工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正装置
【課題】工作機械の電源投入直後からより高精度に熱変位補正が可能な工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正装置を提供すること。
【解決手段】傾斜量取得部５２は、電源投入（時点ｔ０）直後に、コラム１０に設定された傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを直接取得するようにしているので、この傾斜量θａをもとにコールドスタート時に高精度な熱変位補正が可能となる。この傾斜量の取得はコラム１０が移動しているときは困難であるが、温度変化量取得部５５は、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、コラム１０に設定された各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化量を取得するようにしているので、コラム１０が移動していても温度分布の時間的変化量をもとに高精度な熱変位補正が可能となる。よって、加工のサイクルタイムのロスを解消することができ、加工効率を向上させることができる。
【解決手段】傾斜量取得部５２は、電源投入（時点ｔ０）直後に、コラム１０に設定された傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを直接取得するようにしているので、この傾斜量θａをもとにコールドスタート時に高精度な熱変位補正が可能となる。この傾斜量の取得はコラム１０が移動しているときは困難であるが、温度変化量取得部５５は、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、コラム１０に設定された各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化量を取得するようにしているので、コラム１０が移動していても温度分布の時間的変化量をもとに高精度な熱変位補正が可能となる。よって、加工のサイクルタイムのロスを解消することができ、加工効率を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械における熱変位補正方法および熱変位補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、制御装置により各駆動軸を位置制御することにより工作物の加工を行っている。この工作機械において、工具による加工やモータの回転等の内的要因による発熱および設置環境の室温変動等の外的要因による熱伝達により、移動体を支持する支持体が熱変形することがある。支持体の熱変形は、移動体の位置に影響を及ぼすため、加工精度の低下を招来するおそれがある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、以下の工作機械における熱変位補正方法が開示されている。この方法は、発熱源の影響を受ける支持体の温度分布の時間的変化を検出し、検出した温度分布の時間的変化を用いて、ある時定数等の熱特性を有する工作機械の熱変位の熱的挙動と略同じ挙動をするような温度分布の時間的変化を演算する。そして、算出した演算温度分布の時間的変化と上述の熱変位との関係を定める関数を用いて得た熱変位に基づいて加工誤差を補正する。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の工作機械における熱変位補正方法では、工作機械の電源投入直後においては支持体の温度分布の時間的変化を得ることができないため、電源投入から所定時間は加工を開始せずに支持体の温度分布の時間的変化を検出しなければならず、加工効率の低下を招いている。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献２には、以下の工作機械における熱変位推定方法が開示されている。工作機械（旋盤）の機体には、工作機械の熱変形時定数よりも小さい温度時定数を有する第１基準ブロックと、工作機械の熱変形時定数よりも大きい温度時定数を有する第２基準ブロックとが設けられている。各基準ブロックの温度測定値の差に係数を乗じ、その値に第２基準ブロックの温度測定値を加算して工作機械の電源投入直後の推定用暫定値を求める。そして、この推定用暫定値に係数を乗じて熱変位量を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０８９９２号公報（段落００１０、図１）
【特許文献２】特開２００１‐２６９８４０号公報（段落０００８，０００９、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の特許文献２に記載の工作機械における熱変位推定方法では、工作機械の電源投入直後から加工を行うことができるため、加工効率を向上させることができる。ところが、工作機械の電源投入直後の熱変位量を温度時定数が異なる２種類の基準ブロックを用いて推定しているため、得られる熱変位量の精度に限界がある。よって、より高精度な熱変位補正が必要な場合は適用できないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、工作機械の電源投入直後からより高精度に熱変位補正が可能な工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正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】
【０００９】
（工作機械の熱変位補正方法）
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の工作機械の熱変位補正方法に係る発明の構成上の特徴は、
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正方法において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得工程と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出工程と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正工程と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度分布の時間的変化量を取得する温度変化量取得工程と、
前記温度分布の時間的変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出工程と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正工程と、
を備えることである。
【００１０】
（工作機械の熱変位補正装置）
上記の課題を解決するため、請求項２に記載の工作機械の熱変位補正装置に係る発明の構成上の特徴は、
