CN1344388A - 用于控制中枢机器部件的方法 - Google Patents

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Abstract

用于控制中枢部件的方法和装置(见图1)。平移部件平行于X、Y和Z在固定的导轨或导道(22、24、26、28、30、32)作平移。当螺旋杆(70)用马达(72)通过联动机件(74)旋转时,螺旋杆(70)和一协调螺帽平移载物板(54)。为获得平行于弧A、B的主轴(12)的倾斜,载物座(36)被可在枢轴上旋转地装在中枢点(64)的载物板(54)上,而把载体(44)用枢轴(66)可在枢轴上旋转的装到载物座(36)上。主轴(12)的中枢通过B摆动是由马达(50)驱动,通过联动机件(52),在孔销(56)出,可在枢轴上旋转地装到载物板(54)地螺旋板(34)来实现的。主轴(12)的中枢通过A摆动是由通过螺帽(42),装于主轴载体(44)上的螺旋杆(40)来实现的。螺旋杆(40)是通过联动机件(74),在孔销(62),可在枢轴上旋转地装到载物座(36)上的,是由马达(58)来驱动的。

Description

用于控制中枢机器部件的方法
发明领域
本发明涉及机器的数控。尤其是，本发明涉及机械的数控，其中，一中枢机器部件是用一台或更多的线性执行机构可控制地推动。
背景技术
带有中枢部件的机器，尤其是用于定向工具的部件，而更为特别的是，切割工具，是众所周知的。一台常规的机器结构提供了一个用于固定和转动切割工具的主轴装置，其中主轴装置被装于相对于两个转动的相交轴。线性执行机构推动中枢部件以改变工具的转动轴的方法。用于这种中枢部件的常规数控对以角单位，例如度和弧度规定的方法提供位置指令。但是，在推动执行机构的线性位移和机器部件的角位移之间的关系并非是线性的。因此，推动执行机构的位置控制在对角位置指令作出响应时，必须通过中枢部件实际位置的测量或通过非线性位置控制规则系统来执行。
用侍服机构控制仪器来控制机器部件是常规的做法，至少，对位置和速度。在常规的系统中，速度指令在作出已被指令的和实际的位置差异之间的响应时生产的，位置误差的大小限定了速度指令的大小。要使组合机器部件的协调运动有可能，就要因期性地发出位置指令，位置指令的大小是指令发出率和机器部件的运动的指令率的函数。因此，要产生不变的速度，则限定相等大小位移的位置指令是在恒定率下发出的。
因为在推动执行机构的线性位移和中枢部件的角位移和中枢部件的角位移之间的非线性关系，所以常规的控制方案不会导致中枢部件所要的控制速度，这方案缺少相应的非线性控制规则系统，与位置指令是否用定义方法的角度单位或用定义推动执行机构的位移的线性单位发出无关。因此，尽管中枢机器部件的实际执行机构位置的测量对侍服机构位置的控制是满意的，但是，对侍服机构速度的控制以产生机器部件的协调运动是不满意的。然而，常规数控并不提供这种控制规则系统。
发明内容
提供由线性执行机构推动的中枢机器部件的控制，以使有平移机器部件的协调运动成为可能是本发明的一个目的。
本发明还是一个目的，就是提供由线性执行机构推动的中枢机器部件的控制，其中，为中枢部件的控制向测量的位置是推动执行结构的位移。
本发明还是一个目的，就是提供由线性执行机构推动的中枢机器部件的控制，其中，用于中枢机器部件的位置指令是用角度单位给出的，用于中枢部件的控制的测量的位置是推动执行机构的位移，完成了匹配已测位置单位对指令位置单位的比例，和计及在推动执行机构的位移和中枢部件的方向之间的非线性关系对指令位置值作了补偿。
这些和另外的一些目的，本发明的特点和优点对本技术领域中的技术人员可以下面的描述中变得明显，并可用尤其在此后所附的权利要求书中指出的工具和组合来实现。
根据上述目的，本发明提供由线性执行机构推动的中枢机器的控制，能使带有平移的机器部件的中枢部件的协调运动成为可能。用于中枢机器部件的位置指令是用度单位给出的。推动线性执行结构是产生位置和速度控制的侍服传动机构控制所控制的。用于中枢部件的位置测量来测量推动执行机构的线性位移。用于中枢部件的位置指令根据在推动执行机构的位移和中枢部件的角位移之间的非线性关系作补偿。
附图简述
对本发明较好的理解将在结合附图参阅下面的描述下得到，在附图中相同的数字涉及相同的部件，其中：
图1是为协调运动而要控制的具体中枢部件和平移部件的机器的图示代表；
