CN116367959A - 进给装置 - Google Patents

进给装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116367959A
CN116367959A CN202080106535.0A CN202080106535A CN116367959A CN 116367959 A CN116367959 A CN 116367959A CN 202080106535 A CN202080106535 A CN 202080106535A CN 116367959 A CN116367959 A CN 116367959A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
feeding
error
axial direction
guide rails
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080106535.0A
Other languages
English (en)
Inventor
中岛纯彦
木谷晋也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DMG Mori Co Ltd
Original Assignee
DMG Mori Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DMG Mori Co Ltd filed Critical DMG Mori Co Ltd
Publication of CN116367959A publication Critical patent/CN116367959A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/58Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism a single sliding pair

Abstract

具备沿着进给方向平行地设置的两根导轨(15、16)、设置于导轨(15、16)的滑块(17、19,21、23)、安装有各滑块(17、19、21、23)并沿着进给方向移动的移动台(3)、以及使移动台(3)移动的驱动机构(11)。而且,具备沿着进给方向配置于导轨(15、16)的刻度器、分别设置于滑块(17、19、21、23)并对提供给刻度器的信息进行读取,检测进给方向上的位置以及与进给方向正交的方向上的位置的读取头(18、20、22、24)、以及根据通过各读取头(18、20、22、24)检测的两方向上的位置信息,计算移动台(3)的运动误差的运动误差计算部(70)。

Description

进给装置
技术领域
本发明涉及一种构成直线状的进给轴的进给装置,尤其涉及一种能够测量自身的运动误差的进给装置。
背景技术
以往,例如已知一种工作机械,该工作机械以使保持工具的主轴和安装有工件的工作台在X轴、Y轴以及Z轴这正交的三轴向上相对移动的方式构成。在该工作机械中,设置有构成X轴方向的进给轴的X轴进给装置、构成Y轴方向的进给轴的Y轴进给装置、以及构成Z轴方向的进给轴的Z轴进给装置这三个进给装置。而且,在该结构的工作机械中,其加工精度受到这些进给装置的运动精度的影响,因此需要以通过准确地测量该进给装置的运动误差来将运动误差控制在一定的允许范围内的方式进行适当修正等。
近年来,考虑工作机械在三维空间内的运动误差(定位误差)如图5所示,在各进给轴的平移运动的误差、各进给轴的角度误差、以及各进给轴相互之间的垂直度相关的误差相互影响的状态下显现。因此,通过求出这些各误差,能够辨识准确的所述运动误差。
以往,作为测量该误差的测量方法,提出了一种使用图6以及图7所示的测量装置的测量方法。作为图6所示的一例的工作机械100由上表面为工件载置面(所谓的工作台)的床体101、呈门形的框体102以及鞍座103构成。框体102以其水平部位于床体101的上方的方式配置,并且框体102的两个垂直部分别与床体101的侧部卡合,整体能够在Y轴方向上移动。
另外,鞍座103与框体102的水平部卡合,能够沿着该水平部在X轴方向上移动,主轴104以能够在Z轴方向上移动且能够以与Z轴平行的轴线为中心旋转的方式保持在该鞍座103上。所述X轴、Y轴以及Z轴是相互正交的基准轴,与该基准轴对应的各进给轴通过X轴进给装置(未图示),Y轴进给装置(未图示)以及Z轴进给装置(未图示)构成。
使用设置在床体101上的激光测长器105以及装配于主轴104的镜子110测量上述各误差。具体而言,首先,分别将激光测长器105设置于规定位置,例如在图6中用实线示出的四处,并且将镜子110装配于主轴104。接着,按照一定间隔分别对所述X轴进给装置、Y轴进给装置以及Z轴进给装置进行定位控制,由此将所述镜子110定位在按照一定间隔将三维空间内分割成格子状的各格子点上,在各格子点处,从各激光测长器105向镜子110照射激光,并且将该反射光接收到激光测长器105,由此通过各激光测长器105测量与镜子110之间的距离。
