機(jī)床的熱位移校正裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)床的熱位移校正裝置，將熱位移校正量設(shè)為F，將調(diào)整值設(shè)為E，首先，第一步驟，決定E＝a+k|F|的系數(shù)k。接著，第二步驟，每當(dāng)實(shí)際進(jìn)行加工時(shí)，在未設(shè)定a的情況下，設(shè)定a。如果預(yù)先決定a和系數(shù)k，則使熱位移校正單元有效，開始運(yùn)行加工程序，計(jì)算出熱位移校正量F，根據(jù)E＝a+k|F|計(jì)算出調(diào)整值E，計(jì)算出調(diào)整后的熱位移校正量F’(＝E×F)，將F’發(fā)送到熱位移校正單元。
【專利說明】
機(jī)床的熱位移校正裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種配備于機(jī)床的、用于校正由該機(jī)床產(chǎn)生的熱位移量的熱位移校正
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)床中用電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給絲杠和主軸，因此由電機(jī)的發(fā)熱、軸承旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦熱、進(jìn)給絲杠的滾珠絲杠與滾珠螺母的卡合部的摩擦熱，使得主軸和進(jìn)給絲杠膨脹而機(jī)械位置位移。即，要定位的工件與刀具的相對(duì)位置關(guān)系產(chǎn)生偏差。由該熱引起的機(jī)械位置的變動(dòng)在進(jìn)行高精度加工時(shí)會(huì)成為問題。
[0003]作為去除由該熱引起的機(jī)械位置的位移的方法，以往采用設(shè)置冷卻裝置，或?qū)M(jìn)給絲杠的滾珠絲杠附加初始張力而不受由熱引起的膨脹影響的結(jié)構(gòu)，或設(shè)置位移傳感器、溫度傳感器并根據(jù)檢測(cè)位移、檢測(cè)溫度來校正指令位置的方法。
[0004]在根據(jù)機(jī)床的動(dòng)作、各部位的溫度等計(jì)算出熱位移量來進(jìn)行校正時(shí)，有時(shí)無(wú)法正確地計(jì)算出熱位移量，熱位移校正量與實(shí)際熱位移量之差(校正誤差)變大，而無(wú)法正確地進(jìn)行校正。在這種情況下，通常通過使熱位移校正量增減來進(jìn)行調(diào)整，使校正精度提高。
[0005]作為與熱位移校正量的調(diào)整有關(guān)的以往技術(shù)的示例，在日本特開平11-90779號(hào)公報(bào)中公開了以下方法:在進(jìn)行加工時(shí)，使用計(jì)測(cè)設(shè)備計(jì)測(cè)實(shí)際位移量，與熱位移校正量進(jìn)行比較，來求出調(diào)整值。通過對(duì)計(jì)算出的熱位移校正量加上求出的調(diào)整值或減去求出的調(diào)整值，來對(duì)上述熱位移校正量進(jìn)行變更并調(diào)整。
[0006]在上述日本特開平11-90779號(hào)公報(bào)所公開的熱位移校正量的調(diào)整中，在進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要計(jì)測(cè)加工點(diǎn)的實(shí)際位移量，因而費(fèi)工夫。另外，在該技術(shù)中提供了最大位移量與平均移動(dòng)距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是有時(shí)由于機(jī)械特性或加工環(huán)境不同，該對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生較大的偏差。
[0007]在以往方法中，調(diào)整熱位移校正值的調(diào)整值在預(yù)先設(shè)定之后、實(shí)際位移量的測(cè)量之后成為固定值。之后，有時(shí)根據(jù)外部環(huán)境和加工狀況需要變更調(diào)整值。在該情況下，為此使加工周期中斷，使熱位移校正量與實(shí)際位移量相符，因此如果不進(jìn)行多次手動(dòng)設(shè)定和測(cè)量，則存在不能適當(dāng)?shù)刈兏{(diào)整值的問題。
[0008]圖8是說明以往技術(shù)的圖。
