JPH02294803A

JPH02294803A - 熱変位補正機能付き装置

Info

Publication number: JPH02294803A
Application number: JP11804389A
Authority: JP
Inventors: Narimitsu Nakaminami; 成光中南; Hidekazu Yaginuma; 秀和柳沼
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1990-12-05

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。

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。

［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。

［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。

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。

［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。

［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。

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。

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）。

第３図は、それら変化の一日分の拡大図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、４Ｅ述した本発明の動作を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

Ｔ，　　ｔ、記憶手段６のデータは、停電中でも保存さ
れる。

［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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

（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。
（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。
（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。