JPS58132441A - 自動熱変位補正装置 - Google Patents
自動熱変位補正装置Info
- Publication number
- JPS58132441A JPS58132441A JP1075882A JP1075882A JPS58132441A JP S58132441 A JPS58132441 A JP S58132441A JP 1075882 A JP1075882 A JP 1075882A JP 1075882 A JP1075882 A JP 1075882A JP S58132441 A JPS58132441 A JP S58132441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- axis
- thermal displacement
- spindle
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/18—Compensation of tool-deflection due to temperature or force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、工作機械の主軸の運転中に主軸頭の温度上昇
により生ずる主軸の熱変位を補正するための熱変位補正
装置に関し、１軸補正するのに主軸頭又はコラムから数
点の温度検出を行って補正量を算出することにより、主
軸の熱変位を補正するものである。
により生ずる主軸の熱変位を補正するための熱変位補正
装置に関し、１軸補正するのに主軸頭又はコラムから数
点の温度検出を行って補正量を算出することにより、主
軸の熱変位を補正するものである。
従来の温度検出を利用した熱変位補正装置は、主に主軸
頭の温度と温度変化の少ないベース後部の温度とを検出
し、これらの温度差と主軸変位との関係式を利用して１
軸補正するのに温度検出位置を一つ決め、補正量の算出
が行なわれていた。機械の構造上発熱源は多く、機内の
温度分布は不均一なものであるから、上記の１軸１点の
温度検出をする方式ではｘ、ｙ、ｚの３軸方向について
所望の加工精度が与えられない欠点があった。
頭の温度と温度変化の少ないベース後部の温度とを検出
し、これらの温度差と主軸変位との関係式を利用して１
軸補正するのに温度検出位置を一つ決め、補正量の算出
が行なわれていた。機械の構造上発熱源は多く、機内の
温度分布は不均一なものであるから、上記の１軸１点の
温度検出をする方式ではｘ、ｙ、ｚの３軸方向について
所望の加工精度が与えられない欠点があった。
本発明は、工作機械の主軸頭の構造と機内の不均一な温
度分布によって生ずる熱変位との関係に着目し、これを
数点の温度検出位置を決定することに利用して、１軸補
正するの１こ、主軸頭又はコラムから数点の温度検出し
、これらの温度から温度変化の少ないベース後部の温度
を差し引いた温度差と主軸変位との関係式を利用１２て
、一定の順序でｘ、ｙ、ｚ軸方向の補正量を算出し、こ
の補正データを軸選択信号と同時にＮＣ装置へ出力して
、主軸の熱変位に対応した量だけ軸移動指令に含めて軸
制御し、加工精度ｔこ悪影響を及ぼす熱変位を自動的に
補正する熱変位補正装置である。
度分布によって生ずる熱変位との関係に着目し、これを
数点の温度検出位置を決定することに利用して、１軸補
正するの１こ、主軸頭又はコラムから数点の温度検出し
、これらの温度から温度変化の少ないベース後部の温度
を差し引いた温度差と主軸変位との関係式を利用１２て
、一定の順序でｘ、ｙ、ｚ軸方向の補正量を算出し、こ
の補正データを軸選択信号と同時にＮＣ装置へ出力して
、主軸の熱変位に対応した量だけ軸移動指令に含めて軸
制御し、加工精度ｔこ悪影響を及ぼす熱変位を自動的に
補正する熱変位補正装置である。
次に本発明の一実施例を図面に基づいて説明すると、第
１図は本発明をＸ軸に対して対称の構造をもつ立型マシ
ニングセンタに具体化した図面であり、温度センサ取付
位置を示す。このマシニングセンタの場合Ｘ軸に対して
対称の構造のため、Ｘ軸方向の熱変位量は微小であシ、
補正を必要としないが、Ｙ軸方向は主軸頭とコラムの中
間あたりに１点、ｚ軸方向は主軸部のベアリング付近と
コラム上面の２点で温度検出し、温度変化の少ないベー
ス後部の温度を基準温度として取付けである。
１図は本発明をＸ軸に対して対称の構造をもつ立型マシ
ニングセンタに具体化した図面であり、温度センサ取付
位置を示す。このマシニングセンタの場合Ｘ軸に対して
対称の構造のため、Ｘ軸方向の熱変位量は微小であシ、
補正を必要としないが、Ｙ軸方向は主軸頭とコラムの中
間あたりに１点、ｚ軸方向は主軸部のベアリング付近と
コラム上面の２点で温度検出し、温度変化の少ないベー
ス後部の温度を基準温度として取付けである。
第２図ｔこおいてｘ、ｙ、ｚの各軸数側の温度センサか
ら出力された信号は、切換コントロール回路１３にて制
御された切換回路稔によってサンプリングされ、増幅出
力回路１４Ｊｌ）変換回路拓を通じて演算制御回路１６
へ送られる。演算制御回路１６は入力されたディジタル
信号を補正式（１）に従って補正量を演算すると同時に
軸の切換制御も行う。各部の温度センサ信号は、第３図
のように一定の順序でサンプリングされるが演算制御回
路１６で軸選択信号（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にょシ、各軸の温度
検出信号を判別し、これに基づいて補正量が算出される
ので軸によって使用する温度センサの数が異っていても
よい。この補正データは軸選択信号と同時にＮＣ装置５
へ出力できる。
ら出力された信号は、切換コントロール回路１３にて制
御された切換回路稔によってサンプリングされ、増幅出
力回路１４Ｊｌ）変換回路拓を通じて演算制御回路１６
へ送られる。演算制御回路１６は入力されたディジタル
信号を補正式（１）に従って補正量を演算すると同時に
軸の切換制御も行う。各部の温度センサ信号は、第３図
のように一定の順序でサンプリングされるが演算制御回
