the table 8.
The inventor obtained a relational expression of thermal deformation in the Z-axis direction, as is clear from the description in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-41848, which is the previous application.
【0023】これらの熱変形は、基準温度からの温度差
で変形量を計算し、補正する。この基準温度は、立形マ
シニングセンタ1の電源投入時の各温度であるから自動
的に夏は高く、冬は低い値に除々に変化するので基準温
度に大きな変化が無い範囲で均一な部品加工を可能にす
る。なお、基準温度そのものの変化分は補正していない
ので、年間を通じて機械形状を一定に補償するものでは
ない。なお、これらの点は、特開平3−79256号公
報に開示したので詳細な説明は省略する。For these thermal deformations, the amount of deformation is calculated and corrected by the temperature difference from the reference temperature. Since this reference temperature is each temperature when the vertical machining center 1 is powered on, it automatically increases gradually in summer and gradually decreases in winter. to enable. Since the change in the reference temperature itself is not corrected, the machine shape is not constantly compensated throughout the year. Since these points are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-79256, detailed description will be omitted.
【0024】その日の作業起動開始時の温度は、前記し
た基準温度とは一致しない。その日の被加工部品、測定
具及びマシニングセンタが置かれている工場環境をその
日の熱変形の基準にしている(図3参照)。例えば、立
形マシニングセンタ1に朝電源が投入されると、通常は
除々に機体の温度は上昇する。この温度上昇により、機
体は変形していく。The temperature at the start of work start on that day does not match the above-mentioned reference temperature. The factory environment in which the parts to be processed, the measuring tool and the machining center are located on that day is used as the standard for thermal deformation on that day (see FIG. 3). For example, when the vertical machining center 1 is turned on in the morning, the temperature of the airframe normally rises gradually. Due to this temperature rise, the airframe is deformed.
【0025】一日の間に環境温度が大きく変化する時の
変形遅れ分を見込むために、環境温度の変化を5本以内
の連続した直線で近似し、環境温度がそれぞれの時刻で
直線的に変化をするものと仮定している。環境温度が直
線変化する時、機械の変形遅れは“一次遅れ要素のラン
プ応答式(一般式)”で容易に見込むことができる。こ
のようにして直接温度を検出していない箇所の熱変形を
環境温度の変化から見積もっている(図4参照)。この
熱変形の補正方法の詳細は、特開平2−41848号で
開示したので詳細な説明は省略する。In order to allow for the deformation delay when the environmental temperature changes greatly during the day, the change in the environmental temperature is approximated by a straight line within 5 lines, and the environmental temperature changes linearly at each time. It is assumed to change. When the environmental temperature changes linearly, the deformation delay of the machine can be easily estimated by the "ramp response formula (general formula) of the primary delay element". In this way, the thermal deformation of the part where the temperature is not directly detected is estimated from the change in the ambient temperature (see FIG. 4). The details of the method of correcting the thermal deformation have been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-41848, and thus detailed description will be omitted.
【0026】したがって、通常は機械の熱変形を考慮し
て加工品の寸法が図面公差の中央になる時刻に工具補正
値を決定することが行われる。補正機能があると任意の
時刻で工具補正値の設定が可能になり、摩耗による工具
寸法の変化をタッチセンサ等を用いて追跡する際の信頼
度が高まる。Therefore, the tool correction value is usually determined at the time when the dimension of the work piece is at the center of the drawing tolerance in consideration of the thermal deformation of the machine. With the correction function, the tool correction value can be set at an arbitrary time, and the reliability in tracking the change in the tool dimension due to wear using a touch sensor or the like increases.
【0027】補正係数 実用上要求される機械精度は各種形状の工具を用いて切
削した加工部品について、その寸法と仕上精度を満足す
るものであることが要求される。そこには、工場出荷時
のテストバーを用いた熱変形テストとは自ずと異なった
切削条件が存在し、この条件は加工品の内容、加工条件
等によって種々多様であると言える。このため、工場出
荷時のテストバーを基準に設定した補正量[μm](補
正係数1.0、図3参照)に対し、下記の計算式を用い
てこれを簡単に修正することができるようになってい
る。 Correction Factor The mechanical precision required for practical use is required to satisfy the dimensions and finishing precision of machined parts cut with tools of various shapes. There are cutting conditions that are different from the thermal deformation test using the test bar at the time of factory shipment, and it can be said that these conditions are various depending on the content of the processed product, the processing conditions, and the like. Therefore, it is possible to easily correct the correction amount [μm] (correction coefficient 1.0, see FIG. 3) set based on the test bar at the time of factory shipment using the following calculation formula. It has become.
