JP2006116654A - Thermal deformation correction method and thermal deformation correcting device of nc machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、NC工作機械と被加工物の熱変形の差異に基づく補正を行う熱変形補正方法及び熱変形補正装置に関する。 The present invention relates to a thermal deformation correction method and a thermal deformation correction apparatus that perform correction based on a difference in thermal deformation between an NC machine tool and a workpiece.
一般に、NC工作機械は、その設置場所の室温(環境温度)に対応するために、ボールねじなどの送り系のピッチ誤差を補正するピッチ誤差補正機能を有しているが、被加工物が例えばセラミックスなどからなり、その熱膨張率が鋳物からなるNC工作機械の熱膨張率と著しく異なる場合には、従来のピッチ誤差補正機能でピッチ誤差を補正してNC工作機械の位置決めスケールを環境温度に対応して正しくしてもこの位置決めスケールと被加工物のスケールとが異なることから、被加工物を精度よく加工することができない。 In general, an NC machine tool has a pitch error correction function for correcting a pitch error of a feed system such as a ball screw in order to correspond to the room temperature (environmental temperature) of the installation place. If the coefficient of thermal expansion of the NC machine tool made of ceramics is significantly different from that of the cast NC machine tool, the pitch error is corrected with the conventional pitch error correction function and the NC machine tool positioning scale is set to the ambient temperature. Even if correspondingly correct, the positioning scale and the scale of the workpiece are different, so that the workpiece cannot be processed with high accuracy.
このため、従来、被加工物の熱膨張率とNC工作機械の熱膨張率が著しく異なる場合には、環境温度を常温(20℃)に保つようにする必要があり、設備コストが高くつくなどの問題があった。 For this reason, conventionally, when the thermal expansion coefficient of the workpiece and the thermal expansion coefficient of the NC machine tool are significantly different from each other, it is necessary to keep the environmental temperature at room temperature (20 ° C.), which increases the equipment cost. There was a problem.
そこで、このような問題を解決するために、例えば特許文献1に開示されるように、被加工物の寸法を測定プローブで測定するとともに、NC工作機械の温度及び被加工物の温度をそれぞれ温度センサで測定し、これらの測定値から被加工物の実寸法を求め、この実寸法を基にして被加工物を加工することが提案されている。
しかしながら、上記提案のものでは、温度センサのみならず測定プローブを必要とするとともに、被加工物の実寸法を基にして被加工物を加工する時の制御プログラムが複雑となり、それを高速で処理するための高性能のコンピュータを装備する必要がある。このため、NC工作機械自体が高価なものになるという欠点がある。 However, the above proposal requires not only a temperature sensor but also a measurement probe, and the control program for machining the workpiece based on the actual dimension of the workpiece becomes complicated, and it can be processed at high speed. Need to be equipped with a high-performance computer. For this reason, there exists a fault that NC machine tool itself will become expensive.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、従来のピッチ誤差補正機能を改良して工作機械の位置決めスケールを被加工物のスケールに一致させることにより、工作機械の熱膨張率と被加工物の熱膨張率とが著しく異なる場合でも環境温度を常温化することなく精度よく加工することができ、かつコスト的にも安価に実施し得るNC工作機械の熱変形補正方法及び熱変形補正装置を提供せんとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to improve the conventional pitch error correction function so that the positioning scale of the machine tool matches the scale of the workpiece. Even if the thermal expansion coefficient of the workpiece and the thermal expansion coefficient of the workpiece are significantly different, thermal deformation of the NC machine tool that can be processed accurately without reducing the ambient temperature to normal temperature and can be carried out at low cost. A correction method and a thermal deformation correction apparatus are to be provided.