路１６で軸選択信号（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にょシ、各軸の温度
検出信号を判別し、これに基づいて補正量が算出される
ので軸によって使用する温度センサの数が異っていても
よい。この補正データは軸選択信号と同時にＮＣ装置５
へ出力できる。
温度検出位置は、主軸頭又はコラムから数点の温度を検
出して、基準温度との温度差と主軸変位の対応が得られ
る点をあらかじめ実験にて決める。基準温度は、機械の
中で温度変化の少ないベース後部の温度である。温度差
と主軸変位が直線性をもつ位置があれば温度検出は１点
温度差△Ｔと主軸変位Ｃには比例関係が成り立っている
が、この比例定数を熱変位係数σとすると、この係数は
、熱変位係数設定回路１７で符号付３桁で基準温度の検
出を除（温度センサ数だけ設定する。また、この係数の
設定値は、数種の負荷パターンによって得られたそれぞ
れの最適な係数を算出したのもこれらの平均値をとって
決める。平均値をとることにより負荷変動に対する補正
のバラツキを小さくできる。
出して、基準温度との温度差と主軸変位の対応が得られ
る点をあらかじめ実験にて決める。基準温度は、機械の
中で温度変化の少ないベース後部の温度である。温度差
と主軸変位が直線性をもつ位置があれば温度検出は１点
温度差△Ｔと主軸変位Ｃには比例関係が成り立っている
が、この比例定数を熱変位係数σとすると、この係数は
、熱変位係数設定回路１７で符号付３桁で基準温度の検
出を除（温度センサ数だけ設定する。また、この係数の
設定値は、数種の負荷パターンによって得られたそれぞ
れの最適な係数を算出したのもこれらの平均値をとって
決める。平均値をとることにより負荷変動に対する補正
のバラツキを小さくできる。
補正式は以下の通シである。
ｃＢ ＝ａｘｌ（ｔＢ−ｔｏ）十ａｘ２（ｔ１２−ｔｏ
）＋＝ ＋＋ ＋＋ ＋＋ （１）Ｃ〕：１軸の補正量
（ｉ＝Ｘ、Ｙ、Ｚ）＋’ＺＨ： ｉ軸層の温度センサ（
１）の熱変位係数ｔＨ： ｉ軸層の温度センサ（１）
の温度上記のように構成された装置で１軸数点の温度検
出を行うと演算制御回路の軸選択信号で切換回路をコン
トロールして、温度センサ信号を一定の順序でサンプリ
ングできるので、軸によって使用する温度センサの個数
が異っていても演算制御回路にて補正式（１）に従って
補正データを算出できる。そのため１軸１点の温度検出
では補正が不十分な軸は、２点以北の検出をして補正デ
ー夕をＮＣ装置へ出力できるので、主軸の熱変位を極め
て自由に自動的に補正することができる。
）＋＝ ＋＋ ＋＋ ＋＋ （１）Ｃ〕：１軸の補正量
（ｉ＝Ｘ、Ｙ、Ｚ）＋’ＺＨ： ｉ軸層の温度センサ（
１）の熱変位係数ｔＨ： ｉ軸層の温度センサ（１）
の温度上記のように構成された装置で１軸数点の温度検
出を行うと演算制御回路の軸選択信号で切換回路をコン
トロールして、温度センサ信号を一定の順序でサンプリ
ングできるので、軸によって使用する温度センサの個数
が異っていても演算制御回路にて補正式（１）に従って
補正データを算出できる。そのため１軸１点の温度検出
では補正が不十分な軸は、２点以北の検出をして補正デ
ー夕をＮＣ装置へ出力できるので、主軸の熱変位を極め
て自由に自動的に補正することができる。
この発明は、以上説明したようにＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向
について１軸数個の温度センサを使用して主軸の熱変位
補正データを軸選択信号と同時に出力し、これらの信号
を軸移動指令に含めて軸制御できるので極めて簡単な装
置により正確な主軸の変位の補正ができる。
について１軸数個の温度センサを使用して主軸の熱変位
補正データを軸選択信号と同時に出力し、これらの信号
を軸移動指令に含めて軸制御できるので極めて簡単な装
置により正確な主軸の変位の補正ができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す温度センサ取付図、
第２図は本装置のブロック図、第３図は、サンプリング
のタイミングを示す。 図面中１は主軸頭、２は主軸、３はコラム、４はベース
、５はＮＣ装置、６は強電盤、７は熱変位補正装置の主
要部、８はＺ軸用温度センサ（１）、９はＺ軸用温度セ
ンサ（２）、１０はＹ軸用温度センサ（１）、１１は基
準温度を検出する温度センサ、■は手動軸選択回路、１
９は入出力回路、２０はＬＥＤ表示回路、２１はサーボ
モータＭ １図 Ｎ５図
第２図は本装置のブロック図、第３図は、サンプリング
のタイミングを示す。 図面中１は主軸頭、２は主軸、３はコラム、４はベース
、５はＮＣ装置、６は強電盤、７は熱変位補正装置の主
要部、８はＺ軸用温度センサ（１）、９はＺ軸用温度セ
ンサ（２）、１０はＹ軸用温度センサ（１）、１１は基
準温度を検出する温度センサ、■は手動軸選択回路、１
９は入出力回路、２０はＬＥＤ表示回路、２１はサーボ
モータＭ １図 Ｎ５図
Claims (1)
- ｘ、ｙ、ｚの３軸方向の主軸熱変位を補正するために機
械の主要点つまり最大の発熱部である主軸頭、その他コ
ラム等からｘ、ｙ、ｚ方向についてそれぞれ数点の温度
を検出し、これらの温度から温度変化の少ないベース後
部の温度を差し引いた温度差と主軸変位との関係式をｆ
ｌｌ用して補正量を算出し、この補正データを軸選択信
号と同時にＮＣ装置へ出力して主軸の熱変位をこ対応し
た量だけ軸移動指令に含めて軸制御し、加工精度に悪影
響を及ぼす熱変位を自動的に補正する熱変位補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075882A JPS58132441A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 自動熱変位補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075882A JPS58132441A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 自動熱変位補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58132441A true JPS58132441A (ja) | 1983-08-06 |
