具有热位移量修正功能的机床制造技术

本发明专利技术提供一种具有热位移量修正功能的机床。所述机床具备检测主轴电动机的负荷的轴负荷测定单元，根据主轴电动机的测定负荷超过预先决定的值，判定为刀具接触工件，将刀具接触工件为止的时间与基准时间、实际测定时间进行比较来检测主轴的热位移并进行修正。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种具有热位移量修正功能的机床。所述机床具备检测主轴电动机的负荷的轴负荷测定单元，根据主轴电动机的测定负荷超过预先决定的值，判定为刀具接触工件，将刀具接触工件为止的时间与基准时间、实际测定时间进行比较来检测主轴的热位移并进行修正。【专利说明】具有热位移量修正功能的机床
本专利技术涉及一种机床，尤其涉及一种具有热位移量修正功能的机床。
技术介绍
当前使用的数值控制机床具备:固定在某个直线移动轴上的主轴、具有两轴以上的直线移动轴的工作台、设置在工作台上的具有旋转轴的用于固定加工工件的旋转工作台、控制这些主轴和工作台的数值控制装置。在这些数值控制机床中虽然在出货时保证加工精度，但在之后的使用中，主轴由于来自电动机或轴承等发热源的热量而产生热位移。为了维持加工精度，修正这些热位移是非常重要的。 关于热位移，特别是有时主轴由于电动机或轴承的发热向主轴的前进后退方向上发生大的位移，此时，在主轴的前进后退方向的加工量中产生误差，加工精度降低。 在日本特开2006-281335号公报中，作为解决这些问题的方法公开了如下技术，即根据测定机床的各构成要素的温度而得到的测量温度和刀尖位置的坐标来推定热位移量。 在日本特开2006-116663号公报中公开了根据主轴的负荷或转速、前次的热位移量进行运算，计算热位移量的技术。 在日本特开2013-82022号公报中公开了为了消除或缩短暖气运转的时间，基于检测部的检测，根据第一接触检测时的坐标与第二接触检测时的坐标的差决定修正量的技术。 日本特开2006-281335号公报日本特开2006-116663号公报 在日本特开2006-281335号公报中公开的技术为了测定机床的各结构要素的温度，需要在机床的机内的各处安装温度测量用传感器，因此安装的传感器发生故障的可能性增加,导致成本的上升。 在日本特开2006-116663号公报中公开的技术是根据主轴的负荷或转速进行运算，因此难以综合预测设置机床的环境等机械动作以外的因素。 在日本特开2013-82022号公报中公开的技术是在接触检测时，使用接触传感器进行检测，因此担心由于传感器的可靠性而无法进行适当的检测或产生传感器维护检修的麻烦。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种能够简便地检测由机床的主轴误差或变形引起的位移并进行修正的机床。 在本专利技术的具有热位移量修正功能的机床中，其具备:使安装有刀具的主轴移动的主轴直线移动轴、使工作台移动的两个以上的工作台直线移动轴、控制所述主轴直线移动轴以及所述工作台直线移动轴的数值控制装置，该数值控制机床具备:轴负荷测定单元，其测定驱动所述主轴直线移动轴的主轴电动机的负荷；基准接触时间存储单元，其从所述刀具没有接触配置在所述工作台上的工件的预定的位置开始进行所述主轴的移动以及时间的测量，把直到通过所述轴负荷测定单元测定到的所述主轴电动机的负荷超过预先决定的值判定为所述刀具接触所述工件为止的时间作为基准接触时间进行存储；实际接触时间存储单元，其在存储所述基准接触时间后的加工中，从所述刀具没有接触配置在所述工作台上的工件的预定的位置开始进行所述主轴的移动以及时间的测量，把直到通过所述轴负荷测定单元测定到的所述主轴电动机的负荷超过预先决定的值判定为所述刀具接触所述工件为止的时间作为实际接触时间进行存储；热位移量计算单元，其在所述基准接触时间与所述实际接触时间的时间差超过预先设定的时间时，根据所述主轴的进给速度和所述时间差计算热位移量；以及热位移修正单元，其根据所述热位移量计算单元计算出的热位移量，对所述主轴直线移动轴的移动量进行修正。 上述机床通过测定负荷超过预先决定的值来判定刀具接触工件，将直到刀具接触工件为止的时间与基准时间、实际测定时间进行比较，检测主轴的热位移并进行修正，因此不需要设置用于检测热位移量的传感器，提高可靠性和可维护性。此外，根据来自主轴负荷的反馈，存储加工精度良好的加工动作，因此能够应对设置机械的环境的变化。 