DE102022208774A1

DE102022208774A1 - Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102022208774A1
Application number: DE102022208774.7A
Authority: DE
Inventors: Yasunori Kondo; Tetsuya Matsushita; Takuya Kojima
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp Niwa Gun Jp
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2022-08-24
Publication date: 2023-03-02
Also published as: CN115722981A; JP2023035004A; US20230069773A1

Abstract

Ein Verfahren enthält: Einen ersten Messschritt mit einem Installieren eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) auf einem Tisch (3) und einem Messen von jeder von einer Messfläche A, B und C eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) mit einem an einer Hauptspindel (2) angebrachten Positionsmesssensor (101), einen ersten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer ersten Rechtwinkligkeit zwischen den Messflächen A und B; einen zweiten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer zweiten Rechtwinkligkeit zwischen den Messfläche A und C; einen Differenz-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit; einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen der Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert; einen Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt mit einem Berechnen eines Durchschnittswerts der ersten und zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und einem Berechnen einer korrigierten Rechtwinkligkeit basierend auf einer Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet; und einen Kompensationsparameter-Einstellschritt mit einem Einstellen des Kompensationsparameters basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters zum Kompensieren eines Bewegungsfehlers in einer Werkzeugmaschine und eine Werkzeugmaschine.
1 ist eine schematische Darstellung eines Bearbeitungszentrums M als eine exemplarische Werkzeugmaschine, die drei Translationsachsen enthält. Das Bearbeitungszentrum M enthält einen Spindelkopf 2, der dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten und zu rotieren, und einen Tisch 3, um ein Werkstück zu halten.
Der Spindelkopf 2 ist dazu konfiguriert, eine translatorische Bewegung mit zwei Freiheitsgraden bezüglich eines Betts 1 in zueinander orthogonalen Translationsachsen in einer Z-Achse und einer X-Achse durchzuführen. Der Tisch 3 ist dazu konfiguriert, eine translatorische Bewegung mit einem Freiheitsgrad bezüglich des Betts 1 in einer Y-Achse, die eine Translationsachse, die rechtwinklig zu der Z-Achse und der X-Achse ist, durchzuführen. Jede der Translationsachsen wird durch einen Servomotor angetrieben, der durch eine numerische Steuerungseinheit gesteuert wird und dabei das an dem Spindelkopf 2 montierte Werkzeug rotiert, um das an dem Tisch 3 befestigte Werkstück in eine beliebige Form zu bearbeiten.
Als Bewegungsfehler in der Werkzeugmaschine sind ein Positionierungsfehler, eine Geradheit, eine Winkelabweichung (Neigung, Gieren, Rollen), eine Rechtwinkligkeit und dergleichen, die in JIS B 6336-2:2002 (Internet <https://kikakurui.com/b6/B6336-2-2002-01.html> recherchiert am 14. Juli 2021) beschrieben sind, enthalten. Die Bewegungsfehler werden auf die Form des Werkstücks übertragen und verursachen Form- und Abmessungsfehler des Werkstücks. Da es hinsichtlich der Kosten und der Technik schwierig ist, die Bewegungsfehler in den Herstellung- und Montageschritten der Maschine zu verringern und zu versuchen, eine höhere Genauigkeit bereitzustellen, wurden Kompensationstechniken entwickelt, um jede Achse unter Berücksichtigung der Bewegungsfehler anzusteuern,
Für eine Kompensationssteuerung des Bewegungsfehlers ist es erforderlich, den Bewegungsfehler zu messen und zu berechnen. Da sich die Bewegungsfehler verändern, ist es wichtig, eine regelmäßige Messung und die Messung ohne Verwendung eines speziellen Messinstruments zu ermöglichen.
Der japanischen Industriestandard (JIS B 6336-2: 2002) schlägt ein Verfahren zum Messen und Auswerten von Bewegungsfehlern vor. Beispielsweise sind, für den Fall eines Messens der Winkelabweichung, Verfahren, die einen Präzisionsnivellier und ein optisches Winkelabweichungsmessinstrument verwenden, beschrieben. Für den Fall eines Messens einer Rechtwinkligkeit, ist ein Verfahren, das ein Haarlineal, eine Rechtwinkligkeitslehre und eine Messuhr verwendet, beschrieben.
Auf der Internetseite „XM-60/XM-600 multi-axis calibrator“ (Renishaw plc., Internet < https:/Iwww.renishaw.jp/jp/xm-60-and-xm-600-m ulti-axis-calibrator--39258 >, recherchiert am 14. Juli 2021, im Internet < www.renishaw.com/en/xm-60-and-xm-600-multi-axis-calibrator--39258 >, recherchiert am 9. Mai 2022) ist ein Messinstrument beschrieben, das dazu konfiguriert ist, den Positionierungsfehler, die Geradheit und die Winkelabweichung mit einem Laser gleichzeitig zu messen,.
