JPH02294803A - Device with thermal displacement correcting function - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To correct thermal displacement automatically without using any expensive device by storing correction data for the thermal quantity correction quantity and time of a device in a specific period previously and correcting the thermal displacement by using it. CONSTITUTION:For example, the correction data on the relation between the thermal displacement correction quantity and time of the device in, for example, a day is detected previously and stored in a storage means 6. Then a thermal displacement correction quantity determining means 8 inputs a time signal from a timer 7 and reads correction data corresponding to the time out of the storage means 6 to determine the thermal displacement correction quantity at the time, and a thermal displacement correcting means 9 corrects the thermal displacement of the main body 10 of the device according to the determined thermal displacement correction quantity. Consequently, the thermal displacement quantity can be corrected automatically at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業−ヒの利用分野］ 本発明は、熱変位補正機能を備えたＮＣ工作機械等の、
熱変位補正機能付き装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application in Industry] The present invention is applicable to NC machine tools, etc. equipped with a thermal displacement correction function.
The present invention relates to a device with a thermal displacement correction function.

［従来の技術コ 例えは、ＮＣ工作機械の主軸やボールネジは、その温度
に応じて伸び縮みする。それをそのままζこしておくと
、ワークの加工精度が悪くなる。そこで、１ｆ来、熱変
位センサを用いて、自動熱変位捕正を行い、また、ＮＣ
工作機械自体を恒温工場内に備え付け、あるいは低熱膨
張係数の金属材科を使って機械の構成部品をつくる等の
方法によって、加工精度の低下を防止している。[Conventional technology] For example, the spindle and ball screw of an NC machine tool expand and contract depending on their temperature. If you leave it as it is, the machining accuracy of the workpiece will deteriorate. Therefore, from 1st floor onwards, we performed automatic thermal displacement correction using a thermal displacement sensor, and also
Deterioration in machining accuracy is prevented by installing the machine tools themselves in constant-temperature factories or by making machine components using metal materials with low coefficients of thermal expansion.

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの方法はいずれも、コストが高く
なりすぎるという問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, all of these methods have the problem that the cost is too high.

木発明は、このような従来のＮＣ工作機械の課題を考慮
し、安価に熱変位補正を自動的に行うことの出来る熱変
位補正機能付き装置を提供することを目的とする。The object of the present invention is to provide an apparatus with a thermal displacement correction function that can automatically perform thermal displacement correction at low cost, taking into consideration the problems of conventional NC machine tools.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、予め求められた、例えは一日内における、装
置の熱変位補正盪と時刻の関係を示す補正データを記憶
した記憶手段と、時刻を計時するタイマと、そのタイマ
からの時刻信号を入力し、その時刻に対応する前記記憶
手段に記憶された補正データを読み出し、その時刻にお
ける熱変位補正量を決定する熱変位補正量決定手段と、
その熱変位補正量決定手段により決定された熱変位補正
竜に従い、前記装置の本体の熱変位補正を行う熱変位補
正手段とを備えることによって、上記目的を達成する。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a storage means that stores correction data indicating the relationship between thermal displacement correction of the device and time obtained in advance, for example within a day, and a timer that measures the time. and thermal displacement correction amount determining means that inputs a time signal from the timer, reads out correction data stored in the storage means corresponding to that time, and determines a thermal displacement correction amount at that time;
The above object is achieved by comprising a thermal displacement correction means for correcting thermal displacement of the main body of the apparatus in accordance with the thermal displacement correction value determined by the thermal displacement correction amount determination means.

［作用］ 本発明は、例えば一日内における、装置の熱変位補正量
と時刻の関係を示す補正データを予め検出し、それを記
憶手段に記憶しておき、熱変位補正量決定手段が、タイ
マからの時刻信号を人力し、その時刻に対応する補正デ
ータを前記記憶手段から読み出し、その時刻におけるの
熱変位補正量を決定し、熱変位補正手段がその決定され
た熱変位補正量に従い、前記装置の本体の熱変位補正を
行つＯ ［実施例］ 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。[Operation] The present invention detects in advance correction data indicating the relationship between the thermal displacement correction amount of the device and the time, for example within a day, stores it in the storage means, and the thermal displacement correction amount determination means detects the correction data indicating the relationship between the thermal displacement correction amount of the device and the time. , the correction data corresponding to that time is read out from the storage means, the thermal displacement correction amount at that time is determined, and the thermal displacement correction means according to the determined thermal displacement correction amount. [Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

そもそも、工場内の雰囲気温度は、季節変動はあるもの
の数日、数週間のスタンスでみる限り、第１図の実線に
示すように、運用状況に合わせて周Ｑ的な変化をしてい
る。ここに、伸縮量は午前８時を基準にした値（μｍ）
である。In the first place, although there are seasonal fluctuations, the atmospheric temperature inside the factory changes in a circular Q manner according to the operating conditions, as shown by the solid line in Figure 1, as long as you look at it over a period of days or weeks. Here, the amount of expansion and contraction is the value (μm) based on 8 a.m.
It is.