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正装置において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得手段と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正手段と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度分布の時間的変化量を取得する温度変化量取得手段と、
前記温度分布の時間的変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正手段と、
を備えることである。
【００１１】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項２において、
前記傾斜量取得手段は、前記傾斜検査点に配置された傾斜センサにより測定される傾斜量を取得し、温度変化量取得手段は、前記温度検査点に配置された温度センサにより測定される温度分布の時間的変化量を取得することである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によると、傾斜量取得工程において、電源投入時に、支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を直接取得するようにしているので、この傾斜量をもとにコールドスタート時に高精度な熱変位補正が可能となる。この傾斜量の取得は支持体が移動しているときは困難であるが、温度変化量取得工程において、電源投入時から所定時間経過後に、支持体に設定された温度検査点の温度分布の時間的変化量を取得するようにしているので、支持体が移動していても温度分布の時間的変化量をもとに高精度な熱変位補正が可能となる。よって、加工のサイクルタイムのロスを解消することができ、加工効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の工作機械の熱変位補正方法としての他の特徴部分について、本発明の工作機械の熱変位補正装置に同様に適用可能である。そして、この場合における効果についても、上記工作機械の熱変位補正方法としての効果と同様の効果を奏する。このとき、傾斜量取得手段は、傾斜検査点に配置された傾斜センサにより測定される傾斜量を取得し、温度変化量取得手段は、温度検査点に配置された温度センサにより測定される温度分布の時間的変化量を取得する簡易な構成となっている。傾斜センサとしては、例えば、水準器が用いられ、温度センサとしては、例えば、サーミスタが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る工作機械の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の工作機械の数値制御装置を示すブロック図である。
【図３】図１の工作機械のコラムの一部の概略側面図であり、傾斜センサおよび温度センサの取付位置を示す図である。
【図４】図１の工作機械のコラムの傾斜の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。工作機械として、３軸マシニングセンタを例に挙げて説明する。つまり、当該工作機械は駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）を有する工作機械である。実施形態の工作機械の熱変位補正装置について図１〜図３を参照して説明する。図１は、工作機械の全体図である。図２は、工作機械の数値制御装置（熱変位補正装置）を示すブロック図である。図３は、工作機械のコラムの一部の概略側面図である。
【００１６】
工作機械１は、図１に示すように、ベッド２と、コラム１０（本発明の「支持体」に相当する）と、サドル２０（本発明の「移動体」に相当する）と、回転主軸３０と、テーブル４０と、図２に示す数値制御装置５０（本発明の「熱変位補正装置」に相当する）とを備えている。工作物Ｗは、工作機械１によって加工される被加工部材である。ベッド２は、床面に設置されており、上面にＸ軸方向（水平方向）に延在する一対のレール３およびＸ軸方向と直交するＺ軸方向（水平方向）に延在する一対のレール４が設けられている。
【００１７】
コラム１０は、底面にＸ軸方向に延在する一対のガイド溝１０ａが形成され、ベッド２に対してＸ軸方向に移動可能なように、一対のガイド溝１０ａがＸ軸方向に延在する一対のレール３上にボールガイド１１を介して嵌め込まれ、底面がベッド２の上面に密接されている。このボールガイド１１は、図３に示すように、上下左右の４箇所で４５°の方向に支持するボール１１ａが配置されたガイドである。
【００１８】
コラム１０は、ベッド２に固定された図略のＸ軸モータの回転駆動によりレール３にガイドされながらベッド２の上面に沿ってＸ軸方向へ摺動する。このコラム１０は、サドル２０をＹ軸方向に摺動可能に支持する支持体であり、摺動面１０ｂ（Ｘ軸に平行な側面）にはＸ軸方向およびＺ軸方向と直交するＹ軸方向（垂直方向）に延在する一対のレール５が設けられている。
【００１９】
コラム１０の摺動面１０ｂに直交する側面１０ｃ（Ｚ軸に平行な側面）には、熱変位補正を行うために、図３に示すように、１つの傾斜検査点Ｐ１が設定され、傾斜検査点Ｐ１には水準器等の傾斜センサ１２（本発明の「傾斜センサ」に相当する）が取り付けられている。傾斜検査点Ｐ１は、ベッド２からコラム１０の全高に対して、５割程度の高さに設定されている。傾斜センサ１２は、設置された箇所において、コラム１０の傾斜を検知して、傾斜に応じた信号を数値制御装置５０に出力している。
【００２０】
コラム１０の摺動面１０ｂおよび背面１０ｄの内部には、熱変位補正を行うために、図３に示すように、複数（本例では６つ）のサーミスタ等の温度センサ１４が設置されている。各温度センサ１４は、コラム１０の摺動面１０ｂの内部において、基準温度検査点Ｐａ０、第１温度検査点Ｐａ１および第２温度検査点Ｐａ２の３箇所、並びにコラム１０の背面１０ｄの内部において第３温度検査点Ｐａ３、第４温度検査点Ｐａ４および第５温度検査点Ｐａ５の３箇所の計６箇所に設置されている。
【００２１】
基準温度検査点Ｐａ０、第１温度検査点Ｐａ１および第２温度検査点Ｐａ２は、ベッド２からコラム１０の全高に対して、それぞれ２割程度の高さ、４割程度の高さおよび８割程度の高さに設定されている。第３温度検査点Ｐａ３、第４温度検査点Ｐａ４および第５温度検査点Ｐａ５も、ベッド２からコラム１０の全高に対して、それぞれ２割程度の高さ、４割程度の高さおよび８割程度の高さに設定されている。各温度センサ１４は、設置された各箇所において、コラム１０の温度を検知して、温度に応じた信号を数値制御装置５０に出力している。
【００２２】
このコラム１０が工具による加工やモータの回転等の内的要因による発熱および設置環境の室温変動等の外的要因による熱伝達等の工作機械１の熱影響により熱変形することから、数値制御装置５０は、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位を補正の対象としている。本実施形態では、工作機械１の電源投入直後は、傾斜センサ１２から取得した傾斜量に基づいて、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位補正を行い、工作機械１の電源投入から所定時間経過後は、各温度センサ１４から取得した温度分布の時間的変化量に基づいて、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位補正を行うものとしている。