Family
ID=11759221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1075882A Pending JPS58132441A (ja) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | 自動熱変位補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58132441A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61192446A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Niigata Eng Co Ltd | 数値制御工作機械の熱変位補正方法 |
| JPS6279949A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-13 | Okuma Mach Works Ltd | 主軸台の熱変位補償装置 |
| EP0567765A2 (de) * | 1992-04-30 | 1993-11-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Optimieren der Postioniergenauigkeit von Roboterarmen |
| US5421683A (en) * | 1993-06-17 | 1995-06-06 | National Broach & Machine Company | Machine tool with temperature compensation |
| US5623857A (en) * | 1994-06-16 | 1997-04-29 | Hitachi Seiki Co., Ltd. | Method and apparatus for compensating for thermal distortion for a machine tool |
| US5779405A (en) * | 1994-03-30 | 1998-07-14 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Thermal displacement correcting apparatus for machine tool |
| US5833407A (en) * | 1996-02-19 | 1998-11-10 | Okuma Corporation | Method for estimating heat-included displacment in a machine tool |
| US6234730B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-05-22 | Brother Industries, Ltd. | Thermal change computation apparatus for machine tool |
| EP1629940A2 (de) * | 2004-08-24 | 2006-03-01 | BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN GmbH | Temperaturkompensiertes Werkzeug |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5182466A (en) * | 1975-01-17 | 1976-07-20 | Niigata Engineering Co Ltd | Kosakukikainiokeru netsuheni no hoshohoho |
| JPS53123674A (en) * | 1977-04-04 | 1978-10-28 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS54123674A (en) * | 1978-03-17 | 1979-09-26 | Okuma Mach Works Ltd | Method of and device for compensating positioning temperature for numerical control machine |
-
1982
- 1982-01-25 JP JP1075882A patent/JPS58132441A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5182466A (en) * | 1975-01-17 | 1976-07-20 | Niigata Engineering Co Ltd | Kosakukikainiokeru netsuheni no hoshohoho |
| JPS53123674A (en) * | 1977-04-04 | 1978-10-28 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS54123674A (en) * | 1978-03-17 | 1979-09-26 | Okuma Mach Works Ltd | Method of and device for compensating positioning temperature for numerical control machine |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61192446A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | Niigata Eng Co Ltd | 数値制御工作機械の熱変位補正方法 |
