JPH1190780A - Thermal displacement amount parameter calculation device for machine tool, machine tool and storage medium - Google Patents

Thermal displacement amount parameter calculation device for machine tool, machine tool and storage medium

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JPH1190780A
JPH1190780A JP26039197A JP26039197A JPH1190780A JP H1190780 A JPH1190780 A JP H1190780A JP 26039197 A JP26039197 A JP 26039197A JP 26039197 A JP26039197 A JP 26039197A JP H1190780 A JPH1190780 A JP H1190780A
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machine tool
thermal displacement
parameter
calculating
displacement amount
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Masayuki Shimizu
公千 清水
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Brother Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate a thermal displacement amount parameter meeting the characteristics or using environment of individual machine tools accurately and easily in a thermal displacement amount parameter calculation device for machine tool which calculates the thermal displacement amount calculating parameter for the thermal displacement amount calculation device for machine tool. SOLUTION: A machining program A is conducted (S11), and the S11 is repeated in any time other than actual measurement timing and completion timing. The actually measured value of the thermal displacement amount of a machine tool is detected each time the actual measurement timing is made (S15), and the machine tool is stopped after the completion timing (S21) is up. Even after stopping, the actual displacement amount is detected each time the actual measurement timing is made (S25), and the same processing is conducted for a machining program B after the termination timing is up. After that, the actual value of the maximum displacement amount is obtained for the machining programs A, B, and based on the average moving distances of the respective machining programs A, B and the respective maximum displacement amounts, a parameter which defines a corresponding relation between the average moving distance and the maximum displacement amount is calculated.

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
れた工作機械の熱変位量算出装置に対して使用される装
置に関し、詳しくは、工作機械の駆動状態に基づき、そ
の駆動状態と上記工作機械の熱変位量とを対応付ける所
定の対応関係を参照して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に対して使用され、上記対
応関係を規定するパラメータを算出する工作機械の熱変
位量パラメータ算出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus used for an apparatus for calculating the amount of thermal displacement of a machine tool mounted on a machine tool. It is used for a machine tool thermal displacement calculating apparatus that calculates a thermal displacement of a machine tool by referring to a predetermined correspondence that associates the thermal displacement with a machine tool, and calculates a parameter that defines the correspondence. The present invention relates to a thermal displacement parameter calculating device for a 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。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。
2. Description of the Related Art Conventionally, processing means for cutting or drilling a work or assembling parts on a substrate, and driving means for changing the relative position between the processing means and a workpiece such as a work or a substrate. There is a machine tool having: Generally, in a machine tool that performs machining such as cutting, a holding mechanism for holding a tool such as a drill or a tap, a spindle drive mechanism for rotating and driving the tool held by the tool, and a feed of the tool in the X-axis direction -Axis feed mechanism for feeding the tool, Y-axis feed mechanism for feeding the tool in the Y-axis direction, Z-axis feed mechanism for feeding the tool in the Z-axis direction, a control device for controlling these feed mechanisms, etc. It has.

【0003】一例をあげると、図12及び図13に示さ
れる工作機械10がある。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W(図1参照)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。またスプ
ラッシュガード12には、操作パネル22、ワークW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。
As an example, there is a machine tool 10 shown in FIGS. As shown in FIG. 12, the machine tool 10 includes a table 14 for placing a workpiece W (see FIG. 1) inside a splash guard 12 for preventing scattering of cutting chips, such as a drill or a tap. An ATC magazine 16 for tool change, a machine tool main body (hereinafter also simply referred to as a main body) 20, and the like are arranged. In addition, the splash guard 12 is provided with an operation panel 22, a work exchange port 24 for entering and exiting the work W and maintenance, an inspection hatch 26 mainly for maintenance, and the like.

【0004】図13に示すように、本体20は、ドリル
やタップ等の工具T(図1)を保持するための主軸2
8、主軸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3
2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。
As shown in FIG. 13, a main body 20 has a main shaft 2 for holding a tool T (FIG. 1) such as a drill or a tap.
8, a spindle motor 30 for rotating and driving the spindle 28, and a nut portion 3 containing a large number of steel balls and fixed to the spindle side.
2, a ball screw mechanism 36 including a ball screw 34 inserted into the nut portion 32, a Z-axis motor 38 for rotating and driving the ball screw 34, a guide rail 40 disposed parallel to the ball screw 34, the guide rail 40 and the main shaft 28.
It has a slide 42 and the like connecting the 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。また図12に示されるテーブル14をX軸及び
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Wと工具TのX、Y、Z軸方向
の相対位置を変化させることができる。
In the main body 20, a Z-axis feed mechanism for feeding in the Z-axis direction is constituted by the ball screw mechanism 36 and the Z-axis motor 38. The ball screw 34 is rotated by the Z-axis motor 38 to rotate the main shaft 28. The movement in the Z-axis direction is performed. Further, the table 14 shown in FIG. 12 can be moved in the X-axis and Y-axis directions, and together with the movement of the main shaft 28 in the Z-axis direction, the relative position of the workpiece W and the tool T in the X, Y, and Z-axis directions. Can be changed.

【0006】このような工作機械では、例えばボールネ
ジ機構36の駆動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。また、他の機構においても発
熱がある。そうした発熱によって工作機械に熱変位が発
現する。この熱変位が例えばZ軸方向に発現すると、ワ
ークWに施される溝の深さや段差の高さ等に誤差が生じ
る。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。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)。
[0006] In such a machine tool, for example, frictional heat is generated by driving the ball screw mechanism 36, and the ball screw 34 may be extended. Also, other mechanisms generate heat. Such heat generation causes thermal displacement in the machine tool. If this thermal displacement occurs, for example, in the Z-axis direction, errors occur in the depth of the groove formed in the workpiece W, the height of the step, and the like. If the tolerance is sufficiently larger than the amount of thermal displacement, the processing error due to such thermal displacement does not cause much problem, but if not, the thermal displacement needs to be corrected. Therefore, a thermal displacement calculating device for calculating the thermal displacement of the machine tool is provided, and in controlling the driving means according to a predetermined machining program, the driving means is controlled while performing a correction according to the thermal displacement. (For example, JP-A-62-88548).

【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、工作機械の駆
動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。このため、その算出処理に関わる負担が大
きかった。そこで、本願出願人は、工作機械の駆動を続
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。すなわち、工作機
械の駆動中は、飽和熱変位量と工作機械の駆動時間とに
基づいて熱変位量を算出し、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8−2988
66号)。この場合、正確な飽和熱変位量が与えられれ
ば、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。
However, in the conventional machine tool thermal displacement calculating apparatus, the thermal displacement is calculated while the machine tool is being driven, so that a system for executing the processing is used. Had to be constantly running. For this reason, the load involved in the calculation process was large. Therefore, the applicant of the present application pays attention to the fact that when the temperature is increased by continuing to drive the machine tool, the heat generation amount and the heat release amount eventually become in a state of equilibrium, and calculating the thermal displacement amount as follows. Proposed. That is, during the operation of the machine tool, the thermal displacement is calculated based on the saturated thermal displacement and the driving time of the machine tool, and when the thermal displacement becomes substantially equal to the saturated thermal displacement, the thermal displacement is thereafter calculated. Is substituted for the value of the saturated thermal displacement (Japanese Patent Application No. 8-2988).
No. 66). In this case, if an accurate saturated thermal displacement amount is given, the thermal displacement amount at each time can be accurately calculated, and the load related to the calculation process can be reduced.

【0008】また、本願出願人は、飽和熱変位量の値
(例えばLとする)が与えられたとき、その工作機械を
t時間駆動したときの熱変位量lを、 l=L・{1−exp(−γt)} なる式で表すことや、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t時
間経過したときの熱変位量lを、 l=L・exp(−γ′t) なる式で表すことも提案している(但し、γ,γ′は工
作機械固有の定数)。
[0008] Further, the applicant of the present invention, when given the value of the saturated thermal displacement (for example, L), the thermal displacement l when the machine tool is driven for t time, l = L · {1 -Exp (-γt)}, or after driving the machine tool until the thermal displacement reaches the saturated thermal displacement L, and then calculating the thermal displacement 1 when the time t has elapsed after stopping the driving. , L = L · exp (−γ′t) (where γ, γ ′ are constants specific to the machine tool).

【0009】ところが、上記L,γ,γ′等のパラメー
タは、多量の実験データに基づいて決定しなければなら
ないと考えられていた。この場合、代表的な工作機械を
代表的な使用環境下で駆動して上記実験データを収集
し、その実験データに基づいて決定された上記パラメー
タを全ての工作機械に適用することになる。従って、個
々の工作機械の特性や使用環境に応じたパラメータを設
定することができず、上記熱変位量も使用環境等に応じ
た正確な値を算出することが困難であった。
However, it has been considered that the parameters such as L, γ, γ ′ and the like must be determined based on a large amount of experimental data. In this case, a typical machine tool is driven under a typical use environment to collect the above experimental data, and the parameters determined based on the experimental data are applied to all the machine tools. Therefore, it is not possible to set parameters according to the characteristics of each machine tool and the use environment, and it has been difficult to calculate an accurate value of the thermal displacement according to the use environment and the like.

【0010】そこで、本発明は、工作機械の駆動状態に
基づき所定の対応関係を参照してその工作機械の熱変位
量を算出する工作機械の熱変位量算出装置に対して使用
され、上記対応関係を規定するパラメータを算出する工
作機械の熱変位量パラメータ算出装置において、個々の
工作機械の特性や使用環境に応じた上記パラメータを正
確かつ容易に算出することを目的としてなされた。
Therefore, the present invention is used for a machine tool thermal displacement calculating apparatus which calculates a thermal displacement of a machine tool by referring to a predetermined correspondence relationship based on a driving state of the machine tool. The purpose of the present invention is to provide a machine tool thermal displacement parameter calculating device for calculating parameters that define the relationship, in order to accurately and easily calculate the above-mentioned parameters according to the characteristics and operating environment of each machine tool.

【0011】[0011]

【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、与えられた加
工プログラムに基づき上記駆動手段を制御する駆動制御
手段と、を有する工作機械に装備され、該工作機械の駆
動状態を検出する駆動状態検出手段と、該駆動状態検出
手段が検出した駆動状態に基づき、所定の対応関係を参
照して上記工作機械の熱変位量を算出し、その熱変位量
を上記駆動制御手段が上記駆動手段を制御するに当たっ
て考慮すべき補正値として提供する変位量算出手段と、
を備えた工作機械の熱変位量算出装置に対して使用さ
れ、上記変位量算出手段の上記熱変位量算出時に参照さ
れる上記対応関係を規定するパラメータを算出する工作
機械の熱変位量パラメータ算出装置であって、予め設定
された複数の加工プログラムを記憶するプログラム記憶
手段と、上記各加工プログラムに基づく制御を上記駆動
制御手段に順次実行させるプログラム実行手段と、上記
駆動制御手段が上記各加工プログラムに基づく制御を実
行したとき、上記工作機械の熱変位量の実測値を検出す
る実測値検出手段と、上記加工プログラムに対応する上
記工作機械の駆動状態と、上記実測値検出手段が検出し
た上記熱変位量の実測値とに基づき、上記パラメータを
算出するパラメータ算出手段と、を備えたことを特徴と
する。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a processing means for processing a workpiece, and the processing means and the workpiece. A drive means for changing the relative position of the drive machine, and a drive control means for controlling the drive means based on a given machining program, provided on a machine tool, and a drive state detection means for detecting a drive state of the machine tool; Calculating a thermal displacement amount of the machine tool by referring to a predetermined correspondence relationship based on the drive state detected by the drive state detecting means, and controlling the drive means by the drive control means based on the calculated thermal displacement amount. Displacement amount calculating means for providing as a correction value to be considered;
A thermal displacement parameter calculation of a machine tool, which is used for a thermal displacement calculating device of a machine tool having a parameter, and calculates a parameter defining the correspondence relationship referred to when calculating the thermal displacement by the displacement calculating means. A program storage means for storing a plurality of preset machining programs; a program execution means for causing the drive control means to sequentially execute control based on each of the machining programs; and When the control based on the program is executed, the actual measurement value detection means for detecting the actual measurement value of the thermal displacement amount of the machine tool, the driving state of the machine tool corresponding to the machining program, and the actual measurement value detection means detect A parameter calculating means for calculating the parameter based on the actually measured value of the thermal displacement amount.

