JPH04336935A - NC machining device with automatic thermal displacement correction means - Google Patents
NC machining device with automatic thermal displacement correction meansInfo
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- JPH04336935A JPH04336935A JP10904491A JP10904491A JPH04336935A JP H04336935 A JPH04336935 A JP H04336935A JP 10904491 A JP10904491 A JP 10904491A JP 10904491 A JP10904491 A JP 10904491A JP H04336935 A JPH04336935 A JP H04336935A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、ビルトイン構造のモ−
タを有する工作機械用主軸の熱膨張による変位量を補正
する手段を有するNC工作装置に関するものである。[Industrial Application Field] The present invention provides a motor with a built-in structure.
The present invention relates to an NC machining device having means for correcting the amount of displacement due to thermal expansion of a main shaft for a machine tool having a rotor.
【0002】0002
【従来の技術】図5に示すように、ビルトイン構造のモ
−タ30を有する主軸1を有する従来のNC工作装置で
は、前記主軸1の中央部にモータ30のロータ2が直接
取り付けられ、主軸1を保持するケース6内側にはモー
タ30のステータ7が取り付けられている。また、主軸
1の片端にはチャック3を介して工具4が取り付けられ
、その工具4によってテーブル18上のワーク19を加
工するようになっている。主軸1のケース6全体はケー
ス6下面に取り付けられたボールネジナット8に螺合さ
れたボールネジ9をサーボモータ10で駆動することに
よって、主軸1のスラスト方向に移動可能となっている
。このサーボモータ10は数値制御装置20からの位置
指令に基づき、位置決め制御手段15を介して数値制御
される。また、数値制御装置20からは主軸1の速度指
令が出力され主軸モ−タ制御手段12を介して主軸1の
回転速度を数値制御している。主軸ケース6内側のステ
ータ7には温度検出手段11が内蔵してあり、モ−タ3
0の温度を検出し、ある一定の温度を越えるとモ−タ3
0の保護手段13が働き、モ−タを保護するようになっ
ている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, in a conventional NC machining device having a main spindle 1 having a built-in motor 30, the rotor 2 of the motor 30 is directly attached to the center of the main spindle 1. A stator 7 of a motor 30 is attached to the inside of a case 6 that holds the motor 1. Further, a tool 4 is attached to one end of the main spindle 1 via a chuck 3, and a workpiece 19 on a table 18 is processed by the tool 4. The entire case 6 of the main shaft 1 can be moved in the thrust direction of the main shaft 1 by driving a ball screw 9 screwed into a ball screw nut 8 attached to the lower surface of the case 6 with a servo motor 10. This servo motor 10 is numerically controlled via a positioning control means 15 based on a position command from a numerical control device 20. Further, a speed command for the spindle 1 is output from the numerical control device 20, and the rotational speed of the spindle 1 is numerically controlled via the spindle motor control means 12. Temperature detection means 11 is built into the stator 7 inside the main shaft case 6, and the motor 3
0 temperature is detected, and when the temperature exceeds a certain level, the motor 3
0 protection means 13 is activated to protect the motor.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】ビルトイン構造のモ−
タ30を有する主軸1では、主軸1とモ−タ30が一体
となりコンパクトであるがモ−タ30のロータ2とステ
ータ7が主軸1の周囲に配置されているため、モ−タ運
転時の熱が主軸1に伝わり主軸1が熱膨張する。図5に
示すように、主軸1が破線のようにスラスト方向に熱膨
張すると、通常モ−タ30が常温のときにあらかじめ設
定された移動量Zに対して実際に必要な移動量はZ′と
なり、Z−Z′分の誤差が生じ加工精度が悪化する。[Problem to be solved by the invention] Built-in structure model
In the main shaft 1 having a motor 30, the main shaft 1 and the motor 30 are integrated and compact, but since the rotor 2 and stator 7 of the motor 30 are arranged around the main shaft 1, the Heat is transmitted to the main shaft 1 and the main shaft 1 thermally expands. As shown in FIG. 5, when the main shaft 1 thermally expands in the thrust direction as shown by the broken line, the actual required movement amount is Z' compared to the preset movement amount Z when the motor 30 is normally at room temperature. Therefore, an error of Z-Z' is generated, and the machining accuracy is deteriorated.
