JPH11197998A

JPH11197998A - Ｎｃ工作機械の熱変位補正装置

Info

Publication number: JPH11197998A
Application number: JP2041098A
Authority: JP
Inventors: Muneo Wakizaka; 宗生脇坂
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】主軸の熱変位量が正しく測定できなかった場合
でも、補正により加工精度を大きく低下させることがな
いＮＣ工作機械の熱変位補正装置を提供する。【解決手段】主軸の回転数が変化した後所定時間経過後
から、単位時間内に熱変位した主軸の熱変位量を単位時
間毎に測定する熱変位量測定手段１０と、測定された単
位時間内の熱変位量を記憶する熱変位量記憶手段２０
と、測定された主軸の熱変位量に基づいて、機械座標系
をシフトさせるための補正量を決定する補正量決定手段
３０と、決定された補正量に基づいて、ＮＣ装置ａに機
械座標系をシフトさせる補正指令を出力する補正指令手
段４０とを備えており、補正量決定手段３０は、記憶さ
れた前回の熱変位量と測定された今回の熱変位量とを比
較し、前回の熱変位量が今回の熱変位量より大きい場合
は、今回の熱変位量に基づいて補正量を決定し、今回の
熱変位量が前回の熱変位量より大きい場合は、前回の熱
変位量に基づいて補正量を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、温度上昇により
ＮＣ工作機械の主軸に熱変位が生じた場合に、ＮＣ工作
機械の機械座標系をシフトさせる熱変位補正装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械は、主軸ヘッドにベアリン
グを介して軸支された主軸を電動機によって高速回転さ
せるものであるため、電動機自身の発熱、電動機の回転
駆動力を主軸に伝達するための動力伝達機構やベアリン
グの摩擦熱等によって、主軸自体が加熱されて軸方向に
膨張し、その先端部が熱変位して加工精度が低下すると
いった問題があった。

【０００３】このため、従来から、ＮＣ工作機械には、
主軸の熱変位量を実測する熱変位測定センサと、この熱
変位測定センサによって実測した熱変位量に基づいてＮ
Ｃ工作機械の機械座標系をシフトさせるための補正量を
決定する補正量決定手段と、かかる補正量に基づいて機
械座標系をシフトさせるためにＮＣ装置に補正指令を出
力する補正指令手段とを備えた熱変位補正装置が設けら
れており、ＮＣ工作機械の運転中においては、熱変位測
定センサによって単位時間毎に主軸の熱変位量を実測
し、実測した熱変位量をそのまま機械座標系をシフトさ
せるための補正量とし、この補正量に基づいて機械座標
系を単位時間毎にシフトさせていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た熱変位補正装置では、熱変位センサによってその都度
実測した熱変位量に基づいて補正量を算出しているた
め、ノイズ等の何らかの要因によって熱変位測定センサ
が主軸の熱変位量を正しく測定できなかった場合であっ
ても、その熱変位量に対応する補正がそのまま行われる
ので、かかる補正を行うことにより逆に加工精度の低下
を招く恐れがあった。

【０００５】そこで、この発明の課題は、何らかの要因
によって主軸の熱変位量が正しく測定できなかった場合
でも、補正により加工精度を大きく低下させることがな
いように、補正量を修正することのできるＮＣ工作機械
の熱変位補正装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、ＮＣ工作機械の主軸の回転数が変化し
た後所定時間経過後から、単位時間内に熱変位した主軸
の熱変位量を単位時間毎に順次測定する熱変位量測定手
段と、前記熱変位量測定手段によって測定された単位時
間内の熱変位量を記憶する熱変位量記憶手段と、前記熱
変位量測定手段によって測定された主軸の熱変位量に基
づいて、ＮＣ工作機械の機械座標系をシフトさせるため
の補正量を決定する補正量決定手段と、前記補正量決定
手段によって決定された補正量に基づいて、ＮＣ装置に
機械座標系をシフトさせる補正指令を出力する補正指令
手段とを備え、前記補正量決定手段が、前記熱変位量記
憶手段に記憶された前回の熱変位量と前記熱変位量測定
手段によって測定された今回の熱変位量とを比較し、前
回の熱変位量が今回の熱変位量より大きい場合は、今回
の熱変位量に基づいて補正量を決定し、今回の熱変位量
が前回の熱変位量より大きい場合は、前回の熱変位量に
基づいて補正量を決定するようにしたＮＣ工作機械の熱
変位補正装置を提供するものである。

