[发明专利]机床的热位移补偿参数自动转换装置及转换方法

说明书

本发明涉及一种根据机床的工作状态或多种机床的种类，通过由工具测量单元测量的基准工具的工具末端的Z方向或Y方向的位移数据或测量被加工的材料的加工部来计算的机床的热位移数据和由温度测量单元测量的温度数据实时地自动转换机床的热位移补偿式的补偿参数，以能够最优化于当前机床的热位移状态，使热位移导致的加工误差最小化，从而能够提高机床的加工精度的机床的热位移补偿参数自动转换装置及转换方法。

技术领域

本发明涉及一种能够通过由工具测量单元测量的基准工具的工具末端的Z方向或Y方向的位移数据或测量被加工的材料的加工部来计算的机床的热位移数据和由温度测量单元测量的温度数据实时地自动转换机床的热位移补偿式的补偿参数来提高加工精度的机床的热位移补偿参数自动转换装置及转换方法。

背景技术

诸如车削中心、加工中心、门式加工中心、开关匝、放电加工机、水平式NC钻孔机、CNC车床等多种种类的机床在多种产业现场根据相应作业的用途被广为使用。

如图1所图示，通常，当前使用的多种种类的机床具备适用数值控制(numericalcontrol，NC)或CNC(computerized numerical control，计算机化数值控制)技术的操作盘9，这种操作盘9具备多种功能开关(或操作键)和用于向用户视觉性地显示工作状态的显示器。

此外，如图1所图示，通常，机床1的主轴2、驱动主轴2的主轴电机3、支撑主轴2的立柱4、工件W所在的工作台5、床身6、安装于主轴2的一部分的工具大部分由金属形成。

为提高生产性，当今的机床应以高速运行来加工大量产品。此外，当今时代，随着各种装备的小型化趋势，要求机床以高精度加工工件。

为提高工件的加工精度，应使几何误差、热变形导致的误差最小化。

工件的加工误差通常受因构成机床的各构成要素的组合状态或几何状态所发生的位置误差、角位移误差、直线度以及垂直度等的影像。

由于形成机床的大部分的构成要素由金属形成，若为了提高机床的生产性而以高速长时间运行机床，则会因工件的加工过程中工具与工件的摩擦而发生的切削热、因主轴的高速旋转而发生的主轴摩擦热、随着移送轴的反复性的移送而发生在移送轴的摩擦热、随着切削油的循环而发生的对流热、机床周边的周围等，发生热变形。

这种热变形将对工件的加工误差产生更多的影响。

因此，为了提高机床的加工精度，有必要使机床的热变形导致的加工误差最小化。

就以往的机床的热变形误差补偿装置而言，为了使热变形导致的加工误差最小化，在被提取为标本的1～2台机床的主轴的上端部和下端部安装2个温度测量单元，如图2所图示，将这种温度测量单元数据与热位移误差数据之间的关系线性化来导出热位移补偿参数，并利用适用了这种固定的热位移补偿参数的热位移补偿量计算式来计算热位移补偿量。

即，以往的机床的热变形误差补偿装置由于不考虑装备机型(装备的种类)间的温度变化导致的热位移误差的特性，通过适用了提取自代表机型的固定的热位移补偿参数的热位移补偿量计算式计算热位移补偿量来计算热位移补偿量，因而存在无法对每个装备机型机型进行准确的热位移误差补偿，使得加工精度下降的问题。

并且，即使在相同装备内，为了根据使用期间或使用状态计算新的固定的热位移补偿参数，需要停止机床并重新对此进行计算，因而存在生产效率下降的问题。

发明内容

技术课题

本发明旨在解决如上所述的问题，本发明的目的在于，根据工作状态或多种机床的种类，通过由工具测量单元测量或从被加工的材料的加工部计算的机床的热位移数据和由温度测量单元测量的温度数据实时地自动转换机床的热位移补偿式的补偿参数，以能够最优化于当前机床的热位移状态，使热位移导致的加工误差最小化，从而提高机床的加工精度。