DE10061933A1

DE10061933A1 - Verlustbewegungskorrektursystem und Verlustbewegungskorrekturverfahren für ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug

Info

Publication number: DE10061933A1
Application number: DE10061933A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Shiba; Sadaji Hayama; Minoru Hamamura
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1999-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2001-10-18
Also published as: US20010005800A1; JP2001166805A; US6701212B2; KR20010062356A

Abstract

Ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuersystems, das eine Positionsschleifensteuerung durchführt mit sowohl Maschinenpositionssignalen, ausgegeben von Positionserfassungsskalen (9x und 9y) zum Erfassen von Maschinenpositionen, als auch Motorpositionssignalen, ausgegeben von Drehcodierern (7x und 7y), um einen Drehwinkel eines Führungsansteuerservomotors zu erfassen, umfasst ein Ausführen eines Testprogramms; periodisches Eingeben der von der Positionserfassungsskala ausgegebenen Maschinenpositionssignale und der durch den Drehcodierer ausgegebenen Motorpositionssignale; Bestimmen von Fehlern durch ein Erfassen der Differenz zwischen den Maschinenpositionssignalen und den Motorpositionssignalen, Erfassen der Differenz zwischen einem Mittelwert auf einer Vorschubseite und einem Mittelwert auf einer Rückkehrseite der Fehler, und Speichern der Differenz in Verlustbewegungskorrekturwertspeichern (19x und 19y), als einen dynamischen Verlustbewegungskorrekturwert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Verlustbewegungskorrektursystem und ein Verlustbewegungskorrekturverfahren für ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug. Die Erfindung betrifft weiter ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Maschinenwerkzeug eines hybriden Steuersystems, ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen eines Programms zum Ausführen dieses Verfahrens auf einem Computer, und ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug.

Beschreibung des Standes der Technik

Das Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug umfasst einen Halte- und Verarbeitungsabschnitt zum Halten und Verarbeiten eines Werkstücks in einem durch imaginäre Achsen definierten Raum, und einen numerischen Steuerer zum Bereitstellen von elektronischen Steuerbefehlen, um zu bewirken, dass der Halte- und Verarbeitungsabschnitt die notwendigen Aktionen durchführt. Das Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug weist Achsenantriebe auf, die in Abhängigkeit von den Steuerbefehlen mechanisch arbeiten, und eine Gruppe von mechanischen Elementen, die mechanische Arbeitsvorgänge der Antriebe an den Halte- und Verarbeitungsabschnitt übermitteln. Ein Übertragungssystem zum mechanischen Übertragen der Steuerbefehle zu einer Position für das zu haltende und/oder zu verarbeitende Werkstück wird durch die mechanische Elementegruppe und mechanische Elemente der Antriebe und den Halte- und Verarbeitungsabschnitt bereitgestellt.

Der numerische Steuerer berechnet Umkehrfunktionen von Übertragungsfunktionen von Achsen des Übertragungssystems, mit Bezug auf die notwendigen Arbeitsvorgänge des Halte- und Verarbeitungsabschnitts, um dadurch die Steuerbefehle zu erhalten.

Es sind jedoch die mechanischen Elemente des Übertragungssystems jeweilig reale steife Körper und, wenn sie betrieben werden, weisen sie Koppelschlupf an ihren ineinander eingreifenden Kopplungsteilen oder Reibungskopplungsteilen auf, Deformationen durch Verlängerung und Ablenkung in Abhängigkeit von auftretenden Kräften, und thermische Deformierungen in Abhängigkeit von ihren Temperaturen. Solche Schlupfmengen und Deformationen weisen Achsenkomponenten auf, deren Integrationen entlang des Übertragungssystems Werte darstellen, die Fehler darstellen zwischen Steuerbefehlen und tatsächlichen Arbeitsvorgängen des Halte- und Verarbeitungsabschnitts.

Unter diesen Fehlern wird ein Fehler, der aufgrund einer richtungsbezogenen Differenz bei einer Bewegung des Halte- und Verarbeitungsabschnitts auftritt, oder genauer gesagt, ein Positionierungsfehler, der zwischen einer Positionierung an einem identischen Zielpunkt in einem positiven Sinn (an einer Vorschubseite) und in einem negativen Sinn (an einer Rückkehrseite) auftritt, Verlustbewegungsfehler genannt. Der Verlustbewegungsfehler wird durch einen toten Gang aufgrund eines lockeren Eingriffs in und durch ein Verwinden aufgrund einer Ablenkung von mechanischen Elementen bewirkt. Er weist feine Unterschiede in Abhängigkeit von Arbeitsbedingungen jeweiliger Elemente auf und ist durch Berechnungen nur schwer zu schätzen.

In der Vergangenheit wurde daher ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug in einem Probelauf betrieben, und Verlustbewegungsfehler wurden so detailliert wie möglich gemessen, und Verlustbewegungskorrekturwerte für ein Kompensieren wurden auf parametrische Weise eingestellt, und Steuerbefehle für eine tatsächliche Verarbeitung wurden durch die eingestellten Korrekturwerte korrigiert, um dadurch eine Verlustbewegungskorrektur zu bewirken.

Beispielsweise wurde in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-263117 ein Messen von Verlustbewegungsfehlern an einer Vielzahl von Verarbeitungspositionen für jede einer Vielzahl von Geschwindigkeiten vorgeschlagen und jeweiliges Einstellen entsprechender Verlustbewegungskorrekturwerte.

Aus diesem Grund wurden bei einer Einstellung am Herstellungsort eines Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeugs oder bei einer Installation beim Kunden eine Hoch- Präzisionsmessmaschine eingesetzt, wie beispielsweise eine Lasermessmaschine, so dass Maschinenpositionswerte durch einen Ingenieur des Herstellers tatsächlich gemessen wurden, was eine lange Zeit beansprucht, und dann wurde ein genauer Versuchslauf für eine Messung von Verlustbewegungsfehlern wiederholt.

Es war daher schwierig, am Kundenende ein erneutes Einstellen von Verlustbewegungskorrekturwerten in Übereinstimmung mit einer Nutzungsbedingung des Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeugs durchzuführen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung wurde unter Berücksichtigung des oben genannten Punktes getätigt. Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verlustbewegungskorrekturverfahren und ein Verlustbewegungskorrektursystem für ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug bereitzustellen, das es erlaubt, eine notwendige Präzision für eine Verarbeitung aufrechtzuerhalten, durch eine Messung von Verlustbewegungsfehlern unter Berücksichtigung ihrer dynamischen Eigenschaften, auch mit einer begrenzten Messpräzision.

Es ist weiter eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Maschinenwerkzeug eines teilgeschlossenen/vollgeschlossenen Hybridschleifensteuersystems bereitzustellen, mittels dem Verlustbewegungsfehler, ohne Einsatz einer Messmaschine mit besonders hoher Präzision, gemessen werden können, und Verlustbewegungskorrekturwerte nur an der Benutzerseite eingestellt werden können, und auch ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen eines Programms für eine Ausführung dieses Verfahrens auf einem Computer bereitzustellen, und ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug.

