DE102015204810A1

DE102015204810A1 - Steuerung

Info

Publication number: DE102015204810A1
Application number: DE102015204810.1A
Authority: DE
Inventors: c/o DMG MORI SEIKI CO. Wakizaka Munetaka
Original assignee: DMG Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2015-09-24
Also published as: JP6400311B2; JP2015179398A

Abstract

Eine Steuerung (1) enthält eine Steigungsfehler-Korrektureinheit (4), die einen Steigungsfehler-Korrekturbetrag zu einer befohlenen Bewegungsposition addiert, die von einer Positionsbefehlseinheit (3) zu einer Positionssteuereinheit (10) übertragen wird. In dem Fall, in dem eine Bewegungsrichtung eines beweglichen Körpers (22) umgekehrt wird, berechnet die Steigungsfehler-Korrektureinheit (4) Korrekturbeträge während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper (22) eine vorbestimmte Distanz von der Umkehrungsposition bewegt wird, durch Durchführen, basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper (22) nach einer Bewegung um die vorbestimmte Distanz in die Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, einer Interpolationsverarbeitung zwischen denselben und addiert die berechneten Korrekturbeträge zu den befohlenen Bewegungspositionen, die zu der Positionssteuereinheit (10) zu übertragen sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung, die eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen eines beweglichen Körpers steuert.
Hintergrund der Erfindung
Die Vorschubeinrichtung weist üblicherweise eine Führungseinheit zum Führen einer Bewegung des beweglichen Körpers und eine Antriebseinheit zum Bewegen des beweglichen Körpers auf und beispielsweise besteht die Führungseinheit aus einem Rollführungsmechanismus oder einem Gleitführungsmechanismus und die Antriebseinheit aus einer Kugelumlaufspindel, einer auf dem beweglichen Körper befestigten und mit der Kugelumlaufspindel verschraubten Schraubenmutter und einem Antriebsmotor, der die Kugelumlaufspindel um die Achse derselben herum dreht, um die Schraubenmutter und den mit derselben verbundenen beweglichen Körper zu bewegen.
Zudem ist die Steuerung, die die Vorschubeinrichtung steuert, zum Generieren eines Steuersignals basierend auf einer Soll-Bewegungsposition des beweglichen Körpers und Ansteuern des Antriebsmotors unter diesem Steuersignal und dadurch Verursachen, dass der Antriebsmotor die Kugelumlaufspindel um die Achse derselben herum dreht, konfiguriert und bewegt dadurch den beweglichen Körper zu der Soll-Bewegungsposition.
Im Übrigen kann in Bezug auf ein Gebiet, auf das die oben erwähnte Vorschubeinrichtung angewandt wird, das Gebiet der Werkzeugmaschinen als repräsentatives Beispiel angegebenen werden. Außerdem wird die Vorschubeinrichtung auf andere verschiedene Gebiete angewandt und in den letzten Jahren wird eine Positioniersteuerung mit einer höheren Genauigkeit erfordert. Insbesondere besteht in dem Fall, in dem das Positionieren unter Verwendung einer Kugelumlaufspindel durchgeführt wird, ein Problem, dass Positionierungsfehler, wie beispielsweise ein Steigungsfehler, zwischen einer Ist-Position und einer befohlenen Position des beweglichen Körpers auftreten, wenn der bewegliche Körper in eine Richtung, das heißt in eine positive Richtung oder eine negative Richtung, vorgeschoben wird, und durch ein Spiel und dergleichen verursachte Positionierungsfehler zwischen einer Ist-Position und einer befohlenen Position des beweglichen Körpers auftreten, auch wenn die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers umgekehrt wird, beispielsweise, wenn die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers von der positiven Richtung in die negative Richtung umgekehrt und der bewegliche Körper in die negative Richtung bewegt wird.
Von den oben erwähnten Positionierungsfehlern ist der Steigungsfehler ein Fehler, der in erster Linie durch eine Bearbeitungsgenauigkeit der Kugelumlaufspindel verursacht wird und aufgrund der Tatsache auftritt, dass der Abstand zwischen Steigungen abhängig von der Position in Längsrichtung der Kugelumlaufspindel leicht variiert, und der Steigungsfehler enthält neben diesem Fehler beispielsweise einen Fehler, der durch elastische Verformung der Kugelumlaufspindel aufgrund einer Beanspruchung, z. B. einer Reibungskraft, verursacht wird, die auf die Kugelumlaufspindel ausgeübt wird, wenn sich der bewegliche Körper bewegt, und andere Fehler.
Um solche Steigungsfehler zu kompensieren, wird im Allgemeinen eine Steigungsfehlerkorrektur durchgeführt, bei der ein Korrekturbetrag zum Aufheben eines Fehlerbetrags, der auftritt, wenn der bewegliche Körper bewegt wird, zuvor für alle Bewegungspositionen gespeichert wird, die in vorbestimmten Intervallen beabstandet sind, und ein entsprechender Korrekturbetrag zu einer befohlenen Bewegungsposition zum Bewegen des beweglichen Körpers zu jeder Bewegungsposition addiert wird, um die befohlene Bewegungsposition zu kompensieren. Eine Steigungsfehlerkorrektur, wie in der unten erwähnten Patentliteratur 1 offenbart ist, wurde herkömmlich vorgeschlagen.
Bei der in der Patentliteratur 1 ( japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 52-063578 ) offenbarten Steigungsfehlerkorrektur wird die Aufmerksamkeit auf die Tatsache gerichtet, dass eine Differenz zwischen einem Fehlerbetrag, der auftritt, wenn ein beweglicher Körper in eine positive Richtung bewegt wird, und einem Fehlerbetrag besteht, der auftritt, wenn der bewegliche Körper in eine negative Richtung bewegt wird, und sich Korrekturbeträge voneinander unterscheiden, die zur Steigungsfehlerkorrektur verwendet werden, wenn der bewegliche Körper in die negative Richtung bewegt wird und wenn der bewegliche Körper in die positive Richtung bewegt wird.
Ein Überblick dieser Steigungsfehlerkorrektur wird basierend auf den 8 und 9 beschrieben. Bei dieser Steigungsfehlerkorrektur wird zunächst während des Bewegens eines beweglichen Körpers zu befohlenen Bewegungspositionen, die in vorbestimmten Intervallen beabstandet sind, von einer Position P₁ zu einer Position P₂, das heißt in eine positive Richtung, eine Ist-Position des beweglichen Körpers, die allen befohlenen Bewegungspositionen entspricht, unter Verwendung einer Positionsmessvorrichtung, z. B. einer optischen Abstandsmessvorrichtung, einer linearen Skala oder dergleichen, gemessen und ein Steigungsfehlerbetrag (nachstehend einfach als „Fehlerbetrag” bezeichnet), der eine Differenz zwischen der befohlenen Bewegungsposition und der Ist-Position des beweglichen Körpers ist, berechnet und Werte, die durch Umkehren des Positiven oder Negativen jedes sich ergebenden Fehlerbetrags erhalten werden, werden als Steigungsfehler-Korrekturbeträge (nachstehend einfach als „Korrekturbeträge” bezeichnet) in der positiven Richtung definiert und in Form einer Datentabelle in einer angemessenen Speichereinrichtung gespeichert.