【００２３】
サドル２０は、コラム１０の摺動面１０ｂに対向する側面２０ｂにＹ軸方向に延在する一対のガイド溝２０ａが形成され、コラム１０に対してＹ軸方向に移動可能なように、一対のガイド溝２０ａがＹ軸方向に延在する一対のレール５に嵌め込まれ、側面２０ｂがコラム１０の摺動面１０ｂに密接されている。サドル２０は、コラム１０に固定された図略のＹ軸モータの回転駆動によりレール５にガイドされながらコラム１０の摺動面１０ｂに沿ってＹ軸方向へ摺動する。このサドル２０は、回転主軸３０を軸回りで回転可能に支持してＹ軸方向に移動する移動体である。
【００２４】
回転主軸３０は、サドル２０内に収容された図略の主軸モータにより回転可能に設けられ、工具３１を支持している。工具３１は、回転主軸３０の先端に固定され、回転主軸３０の回転に伴って回転する。また、工具３１は、コラム１０およびサドル２０の移動に伴ってベッド２に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。なお、工具３１としては、例えば、ボールエンドミル、エンドミル、ドリル、タップ等である。
【００２５】
テーブル４０は、ベッド２に対してＺ軸方向に移動可能なように、Ｚ軸方向に延在する一対のレール４上に設けられている。テーブル４０は、ベッド２に固定された図略のＺ軸モータの回転駆動によりレール４にガイドされながらＺ軸方向へ移動する。このテーブル４０は、上面に工作物Ｗを固定する治具４１が設置されており、工作物ＷをＺ軸方向に移動する送り台である。このような工作機械１においては、制御装置５０による指令位置に基づいて、コラム１０、サドル２０、および、テーブル４０が指令位置に移動するように制御される。これにより、工作物Ｗに対して工具３１を相対移動させて加工を行っている。
【００２６】
数値制御装置５０は、工作機械１の熱影響による熱変位を補正し、ＮＣデータに基づいて各軸モータおよび主軸モータ等を制御する装置であり、以下、本発明の特徴的な部分の構成について説明する。数値制御装置５０は、図２に示すように、制御部５１と、傾斜量取得部５２と、第１補正値算出部５３と、第１補正部５４と、温度変化量取得部５５と、第２補正値算出部５６と、第２補正部５７と、メモリ５８とを有する。ここで、制御部５１、傾斜量取得部５２、第１補正値算出部５３、第１補正部５４、温度変化量取得部５５、第２補正値算出部５６、および第２補正部５７は、それぞれ個別のハードウエアによる構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。
【００２７】
制御部５１は、入力されるＮＣデータに基づいて各軸モータおよび主軸モータ等の駆動モータ６０を制御する。これにより、数値制御装置５０は、コラム１０、サドル２０、およびテーブル４０を移動制御し、回転主軸３０を回転制御し、工作物Ｗに対して回転駆動させた工具３１を相対移動させて加工を行っている。
【００２８】
上述したように、数値制御装置５０は、コラム１０の傾斜量および温度分布の時間的変化量に基づいて工作機械１の熱影響による熱変位を補正する熱変位補正装置である。つまり、図４に示すように、数値制御装置５０は、電源投入（時点ｔ０）直後は、コラム１０の傾斜量θを測定し、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）までは、測定した一定の傾斜量θａに基づいて既知の方法により工作機械１の熱影響によるコラム１０の熱変形に対応した補正値を算出し、この補正値に基づいて制御部５１による駆動モータ６０の制御を補正することで初期の加工の高精度化を図っている。なお、所定時間（時点ｔ１）とは、以下に説明するコラム１０の温度分布の時間的変化量が取得可能となる時間である。
【００２９】
そして、数値制御装置５０は、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後は、コラム１０の温度分布の時間的変化量を測定し、その温度分布の時間的変化量から既知の方法により推定したコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて既知の方法により工作機械１の熱影響によるコラム１０の熱変形に対応した補正値を逐次算出し、この補正値に基づいて制御部５１による駆動モータ６０の制御を補正することで加工途中からの高精度化を図っている。
【００３０】
なお、温度分布の時間的変化量からコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定する方法としては、例えば、第１温度検査点Ｐａ１の温度分布の時間的変化量および第２温度検査点Ｐａ２の温度分布の時間的変化量に基づいて、第１温度検査点Ｐａ１と第２温度検査点Ｐａ２との間の温度分布の時間的変化量を推定する。そして、第１、第２温度検査点Ｐａ１，Ｐａ２の間の温度分布の時間的変化量、距離および熱抵抗値等に基づいて、第１、第２温度検査点Ｐａ１，Ｐａ２の間の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定する。この推定を各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５について行い、コラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定する。
【００３１】
傾斜量取得部５２は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）直後に、傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを取得する傾斜量取得手段である。第１補正値算出部５３は、傾斜量取得部５２で取得したコラム１０の傾斜量θａに基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出手段である。この指令位置とは、制御部５１が入力されるＮＣデータに基づいて各軸モータを制御するために出力する値である。第１補正部５４は、第１補正値算出部５３で算出した補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する補正手段である。
【００３２】
温度変化量取得部５５は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、６つの温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化量を取得する温度変化量取得手段である。第２補正値算出部５６は、温度変化量取得部５５で取得したコラム１０の温度分布の時間的変化量から推定したコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出手段である。この指令位置とは、制御部５１が入力されるＮＣデータに基づいて各軸モータを制御するために出力する値である。第２補正部５７は、第２補正値算出部５６算出した補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する補正手段である。
【００３３】