これにともない、機械の各部における温度も室温に同調
して変化する。立て形マシニングセンタを例にとると（
第２図参照）、機械内の主軸などの発熱体くベアリング
、モータ）を内蔵する部分から遠いコラム１のような部
分は、ほとんど室温と同じ様な変化を示し（点線参照）
、主軸頭２の様に、発熱体（ベアリング、モータ）を内
蔵している部分は、　「室温による変化十発熱体の温度
変化」によって、その温度変化が決まる。そして、この
発熱体の温度変化も機械の運転状況によって、数日、数
週間のスタンスでみると、周期的な変化を示す（一点鎖
線参照）。その結果、主軸２の膨張、収縮も周期的な変
化を示す（２点鎖線参照）。Along with this, the temperature in each part of the machine also changes in sync with the room temperature. Taking a vertical machining center as an example (
(See Figure 2), areas like column 1 that are far from the parts that house heat-generating elements (such as the main shaft, bearings, and motors) in the machine show almost the same changes as room temperature (see dotted line).
For parts such as the spindle head 2 that contain heating elements (bearings, motors), the temperature change is determined by "changes in temperature of the heating element due to room temperature." The temperature change of this heating element also shows periodic changes over several days or weeks depending on the operating conditions of the machine (see the dashed-dotted line). As a result, the expansion and contraction of the main shaft 2 also show periodic changes (see the two-dot chain line).

第３図は、それら変化の一日分の拡大図である。Figure 3 is an enlarged view of these changes over one day.

同図から明らかなように、午前８時から、業務が始まり
、空調も開始するので、温度が上昇し始め、午後５時か
ら、業務が終了し、空調が停止するので、温度が低下し
始める。それら温度の変化に応じて、主軸２の膨張、収
縮も２点鎖線に示すように変化する。従って、午前８二
００を基準とした、各時刻の補正すべき熱変位補正量は
、 （１）　　８：　３０　　　５Ｂｍ （２）９：００　　　５μｍ （３）９：３０　　　５μｍ （４）１０：００　　　３μｍ （５）１１：００　　　２μｍ ということになる。As is clear from the figure, from 8:00 a.m., work begins and air conditioning starts, so the temperature begins to rise, and from 5:00 p.m., when work ends and air conditioning stops, the temperature begins to drop. . In accordance with these temperature changes, the expansion and contraction of the main shaft 2 also changes as shown by the two-dot chain line. Therefore, the thermal displacement correction amount to be corrected at each time based on 8200 am is: (1) 8:30 5Bm (2) 9:00 5μm (3) 9:30 5μm (4) 10:00 3μm (5) 11:00 2μm.

このような主軸２の膨張収縮は、ある一定の加工物を、
決められた生産量で日々、繰り返し、加工している場合
（ルーチン業務）、日単位で周期性がある。従って、一
日のデータを予め求めておくことにより、他の日につい
て自動的に熱変位補正することが出来る。第２図におい
て、３は工具、４はＸ−Ｙテーブル、５は被加工物であ
る。Such expansion and contraction of the main shaft 2 causes a certain workpiece to
When processing is repeated every day with a fixed production amount (routine work), there is periodicity on a daily basis. Therefore, by obtaining one day's data in advance, it is possible to automatically correct thermal displacement for other days. In FIG. 2, 3 is a tool, 4 is an X-Y table, and 5 is a workpiece.

第４図は、本発明にかかる熱変位補正機能付き装置の一
実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a device with a thermal displacement correction function according to the present invention.

同図において、６は、予め求められた、第３図に示すよ
うな、各時刻におけるＮＣ工作機械の熱変位補正欲のデ
ータ（サンプル）を記憶したＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶手
段である。In the figure, reference numeral 6 denotes a storage means such as a RAM or ROM that stores data (samples) of the thermal displacement correction desire of the NC machine tool at each time, as shown in FIG. 3, obtained in advance.

７は、ＮＣ工作機械内に設けられたタイマであって、時
間、日時を計時しているものである。Reference numeral 7 denotes a timer provided in the NC machine tool, which measures time and date.

８は、そのタイマ７からの時間信号を入力し、その時間
に対応する前記記憶手段７に記憶された補正データを読
み出し、その時間における熱変位補正量を決定する熱変
位補正量決定手段である。Reference numeral 8 denotes a thermal displacement correction amount determining means which inputs the time signal from the timer 7, reads out the correction data stored in the storage means 7 corresponding to that time, and determines the thermal displacement correction amount at that time. .