Zudem wird in gleicher Weise während des Bewegens des beweglichen Körpers zu den befohlenen Bewegungspositionen, die in vorbestimmten Intervallen beabstandet sind, von der Position P₂ zu der Position P₁, das heißt in eine negative Richtung, eine Ist-Position des beweglichen Körpers, die allen befohlenen Bewegungspositionen entspricht, gemessen und ein Fehlerbetrag, der eine Differenz zwischen der befohlenen Bewegungsposition und der Ist-Position des beweglichen Körpers ist, berechnet und Werte, die durch Umkehren des Positiven oder Negativen jedes sich ergebenden Fehlerbetrags erhalten werden, werden als Korrekturbeträge in der negativen Richtung definiert und in Form einer Datentabelle in der Speichereinrichtung gespeichert.
In 8 werden schematische Fehlerbeträge in sowohl der positiven Richtung als auch der negativen Richtung, die folglich erhalten werden, durch durchgezogene Linien (approximierte Kurven) gezeigt und auch schematische Korrekturbeträge in sowohl der positiven Richtung als auch der negativen Richtung, die von diesen Fehlerbeträgen erhalten werden, durch gestrichelte Linien (approximierte Kurven) gezeigt. Es wird angemerkt, dass die Position P₁ ein Hubende des beweglichen Körpers in der negativen Richtung ist und die Position P₂ ein Hubende des beweglichen Körpers in der positiven Richtung ist.
Zudem wird bei dieser Steigungsfehlerkorrektur beim Bewegen des beweglichen Körpers auf eine entsprechende Datentabelle der Datentabelle für die positive Richtung und der Datentabelle für die negative Richtung, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind, gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers Bezug genommen und eine Verarbeitung zum Addieren eines entsprechenden Korrekturbetrags zu jeder befohlenen Bewegungsposition (Korrekturverarbeitung) durchgeführt. Folglich werden die oben erwähnten Positionierungsfehler durch diese Korrekturverarbeitung beseitigt.
9 zeigt Positionierungsfehler an den befohlenen Bewegungspositionen des beweglichen Körpers in dem Fall, in dem die Korrekturverarbeitung zum Addieren eines entsprechenden Korrekturbetrags gemäß der Bewegungsrichtung zu allen befohlenen Bewegungspositionen, die in vorbestimmten Intervallen beabstandet sind, durchgeführt wird, während der bewegliche Körper von der Position P₁ zu der Position P₂ bewegt wird und dann die Bewegungsrichtung desselben umgekehrt wird und der bewegliche Körper von der Position P₂ zu der Position P₁ bewegt wird. Wie in 9 gezeigt, können gemäß dieser Steigungsfehlerkorrektur Positionierungsfehler in sowohl Vorwärtswegen als auch Rückwärtswegen beseitigt werden und folglich ist es möglich, die Genauigkeit des Positionierens eines beweglichen Körpers zu verbessern.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 52-063578

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Steigungsfehlerkorrektur, die in der oben erwähnten Patentliteratur 1 offenbart ist, ist es zwar möglich, den beweglichen Körper an allen befohlenen Bewegungspositionen, die in vorbestimmten Intervallen beabstandet sind, in dem Fall, in dem der bewegliche Körper in die positive Richtung von der Position P₁ zu der Position P₂ bewegt wird, und in dem Fall, in dem der bewegliche Körper in die negative Richtung von der Position P₂ zu der Position P₁ bewegt wird, genau zu positionieren, aber es besteht jedoch ein Problem, dass in dem Fall, in dem der bewegliche Körper an einer Zwischenposition zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, die Positionierungsgenauigkeit während eines Zeitraums schlecht ist, in dem der bewegliche Körper eine vorbestimmte Strecke bzw. Distanz nach der Umkehrung bewegt wird.
Dieses Problem wird basierend auf 10 detaillierter erläutert werden. In 10 werden Fehlerbeträge in dem Fall, in dem der bewegliche Körper bei dem in 8 gezeigten Beispiel von der Position P₁ zu einer Position P₃, die eine Zwischenposition zwischen der Position P₁ und der Position P₂ ist, bewegt wird und dann die Bewegungsrichtung desselben an der Position P₃ umgekehrt wird und der bewegliche Körper in die Ausgangsposition P₁ bewegt wird, durch eine dicke durchgezogene Linie gezeigt und Fehlerbeträge in dem Fall, in dem der bewegliche Körper in gleicher Weise wie in 8 zu der Position P₂ ohne Umkehren der Bewegungsrichtung desselben an der Position P₃ bewegt wird und dann die Bewegungsrichtung desselben an der Position P₂ umgekehrt wird und der bewegliche Körper zu der Ausgangsposition P₁ desselben bewegt wird, durch eine dünne durchgezogene Linie gezeigt.
Zudem werden Korrekturbeträge, die in Form einer Datentabelle bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur gespeichert werden, durch dicke und dünne gestrichelte Linien gezeigt, die denen gleichen, die durch gestrichelte Linien in 8 gezeigt sind.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur nur eine Korrekturdatentabelle für jede Richtung der positiven Richtung und negativen Richtung vorbereitet. Daher wird bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur beispielsweise in dem Fall, in dem der bewegliche Körper von der Position P₁ zu der Zwischenposition P₃ bewegt wird und dann die Bewegungsrichtung desselben an der Position P₃ umgekehrt wird und der bewegliche Körper zu der Ausgangsposition P₁ bewegt wird, eine Steigungsfehlerkorrektur unter Verwendung der Korrekturbeträge für die positive Richtung, die durch eine dicke gestrichelte Linie gezeigt sind, gemäß der Position des beweglichen Körpers durchgeführt, während der bewegliche Körper von der Position P₁ zu der Position P₃ bewegt wird, und zu der Zeit des Umkehrens der Bewegungsrichtung der anzuwendende Korrekturbetrag von einem Korrekturbetrag H₃ für die positive Richtung zu einem Korrekturbetrag H₃' für die negative Richtung geschaltet, die für die Position P₃ eingestellt sind, (in der Figur durch einen Pfeil mit einer gestrichelten Linie gezeigt) und danach eine Steigungsfehlerkorrektur unter Verwendung der Korrekturbeträge für den Rückwärtsweg, die durch eine dicke gestrichelte Linie gezeigt sind, durchgeführt.
In dem Fall, in dem die zu verwendende Korrekturdatentabelle plötzlich von der Korrekturdatentabelle für die positive Richtung zu der Korrekturdatentabelle für die negative Richtung zu der Zeit der Umkehrung geschaltet wird, tritt jedoch ein Problem auf, dass die Fehlerbeträge nach der Umkehrung abrupt zunehmen, wie in 11 gezeigt.