图2a是图示出图1中的中枢机器部件的线性位移对角位置变化的关系图；
图2b是图示出图1中的中枢机器部件的线性位移对角位置变化的关系图；
图3是按照本发明的机器控制的方块图；
图4是图1中机器操作周期的流程图；以及图5是按照本发明的用于补偿位置指令过程的流程图。
较佳实施例的详细描述
参考图1，机器10在可较动地夹注在主轴口上的工具和箱定在工作台14上的工作件之间作相对运动。工作台14相对于机器底座16平移。工作台14可以有利地包括一平板(未示出)，绕垂直于由X和Y轴所定义的平面的轴可以转动。主轴口可沿平行于轴(在图1中用标有“Z”的箭头抬出)作平移，这Z轴垂直于由X和Y轴所定义的平面。还有，主轴12是可在枢轴上转动地被装在两个相交的平面。绕中枢点的摆动在图1中用标有“A”和“B”的弧来指出。
平移的主要机器部件，就是说，那些平行于X、Y和Z方向平移的，被可平移地分别装在固定的导轨或轨道22、24、26、28和30，32上，并在其上用减小摩擦簿膜直接地被支着，或用，例如，滚珠或其它轴承间接地被支承着，平移运动可由线性执行机构来实现是众所周知的，包括线性电动马达，液压线性执行机构，和旋转式转换器，诸如齿条和齿轮驱动器或螺旋杆和螺帽驱动器。例如，当螺旋杆70通过联动装置74被顶挂72转动时，螺旋杆70和共同运转的螺帽(未示出)平移了承载平板54。
要获得平行于弧A、B的主轴12倾斜，把承载座36可在枢轴上转动地装到承载平板54上去，而把载体44用枢轴66可在枢轴上转动地装到栽物座36。通过B摆动的主轴12的中枢由起到像螺帽(未示出)作用的在销子38处可在枢轴上转动地装到承载座36的螺旋杆来实现。螺旋杆34通过在销子56处可在枢轴上转动地装到承载平板54上的联动机件52用马达驱动。通过A摆动的主轴12的中枢由装到生轴载体44的起到像螺帽42作用的螺旋杆40来完成。螺旋杆40来完成。螺旋杆40通过在销子62处可在枢轴上转动地装到承载座36用马达驱动。
曲柄臂动螺帽的可在枢轴上转动的装备，在销子38，46处分别容纳螺旋杆34，40未按需要摆动以对从A和B摆动的中枢点对应的失径偏离保持直路线是要赞许的。
参考图2的图示，可以看出机器部件中枢，在螺帽和螺旋杆的相对位移与中枢机器部件的角位置之间的关系是非线性的，也就是其关系是按照中枢角的大小在整个中枢运动范围上变化。
机器10的控制是由数控来完成的，也就是说，一个对数值输入数据起响应的控制完成机器机构的运作并控制机器部件的运动。这种控制是众所周知的，并且一般地包括受控数字计算机程序或包括执行控制系统程序的数字计算机组件的程序，这程序定义和控制机器运作的周期，这种数控称之为“计算机数控”，而图3就是这种计算机数控(CNC)的方块图。
参考图3，CNC80包括9操作台82，悬架式按钮台84，工作平台处理机86，实时处理机88，通讯接口90，机构接口92和侍服控制100，CNC80实现包括诸如马达50、58、72和112响应程序各层次的侍服受控执行机构的机器机构的控制。用操作系统环境程序来获得基本的程序执行控制。在操作系统环境程序的控制下执行的应用程序定义了CNC80设的功能，例如，工作平台处理机86和实时处理机88的功能。按照机器机构的结构和运作建立的机构控制程序是在处理机应用程序对机器装置的控制功能的控制下被执行的。在按照编程惯例(诸如，例如，EIA RS 274)，建立的程序下，在处理机应用程序完成受控机器(诸如机器10)，去完成例如加工一工作件的运作下被执行。
操作悬架式按钮台84包括显示器140，按钮148，周期开始按钮98和手动走刀控制150，机器部件位置坐标，主动功能和机器状况在显示器140上显示。悬架式按钮台184允许操作者手动操纵受控机器部件的伺服运动并开始受控机器运作周期的执行。
操作平台89包括显示装置120和按钮122。显示装置120最好装备具有用于探测接触和产生指示接触位置输出的触模屏。为了便于操作者从显示装置120选择，用限定的接触区域来产生显示。当显示装置120的触摸屏在限定的接触区的出现时，已编好程序的响应就开始，数字键底座124供给数字数据输入。
机构输入和输出接口92提供在诸如机械的按钮，灯光、螺线管，继电器和限止联的机器机构和CNC 80的逻辑电路之间的电信号接口电路。
