數(shù)值控制裝置以及螺距誤差計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠迅速地計(jì)算滾珠絲杠的螺距誤差的數(shù)值控制裝置以及螺距誤差計(jì)算方法。數(shù)值控制裝置的CPU執(zhí)行螺距誤差計(jì)算處理。CPU使臺移動整個行程并且每隔規(guī)定時(shí)間測量一次位置(S3)，將測量出的信息記錄到存儲于RAM的表中(S4)。CPU計(jì)測第一基準(zhǔn)點(diǎn)(c1)和第二基準(zhǔn)點(diǎn)(c2)的各位置(S2、S8)，記錄到存儲于RAM的表中。CPU基于表來計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間(f)(S10)，按每個校正間隔依次計(jì)算螺距誤差(S11～S15)?，F(xiàn)有技術(shù)按每個校正間隔停止工作臺來分別計(jì)算螺距誤差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，數(shù)值控制裝置能夠迅速地計(jì)算滾珠絲杠的螺距誤差。
【專利說明】數(shù)值控制裝置以及螺距誤差計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置以及螺距誤差計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，數(shù)值控制裝置預(yù)先存儲機(jī)床的滾珠絲杠的螺距誤差量，在工作臺等移動時(shí)讀出校正量來對滾珠絲杠的螺距誤差進(jìn)行校正。數(shù)值控制裝置預(yù)先使工作臺在滾珠絲杠的整個行程中在每隔規(guī)定間隔的位置處停止，通過激光測長儀等對螺距誤差進(jìn)行測量。數(shù)值控制裝置計(jì)算各測量點(diǎn)處的校正量，存儲所計(jì)算出的校正量。數(shù)值控制裝置在工作臺移動時(shí)基于當(dāng)前的位置取出相應(yīng)的校正量并對螺距誤差進(jìn)行校正。
[0003]當(dāng)規(guī)定間隔大時(shí)，數(shù)值控制裝置不知道規(guī)定間隔內(nèi)的螺距誤差，因此無法正確地進(jìn)行校正。當(dāng)規(guī)定間隔小時(shí)，數(shù)值控制裝置能夠精細(xì)地進(jìn)行校正，但是由于測量點(diǎn)變多，因此測量耗費(fèi)時(shí)間。日本特許公開2000年99119號公報(bào)公開了滾珠絲杠螺距誤差的校正方法。在該方法中，按每個導(dǎo)程間隔測量滾珠絲杠的誤差量，提取出代表性的一個區(qū)間(或多處)。對提抽出的區(qū)間進(jìn)行細(xì)分，在進(jìn)行細(xì)分所得的位置處測量螺距誤差，將測量值反映到所有區(qū)間。
[0004]專利文獻(xiàn)I所記載的校正方法是將代表性的一個區(qū)間反映到所有區(qū)間，因此未反應(yīng)出實(shí)際的測量誤差。在滾珠絲杠的導(dǎo)程間隔小的情況下，測量間隔變小。因此測量點(diǎn)增力口，測量時(shí)間變長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠迅速地計(jì)算滾珠絲杠的螺距誤差的數(shù)值控制裝置以及螺距誤差計(jì)算方法。
[0006]技術(shù)方案I的數(shù)值控制裝置對通過滾珠絲杠將機(jī)床的移動體移動到控制位置的電動機(jī)的動作進(jìn)行控制，并且使用存儲裝置所存儲的上述滾珠絲杠的螺距誤差來對上述移動體進(jìn)行定位，該數(shù)值控制裝置的特征在于，具備:第一測量部，其使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規(guī)定時(shí)間測量一次上述移動體的位置；存儲部，其將移動位置信息存儲到上述存儲裝置中，該移動位置信息是由上述第一測量部測量出的每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置的信息；第二測量部，其使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的多個基準(zhǔn)位置分別停止時(shí)的實(shí)際位置；第一計(jì)算部，其基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算多個移動時(shí)間，該多個移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)由上述第二測量部測量出的上述多個移動位置所需的時(shí)間；第二計(jì)算部，其基于由上述第一計(jì)算部分別計(jì)算出的上述多個移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；第三計(jì)算部，其基于由上述第二計(jì)算部計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置；以及第四計(jì)算部，其計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的由上述第三計(jì)算部計(jì)算出的上述近似位置之差。因此，數(shù)值控制裝置能夠迅速地計(jì)算螺距誤差。
[0007]技術(shù)方案2的數(shù)值控制裝置的特征在于，上述第二測量部使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的兩個基準(zhǔn)位置分別停止時(shí)的實(shí)際位置；上述第一計(jì)算部基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間，該第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)由上述第二測量部測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時(shí)間；上述第二計(jì)算部基于由上述第一計(jì)算部分別計(jì)算出的上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；上述第三計(jì)算部基于由上述第二計(jì)算部計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置；以及上述第四計(jì)算部計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的由上述第三計(jì)算部計(jì)算出的上述近似位置之差。因此，數(shù)值控制裝置能夠迅速地計(jì)算螺距誤差。