【0012】このように構成された本発明では、プログ
ラム記憶手段は、予め設定された複数の加工プログラム
を記憶しており、プログラム実行手段は、上記各加工プ
ログラムに基づく制御を駆動制御手段に順次実行させ
る。実測値検出手段は、駆動制御手段が各加工プログラ
ムに基づく制御を実行したとき、工作機械の熱変位量の
実測値を検出する。すると、パラメータ算出手段が、上
記加工プログラムに対応する工作機械の駆動状態と、実
測値検出手段が検出した熱変位量の実測値とに基づき、
上記パラメータを算出する。
In the present invention thus configured, the program storage means stores a plurality of preset machining programs, and the program execution means sequentially controls the drive control means based on the machining programs. Let it run. The actually measured value detection means detects an actually measured value of the thermal displacement of the machine tool when the drive control means executes control based on each machining program. Then, the parameter calculation means is based on the driving state of the machine tool corresponding to the machining program and the actual measured value of the thermal displacement detected by the actually measured value detecting means,
Calculate the above parameters.

【0013】一方、熱変位量算出装置では、駆動状態検
出手段が検出した工作機械の駆動状態に基づき、変位量
算出手段が、上記算出されたパラメータによって規定さ
れる対応関係を参照して工作機械の熱変位量を算出す
る。また、こうして算出された熱変位量は、駆動制御手
段が駆動手段を制御するに当たって考慮すべき補正値と
して提供される。
On the other hand, in the thermal displacement calculating device, the displacement calculating means refers to the correspondence defined by the calculated parameters based on the driving state of the machine tool detected by the driving state detecting means. Is calculated. The calculated thermal displacement is provided as a correction value to be considered when the drive control unit controls the drive unit.

【0014】このように、本発明では、予め設定された
加工プログラムに基づく制御を駆動制御手段に実行させ
ている。そして、その加工プログラムに基づく制御を実
行したときに検出された工作機械の熱変位量の実測値
と、上記加工プログラムに対応する工作機械の駆動状態
とに基づき、上記パラメータを算出している。このた
め、工作機械の駆動状態と熱変位量との対応関係を規定
するパラメータを、実測値に基づいて正確かつ容易に算
出することができる。また、上記パラメータは実測値に
基づいて算出されるので、個々の工作機械の特性や使用
環境の影響を良好に反映している。従って、本発明で
は、個々の工作機械の特性や使用環境に応じた上記パラ
メータを正確かつ容易に算出することができ、熱変位量
算出装置による工作機械の熱変位量算出精度を良好に向
上させることができる。
As described above, in the present invention, the drive control means executes control based on a preset machining program. Then, the parameters are calculated based on the actual measured value of the thermal displacement of the machine tool detected when the control based on the machining program is executed and the driving state of the machine tool corresponding to the machining program. Therefore, it is possible to accurately and easily calculate a parameter that defines the correspondence between the driving state of the machine tool and the amount of thermal displacement based on the actually measured value. Further, since the above parameters are calculated based on the actually measured values, the characteristics of the individual machine tools and the influence of the use environment are favorably reflected. Therefore, in the present invention, the above parameters according to the characteristics of the individual machine tools and the use environment can be calculated accurately and easily, and the accuracy of calculating the thermal displacement of the machine tool by the thermal displacement calculator can be improved satisfactorily. be able to.

【0015】更に、本発明では、複数の加工プログラム
に対して駆動制御手段の制御を順次実行させ、各加工プ
ログラムを実行したときに検出された実測値に基づいて
上記パラメータを算出している。このため、上記パラメ
ータに、加工プログラムの変更に対する良好な順応性を
持たせることができる。従って、本発明によって算出さ
れたパラメータを用いて熱変位量を算出すれば、加工プ
ログラムの変更や新規な加工プログラムの提供がなされ
たときにも、前述のように、熱変位量算出装置による工
作機械の熱変位量算出精度を良好に向上させることがで
きる。
Further, in the present invention, the control of the drive control means is sequentially executed for a plurality of machining programs, and the above parameters are calculated based on the actually measured values detected when each machining program is executed. For this reason, the above parameters can be provided with good adaptability to a change in the machining program. Therefore, if the thermal displacement amount is calculated using the parameters calculated according to the present invention, even when the machining program is changed or a new machining program is provided, the machining by the thermal displacement amount calculating device can be performed as described above. The accuracy of calculating the thermal displacement of the machine can be improved satisfactorily.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の構
成に加え、上記プログラム実行手段が、発熱量と放熱量
とが均衡して上記熱変位量が飽和熱変位量となるまで同
一の加工プログラムに基づく制御を上記駆動制御手段に
繰り返し実行させ、上記工作機械を停止して上記工作機
械の熱変位がなくなった後に他の加工プログラムに基づ
く制御を同様に実行させ、上記実測値検出手段が、少な
くとも上記各加工プログラムに対応する飽和熱変位量の
実測値を検出し、上記パラメータ算出手段が、上記各加
工プログラムに対応する上記工作機械の駆動状態と、上
記各加工プログラムに対応する飽和熱変位量の実測値と
に基づき、上記工作機械の駆動状態と飽和熱変位量との
対応関係を規定するパラメータを算出することを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the program executing means maintains the same amount of heat until the amount of heat generation and the amount of heat radiation are balanced and the amount of thermal displacement becomes a saturated amount of thermal displacement. The control based on the machining program is repeatedly executed by the drive control means, the machine tool is stopped, and after the thermal displacement of the machine tool is eliminated, the control based on another machining program is similarly executed, and the measured value detection means is controlled. Detects at least an actual measurement value of the saturated thermal displacement amount corresponding to each of the machining programs, and the parameter calculating means determines a driving state of the machine tool corresponding to each of the machining programs and a saturation state corresponding to each of the machining programs. On the basis of the actually measured value of the thermal displacement, a parameter that defines the correspondence between the driving state of the machine tool and the saturated thermal displacement is calculated.

【0017】発熱量と放熱量とが均衡するまで加工プロ
グラムを繰り返し実行させたときに生じる飽和熱変位量
は、その加工プログラムに対応する工作機械の駆動状態
と良好な対応関係を有する。また、飽和熱変位量が判れ
ば、前述の式等により工作機械の熱変位量を正確かつ容
易に算出することができる。更に、工作機械の駆動状態
は加工プログラム毎に一意的に算出することができ、そ
の駆動状態が同一であれば加工プログラムが異なっても
ほぼ同様の飽和熱変位量となる。本発明では、このよう
な工作機械の駆動状態と飽和熱変位量との対応関係を規
定するパラメータを算出しているので、そのパラメータ
に、加工プログラムの変更に対して一層良好な順応性を
持たせることができる。従って、本発明では、請求項1
記載の発明の効果に加えて、加工プログラムの変更や新
規な加工プログラムの提供がなされた場合の熱変位量算
出装置による工作機械の熱変位量算出精度を、一層良好
に向上させることができるといった効果が生じる。
The saturated thermal displacement generated when the machining program is repeatedly executed until the heat generation and the heat radiation are balanced has a good correspondence with the driving state of the machine tool corresponding to the machining program. Further, if the amount of the saturated thermal displacement is known, the amount of the thermal displacement of the machine tool can be accurately and easily calculated by the above-described formula or the like. Further, the driving state of the machine tool can be uniquely calculated for each machining program, and if the driving state is the same, substantially the same amount of saturated thermal displacement is obtained even if the machining programs are different. In the present invention, since the parameters that define the correspondence between the drive state of the machine tool and the amount of saturated thermal displacement are calculated, the parameters have better adaptability to changes in the machining program. Can be made. Therefore, in the present invention, claim 1
In addition to the effects of the described invention, the accuracy of calculating the thermal displacement of the machine tool by the thermal displacement calculating device when the machining program is changed or a new machining program is provided can be further improved. The effect occurs.

【0018】請求項3記載の発明は、請求項2記載の構
成に加え、上記パラメータ算出手段が上記パラメータの
算出時に参照する上記工作機械の駆動状態、及び、上記
パラメータによって上記飽和熱変位量との対応関係が規
定される上記工作機械の駆動状態が、共に、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時間当たり
に移動させた平均移動距離であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the driving state of the machine tool referred to by the parameter calculating means at the time of calculating the parameter, and the saturated thermal displacement amount based on the parameter. The driving state of the machine tool, which defines the correspondence, is an average moving distance of the driving means moving the processing means or the workpiece per unit time.

【0019】本願出願人は、駆動手段が加工手段または
被加工物を単位時間当たりに移動させた平均移動距離
が、飽和熱変位量に対して、きわめて再現性に優れた良
好な対応関係を有することを発見した。そこで本発明で
は、パラメータ算出手段が、各加工プログラムに対応す
る平均移動距離と、上記各加工プログラムに対応する飽
和熱変位量の実測値とに基づき、上記平均移動距離と飽
和熱変位量との対応関係を規定するパラメータを算出し
ている。従って、本発明では、請求項2記載の発明の効
果に加えて、熱変位量算出装置による工作機械の熱変位
量算出精度を、一層良好に向上させることができるとい
った効果が生じる。
According to the present applicant, the average moving distance of the drive means moving the processing means or the workpiece per unit time has a good correspondence with the reproducibility extremely high with respect to the saturated thermal displacement. I discovered that. Therefore, in the present invention, the parameter calculating means calculates the average moving distance and the saturated thermal displacement amount based on the average moving distance corresponding to each machining program and the actually measured value of the saturated thermal displacement amount corresponding to each of the machining programs. The parameters that define the correspondence are calculated. Therefore, in the present invention, in addition to the effect of the invention described in claim 2, there is an effect that the accuracy of calculating the thermal displacement of the machine tool by the thermal displacement calculating device can be further improved.

【0020】請求項4記載の発明は、請求項2または3
記載の構成に加え、上記実測値検出手段が、上記工作機
械の熱変位量の実測値を、上記飽和熱変位量に達するま
で所定時間毎に検出し、上記パラメータ算出手段が、上
記パラメータに加えて、上記工作機械の駆動時間と各時
点で検出された上記熱変位量の実測値とに基づき、上記
工作機械の駆動時間と熱変位量との対応関係を規定する
パラメータを算出することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 2 or 3.
In addition to the configuration described above, the actual measurement value detection unit detects an actual measurement value of the thermal displacement amount of the machine tool at predetermined time intervals until the saturation thermal displacement amount is reached, and the parameter calculation unit adds the actual value to the parameter. Calculating, based on the driving time of the machine tool and the actually measured value of the thermal displacement amount detected at each point in time, a parameter that defines a correspondence between the driving time of the machine tool and the thermal displacement amount. And

【0021】工作機械を駆動すると、その熱変位量は徐
々に増加し、飽和熱変位量に収束する。そこで、本発明
では、実測値検出手段が、工作機械の熱変位量の実測値
を飽和熱変位量に達するまで所定時間毎に検出し、パラ
メータ算出手段が、上記パラメータに加えて、工作機械
の駆動時間と各時点で検出された熱変位量の実測値とに
基づき、上記工作機械の駆動時間と熱変位量との対応関
係を規定するパラメータを算出する。このため、本発明
では、請求項2または3記載の発明の効果に加えて、工
作機械の熱変位量が飽和熱変位量に達するまでの間で、
熱変位量算出装置による工作機械の熱変位量算出精度を
一層良好に向上させることができるといった効果が生じ
る。
When the machine tool is driven, the amount of thermal displacement gradually increases and converges to the amount of saturated thermal displacement. Therefore, in the present invention, the actual measurement value detecting means detects the actual measurement value of the thermal displacement amount of the machine tool at predetermined time intervals until reaching the saturation thermal displacement amount, and the parameter calculating means adds Based on the drive time and the actual value of the thermal displacement detected at each point in time, a parameter that defines the correspondence between the drive time of the machine tool and the thermal displacement is calculated. For this reason, in the present invention, in addition to the effect of the invention described in claim 2 or 3, until the thermal displacement of the machine tool reaches the saturated thermal displacement,
There is an effect that the accuracy of calculating the thermal displacement of the machine tool by the thermal displacement calculating device can be further improved.