[0009]關(guān)于圖8的(I)的“熱位移量與主軸移動(dòng)的對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)”，通過預(yù)先實(shí)施熱位移實(shí)驗(yàn)，求出“機(jī)械的熱位移量與主軸旋轉(zhuǎn)的移動(dòng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)”，將求出的該數(shù)據(jù)保存到機(jī)械(控制機(jī)械的數(shù)控裝置的存儲(chǔ)器)。但是，在上述日本特開平11-90779號(hào)公報(bào)所記載的以往技術(shù)中，機(jī)械用戶無(wú)法變更與熱位移實(shí)驗(yàn)有關(guān)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，并且，僅限定于一種機(jī)械和主軸。
[0010]關(guān)于(2)的“實(shí)際測(cè)量”，在校正值(對(duì)熱位移校正量乘以調(diào)整值而得到的值)與實(shí)際位移值之間存在一定值以上的差時(shí)，進(jìn)行多次實(shí)際測(cè)量對(duì)校正值進(jìn)行校正，因此需要變更調(diào)整值。
[0011]圖9是說明在以往技術(shù)中根據(jù)外部環(huán)境或加工狀況變更調(diào)整值因此需要使加工周期中斷而進(jìn)行計(jì)測(cè)這一情況的圖。
[0012]在圖9中示出在計(jì)測(cè)1、計(jì)測(cè)2的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行兩次計(jì)測(cè)。在計(jì)測(cè)I的時(shí)間點(diǎn)，熱位移校正量與實(shí)際位移量之差變大，因此變更調(diào)整值。同樣地，在計(jì)測(cè)2的時(shí)間點(diǎn)，熱位移校正量與實(shí)際位移量之差變大，因此再次變更調(diào)整值。在以往技術(shù)中，在進(jìn)行計(jì)測(cè)之后調(diào)整值設(shè)定為固定數(shù)值，因此為了提高熱位移量的校正精度而再次實(shí)施計(jì)測(cè)，需要將調(diào)整熱位移量的調(diào)整量變更為適當(dāng)?shù)闹?，進(jìn)行計(jì)測(cè)，因此存在加工周期中斷這種問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種機(jī)床的熱位移校正裝置，能夠以較少計(jì)測(cè)次數(shù)實(shí)時(shí)地進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在熱位移校正量與實(shí)際位移量之間存在較大偏差的情況下，即使不進(jìn)行再計(jì)測(cè)，也會(huì)偏差小，從而能夠減少由計(jì)測(cè)引起的周期中斷。
[0014]在本發(fā)明中，預(yù)先進(jìn)行設(shè)定或通過一次計(jì)測(cè)來設(shè)定換算系數(shù)，之后針對(duì)加工狀況的變化，能夠自動(dòng)地變更調(diào)整值，因此能夠減少加工周期的中斷。
[0015]本發(fā)明根據(jù)由已知的任意手段計(jì)算出的熱位移校正量以及計(jì)測(cè)規(guī)定部位而求出的測(cè)量值，來求出實(shí)際熱位移量，計(jì)算出適當(dāng)調(diào)整值，將熱位移校正量調(diào)整到正確趨勢(shì)。
[0016]關(guān)于調(diào)整值的計(jì)算，根據(jù)由已知的任意手段計(jì)算出的熱位移校正量和實(shí)際位移量信息，來求出熱位移校正量與調(diào)整值的關(guān)聯(lián)函數(shù)(近似式)。根據(jù)熱位移校正量的變化，用該關(guān)聯(lián)函數(shù)(近似式)變更調(diào)整值。具體地說，用后述兩個(gè)步驟實(shí)施。
[0017]本發(fā)明所涉及的機(jī)床的熱位移校正裝置具備:熱位移校正部，其根據(jù)機(jī)械的動(dòng)作或機(jī)械各部位的溫度來預(yù)測(cè)熱位移量，將用于抵消該預(yù)測(cè)得到的熱位移量的熱位移校正量與進(jìn)給軸的位置指令值相加，由此計(jì)算出校正熱位移的熱位移校正量；以及熱位移校正量調(diào)整部，其通過計(jì)測(cè)單元獲取機(jī)械的實(shí)際位置信息，根據(jù)調(diào)整值調(diào)整上述熱位移校正量，其中，該機(jī)床的熱位移校正裝置具備:機(jī)械相關(guān)系數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)驅(qū)動(dòng)上述機(