【0004】このように、ビルトインモータの主軸1は
ステータ7、ロータ2の発生熱が主軸1に伝わり、主軸
1の熱膨張による移動量の誤差は、このままこれを補正
しなければ加工精度を悪化させるという課題がある。[0004] In this way, the heat generated by the stator 7 and rotor 2 is transmitted to the main shaft 1 of the built-in motor, and the error in the movement amount due to thermal expansion of the main shaft 1 will deteriorate machining accuracy unless corrected. There is a challenge to make it happen.
【0005】本発明は、従来のビルトインモータの主軸
を有するNC工作装置のこのような課題を考慮し、特別
な装置を付加することなく簡単に機能し、故に低コスト
で、ワーク加工精度が安定し、しかも自動的に熱補正が
行われるため無人化にも有効である自動熱変位手段付N
C工作装置を提供することを目的とする。[0005] The present invention takes into account these problems with conventional NC machining equipment having a built-in motor spindle, functions easily without adding any special equipment, and therefore achieves stable workpiece machining accuracy at low cost. Moreover, since thermal correction is performed automatically, it is also effective for unmanned operation.
The purpose is to provide C machining equipment.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、モ−タの温度
検出手段で検出された温度信号を入力し、それに基づき
主制御手段からの位置指令を補正する自動熱変位補正手
段を備えた自動熱変位補正手段付NC工作装置である。[Means for Solving the Problems] The present invention includes automatic thermal displacement correction means for inputting a temperature signal detected by a temperature detection means of a motor and correcting a position command from a main control means based on the input temperature signal. This is an NC machining device with automatic thermal displacement correction means.
【0007】[0007]
【作用】本発明においては、自動熱変位補正手段がモ−
タの温度を入力し位置補正値を出力するにあたり、あら
かじめ例えば室温をパラメータとして入力しておき室温
と主軸の温度との差を求めて位置補正値を得、それを主
制御手段から出力された位置指令に加算し、この補正さ
れた位置指令を入力として位置決め制御手段によって主
軸の位置が補正される。[Operation] In the present invention, the automatic thermal displacement correction means
When inputting the temperature of the motor and outputting the position correction value, for example, input the room temperature as a parameter in advance, find the difference between the room temperature and the temperature of the spindle to obtain the position correction value, and output it from the main control means. The corrected position command is added to the position command, and the position of the main shaft is corrected by the positioning control means using the corrected position command as input.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0009】図1は、本発明にかかる自動熱変位補正手
段付NC工作装置の一実施例の正面からみた略示断面図
である。即ち、主軸1の中央部にはモ−タ30のロータ
2、片端にはチャック3を介して工具4が取り付けられ
ている。主軸1はケース6にベアリング5を介して、ロ
ータ2、チャック3、工具4と共に回転するように取り
付けられ、また、ケース6の内側にはモ−タ30のステ
ータ7が取り付けられ、ビルトインモータ30を有する
主軸1を構成している。ケース6は主軸1のスラスト方
向に移動可能で、ケース6に取り付けられたボールネジ
ナット8に螺合されたボールネジ9をサーボモータ10
により駆動している。また、ステータ7にはサーミスタ
等の温度検出手段11が内蔵されステータ7の温度、ひ
いてはロータ2及び主軸1の温度を検出するようになっ
ている。主軸モ−タ制御手段12はその検出されたステ
ータ温度を入力し、ある一定の温度を越えると内蔵する
保護手段13によって駆動電圧を0にする等してモ−タ
30を保護するものである。主制御手段14は速度指令
を主軸モ−タ制御手段12に送り、主軸1の回転速度を
制御する手段である。また、主制御手段14は位置指令
を位置補正値の加算器17を経由して位置決め制御手段
15に送るようになっている。位置決め制御手段15は
主制御手段14からの位置指令に従い、サーボモータ1
0の位置フィードバック信号に基づき、サーボモータ1
0によって主軸1の位置を制御する手段である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an NC machining device with automatic thermal displacement correction means according to the present invention, viewed from the front. That is, the rotor 2 of a motor 30 is attached to the center of the main shaft 1, and the tool 4 is attached to one end via a chuck 3. The main shaft 1 is attached to a case 6 via a bearing 5 so as to rotate together with a rotor 2, a chuck 3, and a tool 4. Also, a stator 7 of a motor 30 is attached to the inside of the case 6, and the built-in motor 30 The main shaft 1 has the following structure. The case 6 is movable in the thrust direction of the main shaft 1, and a ball screw 9 screwed into a ball screw nut 8 attached to the case 6 is connected to a servo motor 10.
