将滚珠丝杠轴的前侧轴部和螺母部移动范围按照80mm间隔分割成五个运算区间，并将后侧轴部设为一个运算区间。根据工作台的送料速度和送料数据，每50ms对在六个运算区间内产生的发热量进行运算。根据使运算出的发热量累积6400ms得到的发热量Q1～Q6、使发热量Q1～Q6总计而得到的总计发热量QT及不稳定热传导方程式，在每6400ms内对六个运算区间的温度分布进行运算。根据温度分布，在每6400ms内对六个运算区间的热变位量进行运算，并基于运算出的热变位量，在每6400ms内对分别修正15个修正区间的分割位置的节距误差修正量的修正量进行运算。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机床的热变位量修正方法及热变位量修正装置。更详细而言，涉及对因在机床工作中产生的滚珠丝杠机构的热变位而引起的误差进行修正的方法及装置。
技术介绍
滚珠丝杠机构作为机床的定位机构而广泛使用。在滚珠丝杠机构中，因制造公差等会在滚珠丝杠轴的旋转量与螺母的移动量之间产生节距误差。机床的热变位量修正装置根据预先设定的节距误差修正量的图表，对滚珠丝杠机构的节距误差进行修正。滚珠丝杠机构因滚珠丝杠轴与螺母的摩擦阻力及滚珠丝杠轴与各轴承部的摩擦阻力的发热而温度上升。滚珠丝杠机构因上述温度上升而引起热膨胀，从而产生热变位 (伸长)。滚珠丝杠轴的热变位成为机床的定位误差。作为上述问题的解决方案，有预张力方式。预张力方式对滚珠丝杠轴施加预张力，来吸收热膨胀。机床使用较粗的滚珠丝杠轴，且送料速度变得非常快。因此，发热量增加，所以在使用预张力方式的情况下，机床必须对滚珠丝杠轴施加非常大的张力。在机床施加非常大的张力的情况下，存在滚珠丝杠机构变形的问题。在上述情况下，在推力轴承上施加有过度的力，存在滚珠丝杠机构烧结的问题。根据在专利文献1至3中提出的滚珠丝杠轴的热变位量修正方法，不会对滚珠丝杠轴施加过度的张力，且无需特别的测定装置。该方法在机床工作中对热变位进行修正。具体而言，第一工序根据伺服马达的转速，对滚珠丝杠轴的各区间的发热量进行运算。第二工序使用将滚珠丝杠轴中的螺母移动范围分割成多个修正区间的模型，根据发热量对滚珠丝杠轴的温度分布进行运算。第三工序根据温度分布，时时刻刻预测滚珠丝杠轴的热变位量。 第四工序将热变位量作为修正节距误差修正量的修正量输入数控装置(控制部)。该方法能使运算出的修正量与滚珠丝杠轴的实际伸长量近似。如图8所示，例如，滚珠丝杠机构的修正区间是按照20mm的长度将滚珠丝杠轴81 的螺母部移动范围(机床坐标中XO至X300之间)81b等分而成的区间。在每个修正区间都进行节距误差修正。在每个按与节距误差修正的修正区间相同的设定长度分割而成的运算区间中，对热变位量的修正量进行运算。当运算区间较短时，该运算区间数增加。因此， 热变位量修正装置的运算处理的负荷增大，有时无法在预先设定的时间(运算周期)内运算出热变位量的修正量。由于上述长度20mm作为运算区间的长度较短，因此有时无法运算出热变位量的修正量。若增加运算区间的长度，则与运算区间的设定长度较短的情形相比，运算区间数减少。因此，不会发生无法运算出热变位量的修正量的问题。不过，若增加运算区间的设定长度，则与运算区间的设定长度较短的情形相比，热变位量的运算精度降低。因此，上述情形存在加工精度降低的问题。所以，为了抑制运算处理的负荷，且实现目标加工精度，热变位量修正装置需要将运算区间的长度设定为合适的长度。以往的热变位量修正方法如下所述设定运算区间。将热变位修正量的运算区间的分割位置设成与机床坐标的原点(XO) —致的位置。将滚珠丝杠轴81的螺母部移动范围 81b中运算区间的长度设为节距误差修正的修正区间的长度的整数倍。图12表示例如运算区间的长度为20mmX4 = 80mm，且机床坐标的原点XO与运算区间的分割位置一致的例子。在图12中，前侧轴部81a的长度为100mm。螺母部移动范围81b的长度为300mm。 后侧轴部81c的长度为100mm。上述情形下，运算区间1的长度为80mm。运算区间2的长度为20mm。运算区间3至运算区间5的长度分别为80mm。运算区间6的长度为60mm。运算区间7的长度为80mm。运算区间8的长度为20mm。无法用运算区间的区间长度(80mm) 分割的部分为运算区间2、运算区间6、运算区间8。使用在各运算区间中运算出的热变位量，按照下述方法进行节距误差修正量的修正。热变位量修正装置将运算区间1、运算区间2的总计热变位量作为位置XO的热变位量， 来修正XO的节距误差修正量。热变位量修正装置基于运算区间3的长度是修正区间的长度的4倍，如下所述对位置乂20340、)(60380的热变位量进行运算。热变位量修正装置将运算区间3的热变位量的1/4等分到位置X20、X40、X60, X80，并运算各位置的热变位量。热变位量修正装置使用该热变位量来修正各位置的节距误差修正量。对于其它运算区间，与上述同样地，对节距误差修正量进行修正。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开昭63-256336号公报专利文献2 日本专利特开平4-M0045号公报专利文献3 日本专利特开平7499701号公报
技术实现思路
在上述分割方法中，运算区间2、运算区间6、运算区间8的长度分别比运算区间的区间长度(80mm)短。在上述分割方法中，运算区间数因无法用运算区间的区间长度来分割的部分中长度最小(20mm)的运算区间2、运算区间8而增加。因此，必须根据运算区间数将运算热变位量的运算周期设定得较小。所以，热变位量修正装置的运算处理的负荷增加。在图13所示的方法中，将图12中的运算区间2加到运算区间1，将运算区间6加到运算区间5，将运算区间8加到运算区间7。在图13所示的方法中，运算区间2、运算区间3的长度(80mm)变为确定运算热变位量的运算周期的长度。因此，图13所示的方法能抑制热变位量修正装置的运算处理的负荷。从滚珠丝杠轴81的前侧轴部81a到螺母部移动范围81b的范围会对热变位量的运算精度带来影响。运算区间1、运算区间4的长度分别比运算区间的长度长。因此，热变位量的运算精度降低，可能无法实现目标加工精度。本专利技术的目的在于提供一种能抑制数控装置的运算处理的负荷，且能进行高精度的热变位量修正的机床的热变位量修正方法及热变位量修正装置。技术方案1的机床的热变位量修正方法具有包括轴和螺母的送料驱动用滚珠丝杠机构；驱动供上述滚珠丝杠机构的上述螺母螺合的上述轴旋转的伺服马达；以及根据控制数据对上述伺服马达进行控制的控制部，在上述轴上预先设置与上述伺服马达连接的固定侧端部、与上述固定侧端部相反一侧的可动侧端部，当在上述机床工作中对上述轴的热变位量进行运算时，将上述轴的全长设定为从上述固定侧端部按一定长度分割而成的多个运算区间、包括上述可动侧端部且具有上述一定长度以上长度的运算区间，并对各上述运算区间的发热量和温度分布进行运算。技术方案1的热变位量修正方法将轴的全长从固定侧端部分割成具有一定长度的运算区间，并将包括可动侧端部在内的运算区间的长度设定成一定长度以上，且对各运算区间的发热量和温度分布进行运算。热变位量修正方法无需使热变位量修正的运算区间的分割位置与节距误差修正的修正区间的分割位置一致。因此，在热变位量修正方法中，通过将运算区间的区间长度设定得较长，能使运算热变位量的运算周期变长，从而能降低热变位量修正装置的运算处理的负荷。此外，在包括可动侧端部在内的运算区间比其它运算区间长的情况下，与其它运算区间相比，运算包括可动侧端部在内的运算区间的温度分布时产生误差的可能性增加。可动侧端部远离热源即伺服马达。由于与其它运算区间相比， 包括可动侧端部在内的运算区间的温度分布的误差的影响度较小，因此不会产生问题。由于热变位量修正方法能避免将运算区间的区间长度不必要地设定得较长，因此能进行高精度的热变位量修正。热变位量修正方法通过将运算区间的区间长度设定成合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：小林治夫，仓桥初，
申请(专利权)人：兄弟工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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