Um die obige Aufgabe zu lösen, wird in Übereinstimmung mit einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ein Verlustbewegungskorrekturverfahren für ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug bereitgestellt, für ein Korrigieren eines Verlustbewegungsfehlers eines mechanischen Übertragungssystems, einschließlich eines ersten mechanischen Elements, das in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehl von einem Steuerprogramm zu betreiben ist, und eines zweiten mechanischen Elements zum Positionieren eines Steuerobjektes auf Zielpositionen. Das Verlustbewegungskorrekturverfahren umfasst ein Erfassen einer Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements, ein Erfassen einer Betriebsposition des zweiten mechanischen Elementes, ein Erkennen mit dem Steuerprogramm, dass das Steuerobjekt an einer ersten Zielposition hält, Berechnen eines stationären Verlustbewegungsfehlers als einem Verlustbewegungsfehler entlang eines Bewegungshalts des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjekts auf der ersten Zielposition, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position, Einstellen eines ersten Verlustbewegungskorrekturwertes zum Kompensieren des stationären Verlustbewegungsfehlers und Kompensieren des stationären Verlustbewegungsfehlers, und ein Korrigieren, mit dem ersten Verlustbewegungskorrekturwert, eines ersten Steuerbefehls für ein Positionieren des Steuerobjekts auf die erste Zielposition.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung umfasst ein Verlustbewegungskorrekturverfahren gemäß dem ersten Gesichtspunkt weiter ein Erkennen aus dem Steuerprogramm, das das Steuerobjekt eine Bewegungsrichtung an einer zweiten Zielposition ändert, Berechnen eines dynamischen Verlustbewegungsfehlers als einem Verlustbewegungsfehler entlang einer kontinuierlichen Bewegung des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjekts in die zweite Zielposition, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position, Einstellen eines zweiten Verlustbewegungskorrekturwertes zum Kompensieren des dynamischen Verlustbewegungsfehlers, und Korrigieren, durch den zweiten Verlustbewegungskorrekturwert, eines zweiten Steuerbefehls zum Positionieren des Steuerobjektes in die zweite Zielposition.

Weiter wird zur Lösung der beschriebenen Aufgabe in Übereinstimmung mit einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ein Verlustbewegungskorrektursystem für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug bereitgestellt, zum Korrigieren eines Verlustbewegungsfehlers eines mechanischen Übertragungssystems einschließlich eines ersten mechanischen Elementes, das in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehl von einem Steuerprogramm zu betreiben ist, und eines zweiten mechanischen Elementes zum Positionieren eines Steuerobjektes in eine Zielposition. Dieses Verlustbewegungskorrektursystem umfasst einen ersten Detektor, der ausgebildet ist, eine Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements zu erfassen, einen zweiten Detektor, der konfiguriert ist, eine Betriebsposition des zweiten mechanischen Elementes zu erfassen, einen Erfasser, konfiguriert, um aus dem Steuerprogramm festzustellen, dass das Steuerobjekt an der ersten Zielposition anhält, einen Berechner, konfiguriert, um einen stationären Verlustbewegungsfehler als einen Verlustbewegungsfehler entlang eines Bewegungshalts des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjektes in die erste Zielposition zu berechnen, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elementes und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position, einen Steller, konfiguriert, einen ersten Verlustbewegungskorrekturwert für ein Kompensieren des stationären Verlustbewegungsfehlers einzustellen, und einem Korrigierer, konfiguriert für ein Korrigieren durch den Verlustbewegungskorrekturwert eines ersten Steuerbefehls zum Positionieren des Steuerobjektes in die erste Zielposition.

In Übereinstimmung mit einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung ist in einem Verlustbewegungskorrektursystem gemäß dem dritten Gesichtspunkt der Erfasser konfiguriert, aus dem Steuerprogramm festzustellen, dass das Steuerobjekt eine Bewegungsrichtung an einer zweiten Zielposition ändert, der Berechner ist konfiguriert, einen dynamischen Verlustbewegungsfehler zu berechnen, als einen Verlustbewegungsfehler entlang einer kontinuierlichen Bewegung des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjektes in die zweite Zielposition, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elementes und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position, der Steller ist konfiguriert, einen zweiten Verlustbewegungskorrekturwert einzustellen, zum Kompensieren des dynamischen Verlustbewegungsfehlers, und der Korrigierer ist korrigiert, um durch den zweiten Verlustbewegungskorrekturwert einen zweiten Steuerbefehl für ein Positionieren des Steuerobjektes in die zweite Zielposition zu korrigieren.

Weiter ist zur Lösung der beschriebenen Aufgaben in Übereinstimmung mit einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren bereitgestellt, für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuersystems zum Durchführen einer Positionsschleifensteuerung unter Verwendung von Maschinenpositionssignalen, die von einer Positionserfassungs-Messskala ausgegeben werden, zum Erfassen einer Maschinenposition, und von Motorpositionssignalen, die von einem Drehcodierer für ein Erfassen eines Drehwinkels eines Antriebsservomotors ausgegeben werden. Dieses Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren umfasst ein Ausführen eines Testprogramms, um periodisch die Maschinenpositionssignale und die Motorpositionssignale einzugeben, Unterschiede zwischen den Maschinenpositionssignalen und den Motorpositionssignalen zu berechnen, um Fehler zu bestimmen, Berechnen einer Differenz zwischen einem Mittelwert bei einer Vorwärtsseite und eines Mittelwertes bei einer Rückkehrseite der Fehler, und Halten der Differenz als einen dynamischen Verlustbewegungskorrekturwert.

In Übereinstimmung mit einem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung wird bei einem Verlustbewegungskorrekturwert- Einstellverfahren in Übereinstimmung mit dem fünften Gesichtspunkt eine Bogeninterpolation oder lineare, reziproke Achsensteuerung durch das Testprogramm durchgeführt, und der Verlustbewegungskorrekturwert wird berechnet, um für jede Zufuhrachse gehalten zu werden.

In Übereinstimmung mit einem siebten Gesichtspunkt der Erfindung ist bei einem Verlustbewegungskorrekturwert- Einstellverfahren in Übereinstimmung mit dem fünften oder sechsten Gesichtspunkt X_i als eine Koordinate einer Zielposition definiert, durch das Testprogramm zu einem i-ten Zeitpunkt mit Bezug auf eine beliebige Koordinatenachse X festzulegen, und eine Entscheidung der Vorschrittseite und der Rückkehrseite wird automatisch durchgeführt, auf eine Weise, bei der eine Koordinate X_i-1 als eine Umkehrposition erachtet wird, wenn drei Koordinaten X_i, X_i-1 und X_i-2, aufeinanderfolgend festgelegt, eine Bedingung (X_i - X_i-1) (X_i-1 - X_i-2) < 0 erfüllen.

Weiter ist, um die beschriebene Aufgabe zu lösen, in Übereinstimmung mit einem achten Gesichtspunkt der Erfindung ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren bereitgestellt, für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines hybriden Steuersystems zum Durchführen einer positionsbezogenen Schleifensteuerung durch Verwenden von Maschinenpositionssignalen, die von einer Positionserfassungsskala ausgegeben werden, um eine Maschinenposition zu erfassen, und Motorpositionssignalen, ausgegeben von einem Decoder zur Erfassung eines Drehwinkels eines Antriebsservomotors. Dieses Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren umfasst ein Ausführen eines Testprogramms, um eine reziproke Einstellstufen (pitch)-Zuführung durchzuführen, ein Eingeben von an jeweiligen Haltepositionen auf einer Vortriebsseite erhaltenen Maschinenpositionssignalen, und jeweiligen Haltepositionen auf einer Rückkehrseite, bei identischen Befehlspositionen, und Speichern eines Mittelwertes von Differenzen dazwischen als einen stationären Verlustbewegungskorrekturwert.