JP 2007-101279 A schlägt ein Verfahren vor, in dem eine Stufenlehre, die eine Mehrzahl von Blöcken enthält und deren Abstände zwischen den Blöcken bereits bekannt sind, verwendet. In dem Verfahren werden die Abstände zwischen den Blöcken in mehreren Richtungen gemessen, indem die Richtung der Stufenlehre in die jeweiligen Richtungen geändert wird, und Positionierfehlern der Translationsachsen und eine Rechtwinkligkeit zwischen den Translationsachsen werden gemessen und berechnet.
Bei der Messung der Rechtwinkligkeit mit dem in JIS B 6336-2:2002 und JP 2007-101279 A beschriebenen Verfahren ist es wahrscheinlich, dass, wenn die Winkelabweichung der Translationsachse groß ist, die Rechtwinkligkeit davon betroffen ist und sich in Abhängigkeit von der Messposition ändert ohne eindeutig bestimmt zu sein. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass, selbst wenn ein Anweisungswert durch Berechnen eines Kompensationsparameters basierend auf der gemessenen Rechtwinkligkeit kompensiert wird, die Form- und Abmessungsfehler des Werkstücks nicht verbessert werden.
Während es notwendig ist, die Winkelabweichungen zu messen und zu kompensieren um den Einfluss der Winkelabweichung der Translationsachse zu beseitigen, erfordert die Messung währenddessen eine, wie in JIS B 6336-2: 2002 und der Internetseite „XM-60/XM-600 multi-axis calibrator“ beschriebene, spezielle Messung.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine, das dazu konfiguriert ist, den Bewegungsfehler in der Werkzeugmaschine in geeigneter Weise zu messen und zu kompensieren ohne ein spezielles Messinstrument zu verwenden, und eine Werkzeugmaschine bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und 3 und eine Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 5 und 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ein Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine bereitgestellt. Die Werkzeugmaschine enthält einen Tisch, der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel, die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen. Die Hauptspindel ist dazu konfiguriert, eine relative Bewegung mit drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tischs durchzuführen, und die Werkzeugmaschine ist dazu konfiguriert, einen Bewegungsfehler der Translationsachse in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren. Der Kompensationsparameter wird unter Verwendung eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks berechnet, das eine vorbestimmte Messfläche A, und eine Messfläche B und eine Messfläche C, die senkrecht zu der Messfläche A und parallel zueinander sind, enthält, wobei ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks bekannt sind. Das Verfahren enthält einen ersten Messschritt, einen ersten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, einen zweiten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, einen Differenz-Berechnungsschritt, einen Bestimmungsschritt, einen Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt und einen Kompensationsparameter-Einstellschritt. Der erste Messschritt enthält ein Installieren des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks auf dem Tisch und ein Messen von jeder von der Messfläche A, der Messfläche B und der Messfläche C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks mit einem an der Hauptspindel angebrachten Positionsmesssensor. Der erste Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt enthält ein Berechnen einer ersten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus einem aus dem ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis von der Messfläche A und der Messfläche B. Der zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt enthält ein Berechnen einer zweiten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche C aus einem aus dem ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche C. Der Differenz-Berechnungsschritt enthält ein Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit. Der Bestimmungsschritt enthält ein Vergleichen der Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert. Der Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt enthält ein Berechnen eines Durchschnittswerts der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und ein Berechnen einer Winkelabweichung der Translationsachse und ein Berechnen einer korrigierten Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet. Der Kompensationsparameter-Einstellschritt enthält ein Einstellen des Kompensationsparameters basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit.
Gemäß einem anderen Aspekt der ersten Ausgestaltung der Erfindung, der in der oben beschriebenen Ausgestaltung enthalten ist, werden, wenn die Differenz den Differenzschwellwert in dem Bestimmungsschritt überschreitet, der erste Messschritt, der erste Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, der zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt und der Differenz-Berechnungsschritt an jeder von einer Mehrzahl von Positionen erneut durchgeführt, indem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück an der Mehrzahl von Positionen installiert wird, und die Winkelabweichung wird basierend auf der Mehrzahl von erhaltenen Differenzen in dem Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt berechnet.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ein Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine bereitgestellt. Die Werkzeugmaschine enthält einen Tisch, der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel, die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen, wobei die Hauptspindel dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung mit drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tischs durchzuführen, und die Werkzeugmaschine dazu konfiguriert ist, einen Bewegungsfehler der Translationsachse in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren. Der Kompensationsparameter wird unter Verwendung eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks berechnet, das eine vorbestimmte Messfläche A und eine Messfläche B senkrecht zu der Messfläche A enthält, wobei ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks bekannt ist. Das Verfahren enthält einen ersten Messschritt, einen zweiten Messschritt, einen ersten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, einen zweiten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, einen Differenz-Berechnungsschritt, einen Bestimmungsschritt, einen Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt und einen Kompensationsparameter-Einstellschritt. Der erste Messschritt enthält ein Installieren des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks auf dem Tisch und ein Messen von jeder von der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks mit einem an der Hauptspindel angebrachten Positionsmesssensor. Der zweite Messschritt enthält ein Messen der Messfläche A und der Messfläche B mit dem Positionsmesssensor, indem eine Richtung des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks geändert wird. Der erste Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt enthält ein Berechnen einer ersten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus einem aus dem ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis von der Messfläche A und der Messfläche B. Der zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt enthält ein Berechnen einer zweiten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus einem durch den zweiten Messschritt erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B. Der Differenz-Berechnungsschritt enthält ein Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit. Der Bestimmungsschritt enthält ein Vergleichen der Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert. Der Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt enthält ein Berechnen eines Durchschnittswert der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und ein Berechnen einer Winkelabweichung der Translationsachse und ein Berechnen einer korrigierten Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet. Der Kompensationsparameter-Einstellschritt enthält ein Einstellen des Kompensationsparameters basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit.