【0022】請求項5記載の発明は、請求項2〜4のい
ずれかに記載の構成に加え、上記実測値検出手段が、上
記工作機械の熱変位量の実測値を、上記工作機械を停止
してから上記熱変位がなくなるまで所定時間毎に検出
し、上記パラメータ算出手段が、上記パラメータに加え
て、上記工作機械の停止時間と各時点で検出された上記
熱変位量の実測値とに基づき、上記工作機械の停止時間
と残存する熱変位量との対応関係を規定するパラメータ
を算出することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the second to fourth aspects, the actually measured value detecting means stops the machine tool by measuring the actually measured value of the thermal displacement of the machine tool. After that, the thermal displacement is detected every predetermined time until the thermal displacement disappears, and the parameter calculating means calculates, in addition to the parameters, the stop time of the machine tool and the actually measured value of the thermal displacement amount detected at each time. Based on this, a parameter that defines the correspondence between the stop time of the machine tool and the remaining thermal displacement is calculated.

【0023】工作機械を停止すると、その熱変位量は徐
々に減少し、最後には熱変位がなくなる。そこで、本発
明では、実測値検出手段が、工作機械の熱変位量の実測
値を、工作機械を停止してから熱変位がなくなるまで所
定時間毎に検出し、パラメータ算出手段が、上記パラメ
ータに加えて、工作機械の停止時間と各時点で検出され
た熱変位量の実測値とに基づき、工作機械の停止時間と
残存する熱変位量との対応関係を規定するパラメータを
算出する。このため、本発明では、請求項2〜4のいず
れかに記載の発明の効果に加えて、工作機械の停止中に
おける熱変位量算出装置による工作機械の熱変位量算出
精度を、一層良好に向上させることができるといった効
果が生じる。なお、本発明で熱変位がなくなるとは、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
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。
When the machine tool is stopped, the amount of thermal displacement gradually decreases, and finally there is no thermal displacement. Therefore, in the present invention, the actual measurement value detection means detects the actual measurement value of the thermal displacement amount of the machine tool every predetermined time until the thermal displacement disappears after stopping the machine tool, and the parameter calculating means In addition, a parameter that defines the correspondence between the stop time of the machine tool and the remaining thermal displacement is calculated based on the stop time of the machine tool and the actually measured value of the thermal displacement detected at each point in time. For this reason, in the present invention, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 2 to 4, the accuracy of calculating the thermal displacement of the machine tool by the thermal displacement calculating apparatus while the machine tool is stopped is further improved. The effect that it can improve is produced. In the present invention, the elimination of thermal displacement does not mean that the thermal displacement does not have a mathematical meaning, but the effect of thermal displacement is set in consideration of the specifications of the machine tool, the tolerance required for the work, and the like. It is within the range of the error.

【0024】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、上記実測値検出手段が、上
記加工手段が上記被加工物に対する所定位置に相対移動
したとき、その加工手段を検出する加工手段検出手段
と、上記駆動手段を制御して、上記加工手段を上記加工
手段検出手段に検出される位置まで相対移動させる加工
手段移動手段と、を備え、該加工手段移動手段により、
上記加工手段を上記加工手段検出手段に検出される位置
まで相対移動させるのに必要とした上記駆動手段の駆動
量と、工作機械に熱変位が発生していないときに必要と
される上記駆動量とを比較し、その比較結果に基づいて
上記実測値を検出することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any of the first to fifth aspects, when the actually measured value detecting means moves relative to a predetermined position with respect to the workpiece, Processing means detecting means for detecting the processing means; processing means moving means for controlling the driving means to relatively move the processing means to a position detected by the processing means detecting means; By means of transportation
The driving amount of the driving means required to relatively move the processing means to a position detected by the processing means detecting means, and the driving amount required when no thermal displacement occurs in the machine tool Are compared with each other, and the actual measurement value is detected based on the comparison result.

【0025】本発明の実測値検出手段では、加工手段移
動手段によって、加工手段を、加工手段検出手段に検出
される位置まで相対移動させ、続いて、その相対移動に
必要とした駆動手段の駆動量と、工作機械に熱変位が発
生していないときに必要とされる上記駆動量とを比較
し、その比較結果に基づいて工作機械の熱変位量の実測
値を検出している。このため、工作機械の熱変位量の正
確な実測値を自動的に容易に検出することができる。ま
た、本発明では、加工手段検出手段は接触式のセンサ等
のように構成の簡単なもので済ませることができ、加工
手段移動手段は駆動手段と共通の構成とすることもでき
る。従って、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、装置の構成を簡略化して製造
コストを低減すると共に、一層正確かつ容易に上記パラ
メータを算出することができるといった効果が生じる。
In the actually measured value detecting means of the present invention, the processing means is relatively moved by the processing means moving means to a position detected by the processing means detecting means, and then the driving means required for the relative movement is driven. The amount is compared with the drive amount required when no thermal displacement occurs in the machine tool, and an actual measured value of the thermal displacement of the machine tool is detected based on the comparison result. For this reason, it is possible to automatically and easily detect an accurate measured value of the thermal displacement of the machine tool. Further, in the present invention, the processing means detecting means can be a simple one such as a contact type sensor, and the processing means moving means can have a common configuration with the driving means. Therefore, in the present invention, in addition to the effects of the invention described in any one of claims 1 to 5, it is possible to simplify the configuration of the apparatus to reduce the manufacturing cost, and to calculate the parameters more accurately and easily. There is an effect that it can be done.

【0026】請求項7記載の発明の工作機械は、請求項
1〜6のいずれかに記載の工作機械の熱変位量パラメー
タ算出装置を装備したことを特徴する。このように、本
発明の工作機械は、請求項1〜6のいずれかに記載の工
作機械の熱変位量パラメータ算出装置を予め装備してい
る。このため、この工作機械を初めて設置したときや工
作機械の使用環境が変化したときには、上記熱変位量パ
ラメータ算出装置による上記パラメータの算出をその場
で行って、上記パラメータを使用環境に対応したものに
更新することができる。また、工作機械の特性に経時変
化等が発生したときに上記算出を行えば、上記パラメー
タを工作機械の特性に対応したものに更新することがで
きる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a machine tool including the machine tool parameter calculating apparatus according to any one of the first to sixth aspects. As described above, the machine tool of the present invention is provided with the apparatus for calculating a thermal displacement parameter of a machine tool according to any one of claims 1 to 6 in advance. Therefore, when the machine tool is first installed or when the use environment of the machine tool changes, the above parameters are calculated on the spot by the thermal displacement parameter calculation device, and the parameters correspond to the use environment. Can be updated. Further, if the above calculation is performed when the characteristics of the machine tool change over time, the parameters can be updated to those corresponding to the characteristics of the machine tool.

【0027】従って、本発明の工作機械では、その工作
機械の特性や使用環境に応じた上記パラメータを正確か
つ容易に算出することができ、延いては、その工作機械
の熱変位量を正確に算出して、被加工物の加工精度を向
上させることができる。請求項8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、与えられた加
工プログラムに基づき上記駆動手段を制御する駆動制御
手段と、を有する工作機械に装備され、該工作機械の駆
動状態を検出する駆動状態検出手段と、該駆動状態検出
手段が検出した駆動状態に基づき、所定の対応関係を参
照して上記工作機械の熱変位量を算出し、その熱変位量
を上記駆動制御手段が上記駆動手段を制御するに当たっ
て考慮すべき補正値として提供する変位量算出手段と、
を備えた工作機械の熱変位量算出装置に対して使用さ
れ、上記変位量算出手段の上記熱変位量算出時に参照さ
れる上記対応関係を規定するパラメータを算出するため
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、予め設定された複数の加工プログラムを記憶する加
工プログラム記憶部と、上記各加工プログラムに基づく
制御を上記駆動制御手段に順次実行させるプログラム実
行処理、上記駆動制御手段が上記各加工プログラムに基
づく制御を実行したとき上記工作機械の熱変位量の実測
値を検出する実測値検出処理、及び、上記加工プログラ
ムに対応する上記工作機械の駆動状態と上記実測値検出
処理によって検出された上記熱変位量の実測値とに基づ
き上記パラメータを算出するパラメータ算出処理を、実
行させるコンピュータプログラムを記憶した処理記憶部
と、を備えたことを特徴とする。
Therefore, in the machine tool of the present invention, the above-mentioned parameters according to the characteristics of the machine tool and the use environment can be calculated accurately and easily, so that the amount of thermal displacement of the machine tool can be accurately calculated. By calculating, the processing accuracy of the workpiece can be improved. According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a processing means for processing a workpiece, a driving means for changing a relative position between the processing means and the workpiece, and the driving means based on a given processing program. A drive control means for controlling the drive state, the drive state detection means for detecting a drive state of the machine tool, and a predetermined correspondence relationship based on the drive state detected by the drive state detection means. Calculating a thermal displacement amount of the machine tool, the displacement amount calculating means for providing the thermal displacement amount as a correction value to be considered when the drive control means controls the drive means,
A computer program for calculating a parameter that defines the correspondence that is used for the thermal displacement calculation device of the machine tool having A medium, a machining program storage unit for storing a plurality of preset machining programs; a program execution process for causing the drive control unit to sequentially execute control based on the machining programs; When the control based on the program is executed, the actual measurement value detection process for detecting the actual measurement value of the thermal displacement amount of the machine tool, and the driving state of the machine tool corresponding to the machining program and the actual measurement value detection process are performed. A computer that executes a parameter calculation process of calculating the parameter based on the actually measured value of the thermal displacement. A processing storage unit that stores programs, characterized by comprising a.

【0028】本発明の記憶媒体はこのように構成されて
いるので、加工プログラム記憶部は請求項1記載のプロ
グラム記憶手段として機能する。また、コンピュータ等
の制御手段に本発明の処理記憶部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記載のプログ
ラム実行手段、実測値検出手段、及びパラメータ算出手
段に相当するプログラム実行処理、実測値検出処理、及
びパラメータ算出処理を実行させることができる。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記載の発明と同様の
効果が生じる。
Since the storage medium of the present invention is configured as described above, the machining program storage section functions as the program storage means. Further, if a control means such as a computer executes a computer program stored in the processing storage unit of the present invention, a program execution process corresponding to the program execution means, the actual measurement value detection means, and the parameter calculation means according to claim 1 , An actual measurement value detection process and a parameter calculation process can be executed. Therefore, if the control means executes the computer program stored in the present invention, the same effect as the first aspect of the present invention is produced.

【0029】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,または6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2,3,4,5,または6記載の発明と同
様の効果が生じる。更に、工作機械に装備されたコンピ
ュータ等の制御手段に、本発明の記憶媒体を設ければ、
その工作機械では請求項7記載の発明と同様の効果が生
じる。
Further, if a requirement limited to the invention of claim 2, 3, 4, 5, or 6 is added to the program of each processing stored in the present invention, when the program is executed, The same effect as the invention according to the second, third, fourth, fifth or sixth aspect is obtained. Furthermore, if the storage medium of the present invention is provided in control means such as a computer mounted on the machine tool,
With the machine tool, the same effect as the invention according to claim 7 is produced.

【0030】[0030]

【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。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0031】[0031]

【実施例】本実施例の工作機械のメカニカルな構成は、
次の検出器49を設けた点を除いては従来例として図1
2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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The mechanical configuration of a machine tool according to this embodiment is as follows.
1 except that the following detector 49 was provided.
2 and FIG. 13, the description of the mechanical configuration of the machine tool 10 will be omitted by using them.