In Übereinstimmung mit einem neunten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium zur Aufzeichnung eines Programm bereitgestellt, um auf einem Computer ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren in Übereinstimmung mit einem beliebigen des fünften bis achten Gesichtspunkts durchzuführen.

In Übereinstimmung mit einem zehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug eines Hybriksteuersystems bereitgestellt, mit einem computerisierten Numeriksteuerer zum Ausführen eines Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahrens gemäß einem des fünften bis achten Gesichtspunkts.

KURZE BESCHREIBUNG DER BEGLEITENDEN ZEICHNUNGEN

Die obigen und weiteren Aufgaben und neuen Merkmale dieser Erfindung werden vollständiger mit der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird:

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Verlustbewegungskorrektursystems für eine X-Achse des Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeugs von Fig. 1;

Fig. 3A zeigt eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines X-Achsenführungsansteuermechanismus als ein Beispiel eines mechanischen Übertragungssystems einschließlich einer Reibungskupplung, deren Verlustbewegungen mit dem Korrektursystem von Fig. 2 korrigiert werden;

Fig. 3B zeigt eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines X-Achsenführungsansteuermechanismus als ein Beispiel eines mechanischen Übertragungssystems einschließlich Zahnrädern, deren Verlustbewegungen in dem Korrektursystem von Fig. 2 korrigiert werden;

Fig. 4 zeigt eine Datentabelle zum Halten von Verlustbewegungskorrekturwerten;

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines dynamischen Verlustbewegungskorrekturwert- Einstellvorgangs bei einem Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines hybriden Steuersystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 6 zeigt ein Diagramm einer Motorrückdrehungsentscheidungsprozedur bei einem Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines hybriden Steuersystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 7 beschreibt schematisch in einem Diagramm eine Berechnung eines dynamischen Verlustbewegungskorrekturwertes in einem Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuerungssystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 8 zeigt schematisch in einem Diagramm eine Berechnung eines dynamischen Verlustbewegungskorrekturwertes in einem Verlustbewegungskorrekturwert- Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug eines hybriden Steuersystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines stationären Verlustbewegungsbefehls- Korrektureinstellvorgangs bei einem Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines hybriden Steuerungssystems gemäß dieser Erfindung; und

Fig. 10 zeigt in einem Diagramm schematisch eine Berechnung eines stationären Verlustbewegungskorrekturwerts bei einem Verlustbewegungskorrekturwert- Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug für ein hybrides Steuersystem gemäß dieser Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Unterhalb werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detaillierter ausgeführt. Entsprechende Elemente sind durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug NM in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 zeigt in einem Blockdiagramm einen wesentlichen Abschnitt eines Verlustbewegungskorrektursystems CSx für eine X-Achse des Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeugs NM, und Fig. 3A und 3B zeigen jeweils eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines X-Achsenzufuhrantriebsmechanismus FDx als ein mechanisches Übertragungssystem, dessen Verlustbewegungen durch das Korrektursystem CSx korrigiert werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird das Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug NM durch eine Konsole bedient, bestehend aus einem NC-Steuerer 11, einem X-Achsenpositionssteuerer 15x, einem Y-Achsenpositionssteuerer 15y und einem Maschinenabschnitt MC. Der NC-Steuerer 11 führt ein NC- Programm aus, um einen X-Achsenpositionsbefehl Cmx und einen Y-Achsenpositionsbefehl Cmy bereitzustellen. Der X- Achsenpositionssteuerer 15x korrigiert den X- Achsenpositionsbefehl Cmx durch eine Schleifensteuerung eines negativen Rückkopplungssystems, um ein Ansteuersignal Drx zum Steuern einer X-Achsenposition eines Werkstücks W auszugeben. Der Y-Achsenpositionssteuerer 15y korrigiert den Y- Achsenpositionsbefehl Cmy durch eine Schleifensteuerung eines negativen Rückkopplungssystems, um ein Ansteuersignal Dry zum Steuern einer Y-Achsenposition des Werkstücks W auszugeben. Der Maschinenabschnitt MC führt mechanische Arbeitsvorgänge in Abhängigkeit von den Ansteuersignalen Drx und Dry aus, um das Werkstück W entlang einer X-Y-Ebene zu bewegen.

Der Maschinenabschnitt MC umfasst einen Tisch 5, einen X- Achsenführungsansteuermechanismus FDx, und einen Y- Achsenführungsansteuermechanismus FDy. Der Tisch 5 ist so konfiguriert, dass er direkt oder indirekt ein Steuerobjekt P (einen Teil des zu verarbeitenden Werkstücks W in diesem Fall) in einem Verarbeitungsraumbereich hält, definiert durch eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse, die einander orthogonal kreuzen. Der X-Achsenführungsansteuermechanismus FDx und der Y-Achsenführungsansteuermechanismus FDy führen den Tisch 5 in einer Richtung der X-Achse und einer Richtung der Y-Achse in Übereinstimmung mit den Ansteuersignalen Drx bzw. Dry.

Die Führungsansteuermechanismen FDx und FDy sind von identischem Aufbau und, wie in Fig. 2 oder Fig. 3A oder 3B veranschaulicht, jeweils gebildet durch ein Bett 30, Vorder-, und Hinter- oder linke und rechte Klammern 31, eine Führung 32, eine Nuss 5a oder 5b, eine Kugelumlaufspindel 3x oder 3y, einem Servomotor 1x oder 1y, und einer Reibkupplung 35 (Fig. 3A) oder Zahnräder 135a und 135b (Fig. 3B). Das Bett 30 dient als ein Maschinenrahmen, und die Klammern 31 sind an dem Bett 30 befestigt. Die Führung 32 wird durch die Klammern 31 gehalten und erstreckt sich in der X-Achsenrichtung oder Y-Achsenrichtung, um den Tisch 5 gleitbar zu tragen. Die Nuss 5a oder 5b ist integral mit dem Tisch 5 bereitgestellt. Die Kugelumlaufspindel 3x oder 3y greift in die Nuss 5a oder 5b ein und erstreckt sich in X-Achsenrichtung oder Y- Achsenrichtung, um durch an den entsprechenden Klammern 31 befestigte Lager gehalten zu werden. Der Servomotor 1x oder 1y umfasst einen Rotor 34, der in Abhängigkeit von den Ansteuersignalen Drx oder Dry an einer Winkelposition rotiert. Die Reibkupplung 35 oder Zahnräder 135a und 135b verbinden eine Antriebsdrehmomentausgabewelle 36 des Servomotors 1x oder 1y und ein Ansteuerdrehmomenteingabeende 37 der Kugelumlaufspindel 3x oder 3y.

