(57)【要約】【課題】複数の工作機械間で温度センサの出力値を共有することにより、トータルの温度センサ数を削減することで、トータルコストを抑えると共に、工作機械に設置した温度センサ故障のリスクを低減することを可能とする熱変位補正装置のための温度計測装置を提供する。【解決手段】複数の工作機械２０に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、工作機械２０ごとに共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工作機械に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、工作機械ごとに前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、前記複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる温度計測装置。
【請求項２】
前記複数の工作機械は、同等の機種であり、同等の環境に設置され、同等の加工を行い、
前記工作機械の各々に対し、自工作機械に前記温度センサが設置されていない箇所の前記温度情報として、他の工作機械に設置された前記温度センサからの前記温度情報を利用させる、請求項１に記載の温度計測装置。
【請求項３】
前記複数の工作機械のうち一部の工作機械には前記温度センサが１つも設置されない、請求項２に記載の温度計測装置。
【請求項４】
前記複数の工作機械は、同等の機種であり、同等の環境に設置され、前記工作機械において、発熱及び冷却の影響を受けにくい箇所に設置される前記温度センサは、前記複数の工作機械のうち一部の工作機械にのみ設置され、
前記工作機械の各々に対し、自工作機械に前記温度センサが設置されていない箇所の前記温度情報として、他の工作機械に設置された前記温度センサからの前記温度情報を利用させる、請求項１に記載の温度計測装置。
【請求項５】
複数の工作機械に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、前記複数の工作機械の内の工作機械において、前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサが異常と判定された、前記複数の工作機械の内の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる温度計測装置。
【請求項６】
前記工作機械ごとに前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を取得する温度情報取得部と、
前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、前記複数の工作機械の他の工作機械に対して、前記温度情報取得部により取得された前記温度情報を、当該位置における温度情報として提供する温度情報提供部と、を備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の温度計測装置。
【請求項７】
前記複数の工作機械と通信可能に接続される、請求項１から請求項６に記載の温度計測装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７に記載の温度計測装置を含む工作機械。
【請求項９】
工作機械であって、当該工作機械を含む複数の工作機械間で予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサが設置されていない位置の温度情報として、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されている、前記複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報を利用する工作機械。
【請求項１０】
複数の工作機械に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、工作機械ごとに前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、前記複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる温度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工作機械の発熱による熱変位を補正する技術として、１つ以上の温度センサからの出力を用いて機械の状態を監視し、熱変位を推定して補正する技術がある。
【０００３】
例えば、特許文献１は、工作機械を構成する構造物であるベースやコラムの複数の個所の温度を構造物温度検出器としての複数の温度センサにより検出し、この検出と同時に、ベースやコラムに対して熱的に絶縁された基準ブロックの温度を他の温度センサにより検出し、それぞれの温度センサで検出された温度データに基づいて工具のワークに対する相対移動を補正する熱変位補正装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０５８１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で開示されるような熱変位補正装置においては、例えば同等の機種であって、設置環境及びその動作がほぼ同等とみなせる複数の工作機械に対しても、工作機械ごとに温度センサを複数設けることが一般的である。そうすると、工作機械の数に比例して、全ての工作機械に設置する温度センサの数が増えることとなり、トータルコストがかかる。この点、例えば、工作機械の間で、温度センサの出力値を共有することができれば、全ての工作機械に設置する温度センサ数を削減することができ、トータルコストを抑えることができる。また、仮に、ある工作機械Ａに設置された温度センサが故障した場合であっても、他の工作機械Ｂに設置された温度センサの出力値を共有することができれば、工作機械に設置した温度センサ故障のリスクを低減することができる。
