DE112018000495T5

DE112018000495T5 - Bearbeitungssteuerungssystem und bewegungsführungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112018000495T5
Application number: DE112018000495.3T
Authority: DE
Inventors: Akihiro Unno; Yuki Hayashi; Yuki Tanaka; Tomofumi OHASHI; Yusuke Asano; Katsunori Kogure
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2019-10-31
Also published as: TWI743296B; JP2018120359A; WO2018139236A9; WO2018139236A1; KR20190108601A; CN110226136B; TW201834783A; JP7018709B2; US11226001B2; US20190383327A1; KR102428628B1; CN110226136A

Abstract

Unterdrückung eines Rückgangs der Bearbeitungsgenauigkeit bei der Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand, in dem das Werkstück durch eine Bewegungsführungsvorrichtung beweglich gehalten wird. Bearbeitungssteuerungssystem in Bezug auf die Bearbeitung eines Werkstücks, das von einer Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem das Werkstück durch eine Bewegungsführungsvorrichtung beweglich getragen wird, die ein Gleiselement aufweist, das sich entlang einer Längsrichtung erstreckt, und ein bewegliches Element, das so angeordnet ist, dass es dem Gleiselement über ein Wälzkörper gegenüberliegt, der rollbar innerhalb einer Rollnut angeordnet ist und das relativ beweglich entlang der Längsrichtung des Gleiselements ist, wobei das Bearbeitungssteuerungssystem Folgendes umfasst: eine Erfassungseinheit, die vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen in Bezug auf eine Last, die auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebracht wird, wenn das Werkstück bearbeitet wird, erfasst; und eine Ausgabeeinheit, die Bearbeitungskorrekturinformationen zum Korrigieren eines vorgeschriebenen Steuerungsparameters für die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung auf der Grundlage der von der Erfassungseinheit erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen erzeugt und die die erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen auf einer Seite der Bearbeitungsvorrichtung ausgibt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungssteuerungssystem, das die Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand steuert, in dem das Werkstück durch eine Bewegungsführungsvorrichtung mit einem Gleiselement und einem beweglichen Element beweglich getragen wird, und auf eine Bewegungsführu ngsvorrichtung.
[Hintergrund]
Eine Bewegungsführungsvorrichtung, die ein Werkstück beweglich trägt, wird manchmal in einer Werkzeugmaschine verwendet, die das Drehen, Schleifen, Fräsen und dergleichen des Werkstücks mit einer Bearbeitungsvorrichtung durchführt. Als Bewegungsführungsvorrichtung weist eine bekannte Bewegungsführungsvorrichtung in einem solchen Fall beispielsweise ein sich entlang einer Längsrichtung erstreckendes Gleiselement und ein dem Gleiselement gegenüberliegendes Bewegungselement über ein innerhalb einer Rollnut rollbar angeordnetes Wälzkörper auf, das entlang der Längsrichtung des Gleiselements relativ beweglich ist. Eine Werkzeugmaschine, die eine solche Bewegungsführungsvorrichtung verwendet, trägt ein Werkstück beweglich, indem sie einen Bearbeitungstisch an dem beweglichen Element befestigt und das Werkstück auf den Tisch legt.
[Zitierliste]
[Patentliteratur]
[PTL 1] Japanische Patentanmeldung Offengelegt Nr. 2015-027701
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
In der vorstehend beschriebenen Bewegungsführungsvorrichtung verformt sich das bewegliche Element, das einen Teil der Last aufgenommen hat, elastisch, wenn eine Last auf die Bewegungsführungsvorrichtung von der Bearbeitungsvorrichtung aufgebracht wird, während die Bearbeitung eines Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, und dadurch wird eine Lastschwingung erzeugt. Wenn die Steifigkeit des beweglichen Elements während des Einsatzes der Bewegungsführungsvorrichtung mit der Zeit abnimmt, nimmt mit der Zeit ein Dämpfungsverhältnis der oben beschriebenen Lastschwingung ab. Wenn das Dämpfungsverhältnis der oben beschriebenen Lastschwingung klein ist, ist es schwieriger, die Lastschwingung des beweglichen Elements während der Bearbeitung eines Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung zu dämpfen, als wenn das Dämpfungsverhältnis der Lastschwingung groß ist. Da sich das Dämpfungsverhältnis der vorstehend beschriebenen Lastschwingung entsprechend einer zeitlichen Änderung der Bewegungsführungsvorrichtung verringert, ist es daher schwierig, eine von der Bewegungsführungsvorrichtung getragene Haltung des Werkstücks zu stabilisieren und eine Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung kann beeinträchtigt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Umstände gemacht, und ein Ziel ist es, eine Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit bei der Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand zu unterdrücken, in dem das Werkstück beweglich von einer Bewegungsführungsvorrichtung getragen wird.
[Lösung des Problems]
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, nimmt die vorliegende Erfindung eine Konfiguration an, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit einer Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand, in dem das Werkstück beweglich von einer Bewegungsführungsvorrichtung getragen wird, vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen in Bezug auf eine auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebrachte Last erfasst und Bearbeitungskorrekturinformationen zum Verbinden eines Steuerungsparameters der Bearbeitungsvorrichtung auf der Grundlage der erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen erzeugt. Darüber hinaus ermöglicht die Konfiguration durch die Ausgabe der erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen auf eine Seite der Bearbeitungsvorrichtung die Korrektur der Steuerungsparameter durch die Seite der Bearbeitungsvorrichtung.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung ein Bearbeitungssteuerungssystem, das sich auf die Bearbeitung eines Werkstücks bezieht, das von einer Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem das Werkstück beweglich von einer Bewegungsführungsvorrichtung getragen wird, die ein Gleiselement aufweist, das sich entlang einer Längsrichtung erstreckt, und ein bewegliches Element, das so angeordnet ist, dass es dem Gleiselement gegenüberliegt, über ein Wälzkörper, das rollbar innerhalb einer Rollnut angeordnet ist und das relativ beweglich entlang der Längsrichtung des Gleiselements ist. Das Bearbeitungssteuerungssystem umfasst: die Bewegungsführungsvorrichtung; einen Tisch, auf dem das Werkstück zu platzieren ist, wobei der Tisch von der Bewegungsführungsvorrichtung getragen wird; eine Erfassungseinheit, die vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen in Bezug auf eine von der Bearbeitungsvorrichtung auf die Bewegungsführungsvorrichtung ausgeübte Last in einem Zustand erfasst, in dem das Werkstück auf dem Tisch platziert wird; und eine Ausgabeeinheit, die Bearbeitungskorrekturinformationen zum Korrigieren eines vorgeschriebenen Steuerungsparameters für die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung auf der Grundlage der von der Erfassungseinheit erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen erzeugt und die die erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen an eine Seite der Bearbeitungsvorrichtung ausgibt.