【０００７】以上のように、前回の熱変位量が今回の熱
変位量より大きい場合は、今回の熱変位量に基づいて補
正量を決定し、今回の熱変位量が前回の熱変位量より大
きい場合は、前回の熱変位量に基づいて補正量を決定す
るようにしたのは、ＮＣ工作機械が、図７に示すよう
に、主軸回転開始後や主軸の回転数の変更後（主軸回転
停止を含む）は、主軸回転開始直後や主軸の回転数の変
更直後の初期時間（Ｔ₀までの時間）を除けば、必ず、
時間経過（Ｔ₁、Ｔ₂、…）に伴って主軸の熱変位量の増
減率が小さくなるという熱変位特性を有していることを
見いだしたからであり、このようにして補正量を決定す
ることにより、何らかの要因によって主軸の熱変位量が
正しく測定できなかった場合でも、不適正な熱変位補正
を加えることによる加工精度の低下を有効に防止するこ
とができる。

【０００８】また、前記補正指令手段が、前記補正量決
定手段によって決定された補正量を分割し、次回の熱変
位量の測定時点までの間に、その分割補正量に基づく補
正指令を複数回にわたって順次出力するようにしておく
と、単位時間内に主軸に大きな熱変位が発生した場合で
も、加工面に段差を生じさせないように、機械座標系を
徐々にシフトさせることができる。特に、ＮＣ工作機械
がねじ穴加工等の特定の加工を行っている場合や自動工
具交換中である場合は、前記補正指令手段が補正指令を
出力しないようにしておくことが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態について図面を
参照して説明する。図１に示すように、この熱変位補正
装置１は、ＮＣ工作機械Ａの主軸の熱変位量を測定する
熱変位量測定手段１０と、この熱変位量測定手段１０に
よって測定された主軸の熱変位量を記憶する熱変位量記
憶手段２０と、熱変位量測定手段１０によって測定され
た主軸の熱変位量に基づいてＮＣ工作機械Ａの機械座標
系をシフトさせるための補正量を決定する補正量決定手
段３０と、この補正量決定手段３０によって決定された
補正量に基づき、ＮＣ工作機械ＡのＮＣ装置ａに補正指
令を出力する補正指令手段４０と、前記熱変位量測定手
段１０、熱変位量記憶手段２０、補正量決定手段３０及
び補正指令手段４０をそれぞれ制御する制御手段５０と
から構成されている。

【００１０】前記熱変位量測定手段１０は、図２に示す
ように、工作機械Ａの主軸頭に軸支された主軸の後端部
に近接して主軸頭に取り付けられた、基準位置からの主
軸の熱変位量（Ｌ）を単位時間（ΔＴ）毎に順次測定す
るギャップセンサ等の熱変位量測定センサ１１と、この
熱変位量測定センサ１１によって測定された熱変位量
（Ｌ）を記憶する記憶部１２と、この記憶部１２に記憶
された前測定時点（Ｔ_n-1）における熱変位量（Ｌ_n-1）
と熱変位量測定センサ１１によって測定された現測定時
点（Ｔ_n）における熱変位量（Ｌ_n）との差を求めること
により、前測定時点（Ｔ_n-1）から現測定時点（Ｔ_n）ま
での時間、即ち、現測定時点における単位時間（Δ
Ｔ_n）内に熱変位した主軸の熱変位量（ΔＬ_n）を算出す
る算出部１３とから構成されており、この算出部１３に
よって算出された単位時間内の熱変位量（ΔＬ_n）は、
測定時点毎に制御手段５０に順次出力される。

【００１１】前記熱変位量記憶手段２０は、ＲＡＭやＰ
ＲＯＭ等のメモリから構成されており、前記制御手段５
０から出力される、熱変位量測定手段１０によって算出
された単位時間内の熱変位量（ΔＬ_n）を一時的に記憶
するためのものであり、この熱変位量記憶手段２０に記
憶された単位時間内の熱変位量（ΔＬ_n）は、後述する
ように、補正量決定手段３０が補正量を決定する際に使
用される。

