專利名稱：非圓形機(jī)械加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如數(shù)控車床或數(shù)控磨床，能轉(zhuǎn)動、切割或研磨 旋轉(zhuǎn)機(jī)件以生產(chǎn)具有非圓形橫截面的制品的非圓形機(jī)械加工裝置。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)的非圓形機(jī)械加工裝置的一個實(shí)例，在JP-A-5-173619中 描述的具有校正機(jī)械加工誤差功能的結(jié)構(gòu)是公知的。此處，將描述作 為JP-A-5-173619中所描述的機(jī)器配置的實(shí)例的傳統(tǒng)非圓形機(jī)械加工 裝置的操作。圖7是所述裝置的框圖，圖8是所述傳統(tǒng)非圓形機(jī)械加 工裝置的機(jī)器配置圖(總體前視圖)。
如圖8所示，工件1通過主軸電動機(jī)3以特定轉(zhuǎn)速;5走轉(zhuǎn)，并且旋 轉(zhuǎn)角由主軸編碼器4檢測。刀具7附著于刀具座8，所述刀具座8由X 軸電動機(jī)10直線驅(qū)動，從而隨著X軸電動機(jī)10的S走轉(zhuǎn)在工件1的徑 向(X軸方向)往復(fù)地移動，移動距離由X軸線性標(biāo)尺12^全測。另外， X軸電動機(jī)10的驅(qū)動使刀具座8前后移動，控制器4吏X軸電動機(jī)10 與基于來自主軸編碼器4的檢測值的工件1的旋轉(zhuǎn)同步，附著到刀具 座8的刀具7旋轉(zhuǎn)并切割工件1。此外，為了使刀具7在工件1的縱向 上(Z軸方向，與紙面垂直的方向)移動，構(gòu)造包括刀具座8和中座的
X軸可移動部9，以便通過聯(lián)合使用Z軸電動機(jī)13和座板11，使得X 軸可移動部9可以在床身14上以正交方向移動，座4反11相對于X軸 不可移動。
圖7是所述控制器的功能框圖，所述控制器生成與主軸編碼器4 檢測到的角度同步的刀具7的移動命令，并且將結(jié)合該圖描述控制內(nèi) 容。首先，主軸電動機(jī)3使工件1以期望的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。主軸編碼器4 檢測工件1的旋轉(zhuǎn)角，并將兩相正弦信號發(fā)送給主軸編碼器接口 24, 主軸編碼器接口 24輸出工件1的旋轉(zhuǎn)角S。預(yù)先冉刀具7的目標(biāo)位置 f(。或接近所述目標(biāo)位置f(。的值作為命令位置c(^)存儲在命令位置 數(shù)據(jù)存儲器21內(nèi)，命令位置數(shù)據(jù)讀取單元22從命令位置數(shù)據(jù)存儲器 21中讀取對應(yīng)于工件1的旋轉(zhuǎn)角6的命令位置cO),并控制X軸伺服 系統(tǒng)23。另外，關(guān)于工件1的一次旋轉(zhuǎn)，檢測出的位置數(shù)據(jù)寫入單元 26使X軸線性標(biāo)尺12檢測出的刀具7的位置a("存儲在檢測出的位 置數(shù)據(jù)存儲器25中；即，從0°到360°的范圍。刀具7的目標(biāo)位置 f(。被預(yù)先存儲在目標(biāo)位置數(shù)據(jù)存儲器27中，并且命令位置數(shù)據(jù)校正 單元20使校正后的命令位置cc(。存儲在命令位置數(shù)據(jù)存儲器21中， 在校正后的命令位置cc(。中，命令位置c(。已經(jīng)基于從目標(biāo)位置數(shù)據(jù) 存儲器27中讀取的目標(biāo)位置f(。和從檢測出的位置數(shù)據(jù)存儲器25中 讀取的檢測出的位置a(。之間的差別，被以下表達(dá)式1校正。
cc(，c(。 + (f(6+A外aO+A0》...表達(dá)式1