In dem wie vorstehend beschrieben konfigurierten Bearbeitungssteuerungssystem werden vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen in Bezug auf eine Last, die von der Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand, in dem das Werkstück auf den Tisch gelegt wird, auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebracht wird, erfasst. Bei der Festlegung eines Dämpfungsverhältnisses oder dergleichen einer Lastschwingung, die im beweglichen Element erzeugt wird, wenn eine Last von der Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand, in dem das Werkstück auf den Tisch gelegt wird, auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebracht wird, ist es notwendig, die vorstehend beschriebene Last zu beurteilen. In Anbetracht dessen werden in der Bearbeitungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung Informationen über eine Last, die von der Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand, in dem das Werkstück auf den Tisch gelegt wird, auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebracht wird, als vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen erfasst. Die vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen werden zur Erzeugung von Bearbeitungskorrekturinformationen verwendet. Die Bearbeitungskorrekturinformationen sind Informationen zur Korrektur eines Parameters, der zur Steuerung der Bearbeitungsvorrichtung bei der Bearbeitung des Werkstücks mit der Bearbeitungsvorrichtung verwendet werden soll. Darüber hinaus gibt die Bearbeitungssteuerung nach der vorliegenden Erfindung die erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen von der Ausgabeeinheit an die Seite der Bearbeitungsvorrichtung aus. Dadurch kann die Seite der Bearbeitungsvorrichtung einen Steuerungsparameter anhand der Bearbeitungskorrekturinformationen korrigieren. Selbst wenn sich die Steifigkeit des beweglichen Elements aufgrund einer zeitlichen Änderung der Bewegungsführungsvorrichtung oder dergleichen ändert, kann somit ein Rückgang der Bearbeitungsgenauigkeit eines Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung unterdrückt werden.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Rückgang der Bearbeitungsgenauigkeit unterdrückt werden, wenn die Bearbeitung eines Werkstücks durch eine Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem das Werkstück durch eine Bewegungsführungsvorrichtung beweglich gestützt wird.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das den schematischen Aufbau einer Bearbeitungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Bewegungsführungsvorrichtung darstellt.
3 ist eine perspektivische Außenansicht einer Schiene und eines Schlittens, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer Bewegungsführungsvorrichtung enthalten sind.
4 ist ein Diagramm, das einen Überblick über die innere Struktur einer Schiene und eines Schlittens zeigt.
5(a) ist eine Frontansicht einer Bewegungsführungsvorrichtung aus der Längsrichtung einer Schiene, und 5(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils B.
6 ist ein Diagramm, das Funktionseinheiten visualisiert, die durch eine Informationsverarbeitungsvorrichtung realisiert sind, die in einer Bewegungsführungsvorrichtung integriert ist.
7 ist ein Diagramm, das einen Ablauf eines Prozesses zum Bilden von vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen in einer Bewegungsführungsvorrichtung darstellt.
8 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Ausgänge von Sensoren zeigt, wenn eine äußere Kraft auf einen Schlitten wirkt.
9 ist ein Diagramm, das einen Abschnitt zeigt, mit dem Kugeln in einem Schlitten in Kontakt stehen.
10 ist ein Diagramm, das den Zustand einer inneren Last vor der Erzeugung von fünf Verschiebungskomponenten darstellt.
11 ist ein Diagramm, das den Zustand einer inneren Last nach der Erzeugung von fünf Verschiebungskomponenten darstellt.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Grafik zeigt, die Verschiebungsdaten eines Schlittens in einer Zeitreihe darstellt.

[Beschreibung der Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu verstehen, dass Abmessungen, Materialien, Formen, relative Anordnungen und dergleichen von in dieser Ausführungsform beschriebenen Bauteilen nicht dazu bestimmt sind, den technischen Umfang der Erfindung darauf zu beschränken, sofern nicht anders angegeben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Werkzeugmaschine 20 zeigt, auf die eine Bearbeitungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die Werkzeugmaschine 20 umfasst ein Bearbeitungswerkzeug 31 zum Durchführen von Drehen, Schleifen, Schneiden und dergleichen eines Werkstücks 40, einen Tisch 8, auf dem das Werkstück 40 platziert werden soll, einen Aktuator 17 zum Zuführen des Tisches 8 und eine NC-Vorrichtung 30 zum Steuern einer Bearbeitungsgeschwindigkeit des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 (zum Beispiel eine Drehzahl einer Spindel), eine Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 8 durch den Aktuator 17 und dergleichen. Die Werkzeugmaschine 20 ist ein Beispiel für die „Bearbeitungsvorrichtung“, wie sie in der vorliegenden Anwendung beschrieben ist.
Zusätzlich wird in der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine 20 eine Bewegungsführungsvorrichtung 1 zur beweglichen Abstützung des Tisches 8 eingesetzt. Eine Struktur der Bewegungsführungsvorrichtung 1 und ein Informationsfluss und dergleichen auf der Grundlage von erfassten Werten von an der Bewegungsführungsvorrichtung 1 montierten Verschiebungssensoren wird nun mit Bezug auf 2 bis 5 beschrieben: In der Bewegungsführungsvorrichtung 1 bezeichnen die Bezugszeichen 2a bis 2d und 3a bis 3d Verschiebungssensoren, ein Bezugszeichen 4 einen Lineargeber und ein Bezugszeichen 10 eine Informationsverarbeitungsvorrichtung.
Zunächst wird eine Konfiguration der Bewegungsführungsvorrichtung 1 beschrieben. Die Bewegungsführungsvorrichtung 1 umfasst eine Schiene 11 (ein Beispiel für ein „Gleiselement“, wie in der vorliegenden Anwendung beschrieben), einen Schlitten 12 (ein Beispiel für ein „bewegliches Element“, wie in der vorliegenden Anwendung beschrieben), der relativ beweglich entlang einer Längsrichtung der Schiene 11 montiert ist, und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung 10 zur Verarbeitung von Signalen des Lineargeber 4 und der Verschiebungssensoren 2a, 2b, 3a und 3b. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schiene 11 an einer Basis 7 der Werkzeugmaschine 20 und der Tisch 8 (siehe 1) der Werkzeugmaschine 20 an dem Schlitten 12 montiert. Eine Momentenrichtung eines beweglichen Teils einschließlich des Tisches 8 wird durch die Bewegungsführungsvorrichtung 1 geführt. Es ist zu beachten, dass die Bewegungsführungsvorrichtung 1 vertikal umklappbar ist und den Schlitten 12 auf der Basis 7 und die Schiene 11 auf dem Tisch 8 montiert hat. Darüber hinaus kann die Bewegungsführungsvorrichtung 1 in einem Zustand verwendet werden, in dem die Längsrichtung der Schiene 11 geneigt oder senkrecht zu einer horizontalen Ebene ist, anstatt horizontal zu sein.
3 zeigt eine perspektivische Außenansicht der Schiene 11 und des Schlittens 12 der Bewegungsführungsvorrichtung 1. Zur Veranschaulichung wird die Konfiguration der Bewegungsführungsvorrichtung 1 unter der Annahme beschrieben, dass die Schiene 11 auf einer horizontalen Ebene, einer Richtung aus der Längsrichtung der Schiene 11 oder, mit anderen Worten, einer x-Achse aus 3 ist eine Vorder-Rückseite, einer y-Achse aus 2 ist eine vertikale Richtung und einer z-Achse aus 2 ist eine horizontale Richtung. Es versteht sich von selbst, dass eine Anordnung der Bewegungsführungsvorrichtung 1 nicht auf diese Anordnung beschränkt ist.
Auf jeder der linken und rechten Seiten der Schiene 11 sind zwei (obere und untere) bandartige Laufflächen 11a vorgesehen. Die Rollfläche 11a weist einen bogenförmigen Querschnitt auf. Die Durchgangslöcher 11b, durch die ein Befestigungselement zur Befestigung der Schiene 11 an der Basis 7 geführt wird, sind in einer geeigneten Neigung in Längsrichtung auf einer Oberseite der Schiene 11 vorgesehen.
