(57)【要約】【課題】少ない温度センサで、温度変化が検出されない状態で熱変位が発生する場合においても精度よく熱変位補正を行うことができる熱変位補正装置を提供すること。【解決手段】本発明の熱変位補正装置１００は、工作機械の置かれている環境の温度を検出する環境温度検出手段１１０と、工作機械の温度を検出する機械温度検出手段１２０と、環境の温度と工作機械の温度の関係から、環境の温度の影響を受ける機械構成部分の温度分布を推定する温度分布推定手段１３０と、機械構成部分の温度分布に基づいて、環境の温度の影響を受ける機械構成部分が熱変位する時定数と一致する工作機械の位置を求めて設定する設定手段１４０と、該設定された位置の温度を機械温度検出手段が検出する温度の修正温度として機械構成部分の熱変位量を算出する熱変位量算出手段１５０と、を備える。【選択図】図１
2017024108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の温度を検出する機械温度検出手段を有し、該機械温度検出手段で測定した温度の温度変化に基づいて熱変位量を算出し、前記熱変位量を打ち消す量を熱変位補正量とし、送り軸の位置指令に対して前記熱変位補正量を加えることによって補正を行う工作機械の熱変位補正装置であって、
工作機械の置かれている環境の温度を検出する環境温度検出手段と、
前記環境の温度と前記工作機械の温度の関係から、前記環境の温度の影響を受ける機械構成部分の温度分布を推定する温度分布推定手段と、
前記温度分布から前記環境の温度の影響を受ける機械構成部分が熱変位する時定数と一致する前記工作機械の位置を求めて設定する設定手段と、
該設定された位置の温度を前記機械温度検出手段が検出する温度の修正温度として前記機械構成部分の熱変位量を算出する熱変位量算出手段と、
を備えたことを特徴とする工作機械の熱変位補正装置。
【請求項２】
前記環境温度検出手段は、
クーラント温度を検出し、
前記温度分布推定手段は、
クーラントを吐出している場合には、前記クーラント温度と前記工作機械の温度の関係から、前記機械構成部分の温度分布を推定し、クーラントを吐出していない場合には、過去に計算した修正温度と前記工作機械の温度の関係から、前記機械構成部分の温度分布を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の熱変位補正装置。
【請求項３】
前記環境温度検出手段は、
周囲温度を検出し、
前記温度分布推定手段は、
前記周囲温度と前記工作機械の温度の関係から、前記機械構成部分の温度分布を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の熱変位補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の熱変位補正装置に関し、特に少ない温度センサでも精度よく熱変位補正を行うことができる工作機械の熱変位補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械において、送りねじや主軸はモータによって駆動されることから、モータの発熱、軸受の回転による摩擦熱、送りねじのボールネジとボールナットの接触部の摩擦熱によって、主軸や送りねじは膨張し機械位置が変化する。また、工作機械の周囲温度の変化やクーラントの使用によっても、コラムやベッドが温度変化するので、発生した伸びや傾斜によって機械位置が変化する。すなわち、位置決めすべきワークと工具の相対位置関係にずれが生じる。この熱による機械位置の変化は、精度の高い加工を行う場合に問題となる。
【０００３】
この熱による機械位置の変位を除去するため、変位センサを用いて指令位置を補正する技術や、主軸の回転数等の運転条件から熱変位を予測して指令位置を補正する技術、送りねじに初期張力を与えた、熱による膨張の影響を受けない構造等が用いられている。
【０００４】
中でも、工作機械の要所に温度センサを設置し、検出温度に基づいて熱変位を予測する方法は、送りねじや主軸の熱変位だけでなく、周囲温度の変化やクーラントによって発生する熱変位をリアルタイムに補正することができるため、注目を集めている。この方法による熱変位量ΔＬは、線膨張係数をα、機械構成部分の長さをＬ、温度変化をΔＴとした時、以下の数１式で表すことができる。
【０００５】
【数１】
2017024108.tif 000003
【０００６】