[0008]技術(shù)方案3的數(shù)值控制裝置的特征在于，上述基準(zhǔn)位置是上述移動體從上述一端開始移動之后達(dá)到上述固定速度的位置。緊接在移動開始之后，移動體未達(dá)到固定速度?；鶞?zhǔn)位置是達(dá)到固定速度的位置。因此，數(shù)值控制裝置在計(jì)算螺距誤差時(shí)，能夠以簡單的近似式來計(jì)算。
[0009]技術(shù)方案4、5的數(shù)值控制裝置的特征在于，上述第一計(jì)算部在上述移動位置信息中分別確定由每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置構(gòu)成的上述位置的多個區(qū)間中的、上述第一移動位置和上述第二移動位置所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各位置分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)時(shí)間，通過直線近似法來分別計(jì)算上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間。第一計(jì)算部使用直線近似法，因此能夠容易地計(jì)算第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間。
[0010]技術(shù)方案6?9的數(shù)值控制裝置的特征在于，上述第三計(jì)算部基于上述第一移動時(shí)間或上述第二移動時(shí)間來分別計(jì)算每個上述校正間隔的上述移動體的到達(dá)預(yù)測時(shí)間，確定上述移動位置信息的每隔上述規(guī)定時(shí)間的多個區(qū)間中的、所計(jì)算出的上述到達(dá)預(yù)測時(shí)間所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各時(shí)間分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)位置，通過直線近似法來計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述近似位置。第三計(jì)算部使用直線近似法，因此能夠容易地計(jì)算與校正位置對應(yīng)的近似位置。
[0011]技術(shù)方案10的數(shù)值控制裝置的特征在于，上述第一測量部使用激光測長儀來每隔上述規(guī)定時(shí)間測量一次上述移動體的位置。因此，第一測量部能夠容易地每隔規(guī)定時(shí)間測量一次移動體的位置。
[0012]技術(shù)方案11的螺距誤差計(jì)算方法在對通過滾珠絲杠將機(jī)床的移動體移動到控制位置的電動機(jī)的動作進(jìn)行控制的數(shù)值控制裝置中計(jì)算上述滾珠絲杠的螺距誤差，該螺距誤差計(jì)算方法的特征在于，具備以下工序:第一測量工序，使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規(guī)定時(shí)間測量一次上述移動體的位置；存儲工序，將移動位置信息存儲到存儲裝置中，該移動位置信息是通過上述第一測量工序測量出的每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置的信息；第二測量工序，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的多個基準(zhǔn)位置分別停止時(shí)的實(shí)際位置；第一計(jì)算工序，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算多個移動時(shí)間，該多個移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)通過上述第二測量工序測量出的上述多個移動位置所需的時(shí)間；第二計(jì)算工序，基于通過上述第一計(jì)算工序分別計(jì)算出的上述多個移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；第三計(jì)算工序，基于通過上述第二計(jì)算工序計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置；以及第四計(jì)算工序，計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的通過上述第三計(jì)算工序計(jì)算出的上述近似位置之差。因此，數(shù)值控制裝置通過進(jìn)行本方法，能夠迅速地計(jì)算滾珠絲杠的螺距誤差。
