專(zhuān)利名稱(chēng)：工作機(jī)械中的溫度傳感器的異常檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)在工作機(jī)械的熱位移校正中使用的溫度傳感器的異常 進(jìn)行檢測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
在工作機(jī)械中，廣泛采用對(duì)由環(huán)境溫度變化或切削熱引起的加工尺 寸誤差進(jìn)行校正的熱位移校正方法。在該熱位移校正方法中，在工作機(jī) 械的構(gòu)成要素中設(shè)置熱電偶或熱敏電阻等溫度傳感器，利用電壓計(jì)或電 流計(jì)等溫度測(cè)定裝置得到來(lái)自溫度傳感器的溫度信息，根據(jù)所得到的溫 度信息估計(jì)熱位移量而對(duì)主軸或刀架等移動(dòng)體的校正量進(jìn)行運(yùn)算，并根
據(jù)校正量控制移動(dòng)體(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1 3)。 [專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本特公昭61-59860號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本特公平6-61674號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2001-341049號(hào)公報(bào)
在該情況下，當(dāng)由于溫度傳感器的斷路/短路等異?；驕囟葴y(cè)定裝置 的故障等而檢測(cè)到異常的溫度時(shí)，有可能無(wú)法進(jìn)行正常的校正而導(dǎo)致加 工尺寸誤差變大，或者由于異常的校正量而導(dǎo)致機(jī)械的移動(dòng)體碰撞到工 件等，所以需要可檢測(cè)溫度傳感器的異常。在此，對(duì)于溫度傳感器的斷 路/短路等異常，能夠通過(guò)分別監(jiān)視專(zhuān)用的溫度傳感器的溫度信息來(lái)容易 地進(jìn)行檢測(cè)。但是，例如對(duì)于伴隨熱敏電阻老化而產(chǎn)生的異常等，無(wú)法 由溫度傳感器或溫度測(cè)定裝置單獨(dú)地進(jìn)行檢測(cè)，而采用在同一處設(shè)置多 個(gè)溫度傳感器并比較彼此的溫度信息來(lái)檢測(cè)異常的方法。因此，導(dǎo)致溫 度傳感器或溫度測(cè)定裝置數(shù)量增加，引發(fā)成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠更加簡(jiǎn)單地檢測(cè)溫度傳感 器的異常的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面發(fā)明的特征在于，使用與任意的一個(gè) 溫度傳感器不同位置的另一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度，利用預(yù)先設(shè)定的 運(yùn)算式求出與一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度等效的檢測(cè)溫度，將所得到的 等效的檢測(cè)溫度和一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度之間的差與預(yù)先設(shè)定的極 限值進(jìn)行比較，在該差超過(guò)極限值的情況下，將一個(gè)溫度傳感器或者另 一個(gè)溫度傳感器判斷為異常。
除了第一方面發(fā)明的目的以外，為了簡(jiǎn)單且正確地求出等效的檢測(cè) 溫度，第二方面發(fā)明采用在運(yùn)算式中使用線(xiàn)性定常系統(tǒng)(一次遅fl系) 的傳遞函數(shù)的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，僅通過(guò)用于校正的溫度傳感器和溫度測(cè)定裝置即可進(jìn) 行檢測(cè)溫度的異常判斷。由此，無(wú)需多余的溫度傳感器或溫度測(cè)定裝置， 能夠毫不費(fèi)事且簡(jiǎn)單地實(shí)施檢測(cè)溫度的異常檢測(cè)，成本上升也被抑制。
根據(jù)第二方面所述的發(fā)明，除了第一方面發(fā)明的效果以外，還能夠 簡(jiǎn)單且正確地求出等效的檢測(cè)溫度的值。


圖1是車(chē)床的概略圖。
圖2是表示溫度傳感器的檢測(cè)溫度的變化的曲線(xiàn)圖。 圖3是表示室溫變化的曲線(xiàn)圖。