【０００６】
本発明は、複数の工作機械間で温度センサの出力値を共有することにより、トータルの温度センサ数を削減することで、トータルコストを抑えると共に、工作機械に設置した温度センサ故障のリスクを低減することを可能とする熱変位補正装置のための温度計測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】
【０００７】
（１）  本発明に係る温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）は、複数の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、工作機械ごとに前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、前記複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる。
【０００８】
（２）  （１）に記載の温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）において、前記複数の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）は、同等の機種であり、同等の環境に設置され、同等の加工を行い、前記工作機械の各々に対し、自工作機械に前記温度センサが設置されていない箇所の前記温度情報として、他の工作機械に設置された前記温度センサからの前記温度情報を利用させてもよい。
【０００９】
（３）  （２）に記載の温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）において、前記複数の工作機械のうち一部の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）には前記温度センサが１つも設置されなくてもよい。
【００１０】
（４）  （１）に記載の温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）において、前記複数の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）は、同等の機種であり、同等の環境に設置され、前記工作機械において、発熱及び冷却の影響を受けにくい箇所に設置される前記温度センサは、前記複数の工作機械のうち一部の工作機械にのみ設置され、前記工作機械の各々に対し、自工作機械に前記温度センサが設置されていない箇所の前記温度情報として、他の工作機械に設置された前記温度センサからの前記温度情報を利用させてもよい。
【００１１】
（５）    本発明に係る温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）は、複数の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、前記複数の工作機械の内の工作機械において、前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサが異常と判定された、前記複数の工作機械の内の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる。
【００１２】
（６）  （１）〜（５）に記載の温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）において、前記工作機械ごとに前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を取得する温度情報取得部（例えば、後述の「温度情報取得部１３１」）と、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、前記複数の工作機械の他の工作機械に対して、前記温度情報取得部により取得された前記温度情報を、当該位置における温度情報として提供する温度情報提供部（例えば、後述の「温度情報提供部１３２」）と、を備えてもよい。
【００１３】
（７）  （１）〜（６）に記載の温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）は、前記複数の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）と通信可能に接続されてもよい。
【００１４】
（８）  本発明に係る第１の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）は、（１）〜（７）に記載の温度計測装置（例えば、後述の「温度計測装置１０」）を含んでもよい。
【００１５】