jī)械時(shí)計(jì)算出的熱位移校正量和通過上述計(jì)測(cè)單元測(cè)量得到的機(jī)械的實(shí)際位置、以及表示上述熱位移量與上述調(diào)整值的關(guān)系的近似式，來計(jì)算出用于計(jì)算上述調(diào)整值的與機(jī)械相關(guān)的系數(shù);加工條件相關(guān)系數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)基于加工程序?qū)ぜM(jìn)行加工時(shí)預(yù)測(cè)出的熱位移校正量和通過上述計(jì)測(cè)單元測(cè)量而獲取到的機(jī)械的實(shí)際位置、以及表示上述熱位移量與上述調(diào)整值的關(guān)系的近似式，計(jì)算出用于計(jì)算上述調(diào)整值的與加工條件相關(guān)的系數(shù)；以及計(jì)算部，其根據(jù)上述近似式，計(jì)算出與上述預(yù)測(cè)到的熱位移量對(duì)應(yīng)的調(diào)整值。上述熱位移校正量調(diào)整部根據(jù)由上述計(jì)算部計(jì)算出的調(diào)整值來校正上述熱位移校正量。
[0018]也可以是，上述近似式根據(jù)加工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而預(yù)先保存于機(jī)械。
[0019]可以根據(jù)E= a+k|F|的式子求出上述近似式。其中，E為調(diào)整值，a為與加工條件相關(guān)的系數(shù)，k為與機(jī)械相關(guān)的系數(shù)，F(xiàn)為熱位移校正量。
[0020]在本發(fā)明中，能夠以較少計(jì)測(cè)次數(shù)實(shí)時(shí)地進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在以往技術(shù)中，在計(jì)測(cè)后熱位移校正量與實(shí)際位移量之間存在大偏差的情況下需要再次進(jìn)行計(jì)測(cè)，但是在本發(fā)明中，即使不進(jìn)行再計(jì)測(cè)也會(huì)偏差小，從而能夠減少由計(jì)測(cè)引起的周期的中斷。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和其它目的以及特征根據(jù)參照附圖的以下實(shí)施例的說明會(huì)變得更清楚。在這些圖中:
[0022]圖1是說明本發(fā)明的圖。
[0023]圖2是說明在本發(fā)明中實(shí)時(shí)地變更要對(duì)熱位移校正量加上或減去的調(diào)整值這一情況的圖。
[0024]圖3是說明本發(fā)明的原理的圖。
[0025]圖4是本發(fā)明所涉及的處理的整體流程圖。
[0026]圖5是第一步驟的流程圖。
[0027]圖6是第二步驟的流程圖。
[0028]圖7是說明控制機(jī)床的數(shù)控裝置的概要的框圖。
[0029]圖8是說明以往技術(shù)的圖。
[0030]圖9是說明在以往技術(shù)中根據(jù)外部環(huán)境或加工狀況而變更調(diào)整值因此使加工周期中斷而進(jìn)行計(jì)測(cè)這一情況的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]圖1是說明本發(fā)明的圖。圖2是說明在本發(fā)明中實(shí)時(shí)地變更對(duì)熱位移校正量加上或減去調(diào)整值這一情況的圖。圖3是說明本發(fā)明的原理的圖。
[0032](I)在第一步驟中，與機(jī)械規(guī)格(機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制部等)相關(guān)，因此只要機(jī)械規(guī)格沒有變更，原則上僅實(shí)施一次該步驟即可。因而，如果機(jī)床供應(yīng)商預(yù)先實(shí)施第一步驟并決定換算系數(shù)k而將其保存于存儲(chǔ)器，則用戶不需要實(shí)施該步驟。
[0033]說明加工程序，選擇覆蓋有可能產(chǎn)生機(jī)械熱位移量的范圍的程序。也就是說，從機(jī)械沒有產(chǎn)生熱位移的狀態(tài)運(yùn)行加工程序，在熱位移量穩(wěn)定的狀態(tài)下，選擇最大程度和最小程度產(chǎn)生機(jī)械的各動(dòng)作方向的熱位移量這樣的上述加工程序。