【0028】補正係数=(補正量の一日の変化分−加工
誤差)/補正量の一日の変化分 ただし、「補正量の一日の変化分」の意味は、熱変形補
正量は稼働時にその数値が増加(または減少)する。電
源投入時からその稼働時まで、その変化量(±符号付μ
m)である。したがって、ここでの一日とは、電源投入
時からの現在までの変化量であって、通常の一日の意味
ではない。Correction coefficient = (change amount of correction amount per day-machining error) / change amount of correction amount per day However, the meaning of "change amount of correction amount per day" is that the thermal deformation correction amount is operating. Sometimes that number increases (or decreases). From power-on to its operation, the amount of change (± signed μ
m). Therefore, one day here is the amount of change from when the power is turned on to the present, and does not mean a normal day.
【0029】「加工誤差」は、実測仕上がり寸法から設
計目標寸法を差し引いて算出した値(±符号付μm)で
ある。つまり加工誤差が0であれば補正係数は1.0に
なるが、仕上がり寸法が小さめ(加工誤差<0)になっ
た時は補正不足なので、補正係数は1.0より大きい値
となり、機械は+側にさらに待避する。The "machining error" is a value (.mu.m with. +-. Sign) calculated by subtracting the design target dimension from the actually measured finished dimension. In other words, if the processing error is 0, the correction coefficient will be 1.0, but when the finished size is small (processing error <0), the correction will be insufficient, so the correction coefficient will be a value larger than 1.0, and the machine Save further to the + side.
【0030】補正係数の変更 補正しようとするときは、まず初期画面(図5)を呼び
出す。主軸の伸びを含めた工具とテーブル間のZ軸方向
の熱変位は、通常X,Y軸に比べてその量が大きく、高
速回転時には主軸冷却装置(主軸軸受部ジャケット冷
却)のみでこれを押さえることが困難である。本実施例
の熱変位補正方法においても優先的にZ軸方向の熱変位
補正が採用されている、さらにもう1軸が選択的に補正
可能になっている。When the correction coefficient is to be corrected, the initial screen (FIG. 5) is first called. The thermal displacement in the Z-axis direction between the tool and the table, including the elongation of the spindle, is usually larger than that in the X and Y axes, and is suppressed only by the spindle cooling device (jacket bearing jacket cooling) during high speed rotation. Is difficult. Also in the thermal displacement correction method of this embodiment, the thermal displacement correction in the Z-axis direction is preferentially adopted, and yet another axis can be selectively corrected.
【0031】従来から横形あるいは立形マシニングセン
タでは、基本的熱対策として工作機械の正面から見て左
右対称に設計されているものの、その上下方向あるいは
前後方向ではZ軸方向に次ぐ変形が生じている。特に機
械が大型化するとその変形量は大きなものになる。RA
M12のパラメータを適宜設定することによって機種に
応じた付加補正軸が選択される。熱変位補正装置の初期
画面(主画面)の左上には選択された補正軸名が補正係
数、補正量[μm]とともに表示される。Conventionally, a horizontal or vertical machining center has been designed symmetrically as a basic measure against heat when viewed from the front of the machine tool, but in the vertical direction or in the front-back direction, the second deformation occurs in the Z-axis direction. . In particular, as the size of the machine increases, the amount of deformation increases. RA
By properly setting the parameter of M12, the additional correction axis according to the model is selected. On the upper left of the initial screen (main screen) of the thermal displacement correction device, the selected correction axis name is displayed together with the correction coefficient and the correction amount [μm].