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、送り系のピッチ誤差を補正するピッチ誤差補正機能を有するNC工作機械の熱変形補正方法として、NC工作機械の設置場所の室温を測定する工程と、測定した室温とNC工作機械の線膨張係数及び被加工物の線膨張係数とから送り系のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械の熱変形量と被加工物の熱変形量の差分を演算する工程と、上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のうち、送り系の基準点でもある補正点の2次補正量を零に、基準点と反対側のストローク端の補正点の2次補正量を上記差分の値に、中間の補正点の2次補正量を上記差分のストローク長さに対する基準点から補正点までの長さの割合に応じた値にするように各補正点の2次補正量を設定する工程と、この2次補正量を上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量にそれぞれ減算又は加算してピッチ誤差補正量を修正する工程とを備える構成にする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 measures the room temperature at the installation place of the NC machine tool as a thermal deformation correction method of the NC machine tool having a pitch error correction function for correcting the pitch error of the feed system. The amount of thermal deformation of the NC machine tool and the amount of thermal deformation of the workpiece with respect to the room temperature per stroke length of the feed system from the measured room temperature, the linear expansion coefficient of the NC machine tool, and the linear expansion coefficient of the workpiece Among the correction points of the pitch error correction function, the secondary correction amount of the correction point that is also the reference point of the feed system is set to zero, and the correction point at the stroke end opposite to the reference point is calculated. Each correction point is set so that the secondary correction amount is the value of the difference and the secondary correction amount of the intermediate correction point is a value corresponding to the ratio of the length from the reference point to the correction point with respect to the stroke length of the difference. The step of setting the secondary correction amount of Secondary correction amount to the structure and a step of correcting the pitch error correction amount, respectively subtracting or adding to the pitch error correction amount of the correction point of the pitch error correction function.
この構成では、NC工作機械の設置場所の室温が常温と相違する場合、その室温とNC工作機械の線膨張係数及び被加工物の線膨張係数とから送り系のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械の熱変形量と被加工物の熱変形量の差分が演算され、ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する2次補正量として、送り系の基準点でもある補正点の2次補正量が零に、基準点と反対側のストローク端の補正点の2次補正量が上記差分の値に、中間の補正点の2次補正量が上記差分のストローク長さに対する基準点から補正点までの長さの割合に応じた値に、つまり1次関数的な値にそれぞれ設定され、これらの2次補正量が各補正点のピッチ誤差補正量にそれぞれ減算又は加算してピッチ誤差補正量が修正されることにより、送り系の位置決めスケールが被加工物の長さスケールと一致するようになる。このため、NC工作機械でセラミックスなど熱膨張率ないし線膨張係数の著しく異なる被加工物を加工する場合でも、室温を常温化することなく精度よく加工することができる。 In this configuration, when the room temperature of the installation location of the NC machine tool is different from the normal temperature, the NC relative to the normal temperature per stroke length of the feed system is calculated from the room temperature, the linear expansion coefficient of the NC machine tool, and the linear expansion coefficient of the workpiece. The difference between the amount of thermal deformation of the machine tool and the amount of thermal deformation of the workpiece is calculated, and as a secondary correction amount for the pitch error correction amount of each correction point of the pitch error correction function, the correction point that is also the reference point of the feed system The secondary correction amount is zero, the secondary correction amount of the correction point at the stroke end opposite to the reference point is the difference value, and the secondary correction amount of the intermediate correction point is the reference point for the stroke length of the difference. Is set to a value corresponding to the ratio of the length from the correction point to the correction point, that is, a linear function value, and the secondary correction amount is subtracted or added to the pitch error correction amount at each correction point, respectively. The error correction amount will be corrected Ri, feed system positioning scale is to match the length scale of the workpiece. For this reason, even when a workpiece such as ceramics having a significantly different thermal expansion coefficient or linear expansion coefficient is processed with an NC machine tool, it can be processed with high accuracy without bringing the room temperature to room temperature.