而且,基于通过上述方法获得的测量数据,按照三边测量法的原理,计算三维空间内的所述各格子点处的镜子110的位置,并通过计算的位置数据以及对该位置数据进行分析,计算上述各误差。
此外,所述激光测长器105构成为能够以图7所示的基准球106的中心点为中心,使激光干涉仪107旋回移动,伴随所述镜子110的移动,使激光干涉仪105旋回移动,从而能够自动跟踪该镜子110。
然而,这样的结构的激光测长器105非常昂贵,在上述测量中使用四个激光测长器105并不现实。因此,以往使用一个激光测长器105,使该激光测长器105依次移动并设置在四处,在各设置位置中,将所述镜子110定位在所述各格子点上,测量激光测长器105与镜子110之间的距离。
然而,在像这样使用一个激光测长器105测量运动误差的情况下,虽然激光测长器105所需的费用减少,但是需要在该激光测长器105的各设置位置处,分别反复执行将所述镜子110定位在所述各格子点的操作,因此存在测量需要较长时间,另外,该操作很复杂而且麻烦的问题。与使用四个激光测长器105的测量相比,在使用一个激光测长器105的测量中,仅计算方面就需要四倍的时间。
因此,本申请的申请人在下述专利文献1中,提出了一种虽然使用一个激光测长器,但是能够通过一次操作辨识运动误差的运动误差的辨识方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-206043号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,近年来,在工作机械领域中,在所述进给装置中采用使用了磁的刻度器或者光学刻度器等高精度的刻度器,高精度地对该进给装置进行控制。
因此,如果不需要另外准备上述激光测长器105那样的昂贵的测量器,使用配置于进给装置的现有的所述刻度器,测量该进给装置的运动误差,则不会导致成本过高,另外,测量不需要复杂且麻烦的准备作业,能够高精度地测量进给装置的运动误差,这是很有益的。
另外,即使不能够检测工作机械的上述各进给轴的平移运动的误差、各进给轴的角度误差、以及各进给轴相互间的垂直度相关的误差等全部误差,只要能够简单地检测所需最小限度的运动误差,就能够在不大幅度降低该工作机械的运行率的情况下,在适当的时机评价随时间变化的工作机械的运行性能。而且,能够根据获得的评价结果,事先对工作机械进行必要的维护等必要的处理。
本发明是鉴于以上情况而完成的,其目的是提供一种能够在短时间内高效地测量自身的运动误差的进给装置。
用于解决技术问题的方案
用于解决上述技术问题的本发明涉及一种进给装置,具备:
两根导轨,其沿着规定的进给方向平行地设置;
至少四个滑块,其在所述各导轨上分别设置有至少两个,并沿着所述进给方向移动自如地与所述各导轨卡合,
移动台,其安装有所述各滑块,并沿着所述进给方向移动;以及
驱动机构,其使所述移动台沿所述进给方向移动,
在所述进给装置中设置刻度器、读取头以及运动误差计算部而构成,
所述刻度器沿着该所述进给方向配置在至少一个所述导轨上,
所述读取头分别设置于滑块,对提供给所述刻度器的信息进行读取,检测所述进给方向上的位置以及与所述进给方向正交的方向上的位置,所述滑块是从所述至少四个滑块中选择的至少两个滑块,且与设置有所述刻度器的导轨卡合,
所述运动误差计算部根据通过所述各读取头检测的两方向上的位置信息,计算所述移动台的运动误差。
根据该方式(第一方式)的进给装置,通过所述驱动机构驱动所述移动台,从所述导轨以及滑块的卡合关系,该移动台沿所述进给方向移动。而且,在使所述移动台移动预先设定的距离的量时,根据通过设置于所述至少两个滑块的读取头检测的两方向上的位置信息,通过所述运动误差计算部计算所述移动台的运动误差。
如此一来,根据该进给装置,不必使用上述激光测长器那样的昂贵的测量器,能够使用配置于进给装置的现有的所述刻度器,测量该进给装置的运动误差,不会导致成本过高,另外,测量不需要复杂且麻烦的准备作业,能够高精度地测量该进给装置的运动误差。
另外,由于能够简单地检测进给装置的运动性能,因此能够在不大幅度降低该工作机械的运行率的情况下,在适当的时机评价随时间变化的工作机械的运行性能,能够根据获得的评价结果,事先对工作机械进行必要的维护等必要的处理。
此外,在第一方式的进给装置中,通过适当地对设置所述刻度器的导轨以及设置所述读取头的滑块进行设定,所述运动误差计算部除了能够导出所述进给方向上的准直定位误差之外,还能够导出该进给装置的各种运动误差。
例如,在所述第一方式的进给装置中,能够采取以下方式(第二方式):将所述刻度器配置于所述两根导轨,并且将所述读取头分别配置于所述四个滑块,