圖4是溫度傳感器的異常檢測(cè)方法的流程圖。
圖5是對(duì)床鞍(saddle)溫度和溫度Tb詣'進(jìn)行比較而得到的曲線(xiàn)圖。
圖6是對(duì)切削水溫度和溫度Tb9-8'進(jìn)行比較而得到的曲線(xiàn)圖。
圖7是對(duì)床身(bed)溫度和溫度Tb川-9'進(jìn)行比較而得到的曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是從主軸的軸向觀(guān)察作為工作機(jī)械的一個(gè)例子的車(chē)床的概略
圖。在床身1的左側(cè)上表面固定設(shè)置主軸臺(tái)2，在突出設(shè)置于主軸臺(tái)2上
的主軸上固定設(shè)置有卡盤(pán)(chunk) 3，其可保持工件。在設(shè)置于主軸臺(tái)2 右側(cè)的床身1上表面的導(dǎo)軌上放置有床鞍4，在床鞍4上以可向主軸的徑 向滑動(dòng)的方式放置有刀架5，在以可在刀架5的側(cè)面旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的轉(zhuǎn) 塔(turret) 6的外周面上可以固定切削工具。
另一方面，在主軸臺(tái)2下部的床身1上具有用于排出切屑或切削水 等的孔，排出的切屑或切削水被回收到切削水箱7。
此外，在該車(chē)床上設(shè)置有3個(gè)溫度傳感器8 10。溫度傳感器8為 了測(cè)定切削水的溫度而安裝在切削水箱7中，溫度傳感器9為了測(cè)定機(jī) 體的床身部溫度而安裝在床身1上，溫度傳感器10為了測(cè)定床鞍部溫度 而安裝在床鞍4上。
各個(gè)溫度傳感器8 10的溫度檢測(cè)信號(hào)被輸入到溫度測(cè)定裝置11， 采用已知的方法從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)而得到溫度數(shù)值。12是參數(shù) 存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)有根據(jù)一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度Ta和不同位置的另一 個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度Tb而使Tb變?yōu)榕cTa等效的檢測(cè)溫度Tb'的運(yùn) 算式。檢測(cè)溫度判定裝置13根據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)裝置12的運(yùn)算式求出檢測(cè)溫 度Tb'，將檢測(cè)溫度Ta和Tb'之間的差與預(yù)先設(shè)定的極限值進(jìn)行比較，來(lái) 判斷溫度傳感器的異常，并將判斷結(jié)果輸出到校正裝置14。校正裝置14 根據(jù)從檢測(cè)溫度判定裝置13得到的檢測(cè)溫度對(duì)校正值進(jìn)行運(yùn)算，并輸出 到NC裝置15。 NC裝置15按照所得到的校正值來(lái)變更床鞍或刀架等的 進(jìn)給指令。
作為存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)裝置12中的運(yùn)算式，可使用下面所示的線(xiàn)性定 常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。其中，在Tb的溫度變化比Ta的溫度變化更快的情 況下，使用利用離散式對(duì)線(xiàn)性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進(jìn)行近似的式1;在 Ta的溫度變化比Tb的溫度變化更快的情況下使用式2。
<formula>formula see original document page 5</formula>...(式2)
Tb:另一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度
a:特性系數(shù)A卩特性系數(shù)B n:次數(shù)
此外，作為在上述式1、 2中使用的特性系數(shù)A、 B，在參數(shù)存儲(chǔ)裝置 12中預(yù)先設(shè)定有各個(gè)溫度傳感器8 10間的特性系數(shù)ct8—1Q、卩9-8、 (x10-9 以及極限值丫。