請求項2に係る発明は、請求項1記載のNC工作機械の熱変形補正方法として、特に、上記送り系がストローク基準点の外側に所定長さの外延軸部を有するものの場合に好適な形態を提供するものである。すなわち、上記ピッチ誤差補正機能は、この外延軸部の端を真の基準点としてピッチ誤差補正量が設定されており、上記2次補正量の設定工程では外延軸部の熱変形量を加味して各補正点の2次補正量を設定する構成にする。この構成では、送り系の外延軸部の熱変形に対応して、ピッチ誤差補正量が設定されるとともに、この外延軸部の熱変形量を加味して各補正点の2次補正量が設定されるため、送り系の位置決めスケールが外延軸部を含めて被加工物の長さスケールと一致することになる。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1記載のNC工作機械の熱変形補正方法を実施するのに適した装置を提供するものである。すなわち、送り系のピッチ誤差を補正するピッチ誤差補正機能を有するNC工作機械の熱変形補正装置として、NC工作機械の設置場所の室温を測定する温度センサと、この温度センサで測定した室温とNC工作機械の線膨張係数及び被加工物の線膨張係数とから送り系のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械の熱変形量と被加工物の熱変形量の差分を演算する差分演算手段と、上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のうち、送り系の基準点でもある補正点の2次補正量を零に、基準点と反対側のストローク端の補正点の2次補正量を上記差分の値に、中間の補正点の2次補正量を上記差分のストローク長さに対する基準点から補正点までの長さの割合に応じた値にするように各補正点の2次補正量を設定する2次補正量設定手段と、この2次補正量を上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量にそれぞれ減算又は加算してピッチ誤差補正量を修正するピッチ誤差補正量修正手段とを備える構成にする。 The invention according to claim 3 provides an apparatus suitable for carrying out the thermal deformation correction method for an NC machine tool according to claim 1. That is, as a thermal deformation correction device for an NC machine tool having a pitch error correction function for correcting a pitch error of a feed system, a temperature sensor that measures the room temperature at the place where the NC machine tool is installed, and the room temperature and NC measured by this temperature sensor A difference calculating means for calculating a difference between the amount of thermal deformation of the NC machine tool and the amount of thermal deformation of the workpiece with respect to room temperature per stroke length of the feed system from the linear expansion coefficient of the machine tool and the linear expansion coefficient of the workpiece; Of the correction points of the pitch error correction function, the secondary correction amount of the correction point that is also the reference point of the feed system is set to zero, and the secondary correction amount of the correction point at the stroke end opposite to the reference point is set to the difference. The secondary correction amount of each correction point is set to a value corresponding to the ratio of the length from the reference point to the correction point with respect to the stroke length of the difference. Secondary correction amount setting means And the secondary correction amount to the structure and a pitch error correction amount correction means for correcting the pitch error correction amount, respectively subtracting or adding to the pitch error correction amount of the correction point of the pitch error correction function.
以上のように、本発明におけるNC工作機械の熱変形補正方法及び熱変形補正装置によれば、室温が常温と相違する場合でも送り系の位置決めスケールが被加工物の長さスケールと一致するため、被加工物がセラミックスなど工作機械と熱膨張率の著しく異なるものでも精度よく加工することができる。しかも、室温を常温化するための設備を必要としないばかりでなく、測定プローブ及び高速・高性能のコンピュータを必要とせず、コスト的に安価に実施することができ、実用性に優れた効果を有するものである。 As described above, according to the thermal deformation correction method and the thermal deformation correction apparatus for an NC machine tool of the present invention, the positioning scale of the feed system matches the length scale of the workpiece even when the room temperature is different from the normal temperature. Even if the workpiece has a significantly different coefficient of thermal expansion than a machine tool such as ceramics, it can be processed with high accuracy. Moreover, not only does it require equipment for bringing the room temperature to room temperature, but it does not require a measurement probe and a high-speed, high-performance computer, and can be implemented at low cost and has excellent practicality. It is what you have.