【0032】図1は、検出器49の構成を表す概略図で
ある。図1に示すように、検出器49はテーブル14の
片隅に固定され、主軸28に保持された工具Tが接触し
たときに接触信号を発生するものである。また、検出器
49はワークWに従い最適な位置で計測が行い得るよう
に、Z軸上の位置が変更できるように構成されており、
その位置が変更された場合は、後述のCPU72等に記
憶された上記Z軸上の位置に関わるデータが更新され
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the detector 49. As shown in FIG. 1, the detector 49 is fixed to one corner of the table 14 and generates a contact signal when the tool T held on the main shaft 28 contacts. Further, the detector 49 is configured so that the position on the Z axis can be changed so that measurement can be performed at an optimum position according to the workpiece W.
When the position is changed, data relating to the position on the Z axis stored in the CPU 72 or the like described later is updated.

【0033】図2は、第1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。図2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
機械の熱変位量パラメータ算出装置及び工作機械の熱変
位量算出装置としてのマイコン部70、操作パネル2
2、検出器49、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。
FIG. 2 shows a machine tool 10 as a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system. As shown in FIG. 2, the control system is a main shaft control system 50 for controlling the rotation of the main shaft 28, a Z-axis control system 60 for controlling the Z-axis position of the main shaft 28, and the center of this control system. The microcomputer section 70 as the machine tool thermal displacement parameter calculating device and the machine tool thermal displacement calculating device of the present invention, the operation panel 2
2, a detector 49, an X-axis control system (not shown) for controlling the X-axis position of the table 14, a Y-axis control system (not shown) for controlling the Y-axis position of the table 14, and the like. Have been.

【0034】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
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。Z軸制御系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
の供給電力を制御するための軸制御回路64からなり、
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。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。
The spindle control system 50 includes a spindle motor 30 and a spindle servo amplifier 5 for supplying power to the spindle motor 30.
2, and an axis control circuit 54 for controlling the power supplied to the spindle servo amplifier 52. The axis control circuit 54 controls the operation of the spindle servo amplifier 52 in accordance with an instruction from the CPU 72 of the microcomputer unit 70. Z axis control system 60
Are a Z-axis motor 38, a Z-axis servo amplifier 62 for supplying power to the Z-axis motor 38, and a Z-axis servo amplifier 62.
An axis control circuit 64 for controlling the supply power of
The axis control circuit 64 controls the operation of the Z-axis servo amplifier 62 according to an instruction from the CPU 72 of the microcomputer unit 70. Further, an X-axis control system and a Y-axis control system (not shown) have substantially the same configuration as the main axis control system 50 and the Z-axis control system 60.

【0035】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。このマイコン部70(厳密にはCPU72)は、ワ
ークWに施すべき加工に対応した加工プログラムに従っ
て主軸制御系50、Z軸制御系60等を制御して、ワー
クWに所定の加工を施させるのである。また、マイコン
部70は操作パネル22及び検出器49に接続されてお
り、マイコン部70は、操作パネル22または検出器4
9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。
The microcomputer unit 70 is composed of a one-chip type CPU 72, a RAM 74, a clock 76, etc., having a built-in ROM and an input / output port for storing a control program and the like, and is configured as a well-known microcomputer. The microcomputer unit 70 (strictly, the CPU 72) controls the spindle control system 50, the Z-axis control system 60, and the like in accordance with a machining program corresponding to the machining to be performed on the workpiece W, and performs a predetermined machining on the workpiece W. is there. Further, the microcomputer unit 70 is connected to the operation panel 22 and the detector 49, and the microcomputer unit 70 is connected to the operation panel 22 or the detector 4.
9 to control the display of images and characters on the liquid crystal display of the operation panel 22 by sending a signal to the operation panel 22, control the blinking of LEDs, and the like.

【0036】なお、CPU72のROMには、以下に説
明する各種処理のプログラムを記憶した処理記憶部と、
その処理の内、後述のパラメータ算出処理にて使用され
る加工プログラム(加工プログラムA,加工プログラム
Bの2種類)を記憶した加工プログラム記憶部とが設け
られている。
It should be noted that the ROM of the CPU 72 has a processing storage section storing programs for various processing described below,
In the processing, a processing program storage unit that stores processing programs (two types of processing program A and processing program B) used in parameter calculation processing described later is provided.

【0037】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
上に図3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。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 RAM 74 is a work area for the CPU 72 as is well known.
A pitch error correction table having the configuration shown in FIG. 3 is provided above. This pitch error correction table is a table for correcting a driving error of the ball screw mechanism 36, for example.

【0038】Z軸移動を受け持つボールネジ機構36
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)
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。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。X軸及びY
軸についても同様である。
Ball screw mechanism 36 responsible for Z-axis movement
Is the amount of rotation of the ball screw 34 and the amount of movement of the nut 32 due to manufacturing tolerances (ie, the amount of movement of the main shaft 28 in the Z-axis direction).
It is necessary to correct the error since it cannot be avoided. Therefore, an appropriate number of correction points are set (if the length of the ball screw 34 is 500 mm and correction is performed every 20 mm, the number of correction points is 25). An error between the calculated value and the actually measured value is obtained, and a rotation amount (pitch) of the ball screw 34 corresponding to the error is written in a pitch error correction table, and the ball screw 34 is rotated forward or backward by the pitch for each correction point. By doing so, the Z-axis position of the main shaft 28 is accurately adjusted. X axis and Y
The same is true for the axis.

【0039】時計76は、いわゆる電子時計であって、
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。なおCPU72は、一定の周期例えば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。
The clock 76 is a so-called electronic clock.
The date can be calculated and the data can be sent to the CPU 72. It should be noted that the CPU 72 has a predetermined period, for example, 1 /
A built-in counter for incrementing the count value every 1000 seconds is provided, and by using the counter, an elapsed time such as a required time from the start to the end of a certain processing can be measured.

【0040】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。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、以下の各
処理によって熱変位量を算出している。先ず、熱変位量
の算出に必要とされる後述の各種パラメータやマップ
が、既に設定されている場合の処理(すなわち、工作機
械の熱変位量算出装置としてのCPU72の処理)につ
いて説明する。図4は、工作機械10の熱変位量を算出
する熱変位量算出処理を表すフローチャートである。な
お、CPU72は、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。
When the machine tool 10 is driven, thermal displacement occurs in the Z-axis direction due to expansion of the ball screw 34 and the like. Therefore, in order to execute the machining program while correcting the thermal displacement, the CPU 72 calculates the amount of thermal displacement by the following processes. First, a description will be given of a process in a case where various parameters and a map, which will be described later, required for calculating the thermal displacement amount have already been set (that is, a process of the CPU 72 as the thermal displacement calculating device of the machine tool). FIG. 4 is a flowchart illustrating a thermal displacement calculation process for calculating the thermal displacement of the machine tool 10. Note that the CPU 72 executes this thermal displacement amount calculation process as an interrupt process at a predetermined timing after the power is turned on, and calculates the thermal displacement amount generated by executing a machining program or the like.

【0041】図4に示すように、CPU72は処理を開
始すると、先ず、S1(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。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。また、
このような熱変位量は、工場の休憩時間等に工作機械1
0の電源がOFFされた後にも残存している場合があ
る。そこで、このS1では、電源がOFFされていた間
における主軸28のZ軸方向の移動距離を0とするので
ある。
As shown in FIG. 4, when the CPU 72 starts the process, first, in S1 (S indicates a step: the same applies hereinafter), the CPU 72 performs a process of regarding the moving distance during power-off as 0. As will be described later, when the amount of thermal displacement has been calculated in the past and its influence still remains, it is necessary to calculate the amount of thermal displacement of the machine tool 10 in consideration of the effect. Also,
The amount of such thermal displacement can be measured by the machine tool 1 during the break time of the factory.
0 may remain even after the power is turned off. Therefore, in S1, the moving distance of the main shaft 28 in the Z-axis direction while the power is turned off is set to zero.

【0042】続くS2では、時計76の出力に基づき、
所定のサンプリングタイム(a分間隔とする)となった
か否かを判断する。そして、サンプリングタイムでなけ
れば(S2:NO)そのまま待機し、サンプリングタイ
ムであれば(S2:YES)S3へ移行する。S3で
は、加工プログラムの実行状態等から工作機械10の駆
動状態を検出し、それに基づいてサンプリングタイム間
における主軸28のZ軸方向の移動距離を算出する。そ
の後、S4へ移行し、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。
In the following S2, based on the output of the clock 76,
It is determined whether or not a predetermined sampling time (a minute interval) has been reached. If it is not the sampling time (S2: NO), the process stands by, and if it is the sampling time (S2: YES), the process shifts to S3. In S3, the driving state of the machine tool 10 is detected from the execution state of the machining program and the like, and the movement distance of the main shaft 28 in the Z-axis direction during the sampling time is calculated based on the detected driving state. Thereafter, the process proceeds to S4, and the maximum displacement L as the saturated thermal displacement is calculated as follows.

【0043】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。このときの熱変位量が最大変位量Lである。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
は、主軸28の単位時間当たりの平均移動距離Xに対し
て図5に示す対応関係を有する。すなわち、図5に示す
ように、平均移動距離Xが増加するに従って最大変位量
Lも増加する。また、この対応関係は一次関数の直線に
よって表される。S4では、S3にて算出した移動距離
を単位時間当たりの平均移動距離X(ここではmm/min)
に換算し、図5のマップを参照して対応する最大変位量
Lを算出するのである。なお、図5のマップは、数式や
データテーブルの形態でCPU72に格納されてもよ
い。
When the temperature is increased by continuing to drive the machine tool 10, the heat generation and the heat radiation eventually balance. The thermal displacement at this time is the maximum displacement L. When the machine tool 10 is continuously driven in a constant state, the maximum displacement L
Has a correspondence relationship shown in FIG. 5 with respect to the average moving distance X of the main shaft 28 per unit time. That is, as shown in FIG. 5, the maximum displacement L increases as the average moving distance X increases. Also, this correspondence is represented by a linear function line. At S4, the moving distance calculated at S3 is calculated as the average moving distance X per unit time (here, mm / min).
, And the corresponding maximum displacement L is calculated with reference to the map of FIG. The map in FIG. 5 may be stored in the CPU 72 in the form of a mathematical expression or a data table.

【0044】続くS5では、次のようにしてサンプリン
グタイム間の熱変位量lを算出する。図6に例示するよ
うに、最大変位量がL1aであった場合、工作機械10駆
動中の熱変位量lは、直線l=L1aに対する漸近線10
2を描く。また、熱変位量lが最大変位量L1aに達した
後(図6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1
04を描く。ここで、漸近線102は、 l=L1a・{1−exp(−γt)} ……(1) で、漸近線104は、 l=L1a・exp(−γ′t) ……(2) で、それぞれ表される。但し、γ,γ′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である。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l1aは、 l1a=L1a・{1−exp(−γ・a/60)} となる。また、工作機械10停止後a分後の熱変位量l
-1a は、 l-1a =L1a・exp(−γ′・a/60) となる。S5では、主に式(1)を用いてサンプリング
タイム間の熱変位量lを算出する。更に、続くS6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、S2へ移行して次のサ
ンプリングタイムまで待機する。
In S5, the thermal displacement 1 during the sampling time is calculated as follows. As illustrated in FIG. 6, when the maximum displacement is L 1a , the thermal displacement 1 during the driving of the machine tool 10 is the asymptote 10 with respect to the straight line 1 = L 1a .
Draw 2. When the machine tool 10 is stopped after the thermal displacement 1 reaches the maximum displacement L 1a (at time t = 8hour in FIG. 6), the thermal displacement 1 becomes an asymptote 1 with respect to the straight line l = 0.
Draw 04. Here, the asymptote 102 is: l = L 1a · {1-exp (−γt)} (1) and the asymptote 104 is: l = L 1a · exp (−γ′t) (2) ), Respectively. Here, γ and γ ′ are constants unique to the machine tool 10, and the units of t and l are respectively hour and hour.
μm. Therefore, from this equation, the thermal displacement l 1a a minute after the start of driving of the machine tool 10 is given by l 1a = L 1a · {1-exp (−γ · a / 60)}. Also, the thermal displacement l after a minute after the machine tool 10 stops
-1a is expressed as follows: l -1a = L 1a · exp (−γ ′ · a / 60) In S5, the thermal displacement amount 1 during the sampling time is calculated mainly using Expression (1). Further, in the subsequent S6, the thermal displacement 1 within the holding time described later is added to calculate the total thermal displacement as follows, and then the process shifts to S2 to wait for the next sampling time.