另外，命令位置數(shù)據(jù)讀取單元22從命令位置數(shù)據(jù)存儲器21中讀 取與已經(jīng)從主軸編碼器接口 24中讀取的工件1的旋轉(zhuǎn)角0相對應(yīng)的校 正后的命令位置cc(。，并且控制X軸伺服系統(tǒng)23。此外，關(guān)于工件l 的一次旋轉(zhuǎn)，檢測出的位置數(shù)據(jù)寫入單元26使X軸線性標(biāo)尺12檢測
出的位置a(。存儲在檢測出的位置數(shù)據(jù)存儲器25中；即，從0°到360 。的范圍。此外，命令位置數(shù)據(jù)校正單元20判定已經(jīng)從檢測出的位置 數(shù)據(jù)存儲器25中讀取的檢測出的位置a(。和已經(jīng)從目標(biāo)位置數(shù)據(jù)存儲 器27中讀取的目標(biāo)位置f(e)之間的偏差是否等于或大于某一特定值， 并且當(dāng)所述偏差等于或大于所述特定值時，命令位置數(shù)據(jù)校正單元20 結(jié)束全部進(jìn)程。另一方面，當(dāng)所述偏差不等于或大于所述特定值時， 命令位置數(shù)據(jù)校正單元20以校正后的命令位置cc(。代替命令位置 c(",并且重復(fù)上述操作。
附帶地，在圖8中的X軸線性標(biāo)尺12的輸出等于工件1和刀具7 之間的相對移動距離的假設(shè)下，上述傳統(tǒng)非圓形機(jī)械加工裝置執(zhí)行控 制。然而，當(dāng)?shù)毒?在X軸上以大加速度往復(fù)地移動時，或者當(dāng)?shù)毒?7和X軸可移動部9的重量大時，X軸可移動部9接收加速/減速反作 用力，作為X軸上不可移動部的座板11在相反方向上周期性地振動。 在整個機(jī)器方面，機(jī)器的重心位置并不通過主軸的一次旋轉(zhuǎn)而移動； 因此，由X軸的反作用力產(chǎn)生的座板11的擺動和工件1經(jīng)由床身14 周期性振動的擺動呈現(xiàn)基本相反的相位，并且有時兩者之間的相對距 離的變化達(dá)到幾微米。由于這個原因，出現(xiàn)這樣的問題，即，由于X 軸可移動部9的加速/減速反作用力產(chǎn)生的整個機(jī)器的振動，即使當(dāng)X 軸線性標(biāo)尺12的輸出值被控制到與目標(biāo)位置相匹配時，也不能按意愿 將工件加工成所需要的外形。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這個問題，本發(fā)明提供一種非圓形機(jī)械加工裝置，其控 制與工件的旋轉(zhuǎn)同步的刀具的移動以加工非圓形形狀，所述裝置包括
使刀具直線移動的刀具移動機(jī)構(gòu)，刀具移動機(jī)構(gòu)設(shè)置有能夠移動的可移動部和不能移動的不可移動部；第一檢測器件，其4企測不可移動部 在引起工件和刀具之間的距離變化的預(yù)定向量方向上的位移；第二檢 測器件，其獲得由固定構(gòu)件固定的工件在引起工件和刀具之間的距離 變化的預(yù)定向量方向上的位移；相關(guān)位移計(jì)算器件，其從不可移動部 的位移和已經(jīng)檢測出的工件的位移中，將不可移動部和工件之間的位 移作為相對位移計(jì)算；刀具位置檢測器件，其檢測由刀具移動機(jī)構(gòu)產(chǎn) 生的刀具的移動；以及從刀具的移動和所述相對位移中計(jì)算刀具相對 于工件的實(shí)際位置的器件。
在優(yōu)選的方式中，每個第一檢測器件和第二檢測器件包括加速度 傳感器，其檢測不可移動部或工件在預(yù)定向量方向上的加速度；位移 計(jì)算單元，其通過對加速度傳感器的輸出值進(jìn)行二重積分器件來判定不可移動部或工件在預(yù)定向量方向上的位移；以及偏移測量單元，其 從加速度傳感器的輸出值中周期性地計(jì)算包括在加速度傳感器的輸出 值內(nèi)的偏移值，并基于所述計(jì)算出的偏移值校正輸入到位移計(jì)算單元 的加速度傳感器的輸出值。