【００１２】前記補正量決定手段３０は、図３に示すよ
うに、熱変位量測定手段１０によって測定された現測定
時点における単位時間（ΔＴ_n）内に熱変位した主軸の
熱変位量（ΔＬ_n）及び熱変位量記憶手段２０に記憶さ
れている前測定時点における単位時間（ΔＴ_n-1）内の
熱変位量（ΔＬ_n-1）を取り込むデータ取込部３１と、
このデータ取込部３１に取り込まれた両データを比較し
ていずれの熱変位量が大きいかを判断するデータ判断部
３２と、このデータ判断部３２によって、前測定時点に
おける熱変位量（ΔＬ_n-1）が現測定時点における熱変
位量（ΔＬ_n）より大きい場合には現測定時点における
熱変位量（ΔＬ_n）に基づいて現測定時点（Ｔ_n）におけ
る補正量を決定し、現測定時点における熱変位量（ΔＬ
_n）が前測定時点における熱変位量（ΔＬ_n-1）より大き
い場合には前測定時点における熱変位量（ΔＬ_n-1）に
基づいて現測定時点（Ｔ_n）における補正量を決定する
補正量決定部３３とから構成されている。

【００１３】なお、現測定時点における熱変位量（ΔＬ
_n）が前測定時点における熱変位量（ΔＬ_n-1）より大き
い場合には、前測定時点における熱変位量（ΔＬ_n-1）
が現測定時点における熱変位量（ΔＬ_n）として熱変位
量記憶手段２０に記憶されると共に、前測定時点におけ
る熱変位量（Ｌ_n-1）と前測定時点における熱変位量
（ΔＬ_n-1）との和（Ｌ_n-1＋ΔＬ_n-1）が現測定時点に
おける熱変位量（Ｌ_n）として熱変位測定手段１０の記
憶部１２に記憶される。

【００１４】前記補正指令手段４０は、図１及び図４に
示すように、ＮＣ装置ａから出力された工作機械Ａの加
工状態信号が制御手段５０を介して入力される状態信号
入力部４１と、補正量決定手段３０によって決定された
補正量が制御手段５０を介して入力される補正量入力部
４２と、状態信号入力部４１及び補正量入力部４２から
それぞれ出力された加工状態信号及び補正量に基づいて
所定の判断及びその判断に基づく処理を行う判断・処理
部４３と、この判断・処理部４３によって処理された補
正量をＮＣ装置ａに出力する出力部４４とから構成され
ている。

【００１５】前記判断・処理部４３は、状態信号入力部
４１から出力された加工状態信号によって、工作機械Ａ
がねじ穴加工や自動工具交換といった特定の加工等を行
っている場合には、補正を行わないように補正量を出力
部４４に出力しない。

【００１６】また、この判断・処理部４３は、補正量決
定手段３０によって決定された補正量が所定の単位補正
量（例えば、工作機械の機械座標系をシフト可能な最小
シフト量に所定の係数を乗じた量）より大きい場合に
は、その補正量を複数の単位補正量に分割して、現測定
時点（Ｔ_n）から次測定時点（Ｔ_n+1）までの間に、その
分割された単位補正量を複数回にわたって出力部４４に
順次出力するようになっている。

【００１７】以上のように構成された熱変位補正装置１
による補正処理について、図５及び図６に示すフローチ
ャートに基づいて、以下に詳細に説明する。

【００１８】ＮＣ工作機械Ａの電源が投入されると、こ
の熱変位補正装置１も同時に起動し、まず加工が開始さ
れたか否か、即ち、主軸が回転を始めたか否かが判断さ
れ（ステップＳ１）、加工が開始されたと判断された場
合は、ステップＳ２においてタイマをリセットした後に
スタートさせ、ステップＳ３に移行する。なお、ステッ
プＳ１において加工が開始されていない場合は、再度ス
テップＳ１に戻り、加工が開始されるまで待機する。