所述运动误差计算部以能够根据通过所述四个读取头分别检测的两方向上的位置信息,计算所述移动台的运动误差的方式构成。
另外,在该第二方式的进给装置中,能够采取以下方式(第三方式):设置于至少一个所述导轨的两个读取头以检测作为所述进给方向的第一轴向上的位置和在包括所述两根导轨的平面内与所述第一轴正交的第二轴向上的位置的方式构成,设置于另一导轨的两个读取头以检测所述第一轴向上的位置和与所述第一轴以及第二轴正交的第三轴向上的位置的方式构成。
或者,在上述第二方式的进给装置中,能够采取以下方式(第四方式):设置于至少一个所述导轨的两个读取头中的一个以检测作为所述进给方向的第一轴向上的位置和在包括所述两根导轨的平面内与所述第一轴正交的第二轴向上的位置的方式构成,并且另一读取头以检测所述第一轴向上的位置和与所述第一轴以及第二轴正交的第三轴向上的位置的方式构成,
设置于另一所述导轨的两个读取头以检测所述第一轴向上的位置和所述第三轴向上的位置的方式构成。
而且,在上述第三以及第四方式中,能够采取下述方式(第五方式):所述运动误差计算部以计算所述第一轴向上的定位误差(准直定位精度)和从所述第一轴-第二轴平面中的所述第二轴向上的准直误差(准直度)、所述第一轴-第三轴平面中的所述第三轴向上的准直误差(准直度)、绕所述第一轴的角度误差(侧倾)、绕所述第二轴的角度误差(俯仰)以及绕第三轴的角度误差(偏转)中选择的至少一个误差的方式构成。
另外,本发明涉及一种工作机械,其具备上述第一方式~第五方式中的任一方式的进给装置。
发明效果
根据本发明所涉及的进给装置,不必使用上述激光测长器那样的昂贵的测量器,能够使用配置于进给装置的现有的所述刻度器测量该进给装置的运动误差,不会导致成本过高,另外,测量不需要复杂且麻烦的准备作业,能够高精度地测量该进给装置的运动误差。
另外,由于能够简单地检测进给装置的运动性能,因此能够在不大幅度降低该工作机械的运行率的情况下,在适当的时机评价随时间变化的工作机械的运行性能,能够根据获得的评价结果,事先对工作机械进行必要的维护等必要的处理。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的工作机械的立体图。
图2是表示本实施方式所涉及的进给装置的概略结构的说明图。
图3是表示本实施方式所涉及的导轨、滑块以及刻度器的剖视图,是图2中的向视A-A剖视图。
图4是表示本实施方式所涉及的导轨、滑块以及刻度器的剖视图,是图2中的向视B-B剖视图。
图5是用于说明具备正交三轴向的进给装置的工作机械的运动误差的说明图。
图6是用于说明现有的运动误差测量方法的说明图。
图7是用于说明现有的运动误差测量方法的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。
首先,对本实施方式所涉及的工作机械1的概略结构进行说明。如图1所示,本例的工作机械1具备从俯视观察时呈字母T字状的床体2、配置在该床体2的一个边上的柱体3、配置在同一床体2的另一个边上的工作台6、配置在所述柱体3的靠所述工作台6侧的侧面(前表面)的鞍座4、旋转自如地支承于该鞍座4的主轴5、使主轴5旋转的主轴马达(未图示)、使所述柱体3沿箭头所示X轴移动的X轴进给部10、使所述鞍座4沿箭头所示Y轴移动的Y轴进给部30、以及使所述工作台6沿箭头所示Z轴移动的Z轴进给部50等。此外,X轴,Y轴以及Z轴是相互正交的基准轴。
另外,如图2所示,本例的工作机械1除了上述结构外,具备运动误差计算部70、输出部71以及控制装置75。而且,在本例中,X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50、柱体3、鞍座4以及工作台6、运动误差计算部70以及输出部71构成一个进给装置。以下,对各部分的详细结构进行说明。
首先,对作为运动机构部的X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50进行说明。此外,在图2以及图3中,图示了X轴进给部10作为代表,但是Y轴进给部30以及Z轴进给部50也是同样的结构,对于相同的结构物用括号标记其符号。
[X轴进给部]
所述X轴进给部10由在床体2上沿X轴平行地配置的一对导轨15、16、沿着该导轨15并移动自如地与其卡合的两个滑块17、19、沿着导轨15并固设于其上表面的刻度器15a以及固设于侧面的刻度器15b、分别固设于所述滑块17、19的读取头18、20、沿着导轨16并移动自如地与其卡合的两个滑块21、23、沿着导轨16并固设于其上表面的刻度器16a以及固设于侧面的刻度器16b、分别固设于所述滑块21、23的读取头22、24、以及驱动所述柱体3的X轴驱动机构11等构成。
所述刻度器15a、15b以及读取头18、20构成一组线形编码器,同样地,刻度器16a、16b以及读取头22、24构成一组线形编码器。该线形编码器能够采用磁式以及光学式,但是在本例中采用磁式。另外,所述各读取头18、20通过读取刻度器15a、15b,检测滑块17、19的X轴方向上的位置和Y轴以及Z轴方向上的位移,同样地,读取头22、24通过读取刻度器16a、16b,检测滑块21、23的X轴方向上的位置和Y轴以及Z轴方向上的位移。