Die Führungsansteuermechanismen FDx oder FDy arbeiten als mechanisches Verschiebeübertragungssystem. In diesem Übertragungssystem stellt die Ausgangswelle 36 des Servomotors 1x oder 1y ein mechanisches Element dar, das eine Drehverschiebung in Übereinstimmung mit den Ansteuersignalen Drx oder Dry durchführt, und die Nuss 5a oder 5b stellt ein mechanisches Element dar, das eine horizontale Verschiebung durchführt, um den Tisch 5 zu verschieben, um dadurch indirekt das Steuerobjekt P in einem gegenwärtigen Positionssteuerzyklus (im Folgenden "momentaner Zyklus" bezeichnet) in eine Zielposition Pc {Xc = X(t_c) [variabel], Yc = Y(t_c) [variabel], Zc = Z(t_c) [Niveau des zu verarbeitenden Teils P = konstant], wobei tc eine Zeit ist, die den momentanen Zyklus bezeichnet} zu positionieren. Dieses Übertragungssystem weist einen dynamischen Verlustbewegungsfehler auf, der bewirkt wird, wenn die Verschiebung der Nuss umgekehrt wird, wenn der Positionssteuerzyklus nach vorne fortschreitet, und ein stationärer Verlustbewegungsfehler wird bewirkt, wenn sie anhält.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, ist jeder Führungsansteuermechanismus FDx oder FDy mit einer linearen Skala 9x oder 9y, einem mechanischen Positionsdetektor 10x oder 10y und einem Drehcodierer 7x oder 7y ausgestattet. Die lineare Skala 9x oder 9y erstreckt sich entlang der Kugelumlaufspindel 3x oder 3y in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung. Der mechanische Positionsdetektor 10x oder 10y ist integral mit der Nuss 5a oder 5b angeordnet, und erfasst eine entsprechende Position der linearen Skala 9x oder 9y als Maschinenpositionsdaten Dx oder Dy eines Positionierungselements (5a oder 5b) in dem mechanischen Übertragungssystem (Drx oder Dry). Der Drehcodierer 7x oder 7y erfasst einen Rotationswinkel Ex oder Ey (genauer gesagt, eine Drehposition der Ausgangswelle 36 oder des Rotors 35) des Servomotors 1x oder 1y, als Daten, die eine Betriebsgröße eines Drehelements (36) in dem mechanischen Übertragungssystem (Drx oder Dry) darstellen.

Der NC-Steuerer 11 besteht aus einer NC- Programmausführungseinheit 13 zum Ausführen des NC-Programms 40, einem Befehlsgeber 41, und einem X-Achseninterpolierer 42 und einem Y-Achseninterpolierer 43, und in diesem Ausführungsbeispiel umfasst er weiter einen Verlustbewegungskorrektursteuerer 44.

Das NC-Programm 40 umfasst eine Sequenz von NC-Steuerblöcken, die für eine tatsächliche Bearbeitung und für einen Versuchslauf angepasst sind, mit dem Zweck eines Einstellens eines Verlustbewegungsbefehlswertes durch Bedingungen (Tischposition, Tischgeschwindigkeit, Art der Interpolation, dynamischer/stationärer Verlustbewegungsfehler).

Durch eine Ausführung des NC-Programms 40 folgt die NC- Programmausführeinheit 13 diesem Programm 40, so dass sie geeigneterweise auf Steuerdaten zugreift (NC-Steuerdaten, Interpolationssteuerdaten und Verlustbewegungssteuerdaten), die in einem vorhergehenden NC-Steuerblock und einem momentanen NC-Steuerblock verwendet werden, und berechnet und speichert vorab NC-Steuerzielpositionen des Steuerobjekts P als einen Startpunkt und einen Endpunkt eines nachfolgenden NC-Steuerblocks. Die NC-Programmausführeinheit 13 entscheidet dann, ob eine Positionsinterpolationssteuerung zwischen solchen Zielpositionen notwendig ist, und bestimmt die Interpolationsart (beispielsweise eine Bogeninterpolation, lineare Interpolation, etc.), wie erforderlich. Dann erzeugt sie die notwendigen Befehle (als eine Kombination eines X- Achsen- oder Y-Achsenpositionssteuerbefehls CPx oder CPy mit zugehörigen NC-Steuerzielpositionen, eines X-Achsen- oder Y- Achseninterpolationsbefehls CIx oder CIy, einem Verlustbewegungskorrekturbefehl CL, und/oder zugehörigen Daten) und speichert diese wie es erforderlich ist.

Der Befehlsgeber 41 verteilt sequentiell die durch die NC- Programmausführeinheit 13 erzeugten Befehle zusammen mit den Ausführbefehlen.

Der X-Achseninterpolierer 42 und der Y-Achseninterpolierer 43 sind für den Interpolationsbefehl CIx oder CIy verantwortlich (enthalten in den Positionssteuerbefehlen CPx oder CPy), empfangen von dem Befehlsgeber 41, verantwortlich für ein Berechnen und Speichern als Interpolationszielpositionen solche Koordinaten einer Vielzahl von Positionen bezüglich eines Interpolationsortes, durch das Steuerobjekt P zwischen der momentanen und nachfolgenden NC-Steuerzielposition zu beschreiben. Dann geben die Interpolatoren 42 und 43 einen X- Achsenpositionsbefehl Cmx und einen Y-Achsenpositionsbefehl Cmy aus, jeweilig mit einer X-Achsenkoordinate Xs und einer Y-Achsenkoordinate einer Zielposition Ps {Xs = X(t_s) Ys = Y(t_s), ZS = Z(t_s) [= Z (t_c): die Z-Achsenkomponente wird im Folgenden ausgelassen, wobei t_s eine Zeit ist, die einen nachfolgenden Positionssteuerzyklus darstellt (im Folgenden "nachfolgender Zyklus" bezeichnet]}, die durch das Steuerobjekt P in dem nachfolgende Zyklus einzunehmen ist, unter den NC-Steuerzielpositionen und den Interpolationssteuerzielpositionen.

Der Verlustbewegungssteuerer 44 ist so ausgelegt, dass er eine später beschriebene Verlustbewegungskorrektur in Abhängigkeit von einem Verlustbewegungskorrekturbefehl CL unterstützt und steuert, der von dem Befehlsgeber 41 empfangen wird. Der Verlustbewegungskorrektursteuerer 44 besteht aus einem Maschinenpositionsdatenspeicher 21, einem Motordrehwinkelspeicher 43, einem Verlustbewegungsanalysierer 45 und einem Verlustbewegungskorrekturwertberechner 25.

Der Maschinenpositionsdatenspeicher 21 speichert mechanische Positionsdaten Dy und Dy, die durch die Maschinenpositionsdetektoren 10x und 10y erfasst werden.

Der Motordrehwinkelspeicher 23 speichert Drehwinkel von den Servomotoren 1x und 1y, erfasst durch die Drehcodierer 7x und 7y.