以上のような構成の数値制御装置５０の動作を説明する。先ず、傾斜量取得工程において、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）直後に、コラム１０の傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを取得する。つまり、傾斜量取得部５２は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）直後に、傾斜検査点Ｐ１に取り付けられている傾斜センサ１２からコラム１０の傾斜量θａを取得する。
【００３４】
そして、第１補正値算出工程において、コラム１０の傾斜量θａに基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する。つまり、第１補正値算出部５３は、傾斜量取得部５２からコラム１０の傾斜量θａを入力し、その傾斜量θａに基づいて既知の方法により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の傾斜量に換算して補正値を算出する。
【００３５】
そして、第１補正工程において、補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する。つまり、第１補正部５４は、第１補正値算出部５３から入力した補正値により制御部５１が出力する指令位置を補正指令位置に補正する。これにより、コラム１０の初期の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位を補正することとなり、コールドスタート状態での加工の高精度化を図っている。
【００３６】
次に、温度変化量取得工程において、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、コラム１０の各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化を取得する。つまり、温度変化量取得部５５は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５に取り付けられている温度センサ１４からコラム１０の温度分布の時間的変化量を取得する。
【００３７】
そして、第２補正値算出工程において、コラム１０の温度分布の時間的変化量から推定したコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する。つまり、第２補正値算出部５３は、温度変化量取得部５５からコラム１０の温度分布の時間的変化量を入力し、その温度分布の時間的変化量からコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定し、その傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて既知の方法により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の傾斜量に換算して補正値を算出する。
【００３８】
そして、第２補正工程において、補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する。つまり、第２補正部５４は、第２補正値算出部５３から入力した補正値により制御部５１が出力する指令位置を補正指令位置に補正する。これにより、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位を逐次補正することとなり、加工途中からの高精度化を図っている。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、傾斜量取得部５２は、電源投入（時点ｔ０）直後に、コラム１０に設定された傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを直接取得するようにしているので、この傾斜量θａをもとにコールドスタート時に高精度な熱変位補正が可能となる。この傾斜量の取得はコラム１０が移動しているときは困難であるが、温度変化量取得部５５は、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、コラム１０に設定された各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化量を取得するようにしているので、コラム１０が移動していても温度分布の時間的変化量をもとに高精度な熱変位補正が可能となる。よって、加工のサイクルタイムのロスを解消することができ、加工効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態では、熱変位補正は、支持体であるコラム１０の熱変形によるものとして説明した。これに対して、工具３１または工作物Ｗを支持し、工作機械１の熱影響により熱変位が生じる部材、例えばサドル２０やテーブル４０等であれば、本発明の熱変位補正方法を適用することができる。その他に、工作機械１は、３軸マシニングセンタを例に挙げて説明した。これに対して、工作機械１は、例えば、さらに回転軸（Ａ，Ｂ軸）を有する５軸マシニングセンタとしてもよい。このような構成においても同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００４１】
１：工作機械、 ２：ベッド、 ３，４，５：レール
１０：コラム（支持体）、 １０ｂ：摺動面、 １０ｄ：背面、 １２：傾斜センサ、 １４：温度センサ
２０：サドル（移動体）
３０：回転主軸、 ３１：工具
４０：テーブル、 ４１：治具
５０：制御装置（熱変位補正装置）、 ５１：制御部、 ５２：傾斜量取得部、 ５３：第１補正値算出部、 ５４：第１補正部、 ５５：温度変化量取得部、 ５６：第２補正値算出部、 ５７：第２補正部、 ５８：メモリ、 ６０：駆動モータ
Ｗ：工作物、 Ｐ１：傾斜検査点、 Ｐａ０〜Ｐａ５：温度検査点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械における熱変位補正方法および熱変位補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、制御装置により各駆動軸を位置制御することにより工作物の加工を行っている。この工作機械において、工具による加工やモータの回転等の内的要因による発熱および設置環境の室温変動等の外的要因による熱伝達により、移動体を支持する支持体が熱変形することがある。支持体の熱変形は、移動体の位置に影響を及ぼすため、加工精度の低下を招来するおそれがある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、以下の工作機械における熱変位補正方法が開示されている。この方法は、発熱源の影響を受ける支持体の温度分布の時間的変化を検出し、検出した温度分布の時間的変化を用いて、ある時定数等の熱特性を有する工作機械の熱変位の熱的挙動と略同じ挙動をするような温度分布の時間的変化を演算する。そして、算出した演算温度分布の時間的変化と上述の熱変位との関係を定める関数を用いて得た熱変位に基づいて加工誤差を補正する。