[0034](2)在第二步驟中，在加工環(huán)境(加工狀況)發(fā)生變更的情況下，需要至少實(shí)施一次計(jì)測(cè)。之后，實(shí)時(shí)地變更調(diào)整值，將變更后的該調(diào)整值反映到校正中。由于校正值(對(duì)熱位移校正量乘以調(diào)整值而得到的值)與實(shí)際位移值之差變大，因此進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。根據(jù)實(shí)際測(cè)量變更調(diào)整值，由此對(duì)校正值進(jìn)行校正。
[0035]在本發(fā)明中，在預(yù)測(cè)熱位移量并進(jìn)行熱位移校正的機(jī)床的控制裝置所具備的功能中，以較少測(cè)量次數(shù)就能掌握熱位移校正量與實(shí)際熱位移量的關(guān)系，始終求出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整值。
[0036]在選擇多個(gè)加工程序而能夠?qū)嶋H進(jìn)行運(yùn)行的、熱位移校正量F、實(shí)際熱位移量D以及調(diào)整值E中，具有以下式(I)與將該式變形而得的式(2)的關(guān)系。此外，關(guān)于熱位移校正量F和實(shí)際熱位移量D，通過測(cè)量它們的量時(shí)作為基準(zhǔn)的位置的決定方法來求得正或負(fù)的值。
[0037]EXF = D......(I)
[0038]e = D/F(F 關(guān) 0，D與F為相同符號(hào))......(2)
[0039]在此，進(jìn)行以下假設(shè)。
[0040].假設(shè)1:將D設(shè)為常數(shù)、即將上述函數(shù)顯示于曲線圖。在短時(shí)間內(nèi)實(shí)際熱位移量D為固定。
[0041].假設(shè)2:將E的計(jì)算范圍設(shè)為從E的最小值至最大值的范圍(Emin?Emax)。通常將調(diào)整系數(shù)為Emin = 0.0l，Emax = 10設(shè)為界限。
[0042]在上述E的計(jì)算范圍內(nèi)，通過最小二乘法求出以下式。
[0043]近似函數(shù)y = a+kx......(3)
[0044]也就是說，求出以下式。
[0045]E = a+k|F......(4)
[0046]并且，即使D發(fā)生變化(虛線的曲線、曲率發(fā)生變化的情況下)，上述近似函數(shù)的k的值不會(huì)發(fā)生太大變化。因此，對(duì)于加工，通常k的值相對(duì)于實(shí)際熱位移量D的最大值和最小值大致為固定。此外，在式(4)中，a為根據(jù)加工程序確定的數(shù)值。
[0047]圖4是本發(fā)明所涉及的整體流程圖。
[0048]首先，實(shí)施后述“第一步驟”，決定式(4)的E= a+k|F|中的系數(shù)k。該系數(shù)k與機(jī)械規(guī)格(機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制部等)相關(guān)，因此只要機(jī)械規(guī)格不發(fā)生變更，原則上在上述“第一步驟”中僅實(shí)施一次即可。因而，如果機(jī)床供應(yīng)商預(yù)先實(shí)施第一步驟并決定系數(shù)k而將其保存于控制機(jī)床的數(shù)控裝置的存儲(chǔ)器，則用戶不需要實(shí)施該步驟。
[0049]接著，在實(shí)際進(jìn)行加工時(shí)，在未設(shè)定系數(shù)a的情況下，實(shí)施后述“第二步驟”來設(shè)定系數(shù)a。不需要對(duì)相同加工程序再次計(jì)算系數(shù)a。
[0050]如果預(yù)先決定系數(shù)k和a，則通過以下過程進(jìn)行熱位移校正的調(diào)整。
[0051 ]以下，按各步驟說明圖4的流程圖。
[0052](步驟SAO I)
[0053]使熱位移校正單元有效，開始運(yùn)行加工程序。此外，熱位移校正單元能夠使用以往公知的單元。
[0054](步驟SAO2)
[0055]計(jì)算出熱位移校正量F。熱位移校正量F的計(jì)算方法能夠使用以往公知的方法。
[0056](步驟SA03)
[0057]使用上述式(4)的E= a+k |F I計(jì)算出調(diào)整值E。
[0058](步驟SA04)
[0059]使用以下式(5)計(jì)算出調(diào)整后的熱位移校正量F’，將計(jì)算結(jié)果發(fā)送到熱位移校正單元。
[0060]F，=EXF......(5)
[0061 ]圖5是第一步驟的流程圖。
[0062]預(yù)先準(zhǔn)備若干加工程序，通過以下過程對(duì)各加工程序求出換算系數(shù)k。此外，在使熱位移校正單元有效的基礎(chǔ)上，從沒有產(chǎn)生熱位移的狀態(tài)(在停止?fàn)顟B(tài)下充分放置的狀態(tài))開始運(yùn)行加工程序，執(zhí)行以下過程。該熱位移校正單元能夠使用公知的單元。另外，預(yù)先求出執(zhí)行以下過程的次數(shù)和要執(zhí)行的時(shí)間間隔。