伺服控制100响应位置指令和向前进刀指令来完成诸如马达50、58、72、112的执行机构的伺服控制，各个伺服受控的执行机构具有诸如转换机构108、114、115、116、117和118的辅助位置转换机构。最好是，这些是产生两个输出信号允许位置和方向控测的编码器，在这输出信号中，当编码器元素的相对位置变化时，观值或倾斜方向的振帧平移发生90°相移。转换机构108、114、115、116、117、118与转换机构输入/输出接口电路104相连接。伺服控制100包括位置机构决定的已测量的位置作比较以发出速度指令。速度循环控制器106响应速度指令速度向前进刀指令以产生执行机构控制信号。该执行机构控制信号被用于控制通过放置于功率块96的功率控制器件，例如晶体管，传递到执行机构的功率。用于执行机构的功率一般是从三相交流源得到，该三相交流源用放置在功率块96中的功率晶功率晶体管把它转换为直流和脉冲宽度调制。伺服控制100作为CNC102*的一个零件可能被包括或独立地供给。换言之，位置循环控制器，诸如控制器102，可被包括在CNC 80之内，向速度循环控制器，诸如控制器106，是独立地供给的。
工作平台处理机86控制操作者平台82的操作，按照CNC 80操作的有源模式来完成数据的显示，和利用显示装置的触摸屏120，按钮122和数字键基座来启动数据的进入，工作平台处理机86便于启动使用程序的建立，存储和编辑。
实时处理88由监控反映机器装置的条件或情况的信号和由按照电流装置条件和使用指令来完成对机器机构的控制。它是这种控制的本质，就是完成数据和处理要跟上条件和指令的变化，因此，在“实时”中完成。实时数据处理机88完成路径生成，也就是说，产生机器部件的协调运动沿着已指令的路径响应使用程序来完成工具和工件的相对运动，当涉及由线性执行机构使主轴12的倾斜时，本发明参与了控制的这方面的简化。
在工作平台处理机86和实时处理机88之间的数据通讯是通过接口90来完成的，这接口允许用于直接存取器(DM4)的控制信号的交换在工作平台处理机86和实时处理机88的分别对应的DMA控制器142，144之间转换。通讯接口90包括允许与悬架式按钮台交换信号的悬架式按钮台152，由实时处理机88产生的显示信号通过悬架式按钮台152输出，而从悬架式84输出的按钮信号则由悬架式按钮台152接收。
参考图3，与操作者平台82相连的所示的工作平台86包括一个人电脑处理机印刷电路板，它包括微处理机160，随机存取器162和直接存取器(DMA)控制器142，控制操作者平台82的操作程序是由微处理机160从随机存取器162来执行的。工作平台处理机86包括用于来回于程序及数据工作平台处理机86包括用于来回于程序及数据和盘式存储器94的控制转换的盘式控制器164。工作平台处理机86包括受控的接口程序的完成输入和输出，它包括显示控制器166和触摸屏和键盘接口168。显示控制器166为显示装置120产生数据和控制信号以产生由CNC 80的作所需的图象。触摸屏从显示装置120的触摸屏解码输出以指出已径有过接触并解码该接触的位置。另外，接口168从数字键基座124解码输出以产生数值。工作平台处理机86的总功能是已控制的程序，该控制程序被存储在盘式存储器94，一个为工作平台做基础的工作台操作系统182较好地为执行程序提供一个多重任务的环境，就是说，能让应用程序同时成为主动的。一个合适的操作系统的例子是华盛顿西雅图的微软公司所提供的注册商标为WINDOW NT的操作系统。WINDOW NT操作系统提供一个优先的多重任务环境并当任何其它应用程序执行时，能使任何相容的应用程序的执行启动成为可能。工作平台应用程序184控制显示数据的产生，允许使用显示器件120的触摸屏并完成CNC对触摸屏和键基座输入的响应。工作平台应用程序包括应用管理控制程序，它控制CNC 80的操伯模式的择和自动的根据数字受控的(NC)程序，它与已储存的使用程序的自动执行相连接来控制工作平台的操作，按照已知技术的操作者平台82的程序控制对本发明的实施是能满足要求的。
参考图3，实时数据处理机88由个人计算机外理器印刷电路板组成，最好包括微处理机190，随机存取存储器192和DMA控制器144，实时数据处理机88是程序控制的，该程序是从随机存取存储器192由微处理机190执行。实时应用程序110的执行是由实时操作系统程序194所控制的，实时操作系统程序194和实时应用程序是从盘式存储器94到随机存取存储器192在CNC 80的能动时，例如，当加上电源时，被加上负载的，实时应用程序110从盘式存储器94到实时处理机88的随机存取存储器的程序转移通过数据通讯接口90发生。
