[发明专利]数控装置、学习装置及学习方法

说明书

本发明所涉及的数控装置(1)具有：数据收集部(11)，其基于表示工作机械(2)的运转动作的内容的运转数据，决定在工作机械(2)的温度和工作机械(2)的位移量之间的关系的学习中所使用的学习用数据的时间长度即第1时间长度，基于决定出的第1时间长度，生成包含表示工作机械(2)的温度的温度数据、表示工作机械(2)的位移的位移数据和运转数据在内的学习用数据；以及学习部(12)，其使用学习用数据，对工作机械(2)的温度和工作机械(2)的位移量之间的关系进行学习而生成学习模型。

技术领域

本发明涉及对工作机械的热位移量进行推定的数控装置、学习装置及学习方法。

背景技术

工作机械是通过使用刀具对工件赋予力或者能量而进行去除加工、折弯加工的加工的加工装置。工作机械通常具有多个驱动轴。驱动轴例如是由电动机和与电动机连接的大于或等于1个构件构成的。工作机械具有：主轴，其是用于使刀具或者工件进行旋转的驱动轴；以及进给轴，其是进行刀具和工件的相对位置的定位的驱动轴。工作机械的各驱动轴由数控装置进行控制。数控装置将刀具相对于工件的相对位置指定给驱动轴，驱动轴基于指令进行动作，由此刀具和工件接触而实现加工。

另一方面，如果由于在工作机械的内外存在的热源使工作机械引起热变形，则在刀具和工件之间会发生热位移。热位移是指由于工作机械的温度变化而产生的机械位置的误差。作为向工作机械赋予温度变化的代表性的主要原因的例子，举出工作机械的周围温度的变化和电动机的发热。由于这些主要原因，如果以支柱及主轴头为代表的构件的温度分布变得不一致，则构件会发生畸变，因此工作机械的平行度及直角度降低。另外，主轴、滚珠丝杠等由于温度变化而伸长，由此发生热位移。

热位移成为加工误差的主要原因。作为用于对工作机械的热位移进行抑制的对策例，具有下述对策，即，将工作机械设置于恒温室，或在工作机械具有冷却装置，以使得不对工作机械赋予温度变化。通过进行这些对策，从而能够与工作机械的内外的状况无关而使工作机械的温度保持恒定，但存在下述问题，即，为了工作机械而准备恒温室，或在存在需要通过冷却装置进行冷却的构件的情况下，无法防止由通过冷却装置冷却的构件的热变形引起的热位移。

作为用于对工作机械的热位移进行抑制的其他对策，存在预先以热位移量对由数控装置生成的指令值进行校正的方法。在该方法中，具有下述优点，即，通过使用工作机械的运转数据、传感器数据等求出将热位移抵消的校正量而与指令值相加，从而不受工作机械的设置环境及机械构造的限制，能够减小由热位移引起的加工误差。

在专利文献1中提出了下述技术，即，对表示工作机械的动作状态数据和热位移量之间的关系的计算式进行学习，使用该计算式和动作状态数据对热位移量进行计算，使用计算出的热位移量对工作机械的机械位置进行校正。在专利文献1的方法中，反复学习各种动作状态的计算式，将以采样时间单位推定出的热位移量在规定期间内进行合计，由此计算出热位移量。

专利文献1：日本特开2018－111145号公报

发明内容

但是，在专利文献1所记载的方法中，没有与工作机械的运转动作同步，而是始终将以一定的期间为单位的动作状态数据设为学习用数据，因此如果在1个学习用数据中存在热位移量的时间变化的倾向不同的数据，则学习无法正确地进行。例如，如果决定热位移量的条件改变，则对热位移赋予影响的工作机械内外的温度变化的倾向也改变。下面，将对热位移赋予影响的工作机械内外的温度变化的倾向称为热倾向。成为热倾向的变化的主要原因的条件变化的具体例，是电动机从旋转状态向静止状态变化的情况、用于冷却的冷却液从喷出状态向停止状态变化的情况等。在如上所述条件的变化发生的状况下，在工作机械的机械要素中发生的热倾向也变化。在使用热倾向正在变化的期间内的、与该期间相比期间短的多个学习用数据的情况下，无法根据这些学习用数据对热倾向变化的期间整体的计算式进行学习。因此，在专利文献1所记载的方法中，求出使用如上所述的学习用数据而求出热位移量的计算式，因此存在无法高精度地学习温度和热位移量之间的关系这样的问题。