Der Schlitten 12 weist einen C-förmigen Querschnitt auf, der aus einem horizontalen Teil 12-1, der der Oberseite der Schiene 11 gegenüberliegt, und einem Paar Seitenteilen 12-2, die den Seitenflächen der Schiene 11 gegenüberliegen, besteht. Der Schlitten 12 umfasst einen Schlittenhauptkörper 13 in der Mitte in einer Bewegungsrichtung, ein Paar Deckelelemente 14a und 14b, die an beiden Enden in einer Bewegungsrichtung des Schlittenhauptkörpers 13 angeordnet sind, und ein Paar Sensorbefestigungselemente 15a und 15b (siehe 2), die an beiden Enden in einer Bewegungsrichtung des Paares der Deckelelemente 14a und 14b angeordnet sind. Die Deckelelemente 14a und 14b weisen einen C-förmigen Querschnitt auf, der aus einem horizontalen Teil 14-1, der der Oberseite der Schiene 11 gegenüberliegt, und einem Paar Seitenteile 14-2, die den Seitenflächen der Schiene 11 gegenüberliegen, besteht. Die Sensorbefestigungselemente 15a und 15b weisen ebenfalls einen C-förmigen Querschnitt auf, der aus einem horizontalen Teil 15-1, der der Oberseite der Schiene 11 gegenüberliegt, und einem Paar Seitenteilen 15-2, die den Seitenflächen der Schiene 11 gegenüberliegen (siehe 5(a)). Die Deckelelemente 14a und 14b werden am Schlittenhauptkörper 13 durch Befestigungselemente wie Schrauben befestigt. Die Sensorbefestigungselemente 15a und 15b werden am Schlittenhauptkörper 13 und die Deckelelemente 14a und 14b durch Befestigungselemente wie Schrauben befestigt. Es ist zu beachten, dass die Sensorbefestigungselemente 15a und 15b in den Bildern 3 und 4 weggelassen wurden.
4 ist ein Diagramm, das einen Umriss einer inneren Struktur der Schiene 11 und des Schlittens 12 der Bewegungsführungsvorrichtung 1 zeigt. Wie in 4 dargestellt, ist der Schlittenhauptkörper 13 mit vier bandartigen Rollflächen 13a versehen, die den vier bandartigen Rollflächen 11a der Schiene 11 gegenüberliegen. Der Schlittenhauptkörper 13 ist mit einem Rückpfad 13b versehen, der parallel zu jeder Rollfläche 13a verläuft. Die Deckelelemente 14a und 14b sind mit U-förmigen Umkehrwegen 14c versehen, die jede Rollfläche 13a und jeden Rückpfad 13b miteinander verbinden. Eine innere Umfangsseite des Umkehrpfades 14c besteht aus einem inneren Umfangsteil 13c, der einen halbkugelförmigen Querschnitt aufweist und in den Schlittenhauptkörper 13 integriert ist. Ein spurähnlicher Umlaufpfad besteht aus einem Lastwälzweg zwischen der Rollfläche 11a der Schiene 11 und der Rollfläche 13a des Wagenhauptkörpers 13, dem Paar von Umkehrwegen 14c und dem Rückpfad 13b. Der Umlaufpfad umfasst eine Vielzahl von Kugeln 16 (ein Beispiel für „Wälzelemente“, wie in der vorliegenden Anwendung beschrieben). Wenn sich der Schlitten 12 relativ zur Schiene 11 bewegt, rollen die zwischen der Schiene 11 und dem Schlitten 12 angeordneten Kugeln 16 entlang des Lastrollenweges. Die Kugeln 16, die an einem Ende des Lastwälzweges gerollt sind, werden in einen der Umkehrpfade 14c eingeführt, bewegen sich entlang des Rückpfades 13b und dann des anderen Umkehrpfades 14c und kehren zu einem anderen Ende des Lastwälzweges zurück.
<Konfiguration des Sensors>
Eine Konfiguration der Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d, die in die Bewegungsführungsvorrichtung 1 eingebaut sind, wird nun beschrieben. Die Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind beispielsweise kapazitive Verschiebungssensoren und erfassen berührungslos eine Verschiebung des Schlittens 12 gegenüber der Schiene 11 (siehe vergrößerte Ansicht von 5(b)). Wie in 2 dargestellt, ist das Paar der Sensorbefestigungselemente 15a und 15b an beiden Enden des Schlittens 12 in Bewegungsrichtung montiert. Vier Verschiebungssensoren 2a bis 2d sind an einem Sensorbefestigungselement 15a montiert. Die vier Verschiebungssensoren 2a bis 2d sind an gleicher Stelle in Längsrichtung der Schiene 11 angeordnet. Vier Verschiebungssensoren 3a bis 3d sind ebenfalls an dem anderen Sensorbefestigungselement 15b montiert. Die vier Verschiebungssensoren 3a bis 3d sind an gleicher Stelle in Längsrichtung der Schiene 11 angeordnet. Ein Abstand zwischen den Verschiebungssensoren 2a bis 2d und den Verschiebungssensoren 3a bis 3d in Längsrichtung der Schiene 11 ist durch L₁ gekennzeichnet (siehe 2). Alternativ können die jeweiligen Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d auch versetzt entlang der Bewegungsrichtung des Schlittens 12 angeordnet werden.
5(a) zeigt das Sensorbefestigungselement 15a aus der Längsrichtung der Schiene 11 gesehen. Wie vorstehend beschrieben, weist das Sensorbefestigungselement 15a den horizontalen Teil 15-1 auf, der einer Oberseite 11c der Schiene 11 gegenüberliegt, und das Paar Seitenteile 15-2, die der linken und rechten Seitenfläche der Schiene 11 gegenüberliegen. Im horizontalen Teil 15-1 sind zwei Verschiebungssensoren 2a und 2b angeordnet, die eine Verschiebung in radialer Richtung erfassen. Die Verschiebungssensoren 2a und 2b stehen sich über einen Spalt auf der Oberseite 11c der Schiene 11 gegenüber und erfassen einen Spalt zur Oberseite 11c der Schiene 11. Ein Abstand zwischen den beiden Verschiebungssensoren 2a und 2b in horizontaler Richtung wird durch L2 bezeichnet.
Im Seitenteilpaar 15-2 sind zwei Verschiebungssensoren 2c und 2d angeordnet, die eine Verschiebung in horizontaler Richtung erfassen. Die Verschiebungssensoren 2c und 2d stehen einander über einen Spalt auf einer Seitenfläche 11d der Schiene 11 gegenüber und erfassen einen Spalt zur Seitenfläche 11d.
In einem Zustand, in dem davon ausgegangen wird, dass die Schiene 11 auf einer horizontalen Ebene angeordnet ist, sind die Sensoren 2a und 2b und die Verschiebungssensoren 2c und 2d niedriger als eine Oberseite (eine Montagefläche) des Schlittens 12 angeordnet. Diese Anordnung wird übernommen, um zu ermöglichen, dass der Tisch 8 auf der Oberseite (der Montagefläche) des Schlittens 12 montiert werden kann. Kabel 2a1 bis 2d1 der Verschiebungssensoren 2a bis 2d sind in horizontaler Richtung aus dem Seitenteil 15-2 des Sensorbefestigungselements 15a herausgeführt. Alternativ können die Kabel 2a1 bis 2d1 nach vorne (in einer Richtung senkrecht zu einer Papierebene) von einer Vorderfläche des Sensorbefestigungselements 15a gezogen werden. Darüber hinaus kann eine Höhe einer Oberseite des Sensorbefestigungselements 15a niedriger als die Oberseite (die Montagefläche) des Schlittens 12 und ein Spalt zwischen der Oberseite des Sensorbefestigungselements 15a und des Tisches 8 als Spalt zum Herausziehen der Kabel 2a1 und 2b1 verwendet werden.
Ähnlich wie das Sensorbefestigungselement 15a weist das in 2 dargestellte Sensorbefestigungselement 15b den horizontalen Teil 15-1 und das Paar Seitenteile 15-2 auf, und die Verschiebungssensoren 3a bis 3d sind an Positionen angeordnet, die jeweils den Verschiebungssensoren 2a bis 2d entsprechen.