在另 一優(yōu)選方式中，所述非圓形機(jī)械加工裝置進(jìn)一步包括校正第 一檢測器件和第二檢測器件的校正器件，其中所述校正器件包括校正 用位置傳感器，其測量第一檢測器件的加速度傳感器和第二檢測器件 的加速度傳感器之間的相對距離的變化；校正命令產(chǎn)生器件，其產(chǎn)生 驅(qū)動刀具移動機(jī)構(gòu)并使刀具以預(yù)先確定的頻率和振幅距離往復(fù)地移動 的校正命令；同步振動測量單元，其從刀具已經(jīng)移動時獲得的校正用 位置傳感器和加速度傳感器的輸出值中，提取預(yù)定頻率分量或n階諧 波分量作為校正用分量，并且測量各校正用分量的振幅和相對相位差； 以及頻率特性配置部，其基于對從校正用位置傳感器的輸出中獲取的校正用分量和從加速度傳感器中獲取的校正用分量之間的比較，判定 加速度傳感器每頻率的增益誤差和相位誤差。
根據(jù)本發(fā)明，檢測不可移動部的位移和工件的位移，并且基于這 兩個檢測出的位移，將不可移動部和工件之間的位移作為相對位移檢 測。另外，考慮到獲得的相對位移計(jì)算刀具的位置，從而可以獲得更 精確的刀具位置。結(jié)果，與傳統(tǒng)獲得的加工精度相比可以進(jìn)一步提高 加工精度。


圖1為表示一個實(shí)施方式的實(shí)施例的機(jī)器配置圖2為表示一個實(shí)施方式的實(shí)施例的功能框圖3為表示另一個實(shí)施方式的實(shí)施例的機(jī)器配置圖4為表示另一個實(shí)施方式的實(shí)施例的框圖5為表示再一個實(shí)施方式的實(shí)施例的機(jī)器配置圖6為表示再一個實(shí)施方式的實(shí)施例的框圖7為表示傳統(tǒng)裝置的實(shí)施例的框圖；以及
圖8為表示傳統(tǒng)裝置的實(shí)施例機(jī)器配置圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。應(yīng)該注意的是， 在下面所有的實(shí)施方式中，將在旋轉(zhuǎn)電動機(jī)用于沿X軸移動這一假設(shè)
下給出描述，但是即使當(dāng)使用線性電動機(jī)時，在控制方面也不會產(chǎn)生 不同，因此本發(fā)明可以應(yīng)用于這種情況。
實(shí)施方式1
圖1和圖2分別表示本發(fā)明實(shí)施方式1的總體^/L器配置和結(jié)構(gòu)框 圖。在圖1和圖2中，相同的附圖標(biāo)記用于表示與圖7和8中具有相 同功能的部分。此外，在以下描述中，僅對與傳統(tǒng)裝置不同的要點(diǎn)進(jìn) 行主要描述。
圖1為表示機(jī)器配置的圖。第一加速度傳感器.6布置在面向工件1 的座板11的端面上，第一加速度傳感器6檢測平行于連接刀具7的遠(yuǎn) 端和工件1的中心的直線的加速度分量，并且使刀具7移動的X軸可 移動部9放置在座板11上。此處，座板11用作使刀具7直線移動的 移動機(jī)構(gòu)的不可移動部，第一加速度傳感器6用作^^測不可移動部的 位移的第一檢測器件的一部分。此外，第二加速度傳感器15被添加到 使工件1旋轉(zhuǎn)的主軸的主軸軸承5上，第二加速度傳感器15檢測平行 于連接刀具7的遠(yuǎn)端和工件1的中心的直線的加速度分量。此處，主 軸軸承5是靠近工件1的構(gòu)件，并且當(dāng)工件1由于振動等移位時，主 軸軸承5可以被認(rèn)為是與工件1 一起移位的構(gòu)件。結(jié)果，附著在主軸 軸承5上的第二加速度傳感器15檢測的加速度可以被認(rèn)為是工件1的 加速度。另外，第二加速度傳感器15用作檢測工件1的位移的第二檢 測器件的一部分。
圖2是控制框圖。除第一和第二加速度傳感器6和15之外，與圖 7所示的傳統(tǒng)非圓形機(jī)械加工裝置相比添加的元件包括相對位移計(jì)算 單元38，其從傳感器6和15 二者的輸出中計(jì)算工件1和座板11之間
的相對位移；以及加法器37,其將相對位移計(jì)算單元38計(jì)算出的位移 加入X軸線性標(biāo)尺12的輸出，并且加法器37的輸出a(0)凈皮發(fā)送到檢 測出的位置數(shù)據(jù)寫入單元26。接下來，將描述相對位移計(jì)算單元38中 的那些元件。