Gemäß einem anderen Aspekt der zweiten Ausgestaltung der Erfindung, der in der oben beschriebenen Ausgestaltung enthalten ist, werden, wenn die Differenz den Differenzschwellwert in dem Bestimmungsschritt überschreitet, der erste Messschritt, der zweite Messschritt, der erste Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, der zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt und der Differenz-Berechnungsschritt an jeder von einer Mehrzahl von Positionen erneut durchgeführt, indem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück an der Mehrzahl von Positionen installiert wird, und die Winkelabweichung wird in dem Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt basierend auf der Mehrzahl von erhaltenen Differenzen berechnet.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung eine Werkzeugmaschine bereitgestellt. Die Werkzeugmaschine enthält einen Tisch, der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel, die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen, wobei die Hauptspindel dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung mit drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tischs durchzuführen. Die Werkzeugmaschine ist dazu konfiguriert, einen Bewegungsfehler der Translationsachse in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren. Die Werkzeugmaschine enthält eine erste Messeinheit, eine erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, eine zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, eine Differenz-Berechnungseinheit, eine Bestimmungseinheit, eine Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit und eine Kompensationsparameter-Einstelleinheit. Die erste Messeinheit ist dazu konfiguriert, jede von einer Messfläche A, einer Messfläche B und einer Messfläche C eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks in einem Zustand, in dem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück auf den Tisch installiert ist, mit einem an der Hauptspindel angebrachten Positionsmesssensor zu messen. Die Messfläche A ist eine vorbestimmte Messfläche. Die Messfläche B und die Messfläche C sind senkrecht zu der Messfläche A und parallel zueinander. Ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks sind bekannt. Die erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit berechnet eine erste Rechtwinkligkeit aus einem durch die erste Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B. Die zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit berechnet eine zweite Rechtwinkligkeit aus einem durch die erste Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche C. Die Differenz-Berechnungseinheit berechnet eine Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit. Die Bestimmungseinheit vergleicht die Differenz mit einem vorausgehend eingestellten Differenzschwellwert. Die Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit berechnet einen Durchschnittswert der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner dem Differenzschwellwert ist, und berechnet eine Winkelabweichung der Translationsachse und berechnet eine korrigierte Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet. Die Kompensationsparameter-Einstelleinheit stellt den Kompensationsparameter basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit ein.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird eine Werkzeugmaschine gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung bereitgestellt. Die Werkstückmaschine enthält einen Tisch, der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel, die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen, wobei die Hauptspindel dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung mit drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tisches durchzuführen. Die Werkzeugmaschine ist dazu konfiguriert, einen Bewegungsfehler der Translationsachse in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren. Die Werkzeugmaschine enthält eine erste Messeinheit, eine zweite Messeinheit, eine erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, eine zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, eine Differenz-Berechnungseinheit, eine Bestimmungseinheit, eine Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit und eine Kompensationsparameter-Einstelleinheit. Die erste Messeinheit misst jede von einer Messfläche A und einer Messfläche B eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks in einen Zustand, in dem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück auf dem Tisch installiert ist, mit einem an der Hauptspindel angebrachten Positionsmesssensor. Die Messfläche A ist eine vorbestimmte Messfläche. Die Messfläche B ist senkrecht zu der Messfläche A. Ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks ist bekannt. Die zweite Messeinheit misst die Messfläche A und die Messfläche B mit dem Positionsmesssensor, indem eine Richtung des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks geändert wird. Die erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit berechnet eine erste Rechtwinkligkeit aus einem durch die erste Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B. Die zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit berechnet eine zweite Rechtwinkligkeit aus einem von der zweiten Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B. Die Differenz-Berechnungseinheit berechnet eine Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit. Die Bestimmungseinheit vergleicht die Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Schwellwert. Die Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit berechnet einen Durchschnittswert der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und berechnet eine Winkelabweichung der Translationsachse und berechnet eine korrigierte Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet. Die Kompensationsparameter-Einstelleinheit stellt den Kompensationsparameter basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit ein.