[0013]技術(shù)方案12的螺距誤差計(jì)算方法的特征在于，在上述第二測量工序中，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的兩個基準(zhǔn)位置分別停止時(shí)的實(shí)際位置；在上述第一計(jì)算工序中，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間，該第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)通過上述第二測量工序測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時(shí)間；在上述第二計(jì)算工序中，基于通過上述第一計(jì)算工序分別計(jì)算出的上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；在上述第三計(jì)算工序中，基于通過上述第二計(jì)算工序計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置；以及在上述第四計(jì)算工序中，計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的通過上述第三計(jì)算工序計(jì)算出的上述近似位置之差。因此，數(shù)值控制裝置通過進(jìn)行本方法，能夠迅速地計(jì)算滾珠絲杠的螺距誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是作為機(jī)床2的一部分的工作臺機(jī)構(gòu)3的立體圖。
[0015]圖2是表示數(shù)值控制裝置I和機(jī)床2的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
[0016]圖3是處理SI的工序圖。
[0017]圖4是處理S2的工序圖。
[0018]圖5是處理S3的工序圖。
[0019]圖6是處理S8的工序圖。
[0020]圖7是螺距誤差計(jì)算處理的流程圖。
[0021]圖8是表51 (S2結(jié)束時(shí))的概念圖。
[0022]圖9是表52的概念圖。
[0023]圖10是表51 (S8結(jié)束時(shí))的概念圖。
[0024]圖11是表53的概念圖。
[0025]圖12是表54的概念圖。[0026]圖13是在評價(jià)實(shí)驗(yàn)中示出本發(fā)明方法和以往方法的結(jié)果的曲線圖。
[0027]圖14是表示以本發(fā)明方法進(jìn)行校正所得的結(jié)果的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]說明本發(fā)明的一個實(shí)施方式。如圖1所示，數(shù)值控制裝置I是基于NC程序來控制機(jī)床2的軸移動來對工作臺6上的被加工件(省略圖示)實(shí)施切削加工的機(jī)械。機(jī)床2的左右方向、前后方向、上下方向分別是X軸方向、Y軸方向、Z軸方向。
[0029]參照圖1、2說明機(jī)床2的結(jié)構(gòu)。機(jī)床2具備主軸機(jī)構(gòu)(省略圖示)、主軸升降機(jī)構(gòu)(省略圖示)、換刀裝置(省略圖示)、工作臺機(jī)構(gòu)3。主軸機(jī)構(gòu)具備主軸電動機(jī)32 (參照圖2)，用于使安裝有刀具的主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。主軸升降機(jī)構(gòu)具備Z軸電動機(jī)31 (參照圖2)，以能夠使主軸沿Z軸方向升降的方式支承主軸。
[0030]如圖1所示，工作臺機(jī)構(gòu)3具備基座4、輸送體5、工作臺6、X軸電動機(jī)33、Y軸電動機(jī)34等。輸送體5在基座4上移動。工作臺6在輸送體5上移動?；?的上表面具備一對直線導(dǎo)軌(linear guide) 70直線導(dǎo)軌7沿Y軸方向引導(dǎo)輸送體5。滾珠絲杠8配置于一對直線導(dǎo)軌7之間。輸送體5的下表面具備螺母(省略圖示)。螺母與滾珠絲杠8螺紋結(jié)合。Y軸電動機(jī)34使?jié)L珠絲杠8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來使輸送體5與螺母一起沿Y軸方向移動。
[0031]輸送體5的上表面具備一對直線導(dǎo)軌9。直線導(dǎo)軌9沿X軸方向引導(dǎo)工作臺6。滾珠絲杠10配置于一對直線導(dǎo)軌9之間。工作臺6的下表面具備螺母(省略圖示)。螺母與滾珠絲杠10螺紋結(jié)合。X軸電動機(jī)33使?jié)L珠絲杠10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來使工作臺6與螺母一起沿X軸方向移動。工作臺6通過輸送體5沿Y軸方向移動。即工作臺6能夠在X軸方向和Y軸方向上移動。
[0032]換刀裝置具備刀庫電動機(jī)35 (參照圖2)，對保持多個刀具的刀庫(省略圖示)進(jìn)行驅(qū)動，將安裝于主軸的刀具更換為其它刀具。機(jī)床2具備操作面板(省略圖示)。操作面板具備輸入裝置17和顯示裝置18 (參照圖2)。輸入裝置17是用于進(jìn)行各種輸入、設(shè)定等的設(shè)備。顯示裝置18顯示各種顯示畫面、設(shè)定畫面等。輸入裝置17和顯示裝置18與數(shù)值控制裝置I的后述的輸入輸出部15連接。激光測長儀19安裝于工作臺6的規(guī)定部位，計(jì)測工作臺6的位置。激光測長儀19 (參照圖2)與數(shù)值控制裝置I連接。
[0033]Z軸電動機(jī)31具備編碼器41。主軸電動機(jī)32具備編碼器42。X軸電動機(jī)33具備編碼器43。Y軸電動機(jī)34具備編碼器44。刀庫電動機(jī)35具備編碼器45。編碼器41?45與數(shù)值控制裝置I的后述的驅(qū)動電路21?25分別連接。
[0034]參照圖2說明數(shù)值控制裝置I的電氣結(jié)構(gòu)。數(shù)值控制裝置I具備CPUl1、ROMl2,RAM13、非易失性存儲裝置14、輸入輸出部15、驅(qū)動電路21?25等。CPUll對數(shù)值控制裝置I進(jìn)行統(tǒng)一控制。R0M12除了存儲主程序以外，還存儲螺距誤差校正程序等各種程序。螺距誤差校正程序是執(zhí)行后述的螺距誤差計(jì)算處理(參照圖7)的程序。RAM13暫時(shí)存儲各種處理執(zhí)行過程中的各種數(shù)據(jù)。非易失性存儲裝置14存儲由作業(yè)員通過輸入裝置17進(jìn)行輸入而登記的多個NC程序等。NC程序由包含各種控制指令的多個塊構(gòu)成，以塊為單位來控制包括機(jī)床2的軸移動、換刀等在內(nèi)的各種動作。