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の工作機械における熱変位補正方法では、工作機械の電源投入直後においては支持体の温度分布の時間的変化を得ることができないため、電源投入から所定時間は加工を開始せずに支持体の温度分布の時間的変化を検出しなければならず、加工効率の低下を招いている。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献２には、以下の工作機械における熱変位推定方法が開示されている。工作機械（旋盤）の機体には、工作機械の熱変形時定数よりも小さい温度時定数を有する第１基準ブロックと、工作機械の熱変形時定数よりも大きい温度時定数を有する第２基準ブロックとが設けられている。各基準ブロックの温度測定値の差に係数を乗じ、その値に第２基準ブロックの温度測定値を加算して工作機械の電源投入直後の推定用暫定値を求める。そして、この推定用暫定値に係数を乗じて熱変位量を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０８９９２号公報（段落００１０、図１）
【特許文献２】特開２００１‐２６９８４０号公報（段落０００８，０００９、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の特許文献２に記載の工作機械における熱変位推定方法では、工作機械の電源投入直後から加工を行うことができるため、加工効率を向上させることができる。ところが、工作機械の電源投入直後の熱変位量を温度時定数が異なる２種類の基準ブロックを用いて推定しているため、得られる熱変位量の精度に限界がある。よって、より高精度な熱変位補正が必要な場合は適用できないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、工作機械の電源投入直後からより高精度に熱変位補正が可能な工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正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】
【０００９】
（工作機械の熱変位補正方法）
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の工作機械の熱変位補正方法に係る発明の構成上の特徴は、
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正方法において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得工程と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出工程と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正工程と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度分布の時間的変化量を取得する温度変化量取得工程と、
前記温度分布の時間的変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出工程と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正工程と、
を備えることである。
【００１０】
（工作機械の熱変位補正装置）
上記の課題を解決するため、請求項２に記載の工作機械の熱変位補正装置に係る発明の構成上の特徴は、
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正装置において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得手段と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正手段と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度分布の時間的変化量を取得する温度変化量取得手段と、
前記温度分布の時間的変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正手段と、
を備えることである。
【００１１】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項２において、
前記傾斜量取得手段は、前記傾斜検査点に配置された傾斜センサにより測定される傾斜量を取得し、温度変化量取得手段は、前記温度検査点に配置された温度センサにより測定される温度分布の時間的変化量を取得することである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によると、傾斜量取得工程において、電源投入時に、支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を直接取得するようにしているので、この傾斜量をもとにコールドスタート時に高精度な熱変位補正が可能となる。この傾斜量の取得は支持体が移動しているときは困難であるが、温度変化量取得工程において、電源投入時から所定時間経過後に、支持体に設定された温度検査点の温度分布の時間的変化量を取得するようにしているので、支持体が移動していても温度分布の時間的変化量をもとに高精度な熱変位補正が可能となる。よって、加工のサイクルタイムのロスを解消することができ、加工効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の工作機械の熱変位補正方法としての他の特徴部分について、本発明の工作機械の熱変位補正装置に同様に適用可能である。そして、この場合における効果についても、上記工作機械の熱変位補正方法としての効果と同様の効果を奏する。このとき、傾斜量取得手段は、傾斜検査点に配置された傾斜センサにより測定される傾斜量を取得し、温度変化量取得手段は、温度検査点に配置された温度センサにより測定される温度分布の時間的変化量を取得する簡易な構成となっている。傾斜センサとしては、例えば、水準器が用いられ、温度センサとしては、例えば、サーミスタが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る工作機械の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の工作機械の数値制御装置を示すブロック図である。
【図３】図１の工作機械のコラムの一部の概略側面図であり、傾斜センサおよび温度センサの取付位置を示す図である。
【図４】図１の工作機械のコラムの傾斜の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。工作機械として、３軸マシニングセンタを例に挙げて説明する。つまり、当該工作機械は駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）を有する工作機械である。実施形態の工作機械の熱変位補正装置について図１〜図３を参照して説明する。図１は、工作機械の全体図である。図２は、工作機械の数値制御装置（熱変位補正装置）を示すブロック図である。図３は、工作機械のコラムの一部の概略側面図である。