Der Verlustbewegungsanalysierer 45 nimmt Bezug auf und speichert für geeignete Perioden, die in den Speichern 21 und 23 gespeicherten Daten Dx, Dy, Ex und Ey, und solch eine Zielposition Pp {Xp = X(t_p), Yp = X(t_p), wobei t_p eine Zeit ist, die einen vorhergehenden Positionssteuerzyklus bezeichnet (im Folgenden als "vorhergehender Zyklus" bezeichnet)} im vorhergehenden Zyklus, Zielpositionen Pc und Px in den momentanen und nachfolgenden Zyklus, und X-Achsen- und Y-Achsenverlustbewegungskorrekturwerte Lcx und Lcy in dem momentanen und vorhergehenden Zyklus, die im X- Achseninterpolator 42 und dem Y-Achseninterpolator 43 gespeichert sind. Dann führt der Analysierer 45 zur Unterstützung der Verlustbewegungskorrektur die notwendigen Analysevorgänge (beispielsweise eine Vorhersage von X- Achsenkomponenten und Y-Achsenkomponenten von tatsächlichen Positionen und tatsächlicher Geschwindigkeit des Tisches 5 im nachfolgenden Zyklus) und Entscheidungsbetriebsvorgänge (beispielsweise eine Entscheidung bezüglich des Interpolationstyps, eine Entscheidung bezüglich eines Verlustbewegungsfehlers vom dynamischen Typ, d. h. ob ein dynamischer Verlustbewegungsfehler oder stationärer Verlustbewegungsfehler vorliegt, und eine Unterscheidung der Bewegungsrichtung in einer linearen Interpolation) durch. Dann erzeugt er X-Achsen- und Y-Achsensteuerbefehle CLx und CLy, die ein Ergebnis solcher Betriebsvorgänge enthalten (die eine Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellbedingung in dem Versuchslauf oder eine Verlustbewegungskorrekturwert- Auswahlbedingung bei der tatsächlichen Verarbeitung sein sollen), und notwendige Zeitinformation für die Verlustbewegungskorrektursteuerung.

Der Verlustbewegungskorrekturwertberechner 25 ist im Versuchslauf dazu angepasst, auf die Daten Dx, Dy, Ex und Ey und Arbeitsergebnisse des Verlustbewegungsanalysierers 45 Bezug zu nehmen, um X-Achsen- und Y- Achsenverlustbewegungskorrekturwerte Lcx und Lcy des nachfolgenden Zyklus zu berechnen.

Der Verlustbewegungskorrektursteuerer 44 arbeitet mit dem X- Achsenpositionssteuerer 15x zusammen, um ein X- Achsenverlustbewegungskorrektursystem CSx (siehe Fig. 1 und Fig. 2) zu bilden, und mit dem Y-Achsenpositionssteuerer 15y, um ein Y-Achsenverlustbewegungskorrektursystem CSy (siehe Fig. 1) zu bilden. Das X- Achsenverlustbewegungskorrektursystem CSx führt eine Korrektur des X-Achsenpositionsbefehls Cmx durch, um eine X- Achsenkomponente solch einer Verlustbewegung im momentanen Zyklus des Führungsansteuermechanismus FDx (und des Führungsansteuermechanismus FDy, falls notwendig) zu kompensieren, die in dem vorhergehenden Zyklus vorhergesagt wurde, um dadurch das X-Achsenansteuersignal Drx bereitzustellen. Das Y-Achsenverlustbewegungskorrektursystem CSy führt eine Korrektur des Y-Achsenpositionsbefehls Cmy durch, um eine Y-Achsenkomponente solch einer Verlustbewegung in dem momentanen Zyklus des Führungsansteuermechanismus FDy (und des Führungsansteuermechanismus Fdx, falls notwendig) durchzuführen, die in dem vorhergehenden Zyklus vorhergesagt wurde, um dadurch das Y-Achsenansteuersignal Dry bereitzustellen.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Ergebnisse von in dem NC-Steuerer 11 durchgeführten Betriebsvorgänge für eine Verwendung in einem nachfolgenden Zyklus in den X- Achsenpositionssteuerer 15x und Y-Achsenpositionssteuerer 15y eingegeben werden, mit einer Zeitvorgabe, die mit einer Ausführzeitvorgabe einer Momentanzeitvorgabe in den Steuerern 15x und 15y synchronisiert ist (d. h. zu einer Zeitvorgabe in einem um einen (1) Zyklus verschobenen Standpunkt).

Der X-Achsenpositionssteuerer 15x besteht aus einem Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19x, einer Verlustbewegungskorrekturausführeinheit 17x, Knoten als Softwareelemente (im Folgenden jeweilig einfach als "Knoten" bezeichnet) 50, 51, 53 und 54, einem Verzögerungsfilter 52 erster Ordnung, einer Motoransteuerschaltung 55, und einem Verstärker 56. Der Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19x dient als ein Datenpuffer, der eine mit Verlustbewegungskorrekturwerten Lcx erstellte Liste (siehe Fig. 4) aufweist, erhalten durch Bedingungen für die X-Achse an jeweiligen Positionssteuerzyklen in einem Versuchslauf. Die Verlustbewegungskorrekturausführeinheit 17x ist im Versuchslauf und bei einer tatsächlichen Verarbeitung für den X-Achsensteuerbefehl CLx verantwortlich, verantwortlich für ein Lesen und Ausgeben eines entsprechenden Verlustbewegungskorrekturwertes Lcx des Verlustbewegungskorrekturwertspeichers 19x, um dadurch eine Verlustbewegungskorrektur mit Bezug auf die X-Achse durchzuführen. Die Ausgabe Lcx der Verlustbewegungskorrekturausführeinheit 17x wird von einer Ausgabe Ex des Drehcodierers 7x abgezogen, am Knoten 50, und eine Ausgabe dieses Knotens 50 wird von einer Ausgabe Dx des Maschinenpositionsdetektors 10x am Knoten 51 abgezogen. Eine Ausgabe dieses Knotens 51 wird durch den Verzögerungsfilter 52 erster Ordnung verzögert. Eine Ausgabe des Filters 52 und die Ausgabe des Knotens 50 werden am Knoten 53 addiert, und eine Ausgabe dieses Knotens 53 wird von dem X- Achsenpositionsbefehl Cmx am Knoten 54 abgezogen. Die Motoransteuerschaltung 55 wird in Abhängigkeit von einer Ausgabe dieses Knotens 54 betrieben, und eine Ausgabe der Motoransteuerschaltung 55 wird durch den Verstärker 56 verstärkt, um dadurch den Schrittmotor 1x für die X-Achse anzusteuern.