Gemäß der Erfindung kann, durch Messen der drei oder zwei Messflächen des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks, als ein Genauigkeitsbezugsstück, mit dem Positionsmesssensor, der Kompensationsparameter für den Bewegungsfehler erhalten werden, ohne ein spezielles Messinstrument zu verwenden. Dementsprechend kann der Bewegungsfehler der Werkzeugmaschine basierend auf dem erhaltenen Kompensationsparameter entsprechend kompensiert werden. Zusätzlich kann einfach bestimmt werden, ob die Winkelabweichung der Translationsachse die gemessene Rechtwinkligkeit nachteilig beeinflusst, oder nicht. Darüber hinaus kann, selbst wenn die Winkelabweichung der Translationsachse groß ist und die Rechtwinkligkeit nicht eindeutig bestimmt ist, der Kompensationsparameter durch Messen der Winkelabweichung der Translationsachse erhalten werden.

1 ist eine schematische Darstellung eines Bearbeitungszentrums, das Translationsachsen einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse enthält;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer numerischen Steuerungseinheit;
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerungskonfiguration des Bearbeitungszentrums darstellt;
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Berechnungsverfahrens für einen Kompensationsparameter;
5 ist ein Ablaufdiagramm für ein Messen einer Winkelabweichung;
6 stellt ein exemplarisches Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück dar;
7 stellt exemplarische Parameter des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks dar;
8 ist eine schematische Darstellung eines Tastkopfs und des auf einem Tisch installierten Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks; und
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück-Installation darstellt, wenn eine Messung bei einer geänderten Installationsposition des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks durchgeführt wird.

Das Folgende beschreibt Ausführungsformen der Erfindung basierend auf den Zeichnungen.
Hier wird als ein Beispiel ein Fall beschrieben, bei dem eine Rechtwinkligkeit zwischen einer X- und einer Y-Achse und eine Winkelabweichung (Gieren) der Y-Achse gemessen werden, um eine Kompensation durchzuführen. Als eine verwendete Werkzeugmaschine wird als ein Beispiel ein Bearbeitungszentrum von 1 beschrieben. 2 ist ein Funktionslosdiagramm einer numerischen Steuerungseinheit 21.
In der numerischen Steuerungseinheit 21 erzeugt, wenn ein Bearbeitungsprogramm 11 eingegeben wird, eine Anweisungswert-Erzeugungseinheit 12 Anweisungswerte für jeweilige Translationsachsen.
Eine Kompensationswert-Berechnungseinheit 16 berechnet Kompensationswerte der jeweiligen Achsen basierend auf den erzeugten Anweisungswerten, und ein Gesamtwert aus dem Anweisungswert und dem Kompensationswert wird an eine Servo-Anweisungswert-Umwandlungseinheit 13 übertragen, um Servo-Anweisungswerte zu berechnen. Die berechneten Servo-Anweisungswerte der jeweiligen Achsen werden zu Servo-Verstärkern 14a bis 14c der jeweiligen Achsen übertragen. Die Servo-Verstärker 14a bis 14c der jeweiligen Achsen steuern jeweils Servomotoren 15a bis 15c für die jeweiligen Achsen an, um eine relative Position des Spindelkopfs 2 bezüglich eines Tisches 3 zu steuern.
Wie in 3 dargestellt, enthält die numerische Steuerungseinheit 21 eine Aufzeichnungseinheit 22, die dazu konfiguriert es, den Kompensationsparameter, den Kalibrierungsbezugsstück-Zustand, ein Berechnungsprogramm des Kompensationsparameters, ein Kompensationsprogramm für einen Bewegungsfehler und dergleichen zu speichern. Die numerische Steuerungseinheit 21 enthält eine Anzeigeeinheit 23 zum Übertragen von Informationen an einen Bediener, eine Eingabeeinheit 24 zum Eingeben eines Messobjekts und dergleichen, und einen Empfänger 25 für ein Erfassungssignal von einem später beschriebenen Tastkopf 101.
Der Kompensationsparameter wird als Basis für den Kompensationswert in der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichnet und enthält in einem Fall einer Y-Achsen-Winkelabweichung (Gieren) die Rechtwinkligkeit zwischen der X- und der Y-Achse und eine Y-Achsenposition und eine Winkelabweichung an der Position als Punktwolkendaten. Die Winkelabweichungen zwischen den jeweiligen Punkten werden mit einer Interpolation, wie etwa einer linearen Interpolation, berechnet. Wenn angenommen wird, dass die Rechtwinkligkeit zwischen der X- und Y-Achse γxy ist und die Winkelabweichung der Y-Achse (Gieren) EAY (i) ist, kann der Kompensationswert mit nachstehender Gleichung 1 berechnet werden. $\begin{array}{l} Δ Cx = γ xy (Y - Yk) \\ Δ Cy = EAY (i) (X-Xk) \end{array}$
Hierbei sind ΔCx und ΔCy jeweils Kompensationswerte der X-Achse und der Y-Achse, X und Y sind jeweils Anweisungswerte der X-Achse und der Y-Achse und Xk und Yk sind jeweils Kompensationsreferenzpositionen der X-Achse und der Y-Achse.