例えは、午前８時３０分の時は、熱変位補正量を５μｍ
とし、午前１１時００分の時は、熱変位補正徹を２　Ｉ
ｔ　ｍとするものである。For example, at 8:30 a.m., the thermal displacement correction amount is set to 5 μm.
At 11:00 a.m., the thermal displacement correction is set to 2 I.
t m.

９は、この熱変位補正量決定手段８が決定した熱変位補
正竜に基づき、装置本体１０の熱変位補正を行う熱変位
補正手段である。Reference numeral 9 denotes a thermal displacement correction means for correcting thermal displacement of the apparatus main body 10 based on the thermal displacement correction value determined by the thermal displacement correction amount determination means 8.

なお、熱変位補正潰決定手段８、熱変位補正手段９等は
、マイクロコンピュータを利用して、ソフトウエア的に
実現することが出来る。Note that the thermal displacement correction/determination determining means 8, the thermal displacement correction means 9, etc. can be realized in software using a microcomputer.

次に、４Ｅ述した本発明の動作を説明する。Next, the operation of the present invention described in 4E will be explained.

第５図は、基準となる周期Ｔを人力するための装置の斜
視図である。ｌ１はその周期Ｔ、例えば、２４時間を入
力するためのキーボードである。１２はその周朋Ｔが表
示されるディスプレイである。FIG. 5 is a perspective view of a device for manually determining the reference period T. 11 is a keyboard for inputting the period T, for example, 24 hours. 12 is a display on which the Shuto T is displayed.

第６図は、本発明にかかる装置を使用するためのダイヤ
ルの正面図である。ｌ３は、ロータリースイッチ、ｌ４
は、自動熱変位補正が可能であることを示すランブ（２
）、１５は、自動熱変位補正のため、予めデータをサン
プルすることを示すランプ（１）である。スイッチ１３
を右端に切り替えると、サンプルも自動補正も行わない
ことになる。FIG. 6 is a front view of a dial for using the device according to the invention. l3 is a rotary switch, l4
is a lamp (2) indicating that automatic thermal displacement correction is possible.
), 15 is a lamp (1) indicating that data is sampled in advance for automatic thermal displacement correction. switch 13
If you switch it to the far right, neither sampling nor automatic correction will be performed.

まず、第５図に示す装置を用いて、一日（２４時間）と
か、一週間等の基準となる周期Ｔを人力する。First, using the apparatus shown in FIG. 5, the period T, which is a standard such as one day (24 hours) or one week, is manually determined.

そして、予め、データをサンプルする場合は、ロータリ
ースイッチ１３をサンプルのところに切り替える。それ
によって、サンプルランプが表示される。If data is to be sampled in advance, the rotary switch 13 is switched to the sample position. The sample lamp will then be displayed.

第７図は、その後の本発明の動作を示すフローチャート
である。FIG. 7 is a flowchart showing the subsequent operation of the present invention.

ステップＳ１において、スイッチ１３！．ｔ、サンプル
となっているから、時間のカウントを始める（ステップ
Ｓ２）。一周間Ｔを越えない間は（スデップＳ３）、表
示ランプ（１）が点灯している（ステップＳ４）。熱変
位補正量が人力されると（ステップＳ５）、その時の時
刻とその補正量を関係づけて記憶手段６に記憶する（ス
テップＳ６）。熱変位補正量が入力されない場合は、さ
れるまで待つ（ステップＳ５）。また、周期Ｔを経過す
るとぐステップＳ３）、表示ランブ（１）を消灯する。In step S1, switch 13! ．． Since the sample is t, time counting is started (step S2). The display lamp (1) remains lit until one round T is not exceeded (step S3) (step S4). When the thermal displacement correction amount is manually input (step S5), the time and the correction amount are stored in the storage means 6 in association with each other (step S6). If the thermal displacement correction amount is not input, wait until it is input (step S5). Further, as soon as the period T has elapsed, in step S3), the display lamp (1) is turned off.

次に、その後自動熱変位補正する場合は、スイッチ１３
を自動補正有効へ切り替える。Next, if you want to perform automatic thermal displacement correction after that, switch 13
Switch to enable automatic correction.

ステップＳ１において、スイッチ１３は、自動補正有効
となっているから、周期Ｔとタイマ７のｔとを比較し（
ステップＳ７）、周期Ｔ内なら、サンプル未完了で自動
熱変位補正は可能であることを示すランプ（２）を消灯
する（ステップ１２）Ｌ≧Ｔのときはサンプル完了済み
として、自動熱変位補正が可能なことを示すランプ（２
）を点灯する（ｔはサンプル中も、自動補正中も継続し
てカウントされる。）（ステップＳ８）。そして、現在
の時刻と前記記憶手段６に記憶されていた熱変位補正量
を照合する（ステップＳ９）。そして、一致すると（ス
テップＳ１０）、その見つけた補正量を出力する（ステ
ップ＄１１）。その補正量に基づき装置本体１０は、熱
変位補正を行っていく。In step S1, since the automatic correction is enabled, the switch 13 compares the period T and t of the timer 7 (
Step S7) If it is within the period T, turn off the lamp (2) indicating that the sample is not completed and automatic thermal displacement correction is possible (Step 12) If L≧T, it is assumed that the sample has been completed and automatic thermal displacement correction is performed. A lamp (2) indicates that
) is turned on (t is counted continuously both during sampling and during automatic correction) (step S8). Then, the current time is compared with the thermal displacement correction amount stored in the storage means 6 (step S9). If they match (step S10), the found correction amount is output (step $11). The apparatus main body 10 performs thermal displacement correction based on the correction amount.