实时应用程序110包括可编程逻辑程序200，程序译码机程序204，路径发生器程序210，和子程序处理机程序204，路径发生器程序210，和子程序处理机220。其中，可编程序逻辑程序200和路径发生器程210分别通过机构接口92和伺服控制100控制机器机构的运作。程序译码器程序204控制与已采用的程序常规的使用程序指令的执行。
可编程序逻辑控制器程序200控制机构控制程序指令的执行，该程序限定了通过机构输入和输出接口92涉及机器装置电接口的输入和输出之间的关系。正如常规的那样，可编程序逻辑控制程序200控制输入信号的周期取样和按照由机构控制程序实现的控制算法的控制信号值的产生，机构控制程序，一般是，限定了按机器装置按作的先后来完成机器机构的功能。工具的变换，工作件夹板的转移，和主轴联动机件齿轮的变换都是由这种控制程序的程序控制执行的技术是众所周知的和用于本发明实施的已知技术是合适的。
程序译码器程序204完成使用程序指令的译码和为可编程序控制器程序204和路径发生器程序210的输入的产生，在对使用程序指令的执行作出响应后CNC80完成按先后顺序的，与已采用的使用程序常规的运作。使用程序指令包括诸如，例如，限定像钻孔运作的运作周期的初步代码，限定指定位置的坐标轴代码，限定参考坐标的辅助坐标代码，限定运动相对率的进刀率代码，识别用于完成运作工具的工具代码，限定旋转的方向和速度的主轴代码，以及为控制已选择的机器机构运作的辅助功能代码等的程序代码。到可编程序控制器程序200和由使用程序指令的执行，在程序译码器程序204的控制下发生的路径发生程序210的输入导致机构的功能运作和位置受控的运动按照程序常规的限定获得运作的周期。用于使用程序的程序受控的译码是已知的，以及用于实施本发明的已知技术是合适的。
路径发生程序210实现伺服受控的执行机构的运动的控制以获得一预先决定的限定于目前和下一指令位置之间的路径。路径发生程序210包括内插控制程序212和方块处理器程序214。方块处理器程序214控制已编程指令的执行来实现运作的一个周期。内插控制程序212是用来决定一段路径的长度，为已被指令的轴，分解该路径长度为横坐标增量距离，为所有受了影响的执行机构周期地发出位置指令以获得执行机构受控运作来控制关联的可运动的机器部件的运动。位置指令的周期发生在一预定时间间隔被较好地完成，所以获得了与按照横坐标增量大小特定的速度，如果能适用的特定的加速度的运动控制的算法相一致的均匀加速度和速度。用于为伺服控制的位置指令的程序受控发生的技术是众所周知的和为实施本发明的已知技术是合适的。
子程序执行器程序220控制已编程序的限定工作件程序的机器独自起作用的，和一般涉及特定机器功能或特性运作的子程序的执行。将被子程序执行器程序220执行的子程序通常是与诸如EIA RS 274的编程序的标准相一致，这个标准采用了提出应用到由工件程序建立的终端使用的相同的轴常规。子程序执行器220包括子程序方块处理器程序222和子程序路径发生程序224。子程序方块处理器程序222控制子程序指令的执行，从该子序224响应这种子程序的执行，控制辅助位置指令的发生，这种辅助位置指令是以与位置指令相同的预定重复频率，并相加起来而发生的，该位置指令是由工作程序所限定的使用者的执行而发生的。包括为伺服控制的辅助位置指令的发生在内的机器过作子程序的受程序控制的技术是众所周知的和为实施本发明的用于处理机器运作子程序的已知技术是合适的。
在路径发生程序210或子程序执行程序220中任一个的控制下发生的位置指令是允许由补偿程序216修改的以计及特定的被控制着的机器特性。已修改的位置指令最终被送到伺服控制100，为便于补偿过程到特定机器的结构和特性要求的一致性，路径发生程序210支持磁链到后来装置的补偿程序。为此，这种补偿程序是由，例如，机器编码程序所建立的，在施加一控制到特定机器的过程中，采用维持着的编程语言并随着由控制制造商提供的软件接口信息。这种补偿程序在没有其它实时程序修改的情况下被安装的，简单地用一软件“旗”指出补偿程序的存在。这些补偿程序的实时执行是通过程序联动机构来控制的，从而，控制运作的周期起动了补偿程序的执行，这补偿程序进出位置指令数据并完成它的补偿。与本发明相一致的倾斜补偿是有利地被执行的，正如这种补偿程序那样。