[0035]驅(qū)動電路21與Z軸電動機(jī)31和編碼器41連接。驅(qū)動電路22與主軸電動機(jī)32和編碼器42連接。驅(qū)動電路23與X軸電動機(jī)33和編碼器43連接。驅(qū)動電路24與Y軸電動機(jī)34和編碼器44連接。驅(qū)動電路25與刀庫電動機(jī)35和編碼器45連接。驅(qū)動電路21?25從CPUll接收指令信號，向?qū)?yīng)的各電動機(jī)31?35分別輸出驅(qū)動電流。驅(qū)動電路21?25從編碼器41?45接收反饋信號，進(jìn)行位置和速度的反饋控制。輸入輸出部15與輸入裝置17、顯示裝置18、激光測長儀19分別連接。
[0036]使用者能夠利用輸入裝置17從多個NC程序中選擇一個NC程序。CPUll將選擇出的NC程序顯示在顯示裝置18上。CPUll基于顯示在顯示裝置18上的NC程序來控制機(jī)床2的動作。
[0037]也可以由外部設(shè)備(省略圖示)來存儲螺距誤差校正程序，執(zhí)行螺距誤差計(jì)算處理，將計(jì)算出的螺距誤差傳輸給數(shù)值控制裝置I。外部設(shè)備與數(shù)值控制裝置I連接。
[0038]參照圖3?圖6的工序圖、圖7的流程圖、圖8?圖12的各種表來說明螺距誤差計(jì)算處理。使用者利用輸入裝置17選擇要校正螺距誤差的軸。CPUll從R0M12讀入螺距誤差校正程序，對所選擇的軸執(zhí)行本處理。本實(shí)施方式以選擇了 X軸的情況為一例來進(jìn)行說明。
[0039]參照圖3說明測量條件。本實(shí)施方式測量滾珠絲杠10 (參照圖1)的螺距誤差。滾珠絲杠10使工作臺6沿X軸方向移動。工作臺6移動的整個行程為300mm。整個行程的一端為原點(diǎn)，另一端為終點(diǎn)。第一基準(zhǔn)點(diǎn)cl為從原點(diǎn)起向終點(diǎn)側(cè)偏離了 2.0mm的位置,第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2為從終點(diǎn)起向原點(diǎn)側(cè)偏離了 2.0mm的位置。將第一基準(zhǔn)點(diǎn)cl和第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2設(shè)定為后述的S3的處理中工作臺6開始移動后達(dá)到固定速度Vl的位置。從原點(diǎn)向終點(diǎn)的方向?yàn)檎?+)方向，從終點(diǎn)向原點(diǎn)的方向?yàn)樨?fù)(-)方向。
[0040]如圖3所示，CPUll將工作臺6移動到原點(diǎn)，將激光測長儀19的位置設(shè)定為零
(Si)。
[0041]如圖4所示，CPUll在使工作臺6從原點(diǎn)移動到終點(diǎn)之后，使其從終點(diǎn)移動到第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2，利用激光測長儀19來計(jì)測停止在第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2的工作臺6的位置(S2)。以與后述S3的處理中移動的行進(jìn)方向相同的方向進(jìn)行工作臺6向第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2的移動。向第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2的移動指令為298.0mm,而位置為297.9844。計(jì)測結(jié)果以圖8所示的表51存儲在RAM13中。此時(shí)，表51的第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl (與2.0mm對應(yīng)的位置)為未測量。之后，CPUll使工作臺6移動到終點(diǎn)。
[0042]如圖5所示，CPUll使工作臺6以固定速度Vl移動整個行程(從終點(diǎn)到原點(diǎn))，并且利用激光測長儀19每隔規(guī)定時(shí)間計(jì)測一次工作臺6的位置(S3)。規(guī)定時(shí)間設(shè)定為約IOOmsec0工作臺6的行進(jìn)方向?yàn)閺慕K點(diǎn)向原點(diǎn)的負(fù)方向。工作臺6在開始移動時(shí)漸漸加速后以固定速度Vl移動。工作臺6在停止移動時(shí)從固定速度Vl漸漸減速而停止。計(jì)測結(jié)果作為移動位置信息以表52 (參照圖9)存儲在RAM13中(S4)。表52包含每隔100msec的時(shí)間a以及與時(shí)間a分別對應(yīng)的工作臺6的位置b (mm)的信息。此外,CPUll每隔IOOmsec通過輸入輸出部15向激光測長儀19輸出測量指示，但是根據(jù)CPUll的負(fù)荷等不同，計(jì)測時(shí)間并不必須以IOOmsec為間隔。
[0043]CPUll判斷計(jì)測間隔是否處于規(guī)定范圍外(S5)。本實(shí)施方式將計(jì)測間隔設(shè)定為100msec,將規(guī)定范圍設(shè)定為80msec?120msec。在計(jì)測間隔處于規(guī)定范圍外時(shí)(S5 是”),CPUll在顯示裝置18上進(jìn)行異常顯示(S6)，進(jìn)行重新測量準(zhǔn)備(S7)。重新測量準(zhǔn)備包括將表52中記錄的信息刪除、將工作臺6的位置移動到終點(diǎn)等作業(yè)。在重新測量準(zhǔn)備完成之后，CPUll再次執(zhí)行S3、S4的處理。也可以在異常次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)(例如兩次)時(shí)，CPUll在進(jìn)行異常顯示之后強(qiáng)制結(jié)束本處理。
[0044]在計(jì)測間隔處于規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)(S5 否”)，CPU11在使工作臺6移動到終點(diǎn)之后，使其移動到第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl，利用激光測長儀19來計(jì)測停止在第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl的工作臺6的位置(參照S8、圖6)。以與上述S3的處理中移動的行進(jìn)方向相同的方向來進(jìn)行工作臺6向第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl的移動。如圖10所示，計(jì)測結(jié)果以表51記錄在RAM13中。向第一基準(zhǔn)點(diǎn)cl的移動指令為2.0mm,而位置為1.9994。