（９）  本発明に係る第２の工作機械は、工作機械であって、当該工作機械を含む複数の工作機械間で予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサが設置されていない位置の温度情報として、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されている、前記複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報を利用する。
【００１６】
（１０）  本発明に係る温度計測方法は、複数の工作機械（例えば、後述の「工作機械２０」）に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、工作機械ごとに前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、前記複数の工作機械の他の工作機械の当該位置における温度情報として利用させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の工作機械間で温度センサの出力値を共有することにより、トータルの温度センサ数を削減することで、トータルコストを抑えると共に、工作機械に設置した温度センサ故障のリスクを低減することを可能とする熱変位補正装置のための温度計測装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る温度計測装置を含む熱変位補正システムの全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る温度計測装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る温度計測装置で用いる管理テーブルを示す表である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械に対する温度センサの設置位置を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る工作機械及び熱変位補正装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械中の発熱の影響を受ける部位を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械中の切削液の影響を受ける部位を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械に対する温度センサの設置位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る温度計測装置を含む熱変位補正システムを示す全体構成図である。図２は、第１実施形態に係る温度計測装置の詳細を示す機能ブロック図である。図３は、第１実施形態に係る温度計測装置で用いる管理テーブルの例を示す表である。図４は、第１実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械に対する温度センサの設置位置の例を示す図である。図５は、第１実施形態に係る工作機械及び熱変位補正装置の詳細を示す機能ブロック図である。
【００２０】
〔熱変位補正システム１００の構成〕
まず、本実施形態に係る温度計測装置を含む熱変位補正システム１００の構成について、図１に基づいて説明する。熱変位補正システム１００は、温度計測装置１０、工作機械２０、熱変位補正装置３０、及びネットワーク４０を備えている。ここで、工作機械２０は複数台であり、温度計測装置１０、及び熱変位補正装置３０は、１台でも複数台でもよい。
【００２１】
温度計測装置１０と、工作機械２０、熱変位補正装置３０とは、それぞれネットワーク４０に接続されており、ネットワーク４０を介して相互に通信を行うことが可能である。ネットワーク４０は、例えば、工場内に構築されたＬＡＮ（Local Area Network）や、インターネット、公衆電話網、あるいは、これらの組み合わせである。ネットワーク４０における具体的な通信方式や、有線接続及び無線接続のいずれであるか等については、特に限定されない。なお、温度計測装置１０と工作機械２０とは、ネットワーク４０を用いた通信ではなく、接続部を介して直接接続してもよい。工作機械２０と熱変位補正装置３０とは、ネットワーク４０を用いた通信ではなく、接続部を介して直接接続してもよい。温度計測装置１０と熱変位補正装置３０とは、ネットワーク４０を用いた通信ではなく、接続部を介して直接接続してもよい。
ここで、図１において、ｎ台の工作機械２０とｎ台の熱変位補正装置３０とが一対一の組とされ、相互に通信を行うこととしているが、これには限定されず、工作機械２０の台数と熱変位補正装置３０の台数とは異なっていてもよい。
【００２２】
〔温度計測装置１０の構成〕
次に、温度計測装置１０の機能について、図２に基づいて説明する。図２は、温度計測装置１０に含まれる機能ブロックを表す機能ブロック図である。
【００２３】
温度計測装置１０は、通信インタフェース１１、記憶部１２、及び制御部１３を備える。
【００２４】
通信インタフェース１１は、後述のように、温度情報取得部１３１が工作機械２０に設置された温度センサから温度情報を取得し、温度情報提供部１３２が工作機械２０に対して、温度情報取得部１３１により取得された温度情報を提供するために用いる通信インタフェースである。
【００２５】