It is driven by Further, the stator 7 has a built-in temperature detection means 11 such as a thermistor to detect the temperature of the stator 7 and, by extension, the temperature of the rotor 2 and the main shaft 1. The main shaft motor control means 12 inputs the detected stator temperature, and when a certain temperature is exceeded, a built-in protection means 13 protects the motor 30 by reducing the drive voltage to 0, etc. . The main control means 14 is a means for sending a speed command to the spindle motor control means 12 to control the rotational speed of the spindle 1. The main control means 14 also sends a position command to the positioning control means 15 via a position correction value adder 17. The positioning control means 15 controls the servo motor 1 according to the position command from the main control means 14.
Based on the position feedback signal of 0, servo motor 1
This is a means for controlling the position of the main shaft 1 based on 0.
【0010】上記温度検出手段11の出力信号は主制御
手段14に内蔵された自動熱変位補正手段16にも入力
されている。自動熱変位補正手段16は検出されたステ
ータ7の温度に基づいて主軸1の熱変位による位置補正
値を演算する。この熱変位による位置補正値は工具長補
正値と加算され、位置補正値として加算器17に入力さ
れる。加算器17は、主制御手段14から出力される位
置指令と、加算器17に入力された前記位置補正値とを
加算して補正された位置指令を、位置決め制御手段15
に出力するようになっている。また、加工すべきワーク
19はテーブル18に保持されている。The output signal of the temperature detection means 11 is also input to an automatic thermal displacement correction means 16 built in the main control means 14. The automatic thermal displacement correction means 16 calculates a position correction value based on the thermal displacement of the main shaft 1 based on the detected temperature of the stator 7 . The position correction value due to this thermal displacement is added to the tool length correction value and is input to the adder 17 as a position correction value. The adder 17 adds the position command output from the main control means 14 and the position correction value inputted to the adder 17, and adds the corrected position command to the positioning control means 15.
It is designed to output to . Further, a workpiece 19 to be processed is held on a table 18.
【0011】図2は、上記自動熱変位補正手段16の演
算内容を説明するためのブロック図である。室温θrは
あらかじめパラメータとして入力される。ステータ温度
θsは図1の温度検出手段11により検出されたステー
タ温度である。パラメータとして入力した室温θrとス
テータ温度θsとの温度差Δθは伝達関数G(s)21
により主軸1と室温θrとの温度差Δθ′に変換され有
効/無効判定回路22に入力される。有効/無効判定回
路22は主軸1と室温θrとの温度差Δθ′の絶対値が
ある一定値より大きいか小さいか判断し、大きい場合は
有効信号を、小さい場合は無効信号を補正実行制御部2
4に送る。また、主軸1と室温θrとの温度差Δθ′を
、ある関数f(Δθ′)23に入力し、主軸1の相対熱
膨張量ΔZに変換する。補正実行制御部24は前記の有
効/無効信号に基づき主軸の相対熱膨張量ΔZの値を、
有効信号の場合はΔZそのままの値を、無効信号の場合
は0を値とする熱変位による位置補正値を出力する手段
である。FIG. 2 is a block diagram for explaining the calculation contents of the automatic thermal displacement correction means 16. The room temperature θr is input as a parameter in advance. The stator temperature θs is the stator temperature detected by the temperature detection means 11 in FIG. The temperature difference Δθ between the room temperature θr and the stator temperature θs input as a parameter is the transfer function G(s)21
The temperature difference Δθ' between the spindle 1 and the room temperature θr is converted into a temperature difference Δθ′, which is input to the validity/invalidity determination circuit 22. The validity/invalidity determination circuit 22 determines whether the absolute value of the temperature difference Δθ' between the spindle 1 and the room temperature θr is greater than or less than a certain constant value, and if it is greater, it outputs a valid signal, and if it is smaller, it outputs an invalid signal. 2
Send to 4. Further, the temperature difference Δθ' between the main shaft 1 and the room temperature θr is input to a certain function f(Δθ') 23 and converted into the relative thermal expansion amount ΔZ of the main shaft 1. The correction execution control unit 24 determines the value of the relative thermal expansion amount ΔZ of the main shaft based on the valid/invalid signal.