所述X轴驱动机构11由作为伺服马达的X轴进给马达12、通过该X轴进给马达12驱动的滚珠丝杠13、与该滚珠丝杠13螺纹连接并且固设于所述柱体3的下表面的滚珠螺母(未图示)、将滚珠丝杠13的两端支承为旋转自如的轴承14(另一个轴承未图示)等构成。该X轴驱动机构11通过驱动X轴进给马达12而使滚珠丝杠13旋转,柱体3被导轨15、16引导而沿着X轴移动。
[Y轴进给部]
所述Y轴进给部30由在所述柱体3的前表面沿着Y轴平行配置的一对导轨35、36、沿着该导轨35并移动自如地与其卡合的两个滑块37、39、沿着导轨35并固设于其上表面的刻度器35a以及固设于侧面的刻度器35b、分别固设于所述滑块37、39的读取头38、40、沿着所述导轨36并移动自如地与其卡合的两个滑块41、43、沿着导轨36并固设于其上表面的刻度器36a以及固设于侧面的刻度器36b、分别固设于所述滑块41、43的读取头42、44、以及驱动所述柱体3的Y轴驱动机构31等构成。
所述刻度器35a、35b以及读取头38、40构成一组线形编码器,同样地,刻度器36a、36b以及读取头42、44构成一组线形编码器。该线形编码器也能够采用磁式以及光学式,但是在本例中采用磁式。另外,所述各读取头38、40通过读取刻度器35a、35b,检测滑块37、39的Y轴方向上的位置和Z轴以及X轴方向上的位移,同样地,读取头42、44通过读取刻度器36a、36b,检测滑块41、43的Y轴方向上的位置和Z轴以及X轴方向上的位移。
所述Y轴驱动机构31由作为伺服马达的Y轴进给马达32、通过该Y轴进给马达32驱动的滚珠丝杠33、与该滚珠丝杠33螺纹连接并且固设于所述鞍座4的后表面的滚珠螺母(未图示)、将滚珠丝杠33的两端支承为旋转自如的轴承34(另一个轴承未图示)等构成。该Y轴驱动机构31通过驱动Y轴进给马达32而使滚珠丝杠33旋转,鞍座4被导轨35、36引导而沿Y轴移动。
[Z轴进给部]
所述Z轴进给部50由在床体2上沿着Z轴平行地配置的一对导轨55、56、沿着该导轨55并移动自如地与其卡合的两个滑块57、59、沿着导轨56并固设于其上表面的刻度器55a以及固设于侧面的刻度器55b、分别固设于所述滑块57、59的读取头58、60、沿着所述导轨56并移动自如地与其卡合的两个滑块61、63、沿着导轨56并固设于其上表面的刻度器56a以及固设于侧面的刻度器56b、分别固定于所述滑块61、63的读取头62、64、以及驱动所述工作台6的Z轴驱动机构51等构成。
所述刻度器55a、55b以及读取头58、60构成一组线形编码器,同样地,刻度器56a、56b以及读取头62、64构成一组线形编码器。该线形编码器也能够采用磁式以及光学式,但是在本例中采用磁式。另外,所述各读取头58、60通过读取刻度器55a、55b,检测滑块57、59的Z轴方向上的位置和Y轴以及X轴方向上的位移,同样地,读取头62、64通过读取刻度器56a、56b,检测滑块61、63的Z轴方向上的位置和Y轴以及X轴方向上的位移。
所述Z轴驱动机构51由作为伺服马达的Z轴进给马达52、通过该X轴进给马达52驱动的滚珠丝杠53、与该滚珠丝杠3螺纹连接并且固设于所述工作台6的下表面的滚珠螺母(未图示)、将滚珠丝杠53的两端支承为旋转自如的轴承54(另一个轴承未图示)等构成。该Z轴驱动机构51通过驱动Z轴进给马达52而使滚珠丝杠53旋转,工作台6被导轨55、56引导而沿Z轴移动。
接下来,对所述运动误差计算部70、输出部71以及控制装置75进行说明。此外,运动误差计算部70以及控制装置75由包括CPU、RAM、ROM等的计算机构成。
[控制装置]
所述控制装置75是对所述主轴马达(未图示)、X轴进给马达12、Y轴进给马达32以及Z轴进给马达52等的动作进数值控制的公知的控制装置。另外,控制装置75按照预先准备的运动误差测量用的动作程序,进行以下控制:分别驱动X轴进给马达12、Y轴进给马达32以及Z轴进给马达52,使柱体3、鞍座4以及工作台6按照规定间隔移动,并定位在各个进给轴向上。
[运动误差计算部]
所述运动误差计算部70在所述控制装置75的控制下,按照所述运动误差测量用的动作程序,执行使柱体3、鞍座4以及工作台6按照规定间隔移动,从而定位在各个进给轴向上的动作,此时,基于通过所述X轴进给部10的读取头18、20、22、24检测的数据、通过所述Y轴进给部30的读取头38、40、42、44检测的数据、以及通过所述Z轴进给部50的读取头58、60、62、64检测的数据,以下述方式计算并处理X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50的运动误差。
[X轴进给部的运动误差]