記憶部１２は、各工作機械中、どの温度センサがどの位置に設置されているかが記載された管理テーブル１２１を記憶する。図３は、管理テーブル１２１の例を示す。ここで、工作機械の台数ｎが４以上の場合を例示しているが、ｎが２又は３の場合も同様である。
【００２６】
図３に示す管理テーブルでは、工作機械２０ａにおいて、温度センサＩＤ“Ｓ１”の温度センサ（なお、以降では、温度センサＩＤが“Ｓｋ”の温度センサを、「温度センサ“Ｓｋ”」と称することがある）が位置“Ｌ４”に設置され、温度センサ“Ｓ２”が位置“Ｌ５”に設置されることが記載されている。
また、工作機械２０ｂにおいて、温度センサ“Ｓ３”が位置“Ｌ１”に設置され、温度センサ“Ｓ４”が位置“Ｌ２”に設置され、温度センサ“Ｓ５”が位置“Ｌ４”に設置されることが記載されている。
また、工作機械２０ｃに対しては、温度センサが１台も設置されないことが記載されている。
更に、工作機械２０ｎにおいて、温度センサ“Ｓｋ−１”が位置“Ｌ２”に設置され、温度センサ“Ｓｋ”が位置“Ｌ３”に設置されることが記載されている。
【００２７】
図４は、上記の位置“Ｌ１”〜“Ｌ５”の例を示す。位置“Ｌ１”は、主軸モータ付近の位置である。位置“Ｌ２”は、主軸モータの回転軸付近の位置である。位置“Ｌ３”は、主軸モータの支持部内の位置である。位置“Ｌ４”は、Ｚ軸モータの支持部の土台付近の位置である。位置“Ｌ５”は、Ｚ軸モータの支持部内の位置である。これらの設置位置は、工作機械２０ａ〜２０ｎで共通である。
【００２８】
また、図４においては、黒丸によって温度センサの設置される位置が示され、白丸によって温度センサの設置されない位置が示される。
図４に記載のように、工作機械２０ａにおいて、位置“Ｌ４”及び“Ｌ５”に温度センサが設置され、位置“Ｌ１”〜“Ｌ３”には温度センサは設置されない。工作機械２０ｂにおいて、位置“Ｌ１”、“Ｌ２”及び“Ｌ４”に温度センサが設置され、位置“Ｌ３”及び“Ｌ５”に温度センサは設置されない。工作機械２０ｃには１台の温度センサも設置されない。工作機械２０ｄ〜２０ｎ−１の図示は省略する。工作機械２０ｎにおいて、位置“Ｌ２”及び“Ｌ３”に温度センサが設置され、位置“Ｌ１”、“Ｌ４”、及び“Ｌ５”に温度センサは設置されない。
【００２９】
なお、図４において、工作機械２０ａ〜２０ｎは、同等の機種であり、同等の環境に設置され、同等の加工を行うことを前提とする。これにより、工作機械２０ａ〜２０ｎで同一位置への設置が仮定される温度センサからの出力は、概ね等しくなる。
ここで、機種とは、例えば、工作機械２０ａ〜２０ｎの型番、バージョン、オプション等を指す。そして、同等の機種とは、予め設定される所定の基準に基づいて判断される。例えば、同等の機種とは、機種が同じものをいい、オプションの相違等、多少のバージョン相違を含んでもよい。なお、これは、一例であって、これに限定されない。ユーザは、所定の基準を予め任意に設定することができる。
また、同等の環境についても、予め設定される所定の基準に基づいて判断される。具体的には、例えば、複数の工作機械２０ａ〜２０ｎは、同じ製造ラインにおいて作業を行う機械である。また、複数の工作機械２０ａ〜２０ｎが、異なる製造ラインにおいて作業を行う機械であっても、同じ工場内にあって、空調によって同じ温度に保たれていれば、それらの複数の工作機械２０ａ〜２０ｎは、同等の環境であるとしてもよい。これらは、一例であって、これに限定されない。ユーザは、所定の基準を予め任意に設定することができる。
また、同等の加工についても、予め設定される所定の基準に基づいて判断される。すなわち、複数の工作機械２０ａ〜２０ｎの各々は、加工処理を行うための加工プログラムを記憶している。例えば、同等の加工動作としては、同等の加工プログラムを備え、同等の加工プログラムにより、同等の加工を同時に行うことができるものであってもよい。ここで、例えば、同等の加工プログラムとは、加工プログラムが同一であることの他、プログラムのバージョン相違であって、実質的な処理が同じ加工プログラム等を含むものとしてもよい。これらは、一例であって、これに限定されない。ユーザは、所定の基準を予め任意に設定することができる。
このように、第１実施形態で説明する複数の工作機械２０ａ〜２０ｎは、機種が同等であり、設置環境が同等とみなせる場所に設けられ、同等の加工動作をするものである。
【００３０】
制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳメモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。
ＣＰＵは温度計測装置１０を全体的に制御するプロセッサである。該ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、該システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従って温度計測装置１０全体を制御することで、図２に示すように、制御部１３が温度情報取得部１３１及び温度情報提供部１３２の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、温度計測装置１０の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
【００３１】
温度情報取得部１３１は、工作機械２０ごとに、図４に例示される工作機械２０間で共通の位置（図４の“Ｌ１”〜“Ｌ５”）の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を取得する。