<Konfiguration des Linearcodierers>
Der Linearcodierer 4 erfasst eine Position des Schlittens 12 in x-Achsrichtung und gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Informationsverarbeitungsvorrichtung 10 aus. So umfasst beispielsweise der Linearcodierer 4 eine Skala, die an der Basis 7 der Werkzeugmaschine 20 oder der Schiene 11 montiert ist, und einen Kopf, der an dem Tisch 8 der Werkzeugmaschine 20 oder dem Schlitten 12 montiert ist und die Skala liest. Es ist zu beachten, dass Positionserfassungsmittel, die eine Position des Schlittens 12 auf der Schiene 11 erfassen, nicht auf einen Linearcodierer beschränkt sind. Wenn beispielsweise der Tisch 8 der Werkzeugmaschine 20 kugelgetrieben ist, kann ein Drehgeber, der einen Winkel eines Motors zum Antreiben einer Kugelgewindespindel erfasst, als Positionserfassungsmittel verwendet werden.
<Funktionale Konfiguration der Informationsverarbeitungsvorrichtung>
6 ist ein Blockdiagramm, das Funktionseinheiten visualisiert, die von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 10 realisiert wurden, die in der Bewegungsführungsvorrichtung 1 enthalten ist. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 10 umfasst eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten und einen Speicher zum Zwischenspeichern von erfassten Werten des Verschiebungssensors 2a und dergleichen, und verschiedene Funktionen werden dargestellt, wenn die arithmetische Verarbeitungsvorrichtung ein vorgegebenes Steuerprogramm ausführt. Als Hauptfunktionseinheiten davon umfasst die Informationsverarbeitungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Erfassungseinheit 101 und eine Ausgabeeinheit 102.
Wenn die Bewegungsführungsvorrichtung 1 in einem Zustand, in dem das Werkstück 40 auf den Tisch 8 gelegt wird, belastet wird, gibt die Erfassungseinheit 101 erfasste Werte der Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d ein und erfasst vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen aus den erfassten Werten. Die vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen sind Informationen über die oben beschriebene Belastung, die später erläutert werden.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 bewirkt die auf die Bewegungsführungsvorrichtung 1 ausgeübte Last vom Bearbeitungswerkzeug 31 über das Werkstück 40 und den Tisch 8 eine elastische Verformung des Schlittens 12 und damit eine Lastvibration des Schlittens 12. Um die Bearbeitung des Werkstücks 40 mit dem Bearbeitungswerkzeug 31 präzise durchzuführen, wird eine Einstellung des Werkstücks 40 vorzugsweise stabilisiert, indem die Lastschwingungen schnell gedämpft werden. Daher ist der Schlitten 12 so konstruiert, dass er eine Steifigkeit aufweist, die es mehr oder weniger ermöglicht, die Lastvibration schnell zu dämpfen.
Die Steifigkeit des Schlittens 12 kann sich im Laufe der Zeit entsprechend einer Zeitänderung der Bewegungsführungsvorrichtung 1 verringern, die darauf zurückzuführen ist, dass die Werkzeugmaschine 20 wiederholt betrieben wird. Wenn die Steifigkeit des Schlittens 12 abnimmt, da eine elastische Verformung des Schlittens 12, wenn die Last vom Bearbeitungswerkzeug 31 auf die Bewegungsführungsvorrichtung 1 aufgebracht wird, wahrscheinlich zunimmt, kann eine Amplitude der oben beschriebenen Lastschwingung zunehmen und ein Dämpfungsverhältnis der Lastschwingung abnehmen. In einem solchen Fall wird es schwierig, die Einstellungen des Tisches 8 und des vom Schlitten 12 getragenen Werkstücks 40 zu stabilisieren, so dass eine Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 möglicherweise abnimmt.
In Anbetracht dessen wird in der vorliegenden Ausführungsform als vorgeschriebene Bearbeitungsinformation eine Größe der vorstehend beschriebenen Belastung und darüber hinaus die Steifigkeit des Schlittens 12 und das Dämpfungsverhältnis der Lastschwingung auf der Grundlage der Größe der Belastung erfasst. Ein spezifisches Verfahren zur Erfassung dieser Informationen wird später beschrieben.
Darüber hinaus erzeugt die Ausgabeeinheit 102 auf der Grundlage der von der Erfassungseinheit 101 erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen Bearbeitungskorrekturinformationen zur Korrektur eines Steuerungsparameters, der verwendet werden soll, wenn die NC-Vorrichtung 30 das Bearbeitungswerkzeug 31 steuert, und gibt die Bearbeitungskorrekturinformationen an die NC-Vorrichtung 30 aus. Details zu den Informationen zur Bearbeitungskorrektur werden später beschrieben.
<Details der Erfassungseinheit 101>
Ein Überblick über einen Erfassungsprozess der vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen durch die Erfassungseinheit 101 wird nun mit Bezug auf 7 beschrieben. Der in 7 dargestellte Erfassungsprozess ist ein Prozess, der durch den Beginn der Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 ausgelöst und durch die Erfassungseinheit 101 ausgeführt wird. Zunächst erfasst die Erfassungseinheit 101 einen Verschiebungsbetrag des Schlittens 12 von den jeweiligen Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d (S101). Anschließend berechnet die Erfassungseinheit 101 auf der Grundlage von Daten über die Höhe der Verschiebung des in Schritt S101 erfassten Schlittens 12 eine auf den Schlitten 12 (S102) wirkende Last. Darüber hinaus berechnet die Erfassungseinheit 101 eine Steifigkeit des Schlittens 12 aus der in S101 erfassten Verschiebung und der in S102 (S103) berechneten Last. Darüber hinaus berechnet die Erfassungseinheit 101 aus der in S103 berechneten Steifigkeit des Schlittens 12 ein Dämpfungsverhältnis der Last.
Im Folgenden werden die Prozesse der jeweiligen Schritte im oben beschriebenen Akquisitionsprozess detailliert beschrieben.
<S101>
In S101 erfasst die Erfassungseinheit 101 mit dem Beginn der Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 als Auslöser einen Betrag der Verschiebung des Schlittens 12 von den jeweiligen Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d. Da ein Messwert der jeweiligen Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d ein Abstand vom Sensor zur Rollfläche ist, erfasst die Erfassungseinheit 101 einen Wert, der durch Subtraktion eines erfassten Wertes der Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d im unbelasteten Zustand, der im Voraus gespeichert wird, von dem Wert der von den Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d erfassten Verschiebungsinformationen als Verschiebungsbetrag des Schlittens 12 gegenüber der Schiene 11 erhalten wird.
<S102>
Anschließend berechnet die Erfassungseinheit 101 in S102 eine auf den Schlitten 12 aufgebrachte Last auf der Grundlage des Verschiebungsgrades des Schlittens 12 Bei der Berechnung der auf den Schlitten 12 aufgebrachten Last berechnet die Erfassungseinheit 101 zunächst fünf Verschiebungskomponenten des Schlittens 12 auf der Grundlage einer von jedem der Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d erfassten Verschiebung des Schlittens 12. Anschließend berechnet die Erfassungseinheit 101 auf der Grundlage der fünf Verschiebungskomponenten eine auf jede der Vielzahl von-Kugeln 16 wirkende Last und einen Kontaktwinkel jeder Kugel 16. Anschließend berechnet die Erfassungseinheit 101 aus der Last und dem Kontaktwinkel jeder Kugel 16 die Last (fünf externe Kraftkomponenten), die auf den Schlitten 12 wirkt. Im Folgenden werden die drei oben beschriebenen Schritte im Detail erläutert.
<Schritt 1: Berechnung von fünf Verschiebungskomponenten des Schlittens>
Wie in 3 dargestellt, sind Lasten, die auf einen Koordinatenursprung der x-y-z-Koordinatenachsen wirken, F_y eine radiale Belastung und F_z eine horizontale Belastung, wenn x-y-z-Koordinatenachsen auf die Bewegungsführungsvorrichtung 1 eingestellt sind. Die Radialbelastung ist eine Belastung, die in einer positiven Richtung der in 3 dargestellten y-Achse wirkt, d.h. eine Richtung, in der der Schlitten 12 gegen die Schiene 11 gedrückt wird. Die horizontale Last ist eine Last, die in positive und negative Richtungen der in 3 dargestellten z-Achse wirkt, d.h. Richtungen, in denen der Schlitten 12 gegenüber der Schiene 11 seitlich verschoben ist.