【0045】本実施例では、サンプリングタイム間の移
動距離に基づいて熱変位量lを算出した場合(S3〜S
5)、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。すなわち、図7(A)に曲線201で例示
するように、時刻0から時刻1aまでの間の移動距離に
基づいて算出された熱変位量l1aの時刻1aにおける値
1a-1は、前述のように、 l1a-1=L1a・{1−exp(−γ・a/60)} となる。但し、L1aは時刻1aのサンプリングタイムに
て算出された最大変位量である。そして、時刻2aにお
ける熱変位量l1aの値l1a-2は、式(2)より、 l1a-2=l1a-1・exp(−γ′・a/60) 以下同様に、時刻3a,時刻4aにおける熱変位量l1a
の値l1a-3,l1a-4は、 l1a-3=l1a-1・exp(−γ′・2a/60) l1a-4=l1a-1・exp(−γ′・3a/60) となる。同様に、時刻1aから時刻2aまでの間の移動
距離に基づいて最大変位量L2aが算出されたとすると、
それに対応する熱変位量l2aは図7(B)に曲線202
で例示するように変化し、その時刻2a,3a,4aに
おける値l2a-1,l2a-2,l2a-3は、それぞれ、 l2a-1=L2a・{1−exp(−γ・a/60)} l2a-2=l2a-1・exp(−γ′・a/60) l2a-3=l2a-1・exp(−γ′・2a/60) となる。S6では、このようにして算出された熱変位量
1a,l2a,……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。例えば、時刻1a,2a,
3a,4a,5a,……のサンプリングタイム間の移動
距離に基づいて、図7(C)に曲線201,202,2
03,204,205,……で例示する熱変位量lが算
出されたとすると、S6で算出される総熱変位量は、図
7(C)に曲線200で例示するように変化する。
In this embodiment, the case where the thermal displacement 1 is calculated based on the moving distance during the sampling time (S3 to S3)
5) It is considered that the thermal displacement l subsequently decreases in accordance with the equation (2). That is, as exemplified by the curve 201 in FIG. 7A, the value l 1a-1 of the thermal displacement amount l 1a at the time 1a calculated based on the moving distance from the time 0 to the time 1a is as described above. L1a-1 = L1a 1 {1-exp (-γ ・ a / 60)}. Here, L1a is the maximum displacement calculated at the sampling time of time 1a. Then, the value l 1a-2 of the thermal displacement amount l 1a at the time 2a is calculated from the equation (2) as follows: l 1a-2 = l 1a-1 · exp (−γ ′ · a / 60) , Thermal displacement l 1a at time 4a
The value l 1a-3, l 1a- 4, l 1a-3 = l 1a-1 · exp (-γ '· 2a / 60) l 1a-4 = l 1a-1 · exp (-γ' · 3a / 60). Similarly, if the maximum displacement L 2a is calculated based on the movement distance from time 1a to time 2a,
The corresponding thermal displacement l 2a is shown by curve 202 in FIG.
And the values l 2a-1 , l 2a-2 , and l 2a-3 at the times 2a, 3a, and 4a are respectively: l 2a-1 = L 2a · {1-exp (−γ · A / 60)} l 2a-2 = l 2a-1 · exp (-γ'a / 60) l 2a-3 = l 2a-1 · exp (-γ '2a / 60) At S6, the total thermal displacement is calculated by adding the values of the thermal displacements l 1a , l 2a ,... Thus calculated at that time at that time. For example, at times 1a, 2a,
Based on the moving distances between the sampling times 3a, 4a, 5a,..., The curves 201, 202, 2 in FIG.
Assuming that the thermal displacement 1 exemplified by 03, 204, 205,... Is calculated, the total thermal displacement calculated at S6 changes as illustrated by the curve 200 in FIG.

【0046】また、各時刻で算出された熱変位量lは、
前述のように時間の経過に伴って減少するので、S5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。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。このため、S6の処理で加
算しなければならない熱変位量lの個数は、120/a
+1以下の自然数に抑えられ、その算出処理に関わる負
担を小さくすることができる。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。
The thermal displacement l calculated at each time is
As described above, the amount of heat displacement decreases with the lapse of time, so that the influence of the thermal displacement amount 1 after a predetermined time (for example, 120 minutes) calculated in S5 on the total thermal displacement amount can be ignored. Becomes Therefore, the CPU 72 stores the predetermined time in the ROM as the holding time, and calculates the total thermal displacement by performing the above addition only on the thermal displacement 1 calculated within the holding time. Therefore, the number of thermal displacements l that must be added in the process of S6 is 120 / a
This is suppressed to a natural number of +1 or less, and the load related to the calculation process can be reduced. Therefore, it is possible to simplify the software configuration and the like related to the processing and improve the processing speed.

【0047】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
74のテーブルに記憶しており、その記憶内容を電源O
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。このため、電源が一旦OFFされて再びON
されたときには、S1にて電源OFFの間の移動距離を
0(従って熱変位量lも0)と見なすと共に、S6へ移
行して、前回の電源ON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。
次に、図5のマップやγ,γ′等のパラメータを算出す
る熱変位量パラメータ算出処理(工作機械の熱変位量パ
ラメータ算出装置としてのCPU72の処理)について
説明する。図8は、その熱変位量パラメータ算出処理を
表すフローチャートである。なお、CPU72は、操作
パネル22が所定の手順で操作されたときにこの処理を
実行する。また、操作パネル22を操作してこの処理を
実行させるタイミングとしては、工作機械10を製造し
たとき、工作機械10を初めて設置したとき、工作機械
10を環境の異なるところへ移設したとき、工作機械1
0の特性に経時変化が発生したとき等、種々のタイミン
グが考えられる。
The CPU 72 associates the thermal displacement 1 calculated at each time with the calculated time at the RAM.
74, and the stored contents are stored in the power supply O.
It is also held between the FFs by a backup power supply (not shown). For this reason, the power is once turned off and turned on again.
In step S1, the moving distance during power-off is regarded as 0 (therefore, the thermal displacement 1 is also 0) in S1, and the process proceeds to S6, where the thermal displacement 1 calculated during the previous power-on period is determined. Among them, the total thermal displacement amount can be calculated by adding the influence of those for which the holding time has not elapsed since the calculation.
Next, the map of FIG. 5 and the thermal displacement parameter calculation processing for calculating parameters such as γ and γ ′ (processing of the CPU 72 as the thermal displacement parameter calculation device of the machine tool) will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the thermal displacement parameter calculation processing. Note that the CPU 72 executes this processing when the operation panel 22 is operated according to a predetermined procedure. The timing at which this process is executed by operating the operation panel 22 may be performed when the machine tool 10 is manufactured, when the machine tool 10 is installed for the first time, when the machine tool 10 is relocated to a different environment, 1
Various timings are conceivable, such as when a time-dependent change occurs in the characteristic of 0.

【0048】処理を開始するとCPU71は、先ず、S
11にて、加工プログラムAに応じて主軸28,Z軸モ
ータ38等を駆動する制御を実行する。なお、この加工
プログラムに応じた制御を実行するときは、実際にワー
クWに加工を施しても、ワークWをテーブル14上に載
置せずに主軸28等を空駆動してもよく、いずれの場合
も同様の算出結果が得られる。
When the process is started, the CPU 71 first executes S
At 11, the control for driving the spindle 28, the Z-axis motor 38, and the like according to the machining program A is executed. When the control according to the machining program is executed, the workpiece W may be actually machined, or the spindle 28 or the like may be driven idle without placing the workpiece W on the table 14. In the case of, a similar calculation result is obtained.

【0049】一つのワークWに対する加工プログラムA
に応じた一連の制御が終了すると、S13へ移行し、現
在のタイミングについて次のような判断を行う。すなわ
ち、この処理のプログラムでは、工作機械10の熱変位
量を実測するための実測タイミングが所定時間毎に設定
されていると共に、その加工プログラムAの制御を所定
回繰り返した後に工作機械10を停止するための終了タ
イミングが設定されている。S13では、上記いずれの
タイミングでもない場合はS11へ移行して再び加工プ
ログラムAの制御を実行し、実測タイミングであった場
合はS15へ、終了タイミングであった場合はS21
へ、それぞれ移行するのである。なお、実測タイミング
は、工作機械10を酷暑の環境下で駆動しても最初の実
測が行われるまでに熱変位量が最大変位量Lとならない
ように、充分に短い間隔に設定してもよい。また、終了
タイミングは、工作機械10を酷寒の環境下で駆動して
も熱変位量が最大変位量Lに達するように、充分に遅い
時点に設定してもよい。
Processing program A for one work W
When a series of controls corresponding to the above is completed, the process proceeds to S13, and the following determination is made on the current timing. That is, in this processing program, the actual measurement timing for actually measuring the amount of thermal displacement of the machine tool 10 is set at predetermined time intervals, and the machine tool 10 is stopped after the control of the machining program A is repeated a predetermined number of times. The end timing for the execution is set. In S13, if it is not any of the above-mentioned timings, the process proceeds to S11 and the control of the machining program A is executed again. If it is the actual measurement timing, the process proceeds to S15. If it is the end timing, the process proceeds to S21.
, Respectively. Note that the actual measurement timing may be set to a sufficiently short interval so that even when the machine tool 10 is driven in an extremely hot environment, the thermal displacement does not reach the maximum displacement L until the first actual measurement is performed. . In addition, the end timing may be set to a sufficiently late time point so that the thermal displacement amount reaches the maximum displacement amount L even when the machine tool 10 is driven in an extremely cold environment.

【0050】S13にて実測タイミングであると判断し
た場合は、S15の実測値検出処理を実行する。この処
理では、Z軸制御系60,及び,X軸制御系,Y軸制御
系を駆動して、主軸28に保持された工具Tを検出器4
9に接触させる。CPU72は、検出器49から接触信
号を受信して上記接触を確認するまでに必要としたZ軸
制御系60の駆動量を算出し、工作機械10に熱変位が
発生していないときに必要とされる計算上の上記駆動量
と比較する。そして、その比較結果に基づき、工作機械
10の熱変位量の実測値(Z軸方向)を検出するのであ
る。実測値の検出後は、再びS11へ移行し、加工プロ
グラムAの制御を実行する。
If it is determined in S13 that it is the actual measurement timing, an actual measurement value detection process in S15 is executed. In this process, the Z-axis control system 60, the X-axis control system, and the Y-axis control system are driven to detect the tool T held on the main shaft 28 by the detector 4
Contact 9 The CPU 72 calculates the drive amount of the Z-axis control system 60 required until the contact signal is received from the detector 49 and the above-described contact is confirmed, and is necessary when the thermal displacement does not occur in the machine tool 10. The calculated driving amount is compared with the calculated driving amount. Then, based on the comparison result, the actual measurement value (Z-axis direction) of the thermal displacement amount of the machine tool 10 is detected. After the detection of the actually measured value, the process returns to S11 to execute the control of the machining program A.