特に、請求項2に係る発明では、送り系がストローク基準点の外側に所定長さの外延軸部を有するものの場合、送り系の位置決めスケールが外延軸部を含めて被加工物の長さスケールと一致するため、室温を常温化することなく、工作機械と熱膨張率の著しく異なる被加工物に対する加工精度をより高めることができる。
In particular, in the invention according to
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments that are the best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施形態に係るNC工作機械Aの概略構成を示し、このNC工作機械Aは、主に機械本体1とその作動を制御するNC装置2とからなる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an NC machine tool A according to a first embodiment of the present invention. This NC machine tool A mainly comprises a machine body 1 and an
上記機械本体1は、ベッド10と、このベッド10の一方向であるX軸方向にX軸送り装置11の作動により移動するX軸テーブル12と、このX軸テーブル12の移動領域を跨ぐようにベッド10に立設された門形のコラム13と、このコラム13にY軸サドル14を介して支持された主軸頭15とを備えている。X軸送り装置11は、ベッド10のX軸方向に沿って配置されたボールねじ17と、このボールねじ17の一端に連結されたサーボモータ18と、ボールねじ17に装着されかつX軸テーブル12に固定されたボールスクリューナット部19とを有し、サーボモータ18によりボールねじ17を回転させることによりX軸テーブル12をベッド10のX軸方向に移動させるようになっている。Y軸サドル14は、ベッド10のX軸方向と直交するY軸方向に主軸頭15を移動させるものであり、主軸頭15は、その工具装着部15aが上下方向つまりZ軸方向に移動する構成になっている。そして、X軸テーブル12上に被加工物w(図3参照)が固定され、この被加工物wに対し主軸頭15の工具装着部15aに装着した工具(図示せず)が3軸方向に相対移動しながら加工を行う。尚、Y軸サドル14の送り装置であるY軸送り装置及び主軸頭15の送り装置であるZ軸送り装置は、いずれも図示していないが、X軸送り装置11と略同様な構成になっている。
The machine body 1 includes a
一方、上記NC装置2は、キーボードなどからなる入力部21と、この入力部21からの入力データなどに基づいて各種の制御を実行する演算制御部22と、この演算制御部22の指令に基づいて機械本体1のX軸、Y軸及びZ軸送り装置11の各サーボモータ18を制御するサーボモータ制御部23とを備えている。演算制御部22は、その実行する制御の中に各送り装置11のピッチ誤差を補正するピッチ誤差補正制御を含み、この制御を実行するピッチ誤差補正機能を有している。この場合、ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量は、予め演算制御部22に記憶されている。
On the other hand, the
そして、本発明の特徴点として、NC工作機械Aは、その設置場所の室温を測定する温度センサ25を備えており、この温度センサ25の温度信号は、NC装置2の入力部21を通して演算制御部22に入力される。演算制御部22は、この温度信号に基づいてピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量を修正するようになっている。この演算制御部22及び温度センサ25により、本発明にいう熱変形補正装置30が構成されている。以下、上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する修正制御を、X軸送り装置11の場合を例に、図2に示すフローチャートを参照しながら説明する。
As a feature of the present invention, the NC machine tool A includes a
すなわち、修正制御においては、先ず、温度センサ25で室温を測定した(ステップS1)後、その測定した室温とNC工作機械Aの機械本体1の線膨張係数(具体的にはX軸送り装置11の位置決めスケールの基準となるボールねじ17あるいはリニアスケールを構成する鋳物の線膨張係数)及び被加工物wの線膨張係数とからX軸送り装置11のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械Aの機械本体1の熱変形量と被加工物wの熱変形量の差分を演算する(ステップS2)。
That is, in the correction control, first, the room temperature is measured by the temperature sensor 25 (step S1), and then the measured room temperature and the linear expansion coefficient of the machine body 1 of the NC machine tool A (specifically, the X-axis feeder 11). NC machine tool A with respect to room temperature per stroke length of the