なお、このような自動熱変位補正を解消する場合は、ス
イッチｌ３を無効の方へ切り替える。In addition, when canceling such automatic thermal displacement correction, switch l3 is switched to the invalid side.

その結果、ステップＳ１において、無効であるので、前
記記憶手段６の内容をイニシャライズする（ステップＳ
　１　３）．　　タイマｔをＯとする（ステップＳ１４
）。そして、表示ランプ（１）と表示ランプ（２）を消
灯する（ステップＳ１５，５１６）。As a result, in step S1, since the result is invalid, the contents of the storage means 6 are initialized (step S1).
1 3). Set timer t to O (step S14
). Then, the display lamp (1) and the display lamp (2) are turned off (step S15, 516).

Ｔ，　　ｔ、記憶手段６のデータは、停電中でも保存さ
れる。T, t, data in the storage means 6 is preserved even during a power outage.

［発明の効果］ 本発明は、以上述べたように、所定期間内における、装
置の熱変位補正量と時間の補正データを予め記憶してお
き、それを利用して熱変位補正を行うので、高価な装置
を用いずに自動的に熱変位補正を行うことが出来る。[Effects of the Invention] As described above, the present invention stores in advance the thermal displacement correction amount and time correction data of the device within a predetermined period, and uses them to perform thermal displacement correction. Thermal displacement correction can be automatically performed without using expensive equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明における、温度、熱変位補正量と時間
との関係を示すグラフ、第２図は、立て形マシニングセ
ンタの斜視図、第３図は、第１図の部分的拡大図、第４
図は、本発明にかかる熱変位補正機能付き装置の一実施
例を示すブロック図、第５図は、同実施例における周期
設定装置の斜視図、第６図は、同実施例におけるロータ
リスイッチの正面図、第７図は、同実施例の動作を示す
フローチャートである。 １・・・コラム　　２・・・主軸頭　　６・・・記憶手
段７・・・タイマ　　８・・・熱変位補正量決定手段９
・・・熱変位補正手段　　　　ｌＯ・・・装置本体出願
人　株式会社　森精機製作所FIG. 1 is a graph showing the relationship between temperature, thermal displacement correction amount, and time in the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a vertical machining center, and FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1. Fourth
5 is a block diagram showing an embodiment of a device with a thermal displacement correction function according to the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a period setting device in the embodiment, and FIG. 6 is a diagram of a rotary switch in the embodiment. The front view and FIG. 7 are flowcharts showing the operation of the same embodiment. 1...Column 2...Spindle head 6...Storage means 7...Timer 8...Thermal displacement correction amount determining means 9
...Thermal displacement correction means lO...Device main body Applicant: Mori Seiki Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）予め求められた、所定期間内における、装置の熱
変位補正量と時間の補正データを記憶した記憶手段と、
時間を計時するタイマと、そのタイマからの時間信号を
入力し、その時間に対応する前記記憶手段に記憶された
補正データを読み出し、その時間における熱変位補正量
を決定する熱変位補正量決定手段と、その熱変位補正量
決定手段により決定された熱変位補正量に従い、前記装
置の本体の熱変位補正を行う熱変位補正手段とを備えた
ことを特徴とする熱変位補正機能付き装置。(1) A storage means that stores the correction data of the thermal displacement correction amount and time of the device within a predetermined period, which are determined in advance;
a timer for measuring time; and thermal displacement correction amount determining means for inputting a time signal from the timer, reading out correction data stored in the storage means corresponding to the time, and determining the thermal displacement correction amount for that time. and a thermal displacement correction means for correcting thermal displacement of the main body of the apparatus according to the thermal displacement correction amount determined by the thermal displacement correction amount determination means. （２）前記装置はＮＣ工作機械であることを特徴とする
請求項１記載の熱変位補正機能付き装置。(2) The device with a thermal displacement correction function according to claim 1, wherein the device is an NC machine tool. （３）前記所定期間とは一日であることを特徴とする請
求項１又は２記載の熱変位補正機能付き装置。(3) The device with a thermal displacement correction function according to claim 1 or 2, wherein the predetermined period is one day.