【0051】S13にて終了タイミングであると判断し
た場合は、S21へ移行して工作機械10を停止した
後、S23へ移行する。S23では、現在のタイミング
について次のような判断を行う。すなわち、工作機械1
0の熱変位量を実測するための実測タイミングか、工作
機械10の停止を終了し、新たに加工プログラムの制御
を開始するための終了タイミングかを判断する。上記い
ずれのタイミングでもない場合はそのまま待機し、実測
タイミングであった場合はS25へ、終了タイミングで
あった場合はS31へ、それぞれ移行する。S25で
は、S15と同様に工作機械10の熱変位量の実測値を
検出して、再びS23へ移行する。なお、実測タイミン
グは、工作機械10を酷寒の環境下で停止しても最初の
実測が行われるまでに熱変位がなくならないように、充
分に短い間隔に設定してもよい。また、終了タイミング
は、工作機械10を酷暑の環境下で停止しても熱変位が
解消されるように、充分に遅い時点に設定してもよい。
If it is determined in S13 that it is the end timing, the process proceeds to S21 to stop the machine tool 10, and then proceeds to S23. In S23, the following determination is made for the current timing. That is, the machine tool 1
It is determined whether it is an actual measurement timing for actually measuring the thermal displacement amount of 0 or an end timing for ending the stop of the machine tool 10 and newly starting the control of the machining program. If it is not any of the above timings, the process waits as it is. If it is the actual measurement timing, the process proceeds to S25, and if it is the end timing, the process proceeds to S31. In S25, the measured value of the thermal displacement of the machine tool 10 is detected in the same manner as in S15, and the process returns to S23. Note that the actual measurement timing may be set to a sufficiently short interval so that even if the machine tool 10 is stopped in a very cold environment, thermal displacement does not disappear until the first actual measurement is performed. Further, the end timing may be set to a sufficiently late time point so that the thermal displacement is eliminated even if the machine tool 10 is stopped in a very hot environment.

【0052】S23にて終了タイミングであると判断し
た場合は、S31へ移行し、前述のS11〜S25と同
様の処理を加工プログラムBに対して実行する。すなわ
ち、加工プログラムBの制御を実行し(S31)、実測
タイミングでも終了タイミングでもない場合はそのまま
S31を繰り返す。実測タイミングとなる毎に、S35
の実測値検出処理を実行して工作機械10の熱変位量の
実測値を検出し、終了タイミングとなると工作機械10
を停止する(S41)。停止後も、実測タイミングとな
る毎に工作機械10の熱変位量の実測値を検出し(S4
5)、終了タイミングとなるとS51へ移行する。S5
1では、次に示すパラメータ算出処理を実行して処理を
終了する。
If it is determined in S23 that it is the end timing, the flow shifts to S31, and the same processing as in S11 to S25 is executed for the machining program B. That is, the control of the machining program B is executed (S31), and if neither the actual measurement timing nor the end timing is reached, S31 is repeated as it is. Every time the actual measurement timing comes, S35
To detect the actual measured value of the thermal displacement amount of the machine tool 10, and when the end timing comes, the machine tool 10
Is stopped (S41). Even after the stop, the actual measured value of the thermal displacement of the machine tool 10 is detected each time the actual measurement timing comes (S4).
5) When the end timing comes, the process shifts to S51. S5
In step 1, the following parameter calculation process is executed, and the process ends.

【0053】図9は、工作機械10における熱変位量l
の実測値の変化を表すグラフであり、S15,S25,
S35,S45にて検出された実測値を■で示してい
る。なお、図9のグラフでは、説明の便宜上、加工プロ
グラムAに対する熱変位量lの実測値の変化と、加工プ
ログラムBに対する熱変位量lの実測値の変化とを重ね
て表示している。
FIG. 9 shows the thermal displacement l in the machine tool 10.
5 is a graph showing a change in an actually measured value of S15, S25,
The measured values detected in S35 and S45 are indicated by ■. In the graph of FIG. 9, for convenience of explanation, the change of the measured value of the thermal displacement 1 for the machining program A and the change of the measured value of the thermal displacement 1 for the machining program B are displayed in a superimposed manner.

【0054】加工プログラムAを繰り返す間(S1
1)、S15で検出される実測値は漸近線102aに沿
って増大し、最大変位量Laに達する。工作機械10を
停止すると(S21)、S25で検出される実測値は漸
近線104aに沿って減少し、やがて熱変位がなくな
る。なお、ここで熱変位がなくなるとは、数学的な意味
でなくなることをいうわけではなく、熱変位の影響が、
工作機械10の仕様やワークW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。同様
に、加工プログラムBを繰り返す間(S31)、S35
で検出される実測値は漸近線102bに沿って最大変位
量Lbまで増大し、工作機械10を停止すると(S4
1)、S45で検出される実測値は漸近線104bに沿
って減少する。また、CPU72のROMには、加工プ
ログラムA,Bに対応する平均移動距離Xa,Xbが、
その加工プログラムA,Bと共に予め記憶されている。
While the machining program A is repeated (S1
1), the measured value detected in S15 increases along the asymptote 102a and reaches the maximum displacement La. When the machine tool 10 is stopped (S21), the measured value detected in S25 decreases along the asymptote 104a, and the thermal displacement eventually disappears. Here, eliminating thermal displacement does not mean disappearing in a mathematical sense, but the effect of thermal displacement is
This means that the error falls within a range of an error set in consideration of the specifications of the machine tool 10, a tolerance required for the workpiece W, and the like. Similarly, while the machining program B is repeated (S31), S35
The actual measurement value detected at the time increases along the asymptote 102b to the maximum displacement Lb, and when the machine tool 10 is stopped (S4).
1) The measured value detected in S45 decreases along the asymptote 104b. In the ROM of the CPU 72, average moving distances Xa and Xb corresponding to the machining programs A and B are stored.
It is stored in advance together with the machining programs A and B.

【0055】そこで、S51では、図5にて説明したマ
ップの直線が(Xa,La)と(Xb,Lb)との2点
を通るように、その直線を表す一次関数(L=aX+
b)の係数a,bを求める。また、図9の漸近線102
a及び102bが、それぞれ、 l=La・{1−exp(−γt)} ……(3) 及び l=Lb・{1−exp(−γt)} ……(4) で与えられることを利用して、S51では、上記式
(3),(4)に応じた曲線と上記各実測値との誤差が
最も小さくなるようにγの値を求める。同様に、漸近線
104a及び104bが l=La・exp(−γ′t) ……(5) 及び l=Lb・exp(−γ′t) ……(6) で与えられることを利用して、上記式(5),(6)に
応じた曲線と上記各実測値との誤差が最も小さくなるよ
うにγ′の値を求める。S51では、このようにして図
5のマップ及びγ,γ′の値を算出すると、本処理を終
了するのである。
Therefore, in S51, a linear function (L = aX +) representing the straight line of the map described with reference to FIG. 5 so that the straight line passes through two points (Xa, La) and (Xb, Lb).
Find the coefficients a and b of b). Also, the asymptote 102 of FIG.
a and 102b are given by l = La · {1-exp (−γt)} (3) and l = Lb · {1-exp (−γt)} (4) Then, in S51, the value of γ is determined so that the error between the curve according to the above equations (3) and (4) and each of the measured values is minimized. Similarly, utilizing that the asymptotes 104a and 104b are given by l = La.exp (-γ't) (5) and l = Lb.exp (-γ't) (6) The value of γ ′ is determined so that the error between the curves according to the above equations (5) and (6) and each of the measured values is minimized. In S51, when the map of FIG. 5 and the values of γ and γ ′ are calculated in this way, the present process ends.

【0056】本実施例では、このように熱変位量の実測
値に基づいて図5のマップ(係数a,b)及びγ,γ′
等のパラメータを算出し、そのパラメータを用いて図4
の熱変位量算出処理を実行することができる。このた
め、個々の工作機械10の特性や使用環境に応じた上記
パラメータを容易に算出することができ、熱変位量算出
処理による総熱変位量の算出精度を良好に向上させるこ
とができる。
In the present embodiment, the map (coefficients a, b) and γ, γ ′ in FIG.
4 are calculated using the parameters.
Can be executed. Therefore, the parameters according to the characteristics of the individual machine tools 10 and the use environment can be easily calculated, and the calculation accuracy of the total thermal displacement amount by the thermal displacement amount calculating process can be improved satisfactorily.

【0057】また、本実施例では、複数の加工プログラ
ム(加工プログラムA,加工プログラムB)に対して最
大変位量La,Lbの実測値を求め、各加工プログラム
A,Bの平均移動距離Xa,Xbとその最大変位量L
a,Lbとに基づき、平均移動距離Xと最大変位量Lと
の対応関係を規定するパラメータを算出している。本願
出願人は、上記平均移動距離Xが、最大変位量Lに対し
てきわめて再現性に優れた良好な対応関係を有すること
を発見した。更に、平均移動距離Xは加工プログラム毎
に一意的に算出することができ、その平均移動距離Xが
同一であれば加工プログラムが異なっても最大変位量L
の値はほぼ同様となる。このため、本実施例の熱変位量
算出処理は加工プログラムの変更に対してきわめて良好
な順応性を有し、加工プログラムの変更や新規な加工プ
ログラムの提供がなされたときにも、工作機械10の熱
変位量をきわめて正確に算出することができる。
In this embodiment, the actual measured values of the maximum displacements La and Lb are obtained for a plurality of machining programs (machining program A and machining program B), and the average moving distance Xa, Xb and its maximum displacement L
Based on a and Lb, a parameter that defines the correspondence between the average moving distance X and the maximum displacement L is calculated. The present applicant has discovered that the average moving distance X has a good correspondence with the maximum displacement L with extremely excellent reproducibility. Furthermore, the average moving distance X can be uniquely calculated for each machining program. If the average moving distance X is the same, the maximum displacement L
Are almost the same. For this reason, the thermal displacement amount calculation processing of this embodiment has extremely good adaptability to the change of the machining program, and even when the machining program is changed or a new machining program is provided, the machine tool 10 can be used. Can be calculated very accurately.

【0058】なお、上記実施例では、最大変位量Lと平
均移動距離Xとを対応付けているが、最大変位量Lと対
応付けることのできる工作機械10の駆動状態として
は、主軸28を単位距離移動させるのに要した経過時
間、ATC回数(すなわち工具Tの交換回数)、主軸2
8の加減速回数、主軸モータ30の単位時間当たりの回
転量(この回転によってもZ軸方向の伸びが発生)等、
種々の駆動状態を採用することができる。主軸28の移
動に要した上記経過時間を最大変位量Lと対応付け、そ
の対応関係を表すマップを実測値に基づいて求めた場
合、上記実施例と同様に、工作機械10の熱変位量をき
わめて正確に算出することができる。
In the above embodiment, the maximum displacement L is associated with the average moving distance X. However, the driving state of the machine tool 10 which can be associated with the maximum displacement L is as follows. Elapsed time required to move, number of ATCs (ie, number of tool T changes), spindle 2
8, the number of times of acceleration / deceleration, the amount of rotation of the spindle motor 30 per unit time (the rotation also causes the elongation in the Z-axis direction), and the like.
Various driving states can be adopted. When the elapsed time required for the movement of the main shaft 28 is associated with the maximum displacement L and a map representing the correspondence is obtained based on the actually measured values, the thermal displacement of the machine tool 10 is calculated in the same manner as in the above embodiment. It can be calculated very accurately.

【0059】更に、最大変位量Lを、平均移動距離Xま
たは上記経過時間に加えて、ATC回数、主軸28の加
減速回数、主軸モータ30の単位時間当たりの回転量等
を加味した多次元マップによって算出すると共に、その
マップを実測値に基づいて設定すれば、工作機械10の
熱変位量を一層正確に算出することができる。但し、最
大変位量LをATC回数,上記加減速回数,または上記
回転量のみと対応付け、平均移動距離X及び上記経過時
間を共に無視した場合、本発明の効果が一応生じるもの
の、上記実施例ほどの算出精度は得られない。
Further, in addition to the maximum displacement amount L in addition to the average moving distance X or the above-mentioned elapsed time, a multidimensional map in which the number of ATCs, the number of times of acceleration / deceleration of the spindle 28, the amount of rotation of the spindle motor 30 per unit time, and the like are taken into account. If the map is set based on the measured values, the amount of thermal displacement of the machine tool 10 can be calculated more accurately. However, when the maximum displacement L is associated with the number of ATCs, the number of times of acceleration / deceleration, or only the amount of rotation, and both the average moving distance X and the elapsed time are ignored, the effects of the present invention are produced temporarily, but the above embodiment The calculation accuracy is not so high.