この差分の演算方法としては、例えば図3においてX軸送り装置11のストロークL1が2000mm、被加工物wの長さL2が500mm、室温が30℃、鋳物(機械本体1)の線膨張係数が12×10−6/℃、被加工物wの線膨張係数が7×10−6/℃である場合、先ず、室温での常温(20℃)に対するNC工作機械AのX軸送り装置11のストローク長さL1当たりの熱変形量(伸び量)e1を算出する。この熱変形量e1は240μmである。次に、室温での常温に対し被加工物wがX軸送り装置11のストローク長さL1と同じと考えた場合の熱変形量e2を算出する。この熱変形量e2は140μmである。しかる後、上記両熱変形量e1,e2からその差分Δeを算出する。この差分Δeは100μmである。この差分Δeの演算を実行するステップS2により、本発明の熱変形補正装置30の構成要素である差分演算手段31を構成する。
As a method of calculating this difference, for example, in FIG. 3, the stroke L1 of the
次に、ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する修正量としての2次補正量を設定する(ステップS3)。この2次補正量の設定では、例えば図4に示すように、ピッチ誤差補正機能において、X軸送り装置11の基準点からストローク端までの間に5つの補正点X1〜X5を等間隔に設定し、かつ差分Δeが上記例示の如く100μmである場合、X軸送り装置11の基準点でもある補正点X1の2次補正量を零に、ストローク端の補正点X5の2次補正量を差分Δeの値である100μmを、中間の各補正点X2〜X4の2次補正量をそれぞれ上記差分Δeのストローク長さL1に対する基準点から各補正点X2〜X4までの長さの割合に応じた値である25μm、50μm、75μmに各々設定する。この2次補正量の設定を実行するステップS3により、本発明の熱変形補正装置30の構成要素である2次補正量設定手段32を構成する。
Next, a secondary correction amount is set as a correction amount for the pitch error correction amount at each correction point of the pitch error correction function (step S3). In the setting of the secondary correction amount, for example, as shown in FIG. 4, in the pitch error correction function, five correction points X1 to X5 are set at equal intervals between the reference point of the
続いて、上記2次補正量をピッチ誤差補正機能の各補正点X1〜X5のピッチ誤差補正量にそれぞれ減算又は加算してピッチ誤差補正量を修正する(ステップS4)。この修正に際しては、図3に示す如く機械本体1の熱変形量e1が被加工物wの熱変形量e2よりも大きい場合、2次補正量はその両変形量e1,e2の差分Δeの向きと反対向き、換言すればピッチ誤差補正量を減らす方向に加算つまり減算し、逆に、機械本体1の熱変形量e1が被加工物wの熱変形量e2よりも小さい場合、2次補正量はピッチ誤差補正量を増やす方向に加算する。ここで、ピッチ誤差補正機能は、機械本体1の熱変形に対応してピッチ誤差を補正するものであり、その各補正点のピッチ誤差補正量は、図3に示す機械本体1の基準点からのストローク端までの熱変形量に対応したものになる。よって、このピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に2次補正量を減算又は加算してピッチ誤差補正量を修正することは、ピッチ誤差補正量を被加工物wの熱変形に対応した値に変更することを意味する。このピッチ誤差補正量の修正を実行するステップS4により、本発明の熱変形補正装置30の構成要素であるピッチ誤差補正量修正手段33を構成する。
Subsequently, the pitch error correction amount is corrected by subtracting or adding the secondary correction amount to the pitch error correction amount at each of the correction points X1 to X5 of the pitch error correction function (step S4). In this correction, as shown in FIG. 3, when the thermal deformation amount e1 of the machine body 1 is larger than the thermal deformation amount e2 of the workpiece w, the secondary correction amount is the direction of the difference Δe between the deformation amounts e1 and e2. If the amount of thermal deformation e1 of the machine body 1 is smaller than the amount of thermal deformation e2 of the workpiece w, the secondary correction amount is reversed. Is added in the direction of increasing the pitch error correction amount. Here, the pitch error correction function corrects the pitch error in accordance with the thermal deformation of the machine body 1, and the pitch error correction amount at each correction point