JP6985174B2 - 工作機械の精度診断装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明を適用した工作機械(立形マシニングセンタ)の一例である。なお、図1においては、機械の構造を分かりやすく示すために、工作機械Mの外周を覆うカバー等の記載が省略されている。
工作機械Mの各部位における温度変化速度を求める従来の方法は、式1のように、現在の温度と時間Δt前の温度の差分を算出して単位時間当たりの温度変化に換算する方法である。
そして、上記の如く算出される温度変化速度の結果から、式6の如く、関数fで、該当する熱変位成分に対する精度影響度Eを算出する。
精度診断例1では、コラム前側とコラム後側の温度変化速度に基づいてYZ直角度の変化を診断する方法について図面に基づいて説明する。この精度診断例1は、工場の空調を立ち上げて、工場内の室温が10℃から20℃まで急激に上昇した場合の診断例である。
精度診断例2では、コラム1の前側とテーブル8の温度の変化速度に基づいてX軸方向の膨張・収縮状況を診断する方法について図面に基づいて説明する。この精度診断例2は、加工開始の時点において、室温とコラム前側の温度がいずれも20℃であり、加工室内の温度が21℃であり、クーラントの温度が機体温度や室温よりも大幅に低い15℃であった場合の診断例であり、工作機械Mへの電源投入から60分後にクーラントの吐出を開始して加工を始めている。
精度診断装置Dは、上記の如く、工作機械Mの所定の部位における温度変化の速度を推定する温度変化速度算出手段31と、温度変化速度算出手段31によって推定された温度変化速度に基づいて、熱変位による工作機械Mの精度への影響度を算出する精度影響度算出手段32とを備えたものであるので、工作機械Mの熱変位による精度への影響を適切に予測することができる。
本発明に係る精度診断装置の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、温度変化速度算出手段、精度影響度算出手段、機体温度センサ、環境温度センサ等の形状等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。
D・・精度診断装置
11・・コラム前側温度センサ(機体温度センサ)
12・・コラム後側温度センサ(機体温度センサ)
13・・ベッド温度センサ(機体温度センサ)
14・・テーブル温度センサ(機体温度センサ)
20・・代表室温センサ(環境温度センサ)
21・・コラム前側周囲気温センサ(環境温度センサ)
22・・コラム後側周囲気温センサ(環境温度センサ)
23・・ベッド周囲気温センサ(環境温度センサ)
24・・加工室内気温センサ(環境温度センサ)
25・・切削液温度センサ(環境温度センサ)
31・・温度変化速度算出手段
32・・精度影響度算出手段
Claims (5)
- 工作機械の熱変位による精度への影響を診断する工作機械の精度診断装置であって、
工作機械の所定の部位における温度変化の速度を算出する温度変化速度算出手段と、
その温度変化速度算出手段によって算出された温度変化速度に基づいて、熱変位による工作機械の精度への影響度を算出する精度影響度算出手段とを備えたことを特徴とする工作機械の精度診断装置。 - 前記温度変化速度算出手段が、工作機械の温度変化によって前記熱変位が任意のベクトルの+方向に変化する部位の温度変化の速度と、−方向に変化する部位の温度変化の速度とをそれぞれ算出するものであることを特徴とする請求項1に記載の工作機械の精度診断装置。
- 各部位の機体の温度を測定する機体温度センサと、
工作機械の周囲気温またはクーラント温度のうち少なくとも1つを測定する環境温度センサとを備え、
前記温度変化速度算出手段は、
前記機体温度センサで測定した機体温度と前記環境温度センサで測定した環境温度との温度差、および部位毎に定められた環境温度変化に対する機体温度変化の時定数を用いて、前記温度変化速度を求めるものであることを特徴とする請求項1、または請求項2に記載の工作機械の精度診断装置。 - 前記温度変化速度算出手段は、
クーラントを使用する場合には、前記環境温度としてクーラント温度を使用し、
クーラントを使用しない場合には、前記環境温度として周囲気温を使用することを特徴とする請求項3に記載の工作機械の精度診断装置。 - 前記精度影響度算出手段は、熱変位による、工作機械の各軸方向の刃先での位置精度、刃先での傾き、各直進軸の膨張・収縮、真直度変化、各軸間の幾何誤差の変化のいずれかに対する影響度をそれぞれ算出するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の工作機械の精度診断装置。
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