圖2分別表示圖3的室溫變化時(shí)的切削水箱部的溫度傳感器8、床 身部的溫度傳感器9、床鞍部的溫度傳感器10的檢測(cè)溫度。這樣各個(gè)溫 度傳感器的檢測(cè)溫度隨著設(shè)置位置而不同，所以在此以如下方式設(shè)定各 個(gè)溫度傳感器間的檢測(cè)溫度的特性系數(shù)。
a8-1Q:溫度傳感器10 (床鞍)相對(duì)于溫度傳感器8 (切削水)的特 性系數(shù)A (=2.8xl(T3)
p9-8:溫度傳感器8 (切削水)相對(duì)于溫度傳感器9 (床身)的特性 系數(shù)B (=7.9xl(r4)
a10-9:溫度傳感器9 (床身)相對(duì)于溫度傳感器10 (床鞍)的特性 系數(shù)A (=1.5xl0—3)
根據(jù)圖4的流程圖說(shuō)明以如上方式構(gòu)成的車(chē)床中的溫度傳感器的異 常檢測(cè)方法。
首先，利用各個(gè)溫度傳感器8 10進(jìn)行溫度測(cè)定，利用溫度測(cè)定裝 置11將所得到的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)而得到溫度數(shù)值(Sl)。其按 照預(yù)先設(shè)定的間隔(例如10秒)來(lái)進(jìn)行。接著，在S2中，由檢測(cè)溫度 判定裝置13使用存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)裝置12中的運(yùn)算式和特性系數(shù)，分別 計(jì)算與對(duì)應(yīng)的溫度傳感器的檢測(cè)溫度等效的檢測(cè)溫度即下述的Tb8-10'、 Tb9—8'、 Tb1Q-9'。具體而言，利用下面所示的式la、式2a、式lb進(jìn)行計(jì)
算。分別將Tbs,'、 Tb9—8'、 TbK)-9鄰各個(gè)檢測(cè)溫度進(jìn)行比較而得到的結(jié)
果如圖5、圖6、圖7所示。
Tb8-1()':利用溫度傳感器8 (切削水)計(jì)算出的與溫度傳感器10 (床 鞍)的檢測(cè)溫度等效的值
Tb9-8':利用溫度傳感器9 (床身)計(jì)算出的與溫度傳感器8 (切削 水)的檢測(cè)溫度等效的值Tbn)V:利用溫度傳感器10 (床鞍)計(jì)算出的與溫度傳感器9 (床 身)的檢測(cè)溫度等效的值
Tb8—10'n=Tb8'n—一 (Tb8n—Tbs'n一》'a8—10...(式la) Tb9—8'n=Tb9'n-1+ (Tb9n—Tb9'n—,) *l/p9—8…(式2a) Tb10—9'n= Tbio'『i+ (Tbi0n—Tbio") *a10—9 …(式lb) 其中，Tb8:溫度傳感器8 (切削水)的檢測(cè)溫度 Tb9:溫度傳感器9 (床身)的檢測(cè)溫度 Tb1():溫度傳感器IO (床鞍)的檢測(cè)溫度 接著，在S3中，利用存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)裝置12中的下面所示的式3， 求出Ta和Tb'之間的溫度差的絕對(duì)值A(chǔ)T。在此，利用下述的式3a、式 3b、式3c，計(jì)算使用利用上述的式la、式2a、式lb計(jì)算出的Tb8-10'、 Tb9-8'、 TbK)—9'判斷異常時(shí)的溫度差的絕對(duì)值A(chǔ)T。
△T= I Ta—Tb' I …(式3)
△T8—1()= I Ta1()—Tb8_1()' i ...(式3a)
△T9—8= I Ta8—Tb9—s' I …(式3b)
△T10—9= 1 Ta9—Tb10—9' I ...(式3c)
其中，Ta8:溫度傳感器8 (切削水)的檢測(cè)溫度 Ta9:溫度傳感器9 (床身)的檢測(cè)溫度 Ta10:溫度傳感器10 (床鞍)的檢測(cè)溫度 而且，在S4中將計(jì)算出的絕對(duì)值A(chǔ)T與極限值Y進(jìn)行比較。在此當(dāng) △T大于極限值y的情況下，判斷為T(mén)a或者Tb異常，在S5中利用報(bào)警 器等進(jìn)行報(bào)警，在S6中，對(duì)校正裝置14發(fā)出指令使得維持變?yōu)楫惓Ｇ?的校正量。在S7中判別為繼續(xù)進(jìn)行異常檢測(cè)的情況下返回到Sl。
另外，在該例子中，在所有的AT中使用不同的溫度傳感器的組合， 所以能夠利用下面所示的式4a、式4b、式4c將檢測(cè)溫度的異常確定為1 個(gè)。
AT8-i^Y且AT9—8>7時(shí)判斷為溫度傳感器8 (切削水)的檢測(cè)溫 度異常 ...(式4a)
△T9—^Y且AT,o-一Y時(shí)判斷為溫度傳感器9 (床身)的檢測(cè)溫度
異常 ...(式4b)
AT1Q-9> y且AT8-1()> y時(shí)判斷為溫度傳感器10 (床鞍)的檢測(cè)溫 度異常 ...(式4c)