It is a means for outputting a position correction value based on thermal displacement, with the value of ΔZ as it is in the case of a valid signal, and 0 in the case of an invalid signal.
【0012】次に、本発明の動作に付いて説明する。Next, the operation of the present invention will be explained.
【0013】最初、主制御手段14には加工に必要な情
報が入力されているとする。この時自動熱変位補正手段
16のパラメータを室温θrに設定する。次に加工すべ
きワーク19をテーブル18上に取り付け、自動熱変位
補正手段付NC工作装置で加工を開始するとする。前記
自動熱変位補正手段付NC工作装置が運転を始めると、
主制御手段14は主軸モ−タ制御手段12に速度指令を
出力する。この主軸モ−タ制御手段12はモ−タ30の
ステータ7に駆動電圧を出力する。そうすると、モ−タ
30のロータ2は回転し、このロータ2と一体になって
いる主軸1も回転する。そして主軸1にチャック3を介
して取り付けられている工具4も同じく回転する。また
、もし前記モ−タ30が運転中に、何かの原因でステー
タ7の温度が一定値を越えたとする。このときステータ
7に内蔵されている温度検出手段11の検出したステー
タ温度は保護手段13に入力されているので、この検出
されたステータ温度に基づいて、保護手段13は主軸モ
−タ制御手段12にモ−タを保護すべき信号を出力する
。そして主軸モ−タ制御手段12はモ−タ30に出力し
ている駆動電圧を0にする等してモ−タ30を保護する
。また、主制御手段14は位置決め制御手段15に位置
指令を出力する。位置指令を受けた位置決め制御手段1
5はサーボモータ10の位置フィードバック信号に基づ
いて、サーボモータ10の駆動電圧を制御する。このサ
ーボモータ10が駆動してボールネジ9が回転すると、
このボールネジ9に螺合されたボールネジナット8は主
軸1のスラスト方向に移動する。そうすると、このボー
ルネジナット8はケース6に取り付けられているので、
主軸1及び工具4も同じように移動する。このとき、工
具4がワーク19まで移動するのに必要な距離をZとす
る。[0013] Initially, it is assumed that information necessary for machining is input to the main control means 14. At this time, the parameters of the automatic thermal displacement correction means 16 are set to room temperature θr. Next, it is assumed that the workpiece 19 to be machined is mounted on the table 18, and that machining is started using the NC machining device equipped with automatic thermal displacement correction means. When the NC machining device with automatic thermal displacement correction means starts operating,
The main control means 14 outputs a speed command to the spindle motor control means 12. This main shaft motor control means 12 outputs a driving voltage to the stator 7 of the motor 30. Then, the rotor 2 of the motor 30 rotates, and the main shaft 1 integrated with the rotor 2 also rotates. The tool 4 attached to the main shaft 1 via the chuck 3 also rotates. Also, suppose that the temperature of the stator 7 exceeds a certain value for some reason while the motor 30 is in operation. At this time, the stator temperature detected by the temperature detection means 11 built in the stator 7 is input to the protection means 13, so that the protection means 13 controls the spindle motor control means 12 based on the detected stator temperature. outputs a signal to protect the motor. The main shaft motor control means 12 protects the motor 30 by, for example, reducing the drive voltage output to the motor 30 to zero. Further, the main control means 14 outputs a position command to the positioning control means 15. Positioning control means 1 that receives a position command
5 controls the drive voltage of the servo motor 10 based on the position feedback signal of the servo motor 10. When this servo motor 10 is driven and the ball screw 9 rotates,
The ball screw nut 8 screwed onto the ball screw 9 moves in the thrust direction of the main shaft 1. Then, since this ball screw nut 8 is attached to the case 6,
The spindle 1 and the tool 4 also move in the same way. At this time, the distance required for the tool 4 to move to the workpiece 19 is defined as Z.
【0014】このようにして、自動熱変位補正手段付N
C工作装置を運転していると、モ−タ30のステータ7
の温度が上昇してくる。そうするとステータ7に接近し
ているロータ2及び主軸1の温度も上昇し、主軸1は図
1に示す破線のように膨張する。従って、主軸1の片端
に取り付けている工具4の位置も変化するため、工具4
がワーク19まで移動するのに必要な本当の距離はZ′
である。In this way, the N
When operating the C machine tool, the stator 7 of the motor 30
temperature is rising. Then, the temperature of the rotor 2 and the main shaft 1 which are close to the stator 7 also rises, and the main shaft 1 expands as shown by the broken line in FIG. Therefore, since the position of the tool 4 attached to one end of the spindle 1 also changes, the tool 4
The true distance required to move to workpiece 19 is Z'
It is.
【0015】このとき、モ−タ30のステータ7に内蔵
された温度検出手段11が検出したステータ温度θsは
、自動熱変位補正手段16に入力される。そして自動熱
変位補正手段16はこの検出されたステータ温度θsと
、最初に設定したパラメータ室温θrから演算を行い、
算出した熱変位による位置補正値を出力する。この熱変
位による位置補正値に工具長補正値を加算して位置補正
値とし、これを加算器17の入力とする。加算器17は
主制御手段14から出力された位置指令と、前記位置補
正値を加算して位置指令を補正する。次に位置決め制御
手段15はこの補正された位置指令に基づいてサーボモ
ータ10の駆動電圧を制御する。そしてサーボモータ1
0はボールネジ9を回転させ、ボールネジ9はボールネ
ジナット8を移動させる。そうすると、このボールネジ
ナット8はケース6に取り付けられているので、このケ
ース6に取り付けられた主軸1、及び主軸1に取り付け
られた工具4も移動する。このようにして工具4は、補
正された距離Z′だけ移動する。At this time, the stator temperature θs detected by the temperature detection means 11 built in the stator 7 of the motor 30 is input to the automatic thermal displacement correction means 16. Then, the automatic thermal displacement correction means 16 calculates from the detected stator temperature θs and the initially set parameter room temperature θr,
Output the position correction value based on the calculated thermal displacement. The tool length correction value is added to the position correction value due to this thermal displacement to obtain a position correction value, which is input to the adder 17. The adder 17 adds the position command output from the main control means 14 and the position correction value to correct the position command. Next, the positioning control means 15 controls the drive voltage of the servo motor 10 based on this corrected position command. and servo motor 1
0 rotates the ball screw 9, and the ball screw 9 moves the ball screw nut 8. Then, since the ball screw nut 8 is attached to the case 6, the main spindle 1 attached to the case 6 and the tool 4 attached to the main spindle 1 also move. In this way, the tool 4 is moved by the corrected distance Z'.
【0016】次に自動熱変位補正手段16の動作を図2
によって説明する。上記のように自動熱変位補正手段1
6には、あらかじめパラメータとして室温θrを入力し
ておく。モ−タ30が運転すると温度検出手段11で検
出されたステータ温度θsが自動熱変位補正手段16に
入力され、ステータ温度θsとパラメータ室温θrとの
温度差Δθ=θsーθrを算出する。Next, the operation of the automatic thermal displacement correction means 16 is shown in FIG.
This is explained by Automatic thermal displacement correction means 1 as described above
6, the room temperature θr is input as a parameter in advance. When the motor 30 is operated, the stator temperature θs detected by the temperature detection means 11 is input to the automatic thermal displacement correction means 16, which calculates the temperature difference Δθ=θs−θr between the stator temperature θs and the parameter room temperature θr.