Darüber hinaus sind Momente um die x-y-z-Koordinatenachsen M_a die Summe der Kippmomente, M_b die Summe der Giermomente und M_c die Summe der Rollmomente. Die Radialbelastung F_y , das Kippmoment M_a , das Rollmoment M_c , die Horizontallast F_z und das Giermoment M_b wirken auf den Schlitten 12 als äußere Kräfte. Wenn diese fünf äußeren Kraftkomponenten auf den Schlitten 12 einwirken, werden auf dem Schlitten 12 fünf Verschiebungskomponenten erzeugt, die jeweils den fünf äußeren Kraftkomponenten oder, genauer gesagt, einer radialen Verschiebung α₁ (mm), einem Neigungswinkel α₂ (rad), einem Rollwinkel α₃ (rad), einer horizontalen Verschiebung α₄ (mm) und einem Gierwinkel α₅ (rad) entsprechen.
8 zeigt eine Änderung der Ausgänge der Verschiebungssensoren 2a bis 2d, wenn externe Kräfte auf den Schlitten 12 wirken. In 8 zeigen Pfeile mit diagonalen Schraffuren Sensoren an, bei denen sich ein Ausgang ändert, und leere Pfeile zeigen Sensoren an, bei denen sich ein Ausgang nicht ändert. Wenn die Radialbelastung F_y auf den Schlitten 12 wirkt, bewirken elastische Verformungen des Schlittenhauptkörpers 13, der Kugeln 16 und dergleichen, dass sich ein Spalt in vertikaler Richtung zwischen dem Schlitten 12 und der Schiene 11 entsprechend einer Größe der Radialbelastung F_y ändert. Die Verschiebungssensoren 2a und 2b erfassen eine Änderung (eine Verschiebung) des Spaltes in vertikaler Richtung. Es ist zu beachten, dass die am Sensorbefestigungselement 15b montierten Verschiebungssensoren 3a und 3b (siehe 2) auch eine Verschiebung in vertikaler Richtung erfassen.
Wenn beispielsweise die Radialbelastung F_y auf den Schlitten 12 wirkt, ist die Radialverschiebung α₁ des Schlittens 12 durch die folgende Gleichung gegeben, wobei A₁ und A₂ die von den Verschiebungssensoren 2a und 2b erfassten Verschiebungen und A₃ und A₄ die von den Verschiebungssensoren 3a und 3b erfassten Verschiebungen bezeichnen. $α_{1} = (A_{1} + A_{2} + A_{3} + A_{4}) / 4$
Wenn die horizontale Last F_z auf den Schlitten 12 wirkt, verschiebt sich der Schlitten 12 durch elastische Verformung des Schlittenhauptkörpers 13 und der Kugeln 16 oder dergleichen seitlich gegenüber der Schiene 11, ein Spalt in horizontaler Richtung zwischen einem der Seitenteile 12-2 des Schlittens 12 und der Schiene 11 nimmt ab, und ein Spalt in horizontaler Richtung zwischen dem anderen Seitenteil 12-2 des Schlittens 12 und der Schiene 11 nimmt zu. Die Verschiebungssensoren 2c und 2d erfassen eine solche Änderung (eine Verschiebung) des Spaltes in horizontaler Richtung. Es ist zu beachten, dass die an dem Sensorbefestigungselement 15b montierten Verschiebungssensoren 3c und 3d (siehe 2) auch eine Verschiebung in horizontaler Richtung erfassen. Die horizontale Verschiebung α₄ des Schlittens 12 ist durch die folgende Gleichung gegeben, wobei B₁ und B₂ die von den Verschiebungssensoren 2c und 2d erfassten Verschiebungen und B₃ und B₄ die von den Verschiebungssensoren 3c und 3d erfassten Verschiebungen bezeichnen. $α_{4} = (B_{1} - B_{2} + B_{3} - B_{4}) / 4$
Wenn das Kippmoment M_a auf den Schlitten 12 wirkt, vergrößern sich die Lücken zwischen den Verschiebungssensoren 2a und 2b und der Schiene 11 und die Lücken zwischen den Verschiebungssensoren 3a und 3b und der Schiene 11. Unter der Annahme, dass beispielsweise der Neigungswinkel α₂ ausreichend klein ist, wird der Neigungswinkel α₂ (rad) durch die folgende Gleichung bestimmt. $α_{2} = ((A_{3} + A_{4}) / 2 - (A_{1} + A_{2}) / 2) / L_{1}$
Wenn das Rollmoment M_c auf den Schlitten 12 wirkt, verringern sich die Lücken zwischen den Verschiebungssensoren 2a und 3a und der Schiene 11 und die Lücken zwischen den Verschiebungssensoren 2b und 3b und der Schiene 11. Unter der Annahme, dass beispielsweise der Rollwinkel α₃ ausreichend klein ist, wird der Rollwinkel α₃ (rad) durch die folgende Gleichung bestimmt. $α_{3} = ((A_{1} + A_{3}) / 2 - (A_{2} + A_{4}) / 2) / L_{2}$
Wenn das Giermoment M_b auf den Schlitten 12 wirkt, verringern sich die Lücken zwischen den Verschiebungssensoren 2c und 3d und der Schiene 11 und die Lücken zwischen den Verschiebungssensoren 2d und 3c und der Schiene 11. Unter der Annahme, dass beispielsweise der Gierwinkel α₅ ausreichend klein ist, wird der Gierwinkel α₅ (rad) durch die folgende Gleichung bestimmt. $α_{5} = ((A_{1} + A_{4}) / 2 - (A_{2} + A_{3}) / 2) / L_{2}$
Wie vorstehend beschrieben, können die fünf Verschiebungskomponenten des Schlittens 12 auf der Grundlage der von den Verschiebungssensoren 2a bis 2d und 3a bis 3d erfassten Verschiebungen berechnet werden.
<Schritt 2: Berechnung der wirkenden Lasten und Kontaktwinkel jeder Kugel>
9 zeigt einen Zustand, in dem ein Querschnitt in x-Achsenrichtung eines Abschnitts, mit dem die Kugeln 16 im Inneren des Schlittens 12 in Kontakt stehen, aufgenommen wurde. Aus 9 wird eine Neigung der Kugeln durch κDa mit κ einem etwas größeren Wert als 1 bezeichnet und eine x-Koordinate jeder Kugel bestimmt und durch X, bezeichnet. 2U_x bezeichnet eine Länge eines Abschnitts, in dem die Kugeln 16 innerhalb des Schlittens 12 rollen. Die Anzahl der Kugeln, die sich innerhalb von 2U_x ausrichten, wird als Anzahl der signifikanten Kugeln bezeichnet und wird durch I bezeichnet. Auf beide Endabschnitte des Schlittens 12 wird eine gekrümmte Oberflächenbearbeitung mit einer großen R-Form, die als Bombierungsprozess bezeichnet wird, angewendet, um einen Radius von R und eine Tiefe von λ_ε . zu erzeugen.
Theoretische Formeln werden unter der Annahme gebildet, dass fünf Verschiebungskomponenten als Last oder, mit anderen Worten, die radiale Verschiebung α₁ , der Neigungswinkel α₂ , der Rollwinkel α₃ , die horizontale Verschiebung α₄ und der Gierwinkel α₅ auf dem Schlitten 12 erzeugt werden, wenn die fünf äußeren Kraftkomponenten oder, mit anderen Worten, die radiale Last F_y , das Kippmoment M_a , das Rollmoment M_c , die horizontale Last F_z und das Giermoment M_b auf den Schlitten 12 wirken.