【0032】補正係数を変更しようとすると、図5の画
面を呼び出し、補正係数変更のファンクションキーを押
すと該当する補正係数の欄が反転表示される。この後、
キーボードから補正係数を入力する。この実施例では、
補正係数の計算は手動で行う。図5の断面の右側にはエ
ラー内容を表示するエリアが設けてあり、各センサの断
線、補正計算エラー、変化量過大等が示される。When the correction coefficient is to be changed, the screen of FIG. 5 is called up, and when the function key for changing the correction coefficient is pressed, the corresponding correction coefficient column is highlighted. After this,
Enter the correction factor from the keyboard. In this example,
The correction coefficient is calculated manually. An area for displaying error contents is provided on the right side of the cross section of FIG. 5, and shows disconnection of each sensor, correction calculation error, excessive change amount, and the like.
【0033】保守用画面 一日の温度変化の数値データおよび補正の経歴が読み取
れるように保守画面1(図6)と保守画面2(図7)が
用意されている。図6に示した保守画面1では、機械各
部および環境温度のセンサCh1〜Ch5の変化が15
分毎の数値データとして9時間分保存記録されている。
それ以降は順次以前のデータが削除される。機械各部の
温度変化を常時監視できるので温度異常が速やかに判断
できる。なお、センサは機種に係わらず常に環境温度の
検出に割り当てられている。The maintenance screen daily maintenance screen 1 as readable numerical data and correction career temperature change (FIG. 6) maintenance screen 2 (FIG. 7) are prepared. In the maintenance screen 1 shown in FIG. 6, the change in each of the machine parts and the environmental temperature sensors Ch1 to Ch5 is 15
It is stored and recorded for 9 hours as numerical data for each minute.
After that, the previous data is sequentially deleted. Since the temperature change of each part of the machine can be constantly monitored, the temperature abnormality can be promptly judged. The sensor is always assigned to detect the ambient temperature regardless of the model.
【0034】なお、15分毎に行われる補正計算によっ
て補正値が書き変わるが、実際に機械のサーボ軸にこの
補正値が反映されるのは、電源投入時と工具交換(M6
の指令)が指示された時になる(2軸同時)。補正量は
NCの外部オフセットとして与えられるので、ワーク座
標には直接影響しない。作業者は熱変位補正機能を特に
意識することなく加工プログラムを作成することができ
る。Although the correction value is rewritten by the correction calculation performed every 15 minutes, the correction value is actually reflected on the servo axis of the machine when the power is turned on and when the tool is changed (M6).
Command is issued (simultaneously for 2 axes). Since the correction amount is given as an external offset of NC, it does not directly affect the work coordinates. An operator can create a machining program without paying particular attention to the thermal displacement correction function.
【0035】ただし、工具交換の間隔が極めて長い連続
加工では、補正計算は行っていても補正動作そのものが
働かないことになる(M6が発生しない)。あるいは温
度センサへの外乱が大きい場合やセンサ断線等によって
補正機能を一次的に停止させたいことが生じる。このよ
うな場合に対処するために次ぎの補助機能(Mコード)
が用意されている。However, in continuous machining in which the tool change interval is extremely long, even if the correction calculation is performed, the correction operation itself does not work (M6 does not occur). Alternatively, when the disturbance to the temperature sensor is large, or when the sensor is disconnected, the correction function may be temporarily stopped. The following auxiliary functions (M code) to deal with such cases
Is prepared.
【0036】M110:ワンショット補正をする。切削
方向の切り替え位置などにこれを随時設定することがで
きる。M110: One-shot correction is performed. This can be set at any position such as the cutting direction switching position.
【0037】M111:補正機能を停止する。M110
で再度補正機能を復帰させることができる。M111: Stop the correction function. M110
The correction function can be restored again with.