【００１６】
工作機械１は、図１に示すように、ベッド２と、コラム１０（本発明の「支持体」に相当する）と、サドル２０（本発明の「移動体」に相当する）と、回転主軸３０と、テーブル４０と、図２に示す数値制御装置５０（本発明の「熱変位補正装置」に相当する）とを備えている。工作物Ｗは、工作機械１によって加工される被加工部材である。ベッド２は、床面に設置されており、上面にＸ軸方向（水平方向）に延在する一対のレール３およびＸ軸方向と直交するＺ軸方向（水平方向）に延在する一対のレール４が設けられている。
【００１７】
コラム１０は、底面にＸ軸方向に延在する一対のガイド溝１０ａが形成され、ベッド２に対してＸ軸方向に移動可能なように、一対のガイド溝１０ａがＸ軸方向に延在する一対のレール３上にボールガイド１１を介して嵌め込まれ、底面がベッド２の上面に密接されている。このボールガイド１１は、図３に示すように、上下左右の４箇所で４５°の方向に支持するボール１１ａが配置されたガイドである。
【００１８】
コラム１０は、ベッド２に固定された図略のＸ軸モータの回転駆動によりレール３にガイドされながらベッド２の上面に沿ってＸ軸方向へ摺動する。このコラム１０は、サドル２０をＹ軸方向に摺動可能に支持する支持体であり、摺動面１０ｂ（Ｘ軸に平行な側面）にはＸ軸方向およびＺ軸方向と直交するＹ軸方向（垂直方向）に延在する一対のレール５が設けられている。
【００１９】
コラム１０の摺動面１０ｂに直交する側面１０ｃ（Ｚ軸に平行な側面）には、熱変位補正を行うために、図３に示すように、１つの傾斜検査点Ｐ１が設定され、傾斜検査点Ｐ１には水準器等の傾斜センサ１２（本発明の「傾斜センサ」に相当する）が取り付けられている。傾斜検査点Ｐ１は、ベッド２からコラム１０の全高に対して、５割程度の高さに設定されている。傾斜センサ１２は、設置された箇所において、コラム１０の傾斜を検知して、傾斜に応じた信号を数値制御装置５０に出力している。
【００２０】
コラム１０の摺動面１０ｂおよび背面１０ｄの内部には、熱変位補正を行うために、図３に示すように、複数（本例では６つ）のサーミスタ等の温度センサ１４が設置されている。各温度センサ１４は、コラム１０の摺動面１０ｂの内部において、基準温度検査点Ｐａ０、第１温度検査点Ｐａ１および第２温度検査点Ｐａ２の３箇所、並びにコラム１０の背面１０ｄの内部において第３温度検査点Ｐａ３、第４温度検査点Ｐａ４および第５温度検査点Ｐａ５の３箇所の計６箇所に設置されている。
【００２１】
基準温度検査点Ｐａ０、第１温度検査点Ｐａ１および第２温度検査点Ｐａ２は、ベッド２からコラム１０の全高に対して、それぞれ２割程度の高さ、４割程度の高さおよび８割程度の高さに設定されている。第３温度検査点Ｐａ３、第４温度検査点Ｐａ４および第５温度検査点Ｐａ５も、ベッド２からコラム１０の全高に対して、それぞれ２割程度の高さ、４割程度の高さおよび８割程度の高さに設定されている。各温度センサ１４は、設置された各箇所において、コラム１０の温度を検知して、温度に応じた信号を数値制御装置５０に出力している。
【００２２】
このコラム１０が工具による加工やモータの回転等の内的要因による発熱および設置環境の室温変動等の外的要因による熱伝達等の工作機械１の熱影響により熱変形することから、数値制御装置５０は、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位を補正の対象としている。本実施形態では、工作機械１の電源投入直後は、傾斜センサ１２から取得した傾斜量に基づいて、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位補正を行い、工作機械１の電源投入から所定時間経過後は、各温度センサ１４から取得した温度分布の時間的変化量に基づいて、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位補正を行うものとしている。
【００２３】
サドル２０は、コラム１０の摺動面１０ｂに対向する側面２０ｂにＹ軸方向に延在する一対のガイド溝２０ａが形成され、コラム１０に対してＹ軸方向に移動可能なように、一対のガイド溝２０ａがＹ軸方向に延在する一対のレール５に嵌め込まれ、側面２０ｂがコラム１０の摺動面１０ｂに密接されている。サドル２０は、コラム１０に固定された図略のＹ軸モータの回転駆動によりレール５にガイドされながらコラム１０の摺動面１０ｂに沿ってＹ軸方向へ摺動する。このサドル２０は、回転主軸３０を軸回りで回転可能に支持してＹ軸方向に移動する移動体である。
【００２４】
回転主軸３０は、サドル２０内に収容された図略の主軸モータにより回転可能に設けられ、工具３１を支持している。工具３１は、回転主軸３０の先端に固定され、回転主軸３０の回転に伴って回転する。また、工具３１は、コラム１０およびサドル２０の移動に伴ってベッド２に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。なお、工具３１としては、例えば、ボールエンドミル、エンドミル、ドリル、タップ等である。
【００２５】
テーブル４０は、ベッド２に対してＺ軸方向に移動可能なように、Ｚ軸方向に延在する一対のレール４上に設けられている。テーブル４０は、ベッド２に固定された図略のＺ軸モータの回転駆動によりレール４にガイドされながらＺ軸方向へ移動する。このテーブル４０は、上面に工作物Ｗを固定する治具４１が設置されており、工作物ＷをＺ軸方向に移動する送り台である。このような工作機械１においては、制御装置５０による指令位置に基づいて、コラム１０、サドル２０、および、テーブル４０が指令位置に移動するように制御される。これにより、工作物Ｗに対して工具３１を相対移動させて加工を行っている。
【００２６】
数値制御装置５０は、工作機械１の熱影響による熱変位を補正し、ＮＣデータに基づいて各軸モータおよび主軸モータ等を制御する装置であり、以下、本発明の特徴的な部分の構成について説明する。数値制御装置５０は、図２に示すように、制御部５１と、傾斜量取得部５２と、第１補正値算出部５３と、第１補正部５４と、温度変化量取得部５５と、第２補正値算出部５６と、第２補正部５７と、メモリ５８とを有する。ここで、制御部５１、傾斜量取得部５２、第１補正値算出部５３、第１補正部５４、温度変化量取得部５５、第２補正値算出部５６、および第２補正部５７は、それぞれ個別のハードウエアによる構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。
【００２７】
制御部５１は、入力されるＮＣデータに基づいて各軸モータおよび主軸モータ等の駆動モータ６０を制御する。これにより、数値制御装置５０は、コラム１０、サドル２０、およびテーブル４０を移動制御し、回転主軸３０を回転制御し、工作物Ｗに対して回転駆動させた工具３１を相対移動させて加工を行っている。
【００２８】
上述したように、数値制御装置５０は、コラム１０の傾斜量および温度分布の時間的変化量に基づいて工作機械１の熱影響による熱変位を補正する熱変位補正装置である。つまり、図４に示すように、数値制御装置５０は、電源投入（時点ｔ０）直後は、コラム１０の傾斜量θを測定し、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）までは、測定した一定の傾斜量θａに基づいて既知の方法により工作機械１の熱影響によるコラム１０の熱変形に対応した補正値を算出し、この補正値に基づいて制御部５１による駆動モータ６０の制御を補正することで初期の加工の高精度化を図っている。なお、所定時間（時点ｔ１）とは、以下に説明するコラム１０の温度分布の時間的変化量が取得可能となる時間である。