[0063]以下，按各步驟說明圖5的流程圖。
[0064](步驟SBOl)
[0065]測(cè)量機(jī)械的預(yù)先決定的測(cè)量部位的實(shí)際位移值，將測(cè)量得到的值作為Ai而保存。(i表示執(zhí)行次數(shù)。i = l、2、3、...。以下相同)該位移值的測(cè)量也可以通過任意方法進(jìn)行。如上所述，Ai為在熱位移校正單元處于打開(ON)的狀態(tài)下測(cè)量得到的值。
[0066](步驟SBO2)
[0067]將熱位移校正量作為Fi而保存。
[0068](步驟SBO3)
[0069]根據(jù)實(shí)測(cè)得到的測(cè)量值A(chǔ)i和熱位移校正量Fi，計(jì)算出實(shí)際熱位移量Di (使用Di =Ai+Fi的式)。嚴(yán)格地說，實(shí)際熱位移量Di相當(dāng)于校正功能關(guān)閉(OFF)下的熱位移量。
[0070](步驟SB04)
[0071]計(jì)算出實(shí)際熱位移量Di與熱位移校正量Fi之比ri(=Di/Fi)。其中，在Fi= O的情況下，跳過該處理。
[0072]如果將上述處理執(zhí)行規(guī)定次數(shù)，則根據(jù)比ri(=Di/Fi)和熱位移校正量Fi，通過最小二乘法求出函數(shù)y = a+kx，此時(shí)，期望刪除ri〈0的數(shù)據(jù)。對(duì)于其它加工程序，也同樣地執(zhí)行上述處理，求出函數(shù)y = a+kx。計(jì)算出求出的多個(gè)函數(shù)y = a+kx的系數(shù)k的平均值，將其重新設(shè)為k。另外，為了求出系數(shù)a，在加工程序運(yùn)行過程中根據(jù)預(yù)先決定的測(cè)量部位，測(cè)量實(shí)際熱位移量。此外，如果對(duì)相同加工環(huán)境和加工程序已經(jīng)求出系數(shù)a，則不需要實(shí)施第二步驟。
[0073]在此，使用兩個(gè)加工程序00001和00002具體地進(jìn)行說明。將各加工程序的周期設(shè)為大約30分鐘。
[0074](I)從機(jī)械停止?fàn)顟B(tài)運(yùn)行加工程序00001。將熱位移校正功能設(shè)為打開而每隔一分鐘實(shí)施計(jì)測(cè)。
[0075](2)通過計(jì)測(cè)獲取測(cè)量結(jié)果Al?A30，并且，通過校正功能獲取熱位移校正值Fl?F30 ο通過Di = Ai+Fi的式計(jì)算Dl?D30。
[0076](3)通過ri=Di/Fi的式計(jì)算rl?r30。然后，制作rl?r30與|F11?|F30 |的圖(r1、Fi|)(i = l、2、......30)。其中，刪除4〈0的數(shù)據(jù)。
[0077](4)通過最小二乘法從上述圖求出y = a+kl Xx0
[0078](5)使機(jī)械停止。
[0079](6)從機(jī)械停止?fàn)顟B(tài)運(yùn)行加工程序00002，執(zhí)行步驟(I)?步驟(4)的過程，求出y =a+k2Xx0
[0080](7)將該機(jī)械的k系數(shù)設(shè)定為1^=仏1+1^2)/2。1(為通過執(zhí)行各加工程序求出的系數(shù)的平均值。
[0081 ]圖6是第二步驟的流程圖。
[0082]以下，按各步驟說明圖6的流程圖。
[0083](步驟SCO I)
[0084]開始運(yùn)行加工程序，并且預(yù)先設(shè)定機(jī)械的調(diào)整值E。該調(diào)整值針對(duì)加工程序選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值，在不知道適當(dāng)?shù)臄?shù)值的情況下設(shè)定為E = l。
[0085](步驟SC02)
[0086]測(cè)量預(yù)先決定的測(cè)量部位，將測(cè)量結(jié)果(測(cè)量值)作為A而保存。該測(cè)量也可以通過任意方法進(jìn)行。
[0087](步驟SC03)
[0088]將熱位移校正量作為F而保存。
[0089](步驟SC04)
[0090]根據(jù)實(shí)測(cè)得到的測(cè)量值A(chǔ)和熱位移校正量F，計(jì)算出實(shí)際熱位移量D(使用D = A+F的式)。
[0091](步驟SC05)