在本专利技术的具有热位移量修正功能的机床中具备:使安装有刀具的主轴移动的主轴直线移动轴、使工作台移动的两个以上的工作台直线移动轴、控制所述主轴直线移动轴以及所述工作台直线移动轴的数值控制装置，该数值控制机床具备:轴负荷测定单元，其测定驱动所述主轴直线移动轴的主轴电动机的负荷；基准接触坐标存储单元，其把所述轴负荷测定单元测定到的所述主轴电动机的负荷超过预先决定的值判定为所述刀具接触所述工件的时的坐标作为基准接触坐标进行存储；实际接触坐标存储单元，其在存储所述基准接触坐标后的加工中，把所述轴负荷测定单元测定到的所述主轴电动机的负荷超过预先决定的值所述刀具接触所述工件时的坐标作为实际接触坐标进行存储；热位移量计算单元，其在所述基准接触坐标与所述实际接触坐标的差超过预先设定的值时，计算该值来作为热位移量；以及热位移修正单元，其根据所述热位移量计算单元计算出的热位移量，修正所述主轴直线移动轴的移动量。 上述机床通过测定负荷超过预先决定的值来判定刀具接触工件，将刀具接触工件时的坐标与基准时、实际测定时的坐标进行比较，检测主轴的热位移并进行修正，因此不需要设置用于检测热位移量的传感器，提高可靠性和可维护性。此外，根据来自主轴的负荷的反馈，存储加工精度良好的加工动作，因此能够应对设置机械的环境的变化。 通过具备以上的结构，本专利技术能够提供一种能够简便地检测由机床的主轴误差或变形引起的位移并进行修正的机床。 【专利附图】【附图说明】 参照附图对以下的实施例进行说明，从而使本专利技术的所述以及其他目的以及特征更加明确。这些附图中: 图1是数值控制机床的概略图。 图2是表示主轴、刀具以及工件的关系的模式图。 图3是表示位移前和位移后的刀具与工件的接触时间的位移的图。 图4A、图4B是热位移的修正的概略图。 图5是表示基准时间设定的流程的流程图。 图6是表示热位移修正的流程的流程图。 图7是表示基准时间设定的流程的流程图。 图8是表示热位移修正的流程的流程图。 【具体实施方式】 图1表示数值控制机床的概略。数值控制机床10由底座12、立柱14、主轴16、主轴头18、工作台20等组成。在最下部设置底座12、在底座12上设置立柱14和工作台20。在工作台20的下部设置X轴电动机24和Y轴电动机26，通过X轴电动机24和Y轴电动机26的驱动，能够在平面上驱动工作台20。此外，在立柱14上设置主轴头18，通过在相同的立柱14上设置的Z轴电动机28能够在上下方向即Z轴方向上驱动。X轴电动机24、Y轴电动机26以及Z轴电动机28都是由伺服电动机构成的。 在主轴头18的与立柱14相反一侧的端部安装主轴16，此外，在主轴头18上安装用于驱动主轴16的主轴电动机22。 并且，在主轴16的下部安装刀具30。 通过X轴电动机24以及Y轴电动机26使工作台20沿着XY平面移动，并且使主轴16通过Z轴电动机28在Z轴方向上前进后退，通过安装在主轴16上的刀具30，对设置在工作台20上的未图示的工件进行加工。 图2以及图3表示基本原理。图2表示主轴16、刀具30以及工件32的关系，图2(a)是表示位移前的理想状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数值控制机床，其具备：使安装有刀具的主轴移动的主轴直线移动轴、使工作台移动的两个以上的工作台直线移动轴、控制所述主轴直线移动轴以及所述工作台直线移动轴的数值控制装置，所述数值控制机床的特征在于，具备：轴负荷测定单元，其测定驱动所述主轴直线移动轴的主轴电动机的负荷；基准接触时间存储单元，其从所述刀具没有接触配置在所述工作台上的工件的预定的位置开始进行所述主轴的移动以及时间的测量，把直到通过所述轴负荷测定单元测定到的所述主轴电动机的负荷超过预先决定的值判定为所述刀具接触所述工件为止的时间作为基准接触时间进行存储；实际接触时间存储单元，其在存储所述基准接触时间后的加工中，从所述刀具没有接触配置在所述工作台上的工件的预定的位置开始进行所述主轴的移动以及时间的测量，把直到通过所述轴负荷测定单元测定到的所述主轴电动机的负荷超过预先决定的值判定为所述刀具接触所述工件为止的时间作为实际接触时间进行存储；热位移量计算单元，其在所述基准接触时间与所述实际接触时间的时间差超过预先设定的时间时，根据所述主轴的进给速度和所述时间差计算热位移量；以及热位移修正单元，其根据所述热位移量计算单元计算出的热位移量，对所述主轴直线移动轴的移动量进行修正。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西村卓真，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP