基准温度设定装置、基准温度设定方法以及计算机可读介质与流程

本发明涉及设定用于修正机床的热移位的基准温度的装置、方法、程序以及计算机可读介质。

背景技术：

以往，提出一种方法，即为了修正机床发热造成的热移位，而使用多个传感器监控机械的状态，并且推定热移位。在该方法中，设定基准温度和基准位置，通过温度相对于基准温度的相对变化来推定从基准位置的热移位量。

在这种方法的情况下，需要设定基准温度以及基准位置，由机体在适应外部环境而稳定的定时进行这些设定是适当的。例如，如果在从机械没有发热的状态到发热的情况下和从机械发热的状态到进一步发热的情况下，温度变化以及移位的产生方式不同，因此会如机械发热时那样在不适当的定时设定了基准，则不能够准确地推定热移位量。

作为基准温度的设定方法，提出有将接通电源时的温度设定为基准温度的方法(例如参照专利文献1以及2)、将设置夹具时的温度设设定为基准温度的方法(例如参照专利文献3)、将机床的结构要素中的温度时间常数大的部件温度设定为基准温度的方法(例如参照专利文献4)等。

但是，在现有的方法中，根据设定定时以前的外部气温的变化，会有机械的移位不稳定的情况。另外，如果将温度时间常数大且温度比较稳定的部件作为基准，则所有传感器的基准温度不依赖场所、个体差异、取得方法等而成为恒定，因此会产生与实际的差异。这样，难以设定适当的基准温度。

专利文献1：日本特公平7-47257号公报

专利文献2：日本特开2004-42260号公报

专利文献3：日本特开2007-167966号公报

专利文献4：日本特开2009-142919号公报

技术实现要素：

本发明的目的为提供能够设定用于修正热移位的适当的基准温度的基准温度设定装置、基准温度设定方法以及基准温度设定程序。

(1)本发明的基准温度设定装置(例如后述的基准温度设定装置1)具备：取得部(例如后述的取得部11)，其取得设置在机械中的多个温度传感器的测量值；以及决定部(例如后述的决定部12)，其在某个时间点的上述测量值满足预定条件时，将该时间点决定为用于修正热移位的基准温度的设定定时。

(2)在(1)记载的基准温度设定装置中，在某个时间点的上述测量值的差的最大值为阈值以下时，上述决定部将该时间点决定为上述设定定时。

(3)在(1)记载的基准温度设定装置中，上述取得部取得相当于外部气温的温度传感器的测量值，在某个时间点的相当于上述外部气温的温度传感器的测量值与上述多个温度传感器的测量值之间的差的最大值为阈值以下时，上述决定部将该时间点决定为上述设定定时。

(4)在(1)记载的基准温度设定装置中，上述取得部取得设置在难以受到发热影响的场所的预定温度传感器的测量值，在某个时间点的上述预定温度传感器的测量值与上述多个温度传感器的测量值之间的差的最大值为阈值以下时，上述决定部将该时间点决定为上述设定定时。

(5)在(1)～(4)中任意一项记载的基准温度设定装置中，上述取得部取得作为上述多个温度传感器的设置在上述机械的发热源附近的预定温度传感器的测量值。

(6)(1)～(5)中任意一项记载的基准温度设定装置具备：设定部(例如后述的设定部13)，其在上述设定定时，将上述多个温度传感器的测量值设定为该温度传感器的基准温度。

(7)(1)～(5)中任意一项记载的基准温度设定装置具备：设定部(例如后述的设定部13)，其在上述设定定时，与上述多个温度传感器的测量值的统计值对应地设定预先存储的基准温度。

(8)在(6)或(7)的基准温度设定装置中，上述设定部针对与决定上述设定定时并设定了上述基准温度的第一机械不同的第二机械设定与上述第一机械相同的基准温度。

(9)本发明的基准温度设定方法，由计算机执行以下步骤：取得步骤，取得设置在机械上的多个温度传感器的测量值；以及决定步骤，在某个时间点的上述测量值满足预定条件时，将该时间点决定为用于修正热移位的基准温度的设定定时。

(10)本发明的基准温度设定程序使计算机执行以下步骤：取得步骤，取得设置在机械上的多个温度传感器的测量值；以及决定步骤，在某个时间点的上述测量值满足预定条件时，将该时间点决定为用于修正热移位的基准温度的设定定时。