【0017】次に、Δθを入力としてG(s)なる伝達
関数21を通し、主軸の温度と室温θrとの温度差Δθ
′を求める。Next, with Δθ as input, the temperature difference Δθ between the principal axis temperature and the room temperature θr is
Find ′.
【0018】通常、G(s)は で表される1次遅れ要素である。[0018] Usually, G(s) is It is a first-order lag element represented by .
【0019】このΔθ′を有効/無効判定回路22に入
力し、Δθ′の絶対値がある一定値より大きいか小さい
か判定し、大きい場合は有効信号を、小さい場合は無効
信号を、補正実行制御部24へ送る。小さな場合はむし
ろ補正しない方が制御の遅れなどの点から良い場合もあ
るからである。This Δθ' is input to the validity/invalidity determination circuit 22, and it is determined whether the absolute value of Δθ' is larger or smaller than a certain constant value. It is sent to the control unit 24. This is because if the value is small, it may be better not to make the correction in terms of control delays.
【0020】また、Δθ′をある関数f(Δθ′)23
に入力し、主軸の相対熱膨張量ΔZを算出する。
通常、f(Δθ′)は
ΔZ=f(Δθ′)=k
・Δθ′ (∵kは時定数)で表される。
(ΔZ≒Z−Z′)次に、
補正実行制御部24では、上記の有効/無効信号に基づ
き、有効信号の場合はΔZそのままの値を、無効信号の
場合は0の値を熱変位による位置補正値として出力する
。[0020] Also, let Δθ' be a certain function f(Δθ')23
and calculate the relative thermal expansion amount ΔZ of the main axis.
Usually, f(Δθ') is ΔZ=f(Δθ')=k
・Represented by Δθ′ (∵k is a time constant).
(ΔZ≒Z−Z′) Next,
Based on the valid/invalid signal, the correction execution control unit 24 outputs the value of ΔZ as it is in the case of a valid signal, and outputs the value of 0 in the case of an invalid signal as a position correction value based on thermal displacement.
【0021】有効/無効判定回路22が有効信号を出力
した場合、 加算器17では主制御手段14が出力し
た位置指令と、上記補正実行制御部24が出力した熱変
位による位置補正値に工具長補正値を加算して得た位置
補正値とを加算(図1参照)して、室温θrの時の移動
量Zと、主軸1のステータ温度θsの時の移動量Z′と
の誤差を解消した補正済み位置指令を位置決め制御手段
15に出力する。When the valid/invalid judgment circuit 22 outputs a valid signal, the adder 17 adds the tool length to the position command outputted by the main control means 14 and the position correction value based on thermal displacement outputted by the correction execution control unit 24. Add the position correction value obtained by adding the correction value (see Figure 1) to eliminate the error between the movement amount Z when the room temperature is θr and the movement amount Z' when the stator temperature of the main shaft 1 is θs. The corrected position command is output to the positioning control means 15.
【0022】位置決め制御手段15は、補正された位置
指令に基づいてサーボモータ10に駆動信号を出力し、
サーボモータ10はケース6従って主軸1の片端に取り
付けられた工具4の移動量の熱変位の誤差を補正して正
しく駆動する。The positioning control means 15 outputs a drive signal to the servo motor 10 based on the corrected position command,
The servo motor 10 corrects the error in thermal displacement of the movement amount of the case 6 and therefore the tool 4 attached to one end of the main shaft 1, and drives the tool 4 correctly.
【0023】また、位置補正値は工具長補正値に加算す
るのではなく、他の補正値、例えばワーク座標系シフト
値などに加算してもよい。Furthermore, the position correction value may not be added to the tool length correction value, but may be added to another correction value, such as a workpiece coordinate system shift value.
【0024】自動熱変位補正手段16の伝達関数G(s
)、及び温度差Δθ′を主軸の相対熱膨張量ΔZに変換
する関数f(Δθ′)は実施例以外のものでもよい。Transfer function G(s
), and the function f(Δθ') that converts the temperature difference Δθ' into the relative thermal expansion amount ΔZ of the main axis may be other than those in the embodiment.