10 zeigt einen Zustand einer inneren Last, bevor die fünf Verschiebekomponenten erzeugt werden, und 11 zeigt einen Zustand der inneren Last, nachdem die fünf Verschiebekomponenten eines Querschnitts im Schlitten 12 bei einer Kugelnummer i des Schlittens 12 erzeugt wurden. In diesem Fall wird eine Kugelreihenzahl im Schlitten 12 mit j und eine Kugelnummer in einer Kugelreihe mit i bezeichnet. D_a bezeichnet einen Kugeldurchmesser, f bezeichnet einen Konformitätsgrad zwischen der Rollfläche und der Kugel 16 sowohl auf der Seite der Schiene 11 als auch auf der Seite des Schlittens 12 und somit fD_a bezeichnet einen Krümmungsradius der Rollfläche. Darüber hinaus bezeichnet A_r einen Krümmungsmittelpunkt der schienenseitigen Rollfläche, A_c einen Krümmungsmittelpunkt der schlittenseitigen Rollfläche und γ einen Anfangszustand eines Kontaktwinkels, d.h. einen Winkel, der zwischen einer Linie zwischen A_r und A_c und dem z-Winkel gebildet wird. Darüber hinaus bezeichnet 2U_z12 einen Kugelmittenabstand zwischen Kugeln 16, die jeweils auf den beiden Rollflächen auf einer Oberseite der Schiene 11 abrollen, 2U_z34 einen Kugelmittenabstand zwischen Kugeln 16, die jeweils auf den beiden Rollflächen auf einer Unterseite der Schiene 11 abrollen, und 2U_y einen Kugelmittenabstand zwischen Kugeln 16, die jeweils auf einer Rollfläche auf der Oberseite der Schiene 11 abrollen und einer Rollfläche auf der Unterseite der Schiene 11.
Die Vorverdichtung wirkt auf die Kugeln 16. Zunächst wird ein Prinzip der Vorverdichtung beschrieben. Die Abmessungen eines Abschnitts, der zwischen gegenüberliegenden Rollflächen der Schiene 11 und des Schlittens 12 eingeklemmt ist, werden durch die Abmessungen der Schiene 11 und des Schlittens 12 zum Zeitpunkt der Konstruktion und durch eine geometrische Form der Rollflächen bestimmt. Während ein Kugeldurchmesser, der in den Abschnitt passt, ein Kugeldurchmesser zum Zeitpunkt der Konstruktion ist, wenn eine Kugel 16 mit einer etwas größeren Abmessung Da + λ als der Kugeldurchmesser zum Zeitpunkt der Konstruktion in den Abschnitt montiert wird, verformt sich nach der Hertz'schen Kontakttheorie der Kontaktabschnitt zwischen der Kugel 16 und der Rollfläche elastisch, bildet eine Kontaktfläche und erzeugt eine Kontaktspannung. Eine so erzeugte Last ist eine innere Last, die eine Vorverdichtungslast ist.
In 10 wird die Last durch P₀ bezeichnet, und eine gegenseitige Annäherung zwischen der Schiene 11 und dem Schlitten 12 aufgrund der elastischen Verformung des Kontaktabschnitts wird durch δ₀ bezeichnet, obwohl sich eine Kugelposition tatsächlich in einer Mittellage zwischen den Rollflächen der Schiene 11 und des Schlittens 12 befindet, dargestellt durch gestrichelte Linien in 10, da die Konformitätsgrade f zwischen beiden Rollflächen und der Kugel 16 gleich sind, sind verschiedene Kennwerte auf Basis der Hertz'schen Kontakttheorie, die an den beiden Kontaktabschnitten der Kugel 16 erzeugt werden, gleich. Daher wird die Kugel 16 dargestellt, indem sie in eine Position der schienenseitigen Rollfläche bewegt wird, um den Betrag der gegenseitigen Annäherung δ₀ zwischen den Rollflächen der Schiene 11 und dem Schlitten 12 besser verständlich zu machen.
Da die Vorverdichtungslast normalerweise als radiale Richtungsbelastung von zwei oberen Reihen (oder zwei unteren Reihen) pro Schlitten definiert ist, wird die Vorverdichtungslast P_pre durch die folgende Gleichung ausgedrückt. $P_{p r e} = 2 \sum_{i = 1}^{1} \sum_{j = 1}^{2} P_{0}, sin γ_{j}$
Als nächstes wird ein Zustand beschrieben, in dem die Last (die fünf äußeren Kraftkomponenten) aus dem vorstehend beschriebenen Zustand auf die Bewegungsführung 1 eingewirkt und die fünf Verschiebungskomponenten erzeugt wurden. Wie in 11 dargestellt, ist aufgrund der fünf Verschiebungskomponenten, die die radiale Verschiebung α₁ , den Neigungswinkel α₂ , den Rollwinkel α₃ , die horizontale Verschiebung α₄ und den Gierwinkel α₅ in einer Mitte der als Koordinatenursprung verwendeten Bewegungsführungsvorrichtung 1 umfassen, eine Relativverschiebung der Schiene 11 und des Schlittens 12 in einer i-ten Kugelposition erfolgt.
An diesem Punkt bewegt sich zwar der Krümmungsmittelpunkt der schienenseitigen Rollfläche nicht, da sich der Schlitten 12 bewegt, aber der Krümmungsmittelpunkt der schlittenseitigen Rollfläche bewegt sich geometrisch in jeder Kugelposition. Diese Situation wird als eine Bewegung von A_c ausgedrückt, die den Krümmungsmittelpunkt der schlittenseitigen Rollfläche zu A_c ' bezeichnet. Wenn eine Bewegungsgröße von A_c zu A_c ' getrennt in y-Richtung und z-Richtung betrachtet wird, eine Bewegungsgröße in y-Richtung durch δ_y bezeichnet wird, eine Bewegungsgröße in z-Richtung durch δ_z bezeichnet wird und nachfolgende Suffixe eine i-te Kugel und eine j-te Kugelreihe bezeichnen, können die Bewegungsgrößen ausgedrückt werden als $\begin{matrix} δ_{yij} = α_{1} + α_{2} x_{i} + α_{3} z_{cij} \\ δ_{zij} = α_{4} + α_{5} x_{i} - α_{3} y_{cij} \end{matrix}$
wobei z_c und y_c die Koordinaten eines Punktes A_c bezeichnen.
Da eine Linie, die die Krümmungsmittelpunkte der Rollflächen auf der Seite der Schiene 11 und der Seite des Schlittens 12 verbindet, einen Kontaktwinkel bildet, der eine normale Richtung einer Kugellast ist, ändert sich ein Anfangskontaktwinkel γ_j zu β_ij und darüber hinaus ändert sich ein Abstand zwischen den Krümmungsmittelpunkten beider Rollflächen von einem Anfangsabstand zwischen A_r und A_c zu einem Abstand zwischen A_r und A_c '. Diese Änderung des Abstands zwischen den Krümmungsmittelpunkten beider Rollflächen manifestiert sich als elastische Verformung in beiden Kontaktabschnitten der Kugel 16 und, ähnlich wie in 10, wird ein Betrag der elastischen Verformung δ_ij der Kugel 16 bestimmt, indem die Kugel 16 als in eine Position der schienenseitigen Rollfläche verschoben dargestellt wird.