しかし、この式は熱変位量と温度変化がリニアな相関にあることを前提にしており、温度センサが熱源から離れている場合には、熱変位量と温度変化の時定数が異なり正しく計算できない。具体的には図８に示すように、熱源から離れた位置の温度は熱源の温度に比べて、温度変化に対する反応が遅くなる他、放熱により温度の最大値も低下する。そのため、温度センサの検出温度を適宜修正して、熱変位が有する時定数と一致させる方法が考えられている（特許文献１〜５など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０８６３２９号公報
【特許文献２】特開２００６−０５５９１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１８３６５３号公報
【特許文献４】特開２００５−０８８１２６号公報
【特許文献５】特開平０８−１７４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示される技術では、熱源の近傍に温度センサを設置することで、熱変位と検出温度の時定数を一致させている。しかし、周囲温度の変化やクーラントが熱源の場合、機械の広い範囲で複雑に発熱するため、熱源を特定するのは難しく、特定できたとしても多くの温度センサが必要になる。温度センサが増えることで、コスト（温度センサ自体や検出信号の受信部、取り付けるコスト）や故障率が高くなってしまう。
【０００９】
特許文献２に開示される技術では、時定数の差が小さい場合を想定しており、時定数の差が大きい場合に過渡状態の初期の時点で発生する、温度変化が検出されない状態で熱変位が発生する場合に、誤差が大きくなってしまう。
【００１０】
特許文献３は、前記の温度変化が検出されない状態で熱変位が発生する場合でも、熱変位量を算出することができる。しかし、主軸回転速度と発熱量を結び付けているため、主軸の発熱による熱変位は推定できても、周囲温度の変化やクーラントによる熱変位は推定できない。
また、特許文献４，５は、１つの機械構成部に対して複数の温度センサが必要であり、コストや故障率が高くなってしまう。
【００１１】
そこで本発明の目的は、少ない温度センサで、温度変化が検出されない状態で熱変位が発生する場合においても精度よく熱変位補正を行うことができる熱変位補正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、温度センサを用いた熱変位の推定に際し、熱変位と時定数の異なる温度データを環境の温度によって修正することで、補正を高精度に行う工作機械の熱変位補正装置に関するものである。
【００１３】
そして、本願の請求項１に係る発明は、工作機械の温度を検出する機械温度検出手段を有し、該機械温度検出手段で測定した温度の温度変化に基づいて熱変位量を算出し、前記熱変位量を打ち消す量を熱変位補正量とし、送り軸の位置指令に対して前記熱変位補正量を加えることによって補正を行う工作機械の熱変位補正装置であって、工作機械の置かれている環境の温度を検出する環境温度検出手段と、前記環境の温度と前記工作機械の温度の関係から、前記環境の温度の影響を受ける機械構成部分の温度分布を推定する温度分布推定手段と、前記温度分布から前記環境の温度の影響を受ける機械構成部分が熱変位する時定数と一致する前記工作機械の位置を求めて設定する設定手段と、該設定された位置の温度を前記機械温度検出手段が検出する温度の修正温度として前記機械構成部分の熱変位量を算出する熱変位量算出手段と、を備えたことを特徴とする工作機械の熱変位補正装置である。
【００１４】
本願の請求項２に係る発明は、前記環境温度検出手段は、クーラント温度を検出し、前記温度分布推定手段は、クーラントを吐出している場合には、前記クーラント温度と前記工作機械の温度の関係から、前記機械構成部分の温度分布を推定し、クーラントを吐出していない場合には、過去に計算した修正温度と前記工作機械の温度の関係から、前記機械構成部分の温度分布を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の熱変位補正装置である。
【００１５】
本願の請求項３に係る発明は、前記環境温度検出手段は、周囲温度を検出し、前記温度分布推定手段は、前記周囲温度と前記工作機械の温度の関係から、前記機械構成部分の温度分布を推定する、ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の熱変位補正装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、温度センサが熱源から離れている場合でも、精度よく補正を行うことができる。また、時定数の差が大きい場合に過渡状態の初期の時点で発生する、温度変化が検出されない状態で熱変位が発生する場合でも、精度よく補正を行うことができる。さらに、機械構成部に対して温度センサは１つでよく、周囲温度やクーラントの検出温度は各機械構成部で併用できるため、センサの個数が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における熱変位補正装置の機能ブロック図である。