Nachfolgend wird basierend auf dem Ablaufdiagramm von 4 ein durch die numerische Steuerungseinheit 21 durchgeführtes Kompensationsparameter-Berechnungsverfahren beschrieben. Die numerische Steuerungseinheit 21 funktioniert als eine erste Messeinheit, eine zweite Messeinheit, eine erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, eine zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, eine Differenz-Berechnungseinheit, eine Bestimmungseinheit, eine Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit und eine Kompensationsparameter-Einstelleinheit der Erfindung.
Zuerst gibt der Bediener einen Messfehler durch die Eingabeeinheit 24 ein. Die Eingabe veranlasst die numerische Steuerungseinheit 21, zu erkennen, welche Art von Fehler zu messen ist.
6 stellt ein exemplarisches für die Fehlermessung verwendetes Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück G dar, und der eingegebene Messfehler ist mit in 7 dargestellten Kalibrierwertdaten von Messpunkten (P₁₀₀ bis P₁₁₄) des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G verbunden.
Zuerst installiert der Bediener in Schritt (nachstehend ausgedrückt durch „S“) 1 das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück G, wie in 8 dargestellt, auf dem Tisch 3 so, dass die Messfläche A parallel zu der Y -Achse wird, bringt den Tastkopf 101 an dem Spindelkopf 2 an und positioniert den Tastkopf 101 unmittelbar über einem Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück-Ursprung. Ein Taster ist an einem entfernten Ende des Tastkopfs 101 angebracht, und wenn der Taster ein Messziel berührt, wird in diesem Moment ein Signal übertragen. Wenn das Signal durch den verbundenen Empfänger 25 empfangen wird, misst die numerische Steuerungseinheit 21 Positionen der jeweiligen Achsen durch Erhalten der Positionen zu diesem Zeitpunkt als Kontaktpositionen.
Als nächstes werden in S2 die Messpunkte (P₁₀₀ bis P₁₁₄) des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G gemessen (erster Messschritt). An den Messpunkten (P₁₀₀ bis P₁₀₄) einer Messfläche B wird der Taster aus einer Y-Richtung in Kontakte gebracht und somit Y-Richtung-Positionen an den jeweiligen Messpunkten gemessen. An den Messpunkten (P₁₀₅ bis P₁₀₉) der Messfläche A wird der Taster aus der X-Richtung in Kontakt gebracht und somit X-Richtung-Positionen an den jeweiligen Messpunkten gemessen. An den Messpunkten (P₁₁₀ bis P₁₁₄) einer Messfläche C wird der Taster aus der Y-Richtung in Kontakt gebracht und somit Y-Richtung-Positionen an den jeweiligen Messpunkten gemessen.
Als nächstes werden in S3 Rechtwinkligkeiten berechnet (erster Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt und zweiter Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt). Für die Messpunkte (P₁₀₀ bis P₁₀₄) und die Messpunkte (P₁₁₀ bis P₁₁₄) werden aus den gemessenen Y-Richtung-Positionen (My₁₀₀ bis My₁₀₄), (My₁₁₀ bis My₁₁₄) und X-Achsen-Anweisungswerten der jeweiligen Punkte mit der Methode der kleinsten Quadrate oder dergleichen Schrägen a2 und a3 berechnet. Als nächstes wird für die Messpunkte (P₁₀₅ bis P₁₀₉) aus den gemessenen X-Richtung-Positionen (Mx₁₀₅ bis M_x109) und Y-Achsen-Anweisungswerten der jeweiligen Punkte mit der Methode der kleinsten Quadrate oder dergleichen eine Schräge a1 berechnet. Dann werden die Rechtwinkligkeit γxy1 und γxy2 mit nachstehender Gleichung 2 berechnet. $\begin{matrix} γ xy1 = a2 - a 1 \\ γ xy2 = a3 - a1 \end{matrix}$
Als nächstes wird in S4 eine Rechtwinkligkeitsdifferenz Δγxy mit nachstehender Gleichung 3 berechnet (Differenz-Berechnungsschritt). $Δγ xy = γ xy2 - γ xy1$
Als nächstes wird in S5 die berechnete Rechtwinkligkeitsdifferenz mit einem vorausgehend in der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichneten Differenzschwellwert verglichen (Bestimmungsschritt). Wenn bestimmt wird, dass die Rechtwinkligkeitsdifferenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert in S5 ist, wird in S6 ein Durchschnittswert γxy' der Rechtwinkligkeit γxy1 und γxy2 berechnet (Rechtwinkligkeitsidentifikationsschritt).
Währenddessen zeigt, wenn in S5 bestimmt wird, dass die Rechtwinkligkeitsdifferenz größer als der Differenzschwellwert ist, die Anzeigeeinheit 23 in S7 an, dass die Messung der Winkelabweichung nötig ist.
Als nächstes wird in S8 die Winkelabweichung (Gieren) gemessen. Die Messung der Winkelabweichung wird später im Detail beschrieben.