【００１９】ステップＳ３においては、加工開始から初
期時間が経過したか否かが判断され、初期時間が経過し
たと判断された場合は、ステップＳ４に移行してタイマ
をリセットした後にスタートさせる。なお、ステップＳ
３において初期時間が経過していない場合は、再度ステ
ップＳ３に戻り、初期時間が経過するまで待機する。

【００２０】なお、ここにいう「初期時間」とは、図７
に示すように、ＮＣ工作機械の加工開始直後や主軸の回
転数の変更直後における主軸の熱変位量の増減率が小さ
い時間帯を意味しており、この初期時間（Ｔ₀）を経過
した後は、同図に示すように、主軸の熱変位量の増減率
が一旦大きくなった後、時間経過に伴って主軸の熱変位
量の増減率が小さくなるという熱変位特性を示す。ま
た、この初期時間（Ｔ₀）については、各ＮＣ工作機械
の熱変位特性に応じて適宜設定しておく必要がある。

【００２１】次に、ステップＳ５において、前記熱変位
量測定手段１０の熱変位量測定センサ１１によって初期
時間経過時点（Ｔ₀）における主軸の熱変位量（Ｌ₀）が
測定され、この熱変位量（Ｌ₀）を、加工開始時点から
初期時間経過時点（Ｔ₀）までの間に主軸が熱変位した
熱変位量（ΔＬ₀）として算出部１３が制御手段５０に
出力すると共に今回測定した熱変位量（Ｌ₀）を記憶部
１２に記憶した後、ステップＳ６に移行する。

【００２２】ステップＳ６では、制御手段５０に出力さ
れた熱変位量（ΔＬ₀）が、補正量決定手段３０に出力
され、この熱変位量（ΔＬ₀）に基づいて補正量が決定
された後、その補正量が制御手段５０を介して補正指令
手段４０に出力され、補正指令手段４０がその補正量に
基づく補正指令をＮＣ装置ａに出力する。

【００２３】次に、ステップＳ７においては、初期時間
経過時点（Ｔ₀）から単位時間（ΔＴ）が経過したか否
かが判断され、未だ単位時間（ΔＴ）が経過していなけ
れば、再びステップＳ７に戻って、単位時間（ΔＴ）が
経過するまで待機する。なお、この実施形態において
は、単位時間（ΔＴ）を、１０〜２０分程度に設定して
ある。

【００２４】一方、ステップＳ７において、単位時間
（ΔＴ）が経過したと判断された場合は、ステップＳ８
において、タイマをリセットした後にスタートさせ、ス
テップＳ９に移行し、以下の処理が行われる。

【００２５】ステップＳ９では、まず、前記熱変位量測
定センサ１１によって単位時間経過時点（Ｔ₁）におけ
る主軸の熱変位量（Ｌ₁）が測定され、既に記憶部１２
に記憶されている前回測定した熱変位量（Ｌ₀）と今回
測定された熱変位量（Ｌ₁）との差を求めることで、前
測定時点（Ｔ₀）から現測定時点（Ｔ₁）までの間に主軸
が熱変位した熱変位量（ΔＬ₁）を算出部１３が算出
し、制御手段５０に出力すると共に、今回測定した熱変
位量（Ｌ₁）を記憶部１２に記憶する。一方、制御手段
５０に出力された熱変位量（ΔＬ₁）は、制御手段５０
から熱変位量記憶手段２０に出力され、熱変位量記憶手
段２０に記憶される。

【００２６】次のステップＳ１０では、制御手段５０に
出力された熱変位量（ΔＬ₁）が、補正量決定手段３０
に出力され、この熱変位量（ΔＬ₁）に基づいて補正量
が決定された後、その補正量が制御手段５０を介して補
正指令手段４０に出力され、補正指令手段４０がその補
正量に基づく補正指令をＮＣ装置ａに出力した後、所定
の熱変位補正処理ルーチンＳ１１に移行する。

【００２７】ステップＳ１１における熱変位補正処理ル
ーチンは、図６に示すように、まず、ステップＳ２１に
おいて、前測定時点（Ｔ₁）から単位時間（ΔＴ）が経
過したか否かが判断され、未だ単位時間（ΔＴ）が経過
していなければ、再びステップＳ２１に戻って、単位時
間（ΔＴ）が経過するまで待機する。