【図２】マシニングセンタの構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における熱変位補正装置上で実行されるクーラントによる熱変位量の算出手順を示すフローチャートである。
【図４】修正温度の算出モデルを示す図である。
【図５】マシニングセンタのコラムの温度変化の例を示すグラフである。
【図６】マシニングセンタの熱変位量の算出モデルを示す図である。
【図７】本発明の実施形態における熱変位補正装置上で実行される周囲温度の変化による熱変位量の算出手順を示すフローチャートである。
【図８】熱源と離れた位置の温度を示すグラフである。
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同一または類似する構成は同じ符号を用いて説明する。
本発明の熱変位補正装置では、熱変位と時定数の異なる検出温度を、環境の温度との熱伝導方程式を解くことで推定して、時定数が一致するように修正する。使用する環境の温度は、機械状態を監視することで使い分ける。例えば、クーラントによる熱変位を推定する場合、鋳物の検出温度の時定数を修正するため、鋳物中の温度分布を推定する。工作機械がクーラントを吐出中である場合、クーラントの熱が鋳物へ流入するので、鋳物の片端がクーラント温度、もう片端が鋳物温度であるとして、熱伝導方程式から温度分布を推定する。推定した温度分布から、熱変位の時定数と一致する温度を選択し、修正温度とする。クーラントの吐出中でない場合、前記で推定した急な温度勾配の温度分布が、元の鋳物の温度に合わせて均一化されていくので、両端が鋳物温度である場合の温度分布を推定することで時定数を合わせる。
【００１９】
＜１．構成＞
図１は、本発明の一実施形態における熱変位補正装置の機能ブロック図を示している。本発明の熱変位補正装置１００は、工作機械を制御する制御装置に機能を加えることで構築してもよいし、工作機械を制御する制御装置と接続された外部コンピュータにより構築してもよい。本実施形態の熱変位補正装置１００は、環境温度検出手段１１０、機械温度検出手段１２０、温度分布推定手段１３０、設定手段１４０、熱変位量算出手段１５０を備える。
【００２０】
環境温度検出手段１１０は、熱変位量を算出する対象とする機械の周辺の温度を検出する温度センサにより構成される機能手段であり、機械温度検出手段１２０は、熱変位量を算出する対象とする機械の各部の温度を検出する温度センサにより構成される機能手段である。それぞれの温度検出手段を構成する温度センサは、一般には外乱に強く経年劣化の少ないサーミスタ温度センサを使用するが、バイメタルや熱電対などから構成される接触式のものや、熱放射などを利用した非接触式のものを用いることもできる
【００２１】
温度分布推定手段１３０は、環境温度検出手段１１０が検出した機械の周辺の環境温度と、機械温度検出手段１２０により検出された機械の検出温度とに基づいて、後述する＜２．１．修正温度の算出方法＞において説明する方法により、環境温度の影響を受ける機械構成部分の温度分布を推定する。
【００２２】
設定手段１４０は、後述する＜２．１．修正温度の算出方法＞において説明する方法により、温度分布推定手段１３０が推定した機械の温度分布に基づいて、環境温度検出手段１１０が検出した環境温度の影響を受ける機械構成部分が熱変位する時定数と一致する機械の位置を求めて設定する。熱変位する時定数と一致する機械の位置については、あらかじめ実験によって熱変位する時定数と一致する機械の位置を決定して設定するようにしてもよいし、調整のための画面や加工プログラム中で該位置を設定できるようにしてもよい。
【００２３】
熱変位量算出手段１５０は、設定手段１４０により設定された位置の温度を機械温度検出手段が検出する温度の修正温度とした上で、後述する＜２．２．熱変位量の算出方法＞において説明する方法により、機械構成部分の熱変位量を算出する。
【００２４】
以下では、上記構成を備えた本実施形態の熱変位補正装置の動作を説明する。図２は、本実施形態の熱変位補正装置１００が熱変位量を算出する対象とするマシニングセンタの構成例を示す図である。これに限らず、本発明の熱変位補正装置は射出成型機や放電加工機などの工作機械に適用することも可能である。マシニングセンタ１は周知のように、主軸ヘッド５、主軸取付台６、主軸４、コラム７、ベッド８、移動テーブル９、クーラントタンク１０などから構成されている。また、このマシニングセンタ１には温度検出手段が設けられており、例としてコラム７には温度センサ１１が、ベッド８には温度センサ１２が取り付けられており、クーラントタンク１０の中にクーラント温度を検出する温度センサ１３が、マシニングセンタ１の外部に周囲温度を検出する温度センサ１４が取り付けられている。本発明では、温度センサ１３、１４のように工作機械本体に取り付けられていない温度センサによる検出温度を環境の温度と呼ぶ。
【００２５】
熱変位には、軸移動や主軸回転により発生する摩擦熱やモータの発熱による能動的な熱変位と、周囲温度の変化やクーラントの吐出による受動的な熱変位が存在する。前者は工作機械の構成に応じて一律なので、機械動作から推定可能だが、後者は工作機械の置かれている環境によって異なるので、機械動作からの推定は困難である。そこで、本実施形態では、摩擦熱やモータの発熱により発生するボールネジや主軸部分の熱変位量δMに対して、温度センサを使用せずに機械動作から熱変位量を推定する既知の方法（特開２００２−０１８６７７号公報などに開示される方法）を使用し、周囲温度の変化やクーラントによる熱変位量δEに対しては本発明を使用する。
【００２６】
＜２．クーラントによる熱変位の推定（実施例１）＞
本実施形態の熱変位補正装置により、図２に示すマシニングセンタ１のクーラントによる熱変位の推定手順について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。熱変位補正の機能が有効の間、このフローチャートの処理が繰り返される。このフローチャートでは、周囲温度の変化やクーラントによる熱変位量δEをコラムの熱変位に絞って説明するが、ベッドや主軸取付台などの機械構成部も同様の方法で推定し、組み合わせることができる。
【００２７】
●［ステップＳＡ０１］温度センサで各部の温度を検出し、メモリに格納する。ボールネジや主軸部分の熱変位量δMの算出間隔と同じもしくは短い間隔で検出することが望ましい。上記算出間隔よりも短い間隔で検出する場合は、移動平均等の統計的手法を用いて算出間隔を合わせる。
●［ステップＳＡ０２］上記した特開２００２−０１８６７７号公報などに開示される温度センサを使用せずに機械動作から熱変位量を推定する既知の方法に従って、運転動作からボールネジや主軸部分の熱変位量δMを推定し、算出結果をメモリに格納する。
●［ステップＳＡ０３］クーラントがかかる機械構成部分であるコラム７の検出温度を、コラム７の検出温度Ｔ11としてメモリに格納する。
【００２８】
●［ステップＳＡ０４］マシニングセンタ１がクーラントを吐出中であるか、吐出中でないかを判定し、マシニングセンタ１がクーラント吐出中であればステップＳＡ０５に進む。クーラント吐出中でなければステップＳＡ０６に進む。
●［ステップＳＡ０５］修正温度の算出に使用する境界温度Ｔ0として、クーラントの検出温度をメモリに格納して、ステップＳＡ０７に進む。境界温度Ｔ0はコラム７とクーラントが接するコラム７の表面の温度である。
●［ステップＳＡ０６］修正温度の算出に使用する境界温度Ｔ0として、コラムの検出温度Ｔ11をメモリに格納して、ステップＳＡ０７に進む。境界温度Ｔ0はコラムの表面の温度である。クーラント吐出中でない場合、コラム７の温度は徐々にコラム７本来の温度に戻っていくため、境界温度Ｔ0にコラムの検出温度Ｔ11を格納することで再現する。他にも、周囲温度を境界温度Ｔ0として格納する方法も考えられる。
【００２９】
●［ステップＳＡ０７］後述する修正温度の算出方法により、Ｔ0とＴ11を用いて、コラム７の検出温度Ｔ11を熱変位の時定数と一致するように修正する。算出した温度を修正温度ＴCとしてメモリに格納する。
●［ステップＳＡ０８］後述する熱変位量の算出方法により、ＴCを用いて、クーラントによる熱変位量δEを算出し、メモリに格納する。
●［ステップＳＡ０９］ステップＳＡ０２で算出したボールネジと主軸部分の熱変位量δMと、ステップＳＡ０８で算出したクーラントによる熱変位量δEをメモリから読み出し、以下に示す数２式のように足し合わせることで総合的な熱変位量δを算出する。
【００３０】
【数２】
2017024108.tif 000004
【００３１】
なお、熱変位量δの算出においては、調整のために係数ＫMとＫEを用意し、以下に示す数３式のようにそれぞれの熱変位量に係数を掛けてから足し合わせても良い。タッチプローブ等の位置センサで、実際に発生した熱変位量を計測し、推定誤差が小さくなるように係数ＫMとＫEを決定することで、細かな調整を行うことが可能である。
【００３２】
【数３】
2017024108.tif 000005
【００３３】