[0045]CPUll搜索表51中記錄的兩個測量位置d屬于在S3的處理中計(jì)測出的表52 (參照圖9)的各測量位置b的哪個區(qū)間。例如，作為第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2的測量位置d的297.9844mm在表52中屬于297.7547mm與298.7647mm的區(qū)間。CPUll使用所搜索到的區(qū)間的時(shí)間a來通過直線近似法計(jì)算第一移動時(shí)間el和第二移動時(shí)間e2(S9)。第一移動時(shí)間el為移動到第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl所花費(fèi)的估計(jì)時(shí)間。第二移動時(shí)間e2為移動到第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2所花費(fèi)的估計(jì)時(shí)間。
[0046]在上述例中，CPUll使用299.9493msec和199.9240msec,通過直線近似法來計(jì)算第二移動時(shí)間e2。299.9493msec為與297.7547mm對應(yīng)的時(shí)間a。199.9240msec為與298.7647mm對應(yīng)的時(shí)間a。通過直線近似法進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果是，第二移動時(shí)間e2為275.3mseCt)CPUll如果也同樣地計(jì)算第一移動時(shí)間el，則第一移動時(shí)間el為29875.5msec。CPUll將第一移動時(shí)間el和第二移動時(shí)間e2以表53存儲在RAM13中(參照圖11)。
[0047]CPUll計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間f (SlO)。在本實(shí)施例中，校正間隔為2mm。通過以下的式子來計(jì)算移動時(shí)間f。
[0048].f= ((29875.5-275.3) / (298-2)) X 2=200.0014msec
[0049]因此，在第三工序的移動中，移動校正間隔(2mm)的時(shí)間為200.0014msec。
[0050]CPUll將校正位置P設(shè)定為第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl，將時(shí)間t設(shè)定為第一移動時(shí)間el (Sll)。CPUll將校正間隔與校正位置P相加，用時(shí)間t減去移動時(shí)間f (S12)。CPUll判斷校正位置P是否為第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2 (S13)。在校正位置P不是第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2時(shí)(S13:“否”)，CPUll計(jì)算近似位置h(S14)。
[0051]CPUll通過以下的方法來計(jì)算近似位置h。CPUll用第一移動時(shí)間el減去移動時(shí)間f。第一移動時(shí)間el減去移動時(shí)間f所得的時(shí)間為g。CPUll搜索時(shí)間g與表52中的時(shí)間a的哪個區(qū)間相應(yīng)。CPUll使用所搜索到的區(qū)間的前后的位置b來通過直線近似法計(jì)算每個校正間隔的近似位置h(S14)。
[0052]CPUll計(jì)算螺距誤差(S15)。螺距誤差為校正量，通過校正位置p_近似位置h來計(jì)算。CPUll以表54的形式將與校正位置P對應(yīng)的時(shí)間g、近似位置h、誤差分別存儲在RAM13中(參照圖12)。CPUll返回S12，CPU11再次將校正間隔與校正位置P相加，用時(shí)間t減去移動時(shí)間f (S12)。CPUll直到校正位置P變?yōu)榈诙鶞?zhǔn)點(diǎn)c2為止(S13 否”)按每個校正位置P計(jì)算時(shí)間g、近似位置h、誤差(S14，S15)，以表54的形式依次記錄在RAM13中。
[0053]在校正位置P為第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2時(shí)(S13 是”)，CPU11將表54的誤差作為螺距誤差校正量存儲在非易失性存儲裝置14中(S16)，結(jié)束本處理。在工作臺6移動時(shí)，CPUll基于當(dāng)前的位置取出相應(yīng)的螺距誤差校正量來對螺距誤差進(jìn)行校正。
[0054]為了對本發(fā)明的效果進(jìn)行確認(rèn)而進(jìn)行了評價(jià)實(shí)驗(yàn)。參照圖13、圖14說明其結(jié)果。圖13示出曲線圖A和B。曲線圖A表示按本發(fā)明方法計(jì)算出的滾珠絲杠的每個校正間隔的螺距誤差。曲線圖B表示按以往方法計(jì)算出的滾珠絲杠的每個校正間隔的螺距誤差。在以往方法中，按每個校正間隔停止工作臺6來計(jì)測位置，計(jì)算螺距誤差量，因此螺距誤差是準(zhǔn)確的。如圖13所示，曲線圖A的螺距誤差與曲線圖B為基本相同的螺距誤差。圖14是使用曲線圖A的螺距誤差對滾珠絲杠的螺距誤差進(jìn)行校正所得的結(jié)果。螺距誤差變化為大致零附近。因此，本評價(jià)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明了本發(fā)明方法能夠得到與以往方法相同程度的精度。本發(fā)明方法無需按每個校正間隔停止工作臺6，因此與以往方法相比能夠縮短測量時(shí)間。