【００２９】
そして、数値制御装置５０は、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後は、コラム１０の温度分布の時間的変化量を測定し、その温度分布の時間的変化量から既知の方法により推定したコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて既知の方法により工作機械１の熱影響によるコラム１０の熱変形に対応した補正値を逐次算出し、この補正値に基づいて制御部５１による駆動モータ６０の制御を補正することで加工途中からの高精度化を図っている。
【００３０】
なお、温度分布の時間的変化量からコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定する方法としては、例えば、第１温度検査点Ｐａ１の温度分布の時間的変化量および第２温度検査点Ｐａ２の温度分布の時間的変化量に基づいて、第１温度検査点Ｐａ１と第２温度検査点Ｐａ２との間の温度分布の時間的変化量を推定する。そして、第１、第２温度検査点Ｐａ１，Ｐａ２の間の温度分布の時間的変化量、距離および熱抵抗値等に基づいて、第１、第２温度検査点Ｐａ１，Ｐａ２の間の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定する。この推定を各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５について行い、コラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定する。
【００３１】
傾斜量取得部５２は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）直後に、傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを取得する傾斜量取得手段である。第１補正値算出部５３は、傾斜量取得部５２で取得したコラム１０の傾斜量θａに基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出手段である。この指令位置とは、制御部５１が入力されるＮＣデータに基づいて各軸モータを制御するために出力する値である。第１補正部５４は、第１補正値算出部５３で算出した補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する補正手段である。
【００３２】
温度変化量取得部５５は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、６つの温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化量を取得する温度変化量取得手段である。第２補正値算出部５６は、温度変化量取得部５５で取得したコラム１０の温度分布の時間的変化量から推定したコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出手段である。この指令位置とは、制御部５１が入力されるＮＣデータに基づいて各軸モータを制御するために出力する値である。第２補正部５７は、第２補正値算出部５６算出した補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する補正手段である。
【００３３】
以上のような構成の数値制御装置５０の動作を説明する。先ず、傾斜量取得工程において、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）直後に、コラム１０の傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを取得する。つまり、傾斜量取得部５２は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）直後に、傾斜検査点Ｐ１に取り付けられている傾斜センサ１２からコラム１０の傾斜量θａを取得する。
【００３４】
そして、第１補正値算出工程において、コラム１０の傾斜量θａに基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する。つまり、第１補正値算出部５３は、傾斜量取得部５２からコラム１０の傾斜量θａを入力し、その傾斜量θａに基づいて既知の方法により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の傾斜量に換算して補正値を算出する。
【００３５】
そして、第１補正工程において、補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する。つまり、第１補正部５４は、第１補正値算出部５３から入力した補正値により制御部５１が出力する指令位置を補正指令位置に補正する。これにより、コラム１０の初期の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位を補正することとなり、コールドスタート状態での加工の高精度化を図っている。
【００３６】
次に、温度変化量取得工程において、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、コラム１０の各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化を取得する。つまり、温度変化量取得部５５は、工作機械１の電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５に取り付けられている温度センサ１４からコラム１０の温度分布の時間的変化量を取得する。
【００３７】
そして、第２補正値算出工程において、コラム１０の温度分布の時間的変化量から推定したコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて、回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置に対する補正値を算出する。つまり、第２補正値算出部５３は、温度変化量取得部５５からコラム１０の温度分布の時間的変化量を入力し、その温度分布の時間的変化量からコラム１０の傾斜の時間的変化量θ（ｔ）を推定し、その傾斜の時間的変化量θ（ｔ）に基づいて既知の方法により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の傾斜量に換算して補正値を算出する。
【００３８】