用于执行使用程序指令的CNC80运作的一个周期应参考图4来描述。使用程序指令可在CNC80运作的手动数据输入(MDI)或在自动N/C模式下来执行。在MDI模式中，一单一的指令方块为周期开始按钮98每次运作而执行，在自动N/C模式中，由程序所限定的使用指令的执行，在没有操作者干预下继续下去，一直到发生第一个结束程序代码或其它已编程的指令终止自动执行。这个在运作上的差别是在程序译码器程序204的控制下以及在来自，例如，使用程序存储186的使用程序指令的指令执行下实现的。
随着周期开始按钮98的启动，运作周期就开始了。在处理步骤170真实地设置了一个在周期态信号，尽管在周期态信号是真实的，但是周期开始按钮将被照亮，在决定步骤172，要决定需要受位置控制的运动的发生的周期指令是主动的。例如，钻孔和铣削运作指令需要工件和工具的精确的受频率控制的相对运动。这是由作用在可由运动的机器部件上由受伺服控制执行机构而获得的。这种机器部件运动与例如，工具变换指令用工具储存装置来改变工具相反的，这变换一般是由受非伺服控制的执行机械获得的。在处理步骤174，程序译码程序204用设置数值来响应不需要受位置控制的运动的指令，这些值是由可编程逻辑控制程序200用来为受影响的机器机构产生所需的控制信号。此后，该在周期信号被重新设置在处理步骤176，而运动周期被包括在终端178。
要是一个需要受位置控制的运动的周期指令已是主动的，则来自决定步骤172的执行应在决定步骤130已连续。要决定是否该主动周期需要任何机器功能的执行先于受位置控制的运动的执行。例如，如果一钻孔周期是主动的而主轴指令止被编好程序的，而限定的运作可能要求立刻执行、主轴指令而钻孔周期的进刀部分在主轴指令完全执行下实现。在那些情况下，执行将在处理步骤132进行，在这步骤中，程序译码程序204响应主轴指令来设置由可编程逻辑控制程序202以执行主轴指令所用的数值。
在处理步骤132，当功能执行完成时，运作周期的执行在处理步骤134继续下去，在处理步骤中执行着受位置控制的运动。例如，在钻孔周期，受位置控制的运动可能包括快速安置位置来设置相对于工件上的一个钻孔位置，从这个位置启动加工动作，在使用者特定的进刀率到能要的深度的受位置控制的运动完成时，在决定步骤136继续着运作周期的执行，在产定步骤要决定在受伺服控的运动完成时需要机器机构功能的地为主动的任何指令。如有的话，程序译码程序204为可编程逻辑控制程序202来执行所要的机器机构功能在处理块174设置数值，例如，主轴停止指令可能与钻孔周期结合，造成主轴在钻孔运作完成后停止转动。
图4的流程图仅是一个由CNC80实现的运作的一个周期的例子的示意图是要赞许的，可能限定其它适合于实施本发明的运作周期。
按照使用者所建立的工件加工程序来控制所有机器部件的运作以获能工具和工件的相对运作是所要求的。
机器部件的坐标运动是被要求来在完成的工件中生产不平行于机器部件运动的轴的表面。一般，各执行机构由伺服机构控制所控制的，至少，只要位置和速度控制便于工件的受控加工，与由除去工件材料的频率限定的过程参数相一致。在要求双机器部件的坐标运动的地方，总的横坐标增量被细分为增量，一般来说，按一时间为基的路径发生算法，它按照特定的速度的预定的常数重复率间隔，周期地决定机器部件增量距离。
一根位置指令轴与各受伺服控制的机器可运动的部件相结合。使用者控制程序与这些轴的空间定义相一致，定义位置作为一选定分辨的倍数。短暂的机器部件指令可用线性测量的实制或公制来规定。旋转机器部件指令可用被数或弧度来规定，来自转换机构108、114、115、16、117、188的已测的位置同样可用分辨和单位来定义。正常地，在指令位置分辨单位和已测位置分辨单位之间的差异是容易地由比例因子来调节以匹配已指令的和已测的位置。
各受位置控制的动作，将在路径发生程序210的控制下实现，这程序为伺服控制100周期地产生限定运动增量的位置指令。这些位置指令的大小是按照预定的重复率来决定的，以这个重复率产生了这些指令，以及在产生指令的时候产生了指令轴的瞬时速度。一路径发生控制算法规定了为改变受影响的指令轴速度的受控的加速度和减速度，与横坐标增量大的小相一致是常规的，使用程序一般为受响的机器部件和要被影响的速度规定了坐标。倘若合适的位移是这样规定的，那来，机器部件将经历加速到规定的速度，在特定速度下进行到一个位置，从这个位置需要减速以达到一个最后的速度，和减速到一个速度各运动的加速和运动控制的预定算法相一致的情况下实现的。各位置指令的发生应用了主动的加速率到重复率间隔以决定对间隔的瞬时速度，在各受影响的指令轴上的横坐标增量，因此在整个由重复率所限定的间隔被分为运动的增量，假设所有受到影响的指令轴的运动是同时地完成位置的已编程的变化是协调的。