【0060】また、最大変位量Lと平均移動距離Xとを
対応付けるマップは、図5に例示したものに限定され
ず、図10(A)に例示する折れ線や、図10(B)に
例示する曲線によって定義してもよい。特に、上記実施
例の熱変位量パラメータ算出処理によって算出された上
記マップを表す直線(L=aX+b)の係数bが0でな
い場合、マップを次のような折れ線で表してもよい。す
なわち、実際の工作機械10では、X→0の場合L→0
となる。そこで、例えば、X=X0 (X0 は比較的小さ
い設定値)の点でマップの線を屈曲させ、 L=aX+b(X≧X0 ) L=(aX0 +b)X/X0 (X≦X0 ) なる式で上記マップを表してもよい。更に、加工プログ
ラムを3種類以上使用して、各加工プログラムの平均移
動距離Xと、その加工プログラムを実行して実測した最
大変位量Lとの組を三つ以上取得すれば、上記マップを
二次関数等の高次の関数によって定義することができ
る。
The map for associating the maximum displacement L with the average moving distance X is not limited to the map illustrated in FIG. 5, but may be a polygonal line illustrated in FIG. 10A or a map illustrated in FIG. 10B. It may be defined by a curve. In particular, when the coefficient b of the straight line (L = aX + b) representing the map calculated by the thermal displacement amount parameter calculation processing of the embodiment is not 0, the map may be represented by the following polygonal line. That is, in the actual machine tool 10, when X → 0, L → 0
Becomes Therefore, for example, the line of the map is bent at a point of X = X0 (X0 is a relatively small set value), and L = aX + b (X ≧ X0) L = (aX0 + b) X / X0 (X ≦ X0) May represent the above map. Further, if three or more types of machining programs are used and three or more sets of the average moving distance X of each machining program and the maximum displacement L actually measured by executing the machining program are acquired, the above-mentioned map can be obtained. It can be defined by a higher-order function such as the following function.

【0061】更に、上記実施例では、最大変位量Lと平
均移動距離Xとを対応付けるマップの他に、工作機械1
0の駆動時間または停止時間と熱変位量との対応関係を
規定するパラメータγ,γ′を算出している。このた
め、熱変位量が最大変位量Lに達するまでの間、及び、
工作機械10停止中における熱変位量の算出精度を、一
層良好に向上させることができる。また、上記実施例で
は、終了タイミングを充分に遅い時点に設定することに
より最大変位量Lの実測値を検出しているが、各実測タ
イミングで検出される熱変位量の実測値(S15,S3
5)に変化がなくなったとき、その実測値を最大変位量
Lの実測値として工作機械10を停止してもよい(S2
1,S41)。同様に、工作機械10停止中の熱変位量
の実測値(S25,S45)に変化がなくなったとき、
他の加工プログラムの実行(S31)またはパラメータ
算出処理(S51)を行ってもよい。これらの場合、熱
変位量パラメータ算出処理に要する処理時間を短縮する
ことができる。
Further, in the above embodiment, in addition to the map for associating the maximum displacement L with the average moving distance X, the machine tool 1
The parameters γ and γ ′ that define the correspondence between the drive time or the stop time of 0 and the amount of thermal displacement are calculated. Therefore, until the thermal displacement reaches the maximum displacement L, and
The accuracy of calculating the amount of thermal displacement while the machine tool 10 is stopped can be further improved. Further, in the above embodiment, the actual measurement value of the maximum displacement L is detected by setting the end timing to a sufficiently late time, but the actual measurement value (S15, S3) of the thermal displacement detected at each actual measurement timing is detected.
When there is no change in 5), the machine tool 10 may be stopped using the measured value as the measured value of the maximum displacement L (S2).
1, S41). Similarly, when there is no change in the measured value (S25, S45) of the thermal displacement amount while the machine tool 10 is stopped,
Execution of another machining program (S31) or parameter calculation processing (S51) may be performed. In these cases, the processing time required for the thermal displacement parameter calculation processing can be reduced.

【0062】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軸制御系60,X
軸制御系,Y軸制御系が駆動手段及び加工手段移動手段
に、検出器49が加工手段検出手段に、CPU72内の
ROMがプログラム記憶手段に、CPU72が駆動状態
検出手段,変位量算出手段,プログラム実行手段,実測
値検出手段,及びパラメータ算出手段に相当し、CPU
72の処理の内、S3が駆動状態検出手段に、S4〜S
6が変位量算出手段に、S11及びS31がプログラム
実行手段に、S15,S25,S35,及びS45が実
測値検出手段に、S51がパラメータ算出手段に、それ
ぞれ相当する処理である。
In the above embodiment, the main shaft 28 is used as the machining means, and the ball screw mechanism 36 and the Z-axis control system 60, X
The axis control system and the Y-axis control system are the driving means and the processing means moving means, the detector 49 is the processing means detecting means, the ROM in the CPU 72 is the program storage means, the CPU 72 is the driving state detecting means, the displacement calculating means, CPU corresponds to program execution means, actual measurement value detection means, and parameter calculation means
Of the processing in S72, S3 corresponds to the driving state detecting means, and S4 to S
6 corresponds to a displacement amount calculating means, S11 and S31 correspond to a program executing means, S15, S25, S35 and S45 correspond to actual measurement value detecting means, and S51 corresponds to a parameter calculating means.

【0063】次に、本発明の第2実施例を説明する。図
11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。なお、本実施例の工作機械1
0もメカニカルな構成は第1実施例と同じであり、制御
系の構成は次の点で異なる。すなわち、図11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)78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。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、RA
M84、時計86、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。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。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が工作機械10を制御しており、パソコン8
0からマイコン部70へは加工プログラムA,B等が送
信される。また、マイコン部70からパソコン80へ
は、検出器49を用いて検出した熱変位量の実測値等、
上記パラメータの算出に必要なデータが送信される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the machine tool 10 according to the second embodiment. Note that the machine tool 1 of the present embodiment
The mechanical configuration of the control system 0 is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the control system differs in the following points. That is, as shown in FIG. 11, the microcomputer unit 70 includes an interface (I / F) 78 in addition to the above-described configuration, and is connected to the personal computer 80 via the interface 78. The personal computer 80 includes a one-chip type CPU 82 having a ROM for storing a control program and the like, an input / output port, and the like.
It comprises an M84, a clock 86, an interface (I / F) 88 connected to the microcomputer unit 70, and the like, and is configured as a known microcomputer. Further, a keyboard 91 and a CRT 92 are also connected to the personal computer 80. In this control system, the microcomputer unit 70 controls the machine tool 10 based on a machining program.
From 0, the machining programs A, B, etc. are transmitted to the microcomputer unit 70. In addition, the microcomputer unit 70 sends a measured value of the thermal displacement amount detected by using the detector 49 to the personal computer 80, and the like.
Data required for calculating the above parameters is transmitted.

【0064】このため、パソコン80では、前述の加工
プログラムA,Bをマイコン部70に順次送信し、その
加工プログラムに対応した工作機械10の制御をマイコ
ン部70に実行させることができる(図8のS11及び
S31参照)。マイコン部70は、加工プログラムA,
Bの実行中及び工作機械10の停止中に、前述の実測タ
イミングで熱変位量の実測値を検出し(図8のS15,
S25,S35,およびS45参照)、パソコン80へ
送信する。すると、パソコン80では、前述のS51と
同様に、パラメータ算出処理を実行する。
Therefore, in the personal computer 80, the above-mentioned machining programs A and B are sequentially transmitted to the microcomputer unit 70, and the microcomputer unit 70 can control the machine tool 10 corresponding to the machining programs (FIG. 8). S11 and S31). The microcomputer unit 70 includes a machining program A,
During the execution of B and the stop of the machine tool 10, the actual measured value of the thermal displacement amount is detected at the above-described actual measurement timing (S15 in FIG. 8,
(See S25, S35, and S45), and transmit to the personal computer 80. Then, the personal computer 80 executes a parameter calculation process in the same manner as in S51 described above.

【0065】このように構成された本実施例でも、第1
実施例とほぼ同様の作用・効果が生じる。なお、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に対する熱変位量パラメータの算出を行
うことができる。これに対して、前述の第1実施例で
は、本発明の熱変位量パラメータ算出装置が工作機械1
0と一体に装備されている。このため、工作機械10を
初めて設置したり移設して使用環境が変化した場合や、
工作機械10の特性に経時変化が発生した場合に、上記
パラメータの算出がその場で行える。従って、工作機械
10の特性や使用環境に応じた上記パラメータを正確か
つ容易に算出することができ、延いては、その工作機械
10の熱変位量を正確に算出して、ワークWの加工精度
を向上させることができる。
In this embodiment configured as described above, the first
Functions and effects substantially similar to those of the embodiment are obtained. In this embodiment, if the machine tool 10 connected via the interface 88 is changed, one personal computer 80 can calculate the thermal displacement amount parameters for a plurality of machine tools 10. On the other hand, in the above-described first embodiment, the thermal displacement amount parameter calculating device of the present invention uses the machine tool 1
Equipped with 0. For this reason, when the use environment is changed by installing or relocating the machine tool 10 for the first time,
If the characteristics of the machine tool 10 change over time, the above parameters can be calculated on the spot. Therefore, the above parameters according to the characteristics of the machine tool 10 and the use environment can be accurately and easily calculated, and thus the thermal displacement of the machine tool 10 is accurately calculated, and the processing accuracy of the workpiece W is improved. Can be improved.

【0066】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。例えば、本発明は、最大変位量Lに
関連しない他のパラメータの算出に適用してもよく、テ
ーブル14を移動させる機構に適用してもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. . For example, the present invention may be applied to calculation of other parameters not related to the maximum displacement L, or may be applied to a mechanism for moving the table 14.

【0067】また、上記各実施例では、工具Tを検出器
49に接触させることによって主軸28が所定位置に移
動したことを検出し、そのときのZ軸制御系60の駆動
量に基づいて熱変位量の実測値を検出しているが、実測
値検出手段としてはこの他種々の構成を採用することが
できる。例えば、工具Tを介さずに主軸28を検出器4
9に直接接触させてもよく、主軸28を側方から撮影
し、画像処理等によって熱変位量の実測値を検出しても
よい。更に、加工が施されたワークWの寸法誤差をノギ
ス等によって測定し、その寸法誤差を熱変位量の実測値
として操作パネル22から入力してもよい。この場合、
操作パネル22及びその入力を読み込む処理が実測値検
出手段に相当する。但し、上記実施例の検出器49を用
いた構成を採用すれば、検出器49を増設しただけの簡
単な構成によって、工作機械10の熱変位量の正確な実
測値を自動的に容易に検出することができる。従って、
装置の構成を簡略化して製造コストを低減すると共に、
一層正確かつ容易に上記パラメータを算出することがで
きる。
In each of the above embodiments, the tool T is brought into contact with the detector 49 to detect that the main shaft 28 has moved to a predetermined position, and based on the drive amount of the Z-axis control system 60 at that time, the heat is detected. Although the actual measured value of the displacement amount is detected, various other configurations can be adopted as the actual measured value detecting means. For example, the main shaft 28 can be detected by the detector 4 without using the tool T.
9 may be directly contacted, or the main shaft 28 may be photographed from the side, and the actually measured value of the amount of thermal displacement may be detected by image processing or the like. Further, a dimensional error of the processed work W may be measured with a caliper or the like, and the dimensional error may be input from the operation panel 22 as an actually measured value of the amount of thermal displacement. in this case,
The process of reading the operation panel 22 and its input corresponds to an actual measurement value detection unit. However, if the configuration using the detector 49 of the above embodiment is adopted, the accurate actual measurement value of the thermal displacement of the machine tool 10 can be automatically and easily detected by a simple configuration in which the detector 49 is additionally provided. can do. Therefore,
While simplifying the configuration of the device to reduce manufacturing costs,
The above parameters can be calculated more accurately and easily.

【0068】また更に、上記実施例では、図8の処理を
実行するためのプログラムや加工プログラムA,BをC
PU72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。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。
Further, in the above-described embodiment, the program for executing the processing of FIG.
Although these programs are stored in the ROM of the PU 72, it goes without saying that these programs may be stored in a storage medium such as a floppy disk or a CD-ROM. in this case,
Any control means such as a general computer can execute the above processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例の工作機械の検出器の構成を表す概略
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a detector of a machine tool according to an embodiment.