【0025】有効/無効判定回路22を無くして、微小
な温度差の場合も位置補正していく方法も考えられる。It is also conceivable to eliminate the validity/invalidity determination circuit 22 and perform position correction even in the case of a minute temperature difference.
【0026】位置の補正値が極端に大きくならない様に
、上限値の判定を行い、それを越えるとその上限補正値
で補正をするようにしてもよい。[0026] In order to prevent the positional correction value from becoming extremely large, an upper limit value may be determined, and if the upper limit value is exceeded, correction may be performed using the upper limit correction value.
【0027】なお、切削油等による冷却作用を補正要素
として温度差Δθ′に加算してもよい。すなわち図3は
、切削油等による冷却作用の効果を補正する場合の自動
熱変位補正手段16のブロック図の一部である。伝達関
数G1(s)25は上記実施例の伝達関数G(s)21
と同じものである。伝達関数G1(s)25の出力であ
る温度差Δθ′に、切削油等による冷却作用の補正関数
f(n)26を発生させ、伝達関数G2(s)27に入
力しその出力Δθ1を加算してΔθ2とし、有効/無効
判定回路22に入力するものである。Note that the cooling effect of cutting oil or the like may be added to the temperature difference Δθ' as a correction factor. That is, FIG. 3 is a part of a block diagram of the automatic thermal displacement correction means 16 when correcting the effect of cooling action by cutting oil or the like. The transfer function G1(s)25 is the transfer function G(s)21 of the above embodiment.
is the same as A correction function f(n) 26 for the cooling effect by cutting oil etc. is generated for the temperature difference Δθ' which is the output of the transfer function G1(s) 25, inputted to the transfer function G2(s) 27, and its output Δθ1 is added. Δθ2 is input to the validity/invalidity determination circuit 22.
【0028】また、別に室温を検出できるように温度検
出手段を室内に設けて、室温を検出するように構成して
もよい。このとき、図4に示すように自動熱変位補正手
段16の演算のブロック図の一部を変更して、検出され
た室温θgは伝達関数G3(s)28でワーク等の温度
とパラメータθrとの温度差Δθ2に変換され、ある関
数f(Δθ2)29で主軸のスラスト方向の補正値ΔZ
1として出力される。出力された補正値ΔZ1は主軸膨
張量ΔZに加算されΔZ2となり、補正実行制御部24
に入力される。[0028] Furthermore, a temperature detecting means may be separately provided in the room to detect the room temperature. At this time, as shown in FIG. 4, a part of the block diagram of the calculation of the automatic thermal displacement correction means 16 is changed, and the detected room temperature θg is expressed by the transfer function G3(s) 28 between the temperature of the workpiece, etc. and the parameter θr. is converted into a temperature difference Δθ2, and a correction value ΔZ in the thrust direction of the main shaft is calculated using a certain function f(Δθ2)29.
Output as 1. The output correction value ΔZ1 is added to the spindle expansion amount ΔZ to become ΔZ2, and the correction execution control unit 24
is input.
【0029】また、主軸の温度を求めるのにステータの
温度ではなく、例えば主軸の温度を直接検出するように
してもよい。Furthermore, in order to determine the temperature of the main shaft, for example, the temperature of the main shaft may be directly detected instead of the temperature of the stator.
【0030】また、最初に自動熱変位補正手段16に入
力するパラメータは室温以外の、例えばNC工作装置本
体の温度とか、ある定まった一定値とかが考えられる。The parameter initially input to the automatic thermal displacement correction means 16 may be other than the room temperature, such as the temperature of the NC machining device itself, or a certain fixed value.