因为螺旋杆34，40组成的曲柄臂的线性位移和相应的倾斜摆动B，A是非线性之间的关系，所以在已测位置的分辨单位和指令位置单位之间的线性定标时对非线性性来谈不是准确的，尽管为这些轴的位置测量，在机器部件件能被实现，但是为了位置测量克服这非线性性按照非线性关系的速度变化，将会发生在中枢部件的实际速度上。这种速度变化能被与非线性关系一致的伺服机构控制增益变化调节。但是，这种增益变化一般不会被在市场上能购买到的机器控制调节。因此，申请人已经选定了实现由螺旋杆34、40限定的曲柄臂线性位移的位置测量，并施以线性定标来匹配位置测量分辨单位对位置指令分辨单位。计及在线性位移和角位移之间的非线性关系对位置指令作了补偿。
与本发明相一致的位置指令补偿是作为一种在为伺服控制100的指令发生期间被执行的补偿过程来实现的。在这里描述为实现与本发明相一致的位置指令补偿的过程。对于轴倾斜的位置指令的补偿值是从位置指令值，和对应于已指令的角位置的线性执行机构平移分量的线性位移推得的。这个线性位移是按照施加到由线性位移形成的三角形上的“余弦定理”来决定的，这三角形的两边具有由机器限定的长度，和一个由指令位置决定的那两边之间的夹角。这三角形图示于图2。两边中的第一条边是从机器部件的中枢点到一个第一点的一根直线，从这个点测出平移分量的位移(第一距离)，两边中的第二条边是从机器部件的中枢点到一个第二点的一根直线，在这个点上把力矩加互机器部件上(第二距离)。这位移由下列方程计算(方程1)
S＝SQRT(k1-k2*COS(POSMD+OFSI)
此处：
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方和和二距离平方之和；
K2-第一距离的第二距离积的两倍；
OFSI＝位置指令的参考偏移；以及
S＝产生POSCMD角的第一点和第二点之间的线性位移。
按照余弦定理，利用下列方程(方程2)来计算补偿值：
POSCMP＝SCL*(s)＋OFS2－POSCMD
此处：
SCL是总的角范围对总的线性范围的配量；
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方和第二距离平方之和；
K2＝第一距离和第二距离积的两部；
OFS1＝位置指令参考偏移；
OFS2＝机器位置参考偏移；
POSCMD＝已被指令的位置；以及
POSCMP＝位置补偿。
图示于图1的对倾斜摆动的编程的惯例有利地采用纵向作为对位置指令的参考，相对于纵向，允许正如负的大小。为使位置指令对图示于图1的机器倾角的参考相一致，第一参考偏移值(OFS1)被加到用于方程1的计算中的位置指令，为使已计算的补偿对位置指令的参考相一致，第二偏移值(OFS2)被加到方程2的已计算的机器部件位置(SCL*(s))。
图5是用于产生与方程1和方程2相一致的补偿值过程的流程图。该过程是作为一个用位置指令的周期发生被实时数据处理器88所执行的程序来完成的。把由这个过程执行而产生的补偿值和由发生倾斜摆动位置指令的使用者程序的执行而产生的位置指令相加。参考图5，补偿子程序的执行开始在决定步骤254，在这步骤要决定A轴补偿是否是主动的。如果不是，在决定步骤240执行继续下去，在这步骤要决定B轴补偿是否是主动的。如果不是，倾斜摆动补偿过程的进一步处理显不需要了而该过程在终端块258被退出。
要是在决定步骤254已经决定了A轴补偿是主动的，那未倾斜补偿过程的执行在决一步骤230将会继续下去，其中，地目前重复间隔的A轴位置指令(POSCMD(1))被读。在处理步骤232，把A轴参考偏移(OFS1)加上A轴位置指令上。在处理步骤234，从轴角，计算了A轴线性位移(s)，对应于已被指令的角位置沿着螺旋杆40建立A轴驱动螺帽，A轴第一距离和A轴第二距离与方程1相一致。在处理步骤236，把A轴线性距离定标以产生一个相对于A轴机器角的参考(MPOS)的角值。在处理步骤238，把A轴参考偏移(OFS2)的角值。在处理步骤238，把A轴参考偏移(OFS2)加到角值(MPOS)去以把机器位置角值转变为指令位置参考。在处理256，计算了由机器位置计算出的在A轴位置指令和偏移之间差异的补偿值。此后，倾斜轴补偿程序的执行在决定步骤240通过连接器5-1继续进行。