根据本发明，能够设定用于修正热移位的适当的基准温度。

附图说明

图1是表示实施方式的基准温度设定装置的功能结构的框图。

图2是表示实施方式的基准温度的设定定时的决定处理(a)的流程图。

图3是表示实施方式的基准温度的设定定时的决定处理(b)的流程图。

图4是表示实施方式的基准温度的设定定时的决定处理(c)的流程图。

图5表示实施方式的基准温度表的一例。

附图标记的说明

1：基准温度设定装置、10：控制部、11：取得部、12：决定部、13：设定部、20：存储部。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式的一例。

图1是表示本实施方式的基准温度设定装置1的功能结构的框图。

另外，基准温度设定装置1，可以作为各个机床的控制部(computerizednumericalcontroller(计算机数值控制器：cnc))的功能被内置，也可以作为外带的装置或经由网络的服务器装置而构成。

在本实施方式中，基准温度设定装置1作为根据从各种接口的输入来输出运算结果的信息处理装置(计算机)来进行说明。基准温度设定装置1的控制部10执行存储在存储部20中的软件(基准温度设定程序)，从而作为取得部11、决定部12以及设定部13发挥功能。

取得部11取得分别在机床中设置的多个温度传感器的测量值。

进一步，取得部11取得设置在机床或外部的相当于外部气温的温度传感器的测量值。另外，相当于外部气温的温度传感器未必设定在机床的机体上，而可以由多个机床来共享外部的温度传感器器。

另外，取得部11也可以取得设置在难以受到机床工作而产生的发热以及冷却液的影响的场所的预定温度传感器的测量值。

这里，受到发热影响的部位例如列举有以下：

·受到电动机发热影响的部位：主轴以及各轴的电动机附近在作为发热源的各个电动机工作时通过热传导而受到影响。

·受到滑动造成的发热影响的部位：由于各个进给轴的动作，滚珠丝杠或线性导轨等进行滑动时发热，其附近通过热传导而受到影响。

另外，作为接受冷却液的影响的部位，例如有在通过罩子等覆盖的加工空间内直接施加冷却液，或者施加飞散的冷却液的部位。另外，充满冷却液雾的空间受到冷却液温度的影响。

即，作为难以受到发热以及冷却液的影响的部位，充分地远离电动机或滑动部，能够无视来自发热源的热传导，并且选择与冷却液接触的空间外的部位。

在某个时间点的多个温度传感器的测量值满足预定条件时，决定部12将该时间点决定为用于修正热移位的基准温度的设定定时。

在通过决定部12决定为基准温度的设定定时时，设定部13设定用于修正热移位的基准温度。

另外，设定部13不需要每次都在设定定时设定基准温度，以每天一次或者每个季节等预先设定的频率重复再设定。

具体地说，决定部12例如可以通过以下的(a)～(c)中任意一个处理来决定基准温度的设定定时。

(a)决定部12将某个时间点的多个温度传感器的测量值相互进行比较，当差的最大值为阈值以下时，将该时间点决定为基准温度的设定定时。

在不产生伴随机床工作的热移位而周围的温度与机体的温度之间的差较小时，所有温度传感器的测量值相同。因此，当所有的温度传感器的测量值的差为阈值以下时，能够判断为机体适应外部环境而稳定。

另外，在多个温度传感器中也包括相当于外部气温的温度传感器。

这里，根据机床的实际使用状况，例如由于一天的气温变化、空调的接通/断开或调整、百叶窗的开关等各种外部环境或者冷却液的使用等的影响，机体各部的温度难以同时成为稳定的状态。

因此，取得测量值的多个温度传感器可以被限定为发热源附近的温度传感器。当在电动机或滑动部等发热源没有发热时，这些温度传感器为全部相同的测量值。发热源的附近是温度变化大的部位，因此容易判别有无发热。因此，当设置在发热源附近的多个温度传感器的测量值的差为阈值以下时，决定部12能够可靠地判别没有发热。

另外，主轴等的发热源大多由机体的外部覆盖，风直接接触等外部环境的影响较小。因此，与决定部12通过机体各部的所有传感器的测量值的差进行判定的情况相比，能够抑制环境变化等干扰造成的精度下降，并能够判别没有伴随机床工作的发热。