Wenn der Abstand zwischen A_r und A_c ' in y-Richtung und z-Richtung ebenfalls getrennt betrachtet wird, der Abstand in y-Richtung durch Vy und der Abstand in z-Richtung durch V_z bezeichnet wird, können die Abstände mit δ_yij und δ_zij ausgedrückt werden, die zuvor wie folgt beschrieben wurden. $\begin{matrix} V_{yij} = (2 f - 1) D_{a} sin γ_{j} + δ_{yij} \\ V_{zij} = (2 f - 1) D_{a} cos γ_{j} + δ_{zij} \end{matrix}$
Dementsprechend wird der Abstand zwischen A_r und A_c ' ausgedrückt als $\bar{A r A c'} = {(V_{y i j}^{2} + V_{z i j}^{2})}^{\frac{1}{2}}$
und der Kontaktwinkel β" wird ausgedrückt als $tan β_{i j} = \frac{V_{y i j}}{V_{z i j}}$
Infolgedessen wird der Betrag der elastischen Verformung δ_ij der Kugel 16 ausgedrückt als $δ_{i j} = {(V_{y i j}^{2} + V_{z i j}^{2})}^{\frac{1}{2}} - (2 f - 1) D_{a} + λ - λ_{x i}$
In dem in 9 dargestellten Zustand, in dem ein Querschnitt in x-Achsen-Richtung eines Abschnitts, mit dem die Kugeln 16 innerhalb des Schlittens 12 in Kontakt stehen, genommen wurde, da A_c' der Krümmungsmittelpunkt der Rollfläche auf der Seite des Schlittens 12 ist, von A_c getrennt ist, der der Krümmungsmittelpunkt der schienenseitigen Rollfläche ist, ist der Betrag der elastischen Verformung δ_ij der Kugel 16 in dem bearbeiteten Abschnitt, der der Bombierung ausgesetzt ist, um einen Betrag verringert worden, der dem Abstand entspricht. Da der Abstand als äquivalent zu einem Fall angesehen werden kann, in dem der Kugeldurchmesser entsprechend reduziert wird, wird der Betrag durch λ_xi bezeichnet und in der oben angegebenen Gleichung subtrahiert.
Unter Verwendung einer Formel, die eine Menge an elastischem Ansatz in einem Fall ausdrückt, in dem ein Wälzkörper eine Kugel ist, die aus der Hertz-Kontakttheorie abgeleitet ist, wird eine Wälzkörperlast P_ij aus der Menge der elastischen Verformung δ_ij durch die folgende Gleichung erhalten. $P_{i j} = C_{b} δ_{i j}^{\frac{3}{2}}$
wobei C_b eine nichtlineare Federkonstante (N/mm^3/2) bezeichnet, die durch die folgende Gleichung gegeben ist. $C b = 2^{\frac{3}{2}} (\frac{2 K}{π μ}) {[\frac{1}{8} {\frac{3}{E} (1 - \frac{1}{m^{2}})} \sum ρ]}^{\frac{1}{2}}$
wobei E einen Längselastizitätsmodul bezeichnet, 1/m die Poissonzahl bezeichnet, 2K/_πµ den Hertz-Koeffizienten bezeichnet und Σρ eine Summe von Hauptkrümmungen bezeichnet.
Gemäß dem Vorstehenden können der Kontaktwinkel β_ij , der Betrag der elastischen Verformung δ_ij und die Wälzkörperbelastung P_ij durch Gleichungen in Bezug auf alle Kugeln 16 im Schlitten 12 unter Verwendung der fünf Verschiebungskomponenten α₁ bis α₅ des Schlittens 12 ausgedrückt werden.
Es ist anzumerken, dass in der vorstehenden Beschreibung aus Gründen der Kürze eine Lastverteilungstheorie des Starrkörpermodells verwendet wird, bei der der Schlitten 12 als starrer Körper betrachtet wird. Die Theorie der Lastverteilung des Starrkörpermodells kann erweitert werden, und es kann auch eine Lastverteilungstheorie des Schlittenträgermodells verwendet werden, auf die eine Strahlentheorie angewendet wurde, um die Verformung des Seitenteils 12-2 des Schlittens 12 zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann auch eine Schlitten-Schiene-FEM-Modell-Lastverteilungstheorie verwendet werden, in der der Schlitten 12 und die Schiene 11 als FEM-Modelle betrachtet werden.
<Schritt 3: Berechnung der Last (fünf externe Kraftkomponenten)>
Anschließend müssen die Gleichgewichtsbedingungsformeln in Bezug auf die fünf Komponenten als äußere Kräfte, d.h. die Radiallast F_y , das Kippmoment M_a , das Rollmoment M_c , die Horizontallast F_z und das Giermoment M_b nur noch mit den oben dargestellten Gleichungen eingestellt werden.
Bezogen auf die Radiallast F_y , $F_{y} = \sum_{j = 1}^{4} \sum_{i - 1}^{I} P_{i j} sin β_{i j}$

Bezogen auf das Kippmoment M_a , $M_{a} = \sum_{j = 1}^{4} \sum_{i - 1}^{I} P_{i j} sin β_{i j} x_{i j}$

In Bezug auf das Rollmoment M_c , $M_{c} = \sum_{j = 1}^{4} \sum_{i - 1}^{I} P_{i j} ω_{i j}$
wobei ω_ij eine Länge eines Momentarms bezeichnet und durch die folgende Gleichung gegeben ist, wobei z_r und y_r Koordinaten eines Punktes A_r bezeichnen. $ω_{i j} = z_{r i j} sin β_{i j} - y_{r i j} cos β_{i j}$

Bezogen auf die Horizontallast F_z , $F_{z} = \sum_{j = 1}^{4} \sum_{i - 1}^{I} P_{i j} cos β_{i j}$
$M_{b} = \sum_{j - 1}^{4} \sum_{i - 1}^{I} P_{i j} c o β_{i j} x_{i}$

Bezogen auf das Giermoment M_b ,
Mit den oben dargestellten Gleichungen kann die auf den Schlitten 12 wirkende Last (die fünf äußeren Kraftkomponenten) berechnet werden.
<S103>
Als nächstes werden die Details von S103 beschrieben. In S103 berechnet die Erfassungseinheit 101 eine Steifigkeit des Schlittens 12 auf der Grundlage der fünf äußeren Kraftkomponenten und einen Betrag der elastischen Verformung, der jeder Komponente der fünf äußeren Kraftkomponenten entspricht. Dabei soll die Erfassungseinheit 101 jede Komponente der fünf in S101 erfassten Verschiebungskomponenten als den Betrag der elastischen Verformung verwenden, der jeder Komponente der fünf äußeren Kraftkomponenten entspricht. Dementsprechend wird eine Steifigkeit k_y des Schlittens 12 in Bezug auf die Radialbelastung F_y ausgedrückt als $k_{y} = F_{y} / α 1.$
Eine Steifigkeit k_a des Schlittens 12 in Bezug auf das Kippmoment M_a wird ausgedrückt als $k_{a} = M_{a} / α2 .$
Eine Steifigkeit k_c des Schlittens 12 in Bezug auf das Rollmoment M_c wird ausgedrückt als $k_{c} = M_{c} / α 3.$
Eine Steifigkeit k_z des Schlittens 12 in Bezug auf die Horizontallast F_z wird ausgedrückt als $kz = Fz / α 4.$
Eine Steifigkeit k_b des Schlittens 12 in Bezug auf das Giermoment M_b wird ausgedrückt als $k_{b} = M_{b} / α 5.$
Mit den oben dargestellten Gleichungen kann die Steifigkeit (fünf Steifigkeitskomponenten) des Schlittens 12 berechnet werden.
<S104>
Als nächstes werden die Details von S104 beschrieben. In S104 berechnet die Erfassungseinheit 101 aus den in S103 berechneten fünf Steifigkeitskomponenten des Schlittens 12 ein Dämpfungsverhältnis der vorstehend beschriebenen Lastschwingung. In diesem Fall korreliert das Dämpfungsverhältnis der oben beschriebenen Lastschwingung mit dem Dämpfungsverhältnis einer elastischen Schwingung des Schlittens 12. Daher kann das Dämpfungsverhältnis der vorstehend beschriebenen Lastschwingung aus der Steifigkeit des Schlittens 12 und einer Masse des Schlittens 12 berechnet werden. Wenn beispielsweise die Masse des Schlittens 12 mit q bezeichnet wird, wird ein Dämpfungsverhältnis d_y einer radialen Komponente der Lastschwingung ausgedrückt als $d_{y} = {\frac{c}{2 \sqrt{{qk}_{y}}}}_{_{_{_{,}}}}$
wobei c eine Konstante bezeichnet.