所述运动误差计算部70例如以下述方式计算X轴进给部10的各运动误差。
X轴进给部10的X轴方向上的准直定位误差,即EXX
作为误差EXX,计算X轴方向上的移动指令值与通过各读取头18、20、22、24检测的X轴方向上的移动值之间的差值的平均值。
X轴进给部10的X轴-Y轴平面中的准直误差(Y轴方向),即EYX
作为误差EYX,计算通过各读取头18、20、22、24检测的Y轴方向上的位移量中的任意一个、或者其平均值。
X轴进给部10的X轴-Z轴平面中的准直误差(Z轴方向),即EZX
作为误差EZX,计算通过各读取头18、20、22、24检测的Z轴方向上的位移量中的任意一个、或者其平均值。
X轴进给部10的绕X轴的角度误差,即EAX
作为误差EAX,计算通过读取头18以及22、或者读取头20以及24检测的Y轴方向上的位移的差值。
X轴进给部10的绕Y轴的角度误差,即EBX
作为误差EBX,计算通过读取头18以及22、或者读取头20以及24检测的X轴方向上的位置的差值、或者通过读取头18以及20、或者读取头22以及24检测的Z轴方向上的位移的差值。
X轴进给部10的绕Z轴的角度误差,即ECX
作为误差ECX,计算通过读取头18以及20、或者读取头22以及24检测的Y轴方向上的位移的差值。
[Y轴进给部的运动误差]
运动误差计算部70例如以下述方式计算Y轴进给部30的各运动误差。
Y轴进给部30的Y轴方向上的准直定位误差,即EYY
作为误差EYY,计算Y轴方向上的移动指令值与通过各读取头38、40、42、44检测的Y轴方向上的移动值之间的差值的平均值。
Y轴进给部30的Y轴-X轴平面中的准直误差(X轴方向),即EXY
作为误差EXY,计算通过各读取头38、40、42、44检测的X轴方向上的位移量中的任意一个、或者其平均值。
Y轴进给部30的Y轴-Z轴平面中的准直误差(Z轴方向),即EZY
作为误差EZY,计算通过各读取头38、40、42、44检测的Z轴方向上的位移量中的任意一个、或者其平均值。
Y轴进给部30的绕X轴的角度误差,即EAY
作为误差EZY,计算通过读取头38以及40、或者读取头42以及44检测的Z轴方向上的位移的差值。
Y轴进给部30的绕Y轴的角度误差,即EBY
作为误差EBY,计算通过读取头38以及42、或者读取头40以及44检测的Z轴方向上的位移的差值。
Y轴进给部30的绕Z轴的角度误差,即ECY
作为误差ECY,计算通过读取头38以及42、或者读取头40以及44检测的Y轴方向上的位置的差值、或者通过读取头38以及40、或者读取头42以及44检测的X轴方向上的位移的差值。
[Z轴进给部的运动误差]
运动误差计算部70例如以下述方式计算Z轴进给部50的各运动误差。
Z轴进给部50的Z轴方向上的准直定位误差,即EZZ
作为误差EZZ,计算Z轴方向上的移动指令值与通过各读取头58、60、62、64检测的Z轴方向上的移动值之间的差值的平均值。
Z轴进给部50的Z轴-X轴平面中的准直误差(X轴方向),即EXZ
作为误差EXZ,计算通过各读取头58、60、62、64检测的X轴方向上的位移量中的任意一个、或者其平均值。
Z轴进给部50的Z轴-Y轴平面中的准直误差(Y轴方向),即EYZ
作为误差EYZ,计算通过各读取头58、60、62、64检测的Y轴方向上的位移量中的任意一个、或者其平均值。
Z轴进给部50的绕X轴的角度误差,即EAZ
作为误差EAZ,计算通过读取头58以及60、或者读取头62以及64检测的Y轴方向上的位移的差值。
Z轴进给部30的绕Y轴的角度误差,即EBZ:
作为误差EBZ,计算通过读取头58以及62、或者读取头60以及64检测的Z轴方向上的位置的差值、或者通过读取头58以及60、或者读取头62以及64检测的X轴方向上的位移的差值。
Z轴进给部50的绕Z轴的角度误差,即ECZ:
作为误差ECZ,计算通过读取头58以及62、或者读取头60以及64检测的Y轴方向上的位移的差值。
[输出部]
所述输出部71例如由触控屏等显示装置构成,显示通过所述运动误差计算部70计算的X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50的各运动误差。
根据具备以上结构的本例的工作机械1,在所述控制装置75的控制下,适当驱动X轴驱动机构11、Y轴驱动机构31、Z轴驱动机构51以及主轴马达(未图示),由此主轴5和工作台6在三维空间内适当地相对移动,通过该相对的移动,利用装配在主轴5上的工具对载置在工作台6上的工件进行加工。
而且,根据需要,在控制装置75的控制下,执行预先准备的运动误差测量用的动作程序,通过X轴进给马达12、Y轴进给马达32以及Z轴进给马达52,以规定间隔将柱体3、鞍座4以及工作台6定位在各个进给轴上。