稍后描述的第一偏移測量單元30的輸出被減法器32 乂人第一加速 度傳感器6的輸出中減去，并被輸入到第一位移計(jì)算單元28。第一位 移計(jì)算單元28對所述輸入進(jìn)行積分，以確定第一加速度傳感器附著到 的座板ll的速度，并進(jìn)一步對所述速度進(jìn)行積分，從而確定所述位置 (位移)。由所述雙重積分確定的第一加速度傳感器6的位置包括加速 度傳感器6的增益誤差和相位誤差，因此振幅和相位由第一增益/相位 誤差校正單元34校正并被輸入到減法器36。由第一增益/相位誤差校
值。在上述流程中，來自第一增益/相位誤差校正單元34的輸出值可以 被說成表示座板11的位移的值。換句話說，第一加速度傳感器6、第 一位移計(jì)算單元28、第一偏移測量單元30以及第一增益/相位校正單 元34可以被說成用作檢測移動機(jī)構(gòu)的不可移動部的位移的第 一檢測器件。
附帶地，第一位移計(jì)算單元28的輸出是其中存在X軸與工件1的 旋轉(zhuǎn)同步往復(fù)運(yùn)動時測量的周期性振動的輸出，所以只要工件1的旋 轉(zhuǎn)角相同，相同的值就被重復(fù)。第一偏移測量單元30增加/減小主軸編 碼器接口 24輸出的偏移值，從而使第一位移計(jì)算單元28輸出的值在 旋轉(zhuǎn)之前和之后變得相同。為了更詳細(xì)地描述第一偏移測量單元30的 功能，通常，作為加速度傳感器的輸出的電壓值逐漸改變，并且發(fā)生 總體偏移。第一偏移測量單元30從工件1的第N次旋轉(zhuǎn)所獲得的第一加速度傳感器的輸出值中，確定包括在來自第一加速度傳感器6的所 述第N次旋轉(zhuǎn)的輸出值內(nèi)的偏移值。另外，第一偏移測量單元30反饋
(負(fù)反饋)已經(jīng)計(jì)算出的第N次旋轉(zhuǎn)的偏移值，并將所述偏移從第N+l 次旋轉(zhuǎn)所獲得的第一加速度傳感器6的輸出值中除去。
工件1的位移也是通過相似的流程計(jì)算的。即，在減法器33將第 二偏移測量單元31的輸出從第二加速度傳感器15的輸出中減去之后， 來自第二加速度傳感器15的輸出被輸入到第二位移計(jì)算單元29。第二 位移計(jì)算單元29通過對所述輸入值進(jìn)行二重積分確定工件1的位移。 第二增益/相位校正單元35對獲得的位移進(jìn)行預(yù)定校正，并且校正后的 位移作為工件1的最終位移輸出。此外，第二位移計(jì)算單元29計(jì)算出 的位移也被輸入到第二偏移測量單元31,并且計(jì)算包括在第二加速度 傳感器15的輸出值內(nèi)的偏移值。
來自第二增益/相位校正單元35的輸出(工件1的位移)被減法器 36從(座板11的位移)來自第一增益/相位校正單元34的輸出(座板 11的位移)中減去。該減法之后的值變?yōu)楸硎咀?1 (從而刀具7) 和工件1之間的相對位移的相對位移。所述相對位移可祐:說成表示由 振動或在整個機(jī)械加工裝置中發(fā)生的機(jī)器彎曲產(chǎn)生的刀具7的相對位 移的值。通過將由振動等產(chǎn)生的刀具7的位移加入X軸線性標(biāo)尺12的 輸出值，可以檢測出刀具7的更精確的位置。另外，基于精確的刀具 位置，機(jī)械加工裝置以與傳統(tǒng)機(jī)械加工裝置相同的方式執(zhí)行學(xué)習(xí)控制。
從上述說明清晰地得到，根據(jù)本實(shí)施方式，通過提供兩個加速度 傳感器，當(dāng)已經(jīng)使刀具在X軸方向上往復(fù)地移動時，機(jī)械加工裝置將 X軸不可移動部和工件之間發(fā)生的湘對距離的變化加入刀具的位置反 饋并且學(xué)習(xí)，從而即使當(dāng)?shù)毒叩囊苿蛹铀俣群芸旎蛘叩毒叩闹亓勘绕?br> 時重時，枳4成加工裝置可以對工件的外形進(jìn)^f于;晴確加工，而不會受到 機(jī)器的各部分周期性彎曲振動產(chǎn)生的尺寸變化的影響。此外，因?yàn)榧?速度傳感器安裝在X軸不可移動部上而不是在X軸可移動部上，所以 X軸命令部的加速度沒有添加到加速度傳感器上面，即使當(dāng)加速度傳 感器不具有寬動態(tài)范圍時，也可以檢測精確的位置變化。