要是在决定步骤240已经决定了B轴补偿是主动的，那未，一个对A轴所描述的重复过程被执行，如被处理步骤242，通过252，采用位置指令的B轴值，B轴参考偏移(OFS1，OFS2)和B轴第一和第二距离所图示的那样。当在处理步骤252，B轴补偿值的计算完成后，倾斜轴补偿过程执行，通过终端258被退出。
尽管申请人的对补偿位置指令的较佳技术是由所描述的补偿值的计算，但是申请人企图利用一张事先计算好的补偿值的表，各个值在位置指令的预定范围上是有效的。位置指令将被从按照目前位置指令的表选出的一个补偿值来补偿，并把补偿值施加到位置指令。这个技术具有当加工时减少所需的计算数字，但是需要为补偿值的存储容量。对这个技术的补偿值可按下列方程(方程3)计算。
DPCMP＝SCL*(SQRT(K1－(k2*COS(POSCMD＋OFS1)))＋OFS2－POSCMD
此处：
SCL是总角位移对总线性位移之比；
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方的第二距离的平方之和；
K2＝第一距离和第二距离的积的两倍；
OFS1＝位置指令参考偏移；
OFS2＝位置补偿参考偏移；
POSCMD＝已被指令的位置，以及
DPCMP＝对R1≤OSCMD≤R2的补偿，此处：
R1＝POSCMD产生DPCMP的下限；以及
R2＝POSCMD产生DPCMP的上限。
虽然本发明已经用详细陈述的特定实施例作了描述，但是应该理解到这仅是用图来说明的，而本发明并不必须限于此，由于未在此详述的其它实施例会使本技术领域的技术人员考虑到这个揭示会变得明白的。因此，在不背离本发明如上所述的不论是精神或是范围，期待着作出修改。

Claims (18)

1、在一个方法中，用于控制在绕一个中枢点可在枢轴上旋转的机器部件的运动，并用一线性执行机构推动，这线性执行机构具有在从中枢点第一距离处从第一点可位移的平移分量，并在从中枢点第二距离处在第二点把一力矩加到该部件上，该方法包括的步骤为：
产生限定机器部件角位移的位置指令；以及
控制机器部件的运动；
对在机器部件的那个运动中表示出特征的工作由决定一个线性执行机构所需的等价线性位移来控制的，这线必执行机构把机器部件放在由位置指令所限定的位置上，并对在机器部件的那个运动中进一步表示出特征的工作由响应等价线性位移来控制。
2、在权利要求1的方法中，其特征在于，该等价线性位移按照下列关系式来决定的：
S＝SQRT(k1-k2*COS(POSCMD+OFS1))
此外
SQRT是平方根函数
K1＝第一距离的平方和第二距离的平方之和；
K2＝第一距离的第二距离之积的两部；
OFS1＝位置指令参考偏移；
POSCMD＝位置指令；以及
S＝产生由POSCMD限定的一倾角的在第一点和第二点之间的线性位移。
3、在权利要求的方法2中，其特征在于，控制机器部件运动的步骤还包括的步骤为：
用从对应的线性位移中推得的补偿值来补偿位置指令；
把补偿值加到用于产生它的位置指令上；以及
响应已被补偿的位置指令，控制机器部件的运动。
4、在权利要求2的方法中，其特征在于，机器部件的加速度和速度是均匀的，并与按照位移大小的运动控制的预定算法相一致，以及至少特定的速度。
5、在权利要求的方法3中，其特征在于，位置指令是被周期地产生的，每个位置指令代表一个角位移，在一个预定的时间周期上被实现，且机器部件的控制运动步骤在预定时间周期内通过角位移实现运动。
6、在权利要求的方法3中，其特征在于，补偿值是按照下列关系式而产生的：
POSCMP＝SCL*(SCRT(k1-(k2*COS(POSCMD+OFS1)))+OFS2-POSCMD
此处：
SCL是总角位移对总线性位移之比；
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方和第二距离的平方之和；
K2＝第一距离和第二距离的积的两倍；
OFS1＝位置指令参考偏移；
OFS2＝位置补偿参考偏移；
POSCMD＝位置指令；以及
POSCMP＝位置补偿。
7、在权利要求的方法3中，其特征在于，补偿位置指令的步骤还包括：按照位置指令的值，选择一补偿值，以及把已选的补偿值加到位置指令上去。