图2是表示本实施方式的基准温度的设定定时的决定处理(a)的流程图。

另外，本处理以预定的周期(例如1秒、1分钟、10分钟等)重复，或者将电源的接通或加工的开始作为触发来执行。

在步骤s1中，取得部11取得多个温度传感器的测量值。

在步骤s2中，决定部12判定各个温度传感器的测量值的差是否为阈值以下。当该判定为“是”的情况下，处理转到步骤s3，当判定为“否”的情况下，结束处理。

在步骤s3中，设定部13设定基准温度。

(b)决定部12在某个时间的相当于外部气温的温度传感器的测量值与多个温度传感器的测量值之间的差的最大值为阈值以下时，将该时间点决定为基准温度的设定定时。

当机床的机体适应外部环境的温度而稳定时，相当于外部气温的温度传感器的测量值与机体各部的温度传感器的测量值成为相同。因此，当外部气温与机体各部的温度传感器的测量值之间的差为阈值以下时，能够判断为机体适应外部环境而稳定。

另外，决定处理(b)的情况也和决定处理(a)的情况相同，多个温度传感器也可以被限定为发热源附近的温度传感器。

图3是表示本实施方式的基准温度的设定定时的决定处理(b)的流程图。

另外，关于本处理与决定处理(a)同样，以预定周期重复，或者将特定的条件作为触发来执行。

在步骤s11中，取得部11取得被设置在机床上的多个温度传感器的测量值以及相当于外部气温的温度传感器的测量值。

在步骤s12中，决定部12判定设置在机床上的各个温度传感器的测量值与外部气温之间的差是否在阈值以下。当该判定为“是”时，处理转到步骤s13，当判定为“否”时，结束处理。

在步骤s13中，设定部13设定基准温度。

(c)决定部12在某个时间点，当设置在难以接受发热以及冷却液的影响的场所的预定温度传感器的测量值与设置在机床上的多个温度传感器的测量值之间的差的最大值为阈值以下时，决定该时间点作为基准温度的设定定时。

此时，多个温度传感器可以被限定为发热源附近的温度传感器。这些发热源附近的温度传感器被金属薄板等覆盖，所以难以受到发热以外的冷却液等外部的影响。

当在机床没有发热时，发热源附近的温度传感器的测量值与充分远离发热源并难以受到发热影响的场所的温度传感器的测量值成为相同。因此，当这些测量值的差为阈值以下时，能够判断为没有产生发热造成的移位。

图4是表示实施方式的基准温度的设定定时的决定处理(c)的流程图。

另外，关于本处理，与决定处理(a)同样，以预定周期重复，或者将特定的条件作为触发来执行。

在步骤s21中，取得部11分别取得发热源附近的温度传感器以及难以受到发热影响的温度传感器的测量值作为被设置在机床上的多个温度传感器的测量值。

在步骤s22中，决定部12判定发热源附近的温度传感器的测量值和难以受到发热影响的温度传感器的测量值之间的差是否在阈值以下。当该判定为“是”时，处理转到步骤s23，当判定为“否”时，结束处理。

在步骤s23中，设定部13设定基准温度。

接着，说明设定部13的基准温度的设定方法。

设定部13例如通过以下的设定方法(1)或(2)来设定基准温度。

(1)设定部13将所决定的设定定时的多个温度传感器的测量值分别设定为各个温度传感器的基准温度。

(2)设定部13与多个温度传感器的测量值的统计值对应地设定预先存储的基准温度。

具体地说，基准温度表被存储在基准温度设定装置1的存储部或机床的存储部(存储器)等中，设定部13从该表中读出各个温度传感器的基准温度并进行设定。

图5表示本实施方式的基准温度表的一例。

设定部13首先将相当于外部气温的温度传感器或设置在机体上的温度传感器的一部分等特定的温度传感器的测量值或者多个温度传感器的测量值的平均等决定为标准温度。

接着，设定部13提取与标准温度对应存储的各个传感器编号的基准温度。例如，在将外部气温设为标准温度时，当外部气温被测量为0℃时，与标准温度0℃对应的第五个基准温度8℃被设定为传感器5的基准温度。

另外，当基准温度表中不存在所决定的标准温度时，设定部13通过线性插值等适当计算对应的基准温度。

例如，在机床的电源接通状态下，会有电动机为励磁状态而发热的情况。周围的温度由于电动机的发热而上升，因此即使在机械不工作而稳定的状态下，设置在电动机周围的温度传感器的测量值与外部气温或其他的温度传感器的测量值不一致。这样，在仅由于电源的开/关而温度发生变化的部位，能够不等待温度传感器的测量值到稳定为止的时间而将预先存储的稳定后的预测值设定为基准温度。