[0055]在以上說明中，工作臺6相當(dāng)于本發(fā)明的移動體，RAM13相當(dāng)于本發(fā)明的存儲裝置，執(zhí)行S3的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的第一測量部，執(zhí)行S4的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的存儲部，執(zhí)行S2、S8的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的第二測量部，執(zhí)行S9的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的第一計(jì)算部，執(zhí)行SlO的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的第二計(jì)算部，執(zhí)行S14的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的第三計(jì)算部，執(zhí)行S15的處理的CPUll相當(dāng)于本發(fā)明的第四計(jì)算部。
[0056]CPUll所執(zhí)行的S3的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的第一測量工序，S4的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的存儲工序，S2、S8的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的第二測量工序，S9的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的第一計(jì)算工序，SlO的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的第二計(jì)算工序，S14的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的第三計(jì)算工序，S15的處理步驟相當(dāng)于本發(fā)明的第四計(jì)算工序。
[0057]如以上所說明的那樣，本實(shí)施方式的數(shù)值控制裝置I執(zhí)行螺距誤差計(jì)算處理(參照圖7)。CPUll在S3的處理中，移動滾珠絲杠10的整個行程并且每隔規(guī)定時(shí)間測量一次位置，將測量出的信息記錄到存儲于RAM13的表52中。CPUll在S2、S8的處理中，計(jì)測第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl和第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2的各位置，記錄到存儲于RAM13的表51中。CPUll基于表51、52，按每個校正間隔計(jì)算滾珠絲杠10整體的螺距誤差。因此，數(shù)值控制裝置I能夠迅速地計(jì)算出滾珠絲杠10的螺距誤差來進(jìn)行校正。
[0058]上述實(shí)施方式將第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl和第二基準(zhǔn)點(diǎn)c2設(shè)定為工作臺6開始移動之后達(dá)到固定速度Vl的位置。假如在工作臺未達(dá)到固定速度Vl的位置處設(shè)定各基準(zhǔn)點(diǎn)，則數(shù)值控制裝置I無法準(zhǔn)確地計(jì)算反映了滾珠絲杠10整體的螺距誤差。數(shù)值控制裝置I將各基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定為達(dá)到固定速度Vl的位置，因此，能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算出滾珠絲杠10整體的螺距誤差。
[0059]本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變形。在上述實(shí)施方式中對滾珠絲杠10設(shè)定兩個基準(zhǔn)點(diǎn)(第一基準(zhǔn)點(diǎn)Cl和第二基準(zhǔn)點(diǎn)C2)，但也可以是三個以上。
[0060]上述實(shí)施方式的移動方向?yàn)樨?fù)方向，但也可以是正方向。
[0061]上述實(shí)施方式使用激光測長儀19來計(jì)測工作臺6的位置，但也可以通過其它方法來計(jì)測工作臺6的位置。
[0062]在上述實(shí)施方式中，上述的螺距誤差計(jì)算處理并不限定于由CPUll來執(zhí)行的例子，也可以由其它電子部件(例如 ASIC !application specific integrated circuit (專用集成電路))來執(zhí)行。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)值控制裝置(I)，對通過滾珠絲杠(8、10)將機(jī)床(2)的移動體(6)移動到控制位置的電動機(jī)(31、33、34)的動作進(jìn)行控制，并且使用存儲裝置(13)所存儲的上述滾珠絲杠的螺距誤差來對上述移動體進(jìn)行定位，該數(shù)值控制裝置的特征在于，具備: 第一測量部(11、S3)，其使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規(guī)定時(shí)間測量一次上述移動體的位置； 存儲部(11、S4)，其將移動位置信息(52)存儲到上述存儲裝置中，該移動位置信息是由上述第一測量部測量出的每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置的信息； 第二測量部(11、S2、S8)，其使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的多個基準(zhǔn)位置(Cl、c2)分別停止時(shí)的實(shí)際位置⑷； 