Der Y-Achsenpositionssteuerer 15y besteht aus einem Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19y, einer Verlustbewegungskorrekturausführeinheit 17y, Knoten 60, 61, 63 und 64, einem Verzögerungsfilter 62 erster Ordnung, einer Motoransteuerschaltung 65 und einem Verstärker 66. Der Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19y dient als ein Datenpuffer und weist eine mit Verlustbewegungskorrekturwerten Lcy erstellte Datentabelle (siehe Fig. 4) auf, erhalten durch Bedingungen für die Y- Achse an jeweiligen Positionssteuerzyklen im Versuchslauf. Die Verlustbewegungskorrekturausführeinheit 17y ist im Versuchslauf und in der tatsächlichen Verarbeitung für den Y- Achsensteuerbefehl CLy verantwortlich, verantwortlich zum Lesen und Ausgeben eines entsprechenden Verlustbewegungskorrekturwerts Lcy des Verlustbewegungskorrekturwertspeichers 19y, um dadurch eine Verlustbewegungskorrektur mit Bezug auf die Y-Achse durchzuführen. Die Ausgabe Lcy der Verlustbewegungskorrekturausführeinheit 17y wird von einer Ausgabe Ey des Drehcodierers 7y am Knoten 60 abgezogen, und eine Ausgabe dieses Knotens 60 wird von einer Ausgabe Dy des Maschinenpositionsdetektors 10y am Knoten 61 abgezogen. Eine Ausgabe dieses Knotens 61 wird durch den Verzögerungsfilter erster Ordnung 62 verzögert. Eine Ausgabe dieses Filters und die Ausgabe des Knotens 60 werden am Knoten 63 addiert, und eine Ausgabe des Knotens 63 wird von einem Y- Achsenpositionsbefehl Cmy im Knoten 64 abgezogen. Die Motoransteuerschaltung 65 wird in Abhängigkeit von einer Ausgabe dieses Knotens 64 betrieben, und eine Ausgabe der Motoransteuerschaltung 65 wird durch Verstärker 66 verstärkt, um dadurch den Schrittmotor 1y für die Y-Achse anzusteuern.

Somit werden an den Positionssteuerern 15x und 15x in Entsprechung zu den Positionsbefehlen CLx und CLy von dem NC- Steuerer 11 Maschinenpositionssignale Dx und Dy von den Positionsdetektoren 10x und 10y und Motordrehwinkelpositionssignale Ex und Ey von den Drehcodierern 7x und 7y verwendet, um dadurch eine Positionsschleifensteuerung eines voll geschlossenen/teilweise geschlossenen Hybridsteuersystems durchzuführen, so dass, in Abhängigkeit von den daraus sich ergebenden Positionsabweichungen, die Ansteuerung der Servomotoren 1x und 1y gesteuert wird.

Da ein NC-Programm für einen Versuchslauf (im Folgenden "Testprogramm" genannt) durch die NC-Programmausführeinheit 13 ausgeführt wird, werden Maschinenpositionssignale Dx und Dy von den Positionserfassungsskalen 9x und 9y als Maschinenpositionsdaten in den Maschinenpositionsdatenspeicher 21 gespeichert, und Motorpositionssignale Ex und Ey von den Drehcodierern 7x und 7y werden als Motordrehwinkeldaten in dem Motordrehwinkeldatenspeicher 23 gespeichert. Basierend auf solchen Daten berechnet der Verlustbewegungskorrekturwertberechner 25 dynamische Verlustbewegungskorrekturwerte und stationäre Verlustbewegungskorrekturwerte für Achsen und Bedingungen, und die so berechneten Verlustbewegungskorrekturwerte werden durch Bedingungen in Datentabellen der Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19x und 19y gehalten, wie in Fig. 4 gezeigt.

Nun wird ein Einstellvorgang für dynamische Verlustbewegungskorrekturwerte mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Ein Testprogramm zum Einstellen eines dynamischen Verlustbewegungskorrekturwertes wird ausgeführt (Schritt S11). In diesem Schritt wird eine Bogeninterpolation oder lineare, reziproke Achsensteuerung durchgeführt. Die Anzahl von Abtastzeitpunkten wird zu i = 1 eingestellt (Schritt S12). Mit einer vorbeschriebenen Abtastperiode werden Skalenwerte (Maschinenpositionssignale) und Codiererwerte (Motorpositionssignale) periodisch gelesen und in einem Maschinenpositionsdatenspeicher 21 bzw. einem Drehwinkelspeicher 23 gespeichert (Schritte S13 und S14). Ein Fehler ΔE_i wird durch ein Abziehen eines (Skalenwertes) - (Codiererwert) berechnet (Schritt S15). Vorschubfehler werden integriert durch ΔE_i + ΔE_i-1 (Schritt S16).

Dann wird die Anzahl i von Abtastzeitpunkten um 1 erhöht (Schritt S17), und es wird festgestellt, ob der Motor umgekehrt hat oder nicht (Schritt S18). Die Bestimmung der Rückwärtsdrehung des Motors umfasst eine automatische Bestimmung eines Vorschubs oder Rückbewegung. Die Differenz zwischen beliebigen Koordinatenpositionen X_i und X_i-1 (X_i - X_i-1) und die Differenz zwischen X_i-1 und X_i-2 (X_i-1 - X_i-2) werden bestimmt. Falls sie die Gleichung (X_i - X_i-1) (X_i-1 - X_i-2) < 0 erfüllen, wird die Koordinatenposition X_i-1 als die Umkehrposition betrachtet. Beispielsweise hat bei einer in Fig. 6 gezeigten Bogeninterpolation (X_i-1 - X_i-2) einen positiven Wert und (X_i - X_i-1) hat einen negativen Wert. Somit, wenn (X_i - X_i-1) (X_i-1 - X_i-2) < 0 ist, stellt die Koordinatenposition X_i-1 einen Umkehrpunkt mit Bezug auf eine X-Achse dar.

Die Schritte S13 und S18 werden wiederholt, bis der Motor umgekehrt hat. Wenn der Motor umgekehrt hat, wird der integrierte Wert von Fehlern ΔEsp durch eine Vorschubabtastzahl n geteilt, um einen Vorschubfehlerdurchschnitt ΔEp (Schritt S19) zu berechnen.

Dann wird der integrierte Wert ΔEsp gelöscht (Schritt S20). Sequentiell werden zu einer vorgeschriebenen Abtastperiode Skalenwerte (Maschinenpositionssignale) und Codiererwerte (Motorpositionssignale) periodisch gelesen und in dem Maschinenpositionsdatenspeicher 21 bzw. dem Motordrehwinkelspeicher 23 gespeichert (Schritte S21 und S22). Ein Fehler ΔE_i wird berechnet durch eine Subtraktion von (Skalenwert) - (Codiererwert) (Schritt S23) Rückkehrfehlerwerte werden durch ΔE_i + ΔE_i-1 integriert (Schritt S24).

Dann wird die Zahl i von Abtastseiten um 1 erhöht (Schritt S25), und es wird bestimmt, ob der Motor umgekehrt hat oder nicht (Schritt S26). Die Schritte S21 bis S26 werden wiederholt, bis der Motor umgekehrt hat. Wenn der Motor umgekehrt hat, wird der integrierte Wert von Fehlern ΔEsm durch eine Umkehrabtastzahl k dividiert, um einen Rückkehrfehlermittelwert ΔEm (Schritt S27) zu berechnen. Die Rückkehrabtastzahl k kann die gleiche sein wie die Vorschubabtastzahl n.

Dann wird der integrierte Wert ΔEms gelöscht (Schritt S28). Die Differenz zwischen dem Vorschubfehlermittelwert ΔEp und dem Rückkehrfeldermittelwert ΔEm wird bestimmt, und geschrieben und in einem Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19 als ein dynamischer Verlustbewegungskorrekturwert ΔLd gespeichert (Schritte S29 und 30).

Auf die oben beschriebene Weise kann der dynamische Verlustbewegungskorrekturwert ΔLd automatisch eingestellt werden. Fig. 7 zeigt schematisch die Berechnung des dynamischen Verlustbewegungskorrekturwerts ΔLd.