實(shí)施方式2
接下來，將結(jié)合圖3和圖4描述本發(fā)明的實(shí)施方式2。在圖3和圖 4中，相同的附圖標(biāo)記用于表示與圖1和圖2中的元件具有相同功能的 部分。另外，在以下描述中，將主要描述與實(shí)施方式1不同的要點(diǎn)。 在圖3所示的本實(shí)施方式的機(jī)器配置中，為了增加在X軸方向上的刀 具移動距離，而不增加使刀具7移動的X軸電動機(jī)10的負(fù)荷慣性質(zhì)量， 進(jìn)一步構(gòu)造刀具移動才幾構(gòu)(由X軸電動機(jī)IO、 X軸可移動部9、中座 16等構(gòu)成)，使其通過第二移動機(jī)構(gòu)(由XM主軸電動機(jī)、XM主軸滾 珠絲杠等構(gòu)成)在X軸方向上可移動。特別地，作為移動機(jī)構(gòu)的不可 移動部的中座16和通過XM主軸電動機(jī)18自轉(zhuǎn)的XM主軸滾;朱絲杠 17螺旋嚙合。為此，中座16、因而刀具7的整個移動4幾構(gòu)一皮構(gòu)造為響 應(yīng)XM主軸電動機(jī)18的驅(qū)動在X軸方向上可移動。在所述機(jī)器配置中， 當(dāng)座才反11的Z軸坐標(biāo)由于Z軸電動才幾13的驅(qū)動而變4匕時，第二移動 機(jī)構(gòu)運(yùn)行以使刀具移動沖程在X軸方向上的偏移量變化，并且在工件 l的一次旋轉(zhuǎn)中，應(yīng)用相同的命令值是普遍的。
在所述機(jī)器配置的實(shí)施例中，將第一加速度傳感器6布置在中座 16朝向工件的端面上，以便檢測在平行于連接刀具7的遠(yuǎn)端和工件1 的中心的直線的方向上(X軸方向)的加速度分量，中座16是刀具移 動機(jī)構(gòu)的不可移動部。在圖4的控制框圖中，不同于圖2的要點(diǎn)是減法器39用于將XM主軸編碼器19的輸出從第一位移計(jì)算單元28的輸 出中減去，減法器39的輸出被輸入到第一增益/相位校正單元34和第 一偏移測量單元30中，以及加法器40用于將XM主軸編碼器19的值 加入檢測出的位置a(。。在圖3的機(jī)器配置中，當(dāng)X軸可移動部9以 大加速度周期性地移動時，中座16、座板11以及床身14不再僅周期 性地振動，而XM主軸電動機(jī)18的速度受控響應(yīng)相對于施加到XM主 軸滾珠絲杠17的反作用力延遲，并且結(jié)束微小角度的旋轉(zhuǎn)。XM主軸 電動機(jī)18的旋轉(zhuǎn)角由XM主軸編碼器19檢測并被加入a(e),并被從 第一位移計(jì)算單元28的輸出中減去，從而控制從第一加速度傳感器6 檢測到的位移的大小，并進(jìn)一步減小第一加速度傳感器6的偏移誤差 和增益誤差的影響。應(yīng)該注意的是，在所述系統(tǒng)中，通常XM主軸在 主軸的一次旋轉(zhuǎn)中停止，并且執(zhí)行由X軸產(chǎn)生的機(jī)械加工，但是通過 執(zhí)行上述加法和減法，所述機(jī)械加工裝置可以執(zhí)行高精度校正，即使 當(dāng)XM主軸的操作被疊加時，也不受第一加速度傳感器6的偏移誤差 和增益誤差的影響。
實(shí)施方式3
接下來，將結(jié)合圖5和圖6描述本發(fā)明的實(shí)施方式3。除了校正第 一加速度傳感器6和第二加速度傳感器的增益和相位誤差的功能之外， 實(shí)施方式3和實(shí)施方式1相同。因此，下文中將只對加速度傳感器的 校正進(jìn)行描述。圖5為表示執(zhí)行校正時機(jī)器配置的實(shí)施例的圖。在加 速度傳感器的校正過程中，使用預(yù)定的校正用位置傳感器50。所述校 正用位置傳感器50是通常用于評估機(jī)床的軌跡精度時用到的雙球桿測 量中的傳感器，并且是金屬球附著在兩端的桿狀距離傳感器。校正用 位置傳感器50在其主軸側(cè)被夾盤咬合的支座支撐，在其切削工具側(cè)被