第一計(jì)算部(11、S9)，其基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算多個移動時(shí)間(el、e2)，該多個移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)由上述第二測量部測量出的上述多個移動位置所需的時(shí)間； 第二計(jì)算部(11、SlO)，其基于由上述第一計(jì)算部分別計(jì)算出的上述多個移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間(f)，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 第三計(jì)算部(11、S14)，其基于由上述第二計(jì)算部計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置(h);以及 第四計(jì)算部(11、S15)，其計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的由上述第三計(jì)算部計(jì)算出的上述近似位置之差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第二測量部(11、S2、S8)使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的兩個基準(zhǔn)位置(cl、c2)分別停止時(shí)的實(shí)際位置(d)； 上述第一計(jì)算部(11、S9)基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算第一移動時(shí)間(el)和第二移動時(shí)間(e2)，該第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)由上述第二測量部測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時(shí)間； 上述第二計(jì)算部(11、S10)基于由上述第一計(jì)算部分別計(jì)算出的上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間(f)，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 上述第三計(jì)算部(11、S14)基于由上述第二計(jì)算部計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置(h);以及 上述第四計(jì)算部(11、S15)計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的由上述第三計(jì)算部計(jì)算出的上述近似位置之差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，上述基準(zhǔn)位置是上述移動體從上述一端開始移動之后達(dá)到上述固定速度的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第一計(jì)算部在上述移動位置信息中分別確定由每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置構(gòu)成的上述位置的多個區(qū)間中的、上述第一移動位置和上述第二移動位置所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各位置分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)時(shí)間，通過直線近似法來分別計(jì)算上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第一計(jì)算部在上述移動位置信息中分別確定由每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置構(gòu)成的上述位置的多個區(qū)間中的、上述第一移動位置和上述第二移動位置所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各位置分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)時(shí)間，通過直線近似法來分別計(jì)算上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第三計(jì)算部基于上述第一移動時(shí)間或上述第二移動時(shí)間來分別計(jì)算每個上述校正間隔的上述移動體的到達(dá)預(yù)測時(shí)間，確定上述移動位置信息的每隔上述規(guī)定時(shí)間的多個區(qū)間中的、所計(jì)算出的上述到達(dá)預(yù)測時(shí)間所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各時(shí)間分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)位置，通過直線近似法來計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述近似位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第三計(jì)算部基于上述第一移動時(shí)間或上述第二移動時(shí)間來分別計(jì)算每個上述校正間隔的上述移動體的到達(dá)預(yù)測時(shí)間，確定上述移動位置信息的每隔上述規(guī)定時(shí)間的多個區(qū)間中的、所計(jì)算出的上述到達(dá)預(yù)測時(shí)間所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各時(shí)間分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)位置，通過直線近似法來計