is determined from the reference point of the machine body 1 shown in FIG. It corresponds to the amount of thermal deformation up to the stroke end. Therefore, correcting the pitch error correction amount by subtracting or adding the secondary correction amount to the pitch error correction amount at each correction point of this pitch error correction function is effective for the thermal deformation of the workpiece w. It means changing to the corresponding value. The pitch error correction
しかる後、修正したピッチ誤差補正量に基づいてサーボモータ制御部23を介してX軸送り装置11のサーボモータ18が制御される(ステップS5)。以上によって、1回の修正制御が終了する。この修正制御は、被加工物wに対し加工を開始する前に行うだけでもよく、またNC装置2に内蔵するタイマーなどにより加工中所定時間毎に繰り返し行ってもよい。
Thereafter, the
従って、上記NC工作機械Aにおいては、その設置場所の室温が常温と相違する場合でもピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する修正制御を行うことにより、ピッチ誤差補正量が被加工物wの熱変形に対応した値に変更され、機械本体1の各送り装置11の位置決めスケールが被加工物wの長さスケールと一致するため、被加工物wがセラミックスなど機械本体1と熱膨張率の著しく異なるものでも精度よく加工することができる。しかも、室温を常温化するための設備を必要せず、また特許文献1に開示の従来公知のものの如く測定プローブ及び高速・高性能のコンピュータを必要としないので、コスト的に安価に実施することができる。
Therefore, in the NC machine tool A, even when the room temperature of the installation location is different from the room temperature, the pitch error correction amount is adjusted by performing correction control on the pitch error correction amount at each correction point of the pitch error correction function. The workpiece w is changed to a value corresponding to the thermal deformation of the workpiece w, and the positioning scale of each
図5は本発明の第2の実施形態に係るNC工作機械のX軸送り装置51の構成などを示す。この第2の実施形態の場合、X軸送り装置51は、第1の実施形態に係るNC工作機械AのX軸送り装置11と同じく、サーボモータ52によりボールねじ53を回転させてX軸テーブル54をX軸方向の基準点X1とストローク端Xnとの間で移動させるようになっているが、基準点X1のストローク外側つまりサーボモータ52寄りに比較的長い外延軸部55を有している。
FIG. 5 shows the configuration of the
上記外延軸部55は、ボールねじ53の一部又はこれと同じ材質(鋳物)の部材からなり、室温が常温と相違する場合この外延軸部55もX軸送り装置51のストローク基準点X1とストローク端Xnとの間と同様に熱変形し、X軸送り装置51の実際の熱変形量eは、図5に示す如く外延軸部55の端を真の基準点X0とし、この基準点X0からの距離に比例して1次関数的な値になる。これに対応して、ピッチ誤差補正機能は、各補正点X1〜Xnのピッチ誤差補正量が外延軸部55の端を真の基準点X0とした1次関数的な値に設定されている。
The
また、上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する修正制御は、基本的には第1の実施形態の場合と同じであるが、2次補正量を設定するときには(図2のステップS3)、上記外延軸部55の熱変形量を加味して2次補正量の設定を行う。具体的には、外延軸部55の熱変形量をオフセット量Δe0とし、このオフセット量Δe0に、各補正点のストローク基準点X1からの位置で決まる補正量Δe1(第1の実施形態の場合の2次補正量に相当する値)を加えた値を2次補正量Δe(=Δe1+Δe0)にする。尚、オフセット量Δe0は、外延軸部55の長さをL3、室温と常温との温度差をΔT、鋳物の線膨張係数をαとすると、
The correction control for the pitch error correction amount at each correction point of the pitch error correction function is basically the same as in the first embodiment, but when setting the secondary correction amount (see FIG. 2). Step S3), a secondary correction amount is set in consideration of the amount of thermal deformation of the
Δe0=L3×△T×α
である。
Δe0 = L3 × ΔT × α
It is.
そして、上記第2の実施形態においては、X軸送り装置51がストローク基準点X1の外側に比較的長い外延軸部55を有するものの場合、このX軸送り装置51の位置決めスケールが外延軸部55を含めて被加工物の長さスケールと一致するため、室温を常温化することなく、機械本体と熱膨張率の著しく異なる被加工物に対する加工精度をより高めることができる。
In the second embodiment, when the
尚、本発明は上記第1及び第2の実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。例えば上記第1の実施形態では、ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する修正制御において、温度センサ25で測定した室温とNC工作機械A及び被加工物wの両線膨張係数とから送り装置11のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械Aの熱変形量と被加工物wの熱変形量とを別々に計算し、その両熱変形量の差分を演算するようにしたが、本発明は、その演算速度ひいては制御速度を高めるために、予め室温の各温度に対し工作機械Aの熱変形量と被加工物wの熱変形量との差分を決定する対照表を演算制御部22に記憶しておき、室温を測定するとこの対照表から直ちに差分を算出し、あるいは計算式から求めた差分に対し、実機に即した補正率を積算して差分を決定するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, but includes other various embodiments. For example, in the first embodiment, in the correction control for the pitch error correction amount at each correction point of the pitch error correction function, the room temperature measured by the
また、上記各実施形態では、ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量に対する修正制御を全てNC装置2の演算制御部22で自動的に行うようにしたが、本発明、特にNC工作機械の熱変形補正方法の発明としては、その修正制御の一部を作業者が行ってもよい。例えば作業者がNC工作機械の設置場所の室温を温度計で測定し、その測定温度をNC装置2の入力部21に入力したり、あるいは温度の測定だけでなく工作機械Aの熱変形量と被加工物wの熱変形量との差分の演算を作業者が行い、この差分をNC装置2の入力部21に入力したりしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, all correction control for the pitch error correction amount of each correction point of the pitch error correction function is automatically performed by the
A NC工作機械
w 被加工物
11,51 X軸送り装置
22 演算制御部
25 温度センサ
30 熱変形補正装置
31 差分演算手段
32 2次補正量設定手段
33 ピッチ誤差補正量修正手段
A NC machine
Claims (3)
NC工作機械の設置場所の室温を測定する工程と、
測定した室温とNC工作機械の線膨張係数及び被加工物の線膨張係数とから送り系のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械の熱変形量と被加工物の熱変形量の差分を演算する工程と、
上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のうち、送り系の基準点でもある補正点の2次補正量を零に、基準点と反対側のストローク端の補正点の2次補正量を上記差分の値に、中間の補正点の2次補正量を上記差分のストローク長さに対する基準点から補正点までの長さの割合に応じた値にするように各補正点の2次補正量を設定する工程と、
この2次補正量を上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量にそれぞれ減算又は加算してピッチ誤差補正量を修正する工程とを備えたことを特徴とするNC工作機械の熱変形補正方法。 An NC machine tool thermal deformation correction method having a pitch error correction function for correcting a pitch error of a feed system,
A process of measuring the room temperature of the NC machine tool installation location;
Calculate the difference between the amount of thermal deformation of the NC machine tool and the amount of thermal deformation of the workpiece with respect to the room temperature per stroke length of the feed system from the measured room temperature, the linear expansion coefficient of the NC machine tool, and the linear expansion coefficient of the workpiece. And a process of
Among the correction points of the pitch error correction function, the secondary correction amount of the correction point that is also the reference point of the feed system is set to zero, and the secondary correction amount of the correction point at the stroke end opposite to the reference point is set to the difference. The secondary correction amount at each correction point is set so that the secondary correction amount at the intermediate correction point is a value corresponding to the ratio of the length from the reference point to the correction point with respect to the stroke length of the difference. Process,
And a step of correcting the pitch error correction amount by subtracting or adding the secondary correction amount to the pitch error correction amount of each correction point of the pitch error correction function. Correction method.
NC工作機械の設置場所の室温を測定する温度センサと、
この温度センサで測定した室温とNC工作機械の線膨張係数及び被加工物の線膨張係数とから送り系のストローク長さ当たりの常温に対するNC工作機械の熱変形量と被加工物の熱変形量の差分を演算する差分演算手段と、
上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のうち、送り系の基準点でもある補正点の2次補正量を零に、基準点と反対側のストローク端の補正点の2次補正量を上記差分の値に、中間の補正点の2次補正量を上記差分のストローク長さに対する基準点から補正点までの長さの割合に応じた値にするように各補正点の2次補正量を設定する2次補正量設定手段と、
この2次補正量を上記ピッチ誤差補正機能の各補正点のピッチ誤差補正量にそれぞれ減算又は加算してピッチ誤差補正量を修正するピッチ誤差補正量修正手段とを備えたことを特徴とするNC工作機械の熱変形補正装置。
A thermal deformation correction device for an NC machine tool having a pitch error correction function for correcting a pitch error of a feed system,
A temperature sensor that measures the room temperature of the NC machine tool installation location;
The amount of thermal deformation of the NC machine tool and the amount of thermal deformation of the workpiece with respect to the room temperature per stroke length of the feed system based on the room temperature measured by this temperature sensor, the linear expansion coefficient of the NC machine tool, and the linear expansion coefficient of the workpiece. Difference calculating means for calculating the difference between