もちろん、以下に示す数４式ように係数ＫMとＫEを共通の係数Ｋにすることや、数５式のように係数Ｋを掛けずに足し合わせることも可能であり、簡易的な調整を行うこともできる。
【００３４】
【数４】
2017024108.tif 000006
【００３５】
【数５】
2017024108.tif 000007
【００３６】
以上の処理によって総合的な熱変位量δを推定できるので、熱変位量δを打ち消す量を熱変位補正量とし、工作機械の機械原点シフト機能等の基準位置を調節する機能を用いてオフセットすることで熱変位の補正を行う。
【００３７】
＜２．１．修正温度の算出方法＞
機械構成部分に取り付けられた温度センサの位置が熱源から離れている場合、機械構成部分が過熱されて熱変位を生じていても、温度センサによる温度変化の検出が遅れてしまう。すると検出温度から熱変位を正しく推定することができない。この現象を時定数が異なると呼ぶが、次に説明する方法で時定数を合わせた修正温度ＴCを算出し、検出温度の代わりに使用して熱変位を推定することで、正しく推定することができる。例として、コラムの修正温度ＴCの算出方法について説明する。
【００３８】
クーラントの吐出が開始されると、クーラントがコラムの表面を流れ、クーラントの持つ熱がコラムの内側に向かって伝播する。本実施例ではこの現象に対して、図４のように熱の伝播に関する簡単なモデルを作成し、１次元の熱伝導方程式を使用することで修正温度ＴCを算出した。クーラント吐出中は前記のフローチャートに従い、境界温度Ｔ0にはクーラント温度が格納される。コラム表面の温度はクーラント温度と同じであると仮定し、コラム７の温度検出地点との間の温度分布Ｔ11（ｘ，ｔ）’を推定する。図４のモデルから、熱伝導方程式と境界条件を以下に示す数６式のように設定した。
【００３９】
【数６】
2017024108.tif 000008
【００４０】
ここで、ｔは時間、βは温度拡散率、ｘは位置、Ｔ0は境界温度、Ｄは熱源と温度センサの間の距離、Ｔ11はコラムの検出温度である。制御装置内では、偏微分方程式の数値解を求めることで、温度分布を算出している。
【００４１】
コラム表面からの深さをｄとすると、その位置における温度は、求めた温度分布Ｔ11（ｘ，ｔ）’からＴ11（ｄ，ｔ）’と算出できる。あらかじめ、クーラントを吐出させて加工を行うなどして実験を行い、Ｔ11（ｄ，ｔ）’が実際の熱変位の変化と一致する時定数になるようにｄを決定する。この時のＴ11（ｄ，ｔ）’が修正温度ＴCである。この例では、あらかじめ実験によってｄを決定しているが、調整のために画面や加工プログラム中でｄを変更することも可能である。
【００４２】
図５にコラム７の温度変化のグラフを示す。この例では、２５℃に温度調節したクーラントを３時間吐出した後、クーラントを停止させている。図５のグラフ上には境界温度、コラムの検出温度Ｔ11、算出した修正温度Ｔ11’が描画されている。コラムの検出温度Ｔ11は境界温度が急激に変化しているにも関わらずほとんど温度変化を生じないが、算出した修正温度Ｔ11’は境界温度の温度変化に即座に反応して温度変化を生じている。また、境界温度が調整した温度を超えて一瞬高温になっているが、算出した修正温度Ｔ11’は一瞬の温度変化の影響を受けにくい鋳物の性質を表現できている。
【００４３】
簡易的に計算するのであれば、境界温度Ｔ0とコラムの検出温度Ｔ11を直線補間し、以下に示す数７式のように算出することもできる。ここでＡは検出温度Ｔ11から温度を求めたい位置までの距離、Ｂは境界温度Ｔ0から温度を求めたい位置までの距離である。この場合計算は簡単だが、修正温度は境界温度のノイズの影響を直接受けるため、精度が低下するので望ましくない。
【００４４】
【数７】
2017024108.tif 000009
【００４５】
なお、上記ではコラムの修正温度について述べたが、ベッドや主軸取付台などの機械構成部の修正温度に関しても同様である。
【００４６】
＜２．２．熱変位量の算出方法＞
図６のようにマシニングセンタ１を横から見た平面図を基に、図的に熱変位量の算出を行う。この例では、奥行き方向は対称構造になっているため、周囲温度の変化やクーラントによる熱変位は小さい。
【００４７】
まず各辺の伸びを、数１式に基づく以下に示す数８式を用いて算出する。クーラントがかかるコラム内側の辺１９とベッド上側の辺２１については、上記した方法で算出した修正温度を用いて算出する。コラム外側の辺２０とベッド下側の辺２２はクーラントの影響を受けにくいので、検出温度をそのまま使用する。
【００４８】
【数８】
2017024108.tif 000010
【００４９】