【００２８】一方、ステップＳ２１において、前測定時
点（Ｔ₁）から単位時間（ΔＴ）が経過したと判断され
た場合は、ステップＳ２２において、タイマをリセット
した後にスタートさせる。

【００２９】次のステップＳ２３では、ＮＣ工作機械Ａ
がねじ穴加工や自動工具交換といった特定の加工等を行
っているか否かが判断・処理部４３において判断され、
特定の加工等を行っていると判断された場合は、以下に
示すような熱変位量の測定からＮＣ装置ａに対する補正
指令の出力に至るまでの一連の処理を行うことなく、即
ち、熱変位補正を行うことなく熱変位補正処理ルーチン
を終了するが、特定の加工等を行っていない場合は、ス
テップＳ２４に移行し、以下の処理が行われる。

【００３０】ステップＳ２４では、まず、熱変位量測定
センサ１１によって前測定時点（Ｔ₁）から単位時間
（ΔＴ）が経過した現測定時点（Ｔ₂）における主軸の
熱変位量（Ｌ₂）が測定され、既に記憶部１２に記憶さ
れている前回測定した熱変位量（Ｌ₁）と今回測定され
た熱変位量（Ｌ₂）との差を求めることで、前測定時点
（Ｔ₁）から現測定時点（Ｔ₂）までの間に主軸が熱変位
した熱変位量（ΔＬ₂）を算出部１３が算出し、その熱
変位量（ΔＬ₂）を制御手段５０に出力すると共に、今
回測定した熱変位量（Ｌ₂）を記憶部１２に記憶する。

【００３１】次のステップＳ２５では、前ステップＳ２
４において算出された現測定時点（Ｔ₂）における熱変
位量（ΔＬ₂）と既に熱変位量記憶手段２０に記憶され
ている前測定時点（Ｔ₁）における熱変位量（ΔＬ₁）が
制御手段５０を介して補正量決定手段３０のデータ取込
部３１に出力され、このデータ取込部３１に取り込まれ
た熱変位量（ΔＬ₂）と熱変位量（ΔＬ₁）のいずれが大
きいかがデータ判断部３２によって判断され、前測定時
点における熱変位量（ΔＬ₁）が現測定時点における熱
変位量（ΔＬ₂）より大きい場合は、熱変位測定センサ
１１によってＮＣ工作機械Ａの主軸の熱変位特性に応じ
た正しい熱変位量が測定されていると考えられるので、
ステップＳ２６において、補正量決定部３３が現測定時
点における熱変位量（ΔＬ₂）に基づいて補正量を決定
し、その補正量を制御手段５０に出力した後、ステップ
Ｓ２８に移行する。

【００３２】一方、ステップＳ２５において、現測定時
点における熱変位量（ΔＬ₂）が前測定時点における熱
変位量（ΔＬ₁）より大きい場合は、ノイズ等、何らか
の要因によって工作機械の主軸の熱変位特性に応じた正
しい熱変位量が測定されていないと考えられるので、ス
テップＳ２７において、補正量決定部３３が前測定時点
における熱変位量（ΔＬ₁）に基づいて補正量を決定
し、その補正量を制御手段５０に出力した後、ステップ
Ｓ２８に移行する。このように、熱変位量（ΔＬ）が実
際よりかなり大きな値として測定されたと考えられる場
合には、前回適正に測定された熱変位量（ΔＬ）に基づ
いて補正量を決定することで、ＮＣ工作機械の機械座標
系を必要以上に大きくシフトさせることがなく、不適正
な熱変位補正を加えることによって生じる加工精度の低
下を最小限に止めることができる。