【００３２】
温度情報提供部１３２は、管理テーブル１２１に基づいて、温度情報取得部１３１により取得された、複数の工作機械２０間で共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、工作機械２０間で共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない他の工作機械２０に対して、当該位置における温度情報として提供する。
【００３３】
例えば、図３に例示する管理テーブル１２１に基づく場合、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ａの位置“Ｌ４”の温度センサ“Ｓ１”により計測された温度情報を、位置“Ｌ４”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ４”の温度情報として提供する。また、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ａの位置“Ｌ５”の温度センサ“Ｓ２”により計測された温度情報を、位置“Ｌ５”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ５”の温度情報として提供する。また、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ｂの位置“Ｌ１”の温度センサ“Ｓ３”により計測された温度情報を、位置“Ｌ１”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ１”の温度情報として提供する。また、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ｂの位置“Ｌ２”の温度センサ“Ｓ４”により計測された温度情報を、位置“Ｌ２”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ２”の温度情報として提供する。また、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ｂの位置“Ｌ４”の温度センサ“Ｓ５”により計測された温度情報を、位置“Ｌ４”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ４”の温度情報として提供する。
【００３４】
また、工作機械２０ｃには温度センサが設置されていないため、温度情報取得部１３１は、工作機械２０ｃから温度情報を取得することがない。一方で、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ｃ以外の工作機械２０の位置“Ｌ１”〜“Ｌ５”に設置された温度センサにより計測された温度情報を、工作機械２０ｃに対し、工作機械２０ｃの位置“Ｌ１”〜“Ｌ５”の温度情報として提供する。
【００３５】
工作機械２０ｄ〜２０ｎ−１についての説明は省略する。
温度情報提供部１３２は、工作機械２０ｎの位置“Ｌ２”の温度センサ“Ｓｋ−１”により計測された温度情報を、位置“Ｌ２”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ２”の温度情報として提供する。また、温度情報提供部１３２は、工作機械２０ｎの位置“Ｌ３”の温度センサ“Ｓｋ”により計測された温度情報を、位置“Ｌ３”に温度センサが設置されていない工作機械２０に対し、当該工作機械２０の位置“Ｌ３”の温度情報として提供する。
【００３６】
なお、例えば、図４の位置“Ｌ２”及び“Ｌ４”のように、複数の工作機械２０間で同一位置の温度センサが複数存在する場合には、当該位置の温度情報として、これらの温度センサにより計測された複数の温度情報の平均値を用いてもよく、あるいはこれらの温度センサにより計測された複数の温度情報のうち最大値を用いてもよい。
複数の工作機械２０間で、同一位置の温度センサが複数存在することにより、これらの温度センサのうち何れかが故障しても、他の温度センサで代用することが可能となり、延いては温度センサ故障のリスクを低減することが可能となる。
【００３７】
温度計測装置１０は、上記の構成を有することにより、複数の工作機械２０に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、工作機械２０ごとに共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、他の工作機械２０の当該位置における温度情報として利用させる。
より具体的には、温度計測装置１０は、工作機械２０の各々に対し、自工作機械に前記温度センサが設置されていない箇所の温度情報として、他の工作機械に設置された温度センサからの温度情報を利用させる。
【００３８】
なお、工作機械２０の台数は複数台であれば特に制限はなく、任意の複数台数の工作機械２０間で温度情報を共有してもよい。すなわち、温度計測装置１０は、任意の複数台の工作機械２０間で共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない工作機械２０の当該位置における温度情報として利用させる。熱変位補正システム１００が２台の工作機械２０ａ及び工作機械２０ｂを備える態様において、工作機械２０の台数は最小となる。
また、図３の管理テーブル１２１に示す工作機械２０ｃのように、温度センサを１台も設置しない工作機械２０が存在してもよい。
【００３９】
〔工作機械２０及び熱変位補正装置３０の構成〕
次に、熱変位補正システム１００に含まれる工作機械２０及び熱変位補正装置３０の構成例について、図５に基づいて説明する。図５は、工作機械２０及び熱変位補正装置３０に含まれる機能ブロックを表す機能ブロック図の例である。
【００４０】
工作機械２０は、図５に示すように、刃物が取り付けられて主軸モータ２７で回転する主軸２６と、この主軸２６を送り出す送り軸２８とによって切削加工を行う。すなわち、この刃物は、主軸２６を駆動する主軸モータ２７により回転し、送り軸２８を駆動する送り軸モータ２９によって送り出される。なお、実施例では、工作機械２０を切削機械として説明するが、これに限定されない。
【００４１】
工作機械２０には、ワークの加工内容に応じて定まる複数の加工プログラム２１が格納されている。そして、工作機械２０は、加工プログラム２１を読み取って解釈することにより、切削加工の条件（例えば、主軸の加減速の頻度、回転数、切削負荷、切削時間）を抽出して位置指令データ等を熱変位補正装置３０に出力するプログラム読取解釈部２２と、熱変位補正装置３０から出力される熱変位補正後の位置指令データに基づいて、工作機械２０の主軸モータ２７及び送り軸モータ２９を駆動する動作指令を作成するモータ制御部２３と、動作指令を増幅して工作機械２０の主軸モータ２７に出力するモータ駆動アンプ２４Ａ、及び、送り軸モータ２９に出力するモータ駆動アンプ２４Ｂと、を備えている。また、回転数や切削時間等に関して、工作機械２０は、主軸モータ２７及び／又は送り軸モータ２９からリアルタイムに得られた情報を熱変位補正装置３０に出力してもよい。
【００４２】
また、工作機械２０には、温度情報を取得するための温度センサが、予め設定された１つ以上の位置であって、複数の工作機械２０間で共通の位置における温度を監視するために、共通の位置のうち何れかの位置に設置される。
【００４３】
更に、図示はしないが、工作機械２０は、自身に設置された温度センサを用いて温度を計測する温度計測部と、自身に温度センサが設置されていない位置の温度情報を、温度計測装置１０に要求する温度情報要求部とを備える。
【００４４】
熱変位補正装置３０は、図５に示すように、補正量算出手段としての補正量算出部３２と、補正実行手段としての補正部３４とを備える。
補正量算出部３２は、工作機械２０から提供される温度情報を用いて、機械要素の熱変位量に対応する補正量を算出する。
補正部３４は、補正量算出部３２によって算出された機械要素の補正量に基づき、機械要素の機械位置を補正する。又は、補正部３４は、この機械要素の補正量を工作機械２０に送信する。より具体的には、補正部３４は、図５に示すように、この機械要素の補正量を用いて、工作機械２０のプログラム読取解釈部２２から出力される切削加工の条件を補正した上で、モータ制御部２３に位置指令データを出力する。
【００４５】
〔第１実施形態が奏する効果〕
第１実施形態における温度計測装置１０は、複数の工作機械２０間で共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、共通の位置の何れかの位置に温度センサの設置されていない、他の工作機械２０の当該位置における温度情報として利用させる。
【００４６】
また、第１実施形態において、複数の工作機械２０は、全て同等の機種であり、同等の環境に設置され、同等の加工を行い、温度計測装置１０は、工作機械２０の各々に対し、自工作機械２０に温度センサが設置されていない位置の温度情報として、他の工作機械２０に設置された温度センサからの温度情報を利用させる。
【００４７】
これにより、複数の工作機械間で温度センサの出力値を共有し、トータルの温度センサ数を削減することで、トータルコストを抑えると共に、工作機械に設置した温度センサ故障のリスクを低減することが可能となる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。図６は、第２実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械中の発熱の影響を受ける部位を示す図である。図７は、第２実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械中の切削液の影響を受ける部位を示す図である。図８は、第２実施形態に係る熱変位補正システムにおいて、工作機械に対する温度センサの設置位置の例を示す図である。
【００４９】
第２実施形態において、温度計測装置１０、工作機械２０、及び熱変位補正装置３０、及びそれらを備える熱変位補正システム１００の構成自体は、第１実施形態と基本的に同一であるため、その図示と説明を省略する。
【００５０】
第２実施形態においては、複数の工作機械２０は、同等の機種であり、同等の環境に設置されるが、同等の加工を行うか否かは問わない。また、複数の工作機械２０において、発熱及び冷却の影響を受けにくい箇所に設置される温度センサは、複数の工作機械２０のうち一部の工作機械にのみ設置される。
【００５１】
更に、第２実施形態において、温度センサの位置は、工作機械２０の動作に伴う発熱及び冷却の影響を受ける位置と、工作機械２０の動作に伴う発熱及び冷却の影響を受けにくい位置に区分けされ、複数の工作機械２０間で、発熱及び冷却の影響を受けにくい位置にある温度センサの温度情報のみを、工作機械２０間で共有する。