Wie in 10 gezeigt, zeigt eine Fehlerbetrag-Veränderung während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper eine vorbestimmte Distanz ΔL nach einer Umkehrung in dem Fall bewegt wird, in dem die Bewegungsrichtung an der Zwischenposition P₃ umgekehrt wird, die gleiche Tendenz wie eine Fehlerbetrag-Veränderung während des Zeitraums auf, in dem der bewegliche Körper die vorbestimmte Distanz ΔL nach einer Umkehrung in dem Fall bewegt wird, in dem die Bewegungsrichtung an der Position P₂ umgekehrt wird. Daher sollten nach der Umkehrung die Korrekturbeträge während des Zeitraums, in dem der bewegliche Körper die vorbestimmte Distanz ΔL bewegt wird, auf jene Korrekturbeträge zum Aufheben von Fehlerbeträgen, die während des Zeitraums auftreten, das heißt Korrekturbeträge eingestellt werden, die durch Umkehren des Positiven oder Negativen aller Fehlerbeträge erhalten werden, die durch eine Kurve HL₃ approximiert sind, die durch eine abwechselnd mit zwei Punkten und einem Strich versehene Linie in 10 gezeigt ist.
Bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur, die oben beschrieben wurde, wird trotzdem die zu verwendende Korrekturdatentabelle plötzlich von der Korrekturdatentabelle für die positive Richtung zu der Korrekturdatentabelle für die negative Richtung bei der Umkehrung geschaltet. Daher besteht eine drastische Änderung zwischen den Korrekturbeträgen, die vor und nach der Umkehrung angewandt werden, und ferner entsprechen die Korrekturbeträge, die nach der Umkehrung angewandt werden, nicht tatsächlichen Fehlerbeträgen und folglich nehmen die Fehlerbeträge nach der Umkehrung abrupt zu, wie in 11 gezeigt.
Andererseits hängt die Position, an der der bewegliche Körper umgekehrt wird, damit zusammen, wie der bewegliche Körper zu betätigen ist, was eine Ausgestaltungssache ist, und dieselbe kann nicht einheitlich bestimmt werden. Um die Positionierungsgenauigkeit nach der Umkehrung bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur zu verbessern, ist es daher erforderlich, akkurate Korrekturdaten während des Zeitraums, in dem der bewegliche Körper eine vorbestimmte Distanz ΔL nach der Umkehrung bewegt wird, in Bezug auf alle möglichen Umkehrungspositionen zu speichern. Dies ist jedoch keine praktische Lösung, da die Datenmenge äußerst groß wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Gegebenheiten erzielt und eine Aufgabe derselben ist, eine Steuerung zu liefern, die beim Umkehren einer Vorschubrichtung eines beweglichen Körpers zum Positionieren des beweglichen Körpers nach der Umkehrung mit hoher Genauigkeit durch Steigungsfehlerkorrektur fähig ist.
Lösung des Problems.
Zum Erfüllen der oben erwähnten Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuerung, die einen Betrieb eines Antriebsmotors einer Vorschubeinrichtung steuert, die eine Führungseinheit zum Führen einer Bewegung eines beweglichen Körpers in eine vorbestimmte Bewegungsachsenrichtung und eine Antriebsmechanismuseinheit enthält, die den Antriebsmotor aufweist und den beweglichen Körper in die Bewegungsachsenrichtung bewegt, wobei die Steuerung Folgendes enthält:
eine Positionsbefehlseinheit, die eine befohlene Bewegungsposition für den beweglichen Körper generiert und die generierte befohlene Bewegungsposition ausgibt;
eine Positionssteuereinheit, die ein Steuersignal gemäß der befohlenen Bewegungsposition generiert, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, und den Antriebsmotor steuert; und
eine Steigungsfehler-Korrektureinheit, die basierend auf Korrekturbeträgen, die für vorbestimmte Positionen in Bewegungsachsenrichtung zuvor bestimmt wurden, einen Korrekturbetrag, der der befohlenen Bewegungsposition entspricht, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, zu der befohlenen Bewegungsposition beim Bewegen des beweglichen Körpers in Bewegungsachsenrichtung addiert,
wobei die Steigungsfehler-Korrektureinheit Folgendes enthält:
eine Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung, die in derselben Korrekturbeträge für die positive Richtung speichert, die Positionierungsfehlerbeträgen entsprechen, die an den vorbestimmten Positionen des beweglichen Körpers beim Bewegen des beweglichen Körpers von einer Position P₁ zu einer Position P₂ auf der Bewegungsachse in eine positive Richtung auftreten;
eine Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung, die in derselben Korrekturbeträge für die negative Richtung speichert, die Positionierungsfehlerbeträgen entsprechen, die an den vorbestimmten Positionen des beweglichen Körpers beim Bewegen des beweglichen Körpers von der Position P₂ zu der Position P₁ auf der Bewegungsachse in eine negative Richtung auftreten;
eine Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit, die basierend auf der befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers und die befohlene Bewegungsposition erkennt;
eine Korrekturbetrag-Einstelleinheit, die basierend auf der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers und der befohlenen Bewegungsposition, die durch die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit erkannt werden, einen Korrekturbetrag, der der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers und der befohlenen Bewegungsposition entspricht, durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die positive Richtung, die in der Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung gespeichert sind, oder die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in der Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung gespeichert sind, gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers einstellt; und
eine Korrektur-Ausführungseinheit, die den durch die Korrekturbetrag-Einstelleinheit eingestellten Korrekturbetrag zu der befohlenen Bewegungsposition addiert, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, wobei
die Korrekturbetrag-Einstelleinheit konfiguriert ist, um in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, Korrekturbeträge für die vorbestimmten Positionen während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper eine vorbestimmte Distanz von der Umkehrungsposition bewegt wird, durch eine Interpolationsverarbeitung basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper nach der Bewegung um die vorbestimmte Distanz in Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, zu berechnen.
Nach dieser Steuerung wird eine befohlene Bewegungsposition auf der Bewegungsachse für den beweglichen Körper durch die Positionsbefehlseinheit generiert und die generierte befohlene Bewegungsposition zu der Positionssteuereinheit übertragen. Dann wird durch die Positionssteuereinheit ein Steuersignal gemäß der befohlenen Bewegungsposition generiert und der Antriebsmotor gemäß dem Steuersignal gesteuert, wobei dadurch der bewegliche Körper zu der befohlenen Bewegungsposition bewegt wird.
Zu dieser Zeit wird basierend auf Korrekturbeträgen, die zuvor für vorbestimmte Positionen in der Bewegungsachsenrichtung eingestellt wurden, ein Korrekturbetrag, der der befohlenen Bewegungsposition entspricht, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, zu der befohlenen Bewegungsposition durch die Steigungsfehler-Korrektureinheit addiert.