[0092]計(jì)算出實(shí)際熱位移量D與熱位移校正量F之比r(=D/F)。其中，在F= O的情況下，設(shè)為r = E(該計(jì)測(cè)時(shí)刻的現(xiàn)有熱位移的調(diào)整值)。
[0093](步驟SC06)
[0094]通過r = a+k | F |計(jì)算出系數(shù)a(k為在上述第一步驟中計(jì)算出的系數(shù))。將計(jì)算出的系數(shù)a與加工程序相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
[0095]圖7是說明控制機(jī)床的數(shù)控裝置的概要的框圖。
[0096]本發(fā)明所涉及的機(jī)床的熱位移校正裝置由控制機(jī)床的數(shù)控裝置10構(gòu)成。該數(shù)控裝置10的處理器(CPU)Il為整體地控制數(shù)控裝置10的處理器。該處理器11經(jīng)由總線21讀出存儲(chǔ)于ROM 12的系統(tǒng)程序，按該系統(tǒng)程序整體地控制數(shù)控裝置1。LCD/MDI單元70是帶液晶顯示裝置(LCD)的手動(dòng)輸入裝置。在RAM 13中存儲(chǔ)有臨時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)以及操作員經(jīng)由IXD/MDI單元70輸入的各種數(shù)據(jù)等。
[0097]SRAM 14由未圖示的電池來備用，構(gòu)成為即使數(shù)控裝置10的電源關(guān)閉也保持存儲(chǔ)狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)有測(cè)量初始位置的程序、進(jìn)行機(jī)床的熱位移校正的程序、經(jīng)由接口 15讀入的后述加工程序、以及經(jīng)由LCD/MDI單元70輸入的加工程序等。另外，在ROM 12中預(yù)先寫入用于實(shí)施對(duì)加工程序進(jìn)行制作和編輯所需的編輯模式的處理和用于自動(dòng)運(yùn)行的處理的各種系統(tǒng)程序。
[0098]接口15為用于能夠與數(shù)控裝置10進(jìn)行連接的外部設(shè)備的接口，連接有外部存儲(chǔ)裝置等外部設(shè)備72。從外部存儲(chǔ)裝置讀入加工程序、熱位移測(cè)量程序等。PMC (可編程機(jī)床控制器)16根據(jù)內(nèi)置于數(shù)控裝置10的序列程序?qū)C(jī)床側(cè)輔助裝置等進(jìn)行控制。即，按照在加工程序指令的M功能、S功能以及T功能，根據(jù)這些序列程序?qū)υ谳o助裝置側(cè)所需的信號(hào)進(jìn)行變換，從I/O單元17輸出到輔助裝置側(cè)。根據(jù)該輸出信號(hào)使各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等輔助裝置進(jìn)行動(dòng)作。另外，接收配備于機(jī)床主體的操作盤的各種開關(guān)等的信號(hào)，進(jìn)行必要的處理而傳送至處理器11。
[0099]機(jī)床各軸的當(dāng)前位置、警報(bào)、參數(shù)、圖像數(shù)據(jù)等圖像信號(hào)被發(fā)送至IXD/MDI單元70，顯示于該顯示器。IXD/MDI單元70為具備顯示器、鍵盤等的手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入裝置，接口 18從^:0/1?1單元70的鍵盤接收數(shù)據(jù)并傳送至處理器11。
[0100]接口19與手動(dòng)脈沖發(fā)生器71相連接，手動(dòng)脈沖發(fā)生器71安裝于機(jī)床操作盤，手動(dòng)脈沖發(fā)生器71用于通過基于手動(dòng)操作的根據(jù)分配脈沖進(jìn)行的各軸控制使機(jī)床可動(dòng)部精密地進(jìn)行定位。使機(jī)床的工作臺(tái)T進(jìn)行移動(dòng)的X、Y軸的軸控制電路和Z軸的控制電路30?32接收來自處理器11的各軸移動(dòng)指令，將各軸指令輸出到伺服放大器40?42。伺服放大器40?42接收該指令對(duì)機(jī)床各軸伺服電機(jī)50?52進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在各軸伺服電機(jī)50?52中內(nèi)置于位置檢測(cè)用檢測(cè)器，來自該檢測(cè)器的位置信號(hào)作為脈沖列而被反饋。