8、在权利要求的方法5中，其特征在于，选择补偿值的步骤，还包括按照一个选择算法，用一些预定的补偿值中的一个与位置指令结合起来的步骤，有这个选择算法，每个补偿值与位置指令的一个范围的值结合起来。
9、在权利要求的方法5中，其特征在于，每个补偿值是用下列关系式计算的：
DPCMP＝SCL*(SCRT(k1-(k2*COS(POSCMD+OFS1)))+OFS2-POSCMD
此处
SCL是角位移对总线性位移之比；
SQRT是平方根函数
K1＝第一距离；
K2＝第二距离；
OFS1＝位置指令参考偏移；
OFS2＝位置补偿参考偏移；
POSCMD＝位置指令；以及
DPCMP＝对R1≤POSCMD≤R2的补偿，其中，R1是POSCMD产生DPSMP的下限，而其中，R2是POSCMD产生DPCMP的上限。
10、在一个装置中，用于控制在绕一个中枢点可在枢轴上旋转的机器部的运动，并用一线性执行机构推动，这线性执行机构具有在从中枢点第一距离处从第一点可位移的平移分量，并与在第二点从中枢点的第二距离的部件相连接，该装置包括：
用于产生由机器部件的角位移限定的位置指令的数控机；以及
用于控制机器部件的运动的伺服机构控制；
对在机器部件的那个运动中表示出特征的工作由一台对位置指令起反应的数据处理器所控制，适宜于决定线性执行机构的所需算价线性位移的，这数据处理器把机器部件放在由位置指令限定的位置上，并对在机器部件的那个那个运动中进一步表示出特征的工作由响应等价线性位移的伺服机构控制来控制。
11、在权利要求10的装置中，其特征在于，该数据处理器根据下列关系式来决定这等价线性位移：
S＝SQRT(k1-(k2*COS)POSCMD+OFS1))
此处：
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方和第二距离的平方之和；
K2＝第一距离和第二距离的积的两倍；
OFS1＝位置指令参考偏移；
POSCMD＝位置指令；以及
S＝在第一点和第二点之间，由PIOSCMD限定的产生一倾角的线性位移。
12、在权利要求11的装置中，其特征在于，该数控器周期地产生代表一个角位移的位置指令，在预定时间周期内被实现，而伺服机构控制在预定时间周期内通过角位够实现机器机构的运动。
13、在权利要求12的装置中，其特征在于机器部件的加速度和速度是均匀的，并与按照位移大小的运动控制的预定算法相一致，以及，至少特定的速度。
14、在权利要求10的装置中，其特征在于，该数据处理器用一个从对应的线性位移推得的补偿值来补偿位置指令，并把补偿值加到用于产生它的位置指令上去，以及该伺服构机控制控制了响应已被补偿的位置指令的机器部件的运动。
15、在权利要求14的装置中，其特征在于补偿值是按照下列关系式产生的：
POSCMP＝SCL*(SCRT(k1-(k2*COS(POSCMD+OFS1)))+OFS2-POSCMD
此处：
SCL是总角位移对总线性位移之比；
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方和第二距离的平方之和；
K2＝第一距离和第二距离的积的两倍；
OFS1＝位置指令参考偏移；
OFS2＝位置补偿参考偏移；
POSCMD＝位置指令；以及
POSCMP＝位置补偿。
16、在权利要求14的装置中，其特征在于，数据处理器用按照位置指令的值所选择的一个补偿值来补偿该位置指令，并把已选的补偿值加到该位置指令上去。
17、在权利要求16的装置中，其特征在于，该数据处理器把位置指令与按照一选择算法的一些预定补偿值中的一个结合起来，用该选择算法每个补偿值与位置指令的一个范围内的值结合起来。
18、在权利要求17的装置中，其特征在于，每个补偿值是按照下列关系式来计算的：
POSCMP＝SCL*(SCRT(k1-(k2*COS(POSCMD+OFS1)))+OFS2-POSCMD
此处：
SCL是总角位移对总线性位移之比；
SQRT是平方根函数；
K1＝第一距离的平方和第二距离的平方之和；
K2＝第一距离和第二距离的积的两倍；
OFS1＝位置指令参考偏移；
OFS2＝位置补偿参考偏移；
POSCMD＝位置指令；以及
DPCMP＝对R1≤OSCMD≤2的补偿，其中，R1是POSCMD产生DPCMP的下限，和其中，R2是POSCMD产生DPCMP的上限。
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