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述近似位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第三計(jì)算部基于上述第一移動時(shí)間或上述第二移動時(shí)間來分別計(jì)算每個上述校正間隔的上述移動體的到達(dá)預(yù)測時(shí)間，確定上述移動位置信息的每隔上述規(guī)定時(shí)間的多個區(qū)間中的、所計(jì)算出的上述到達(dá)預(yù)測時(shí)間所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各時(shí)間分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)位置，通過直線近似法來計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述近似位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第三計(jì)算部基于上述第一移動時(shí)間或上述第二移動時(shí)間來分別計(jì)算每個上述校正間隔的上述移動體的到達(dá)預(yù)測時(shí)間，確定上述移動位置信息的每隔上述規(guī)定時(shí)間的多個區(qū)間中的、所計(jì)算出的上述到達(dá)預(yù)測時(shí)間所屬的上述區(qū)間，使用與所確定出的各個上述區(qū)間的最初和最后的各時(shí)間分別對應(yīng)的兩個對應(yīng)位置，通過直線近似法來計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述近似位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于， 上述第一測量部使用激光測長儀來每隔上述規(guī)定時(shí)間測量一次上述移動體的位置。
11.一種數(shù)值控制裝置的螺距誤差計(jì)算方法，在對通過滾珠絲杠將機(jī)床的移動體移動到控制位置的電動機(jī)的動作進(jìn)行控制的數(shù)值控制裝置中計(jì)算上述滾珠絲杠的螺距誤差，該螺距誤差計(jì)算方法的特征在于，具備以下工序: 第一測量工序，使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規(guī)定時(shí)間測量一次上述移動體的位置； 存儲工序，將移動位置信息存儲到存儲裝置中，該移動位置信息是通過上述第一測量工序測量出的每隔上述規(guī)定時(shí)間的上述移動體的位置的信息； 第二測量工序，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的多個基準(zhǔn)位置分別停止時(shí)的實(shí)際位置；第一計(jì)算工序，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算多個移動時(shí)間，該多個移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)通過上述第二測量工序測量出的上述多個移動位置所需的時(shí)間； 第二計(jì)算工序，基于通過上述第一計(jì)算工序分別計(jì)算出的上述多個移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 第三計(jì)算工序，基于通過上述第二計(jì)算工序計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置；以及 第四計(jì)算工序，計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的通過上述第三計(jì)算工序計(jì)算出的上述近似位置之差。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)值控制裝置的螺距誤差計(jì)算方法，其特征在于， 在上述第二測量工序中，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內(nèi)預(yù)先設(shè)定的兩個基準(zhǔn)位置分別停止時(shí)的實(shí)際位置； 在上述第一計(jì)算工序中，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計(jì)算第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間，該第一移動時(shí)間和第二移動時(shí)間是上述移動體分別到達(dá)通過上述第二測量工序測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時(shí)間； 在上述第二計(jì)算工序中，基于通過上述第一計(jì)算工序分別計(jì)算出的上述第一移動時(shí)間和上述第二移動時(shí)間，分別計(jì)算每個校正間隔的移動時(shí)間，該校正間隔是對上述螺距誤差進(jìn)行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 在上述第三計(jì)算工序中，基于通過上述第二計(jì)算工序計(jì)算出的每個上述校正間隔的上述移動時(shí)間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計(jì)算與上述校正位置對應(yīng)的上述移動體的近似位置；以及 在上述第四計(jì)算工序中，計(jì)算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應(yīng)的通過上述第三計(jì)算工序計(jì)算出的上述近似位置之差。
【文檔編號】G05B19/404GK103576605SQ201310309044
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】阿久澤智規(guī), 小島輝久 申請人:兄弟工業(yè)株式會社