磁鐵和附著到座板11的夾具上的支座支撐。將結(jié)合圖6的控制框圖描
述使用校正用位置傳感器50的校正序列。
校正用命令產(chǎn)生單元60將具有恒定振幅的頻率w的正弦位置命令 應(yīng)用到X軸伺服系統(tǒng)23,以使X軸電動機(jī)旋轉(zhuǎn)并使X軸可移動部9 移動，從而使機(jī)器振動。在刀具移動機(jī)構(gòu)的沖程內(nèi)以及在X軸電動機(jī) 10的扭矩不飽和的范圍內(nèi)的每頻率中，預(yù)先選擇此時的振幅使其盡可 能大。至于校正用位置傳感器50的輸出，經(jīng)由校正用傳感器接口 61 將檢測出的位置發(fā)送到同步信號檢測單元62。同步信號檢測單元62提 取與從校正用命令產(chǎn)生單元60發(fā)送的頻率w相匹配的頻率分量的位置 檢測值XdO)。 XdO)可以通過以下表達(dá)式2表示。應(yīng)該注意的是，在 表達(dá)式2中，D和〃是預(yù)定值的常數(shù)，t是旋轉(zhuǎn)角度。
Xd(w)=Dx SinOt+/ ) …表達(dá)式2
至于已經(jīng)從第一加速度傳感器6和第二加速度傳感器15的輸出中 計(jì)算出的第一位移計(jì)算單元28和第二位移計(jì)算單元29的輸出，，只有 頻率w的分量通過同步信號檢測單元63和64被相似地重新獲得并成為 xl(ft )和x2(w)。 xl(w)和x20)通過以下表達(dá)式3和表達(dá)式4表示。在 表達(dá)式3和4中，A' 、 B'和a都是預(yù)定值的常量。
xl(w)=A' x sin(wt) …表達(dá)式3
x2(—=B' xSinOt+a) …表達(dá)式4
此處，xlO)和x2(w)分別是表示在座板和主軸軸承中發(fā)生的振動 的表達(dá)式。然而，xl(w)和x2(w)都是從校正前的加速度傳感器6和15 的檢測結(jié)果推導(dǎo)出的表達(dá)式。因此，誤差包括在xlO)和x2(w)的振幅 值A(chǔ)'和B'中。另一方面，當(dāng)A和B分別表示不包括誤差的座板和主軸軸承的振動xl(w)和x2—)的精確振幅值時，上述Xd(w)可以通過 以下表達(dá)式5表示。
Xd(>)=A x Sin(wt)-B x SinOt+") …表達(dá)式5
當(dāng)精確振幅值A(chǔ)和B通過來自表達(dá)式5和表達(dá)式2的關(guān)系的D、 《 和〃表示時，所述A和B成為以下表達(dá)式6和表達(dá)式7。
A=Dx Sin(〃-a) + Sin(a) …表達(dá)式6
B=Dx SinO) + Sin(a) …表達(dá)式7
在包括在表達(dá)式6和表達(dá)式7中的多個常量中，通過將Xd(w)輸 入到振幅檢測器65來獲得Xd(w)的振幅D。此外，Xd(w)的相位"通 過使用x 1 ( )作為參考將x 1 (w )和x2( )輸入到相差檢測器66而獲得。 此外，x2(")的相位a通過使用xl(w)作為參考將xl(—和x20)輸入到 相位檢測器68而獲得。另外，不包括誤差的x1(—和x20)的振幅A 和B通過將D、"和"輸入到對應(yīng)于上述表達(dá)式6和表達(dá)式7的計(jì)算塊 70和71而獲得。對于增益誤差A(yù)'和B'，振幅檢測器67和69的輸 出與A和B之間的比率是通過模擬驅(qū)動器計(jì)算的，并且在每頻率w中， 增益誤差A(yù)'和B'被輸入到第一增益誤差表75和第二增益誤差表 77。當(dāng)在增益誤差表中的記錄相對于第一頻率《結(jié)束時，校正用命令產(chǎn) 生單元60輸出下一個已經(jīng)預(yù)先記錄的頻率，已經(jīng)預(yù)先確定的每頻率的 增益誤差被順序存儲在增益誤差表中。測量已經(jīng)結(jié)束的表被發(fā)送到圖2 的第一增益/相位校正單元34和第二增益/相位校正單元35,并且用于 位移的4交正。