そして、第２補正工程において、補正値により回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の指令位置を補正する。つまり、第２補正部５４は、第２補正値算出部５３から入力した補正値により制御部５１が出力する指令位置を補正指令位置に補正する。これにより、コラム１０の熱変形に伴う回転主軸３０の先端もしくはサドル２０の熱変位を逐次補正することとなり、加工途中からの高精度化を図っている。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、傾斜量取得部５２は、電源投入（時点ｔ０）直後に、コラム１０に設定された傾斜検査点Ｐ１の傾斜量θａを直接取得するようにしているので、この傾斜量θａをもとにコールドスタート時に高精度な熱変位補正が可能となる。この傾斜量の取得はコラム１０が移動しているときは困難であるが、温度変化量取得部５５は、電源投入（時点ｔ０）から所定時間（時点ｔ１）経過後に、コラム１０に設定された各温度検査点Ｐａ０〜Ｐａ５の温度分布の時間的変化量を取得するようにしているので、コラム１０が移動していても温度分布の時間的変化量をもとに高精度な熱変位補正が可能となる。よって、加工のサイクルタイムのロスを解消することができ、加工効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態では、熱変位補正は、支持体であるコラム１０の熱変形によるものとして説明した。これに対して、工具３１または工作物Ｗを支持し、工作機械１の熱影響により熱変位が生じる部材、例えばサドル２０やテーブル４０等であれば、本発明の熱変位補正方法を適用することができる。その他に、工作機械１は、３軸マシニングセンタを例に挙げて説明した。これに対して、工作機械１は、例えば、さらに回転軸（Ａ，Ｂ軸）を有する５軸マシニングセンタとしてもよい。このような構成においても同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００４１】
１：工作機械、 ２：ベッド、 ３，４，５：レール
１０：コラム（支持体）、 １０ｂ：摺動面、 １０ｄ：背面、 １２：傾斜センサ、 １４：温度センサ
２０：サドル（移動体）
３０：回転主軸、 ３１：工具
４０：テーブル、 ４１：治具
５０：制御装置（熱変位補正装置）、 ５１：制御部、 ５２：傾斜量取得部、 ５３：第１補正値算出部、 ５４：第１補正部、 ５５：温度変化量取得部、 ５６：第２補正値算出部、 ５７：第２補正部、 ５８：メモリ、 ６０：駆動モータ
Ｗ：工作物、 Ｐ１：傾斜検査点、 Ｐａ０〜Ｐａ５：温度検査点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正方法において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得工程と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出工程と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正工程と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度変化量を取得する温度変化量取得工程と、
前記温度変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出工程と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正工程と、
を備えることを特徴とする工作機械の熱変位補正方法。
【請求項２】
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正装置において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得手段と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正手段と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度変化量を取得する温度変化量取得手段と、
前記温度変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の熱変位補正装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記傾斜量取得手段は、前記傾斜検査点に配置された傾斜センサにより測定される傾斜量を取得し、温度変化量取得手段は、前記温度検査点に配置された温度センサにより測定される温度変化量を取得することを特徴とする工作機械の熱変位補正装置。
【請求項１】
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正方法において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得工程と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出工程と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正工程と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度変化量を取得する温度変化量取得工程と、
前記温度変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出工程と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正工程と、
を備えることを特徴とする工作機械の熱変位補正方法。
【請求項２】
工作機械の基台に支持された支持体と、当該支持体に移動可能に支持された移動体と、を備える工作機械の熱変位補正装置において、
電源投入時に、前記支持体に設定された傾斜検査点の傾斜量を取得する傾斜量取得手段と、
前記傾斜量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第１補正値を算出する第１補正値算出手段と、
前記第１補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第１補正手段と、
前記電源投入時から所定時間経過後に、前記支持体に設定された温度検査点の温度変化量を取得する温度変化量取得手段と、
前記温度変化量に基づいて、前記移動体の指令位置に対する第２補正値を算出する第２補正値算出手段と、
前記第２補正値により前記移動体の前記指令位置を補正する第２補正手段と、
を備えることを特徴とする工作機械の熱変位補正装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記傾斜量取得手段は、前記傾斜検査点に配置された傾斜センサにより測定される傾斜量を取得し、温度変化量取得手段は、前記温度検査点に配置された温度センサにより測定される温度変化量を取得することを特徴とする工作機械の熱変位補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４８６９（Ｐ２０１２−２４８６９Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６４４７８（Ｐ２０１０−１６４４７８）
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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