這樣，根據(jù)上述方式的溫度傳感器的異常檢測(cè)方法，使用與任意一 個(gè)溫度傳感器不同位置的另一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度，利用預(yù)先設(shè)定 的運(yùn)算式求出與一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度等效的檢測(cè)溫度，將所得到 的等效的檢測(cè)溫度和一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度之間的差與預(yù)先設(shè)定的 極限值進(jìn)行比較，在上述差超過(guò)極限值的情況下，將該一個(gè)溫度傳感器 或者另 一個(gè)溫度傳感器判斷為異常，從而僅通過(guò)用于校正的溫度傳感器 和溫度測(cè)定裝置即可進(jìn)行檢測(cè)溫度的異常判斷。由此，無(wú)需多余的溫度 傳感器或溫度測(cè)定裝置，能夠毫不費(fèi)事且簡(jiǎn)單地實(shí)施檢測(cè)溫度的異常檢 測(cè)，也抑制了成本上升。特別是通過(guò)在求出等效的檢測(cè)溫度的運(yùn)算式中 使用上述線(xiàn)性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，從而能夠簡(jiǎn)單且正確地求出等效的 檢測(cè)溫度的值。
另外，溫度傳感器的數(shù)量和設(shè)置位置等不限于上述方式，還可進(jìn)行 適當(dāng)變更。當(dāng)然，只要是加工中心(machining center)等復(fù)合加工機(jī)等 使用溫度傳感器執(zhí)行熱位移校正的設(shè)備，則適用的工作機(jī)械也不限于上 述方式。
權(quán)利要求
1.一種工作機(jī)械中的溫度傳感器的異常檢測(cè)方法，其是在將多個(gè)溫度傳感器配置在不同位置處的工作機(jī)械中，檢測(cè)上述溫度傳感器的異常的方法，該異常檢測(cè)方法的特征在于，使用與任意的一個(gè)溫度傳感器不同位置的另一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度，利用預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算式求出與上述一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度等效的檢測(cè)溫度，將所得到的上述等效的檢測(cè)溫度和上述一個(gè)溫度傳感器的檢測(cè)溫度之間的差與預(yù)先設(shè)定的極限值進(jìn)行比較，在上述差超過(guò)上述極限值的情況下，將上述一個(gè)溫度傳感器或者另一個(gè)溫度傳感器判斷為異常。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作機(jī)械中的溫度傳感器的異常檢測(cè)方 法，其特征在于，運(yùn)算式使用線(xiàn)性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工作機(jī)械中的溫度傳感器的異常檢測(cè)方法，其能夠簡(jiǎn)單地檢測(cè)溫度傳感器的異常。作為解決手段，在S1中利用各個(gè)溫度傳感器進(jìn)行溫度計(jì)測(cè)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)而得到溫度數(shù)值。接著，在S2中，使用存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)裝置中的運(yùn)算式和特性系數(shù)，計(jì)算與對(duì)應(yīng)的溫度傳感器的檢測(cè)溫度等效的檢測(cè)溫度即Tb′，在S3中，求出Ta和Tb′之間的溫度差的絕對(duì)值ΔT。然后，在S4中將計(jì)算出的絕對(duì)值ΔT與極限值γ進(jìn)行比較，當(dāng)ΔT大于極限值γ的情況下，判斷為T(mén)a或者Tb異常，在S5中利用報(bào)警器等進(jìn)行報(bào)警，在S6中，對(duì)校正裝置發(fā)出指令使得維持變?yōu)楫惓Ｇ暗男Ｕ俊?br> 文檔編號(hào)G01K15/00GK101201273SQ20071019683
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者佐藤禮士 申請(qǐng)人:大隈株式會(huì)社