而且,在该动作中,根据通过所述X轴进给部10的读取头18、20、22、24检测的数据、通过所述Y轴进给部30的读取头38、40、42、44检测的数据、以及通过所述Z轴进给部50的读取头58、60、62、64检测的数据,通过运动误差计算部70分别计算所述X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50的上述运动误差。而且,像这样计算的运动误差显示在所述输出部71上。
如此一来,根据本例的工作机械1,不必使用上述的现有例的昂贵的激光测长器,能够使用配置于X轴进给部10的现有的刻度器15a、15b、16a、16b以及读取头18、20、22、24、配置于Y轴进给部30的现有的刻度器35a、35b、36a、36b以及读取头38、40、42、44、以及配置于Z轴进给部50的现有的刻度器55a、55b、56a、56b以及读取头58、60、62、64,测量该X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50的各运动误差,不会导致成本过高,另外,测量不需要复杂且麻烦的准备作业,能够高精度地测量该X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50的运动误差。
另外,由于能够简单地检测X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50的运动误差(运动性能),能够在不大幅度降低该工作机械1的运行率的情况下,在适当的时机评价随时间变化的工作机械1的运行性能,并能够根据获得的评价结果,事先对工作机械1进行必要的维护等必要的处理。
上文对本发明的一个实施方式进行了说明,但是本发明可以采取的具体方式并不限定于上例中的任何一个。
例如,在上例中,作为工作机械1,例示了卧式加工中心,但不限于此,本发明能够用于立式加工中心或者卧式车床、立式车床等现有公知的所有工作机械。
另外,在上述工作机械1的结构方面,在上例中,在运动误差计算部70中,计算X轴进给部10、Y轴进给部30以及Z轴进给部50这三个进给部的运动误差,但是当然不限定于这样的结构,在工作机械设置有一个进给部的情况下,运动误差计算部70只要以能够计算该一个进给部的运动误差的方式构成即可,在工作机械设置有两个进给部、或者四个以上进给部的情况下,运动误差计算部70也可以计算这些进给部的运动误差的方式构成。
另外,在上例中,设置于X轴进给部10的各读取头18、20、22、24以检测X轴方向上的位置和Y轴以及Z轴方向上的位移的方式构成,但是并不限于此。
例如,也可以下述方式构成:设置于至少一个导轨的两个读取头中的一个检测作为进给方向的第一轴向上的位置和在包括两根导轨的平面内与该第一轴正交的第二轴向上的位置,另一个读取头检测第一轴向上的位置和与第一轴以及第二轴正交的第三轴向上的位置,而且,设置于另一根导轨的两个读取头检测第一轴向上的位置和第三轴向上的位置。根据该方式也能够检测上述六个运动误差。
或者,也可以下述方式构成:设置于至少一根导轨的两个读取头中的一个检测作为进给方向的第一轴向上的位置和在包括两根导轨的平面内与第一轴正交的第二轴向上的位置,另一读取头检测第一轴向上的位置和与第一轴以及第二轴正交的第三轴向上的位置,设置于另一根导轨的两个读取头检测第一轴向上的位置和第三轴向上的位置。根据该方式也能够检测上述六个运动误差。
另外,在上例中,运动误差计算部70以计算各进给部的六个运动误差的方式构成,但是并不限于这样的结构。例如,运动误差计算部70也可以下述方式构成,计算所述第一轴向上的定位误差(准直定位精度)和从所述第一轴-第二轴平面中的所述第二轴向的准直误差(准直度)、所述第一轴-第三轴平面中的所述第三轴向的准直误差(准直度)、绕所述第一轴的角度误差(侧倾)、绕所述第二轴的角度误差(俯仰)以及绕第三轴的角度误差(偏转)中选择的至少一个误差。
另外,在该情况下,不必一定在各导轨设置用于检测两轴向的位置的刻度器,也可以采用仅将用于计算误差所需的刻度器设置于各导轨或者任意一根导轨的方式。与此对应,设置于滑块的读取头也可以仅配置用于计算误差所需的读取头即可。
另外,在上例中,在各导轨设置了两个滑块,但是不限于此,也可以在各导轨上设置三个以上滑块。
虽然是重复说明,但是上述实施方式的说明的所有方面都是例示性的、而非限制性的。对于本领域技术人员而言能够进行变形以及变更。本发明的范围通过权利要求书示出而非通过上述实施方式示出。而且,在本发明的范围中包括与权利要求书的范围内均等的范围内的根据实施方式的变更。
【附图标记说明】
1工作机械
2床体
3柱体
4鞍座
6 工作台
10 X轴进给部
11 X轴驱动机构
15、16导轨
17、19、21、23滑块
18、20、22、24读取头
30 Y轴进给部
31 Y轴驱动机构
35、36 导轨
37、39、41、43滑块
38、40、42、44读取头
50 Z轴进给部
51 Z轴驱动机构
55、56 导轨
57、59、61、63滑块
58、60、62、64读取头
70 运动误差计算部
71 输出部
75 控制装置