ΔＬCIはコラム内側の伸び、ΔＴ11’はコラムの修正温度の変化量、ΔＬCOはコラムの外側の伸び、ΔＴ20はコラム外側の検出温度の変化量、ΔＬBDはベッドの下側の伸び、ΔＴ22はベッド下部の検出温度の変化量、ΔＬBUはベッド上部の伸び、ΔＴ12’はベッドの修正温度の変化量である。また、ＬCはコラムの長辺方向の長さ、ＬBはベッドの長辺方向の長さである。
【００５０】
すると、コラムが単純に根元から一定の角度で傾くとすると、コラムの変形によるＺ軸方向の熱変位量δＺclmは、例えば以下の数９式によって算出される。
【００５１】
【数９】
2017024108.tif 000011
【００５２】
数９式において、θCはコラムのたわみによるコラムの傾き、Ｓはコラムから主軸中心までの距離、ＤCはコラムの短辺方向の長さである。
また、ベッドの伸びによりコラムが単純に根元から一定の角度で傾くとすると、ベッドの変形によるＺ軸方向の熱変位量δＺbedは、例えば以下に示す数１０式によって算出される。
【００５３】
【数１０】
2017024108.tif 000012
【００５４】
数１０式において、θBはベッドのたわみによるコラムの傾き、ＤBはベッドの短辺方向の長さである。
すると、Ｚ軸方向の熱変位量δＺEは以下に示す数１１式で表すことができる。
【００５５】
【数１１】
2017024108.tif 000013
【００５６】
なお、熱変位はコラムの傾きによるものに限らず、例えばコラムの伸びや、主軸取付台の傾き等があり、工作機械の構成に応じてこれらを推定して熱変位量に加えることで、さらに精度を向上することが可能である。また省略するが、Ｙ軸方向の熱変位量についても同様に図的に算出することが可能である。
【００５７】
＜３．周囲温度の変化による熱変位の推定（実施例２）＞
周囲温度の変化による熱変位の推定方法について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。周囲温度の変化はクーラントと異なり全体的に温度変化するため、温度センサが鋳物表面に貼り付けられている場合には時定数の違いは問題にならないが、温度センサが鋳物の中に埋め込まれている場合には時定数の違いが発生する。前記と重複する内容については省略して記載する。
【００５８】
●［ステップＳＢ０１］温度センサで各部の温度を検出し、メモリに格納する。
●［ステップＳＢ０２］上記した特開２００２−０１８６７７号公報などに開示される温度センサを使用せずに機械動作から熱変位量を推定する既知の方法に従って、運転動作からボールネジや主軸部分の熱変位量δMを推定し、算出結果をメモリに格納する。
●［ステップＳＢ０３］修正温度の算出に使用する境界温度Ｔ0として、温度センサ１４で検出した周囲温度をメモリに格納する。
【００５９】
●［ステップＳＢ０４］上記した修正温度の算出方法を用いて、コラム７の検出温度を、熱変位の時定数と一致するように修正する。コラム７の表面の温度が周囲温度と一致し、熱が内側に向かって伝播すると考えることで、上記した算出方法と同様の方法で修正温度の算出が可能である。算出した温度を修正温度としてメモリに格納する。
●［ステップＳＢ０５］上記した熱変位量の算出方法を用いて、周囲温度の変化による熱変位量δEを算出し、メモリに格納する。周囲温度が変化する場合、通常は鋳物が均等に温度変化するため、鋳物の伸びを推定して熱変位量に加えることで、精度を向上させることができる。
●［ステップＳＢ０６］ステップＳＢ０２で算出したボールネジと主軸部分の熱変位量δMと、ステップＳＢ０５で算出した周囲温度の変化による熱変位量δEをメモリから読み出し、数２式のように足し合わせることで総合的な熱変位量δを算出する。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  マシニングセンタ
４  主軸
５  主軸ヘッド
６  主軸取付台
７  コラム
８  ベッド
９  移動テーブル
１０  クーラントタンク
１１，１２，１３，１４  温度センサ
１９  コラム内側辺
２０  コラム外側辺
２１  ベッド上側辺
２２  ベッド下側辺
１００  熱変位補正装置
１１０  環境温度検出手段
１２０  機械温度検出手段
１３０  温度分布推定手段
１４０  設定手段
１５０  熱変位量算出手段
【図１】
2017024108.tif 000014
【図２】
2017024108.tif 000015
【図３】
2017024108.tif 000016
【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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