Of the correction points of the pitch error correction function, the secondary correction amount of the correction point that is also the reference point of the feed system is set to zero, and the secondary correction amount of the correction point at the stroke end opposite to the reference point is set to the difference The secondary correction amount of each correction point is set so that the secondary correction amount of the intermediate correction point is a value corresponding to the ratio of the length from the reference point to the correction point with respect to the stroke length of the difference. Secondary correction amount setting means;
An NC comprising: pitch error correction amount correcting means for correcting the pitch error correction amount by subtracting or adding the secondary correction amount to the pitch error correction amount at each correction point of the pitch error correction function. Machine tool thermal deformation correction device.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008114322A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Niigata Machine Techno Co Ltd | Position correcting method and position correcting device in machine tool |
| JP2008246620A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Brother Ind Ltd | Machine tool, thermal expansion correction control program, and storage medium |
| JP2008246621A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Brother Ind Ltd | Machine tool, thermal expansion correction control program, and storage medium |
| CN104483896A (en) * | 2014-11-18 | 2015-04-01 | 四川普什宁江机床有限公司 | Method for realizing thermal compensation of lead screw of numerical control machine tool |
| CN104698974A (en) * | 2015-02-11 | 2015-06-10 | 北京配天技术有限公司 | Numeric control machine tool and debugging method thereof |
| CN105988416A (en) * | 2015-03-04 | 2016-10-05 | 台中精机厂股份有限公司 | Thermal deformation compensating and correcting system and method for CNC machine tool |
| CN106483928A (en) * | 2017-01-03 | 2017-03-08 | 重庆大学 | A kind of dry chain digital control gear hobbing machine bed radial heat distortion error of cutting is in machine real-time compensation method |
| CN110174872A (en) * | 2019-06-25 | 2019-08-27 | 东莞市福思特科技有限公司 | A kind of numerically-controlled machine tool temperature rise compensation system and method |
| CN112327754A (en) * | 2020-10-21 | 2021-02-05 | 吉林省齐智科技有限公司 | One-key intelligent NC (numerical control) programming method for automobile mold based on experience knowledge |
-
2004
- 2004-10-21 JP JP2004307357A patent/JP2006116654A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008114322A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Niigata Machine Techno Co Ltd | Position correcting method and position correcting device in machine tool |
| JP2008246620A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Brother Ind Ltd | Machine tool, thermal expansion correction control program, and storage medium |
| JP2008246621A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Brother Ind Ltd | Machine tool, thermal expansion correction control program, and storage medium |
| CN104483896A (en) * | 2014-11-18 | 2015-04-01 | 四川普什宁江机床有限公司 | Method for realizing thermal compensation of lead screw of numerical control machine tool |
| CN104483896B (en) * | 2014-11-18 | 2017-05-17 | 四川普什宁江机床有限公司 | Method for realizing thermal compensation of lead screw of numerical control machine tool |
| CN104698974A (en) * | 2015-02-11 | 2015-06-10 | 北京配天技术有限公司 | Numeric control machine tool and debugging method thereof |
| CN105988416A (en) * | 2015-03-04 | 2016-10-05 | 台中精机厂股份有限公司 | Thermal deformation compensating and correcting system and method for CNC machine tool |
| CN106483928A (en) * | 2017-01-03 | 2017-03-08 | 重庆大学 | A kind of dry chain digital control gear hobbing machine bed radial heat distortion error of cutting is in machine real-time compensation method |
| CN106483928B (en) * | 2017-01-03 | 2019-01-29 | 重庆大学 | On-machine real-time compensation method for radial thermal deformation error of dry-cut CNC gear hobbing machine tool |
| CN110174872A (en) * | 2019-06-25 | 2019-08-27 | 东莞市福思特科技有限公司 | A kind of numerically-controlled machine tool temperature rise compensation system and method |
| CN112327754A (en) * | 2020-10-21 | 2021-02-05 | 吉林省齐智科技有限公司 | One-key intelligent NC (numerical control) programming method for automobile mold based on experience knowledge |
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