Claims (6)

1.一种进给装置,其特征在于,具备:
两根导轨,其沿着规定的进给方向平行地设置;
至少四个滑块,其在所述各导轨上分别设置有至少两个,并沿着所述进给方向移动自如地与所述各导轨卡合,
移动台,其安装有所述各滑块,并沿着所述进给方向移动;以及
驱动机构,其使所述移动台沿所述进给方向移动,
在所述进给装置中设置刻度器、读取头以及运动误差计算部而构成,
所述刻度器沿着该所述进给方向配置在至少一个所述导轨上,
所述读取头分别设置于滑块,对提供给所述刻度器的信息进行读取,检测所述进给方向上的位置以及与所述进给方向正交的方向上的位置,所述滑块是从所述至少四个滑块中选择的至少两个滑块,且与设置有所述刻度器的导轨卡合,
所述运动误差计算部根据通过所述各读取头检测的两方向上的位置信息,计算所述移动台的运动误差。
2.根据权利要求1所述的进给装置,其特征在于,
将所述刻度器配置于所述两根导轨,并且将所述读取头分别配置于所述四个滑块,
所述运动误差计算部以能够根据通过所述四个读取头分别检测的两方向上的位置信息,计算所述移动台的运动误差的方式构成。
3.根据权利要求2所述的进给装置,其特征在于,
设置于至少一个所述导轨的两个读取头以检测作为所述进给方向的第一轴向上的位置和在包括所述两根导轨的平面内与所述第一轴正交的第二轴向上的位置的方式构成,设置于另一导轨的两个读取头以检测所述第一轴向上的位置和与所述第一轴以及第二轴正交的第三轴向上的位置的方式构成。
4.根据权利要求2所述的进给装置,其特征在于,
设置于至少一个所述导轨的两个读取头中的一个以检测作为所述进给方向的第一轴向上的位置和在包括所述两根导轨的平面内与所述第一轴正交的第二轴向上的位置的方式构成,并且另一读取头以检测所述第一轴向上的位置和与所述第一轴以及第二轴正交的第三轴向上的位置的方式构成,
设置于另一所述导轨的两个读取头以检测所述第一轴向上的位置和所述第三轴向上的位置的方式构成。
5.根据权利要求3或4所述的进给装置,其特征在于,
所述运动误差计算部以计算所述第一轴向上的定位误差和从所述第一轴-第二轴平面中的所述第二轴向上的准直误差、所述第一轴-第三轴平面中的所述第三轴向上的准直误差、绕所述第一轴的角度误差、绕所述第二轴的角度误差以及绕第三轴的角度误差中选择的至少一个误差的方式构成。
6.一种工作机械,其特征在于,
具备所述权利要求1至5中任一项所述的进给装置。
CN202080106535.0A 2020-12-10 2020-12-10 进给装置 Pending CN116367959A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/045967 WO2022123711A1 (ja) 2020-12-10 2020-12-10 送り装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116367959A true CN116367959A (zh) 2023-06-30

Family

ID=81973443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080106535.0A Pending CN116367959A (zh) 2020-12-10 2020-12-10 进给装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240017365A1 (zh)
EP (1) EP4249168A1 (zh)
JP (1) JP7448895B2 (zh)
CN (1) CN116367959A (zh)
WO (1) WO2022123711A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4391883B2 (ja) 2004-05-19 2009-12-24 住友重機械工業株式会社 移動体位置制御装置及びこの制御装置を用いたステージ装置
JP4130838B2 (ja) 2006-06-19 2008-08-06 住友重機械工業株式会社 ステージ装置
JP5353710B2 (ja) 2007-11-30 2013-11-27 株式会社安川電機 スライドステージおよびxy方向可動スライドステージ
GB0902547D0 (en) 2009-02-16 2009-04-01 Renishaw Plc Encoder scale member and method for mounting
JP5719625B2 (ja) * 2010-07-26 2015-05-20 Dmg森精機株式会社 工作機械
KR102080875B1 (ko) 2013-01-23 2020-04-16 삼성디스플레이 주식회사 스테이지 이송 장치 및 이를 이용한 스테이지 위치 측정 방법