【００３３】ステップＳ２８では、通常、ステップＳ２
４において、制御手段５０に出力された熱変位量（ΔＬ
₂）が、制御手段５０から熱変位量記憶手段２０に出力
され、熱変位量記憶手段２０に記憶されるが、現測定時
点における熱変位量（ΔＬ₂）が前測定時点における熱
変位量（ΔＬ₁）より大きい場合、即ち、前測定時点に
おける熱変位量（ΔＬ₁）に基づいて補正量を決定した
場合は、前測定時点における熱変位量（ΔＬ₁）が現測
定時点における熱変位量（ΔＬ₂）として熱変位量記憶
手段２０に記憶されると共に、前測定時点における熱変
位量（Ｌ₁）と前測定時点における熱変位量（ΔＬ₁）と
の和（Ｌ₁＋ΔＬ₁）が現測定時点における熱変位量（Ｌ
₂）として熱変位測定手段１０の記憶部１２に記憶され
る。

【００３４】そして、次のステップＳ２９において、判
断・処理部４３が補正量入力部４２に入力された補正量
に対して所定の処理を行った後、出力部４４からＮＣ装
置ａに補正指令を出力して熱変位補正処理ルーチンを終
了する。このとき、判断・処理部４３は、まず、ステッ
プＳ２６またはステップＳ２７において決定された補正
量が、所定の単位補正量（工作機械の機械座標系をシフ
ト可能な最小シフト量に所定の係数を乗じた量）より大
きいか否かを判断し、決定された補正量が単位補正量よ
り大きい場合には、その補正量を複数の単位補正量に分
割して、現測定時点（Ｔ₂）から次測定時点（Ｔ₃）まで
の間に、その分割された単位補正量を複数回にわたって
出力部４４に順次出力する。従って、決定された補正量
に基づく補正が一度に行われるのではなく、単位補正量
毎に複数回にわたって補正されることになり、加工面に
段差を生じさせないように、機械座標系を徐々にシフト
させることができる。

【００３５】なお、上述したように、ねじ加工等の特定
の加工中の場合は、熱変位量（Ｌ、ΔＬ）の測定、記憶
及び熱変位補正が行われないが、ねじ穴加工や自動工具
交換といった特定の加工等に要する時間は一般的に短
く、しかも、このような特定の加工等は必ず主軸の回転
数の変更を伴うため、次のステップＳ１２において、必
ず、ステップＳ１に戻って以上の処理を最初から繰り返
すことになるので、特定の加工中であるが故に行われな
い熱変位補正処理が繰り返し累積されることがなく、ま
た、後述するように、その後のステップＳ５において測
定される熱変位量（ΔＬ₀）は、特定加工に入る前に測
定、記憶された熱変位量（Ｌ）とステップＳ５において
測定された熱変位量（Ｌ₀）との差を求めることによっ
て算出され、特定の加工中でなければ本来補正されるべ
き補正量がこの時点で加味されることになるので、特に
問題となることはない。

【００３６】以上のようにしてステップＳ１１における
熱変位補正処理が終了すると、ステップＳ１２におい
て、主軸の回転数が変更されたか否かが判断され、主軸
の回転数が変更されない場合は、ステップＳ１３に移行
する。ここで、主軸の回転数が変更された場合は、ステ
ップＳ１に戻って以上の処理を最初から繰り返すことに
なる。

【００３７】但し、加工開始時には、上述したように、
ステップＳ５において、測定された熱変位量（Ｌ₀）
を、そのまま加工開始時点から初期時間経過時点
（Ｔ₀）までの間に主軸が熱変位した熱変位量（ΔＬ₀）
としているが、主軸の回転数の変更直後においては、算
出部１３が既に記憶部１２に記憶されている前測定時点
に対応する熱変位量（Ｌ_n）と主軸の回転数変更時点か
ら初期時間が経過した時点（Ｔ₀）に測定された主軸の
熱変位量（Ｌ₀）との差を求めることで、回転数変更時
点から初期時間経過時点（Ｔ₀）までの間に主軸が熱変
位した熱変位量（ΔＬ₀）が算出される。

【００３８】最終ステップＳ１３では、ＮＣ工作機械Ａ
の加工が停止されたか否かが判断され、加工が停止され
ない場合は、再びステップＳ１１の熱変位補正処理ルー
チンに戻って次測定時点以降（Ｔ₃、Ｔ₄…）の熱変位補
正処理を繰り返して行う。一方、ステップＳ１３におい
て、ＮＣ工作機械Ａの加工が停止された場合は、熱変位
補正装置１による補正処理が終了する。