權(quán)利要求
1、一種非圓形機(jī)械加工裝置，所述非圓形機(jī)械加工裝置控制與待加工成非圓形形狀的工件的旋轉(zhuǎn)同步的刀具的移動，所述裝置包括刀具移動機(jī)構(gòu)，其使所述刀具直線移動，所述刀具移動機(jī)構(gòu)設(shè)置有能夠移動的可移動部和不能移動的不可移動部；第一檢測器件，其檢測所述不可移動部在引起所述工件和所述刀具之間的距離變化的預(yù)定向量方向上的位移；第二檢測器件，其獲得由固定構(gòu)件固定的所述工件在引起所述工件和所述刀具之間的距離變化的預(yù)定向量方向上的位移；相對位移計(jì)算器件，其從所述不可移動部的所述位移和已經(jīng)被檢測出的所述工件的所述位移中，計(jì)算所述不可移動部和所述工件之間的位移作為相對位移；刀具位置檢測器件，其檢測由所述刀具移動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的所述刀具的移動；及器件，其基于所述刀具的所述移動和所述相對位移計(jì)算所述刀具相對于所述工件的實(shí)際位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的非圓形機(jī)械加工裝置，其中所述第一檢測器件和所述第二檢測器件中的每一個包括加速度傳感器，其檢測所述不可移動部或所述工件在所述預(yù)定向量方向上的加速度；位移計(jì)算單元，其通過對所述加速度傳感器的輸出值進(jìn)行二重積述位移；及偏移測量單元，其基于所述加速度傳感器的所述輸出值周期性地 計(jì)算包括在所述加速度傳感器的所述輸出值內(nèi)的偏移值，并基于所述 計(jì)算出的偏移值校正輸入到所述位移計(jì)算單元的所述加速度傳感器的 所述輸出值。
3、如權(quán)利要求2所述的非圓形機(jī)械加工裝置，進(jìn)一步包括校正所 述第一檢測器件和所述第二檢測器件的校正器件，其中所述校正器件 包括校正用位置傳感器，其測量所述第一檢測器件的所述加速度傳感 器和所述第二檢測器件的所述加速度傳感器之間的相對距離的變化；校正命令產(chǎn)生器件，其產(chǎn)生驅(qū)動所述刀具移動機(jī)構(gòu)并使所述刀具 以預(yù)先確定的頻率和振幅距離往復(fù)地移動的校正命令；同步振動測量單元，其從所述刀具已經(jīng)移動時獲得的所述校正用 位置傳感器和所述加速度傳感器的所述輸出值中，提取預(yù)定頻率分量 或n階諧波分量作為校正用分量，并且測量各校正用分量的所述振幅 和相對相位差；及頻率特性配置部，其基于對從所述校正用位置傳感器的所述輸出 中獲取的所述校正用分量和從所述加速度傳感器中獲取的所述校正用 分量之間的比較，判定所述加速度傳感器每頻率的增益誤差和相位誤 差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非圓形機(jī)械加工裝置。在所述非圓形機(jī)械加工裝置中，刀具(7)通過刀具移動機(jī)構(gòu)在X軸方向上往復(fù)地移動。第一加速度傳感器(6)布置在座板(11)上，所述座板(11)是所述刀具移動機(jī)構(gòu)的不可移動部。此外，第二加速度傳感器(15)布置在固定并使工件(1)旋轉(zhuǎn)的主軸的主軸軸承(5)上。另外，通過所述兩個加速度傳感器(6)和(15)測量所述座板(11)和所述工件(1)的位移，并且基于所述兩個已經(jīng)獲得的位移，將所述工件(1)和所述刀具(7)之間的相對距離中的位移作為相對位移獲得。另外，所述刀具(7)的位置是從所獲得的位移和X軸線性標(biāo)尺(12)的輸出值中計(jì)算出的。
文檔編號G05B19/18GK101206470SQ20071030231
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者江場浩二 申請人:大隈株式會社