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公開番号2025117340
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024012126
出願日2024-01-30
発明の名称産業機械の熱変位補正装置及び熱変位補正方法
出願人株式会社小松製作所
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類B23Q 15/18 20060101AFI20250804BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】熱変位量を推定するときの計算負荷が高くなることを抑制して、産業機械の稼働において熱変位に起因する産業機械の可動空間の位置誤差をリアルタイムで補正すること。
【解決手段】産業機械の熱変位補正装置は、産業機械のモデルを記憶するモデル記憶部と、産業機械の温度データを取得する温度データ取得部と、モデルと温度データとに基づいて、産業機械の可動部が予め定められた複数の算出点のそれぞれに移動したときの産業機械の熱変位量を算出する熱変位量算出部と、複数の算出点のそれぞれにおける熱変位量に基づいて、可動部が算出点とは異なる補間点に移動したときの産業機械の熱変位量データを算出する熱変位量マップ算出部と、熱変位量データに基づいて、可動部の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
産業機械のモデルを記憶するモデル記憶部と、
前記産業機械の温度データを取得する温度データ取得部と、
前記モデルと前記温度データとに基づいて、前記産業機械の可動部が予め定められた複数の算出点のそれぞれに移動したときの前記産業機械の熱変位量を算出する熱変位量算出部と、
複数の前記算出点のそれぞれにおける前記熱変位量に基づいて、前記可動部が前記算出点とは異なる補間点に移動したときの前記産業機械の熱変位量データを算出する熱変位量マップ算出部と、
前記熱変位量データに基づいて、前記可動部の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、を備える、
産業機械の熱変位補正装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記可動部は、予め定められた可動空間を移動し、
前記補間点は、前記可動空間に規定され、
前記熱変位量データは、前記可動部が前記可動空間を移動するときの前記産業機械の熱変位量を示す、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記算出点は、前記可動空間の端部に規定される、
請求項２に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項４】
前記熱変位量マップ算出部は、複数の前記算出点のそれぞれにおける前記熱変位量を３次元補間して、前記熱変位量データを算出する、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項５】
前記産業機械は、前記可動部を移動させるボールねじと、前記ボールねじを作動させるモータと、を有し、
前記ボールねじの発熱量及び熱伝達率を含む前記産業機械の稼働データを取得する稼働データ取得部を備え、
前記熱変位量算出部は、前記モデルと前記温度データと前記稼働データとに基づいて、前記熱変位量を算出する、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項６】
前記産業機械は、ＮＣプログラムにより制御される工作機械であり、
前記可動部は、ワーク及び前記ワークを加工する前記工作機械の工具を含み、
前記補正値算出部は、前記ＮＣプログラムによる前記可動部の指令位置と、前記熱変位量データに基づいて算出された前記可動部の算出位置との差に基づいて、前記補正値を算出する、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項７】
前記モデルは、前記産業機械の伝熱モデル及び構造モデルを含む３次元モデルに基づいて作成された縮退モデルである、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項８】
前記モデルは、前記産業機械の１次元モデルである、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項９】
前記産業機械の可動部の位置誤差をリアルタイムで補正する、
請求項１に記載の産業機械の熱変位補正装置。
【請求項１０】
産業機械のモデルを作成することと、
前記産業機械の温度データを取得することと、
前記モデルと前記温度データとに基づいて、前記産業機械の可動部が予め定められた複数の算出点のそれぞれに移動したときの前記産業機械の熱変位量を算出することと、
複数の前記算出点のそれぞれにおける前記熱変位量に基づいて、前記可動部が前記算出点とは異なる補間点に移動したときの前記産業機械の熱変位量データを算出することと、
前記熱変位量データに基づいて、前記可動部の指令位置に対する補正値を算出することと、を含む、
産業機械の熱変位補正方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、産業機械の熱変位補正装置及び熱変位補正方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
熱変位補正装置に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような熱変位補正装置が知られている。特許文献１において、熱変位補正装置は、有限要素法による解析により工作機械の構造体の熱変位量を推定する。
【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】
有限要素法による解析により熱変位量を推定する場合、計算負荷が高くなる可能性がある。計算負荷が高い場合、産業機械の稼働において熱変位に起因する産業機械の可動部の位置誤差をリアルタイムで補正することが困難になる可能性がある。
【０００５】
本開示は、熱変位量を推定するときの計算負荷が高くなることを抑制して、産業機械の稼働において熱変位に起因する産業機械の可動空間の位置誤差をリアルタイムで補正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に従えば、産業機械のモデルを記憶するモデル記憶部と、産業機械の温度データを取得する温度データ取得部と、モデルと温度データとに基づいて、産業機械の可動部が予め定められた複数の算出点のそれぞれに移動したときの産業機械の熱変位量を算出する熱変位量算出部と、複数の算出点のそれぞれにおける熱変位量に基づいて、可動部が算出点とは異なる補間点に移動したときの産業機械の熱変位量データを算出する熱変位量マップ算出部と、熱変位量データに基づいて、可動部の指令位置に対する補正値を算出する補正値算出部と、を備える、産業機械の熱変位補正装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、熱変位量を推定するときの計算負荷が高くなることを抑制して、産業機械の稼働において熱変位に起因する産業機械の可動空間の位置誤差をリアルタイムで補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る産業機械を模式的に示す斜視図である。
図２は、実施形態に係る産業機械を模式的に示す側面図である。
図３は、実施形態に係る産業機械の一部を示すブロック図である。
図４は、実施形態に係る縮退モデルの算出方法を示すフローチャートである。
図５は、実施形態に係る可動部の可動空間を模式的に示す図である。
図６は、実施形態に係る産業機械の３次元モデルを説明するための図である。
図７は、実施形態に係る縮退モデルを説明するための図である。
図８は、実施形態に係る熱変位量マップを説明するための図である。
図９は、実施形態に係る産業機械の熱変位補正方法を示すフローチャートである。
図１０は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１０】
以下の説明においては、３次元直交座標系を設定し、３次元直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向とし、所定面内においてＸ軸と直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸及びＺ軸と直交するＹ軸と平行な方向をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸を中心とする回転又は傾斜方向をθＸ方向とし、Ｚ軸を中心とする回転又は傾斜方向をθＺ方向とし、Ｙ軸を中心とする回転又は傾斜方向をθＹ方向とする。所定面はＸＺ平面であり、実施形態においては水平面と平行である。Ｙ軸方向は鉛直方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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