【図2】 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。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the machine tool according to the first embodiment.

【図3】 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。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a pitch error correction table of the machine tool.

【図4】 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。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a thermal displacement amount calculation process executed by a CPU of the machine tool.

【図5】 最大変位量の算出に使用するマップの構成を
表す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a map used for calculating a maximum displacement amount.

【図6】 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。
FIG. 6 is an explanatory diagram exemplifying a temporal change of a thermal displacement amount corresponding to a maximum displacement amount.

【図7】 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。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a process of calculating a total thermal displacement amount from a thermal displacement amount.

【図8】 上記CPUが実行する熱変位量パラメータ算
出処理を表すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a thermal displacement amount parameter calculation process executed by the CPU.

【図9】 その処理で検出された実測値の変化を例示す
る説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram exemplifying a change in an actually measured value detected in the processing;

【図10】 最大変位量の算出に使用する他のマップの
構成を表す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of another map used for calculating a maximum displacement amount.

【図11】 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。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of a machine tool according to a second embodiment.

【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。
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a machine tool according to an embodiment and a 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。
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a machine tool according to an embodiment and a conventional example.

【符号の説明】[Explanation 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 49…検出器 60…Z軸
制御系 70…マイコン部 72,82…CPU 7
4,84…RAM 76,86…時計 80…パソコン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Machine tool 14 ... Table 16 ... ATC magazine 20 ... Main body 28 ... Spindle 30 ... Spindle motor 36 ... Ball screw mechanism 38 ... Z-axis motor 49 ... Detector 60 ... Z-axis control system 70 ... Microcomputer part 72, 82 ... CPU 7
4, 84 RAM 76, 86 Clock 80 PC

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、与えられた加工プログラムに基づき上記駆動
手段を制御する駆動制御手段と、を有する工作機械に装
備され、 該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が検出した駆動状態に基づき、所定
の対応関係を参照して上記工作機械の熱変位量を算出
し、その熱変位量を上記駆動制御手段が上記駆動手段を
制御するに当たって考慮すべき補正値として提供する変
位量算出手段と、 を備えた工作機械の熱変位量算出装置に対して使用さ
れ、 上記変位量算出手段の上記熱変位量算出時に参照される
上記対応関係を規定するパラメータを算出する工作機械
の熱変位量パラメータ算出装置であって、 予め設定された複数の加工プログラムを記憶するプログ
ラム記憶手段と、 上記各加工プログラムに基づく制御を上記駆動制御手段
に順次実行させるプログラム実行手段と、 上記駆動制御手段が上記各加工プログラムに基づく制御
を実行したとき、上記工作機械の熱変位量の実測値を検
出する実測値検出手段と、 上記加工プログラムに対応する上記工作機械の駆動状態
と、上記実測値検出手段が検出した上記熱変位量の実測
値とに基づき、上記パラメータを算出するパラメータ算
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パラメー
タ算出装置。
1. A processing means for processing a workpiece, a driving means for changing a relative position between the processing means and the workpiece, and a driving means for controlling the driving means based on a given processing program. A driving state detection means for detecting a driving state of the machine tool, the driving state detecting means detecting the driving state of the machine tool, and a predetermined correspondence relationship based on the driving state detected by the driving state detection means. Calculating a thermal displacement amount of the machine, and providing the thermal displacement amount as a correction value to be considered when the drive control unit controls the drive unit; A thermal displacement parameter calculation device for a machine tool, which is used for an apparatus and calculates a parameter defining the correspondence relationship referred to when the thermal displacement amount is calculated by the displacement amount calculating means, Program storage means for storing a plurality of defined machining programs; program execution means for causing the drive control means to sequentially execute control based on the respective machining programs; and the drive control means executing control based on the respective machining programs. When the actual measurement value of the thermal displacement of the machine tool is detected, the driving state of the machine tool corresponding to the machining program, and the actual measurement of the thermal displacement detected by the actual value detection means A parameter calculating means for calculating the parameter based on the value and a thermal displacement parameter calculating device for a machine tool.
【請求項2】 上記プログラム実行手段が、発熱量と放
熱量とが均衡して上記熱変位量が飽和熱変位量となるま
で同一の加工プログラムに基づく制御を上記駆動制御手
段に繰り返し実行させ、上記工作機械を停止して上記工
作機械の熱変位がなくなった後に他の加工プログラムに
基づく制御を同様に実行させ、 上記実測値検出手段が、少なくとも上記各加工プログラ
ムに対応する飽和熱変位量の実測値を検出し、 上記パラメータ算出手段が、上記各加工プログラムに対
応する上記工作機械の駆動状態と、上記各加工プログラ
ムに対応する飽和熱変位量の実測値とに基づき、上記工
作機械の駆動状態と飽和熱変位量との対応関係を規定す
るパラメータを算出することを特徴とする請求項1記載
の工作機械の熱変位量パラメータ算出装置。
2. The program execution means causes the drive control means to repeatedly execute control based on the same machining program until the heat generation amount and the heat release amount are balanced and the heat displacement amount becomes a saturated heat displacement amount. After the machine tool is stopped and the thermal displacement of the machine tool is eliminated, the control based on another machining program is similarly executed, and the actually measured value detection unit determines at least the saturated thermal displacement amount corresponding to each of the machining programs. An actual measurement value is detected, and the parameter calculating means drives the machine tool based on a driving state of the machine tool corresponding to each machining program and an actual measurement value of a saturated thermal displacement amount corresponding to each machining program. 2. The apparatus for calculating a thermal displacement parameter of a machine tool according to claim 1, wherein a parameter defining a correspondence between the state and the saturated thermal displacement is calculated.
【請求項3】 上記パラメータ算出手段が上記パラメー
タの算出時に参照する上記工作機械の駆動状態、及び、
上記パラメータによって上記飽和熱変位量との対応関係
が規定される上記工作機械の駆動状態が、共に、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時間当
たりに移動させた平均移動距離であることを特徴とする
請求項2記載の工作機械の熱変位量パラメータ算出装
置。
3. A driving state of the machine tool referred to by the parameter calculating means when calculating the parameter, and
The driving state of the machine tool, in which the correspondence relationship with the saturated thermal displacement amount is defined by the parameter, is an average moving distance in which the driving means moves the processing means or the workpiece per unit time. 3. The apparatus for calculating a thermal displacement parameter of a machine tool according to claim 2, wherein:
【請求項4】 上記実測値検出手段が、上記工作機械の
熱変位量の実測値を、上記飽和熱変位量に達するまで所
定時間毎に検出し、 上記パラメータ算出手段が、上記パラメータに加えて、
上記工作機械の駆動時間と各時点で検出された上記熱変
位量の実測値とに基づき、上記工作機械の駆動時間と熱
変位量との対応関係を規定するパラメータを算出するこ
とを特徴とする請求項2または3記載の工作機械の熱変
位量パラメータ算出装置。
4. The actually measured value detecting means detects an actually measured value of the thermal displacement amount of the machine tool at predetermined time intervals until reaching the saturated thermal displacement amount, and the parameter calculating means adds the parameter to the parameter. ,
Based on the driving time of the machine tool and the actually measured value of the thermal displacement amount detected at each point in time, a parameter that defines the correspondence between the driving time of the machine tool and the thermal displacement amount is calculated. The apparatus for calculating a parameter of a thermal displacement of a machine tool according to claim 2 or 3.
【請求項5】 上記実測値検出手段が、上記工作機械の
熱変位量の実測値を、上記工作機械を停止してから上記
熱変位がなくなるまで所定時間毎に検出し、 上記パラメータ算出手段が、上記パラメータに加えて、
上記工作機械の停止時間と各時点で検出された上記熱変
位量の実測値とに基づき、上記工作機械の停止時間と残
存する熱変位量との対応関係を規定するパラメータを算
出することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載
の工作機械の熱変位量パラメータ算出装置。
5. The actually measured value detecting means detects an actually measured value of the thermal displacement amount of the machine tool at predetermined time intervals after the machine tool is stopped until the thermal displacement disappears. , In addition to the above parameters,
Based on the stop time of the machine tool and the actually measured value of the thermal displacement detected at each point in time, calculating a parameter that defines the correspondence between the stop time of the machine tool and the remaining thermal displacement. The thermal displacement parameter calculation device for a machine tool according to any one of claims 2 to 4.
【請求項6】 上記実測値検出手段が、 上記加工手段が上記被加工物に対する所定位置に相対移
動したとき、その加工手段を検出する加工手段検出手段
と、 上記駆動手段を制御して、上記加工手段を上記加工手段
検出手段に検出される位置まで相対移動させる加工手段
移動手段と、 を備え、該加工手段移動手段により、上記加工手段を上
記加工手段検出手段に検出される位置まで相対移動させ
るのに必要とした上記駆動手段の駆動量と、工作機械に
熱変位が発生していないときに必要とされる上記駆動量
とを比較し、その比較結果に基づいて上記実測値を検出
する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パラメータ算出装置。
6. A processing means detecting means for detecting the processing means when the processing means relatively moves to a predetermined position with respect to the workpiece, the actual measurement value detecting means controlling the driving means, And a processing means moving means for relatively moving the processing means to a position detected by the processing means detection means. The processing means moving means relatively moves the processing means to a position detected by the processing means detection means. The driving amount of the driving means required to perform the driving is compared with the driving amount required when no thermal displacement occurs in the machine tool, and the actual measurement value is detected based on the comparison result. The apparatus for calculating a thermal displacement parameter of a machine tool according to any one of claims 1 to 5, wherein:
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の工作機
械の熱変位量パラメータ算出装置を装備したことを特徴
とする工作機械。
7. A machine tool comprising the machine tool thermal displacement parameter calculating device according to claim 1. Description:
【請求項8】 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、与えられた加工プログラムに基づき上記駆動
手段を制御する駆動制御手段と、を有する工作機械に装
備され、 該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が検出した駆動状態に基づき、所定
の対応関係を参照して上記工作機械の熱変位量を算出
し、その熱変位量を上記駆動制御手段が上記駆動手段を
制御するに当たって考慮すべき補正値として提供する変
位量算出手段と、 を備えた工作機械の熱変位量算出装置に対して使用さ
れ、 上記変位量算出手段の上記熱変位量算出時に参照される
上記対応関係を規定するパラメータ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、 予め設定された複数の加工プログラムを記憶する加工プ
ログラム記憶部と、 上記各加工プログラムに基づく制御を上記駆動制御手段
に順次実行させるプログラム実行処理、上記駆動制御手
段が上記各加工プログラムに基づく制御を実行したとき
上記工作機械の熱変位量の実測値を検出する実測値検出
処理、及び、上記加工プログラムに対応する上記工作機
械の駆動状態と上記実測値検出処理によって検出された
上記熱変位量の実測値とに基づき上記パラメータを算出
するパラメータ算出処理を、実行させるコンピュータプ
ログラムを記憶した処理記憶部と、 を備えたことを特徴とする記憶媒体。
8. A processing means for processing a workpiece, a driving means for changing a relative position between the processing means and the workpiece, and a driving means for controlling the driving means based on a given processing program. A driving state detecting means for detecting a driving state of the machine tool; a driving state detecting means for detecting a driving state of the machine tool; Calculating the thermal displacement of the machine, and providing the drive control as a correction value to be considered when controlling the drive by the drive control; and A storage medium that is used for an apparatus and stores a computer program for calculating a parameter that defines the correspondence that is referred to when calculating the thermal displacement amount by the displacement amount calculating means. A machining program storage unit that stores a plurality of preset machining programs; a program execution process for causing the drive control unit to sequentially execute control based on each of the machining programs; An actual measurement value detection process for detecting an actual measurement value of the thermal displacement amount of the machine tool when the control is executed; and a driving state of the machine tool corresponding to the machining program and the thermal displacement detected by the actual measurement value detection process. A storage medium, comprising: a processing storage unit storing a computer program for executing a parameter calculation process for calculating the parameter based on an actual measured value of an amount.
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JP2016140924A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 ファナック株式会社 Thermal displacement correction device of machine tool

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