[0101]主軸控制電路60接收向機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)指令，對(duì)主軸放大器61輸出主軸速度信號(hào)。主軸放大器61接收該主軸速度信號(hào)，以所指令的旋轉(zhuǎn)速度使機(jī)床主軸電機(jī)62進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)刀具。檢測(cè)器63通過齒輪或傳送帶等與主軸電機(jī)62結(jié)合，檢測(cè)器63與主軸旋轉(zhuǎn)同步地輸出反饋脈沖，該反饋脈沖經(jīng)由接口 20由處理器11讀取。65是調(diào)整為與當(dāng)前時(shí)刻同步的時(shí)鐘裝置。
[0102]數(shù)控裝置10具有熱位移校正部，該熱位移校正部根據(jù)例如日本特開平11-90779號(hào)公報(bào)、日本特開2002-18677號(hào)公報(bào)所公開的機(jī)械動(dòng)作或機(jī)械各部位溫度來預(yù)測(cè)熱位移量，將抵消該預(yù)測(cè)到的該熱位移量的熱位移校正量相加到進(jìn)給軸的位置指令值，由此校正熱位移。這種熱位移校正部例如日本特開平11-90779號(hào)公報(bào)、日本特開2002-18677號(hào)公報(bào)所公開那樣是以往公知的，因此不詳細(xì)進(jìn)行說明。數(shù)控裝置10具備日本特開平11-90779號(hào)公報(bào)所公開的計(jì)測(cè)，能夠計(jì)測(cè)機(jī)械實(shí)際位置。而且，數(shù)控裝置10具備執(zhí)行圖4、圖5以及圖6示出的流程圖處理的軟件，由此構(gòu)成本發(fā)明的熱位移校正裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)床的熱位移校正裝置，具備: 熱位移校正部，其根據(jù)機(jī)械的動(dòng)作或機(jī)械各部位的溫度來預(yù)測(cè)熱位移量，將用于抵消該預(yù)測(cè)得到的熱位移量的熱位移校正量與進(jìn)給軸的位置指令值相加，由此計(jì)算出校正熱位移的熱位移校正量；以及 熱位移校正量調(diào)整部，其通過計(jì)測(cè)單元獲取機(jī)械的實(shí)際位置信息，根據(jù)調(diào)整值調(diào)整上述熱位移校正量， 其特征在于，該機(jī)床的熱位移校正裝置具備: 機(jī)械相關(guān)系數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)驅(qū)動(dòng)上述機(jī)械時(shí)計(jì)算出的熱位移校正量和通過上述計(jì)測(cè)單元測(cè)量得到的機(jī)械的實(shí)際位置、以及表示上述熱位移量與上述調(diào)整值的關(guān)系的近似式，來計(jì)算出用于計(jì)算上述調(diào)整值的與機(jī)械相關(guān)的系數(shù)； 加工條件相關(guān)系數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)基于加工程序?qū)ぜM(jìn)行加工時(shí)預(yù)測(cè)出的熱位移校正量和通過上述計(jì)測(cè)單元測(cè)量而獲取到的機(jī)械的實(shí)際位置、以及表示上述熱位移量與上述調(diào)整值的關(guān)系的近似式，計(jì)算出用于計(jì)算上述調(diào)整值的與加工條件相關(guān)的系數(shù);以及計(jì)算部，其根據(jù)上述近似式，計(jì)算出與上述預(yù)測(cè)到的熱位移量對(duì)應(yīng)的調(diào)整值， 上述熱位移校正量調(diào)整部根據(jù)由上述計(jì)算部計(jì)算出的調(diào)整值來校正上述熱位移校正量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床的熱位移校正裝置，其特征在于， 上述近似式根據(jù)加工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而預(yù)先保存于機(jī)械。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)床的熱位移校正裝置，其特征在于， 根據(jù)E = a+k|F|的式子求出上述近似式，其中，E為調(diào)整值，a為與加工條件相關(guān)的系數(shù)，k為與機(jī)械相關(guān)的系數(shù)，F(xiàn)為熱位移校正量。
【文檔編號(hào)】G05B19/401GK105843167SQ201610069007
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】齊曉光
【申請(qǐng)人】發(fā)那科株式會(huì)社