| JPS6279949A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-13 | Okuma Mach Works Ltd | 主軸台の熱変位補償装置 |
| EP0567765A2 (de) * | 1992-04-30 | 1993-11-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Optimieren der Postioniergenauigkeit von Roboterarmen |
| EP0567765A3 (ja) * | 1992-04-30 | 1994-04-13 | Siemens Ag | |
| US5421683A (en) * | 1993-06-17 | 1995-06-06 | National Broach & Machine Company | Machine tool with temperature compensation |
| US5779405A (en) * | 1994-03-30 | 1998-07-14 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Thermal displacement correcting apparatus for machine tool |
| US5623857A (en) * | 1994-06-16 | 1997-04-29 | Hitachi Seiki Co., Ltd. | Method and apparatus for compensating for thermal distortion for a machine tool |
| US5833407A (en) * | 1996-02-19 | 1998-11-10 | Okuma Corporation | Method for estimating heat-included displacment in a machine tool |
| US6234730B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-05-22 | Brother Industries, Ltd. | Thermal change computation apparatus for machine tool |
| EP1629940A2 (de) * | 2004-08-24 | 2006-03-01 | BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN GmbH | Temperaturkompensiertes Werkzeug |
| EP1629940A3 (de) * | 2004-08-24 | 2006-04-19 | BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN GmbH | Temperaturkompensiertes Werkzeug |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4603487A (en) | Method of compensating a profiling direction of a profiling machine | |
| JPS58132441A (ja) | 自動熱変位補正装置 | |
| JP3136472B2 (ja) | 工作機械の熱変位補正量算出方法 | |
| US4918584A (en) | Self-adjusting servo device and method | |
| KR960007510B1 (ko) | 2개의 서어보계간의 추종제어 방식 | |
| JP2006116654A (ja) | Ｎｃ工作機械の熱変形補正方法及び熱変形補正装置 | |
| JPH0424198B2 (ja) | ||
| JPH06190687A (ja) | 工作機械の熱変位補正装置 | |
| JPH08229774A (ja) | 工作機械の変形補正加工法 | |
| JP2778159B2 (ja) | サーボモータの送り補正方法 | |
| JPS6274507A (ja) | ２刃物台を有する４軸制御ｎｃ旋盤の刃物台原点の修正方法 | |
| JPS6117011A (ja) | 門型工作機械における寸法測定方法 | |
| JPS5595107A (en) | Simple forecasting controller | |
| JPS58109251A (ja) | 数値制御加工方式 | |
| JPS58160042A (ja) | 数値制御工作機械の熱変位補正方法 | |
| JPS6232751Y2 (ja) | ||
| JPS61230841A (ja) | 数値制御工作機械の工具の軌跡修正方法 | |
| JP2753724B2 (ja) | 工作機械の補正方法 | |
| JP2536831B2 (ja) | 位置決め補正装置 | |
| JPH06304847A (ja) | 複合熱変位補正方法とその装置 | |
| SU1364451A1 (ru) | Устройство активного контрол | |
| JPS57127607A (en) | Thermal displacement correcting method in profile milling machine | |
| JPS61192446A (ja) | 数値制御工作機械の熱変位補正方法 | |
| CN114043313A (zh) | 一种数控铣床零点漂移补偿方法 | |
| JPH0919847A (ja) | 主軸の熱変位補正装置 |