【００５２】
工作機械２０の動作に伴う発熱及び冷却の影響を受ける位置には、モータの発熱の影響を受ける位置、摺動による発熱の影響を受ける位置、及び切削液の影響を受ける位置が含まれる。
【００５３】
モータの発熱の影響を受ける位置は、主軸モータや、各軸モータの付近の位置であり、各モータが動作した際に生じるモータの発熱の影響を受ける。
【００５４】
摺動による発熱の影響を受ける位置は、各送り軸の動作によって、ボールねじやリニアガイドが摺動する際に生じる発熱の影響を受ける位置である。
【００５５】
切削液の影響を受ける位置は、切削液が直接かかったり、飛散した切削液がかかったり、切削液のミストが充満したりする空間に存在し、切削液による冷却の影響を受ける位置である。
【００５６】
一方、発熱や冷却の影響を受けにくい位置は、モータや摺動部から離れていて、発熱源からの発熱の影響を受けにくく、切削液と接する空間外の位置である。発熱及び冷却の影響を受けにくい位置にある温度センサとしては、例えば、外気温を測定する温度センサを含んでもよい。
【００５７】
図６は、工作機械２０中の発熱の影響を受ける位置を示す。図６中のハッチング部が、発熱の影響を受ける位置である。
【００５８】
“Ｓ１”は、発熱源である主軸モータの位置に対応する。“Ｓ２”は、“Ｓ１”に隣接し発熱源である主軸モータからの熱伝導の影響を受ける位置である。
“Ｘ１”は、発熱源であるＸ軸モータの位置に対応する。“Ｘ２”は、“Ｘ１”に隣接し、発熱源であるＸ軸モータからの熱伝導の影響を受ける位置である。“Ｐ１”はＸ軸モータによって駆動される送り軸の動作によって、ボールねじやリニアガイドが摺動する位置に対応する。“Ｐ２”は、“Ｐ１”に隣接し、ボールねじやリニアガイドからの熱伝導の影響を受ける位置である。
“Ｙ１”は、発熱源であるＹ軸モータの位置に対応する。“Ｙ２”は、“Ｙ１”に隣接し、発熱源であるＹ軸モータからの熱伝導の影響を受ける位置である。“Ｑ１”はＹ軸モータによって駆動される送り軸の動作によって、ボールねじやリニアガイドが摺動する位置に対応する。“Ｑ２”は、“Ｑ１”に隣接し、ボールねじやリニアガイドからの熱伝導の影響を受ける位置である。
“Ｚ１”は、発熱源であるＺ軸モータの位置に対応する。“Ｚ２”は、“Ｚ１”に隣接し、発熱源であるＺ軸モータからの熱伝導の影響を受ける位置である。“Ｒ１”はＹ軸モータによって駆動される送り軸の動作によって、ボールねじやリニアガイドが摺動する位置に対応する。“Ｒ２”は、“Ｒ１”に隣接し、ボールねじやリニアガイドからの熱伝導の影響を受ける位置である。
【００５９】
図７は、工作機械２０中の切削液による冷却の影響を受ける位置を示す。図７中のハッチング部“Ｃ１”が、切削液による冷却の影響を受ける位置である。より具体的には、図７中の“Ｃ１”は、カバー等で覆われた加工空間内に対応し、切削液が直接かかったり、飛散した切削液がかかったり、切削液のミストが充満したりする空間である。
【００６０】
図６及び図７に示される例において、温度センサの位置は、ハッチングが記載された、発熱及び冷却の影響を受ける位置と、ハッチングが記載されない、発熱及び冷却の影響を受けにくい位置に区分けされ、複数の工作機械２０間で、ハッチングが記載されていない位置にある温度センサの温度情報のみを、工作機械２０間で共有する。
【００６１】
図８は、発熱及び冷却の影響を受ける位置が図６及び図７に示されるケースにおける、温度センサの設置位置の例を示す。発熱及び冷却の影響を受ける位置“Ｌ１”〜“Ｌ３”に関しては、全ての工作機械２０ａ〜２０ｎにおいて温度センサが設置される。一方、発熱及び冷却の影響を受けにくい位置である“Ｌ４”及び“Ｌ５”に関しては、工作機械２０ａ〜２０ｎのうち一部の工作機械２０にのみ温度センサが設置され、工作機械２０ａ〜２０ｎ間で温度情報を共有する。
【００６２】
〔第２実施形態が奏する効果〕
第２実施形態において、複数の工作機械２０は、同等の機種であり、同等の環境に設置され、工作機械２０において、発熱及び冷却の影響を受けにくい位置に設置される前記温度センサは、複数の工作機械２０のうち一部の工作機械にのみ設置される。
【００６３】
これにより、複数の工作機械２０の動作がほぼ同等とならない場合でも、第１実施形態と同様に、複数の工作機械間で温度センサの出力値を共有し、トータルの温度センサ数を削減することで、トータルコストを抑えると共に、工作機械に設置した温度センサ故障のリスクを低減することが可能となる。
【００６４】
〔変形例１〕
第１実施形態及び第２実施形態において、温度計測装置１０と工作機械２０とは別体であるとしたが、これには限定されない。例えば、工作機械２０が温度計測装置１０を含む構成としてもよい。この場合、複数の工作機械２０のうち、温度計測装置１０を含む工作機械２０をマスタとし、他の工作機械２０をスレーブとしてもよい。
【００６５】
〔変形例２〕
第１実施形態及び第２実施形態において、工作機械とは別体となった温度計測装置が、ある工作機械に設置された温度センサで計測された温度情報を、他の工作機械に提供する構成としたが、これには限定されない。例えば、工作機械Ａが、自身のある位置に設置された温度センサを用いて、事前に設定されたサンプリングタイムで温度情報をサンプリングすると共に、共有の記憶装置に提供し、工作機械Ｂが、自身に温度センサが設置されていない当該位置の温度情報を当該記憶装置から取得し、当該位置の温度情報として利用する構成としてもよい。
【００６６】