【００３９】なお、この実施形態では、ＮＣ工作機械Ａ
の主軸後端の熱変位量を測定し、この熱変位量を主軸先
端の熱変位量としてそのまま採用しているが、厳密に
は、主軸後端の熱変位量と主軸先端の熱変位量とは異な
るため、主軸後端の熱変位量と主軸先端の熱変位量との
相関関係を予め求めておき、この相関関係に基づいて、
測定した主軸後端の熱変位量を補正することにより主軸
先端の熱変位量を算出し、この算出された主軸先端の熱
変位量を採用することが望ましい。

【００４０】また、この実施形態では、単位時間（Δ
Ｔ）内に主軸が熱変位した熱変位量（ΔＬ）に基づいて
補正量を決定しているが、各測定時点（Ｔ₀、Ｔ₁…）に
測定された熱変位量（Ｌ）やその熱変位量（Ｌ）に上述
した所定の処理を施すことによって修正された熱変位量
（Ｌ）を、そのまま補正量としてＮＣ装置ａに出力する
ことで熱変位補正を行うことも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明のＮＣ工作機械
の熱変位補正装置は、主軸の熱変位特性を考慮して、Ｎ
Ｃ工作機械の主軸の回転数が変化した時点から所定時間
経過後において、測定された熱変位量が前回測定された
熱変位量より大きい場合は、前回の熱変位量に基づいて
補正量を決定するようにしたため、何らかの要因によっ
て主軸の熱変位量が正しく測定できなかった場合でも、
ＮＣ工作機械の機械座標系を必要以上に大きくシフトさ
せることがなく、不適正な熱変位補正を加えることによ
り発生する加工精度の低下を防止することができ、熱変
位補正の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる熱変位補正装置の一実施形態
を示すブロック図である。

【図２】同上の熱変位補正装置における熱変位量測定手
段を示すブロック図である。

【図３】同上の熱変位補正装置における補正量決定手段
を示すブロック図である。

【図４】同上の熱変位補正装置における補正指令手段を
示すブロック図である。

【図５】同上の熱変位補正装置全体の処理の内容を示す
フローチャートである。

【図６】同上の熱変位補正装置の熱変位補正処理の内容
を示すフローチャートである。

【図７】工作機械の主軸の熱変位特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１熱変位補正装置１０熱変位量測定手段２０熱変位量記憶手段３０補正量決定手段４０補正指令手段５０制御手段ＡＮＣ工作機械ａＮＣ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＮＣ工作機械の主軸の回転数が変化した
後所定時間経過後から、単位時間内に熱変位した主軸の
熱変位量を単位時間毎に順次測定する熱変位量測定手段
と、前記熱変位量測定手段によって測定された単位時間内の
熱変位量を記憶する熱変位量記憶手段と、前記熱変位量測定手段によって測定された主軸の熱変位
量に基づいて、ＮＣ工作機械の機械座標系をシフトさせ
るための補正量を決定する補正量決定手段と、前記補正量決定手段によって決定された補正量に基づい
て、ＮＣ装置に機械座標系をシフトさせる補正指令を出
力する補正指令手段とを備え、前記補正量決定手段が、前記熱変位量記憶手段に記憶さ
れた前回の熱変位量と前記熱変位量測定手段によって測
定された今回の熱変位量とを比較し、前回の熱変位量が
今回の熱変位量より大きい場合は、今回の熱変位量に基
づいて補正量を決定し、今回の熱変位量が前回の熱変位
量より大きい場合は、前回の熱変位量に基づいて補正量
を決定するようにしたＮＣ工作機械の熱変位補正装置。
【請求項２】前記補正指令手段が、前記補正量決定手
段によって決定された補正量を分割し、次回の熱変位量
の測定時点までの間に、その分割補正量に基づく補正指
令を複数回にわたって順次出力するようにした請求項１
に記載のＮＣ工作機械の熱変位補正装置。
【請求項３】ＮＣ工作機械が特定の加工を行っている
場合または自動工具交換中である場合は、前記補正指令
手段が補正指令を出力しないようにした請求項１または
２に記載のＮＣ工作機械の熱変位補正装置。