Fig. 8 zeigt schematisch die Berechnung des dynamischen Verlustbewegungskorrekturwertes mit einer linearen Interpolation.

Nun wird ein Einstellvorgang von einem stationären Verlustbewegungskorrekturwert mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben. Ein Testprogramm zum Einstellen eines stationären Verlustbewegungskorrekturwertes wird ausgeführt (Schritt S31). In diesem Schritt wird eine reziproke Schrittführung durchgeführt, wie in Fig. 10 gezeigt. Ein Skalenwert (Maschinenpositionssignale) an jeder Vorschubhalteposition und jeder Rückkehrhalteposition wird gelesen und gespeichert (Schritt S32).

Wenn die reziproke Schrittführung über eine vorgeschriebene Länge vervollständigt wurde, wird das Testprogramm beendet (Schritt S33). Die Differenz ΔLi zwischen einem Vorschubskalenwert Xpi und einem Rückkehrskalenwert Xmi zur gleichen Befehlsposition wird für jede Halteposition berechnet (Schritt S34). Der Mittelwert davon wird über die gesamten Strecken berechnet (Schritt S35), und in dem Verlustbewegungskorrekturwertspeicher 19 als ein stationärer Verlustbewegungskorrekturwert ΔLs geschrieben und gespeichert (Schritt S36).

Der oben beschriebene Einstellvorgang eines dynamischen und stationären Verlustbewegungskorrekturwertes erfordert kein spezielles Hochpräzisionsmessinstrument und kann zu jedem Zeitpunkt lediglich durch einen Befehl von einer Konsole (wie beispielsweise eine Menüauswahl) durch den Nutzer durchgeführt werden. Das in dem obigen Ausführungsbeispiel beschriebene Einstellverfahren für einen Verlustbewegungskorrekturwert kann durch ein Ausführen eines vorab vorbereiteten Programms mit einer Computernumeriksteuerung implementiert werden. Das Programm wird auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet, wie beispielsweise einer Festplatte, einer Diskette oder CD-ROM und wird von dem Aufzeichnungsmedium gelesen, um durch den Computer ausgeführt zu werden.

Wie es aus der obigen Beschreibung zu sehen ist, wird ein Verlustbewegungskorrekturverfahren und ein Verlustbewegungskorrektursystem für ein Numeriksteuerungs- Maschinenwerkzeug bereitgestellt, das es erlaubt, dass eine notwendige Präzision für ein Verarbeiten eingehalten wird, indem stationäre Verlustbewegungsfehler unter Berücksichtigung ihrer kinetischen Eigenschaften gemessen werden, wenn auch mit einer verringerten Messpräzision.

Weiter wird ein Verlustbewegungskorrekturverfahren und Verlustbewegungskorrektursystem für ein Numeriksteuerung- Maschinenwerkzeug bereitgestellt, das es erlaubt, eine notwendige Verarbeitungspräzision aufrechtzuerhalten, indem dynamische Verlustbewegungsfehler unter Berücksichtigung ihrer kinetischen Eigenschaften gemessen werden, wenn auch mit einer verminderten Messpräzision.

Das Einstellverfahren von Verlustbewegungskorrekturwerten für ein Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuersystems umfasst ein Ausführen eines Testprogramms; ein periodisches Eingeben von Maschinenpositionssignalen, ausgegeben durch eine Positionsmessskala, die in dem Maschinenwerkzeug des Hybridsteuersystems bereitgestellt ist, und von Motorpositionssignalen, ausgegeben durch einen Drehcodierer; Bestimmen eines Fehlers durch das Abziehen von Motorpositionssignalen von den Maschinenpositionssignalen, Bestimmen der Differenz zwischen einem Mittelwert auf einer Vorschubseite und einem Mittelwert an einer Rückkehrseite der Fehler; und Speichern der Differenz als dynamischen Verlustbewegungskorrekturwert. Daher ist bei diesem Verfahren kein spezielles Hochpräzisionsmessinstrument erforderlich, und ein dynamischer Verlustbewegungskorrekturwert kann automatisch eingestellt werden.

Dieses Einstellverfahren von Verlustbewegungskorrekturwerten eines Maschinenwerkzeugs eines Hybridsteuersystems umfasst ein Durchführen einer Bogeninterpolation oder linearen, reziproken Achsensteuerung mit einem Testprogramm, und Bestimmen und Speichern eines Verlustbewegungskorrekturwerts für jede Führungsachse. Daher wird bei diesem Verfahren kein spezielles Hochpräzisionsmessinstrument benötigt, und ein dynamischer Verlustbewegungskorrekturwert kann für jede Achse automatisch eingestellt werden.

Das Einstellverfahren von Verlustbewegungskorrekturwerten eines Maschinenwerkzeugs eines hybriden Steuersystems umfasst: Bestimmen der Differenz zwischen einer beliebigen Koordinatenposition X_i und X_i-1 (X_i - X_i-1) und der Differenz zwischen der Koordinationposition X_i-1 und X_i-2 (X_i-1 - X_i-2); wenn die Gleichung (X_i - X_i-1) (X_i-1 - X_i-2) < 0 erfüllt ist, ein automatisches Bestimmen eines Vorschubs oder einer Rückkehr mit der Koordinatenposition X_i-1 als einer Umkehrposition. Daher wird bei diesem Vorgang ein Vorschub oder eine Rückkehr ohne besondere Vorrichtungen bestimmt, und ein dynamischer Verlustbewegungskorrekturwert kann mit hoher Präzision automatisch eingestellt werden.

Das Einstellverfahren von Verlustbewegungskorrekturwerten eines Maschinenwerkzeugs eines hybriden Steuersystems umfasst: Ausführen eines Testprogramms; Eingeben von Maschinenpositionssignalen, ausgegeben von der Positionserfassungsskala, die in dem Maschinenwerkzeug vom Hybridsteuertyp bereitgestellt ist; und Speichern eines Differenzmittelwerts der Maschinenpositionssignale an jeder Vorschubhalteposition und jeder Rückkehrhalteposition zur gleichen Befehlsposition als einen stationären Verlustbewegungskorrekturwert. Daher ist in diesem Vorgang kein spezielles Hochpräzisionsmessinstrument erforderlich, und ein stationärer Verlustbewegungskorrekturwert wird automatisch eingestellt.

Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium dieser Erfindung speichert ein Programm für einen Computer, um das Verlustbewegungskorrekturverfahren durchzuführen. Das Programm ist maschinenlesbar, folglich gibt es ein Aufzeichnungsmedium, das es einer computerisierten, numerischen Steuereinheit ermöglicht, den Vorgang dieser Erfindung durchzuführen.

Die numerische Steuereinheit dieser Erfindung führt das Einstellverfahren von Verlustbewegungskorrekturwerten durch. Daher benötigt die CNC kein spezielles Hochpräzisionsmessinstrument, und stellt automatisch dynamische und stationäre Verlustbewegungskorrekturwerte ein.