【0031】また、本発明の自動熱変位補正手段付NC
工作装置は、上記のような機能を備えた専用のハード回
路の他に、マイクロコンピュータによってソフトウェア
的に実現してももちろんよい。[0031] Furthermore, the NC with automatic thermal displacement correction means of the present invention
The machine tool may, of course, be realized in software form using a microcomputer, in addition to a dedicated hardware circuit having the above-mentioned functions.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる自動
熱変位補正手段付NC工作装置は、温度検出手段で検出
された温度信号を入力し、それに基づき主制御手段から
の位置指令を補正する自動熱変位補正手段を備えている
ので、モ−タの発生熱によって主軸が膨張して移動量に
誤差が生じて加工精度が悪化するのを防止し、特別な装
置を付加する必要がないので低コストで簡単に機能し、
加工精度が安定し、自動的に補正が行われるので無人化
に有効という長所を有する。[Effects of the Invention] As explained above, the NC machining device with automatic thermal displacement correction means according to the present invention inputs the temperature signal detected by the temperature detection means, and corrects the position command from the main control means based on the temperature signal detected by the temperature detection means. Equipped with an automatic thermal displacement correction means, it prevents the spindle from expanding due to the heat generated by the motor, causing errors in the travel amount and deteriorating machining accuracy, and eliminates the need for special equipment. It works easily and at a low cost,
It has the advantage of being effective in unmanned operation because the machining accuracy is stable and correction is performed automatically.
【図1】本発明にかかる自動熱変位補正手段付NC工作
装置の一実施例の略示断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an NC machining device with automatic thermal displacement correction means according to the present invention.
【図2】同実施例の自動熱変位補正手段の演算内容のブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the calculation contents of the automatic thermal displacement correction means of the same embodiment.
【図3】別の実施例の自動熱変位補正手段の演算内容の
1部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of part of the calculation contents of the automatic thermal displacement correction means of another embodiment.
【図4】他の別の実施例の自動熱変位補正手段の演算内
容の1部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of part of the calculation contents of the automatic thermal displacement correction means of another embodiment.
【図5】従来のビルトインモータ構造の主軸を有したN
C工作装置の略示断面図である。[Figure 5] N with a main shaft of a conventional built-in motor structure
It is a schematic cross-sectional view of the C machining device.
1 主軸 11 温度検出手段 12 主軸モ−タ制御手段 13 保護手段 14 主制御手段 15 位置決め制御手段 16 自動熱変位補正手段 30 モ−タ 1 Main shaft 11 Temperature detection means 12 Spindle motor control means 13. Protective measures 14 Main control means 15 Positioning control means 16 Automatic thermal displacement correction means 30 Motor
Claims (1)
の回転速度及び、前記主軸の位置を指令する主制御手段
と、前記回転速度指令に基づき前記モ−タの速度を制御
する主軸モ−タ制御手段と、前記位置指令に基づき前記
主軸の位置を制御する位置決め制御手段と、前記モ−タ
の温度を検出する温度検出手段と、その検出された温度
信号に基づき、前記モ−タを保護する保護手段とを有す
るNC工作装置において、前記温度検出手段で検出され
た温度信号を入力し、それに基づき前記主制御手段から
の位置指令を補正する自動熱変位補正手段を備えたこと
を特徴とする自動熱変位補正手段付NC工作装置。1. Main control means for commanding the rotational speed of a main shaft and the position of the main shaft having a built-in motor, and a main shaft motor for controlling the speed of the motor based on the rotational speed command. a control means, a positioning control means for controlling the position of the spindle based on the position command, a temperature detection means for detecting the temperature of the motor, and protecting the motor based on the detected temperature signal. The NC machining device has a protection means for controlling the temperature, and is characterized by comprising an automatic thermal displacement correction means for inputting a temperature signal detected by the temperature detection means and correcting a position command from the main control means based on the temperature signal detected by the temperature detection means. NC machining device with automatic thermal displacement correction means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10904491A JP3221688B2 (en) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | NC machine with automatic thermal displacement correction means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10904491A JP3221688B2 (en) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | NC machine with automatic thermal displacement correction means |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04336935A true JPH04336935A (en) | 1992-11-25 |
| JP3221688B2 JP3221688B2 (en) | 2001-10-22 |
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ID=14500186
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10904491A Expired - Fee Related JP3221688B2 (en) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | NC machine with automatic thermal displacement correction means |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3221688B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039278A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-12 | Okuma Corp | Machine tool thermal displacement compensator |
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1991
- 1991-05-14 JP JP10904491A patent/JP3221688B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039278A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-12 | Okuma Corp | Machine tool thermal displacement compensator |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221688B2 (en) | 2001-10-22 |
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