[发明专利]机床的热位移校正装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种配备于机床的、用于校正由该机床产生的热位移量的热位移校正装置。

背景技术

在机床中用电机驱动进给丝杠和主轴，因此由电机的发热、轴承旋转而产生的摩擦热、进给丝杠的滚珠丝杠与滚珠螺母的卡合部的摩擦热，使得主轴和进给丝杠膨胀而机械位置位移。即，要定位的工件与刀具的相对位置关系产生偏差。由该热引起的机械位置的变动在进行高精度加工时会成为问题。

作为去除由该热引起的机械位置的位移的方法，以往采用设置冷却装置，或对进给丝杠的滚珠丝杠附加初始张力而不受由热引起的膨胀影响的结构，或设置位移传感器、温度传感器并根据检测位移、检测温度来校正指令位置的方法。

在根据机床的动作、各部位的温度等计算出热位移量来进行校正时，有时无法正确地计算出热位移量，热位移校正量与实际热位移量之差(校正误差)变大，而无法正确地进行校正。在这种情况下，通常通过使热位移校正量增减来进行调整，使校正精度提高。

作为与热位移校正量的调整有关的以往技术的示例，在日本特开平11-90779号公报中公开了以下方法：在进行加工时，使用计测设备计测实际位移量，与热位移校正量进行比较，来求出调整值。通过对计算出的热位移校正量加上求出的调整值或减去求出的调整值，来对上述热位移校正量进行变更并调整。

在上述日本特开平11-90779号公报所公开的热位移校正量的调整中，在进行调整时，需要计测加工点的实际位移量，因而费工夫。另外，在该技术中提供了最大位移量与平均移动距离的对应关系，但是有时由于机械特性或加工环境不同，该对应关系产生较大的偏差。

在以往方法中，调整热位移校正值的调整值在预先设定之后、实际位移量的测量之后成为固定值。之后，有时根据外部环境和加工状况需要变更调整值。在该情况下，为此使加工周期中断，使热位移校正量与实际位移量相符，因此如果不进行多次手动设定和测量，则存在不能适当地变更调整值的问题。

图8是说明以往技术的图。

关于图8的(1)的“热位移量与主轴移动的对应关联数据”，通过预先实施热位移实验，求出“机械的热位移量与主轴旋转的移动量的对应关联数据”，将求出的该数据保存到机械(控制机械的数控装置的存储器)。但是，在上述日本特开平11-90779号公报所记载的以往技术中，机械用户无法变更与热位移实验有关的关联数据，并且，仅限定于一种机械和主轴。

关于(2)的“实际测量”，在校正值(对热位移校正量乘以调整值而得到的值)与实际位移值之间存在一定值以上的差时，进行多次实际测量对校正值进行校正，因此需要变更调整值。

图9是说明在以往技术中根据外部环境或加工状况变更调整值因此需要使加工周期中断而进行计测这一情况的图。

在图9中示出在计测1、计测2的时间点进行两次计测。在计测1的时间点，热位移校正量与实际位移量之差变大，因此变更调整值。同样地，在计测2的时间点，热位移校正量与实际位移量之差变大，因此再次变更调整值。在以往技术中，在进行计测之后调整值设定为固定数值，因此为了提高热位移量的校正精度而再次实施计测，需要将调整热位移量的调整量变更为适当的值，进行计测，因此存在加工周期中断这种问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种机床的热位移校正装置，能够以较少计测次数实时地进行适当调整，在热位移校正量与实际位移量之间存在较大偏差的情况下，即使不进行再计测，也会偏差小，从而能够减少由计测引起的周期中断。

在本发明中，预先进行设定或通过一次计测来设定换算系数，之后针对加工状况的变化，能够自动地变更调整值，因此能够减少加工周期的中断。

本发明根据由已知的任意手段计算出的热位移校正量以及计测规定部位而求出的测量值，来求出实际热位移量，计算出适当调整值，将热位移校正量调整到正确趋势。

关于调整值的计算，根据由已知的任意手段计算出的热位移校正量和实际位移量信息，来求出热位移校正量与调整值的关联函数(近似式)。根据热位移校正量的变化，用该关联函数(近似式)变更调整值。具体地说，用后述两个步骤实施。