Während bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Verwendung spezieller Ausdrücke beschrieben wurden, dient eine solche Beschreibung lediglich veranschaulichenden Zwecken, und es versteht sich, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne von der Idee oder dem Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Ein Verlustbewegungskorrekturverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug, um einen Verlustbewegungsfehler eines mechanischen Übertragungssystems zu korrigieren, einschließlich eines ersten mechanischen Elements, das in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehl von einem Steuerprogramm zu bedienen ist, und eines zweiten mechanischen Elements zum Positionieren eines Steuerobjekts auf Zielpositionen, wobei das Verlustbewegungskorrekturverfahren umfasst:
Erfassen einer Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements;
Erfassen einer Betriebsposition eines zweiten mechanischen Elements;
Erfassen mit dem Steuerprogramm, dass das Steuerobjekt an einer ersten Zielposition anhält;
Berechnen eines stationären Verlustbewegungsfehlers als einen Verlustbewegungsfehler entlang eines Bewegungshalts des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjekts auf der ersten Zielposition, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position;
Einstellen eines ersten Verlustbewegungskorrekturwerts zum Kompensieren des stationären Verlustbewegungsfehlers; und
Korrigieren, durch den ersten Verlustbewegungskorrekturwert, eines ersten Steuerbefehls für eine Positionierung des Steuerobjekts auf die erste Zielposition.

2. Ein Verlustbewegungskorrekturverfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend:
Erfassen mit dem Steuerprogramm, dass das Steuerobjekt eine Bewegungsrichtung an einer zweiten Zielposition ändert;
Berechnen eines dynamischen Verlustbewegungsfehlers als einen Verlustbewegungsfehler entlang einer kontinuierlichen Bewegung des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjekts auf die zweite Zielposition, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position;
Einstellen eines zweiten Verlustbewegungskorrekturwerts zum Kompensieren des dynamischen Verlustbewegungsfehlers; und
Korrigieren durch einen zweiten Verlustbewegungskorrekturwert, eines zweiten Steuerbefehls zum Positionieren des Steuerobjekts auf die zweite Zielposition.

3. Ein Verlustbewegungskorrektursystem für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug für eine Korrektur eines Verlustbewegungsfehlers eines mechanischen Übertragungssystems einschließlich eines ersten mechanischen Elements, zu betreiben in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehl von einem Steuerprogramm, und eines zweiten mechanischen Elements zum Positionieren eines Steuerobjekts auf Zielpositionen, wobei das Verlustbewegungssystem umfasst:
einen ersten Detektor, konfiguriert, um eine Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements zu erfassen;
einen zweiten Detektor, konfiguriert, um eine Betriebsposition des zweiten mechanischen Elements zu erfassen;
einen Erfasser, konfiguriert, um aus dem Steuerprogramm festzustellen, dass das Steuerobjekt an einer ersten Zielposition anhält;
einen Berechner, konfiguriert, um einen stationären Verlustbewegungsfehler als einen Verlustbewegungsfehler entlang eines Bewegungshalts des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjekts an der ersten Zielposition zu berechnen, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position;
einen Steller, konfiguriert, einen ersten Verlustbewegungskorrekturwert zur Kompensation des stationären Verlustbewegungsfehlers einzustellen; und
einen Korrigierer, konfiguriert, um durch den ersten Verlustbewegungskorrekturwert einen ersten Steuerbefehl zur Positionierung des Steuerobjekts an der ersten Zielposition zu korrigieren.

4. Ein Verlustbewegungskorrektursystem nach Anspruch 3, wobei der Erfasser konfiguriert ist, mit dem Steuerprogramm zu erfassen, dass das Steuerobjekt eine Bewegungsrichtung an einer zweiten Zielposition ändert,
der Berechner konfiguriert ist, einen dynamischen Verlustbewegungsfehler als einen Verlustbewegungsfehler entlang einer kontinuierlichen Bewegung des mechanischen Übertragungssystems bei einer Positionierung des Steuerobjektes an der zweiten Zielposition zu berechnen, basierend auf der Betriebsgröße des ersten mechanischen Elements und der Betriebsposition der zweiten mechanischen Position,
der Steller konfiguriert ist, einen zweiten Verlustbewegungskorrekturwert zum Kompensieren des dynamischen Verlustbewegungsfehlers einzustellen, und
der Korrigierer konfiguriert ist, um durch den zweiten Verlustbewegungskorrekturwert einen zweiten Steuerbefehl zum Positionieren des Steuerobjekts an der zweiten Zielposition zu korrigieren.

5. Ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuersystems zum Durchführen einer Positionsschleifensteuerung unter Verwendung von Maschinenpositionssignalen, ausgegeben von einer Positionserfassungsskala zum Erfassen einer Maschinenposition, und Motorpositionssignalen, ausgegeben durch einen Drehcodierer zum Erfassen eines Drehwinkels eines Antriebsservomotors, wobei das Verlustbewegungskorrektur-Einstellverfahren umfasst:
Ausführen eines Testprogramms, um periodisch die Maschinenpositionssignale und die Motorpositionssignale einzugeben;
Berechnen von Differenzen zwischen den Maschinenpositionssignalen und den Motorpositionssignalen, um Fehler zu bestimmen;
Berechnen einer Differenz zwischen einem Mittelwert auf einer Vorschubseite und einem Mittelwert auf einer Rückkehrseite der Fehler; und
Halten der Differenz als einen dynamischen Verlustbewegungskorrekturwert.

6. Ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren nach Anspruch 5, wobei eine Bogeninterpolation oder lineare, reziproke Achsensteuerung durch das Testprogramm durchgeführt wird, und der Verlustbewegungskorrekturwert berechnet wird, um für jede Führungsachse gehalten zu werden.

7. Ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei X_i als eine Koordinate einer Zielposition definiert ist, festzulegen zu einem i-ten Zeitpunkt mit Bezug auf eine beliebige Koordinatenachse X durch das Testprogramm, und worin eine Bestimmung der Vorschubseite und der Rückkehrseite automatisch durchgeführt wird, auf eine Weise, in der eine Koordinate X_i-1 als eine Umkehrposition erachtet wird, wenn drei Koordinaten X_i, X_i-1 und X_i-2, aufeinanderfolgend festzulegen, die Bedingung (X_i - X_i-1) (X_i-1 - X_i-2) < 0 erfüllen.

8. Ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren für ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuersystems zum Durchführen einer Positionsschleifensteuerung unter Verwendung von Maschinenpositionssignalen, ausgegeben von einer Positionserfassungsskala zum Erfassen einer Maschinenposition, und Motorpositionssignalen, ausgegeben von einem Drehcodierer zum Erfassen eines Drehwinkels eines Ansteuerservomotors, wobei das Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren umfasst:
Ausführen eines Testprogramms, um eine reziproke Schrittführung durchzuführen;
Eingeben von Maschinenpositionssignalen, erhalten an jeweiligen Haltepositionen an einer Vorschubseite und jeweiligen Haltepositionen an einer Rückkehrseite bei identischen Befehlspositionen; und
Speichern eines Mittelwertes von Differenzen dazwischen als einen stationären Verlustbewegungskorrekturwert.

9. Ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen eines Programms, um auf einem Computer ein Verlustbewegungskorrekturwert-Einstellverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 durchzuführen.

10. Ein Numeriksteuerungs-Maschinenwerkzeug eines Hybridsteuersystems mit einem computerisierten Numeriksteuerer, um ein Verlustbewegungskorrekturwert- Einstellverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 durchzuführen.