另外，例如即使是在基准温度的设定定时不是最优的情况下，也能够相对地适当设定各个温度传感器的基准温度，因此，基准温度设定装置1能够抑制热移位的推定精度的恶化。

根据本实施方式，基准温度设定装置1根据设置在机床上的多个温度传感器的测量值来判别机体处于稳定状态，决定用于修正热移位的基准温度的设定定时。因此，基准温度设定装置1能够根据多个温度传感器的测量值适当地判别机床的机体适应外部环境而稳定的状态，能够设定用于修正热移位的适当的基准温度。

基准温度设定装置1在多个温度传感器的测量值的差为阈值以下时，将该时间点决定为基准温度的设定定时。因此，基准温度设定装置1能够适当地将机床适应外部环境而稳定在一定温度的状态判别为多个场所的温度传感器的测量值为相同的值的情况。

基准温度设定装置1在相当于外部气温的温度传感器的测量值与设置在机床上的多个温度传感器的测量值之间的差为阈值以下时，将该时间点决定为基准温度的设定定时。因此，基准温度设定装置1能够适当地判别机床适应外部气温而稳定在相同温度的状态。

基准温度设定装置1在设置于难以接受发热的影响的场所的温度传感器的测量值与设置于机床上的多个温度传感器的测量值之间的差在阈值以下时，将该时间点决定为基准温度的设定定时。因此，基准温度设定装置1能够适当地将机床适应外部环境而稳定在一定温度的状态判别为与包括发热源附近的机床整体不受发热影响的场所相同的温度的情况。

基准温度设定装置1使用设置在发热源附近的温度传感器的测量值来观测发热造成的温度变化较大的场所，由此能够以相同的精度简单地判定机床整体适应外部环境而稳定在一定温度的状态。

基准温度设定装置1将决定了设定用于修正热移位的基准温度的定时时的温度传感器的测量值直接设定为基准温度。由此，基准温度设定装置1能够容易地设定用于修正热移位的适当的基准温度。

基准温度设定装置1与多个温度传感器的测量值的统计值即标准温度对应地设定预先存储的基准温度。因此，基准温度设定装置1在相对于标准温度而稳定时的温度中有偏差时，能够设定适当的基准温度。另外，例如即使在基准温度的设定定时不是最佳的情况下，各个温度传感器的基准温度也会被相对地适当地设定，因此抑制热移位的推定精度的恶化。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述的实施方式。另外，本实施方式记载的效果不过是列举了从本发明产生的最优选的效果，而本发明的效果不限于本实施方式所记载的内容。

在上述实施方式中，基准温度设定装置1使用设置在机床上的温度传感器的测量值来判别没有机体的发热而稳定的状态，但是不限于此。

已知一种不使用温度传感器来推定发热量或热移位量的方法。例如，在以下的文献a以及b中提出一种方法，将主轴的转速、主轴的移动速度以及电动机的负荷等设为参数，通过适当设定了散热系数、发热系数以及热传导系数等的计算式，不使用温度传感器而推定发热造成的移位量。基准温度设定装置1在通过这些方法推定出的发热量或移位量在阈值以下且十分小的情况下，能够判定为没有机体的发热且稳定的状态，所以将该时间决定为基准温度的设定定时。该方法在大多没有设置温度传感器的主轴等的部位中是有效的。

此时，基准温度设定装置1能够不受外部气温或冷却液喷出等外部原因的影响而适当地设定基准温度。

文献a：日本特开2002-18677号公报

文献b：日本特开2015-199168号公报

在一台机床中设定的基准温度可以通过设定部13经由网络对其它的机床设定，也可以由多个机床共享相同的基准温度。在没有产生由于机体的发热造成的移位的定时进行基准温度的设定，因此需要长时间保持机床停止后的状态并使之稳定。由位于相同环境的多个机床共享基准温度，从而只有1台机床成为基准温度的设定定时即可，因此不需要执行其它机床分别用于设定基准温度的上述处理，也能够节约使其它机床停止并成为稳定状态的时间。

基准温度设定装置1的基准温度设定方法通过软件来实现。在通过软件实现的情况下，构成该软件的程序被安装到计算机中。另外，这些程序可以被记录在移动介质中并分发给用户，也可以经由网络被下载到用户的计算机上来进行分发。