【0038】クラフィック機能 図7に示した保守画面2には、保守画面1に記録された
温度変化の数値データおよび補正の出力経歴がグラフ表
示される。また機械各部の温度変化による変形量が各軸
毎に(上段:Z軸、下段:付加軸)が表示される。さら
に急激な環境温度の変化による変形遅れ分も、Ch1セ
ンサデータに対する直線近似の当てはめの様子ととも
に、その結果が数値で表示される。保守画面2は主とし
て、先に説明した補正係数の変更の際に使用する補正量
の変化分を読み取るのに用いられる。 Graffic Function On the maintenance screen 2 shown in FIG. 7, the numerical data of the temperature change recorded on the maintenance screen 1 and the output history of the correction are graphically displayed. In addition, the amount of deformation due to the temperature change of each part of the machine is displayed for each axis (upper: Z axis, lower: additional axis). The amount of deformation delay due to a sudden change in the environmental temperature is also displayed as a numerical value together with the fitting of the linear approximation to the Ch1 sensor data. The maintenance screen 2 is mainly used to read the amount of change in the correction amount used when changing the correction coefficient described above.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上詳記したように、この発明は工作機
械の環境温度及び構成要素の温度を用いて、算出した熱
変形量を更に詳細に修正する補正係数という概念を導入
したので正確に熱変形を補正できる。また、熱変形に関
する各種データを画面表示できるので補正係数の抽出が
容易になった。As described above in detail, the present invention introduces the concept of the correction coefficient for correcting the calculated thermal deformation amount in more detail by using the environmental temperature of the machine tool and the temperature of the constituent elements. The thermal deformation can be corrected. Further, since various data regarding thermal deformation can be displayed on the screen, the correction coefficient can be easily extracted.
【図1】図1は、マシニングセンタへのセンサの配置図
である。FIG. 1 is a layout view of a sensor on a machining center.
【図2】図2は、熱変位補正装置の概要を示す機能ブロ
ック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an outline of a thermal displacement correction device.
【図3】図3は、時間と温度変化の関係を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between time and temperature change.
【図4】図4は、時間と変形(温度)遅れの見積りの関
係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between time and estimation of deformation (temperature) delay.
【図5】図5は、熱変位補正装置の保守のための初期画
面及び補正係数の変更画面を示す。FIG. 5 shows an initial screen and a correction coefficient change screen for maintenance of the thermal displacement correction device.
【図6】図6は、各温度センサの温度データを示す画面
である。FIG. 6 is a screen showing temperature data of each temperature sensor.
【図7】図7は、温度と補正の関係を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing a relationship between temperature and correction.
1…立形マシニングセンタ、2…ベッド、3コラム、4
…移動台、5…主軸頭、6…主軸、7…工具、8…工作
物テーブル、20…熱変位補正装置、30…数値制御装
置1 ... Vertical machining center, 2 ... Bed, 3 columns, 4
... moving table, 5 ... spindle head, 6 ... spindle, 7 ... tool, 8 ... workpiece table, 20 ... thermal displacement compensator, 30 ... numerical controller
Claims (3)
正する熱変位補正方法において、 前記工作機械の環境温度及び前記構成要素の温度をサン
プリングし、このサンプリングした環境温度及び前記構
成要素の温度から基準温度を最初に定め、 予め想定された熱変形の関係式により前記基準温度、加
工時の前記環境温度及び前記構成要素の温度から求めた
変化分を求め、 この変化分と、実際に工作物を加工し測定したときの加
工誤差との差である補正量を求め、 この補正量と前記変化分との割合である補正係数を求
め、 前記補正係数を変更することにより前記熱変位量を補正
することを特徴とする工作機械の熱変位補正方法。1. A thermal displacement correction method for correcting thermal displacement of a constituent element of a machine tool, wherein an environmental temperature of the machine tool and a temperature of the constituent element are sampled, and the sampled environmental temperature and the constituent element The reference temperature is first determined from the temperature, and the change obtained from the reference temperature, the environmental temperature during processing, and the temperature of the constituent elements is calculated by a previously assumed relational expression of thermal deformation. The correction amount, which is the difference between the machining error when the workpiece is machined and measured, is calculated, the correction coefficient that is the ratio of this correction amount and the change is calculated, and the thermal displacement amount is changed by changing the correction coefficient. A method for correcting thermal displacement of a machine tool, which comprises:
び前記基準温度を保守のために画面表示することを特徴
とする工作機械の熱変位補正方法。2. The method for correcting thermal displacement of a machine tool according to claim 1, wherein the correction amount, the correction coefficient, the current temperature of the component and the reference temperature are displayed on a screen for maintenance.
画面表示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 for correcting thermal displacement of a machine tool according to claim 1, wherein the temperature transition of the component is displayed on a screen for each time interval for maintenance.
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1991
- 1991-10-28 JP JP30717391A patent/JPH0783977B2/en not_active Expired - Fee Related
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