〔変形例３〕
第１実施形態及び第２実施形態において、工作機械とは別体となった温度計測装置が、複数の工作機械間で温度情報を仲介する構成としたが、これには限定されない。例えば、温度計測部と温度情報要求部とを有する工作機械Ａが、自身のある位置に設置された温度センサを用いて、事前に設定されたサンプリングタイムで温度情報をサンプリングすると共に、この温度情報を他の工作機械Ｂに提供し、自身に温度センサが設置されていない位置の温度情報を、当該位置に温度センサが設置された他の工作機械Ｃから取得する構成としてもよい。更に、各工作機械は、自身に設置された温度センサにより計測された温度情報を、他の工作機械に対して、例えばピア・トゥ・ピアにより送信するようにしてもよい。
【００６７】
〔変形例４〕
第１実施形態及び第２実施形態において、温度計測装置が温度情報取得部と温度情報提供部とを備え、温度情報取得部が、工作機械Ａに設置した温度センサにより計測された温度情報を取得し、温度情報提供部が、当該設置位置に温度センサが設置されていない工作機械Ｂにこの温度情報を提供するとしたが、これには限定されない。例えば、工作機械Ａのある位置に設置された温度センサ自体が、例えばピア・トゥ・ピアにより自身の計測した温度情報を工作機械Ｂに提供し、工作機械Ｂがこの温度情報を当該位置の温度情報として利用する構成としてもよい。
【００６８】
〔変形例５〕
第１実施形態及び第２実施形態において、温度計測装置１０が、工作機械２０ごとに共通の位置の何れかの位置に設定された温度センサにより計測される温度情報を、当該位置に温度センサが設置されていない他の工作機械２０に、当該位置の温度情報として利用させるとしたが、これには限定されない。例えば、複数の工作機械２０に対して、予め設定された１つ以上の共通の位置における温度を監視するために、温度計測装置１０は、複数の工作機械２０の内の工作機械２０において、前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサにより計測される温度情報を、前記共通の位置の何れかの位置に設置された温度センサが異常と判定された、複数の工作機械２０の内の他の工作機械２０の当該位置における温度情報として利用させてもよい。
【００６９】
例えば、複数の工作機械２０が、同等の機種であり、同等の環境に設置され、同等の加工を行い、複数の工作機械２０の内の工作機械２０に設置された温度センサが異常と判定された場合に、温度計測装置１０は、当該工作機械２０に、異常と判定された温度センサの設置箇所の温度情報として、複数の工作機械の内の他の工作機械２０において同一箇所に設置された温度センサからの温度情報を利用させてもよい。
【００７０】
また、複数の工作機械２０が、同等の機種であり、同等の環境に設置され、複数の工作機械２０の内の工作機械２０において、発熱及び冷却の影響を受けにくい箇所に設置された温度センサが異常と判定された場合に、温度計測装置１０は、当該工作機械２０に、異常と判定された温度センサの設置箇所の温度情報として、複数の工作機械２０の内の他の工作機械２０において同一箇所に設置された温度センサからの温度情報を利用させてもよい。
【００７１】
図８を参照して説明すると、工作機械２０ａの位置Ｌ５の温度センサに異常が生じた場合、位置Ｌ５は、工作機械の発熱及び冷却の影響を受けない箇所であるため、同等の機種で同等の環境に設置されている他の工作機械２０内で、位置Ｌ５に設置された温度センサ（例えば工作機械２０ｎの位置Ｌ５の温度センサ）で計測された温度情報を用いて、工作機械２０ａにおける温度情報を補間してもよい。
また、工作機械２０ａの位置Ｌ１の温度センサに異常が生じた場合、位置Ｌ１は、工作機械の発熱及び冷却の影響を受ける箇所であるため、同等の機種で同等の環境に設置され、同等の加工を行う他の工作機械２０内で、位置Ｌ１に設置された温度センサ（例えば工作機械２０ｂの位置Ｌ１の温度センサ）で計測された温度情報を用いて、工作機械２０ａにおける温度情報を補間してもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００７３】
温度計測装置１０による制御方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ（温度計測装置１０）にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。更に、これらのプログラムは、ダウンロードされることなくネットワークを介したＷｅｂサービスとしてユーザのコンピュータ（温度計測装置１０）に提供されてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０  温度計測装置
１１  通信インタフェース
１２  記憶部
１３  制御部
２０  工作機械
２１  加工プログラム
２２  プログラム読取解釈部
２３  モータ制御部
２４Ａ  ２４Ｂ  モータ駆動アンプ
２６  主軸
２７  主軸モータ
２８  送り軸
２９  送り軸モータ
３０  熱変位補正装置
３２  補正量算出部
３４  補正部
４０  ネットワーク
１００  熱変位補正システム
１２１  管理テーブル
１３１  温度情報取得部
１３２  温度情報提供部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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