Als nächstes wird in S9, unter Berücksichtigung der Winkelabweichung (korrigierte Rechtwinkligkeit) aus der in S8 berechneten Winkelabweichung (Gieren) EAY (i) und der in S3 mit nachstehender Gleichung 4 berechneten Rechtwinkligkeit γxy1 eine Rechtwinkligkeit γxy" berechnet (S7 bis S9: Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt). $Δγ xy = γ xy1 - EAY ({Py}_{100})$
EAY (Py₁₀₀) ist ein Winkelabweichung an der Y-Achsen-Position, bei der in S2 die Messung des Messpunkts P₁₀₀ des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks durchgeführt wird.
Als nächstes wird in S10 einer von dem in S6 erhaltenen Durchschnittswert γxy' der Rechtwinkligkeit oder der in S9 erhaltenen Rechtwinkligkeit γxy" als der Kompensationsparameter eingestellt (Kompensationsparameter-Einstellschritt).
Der erhaltene Kompensationsparameter wird in der Aufzeichnungseinheit 22 aufgezeichnet und zum Berechnen des Kompensationswerts (beispielsweise in oben beschriebener Gleichung 1) durch die Kompensationswert-Berechnungseinheit 16 von 2 verwendet.
Nachfolgend wird die Messung der Winkelabweichung in S8 basierend auf dem in 5 dargestellten Ablaufdiagramm beschrieben.
Zuerst wird in S8-2 die Installationsposition des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G durch die Anzeigeeinheit 23 angezeigt. Beispielsweise ist die angezeigte Installationsposition eine Position, wie in 9 dargestellt, und es wird veranlasst, das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück G zuerst an der Position einer Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück-Installationsposition 1 zu installieren.
Als nächstes installiert der Bediener in S8-3 das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück G in Übereinstimmung mit der angezeigten Installationsposition auf dem Tisch 3 und positioniert den Tastkopf 101 unmittelbar über dem Ursprung des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks.
Als nächstes wird in S8-4 die Messung der drei Messflächen A bis C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G mit dem in S2 beschriebenen Verfahren durchgeführt.
Als nächstes werden in S8-5 zwei Rechtwinkligkeiten γxy3, γxy4 mit dem in S3 beschriebenen Verfahren berechnet und eine Rechtwinkligkeitsdifferenz Δγxy (Y1) wird mit dem in S4 beschriebenen Verfahren berechnet. S8-2 bis S8-5 werden wiederholt, indem die Installationsposition des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G in die Installationspositionen 2 bis 5 geändert wird.
Als nächstes werden in S8-7 die Winkelabweichungen (Gieren) aus den erhaltenen Rechtwinkligkeitsdifferenzen Δγxy (Y1) bis Δγxy (Y5) mit nachstehender Gleichung 5 berechnet. $EAY (i) = \sum Δγ xy (i)$
Somit werden in dem Verfahren zum Berechnen des Kompensationsparameters für den Bewegungsfehler und in dem Bearbeitungszentrum M in der oben beschriebenen Konfiguration die drei Messflächen A bis C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G, als ein Genauigkeitsbezugsformstück, mit dem an dem Spindelkopf 2 (Hauptspindel) angebrachten Tastkopf 101 (Positionsmesssensor) gemessen, die zwei Rechtwinkligkeiten werden aus dem Messergebnis berechnet, um die Differenz zwischen den zwei Rechtwinkligkeiten zu berechnen, die Rechtwinkligkeit wird basierend auf dem Vergleichsergebnis von der Differenz und dem Differenzschwellwert identifiziert und der Kompensationsparameter wird basierend auf der identifizierten Rechtwinkligkeit eingestellt.
Mit der Konfiguration kann der Kompensationsparameter für den Bewegungsfehler erhalten werden, ohne ein spezielles Messinstrument zu verwenden. Dementsprechend kann der Bewegungsfehler des Bearbeitungszentrums M basierend auf dem erhaltenen Kompensationsparameter in geeigneter Weise kompensiert werden. Aus dem Vergleichsergebnis der Differenz zwischen den zwei Rechtwinkligkeiten und dem Differenzschwellwert kann einfach bestimmt werden, ob die Winkelabweichung der Translationsachse die gemessene Rechtwinkligkeit schädlich beeinflusst, oder nicht. Darüber hinaus kann, selbst wenn die Winkelabweichung der Translationsachse groß ist und die Rechtwinkligkeit nicht eindeutig bestimmt ist, der Kompensationsparameter durch Messen der Winkelabweichung der Translationsachse erhalten werden.
Während die Erfindung mit einem Beispiel des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G, das drei Messflächen von der Messfläche A, der Messfläche B und der Messfläche C in der oben beschriebenen Konfiguration enthält, beschrieben ist, kann die Erfindung auch unter Verwendung eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G, das zwei Messflächen von einer Messfläche A und einer Messfläche B enthält, angewendet werden.
In diesem Fall wird die Messung in dem Bearbeitungszentrum M beispielsweise mit einer nachstehenden Prozedur durchgeführt.
Zuerst wird das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück G auf dem Tisch 3 installiert und ein erster Messschritt eines Messens von jeder der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks G wird mit dem an dem Spindelkopf 2 angebrachten Tastkopf 101 durchgeführt.
Als nächstes wird das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück G in einer geänderten Richtung (beispielsweise um 180° um die X-Achse gedreht) installiert und ein zweiter Messschritt eines Messens der Messfläche A und der Messfläche B wird mit dem Tastkopf 101 durchgeführt.
Als nächstes wird, ähnlich zu der oben beschriebenen Konfiguration, ein erster Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt eines Berechnens einer ersten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus dem in dem ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis von der Messfläche A und der Messfläche B durchgeführt.
Als nächstes wird, ähnlich der oben beschriebenen Konfiguration, ein zweiter Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt eines Berechnens einer zweiten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus dem in dem zweiten Messschritt erhaltenen Messergebnis von der Messfläche A und der Messfläche B durchgeführt.
Die nachfolgenden Prozesse sind gleich denen in der oben beschriebenen Konfiguration.
Auch in diesem Fall kann der Kompensationsparameter für den Bewegungsfehler erhalten werden, ohne ein spezielles Messinstrument zu verwenden.
Zusätzlich ist die Werkzeugmaschine der Erfindung nicht auf das Bearbeitungszentrum beschränkt.
Es wird explizit festgestellt, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale dazu gedacht sind, separat und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck eines Einschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, offenbar zu sein. Es wird explizit festgestellt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Zwischeneinheit zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung sowie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung, insbesondere als Grenzen von Wertebereichen, offenbaren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007101279 A [0008, 0009]

Claims

Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine (M), wobei die Werkzeugmaschine (M) einen Tisch (3), der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel (2), die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen (X, Y, Z) enthält, die Hauptspindel (2) dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung mit drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tischs (3) durchzuführen, und die Werkzeugmaschine (M) dazu konfiguriert ist, einen Bewegungsfehler der Translationsachse (X, Y, Z) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren, und der Kompensationsparameter unter Verwendung eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G), das eine vorbestimmte Messfläche A, und eine Messfläche B und eine Messfläche C, die senkrecht zu der Messfläche A und parallel zueinander sind, enthält, berechnet wird, und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks bekannt sind, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Messschritt mit einem Installieren des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) auf dem Tisch (3) und einem Messen von jeder der Messfläche A, der Messfläche B und der Messfläche C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) mit einem an der Hauptspindel (2) angebrachten Positionsmesssensor (101); einen ersten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer ersten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus einem durch den ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B; einen zweiten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer zweiten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche C aus einem durch den ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche C; einen Differenz-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit; einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen der Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert; einen Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt mit einem Berechnen eines Durchschnittswerts der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und einem Berechnen einer Winkelabweichung der Translationsachse (X, Y, Z) und einem Berechnen einer korrigierten Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet; und einen Kompensationsparameter-Einstellschritt mit einem Einstellen des Kompensationsparameters basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit.
Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine (M) gemäß Anspruch 1, wobei wenn die Differenz den Differenzschwellwert in dem Bestimmungsschritt überschreitet, der erste Messschritt, der erste Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, der zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt und der Differenz-Berechnungsschritt an jeder von einer Mehrzahl von Positionen erneut durchgeführt werden, indem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück (G) an der Mehrzahl von Positionen installiert wird, und die Winkelabweichung in dem Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt basierend auf der Mehrzahl von erhaltenen Differenzen berechnet wird.
Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine (M), wobei die Werkzeugmaschine (M) einen Tisch (3), der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel (2), die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen (X, Y, Z) enthält, die Hauptspindel (2) dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung von drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tischs (3) durchzuführen, und die Werkzeugmaschine (M) dazu konfiguriert ist, einen Bewegungsfehler der Translationsachse (X, Y, Z) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren, und der Kompensationsparameter unter Verwendung eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G), das eine vorbestimmte Messfläche A und eine Messfläche B senkrecht zu der Messfläche A enthält, berechnet wird, und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) bekannt ist, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Messschritt mit einem Installieren des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) auf dem Tisch (3) und einem Messen von jeder von der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) mit einem an der Hauptspindel (2) angebrachten Positionsmesssensor (101); einen zweiten Messschritt mit einem Messen der Messfläche A und der Messfläche B mit dem Positionsmesssensor (101), indem eine Richtung des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) geändert wird; einen ersten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer ersten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus einem durch den ersten Messschritt erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B; einen zweiten Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer zweiten Rechtwinkligkeit zwischen der Messfläche A und der Messfläche B aus einem durch den zweiten Messschritt erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B; einen Differenz-Berechnungsschritt mit einem Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit; einen Bestimmungsschritt mit einem Vergleichen der Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert; einen Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt mit einem Berechnen eines Durchschnittswerts der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und mit einem Berechnen einer Winkelabweichung der Translationsachse (X, Y, Z) und einem Berechnen einer korrigierten Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet; und einen Kompensationsparameter-Einstellschritt mit einem Einstellen des Kompensationsparameters basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit.
Verfahren zum Berechnen eines Kompensationsparameters für einen Bewegungsfehler in einer Werkzeugmaschine (M) gemäß Anspruch 3, wobei wenn die Differenz in dem Bestimmungsschritt den Differenzschwellwert überschreitet, der erste Messschritt, der zweite Messschritt, der erste Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt, der zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungsschritt und der Differenz-Berechnungsschritt an jeder von einer Mehrzahl von Positionen erneut durchgeführt wird, indem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück (W) an der Mehrzahl von Positionen installiert wird, und die Winkelabweichung basierend auf der Mehrzahl von in dem Rechtwinkligkeit-Identifikationsschritt erhaltenen Differenzen berechnet wird.
Werkzeugmaschine (M), die einen Tisch (3), der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel (2), die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen (X, Y, Z) enthält, wobei die Hauptspindel (2) dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung mit drei oder mehr Freiheitsgraden bezüglich des Tisches (3) durchzuführen, und die Werkzeugmaschine (M) dazu konfiguriert ist, einen Bewegungsfehler der Translationsachse (X, Y, Z) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren, wobei die Werkzeugmaschine (M) aufweist: eine erste Messeinheit, die dazu konfiguriert ist, jede von einer Messfläche A, einer Messfläche B und einer Messfläche C eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) mit einem an der Hauptspindel (2) angebrachten Positionsmesssensor (101) in einem Zustand zu messen, in dem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück (G) auf dem Tisch (3) installiert ist, wobei die Messfläche A eine vorbestimmte Messfläche ist, die Messfläche B und die Messfläche C senkrecht zu der Messfläche A und parallel zueinander sind, und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche C des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) bekannt sind; eine erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, die eine erste Rechtwinkligkeit aus einem durch die erste Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B berechnet; eine zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, die eine zweite Rechtwinkligkeit aus einem durch die erste Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche C berechnet; eine Differenz-Berechnungseinheit, die eine Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit berechnet; eine Bestimmungseinheit, die die Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert vergleicht; eine Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit, die einen Durchschnittswert der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit berechnet wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und eine Winkelabweichung der Translationsachse (X, Y, Z) berechnet und eine korrigierte Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit berechnet wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet, und eine Kompensationsparameter-Einstelleinheit, die den Kompensationsparameter basierend auf dem Durchschnittswert oder der korrigierten Rechtwinkligkeit einstellt.
Werkzeugmaschine (M), die einen Tisch (3), der dazu konfiguriert ist, ein Werkstück zu halten, eine Hauptspindel (2), die dazu konfiguriert ist, ein Werkzeug zu halten, und drei oder mehr Translationsachsen (X, Y, Z) enthält, wobei die Hauptspindel (2) dazu konfiguriert ist, eine relative Bewegung mit drei oder mehr translatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Tischs (3) durchzuführen, und die Werkzeugmaschine (M) dazu konfiguriert ist, einen Bewegungsfehler der Translationsachse (X, Y, Z) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Kompensationsparameter zu kompensieren, wobei die Werkzeugmaschine (M) aufweist: eine erste Messeinheit, die jede von einer Messfläche A und einer Messfläche B eines Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) mit einem an der Hauptspindel (2) angebrachten Positionsmesssensor (101) in einem Zustand misst, in dem das Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstück (G) auf dem Tisch (3) installiert ist, die Messfläche A eine vorbestimmte Messfläche ist, die Messfläche B senkrecht zu der Messfläche A ist und ein Winkel zwischen der Messfläche A und der Messfläche B des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) bekannt ist; eine zweite Messeinheit, die die Messfläche A und die Messfläche B mit einem Positionsmesssensor (101) misst, indem eine Richtung des Winkelmaß-Kalibrierungsbezugsformstücks (G) geändert wird; eine erste Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, die eine erste Rechtwinkligkeit aus einem durch die erste Messeinheit erhaltenen Messergebnis der Messfläche A und der Messfläche B berechnet; eine zweite Rechtwinkligkeit-Berechnungseinheit, die eine zweite Rechtwinkligkeit aus einem durch die zweite Messeinheit erhaltenen Ergebnis der Messfläche A und der Messfläche B berechnet; eine Differenz-Berechnungseinheit, die eine Differenz zwischen der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit berechnet; eine Bestimmungseinheit, die die Differenz mit einem vorausgehend festgelegten Differenzschwellwert vergleicht; eine Rechtwinkligkeit-Identifikationseinheit, die einen Durchschnittswert der ersten Rechtwinkligkeit und der zweiten Rechtwinkligkeit berechnet wenn die Differenz gleich oder kleiner als der Differenzschwellwert ist, und eine Winkelabweichung der Translationsachse (X, Y, Z) berechnet und eine korrigierte Rechtwinkligkeit basierend auf der Winkelabweichung und der ersten Rechtwinkligkeit oder der zweiten Rechtwinkligkeit berechnet wenn die Differenz den Differenzschwellwert überschreitet; und eine Kompensationsparameter-Einstelleinheit, die den Kompensationsparameter basierend auf dem Durchschnittswert oder den korrigierten Rechtwinkligkeit einstellt.