Insbesondere werden in der Steigungsfehler-Korrektureinheit basierend auf der befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers und die befohlene Bewegungsposition durch die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit erkannt und basierend auf der erkannten Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers und der befohlenen Bewegungsposition ein Korrekturbetrag, der der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers und der befohlenen Bewegungsposition entspricht, durch die Korrekturbetrag-Einstelleinheit durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die positive Richtung, die in der Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung gespeichert sind, oder die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in der Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung gespeichert sind, gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers, das heißt gemäß dessen, ob die Bewegungsrichtung die positive Richtung oder die negative Richtung ist, eingestellt und eine Verarbeitung zum Addieren des eingestellten Korrekturbetrags zu der befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird, durch die Korrektur-Ausführungseinheit durchgeführt.
In dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers, die durch die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit erkannt wird, zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, berechnet die Korrekturbetrag-Einstelleinheit zudem Korrekturbeträge für die vorbestimmten Positionen nach der Umkehrung durch Durchführen, basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper nach einer Bewegung um eine vorbestimmte Distanz in die Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, einer Interpolationsverarbeitung zwischen denselben und die Korrektur-Ausführungseinheit addiert einen somit berechneten Korrekturbetrag zu der befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit ausgegeben wird.
Da ein Korrekturbetrag gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers zu der befohlenen Bewegungsposition addiert wird, ist es nach der Steuerung der vorliegenden Erfindung folglich möglich, den beweglichen Körper mit hoher Genauigkeit gemäß der Bewegungsrichtung desselben zu positionieren.
In dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, werden zudem Korrekturbeträge für die vorbestimmten Positionen nach der Umkehrung durch eine Interpolationsverarbeitung basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper nach einer Bewegung um eine vorbestimmte Distanz in Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, berechnet. Daher werden die Korrekturbeträge während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper eine vorbestimmte Distanz bewegt wird, auf Korrekturbeträge eingestellt, die graduell von den Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung zu den Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung nach der Umkehrung verstellt werden, und die Korrekturbeträge nähern sich Korrekturbeträgen zum Aufheben tatsächlicher Steigungsfehlerbeträge, die während des Zeitraums auftreten, in dem der bewegliche Körper die vorbestimmte Distanz nach der Umkehrung bewegt wird.
Nach der Steuerung der vorliegenden Erfindung kann infolgedessen in dem Fall, in dem der bewegliche Körper zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, das Positionieren des beweglichen Körpers unmittelbar nach der Umkehrung mit einer höheren Genauigkeit im Vergleich zu der herkömmlichen Technik durchgeführt werden, bei der der Korrekturbetrag plötzlich von einem Korrekturbetrag für die Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung zu einem Korrekturbetrag für die Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung nach der Umkehrung verstellt wird und danach eine Korrektur der befohlenen Bewegungsposition gemäß den Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung nach der Umkehrung durchgeführt wird.
Es wird angemerkt, dass bei der oben beschriebenen Steuerung ein Modus angewandt werden kann, bei dem die Korrekturbetrag-Einstelleinheit zum Durchführen der Interpolationsverarbeitung gemäß einer linearen Funktion oder einer nichtlinearen Funktion mit einer Bewegungsmenge des Bewegungskörpers, die als Variable verwendet wird, konfiguriert ist. Die nichtlineare Funktion, die auf die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist nicht beschränkt und enthält beispielsweise eine quadratische Funktion, eine kubische Funktion oder andere Exponentialfunktionen und dergleichen, wobei jedoch eine Funktion, die sich Korrekturbeträgen zum Aufheben von Steigungsfehlerbeträgen nach der Umkehrung des beweglichen Körpers nähern kann, bevorzugt wird.
Zudem kann die Korrekturbetrag-Einstelleinheit zum Durchführen der Interpolationsverarbeitung gemäß einer Funktion konfiguriert sein, die einer Korrekturbetrag-Veränderung, die beim Bewegen des beweglichen Körpers die vorbestimmte Distanz in die positive Richtung von der Position P₁ auftritt, oder einer Korrekturbetrag-Veränderung entspricht, die beim Bewegen des beweglichen Körpers die vorbestimmte Distanz in die negative Richtung von der Position P₂ auftritt. Gemäß solch einer Funktion berechnete Korrekturbeträge nähern sich genauer Korrekturbeträgen zum Aufheben tatsächlicher Steigungsfehlerbeträge, die nach der Umkehrung des beweglichen Körpers auftreten, und daher kann das Positionieren des beweglichen Körpers unmittelbar nach der Umkehrung mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Nach der Steuerung der vorliegenden Erfindung kann der bewegliche Körper, da ein Korrekturbetrag gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers zu der befohlenen Bewegungsrichtung addiert wird, mit einer hohen Genauigkeit gemäß der Bewegungsrichtung desselben positioniert werden. Zudem kann eine Positionierung des beweglichen Körpers unmittelbar nach der Umkehrung mit einer hohen Genauigkeit selbst im Falle des Umkehrens des beweglichen Körpers durchgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine erläuternde Darstellung, die eine schematische Konfiguration einer Steuerung und einer Vorschubeinrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern des Erhaltens eines Steigungsfehler-Korrekturbetrags bei der Ausführungsform;
3 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration der Steuerung nach der Ausführungsform zeigt;
4 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern eines Steigungsfehlerbetrags und eines Steigungsfehler-Korrekturbetrags nach der Ausführungsform;
5 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern eines Steigungsfehler-Korrekturbetrags zu der Zeit einer Umkehrung nach der Ausführungsform;
6 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern eines Steigungsfehler-Korrekturbetrags zu der Zeit einer Umkehrung nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern eines Steigungsfehler-Korrekturbetrags zu der Zeit einer Umkehrung nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern einer herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur;
9 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur;
10 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern eines Problems bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur; und
11 ist eine erläuternde Darstellung zum Erläutern des Problems bei der herkömmlichen Steigungsfehlerkorrektur.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Zuerst werden Konfigurationen einer Vorschubeinrichtung und einer Steuerung derselben nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine schematische Draufsicht, die die Vorschubeinrichtung und die Steuerung zeigt, 2 ist eine schematische Seitenansicht der Vorschubeinrichtung und 3 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration der Steuerung zeigt.
Die Vorschubeinrichtung 20 ist beispielsweise in einer Werkzeugmaschine vorgesehen und enthält eine Führungseinheit 30 und eine Antriebseinheit 40, die auf einer Basis 21 angeordnet sind, wie in 1 gezeigt. Die Führungseinheit 30 besteht aus einem Paar Führungsschienen 31, die parallel zueinander entlang der Pfeilrichtung mit einem angemessenen Abstand zwischen denselben auf der Basis 21 angeordnet sind, und vier Schieber 32, die auf einer Unterseite eines beweglichen Körpers 22 befestigt sind und mit den Führungsschienen 31 in Eingriff stehen, um entlang den Führungsschienen 31 beweglich zu sein, und der bewegliche Körper 22 kann in Pfeilrichtung durch die Führungseinheit 30 bewegt werden.
Zudem besteht die Antriebseinheit 40 aus einer Kugelumlaufspindel 41, die entlang der Pfeilrichtung zwischen dem Paar Führungsschienen 31 angeordnet ist, einer Schraubenmutter 44, die auf der Unterseite des beweglichen Körpers 22 befestigt ist und mit einer Schraubenwelle der Kugelumlaufspindel 41 über Kugeln verschraubt ist, einem Paar Lager 42, die auf der Basis 21 zum drehbaren Lagern beider Enden der Kugelumlaufspindel 41 angeordnet sind, einem Antriebsmotor 43, der auch auf der Basis 21 zum Drehen der Schraubenwelle der Kugelumlaufspindel 41 um die Achse derselben herum angeordnet ist, und einem Geber 45, der eine Drehwinkelposition des Antriebsmotors 43 erfasst.
Die Steuerung 1 steuert den Betrieb des Antriebsmotors 43 und besteht aus einer Programmanalyseeinheit 2, einer Positionsbefehlseinheit 3, einer Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 und einer Positionssteuereinheit 10, wie in 3 gezeigt.
Die Programmanalyseeinheit 2 analysiert ein NC-Programm, das in einer angemessenen Speichereinheit gespeichert ist, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, oder ein NC-Programm, das nach Bedarf in dieselbe eingegeben wird, extrahiert Informationen in Bezug auf eine Soll-Bewegungsposition und eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers 22, die in dem NC-Programm enthalten sind, und überträgt die extrahierten Informationen in Bezug auf die Soll-Bewegungsposition und die Bewegungsgeschwindigkeit zu der Positionsbefehlseinheit 3.
Basierend auf den Informationen in Bezug auf die Soll-Bewegungsposition und die Bewegungsgeschwindigkeit, die von der Programmanalyseeinheit 2 übertragen werden, generiert die Positionsbefehlseinheit 3 sukzessiv befohlene Bewegungspositionen gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit und führt eine Verarbeitung zum sukzessiven Übertragen der generierten befohlenen Bewegungspositionen zu der Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 und der Positionssteuereinheit 10 durch.
Die Positionssteuereinheit 10 empfängt die befohlenen Bewegungspositionen, die von der Positionsbefehlseinheit 3 übertragen werden, generiert ein Steuersignal (gegenwärtiges Steuersignal) gemäß der befohlenen Bewegungsposition und steuert den Betrieb des Antriebsmotors 43 gemäß dem generierten Steuersignal (gegenwärtiges Steuersignal). Basierend auf einem Signal in Bezug auf eine Ist-Winkelposition des Antriebsmotors 43, das von dem Geber 45 übertragen wird, (das heißt eine Ist-Position des beweglichen Körpers 22) regelt die Positionssteuereinheit bzw. Positionsregeleinheit 10 zu dieser Zeit den Antriebsmotor 43 durch Rückkopplung, um eine Abweichung zwischen den befohlenen Bewegungspositionen und der Ist-Position zu korrigieren.
Die Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 ist eine Verarbeitungseinheit, die die befohlenen Bewegungspositionen empfängt, die von der Positionsbefehlseinheit 3 übertragen werden, Korrekturbeträge gemäß der Position des beweglichen Körpers 22 einstellt und die eingestellten Korrekturbeträge zu den befohlenen Bewegungspositionen addiert, die von der Positionsbefehlseinheit 3 ausgegeben werden, und die Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 besteht aus einer Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5, einer Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6, einer Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung, einer Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung und einer Korrektur-Ausführungseinheit 9.
Die Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung ist eine funktionale Einheit, die in derselben einen Steigungsfehler-Korrekturbetrag (nachstehend einfach als „Korrekturbetrag” bezeichnet) für alle vorbestimmten Positionen beim Bewegen des beweglichen Körpers 22 in eine positive Richtung in Form einer Datentabelle speichert, und die Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung ist eine funktionale Einheit, die in derselben einen Korrekturbetrag für alle vorbestimmten Positionen beim Bewegen des beweglichen Körpers 22 in eine negative Richtung in Form einer Datentabelle speichert. Die Korrekturbeträge, die in der Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung und der Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung zu speichern sind, werden zuvor eingestellt.
Die Korrekturbeträge werden in solch einer Weise eingestellt, dass beispielsweise, wie in 2 gezeigt, während des Bewegens des beweglichen Körpers 22 zu befohlenen Bewegungspositionen, die in vorbestimmten Intervallen (der Intervall entspricht einer Steigung und beträgt 50 mm in 2) beabstandet sind, in die positive Richtung von einer Position P₁ als ein Hubende in der negativen Richtung zu einer Position P₂ als ein Hubende in der positiven Richtung durch Ansteuern des Antriebsmotors 43 unter Steuerung durch die Positionssteuereinheit 10, ein Positionierungsfehlerbetrag (Steigungsfehlerbetrag; nachstehend einfach als „Fehlerbetrag” bezeichnet) an jeder befohlenen Bewegungsposition, d. h. ein Fehlerbetrag, der eine Differenz zwischen jeder befohlenen Bewegungsposition und einer Ist-Bewegungsposition des beweglichen Körpers 22 ist, unter Verwendung einer Positionsmessvorrichtung, z. B. eine optische Abstandsmessvorrichtung, eine lineare Skala oder dergleichen, gemessen wird und Werte, die durch Umkehren des Positiven oder Negativen jedes sich ergebenden Fehlerbetrags erhalten werden, als Korrekturbeträge für die positive Richtung definiert werden und in der Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung in einem Zustand gespeichert werden, in dem dieselben mit den Positionen des beweglichen Körpers 22 (den vorbestimmten Positionen) assoziiert werden.
In gleicher Weise wird während des Bewegens des beweglichen Körpers 22 zu den befohlenen Bewegungspositionen, die in den vorbestimmten Intervallen beabstandet sind, in die negative Richtung von der Position P₂ zu der Position P₁ ein Fehlerbetrag an jeder befohlenen Bewegungsposition gemessen und Werte, die durch Umkehren des Positiven oder Negativen jedes sich ergebenden Fehlerbetrags erhalten werden, werden als Korrekturbeträge für die negative Richtung definiert und in der Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung in einem Zustand gespeichert, in dem dieselben mit den Positionen des beweglichen Körpers 22 (den vorbestimmten Positionen) assoziiert werden.
In 4 werden Beispiele schematischer Fehlerbeträge für die positive Richtung und Fehlerbeträge für die negative Richtung, die in solch einer Weise gemessen werden, wie oben beschrieben wurde, durch durchgezogene Linien gezeigt und ferner Beispiele schematischer Korrekturbeträge für die positive Richtung und Korrekturbeträge für die negative Richtung, die gemäß den Fehlerbeträgen für die positive Richtung und Fehlerbeträgen für die negative Richtung eingestellt werden, durch gestrichelte Linien gezeigt.
Es wird angemerkt, dass die Steigung auf 50 mm bei dem in 2 gezeigten Beispiel eingestellt ist. Jedoch ist die Steigung nicht darauf beschränkt und es wird bevorzugt, dass die Steigung auf einen kleineren Abstand eingestellt ist. Die Korrekturbeträge können zudem in kleineren Intervallen durch Durchführen einer Interpolationsverarbeitung an den Steigungen in Intervallen, die kleiner als die Steigung sind, eingestellt werden.
Die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5 empfängt sukzessiv die befohlenen Bewegungspositionen, die von der Positionsbefehlseinheit 3 übertragen werden, erkennt eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 und die befohlenen Bewegungspositionen und führt eine Verarbeitung zum Übertragen der erkannten Bewegungsrichtung und befohlenen Bewegungspositionen zu der Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 durch.
Basierend auf der Bewegungsrichtung und den befohlenen Bewegungspositionen, die von der Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5 empfangen werden, stellt die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 die positive Richtung ist, Korrekturbeträge, die den befohlenen Bewegungspositionen des beweglichen Körpers 22 entsprechen, durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die positive Richtung, die in der Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung gespeichert sind, ein. Andererseits stellt die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 die negative Richtung ist, Korrekturbeträge, die den befohlenen Bewegungspositionen des beweglichen Körpers 22 entsprechen, durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in der Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung gespeichert sind, ein. Dann führt die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 eine Verarbeitung zum Übertragen der eingestellten Korrekturbeträge zu der Korrektur-Ausführungseinheit 9 durch.
In dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22, die von der Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5 übertragen wird, zwischen der Position P₁ und der Position P₂, das heißt an einer Zwischenposition zwischen denselben, umgekehrt wird, berechnet die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 einen Korrekturbetrag für die vorbestimmten Positionen nach der Umkehrung durch Durchführen, basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper 22 nach Bewegung um eine vorbestimmte Distanz in die Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, einer Interpolationsverarbeitung zwischen denselben und überträgt die sich ergebenden Korrekturbeträge zu der Korrektur-Ausführungseinheit 9.
Das Einstellen der Korrekturbeträge in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 an einer Zwischenposition umgekehrt wird, wird unter Verwendung der 5 detaillierter erläutert. In 5 werden schematische Korrekturbeträge in dem Fall, in dem der bewegliche Körper 22 in die positive Richtung von der Position P₁ bewegt wird und dann die Bewegungsrichtung desselben in die negative Richtung an der Position P₃ umgekehrt wird und der bewegliche Körper 22 zu der Ausgangsposition P₁ bewegt wird, durch eine dicke gestrichelte Linie gezeigt.
Wie in 5 gezeigt, stellt die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper 22 von der Position P₁ zu der Position P₃ bewegt wird, da die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22, die von der Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5 übertragen wird, die positive Richtung ist, die Korrekturbeträge während des Zeitraums durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die positive Richtung, die in der Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung gespeichert sind, (die Korrekturbeträge für die positive Richtung, die in 5 durch eine dicke gestrichelte Linie gezeigt sind) ein.
Wenn die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22, die von der Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5 übertragen wird, in die negative Richtung an der Position P₃ umgekehrt wird, berechnet die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 anschließend einen Korrekturbetrag für jede vorbestimmten Position während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper 22 eine vorbestimmte Distanz ΔL nach der Umkehrung bewegt wird, durch Durchführen, basierend auf H₃, das ein Korrekturbetrag für die positive Richtung ist, der der Position P₃ entspricht, und einem Korrekturbetrag H_ΔL für die negative Richtung, der einer Position entspricht, die der bewegliche Körper 22 nach einer Bewegung um die vorbestimmte Distanz ΔL in die Umkehrungsrichtung (negative Richtung) von der Position P₃ erreicht, einer Interpolationsverarbeitung zwischen denselben gemäß einer angemessenen Kurve. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem die vorbestimmte Distanz ΔL in fünf geteilt ist und Korrekturbeträge H_a, H_b, H_c, und H_d in Interpolationsintervallen von ΔL/5 berechnet werden. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel und das Interpolationsintervall ist gleich dem Intervall zwischen den vorbestimmten Positionen. Die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 überträgt die folglich durch die Interpolationsverarbeitung berechneten Korrekturbeträge zu der Korrektur-Ausführungseinheit 9.
Es wird angemerkt, dass bei dem in 5 gezeigten Beispiel die Kurve (das heißt eine Funktion), die bei der Interpolationsverarbeitung zu verwenden ist, (siehe Abschnitt A in 5) auf eine Kurve (Funktion) eingestellt ist, die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in einem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 eine vorbestimmte Distanz ΔL in die negative Richtung von der Position P₂ bewegt wird, (siehe Abschnitt B in 5) oder auf eine Kurve (Funktion) eingestellt ist, die sich derselben nähert. Wie in 10 gezeigt und im Voranstehenden erläutert, zeigt eine Fehlerbetrag-Veränderung während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper 22 eine vorbestimmte Distanz ΔL nach der Umkehrung in dem Fall bewegt wird, in dem die Bewegungsrichtung desselben an der Position P₃ umgekehrt wird, die gleiche Tendenz wie eine Fehlerbetrag-Veränderung während eines Zeitraums auf, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL nach der Umkehrung in dem Fall bewegt wird, in dem die Bewegungsrichtung desselben an der Position P₂ umgekehrt wird. Daher ist es durch Einstellen der Kurve (Funktion), die bei der Interpolationsverarbeitung zu verwenden ist, auf eine Kurve (Funktion), die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in dem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL in die negative Richtung von der Position P₂ bewegt wird, oder auf eine Kurve (Funktion), die sich derselben nähert, wie oben beschrieben wurde, möglich, Korrekturbeträge einzustellen, die den Fehlerbeträgen in dem Zeitraum entsprechen.
Während eines Zeitraums bzw. einer Zeitspanne, bis der bewegliche Körper 22 die Position P₁ erreicht, stellt anschließend die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 die Korrekturbeträge während des Zeitraums durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in der Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung gespeichert sind, (die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in 5 durch eine dicke gestrichelte Linie gezeigt sind) ein.
Es wird angemerkt, dass auch in dem Fall, in dem der bewegliche Körper 22 in die negative Richtung bewegt wird und dann die Bewegungsrichtung desselben an der Zwischenposition P₃ umgekehrt wird und der bewegliche Körper 22 in die positive Richtung bewegt wird, die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 die Korrekturbeträge in gleicher Weise, wie oben beschrieben wurde, einstellt. Jedoch werden die Korrekturbeträgen in einem Segment, in dem der bewegliche Körper 22 eine vorbestimmte Distanz ΔL von der Umkehrungsposition P₃ bewegt wird, in den vorbestimmten Intervallen durch eine Kurven-Interpolationsverarbeitung unter Verwendung einer Kurve (Funktion), die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in einem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL in die positive Richtung von der Position P₁ bewegt wird, oder unter Verwendung einer Kurve (Funktion) eingestellt, die sich derselben nähert.
Die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 stellt einen Korrekturbetrag, der der befohlenen Bewegungsposition des beweglichen Körpers 22 entspricht, in der oben beschriebenen Weise ein und überträgt denselben zu der Korrektur-Ausführungseinheit 9.
Die Korrektur-Ausführungseinheit 9 führt eine Verarbeitung zum Addieren des durch die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 eingestellten Korrekturbetrags zu der entsprechenden befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit 3 zu der Positionssteuereinheit 10 zu übertragen ist, durch.
Nach der Steuerung 1 der vorliegenden Ausführungsform mit der oben beschriebenen Konfiguration wird zunächst ein angemessenes NC-Programm durch die Programmanalyseeinheit 2 analysiert und Informationen in Bezug auf eine Soll-Bewegungsposition und eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers 22, die in dem NC-Programm enthalten sind, werden extrahiert und die extrahierten Informationen in Bezug auf die Soll-Bewegungsposition und die Bewegungsgeschwindigkeit werden zu der Positionsbefehlseinheit 3 übertragen.
In der Positionsbefehlseinheit 3 werden basierend auf den Informationen in Bezug auf die Soll-Bewegungsposition und die Bewegungsgeschwindigkeit, die von der Programmanalyseeinheit 2 übertragen werden, befohlene Bewegungspositionen gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit sukzessiv generiert und die generierten befohlenen Bewegungspositionen sukzessiv zu der Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 und der Positionssteuereinheit 10 übertragen.
Dann wird durch die Positionssteuereinheit 10 ein Steuersignal gemäß den befohlenen Bewegungspositionen generiert und der Antriebsmotor 43 gemäß dem Steuersignal gesteuert, wobei dadurch der bewegliche Körper 22 zu den befohlenen Bewegungspositionen bewegt wird.
Zu dieser Zeit werden Korrekturbeträge, die den befohlenen Bewegungspositionen entsprechen, die von der Positionsbefehlseinheit 3 zu der Positionssteuereinheit 10 zu übertragen sind, zu den befohlenen Bewegungspositionen durch die Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 addiert.
Das heißt, in der Steigungsfehler-Korrektureinheit 4 werden eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 und die befohlenen Bewegungspositionen durch die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit 5 basierend auf den befohlenen Bewegungspositionen erkannt, die sukzessiv von der Positionsbefehlseinheit 3 übertragen werden, und basierend auf der erkannten Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 und den befohlenen Bewegungspositionen werden ein Korrekturbetrag gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 und die befohlenen Bewegungspositionen durch die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die positive Richtung, die in der Speichereinheit 7 für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung gespeichert sind, in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung die positive Richtung ist, und durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in der Speichereinheit 8 für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung gespeichert sind, in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung die negative Richtung ist, eingestellt und alle eingestellten Korrekturbeträge zu der entsprechenden befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit 3 zu der Positionssteuereinheit 10 zu übertragen ist, durch die Korrektur-Ausführungseinheit 9 addiert.
Ferner berechnet die Korrekturbetrag-Einstelleinheit 6 in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22, die durch die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erfassungseinheit 5 erkannt wird, an der Zwischenposition P₃ umgekehrt wird, einen Korrekturbetrag für jede vorbestimmte Position nach der Umkehrung durch Durchführen, basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition P₃ in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper 22 nach einer Bewegung um eine vorbestimmte Distanz ΔL in die Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, einer Kurven-Interpolation zwischen denselben und die Korrektur-Ausführungseinheit 9 addiert alle somit berechneten Steigungsfehler-Korrekturbeträge zu der entsprechenden befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit 3 zu der Positionssteuereinheit 10 zu übertragen ist.
Da ein Korrekturbetrag gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 zu der befohlenen Bewegungsposition addiert wird, ist es folglich nach der Steuerung 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, den beweglichen Körper 22 mit hoher Genauigkeit gemäß der Bewegungsrichtung desselben zu positionieren.
In dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers 22 an einer Zwischenposition P₃ zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, wird ferner ein Korrekturbetrag für alle vorbestimmten Positionen nach der Umkehrung durch Durchführen, basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper 22 nach Bewegung um eine vorbestimmte Distanz ΔL in die Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, einer Kurven-Interpolation zwischen denselben berechnet. Ferner wird die Interpolationskurve in einem Fall, in dem die Bewegungsrichtung in die negative Richtung umgekehrt wird, auf eine Kurve (Funktion), die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in einem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL in die negative Richtung von der Position P₂ bewegt wird, oder auf eine Kurve (Funktion) eingestellt, die sich derselben nähert, oder in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung in die positive Richtung umgekehrt wird, auf eine Kurve (Funktion), die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in einem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL in die positive Richtung von der Position P₁ bewegt wird, oder auf eine Kurve (Funktion) eingestellt, die sich derselben nähert. Daher können die Korrekturbeträge während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper 22 in solch einem Segment bewegt wird, auf Korrekturbeträge eingestellt werden, die von den Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung zu Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung nach der Umkehrung graduell verstellt werden, und außerdem nähern sich die Korrekturbeträge Korrekturbeträgen, die zum Aufheben tatsächlicher Steigungsfehlerbeträge erfordert werden, die während eines Zeitraums auftreten, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz nach der Umkehrung bewegt wird. Daher kann das Positionieren des beweglichen Körpers 22 unmittelbar nach der Umkehrung mit einer höheren Genauigkeit im Vergleich zu der herkömmlichen Technik durchgeführt werden.
Zwar wurde eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben, aber ein Modus, der bei der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann, soll keineswegs darauf beschränkt sein.
Beispielsweise wird bei der obigen Ausführungsform zwar die Verarbeitung zum Interpolieren von Korrekturbeträgen nach einer Umkehrung in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung in die negative Richtung umgekehrt wird, unter Verwendung einer Kurve (Funktion), die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in einem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL in die negative Richtung von der Position P₂ bewegt wird, oder einer Kurve (Funktion), die sich derselben nähert, oder in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung in die positive Richtung umgekehrt wird, unter Verwendung einer Kurve (Funktion), die zu einer Kurve (Funktion) identisch ist, die durch die Korrekturbeträge in einem Segment definiert ist, in dem der bewegliche Körper 22 die vorbestimmte Distanz ΔL in die positive Richtung von der Position P₁ bewegt wird, oder einer Kurve (Funktion), die sich derselben nähert, durchgeführt, aber die Interpolationsverarbeitung kann unter Verwendung einer Funktion eines Bogens, das heißt einer Funktion eines Kreises, durchgeführt werden, wie in 6 gezeigt, oder unter Verwendung einer nichtlinearen Funktion, z. B. eine quadratische Funktion, eine kubische Funktion, eine andere Exponentialfunktion oder dergleichen, durchgeführt werden.
Wie in 7 gezeigt, kann die Interpolationsverarbeitung ferner unter Verwendung einer geraden Linie (lineare Funktion) durchgeführt werden. Selbst solch eine Interpolationsverarbeitung ermöglicht, Korrekturbeträge einzustellen, die graduell von den Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung zu den Korrekturbeträgen in der Bewegungsrichtung nach der Umkehrung verstellt werden. Daher kann das Positionieren des beweglichen Körpers unmittelbar nach der Umkehrung mit einer höheren Genauigkeit im Vergleich zu der herkömmlichen Technik durchgeführt werden.
Es wird angemerkt, dass in 6 die durch die Interpolationsverarbeitung berechneten Korrekturbeträge durch H_a', H_b', H_c' und H_d' angegeben sind. Ferner sind in 7 die Korrekturbeträge, die durch die Interpolationsverarbeitung berechnet werden, durch H_a'', H_b'', H_c'' und H_d'' angegeben.
Zwar ist bei der obigen Ausführungsform die Position P₁ zudem auf das Hubende in der negativen Richtung des beweglichen Körpers 22 eingestellt und die Position P₂ auf das Hubende in der positiven Richtung desselben eingestellt, aber es besteht keine Absicht, die vorliegende Erfindung zu beschränken, und die Position P₁ und die Position P₂ können auf Positionen zwischen den Hubenden eingestellt sein.
Bezugszeichenliste

1: Steuerung
2: Programmanalyseeinheit
3: Positionsbefehlseinheit
4: Steigungsfehler-Korrektureinheit
5: Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit
6: Korrekturbetrag-Einstelleinheit
7: Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung
8: Speichereinheit für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung
9: Korrektur-Ausführungseinheit
10: Positionssteuereinheit
20: Vorschubeinrichtung
21: Basis
22: Beweglicher Körper
30: Führungseinheit
40: Antriebseinheit
41: Umlaufspindel
43: Antriebsmotor
45: Geber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 52-063578 [0007]

Claims

Steuerung (1), die eine Betätigung eines Antriebsmotors (43) einer Vorschubeinrichtung (20) steuert, die eine Führungseinheit (30) zum Führen einer Bewegung eines beweglichen Körpers (22) in eine vorbestimmte Bewegungsachsenrichtung und eine Antriebsmechanismuseinheit (40) enthält, die den Antriebsmotor (43) aufweist und den beweglichen Körper (22) in die Bewegungsachsenrichtung bewegt, wobei die Steuerung (1) Folgendes aufweist: eine Positionsbefehlseinheit (3), die eine befohlene Bewegungsposition für den beweglichen Körper (22) generiert und die generierte befohlene Bewegungsposition ausgibt; eine Positionssteuereinheit (10), die ein Steuersignal gemäß der befohlenen Bewegungsposition generiert, die von der Positionsbefehlseinheit (3) ausgegeben wird, und den Antriebsmotor (43) steuert; und eine Steigungsfehler-Korrektureinheit (4), die basierend auf Korrekturbeträgen, die für vorbestimmte Positionen in der Bewegungsachsenrichtung zuvor bestimmt wurden, einen Korrekturbetrag, der der befohlenen Bewegungsposition entspricht, die von der Positionsbefehlseinheit (3) ausgegeben wird, zu der befohlenen Bewegungsposition beim Bewegen des beweglichen Körpers (22) in die Bewegungsachsenrichtung addiert, wobei die Steigungsfehler-Korrektureinheit (4) Folgendes aufweist: eine Speichereinheit (7) für einen Korrekturbetrag für die positive Richtung, die in derselben Korrekturbeträge für die positive Richtung speichert, die Positionierungsfehlerbeträgen entsprechen, die an den vorbestimmten Positionen des beweglichen Körpers (22) beim Bewegen des beweglichen Körpers (22) in eine positive Richtung von einer Position P₁ zu einer Position P2 auf der Bewegungsachse auftreten; eine Speichereinheit (8) für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung, die in derselben Korrekturbeträge für die negative Richtung speichert, die Positionsfehlerbeträgen entsprechen, die an den vorbestimmten Positionen des beweglichen Körpers (22) beim Bewegen des beweglichen Körpers (22) in eine negative Richtung von der Position P₂ zu der Position P₁ auf der Bewegungsachse auftreten; eine Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit (5), die basierend auf der befohlenen Bewegungsposition, die von der Positionsbefehlseinheit (3) ausgegeben wird, eine Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers (22) und die befohlene Bewegungsposition erkennt; eine Korrekturbetrag-Einstelleinheit (6), die basierend auf der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers (22) und der befohlenen Bewegungsposition, die durch die Bewegungsrichtungs- und Bewegungspositions-Erkennungseinheit (5) erkannt werden, einen Korrekturbetrag, der der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers (22) und der befohlenen Bewegungsposition entspricht, durch Bezugnahme auf die Korrekturbeträge für die positiven Richtung, die in der Speichereinheit (7) für einen Korrekturbetrag für die positive, Richtung gespeichert sind, oder die Korrekturbeträge für die negative Richtung, die in der Speichereinheit (8) für einen Korrekturbetrag für die negative Richtung gespeichert sind, gemäß der Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers (22) einstellt; und eine Korrektur-Ausführungseinheit (9), die den durch die Korrekturbetrag-Einstelleinheit (6) eingestellten Korrekturbetrag zu der befohlenen Bewegungsposition addiert, die von der Positionsbefehlseinheit (3) ausgegeben wird, wobei die Korrekturbetrag-Einstelleinheit (6) konfiguriert ist, um in dem Fall, in dem die Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers (22) zwischen der Position P₁ und der Position P₂ umgekehrt wird, Korrekturbeträge für die vorbestimmten Positionen während eines Zeitraums, in dem der bewegliche Körper (22) eine vorbestimmte Distanz von der Umkehrungsposition bewegt wird, durch Durchführen, basierend auf einem Korrekturbetrag an der Umkehrungsposition in der Bewegungsrichtung vor der Umkehrung und einem Korrekturbetrag an einer Position, die der bewegliche Körper (22) nach einer Bewegung um die vorbestimmte Distanz in die Bewegungsrichtung nach der Umkehrung erreicht, einer Interpolationsverarbeitung zwischen denselben zu berechnen.
Steuerung (1) nach Anspruch 1, wobei die Korrekturbetrag-Einstelleinheit (6) zum Durchführen der Interpolationsverarbeitung gemäß einer linearen Funktion mit einer Bewegungsmenge, die als eine Variable verwendet wird, konfiguriert ist.
Steuerung (1) nach Anspruch 1, wobei die Korrekturbetrag-Einstelleinheit (6) zum Durchführen der Interpolationsverarbeitung gemäß einer nichtlinearen Funktion mit einer Bewegungsmenge, die als eine Variable verwendet wird, konfiguriert ist.
Steuerung (1) nach Anspruch 1, wobei die Korrekturbetrag-Einstelleinheit (6) zum Durchführen der Interpolationsverarbeitung gemäß einer Funktion konfiguriert ist, die einer Korrekturbetrag-Veränderung beim Bewegen des beweglichen Körpers (22) eine vorbestimmte Distanz von der Position P₁ in die positive Richtung oder einer Korrekturbetrag-Veränderung beim Bewegen des beweglichen Körpers (22) eine vorbestimmte Distanz von der Position P₂ in die negative Richtung entspricht.