JP6323069B2 (ja) 2014-03-03 2018-05-16 日本精工株式会社 テーブル装置、測定装置、及び工作機械
CN104439570B (zh) 2014-11-28 2017-10-10 广东工业大学 一种高速大行程双牛头背斜床身电火花机床
JP7018709B2 (ja) 2017-01-24 2022-02-14 Thk株式会社 加工制御システム、及び運動案内装置
JP6960376B2 (ja) 2018-05-28 2021-11-05 Dmg森精機株式会社 送り装置の運動誤差同定方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022123711A1 (ja) 2022-06-16
JP7448895B2 (ja) 2024-03-13
EP4249168A1 (en) 2023-09-27
JPWO2022123711A1 (zh) 2022-06-16
US20240017365A1 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10209107B2 (en) Geometric error identification method of multi-axis machine tool and multi-axis machine tool
US4587622A (en) Method and apparatus for determining and correcting guidance errors
EP1327495B1 (en) Measuring method and device, machine tool having such device, and work processing method
JP5235284B2 (ja) 測定方法及び工作機械
JP5719625B2 (ja) 工作機械
JPS6128921B2 (zh)
US20230339060A1 (en) Processing machine, processing system, and method for manufacturing processed object
JP2831610B2 (ja) 測定装置
JP4799472B2 (ja) 工具の刃先位置の測定方法及び装置、ワークの加工方法並びに工作機械
EP1434027A2 (en) Apparatus for measuring angular position and displacement of a rotary table and accuracy analyzing apparatus therefor
CN110411347B (zh) 数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置及其检测方法
JP5297749B2 (ja) 自動寸法測定装置
US5678964A (en) Method of determining slide straightness and for providing a straight reference surface for a machine tool
JP2755346B2 (ja) 自動工作機械の運動精度測定方法及びその装置
US3698817A (en) Method and apparatus for manufacturing reference scales
CN116367959A (zh) 进给装置
US8920080B2 (en) Machine tool
US20230405752A1 (en) Processing machine and production method for object subject to processing
CN115516389A (zh) 加工方法
JP6960376B2 (ja) 送り装置の運動誤差同定方法
Rahman et al. Comparative comparison of direct measurement methods in geometric accuracy testing of machine tools: A case study of CNC vertical milling machine
CN218935782U (zh) 一种移动稳定的三坐标测量仪
CN87202639U (zh) 镗刀旋转直径测量仪
EP3960368B1 (en) Method for calibrating the geometric errors of a machine tool
JPH06137852A (ja) 直線運動体の運動誤差測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination