特許ウォッチ

公開番号2025092282
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023208065
出願日2023-12-08
発明の名称演算装置、工作機械、演算方法及びコンピュータプログラム
出願人ブラザー工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B23Q 15/18 20060101AFI20250612BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】駆動部の位置に応じて、支持部の熱変位を演算することができる演算装置等を提供する。
【解決手段】演算装置は、支持部に支持してある移動可能な駆動部の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部にて計測した前記駆動部の位置における前記駆動部から前記支持部への伝熱量を演算する伝熱量演算部と、前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量に基づいて、前記支持部の温度を演算する第一温度演算部と、前記第一温度演算部にて演算した温度に基づいて、前記支持部の熱変位を演算する第一熱変位演算部とを備え、前記位置計測部は経時的に前記駆動部の位置を計測し、前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記伝熱量演算部は前記伝熱量を演算し、前記第一温度演算部は前記支持部の温度を演算し、前記第一熱変位演算部は前記支持部の熱変位を演算する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
支持部に支持してある移動可能な駆動部の位置を計測する位置計測部と、
前記位置計測部にて計測した前記駆動部の位置における前記駆動部から前記支持部への伝熱量を演算する伝熱量演算部と、
前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量に基づいて、前記支持部の温度を演算する第一温度演算部と、
前記第一温度演算部にて演算した温度に基づいて、前記支持部の熱変位を演算する第一熱変位演算部と
を備え、
前記位置計測部は経時的に前記駆動部の位置を計測し、
前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記伝熱量演算部は前記伝熱量を演算し、前記第一温度演算部は前記支持部の温度を演算し、前記第一熱変位演算部は前記支持部の熱変位を演算する
演算装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記駆動部の発熱量を演算する発熱量演算部と、
前記発熱量演算部にて演算した発熱量及び前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量に基づいて、前記駆動部の温度を演算する第二温度演算部と、
前記第二温度演算部にて演算した温度に基づいて、前記駆動部の熱変位を演算する第二熱変位演算部と
を備え、
前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記発熱量演算部は前記発熱量を演算し、前記伝熱量演算部は前記伝熱量を演算し、前記第二温度演算部は前記駆動部の温度を演算し、前記第二熱変位演算部は前記駆動部の熱変位を演算する
請求項１に記載の演算装置。
【請求項３】
前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記第一熱変位演算部にて演算した前記支持部の熱変位に基づく前記駆動部の変位と、前記第二熱変位演算部にて演算した前記駆動部の熱変位とを合算する合算部を備える
請求項２に記載の演算装置。
【請求項４】
前記支持部は軌道を有し、
前記駆動部は前記軌道を摺動可能な複数の摺動子を有し、
前記位置計測部は各摺動子の位置を経時的に計測し、
前記位置計測部が各摺動子の位置計測に応じて、前記伝熱量演算部は各摺動子から前記軌道への伝熱量を演算し、前記第一温度演算部は前記軌道の温度を演算し、前記第一熱変位演算部は前記軌道の熱変位を演算する
請求項１から３のいずれか一つに記載の演算装置。
【請求項５】
前記第一温度演算部は、前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量を境界条件に含めた有限要素法によって、前記支持部の温度を演算し、
前記第一熱変位演算部は、前記第一温度演算部にて演算した温度を境界条件に含めた有限要素法によって、前記支持部の熱変位を演算する
請求項１から３のいずれか一つに記載の演算装置。
【請求項６】
前記第二温度演算部は、前記発熱量演算部にて演算した発熱量及び前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量を境界条件に含めた有限要素法によって、前記駆動部の温度を演算し、
前記第二熱変位演算部は、前記第二温度演算部にて演算した温度を境界条件に含めた有限要素法によって、前記駆動部の熱変位を演算する
請求項２又は３に記載の演算装置。
【請求項７】
立柱と、
前記立柱に移動可能に支持してあり、主軸を支持する主軸ヘッドと、
前記支持部は前記立柱であり、前記駆動部は前記主軸ヘッドである請求項１から３のいずれか一つに記載の演算装置と
を備える工作機械。
【請求項８】
立柱と、
前記立柱に移動可能に支持してあり、主軸を支持する主軸ヘッドと、
前記支持部は前記立柱であり、前記駆動部は前記主軸ヘッドである請求項２に記載の演算装置と
を備え、
前記発熱量演算部は、前記主軸の回転速度と前記主軸ヘッドの発熱量との関係を示す予め定めた情報に基づいて、前記主軸ヘッドの発熱量を演算する
工作機械。
【請求項９】
支持部に支持してある移動可能な駆動部の位置を計測し、
計測した前記駆動部の位置における前記駆動部から前記支持部への伝熱量を演算し、
演算した伝熱量に基づいて、前記支持部の温度を演算し、
演算した前記支持部の温度に基づいて、前記支持部の熱変位を演算し、
経時的に前記駆動部の位置を計測し、
前記駆動部の位置の計測に応じて、前記伝熱量を演算し、前記支持部の温度を演算し、前記支持部の熱変位を演算する
演算方法。
【請求項１０】
演算装置にて実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記演算装置に、
支持部に支持してある移動可能な駆動部の位置を計測し、
計測した前記駆動部の位置における前記駆動部から前記支持部への伝熱量を演算し、
演算した伝熱量に基づいて、前記支持部の温度を演算し、
演算した前記支持部の温度に基づいて、前記支持部の熱変位を演算し、
経時的に前記駆動部の位置を計測し、
前記駆動部の位置の計測に応じて、前記伝熱量を演算し、前記支持部の温度を演算し、前記支持部の熱変位を演算する
処理を実行させるコンピュータプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本技術は、駆動部を支持する支持部の熱変位を演算する演算装置、工作機械、演算方法及びコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
制御装置（演算装置）と、主軸モータを収納するサドル（駆動部）と、サドルを上下移動可能に支持するコラム（支持部）とを備える工作機械がある。制御装置は、コラムの熱変位量を有限要素法によって演算し、演算した熱変位量に基づき、主軸モータに設けた主軸の先端位置を補正する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５８１１１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主軸モータで発生した熱はサドルからコラムに伝導する。制御装置はサドルの上下位置を変更する。故にサドルからコラムに熱が伝導する位置は変わる。従来の制御装置はサドルの位置に関係なくコラムの熱変位量を演算していたので、正確な熱変位量を演算することができなかった。
【０００５】
本開示は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、駆動部の位置に応じて、支持部の熱変位を演算することができる演算装置、工作機械、演算方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係る演算装置は、支持部に支持してある移動可能な駆動部の位置を計測する位置計測部と、前記位置計測部にて計測した前記駆動部の位置における前記駆動部から前記支持部への伝熱量を演算する伝熱量演算部と、前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量に基づいて、前記支持部の温度を演算する第一温度演算部と、前記第一温度演算部にて演算した温度に基づいて、前記支持部の熱変位を演算する第一熱変位演算部とを備え、前記位置計測部は経時的に前記駆動部の位置を計測し、前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記伝熱量演算部は前記伝熱量を演算し、前記第一温度演算部は前記支持部の温度を演算し、前記第一熱変位演算部は前記支持部の熱変位を演算する。
【０００７】
本開示においては、駆動部の位置を計測し、計測した駆動部の位置における駆動部から支持部への伝熱量を演算し、演算した伝熱量に基づいて、支持部の温度及び熱変位を演算する。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る演算装置は、前記駆動部の発熱量を演算する発熱量演算部と、前記発熱量演算部にて演算した発熱量及び前記伝熱量演算部にて演算した伝熱量に基づいて、前記駆動部の温度を演算する第二温度演算部と、前記第二温度演算部にて演算した温度に基づいて、前記駆動部の熱変位を演算する第二熱変位演算部とを備え、前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記発熱量演算部は前記発熱量を演算し、前記伝熱量演算部は前記伝熱量を演算し、前記第二温度演算部は前記駆動部の温度を演算し、前記第二熱変位演算部は前記駆動部の熱変位を演算する。
【０００９】
本開示においては、駆動部の発熱量を演算し、発熱量及び伝熱量に基づいて、駆動部の温度を演算する。演算した温度に基づいて、駆動部の熱変位を演算する。
【００１０】
本開示の一実施形態に係る演算装置は、前記位置計測部が前記駆動部の位置の計測に応じて、前記第一熱変位演算部にて演算した前記支持部の熱変位に基づく前記駆動部の変位と、前記第二熱変位演算部にて演算した前記駆動部の熱変位とを合算する合算部を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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