Ein Dämpfungsverhältnis d_a einer Neigungskomponente der Lastschwingung wird ausgedrückt als $d_{a} = \frac{c}{2 \sqrt{{qk}_{a}}}$
Ein Dämpfungsverhältnis d_c einer Walzenkomponente der Lastschwingung wird ausgedrückt als $d_{c} = {\frac{c}{2 \sqrt{{qk}_{c}}}}_{_{_{.}}}$
Ein Dämpfungsverhältnis d_z einer horizontalen Komponente der Lastschwingung wird ausgedrückt als $d_{z} = {\frac{c}{2 \sqrt{{qk}_{z}}}}_{_{_{.}}}$
Ein Dämpfungsverhältnis d_b einer Gierkomponente der Lastschwingung wird ausgedrückt als $d_{b} = {\frac{c}{2 \sqrt{{qk}_{b}}}}_{_{_{_{.}}}}$
Die Erfassungseinheit 101 kann aus einer Wellenform, wenn Verschiebungsdaten auf einem Diagramm mit einer Zeitachse als Abszisse, wie in 12 dargestellt, aufgezeichnet werden, ein Dämpfungsverhältnis des Schlittens 12 aus einem Dämpfungsbetrag ΔA der Amplitude pro Zeiteinheit erhalten. Alternativ kann das Dämpfungsverhältnis der vorstehend beschriebenen Lastschwingung auf der Grundlage der Zeit Δt2 vom Beginn der Schwingung der Verschiebung bis zur Dämpfung der Schwingung berechnet werden.
<Details der Ausgabeeinheit 102>
Anschließend erzeugt die Ausgabeeinheit 102 Bearbeitungskorrekturinformationen auf der Grundlage von Steifigkeitsdaten und Dämpfungsverhältnisdaten des Schlittens 12, die von der Erfassungseinheit 101 erfasste Bearbeitungsinformationen sind. Wie bereits beschrieben, sind die Bearbeitungskorrekturinformationen Informationen zur Korrektur eines Steuerungsparameters, der verwendet werden soll, wenn die NC-Vorrichtung 30 das Bearbeitungswerkzeug 31 steuert. Insbesondere sind die Bearbeitungskorrekturinformationen Informationen zum Korrigieren einer Bearbeitungsgeschwindigkeit des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31, Informationen zum Korrigieren einer Fahrgeschwindigkeit des Schlittens 12 (eine Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 8) durch den Aktuator 17, wenn die Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 durchgeführt wird, und dergleichen. Wenn Informationen zur Korrektur der Bearbeitungsgeschwindigkeit des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 als Bearbeitungskorrekturinformationen verwendet werden, kann die Ausgabeeinheit 102 Korrekturinformationen erzeugen, die eine Korrektur so bewirken, dass je kleiner die Steifigkeit des Schlittens 12 und je kleiner das Dämpfungsverhältnis der vorstehend beschriebenen Lastschwingung, desto langsamer die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Darüber hinaus kann die Ausgabeeinheit 102, wenn Informationen zur Korrektur der Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 8 aufgrund des Aktuators 17 als Bearbeitungskorrekturinformationen verwendet werden, Korrekturinformationen erzeugen, die eine Korrektur bewirken, so dass je kleiner die Steifigkeit des Schlittens 12 und je kleiner das Dämpfungsverhältnis der vorstehend beschriebenen Lastschwingung, desto langsamer die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 8. Im Wesentlichen müssen die von der Ausgabeeinheit 102 erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen nur Informationen sein, die es ermöglichen, den vorstehend beschriebenen Steuerungsparameter zu korrigieren, um die Belastung des Schlittens 12 zu reduzieren, wenn die Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 durchgeführt wird. Die so erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen werden von der Ausgabeeinheit 102 an die NC-Vorrichtung 30 ausgegeben.
Die Ausgabe der Bearbeitungskorrekturinformationen durch die Ausgabeeinheit 102 kann durchgeführt werden, wenn eine Abweichung von einem Steifigkeitswert oder einem Dämpfungsverhältnis des Schlittens 12 zum Zeitpunkt einer früheren Ausgabe der Bearbeitungskorrekturinformationen gleich oder größer als eine vorgegebene Menge ist. Die vorgegebene Menge während der Ausgabe ist ein Betrag, bei dem, wenn die vorstehend beschriebene Variationsmenge kleiner als die vorgegebene Menge ist, eine Abnahme der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 denkbar in einem zulässigen Bereich bleibt. Wenn auf diese Weise eine Ausgangsbedingung der Bearbeitungskorrekturinformationen bestimmt wird, können Verfolgungs- („hunting“) und Überschwingerereignisse bei der Steuerung des Bearbeitungswerkzeugs 31 durch die NC-Vorrichtung 30 unterdrückt werden.
Darüber hinaus kann die Ausgabeeinheit 102 Alarminformationen bezüglich der Bearbeitung des Werkstücks 40 an die NC-Vorrichtung 30 ausgeben, wenn eine Zeitspanne, die für die Abweichung vom Steifigkeitswert oder dem Dämpfungsverhältnis des Schlittens 12 zum Zeitpunkt einer früheren Ausgabe der Bearbeitungskorrekturinformationen erforderlich ist, gleich oder größer einem vorgegebenen Betrag ist (ein integrierter Wert der Betriebszeiten der Werkzeugmaschine 20), kürzer als eine vorgegebene Zeit ist. Die vorgeschriebene Zeit ist in diesem Fall eine Zeitspanne, die kürzer ist als die Zeitspanne, die erforderlich ist, damit der vorstehend beschriebene Variationsgrad während eines Änderungsprozesses der Bewegungsführungsvorrichtung 1 im Normalzustand gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, und eine Zeitspanne, in der eine Abnahme eines Steifigkeitswertes oder eines Dämpfungsverhältnisses des von der Erfassungseinheit 101 erfassten Schlittens 12 möglicherweise durch einen anderen Faktor als eine Änderung der Bewegungsführungsvorrichtung 1 im Zeitverlauf verursacht wird. Mit anderen Worten, die vorgeschriebene Zeit ist ein Zeitraum, in dem möglicherweise eine Anomalie aufgrund eines anderen Faktors als einer Änderung der Bewegungsführungsvorrichtung 1 im Laufe der Zeit aufgetreten ist. Wenn Alarminformationen von der Ausgabeeinheit 102 an die NC-Vorrichtung 30 auf der Grundlage einer wie vorstehend beschriebenen vorgegebenen Zeit ausgegeben werden, kann die Seite der NC-Vorrichtung 30 die Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 unterbrechen und eine Inspektion oder Reparatur der Werkzeugmaschine 20 durchführen.
In einem Bearbeitungssteuerungssystem, das die vorstehend beschriebene Bewegungsführungsvorrichtung 1 umfasst, kann die NC-Vorrichtung 30, wenn die Steifigkeit des Schlittens 12 aufgrund einer Änderung der Bewegungsführungsvorrichtung 1 im Laufe der Zeit abnimmt, einen Steuerungsparameter des Bearbeitungswerkzeugs 31 unter Verwendung der von der Ausgabeeinheit 102 der Bewegungsführungsvorrichtung 1 ausgegebenen Bearbeitungskorrekturinformationen korrigieren. Dabei kann durch Erfassen einer auf den Schlitten 12 aufgebrachten Last, wenn die Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 als vorgeschriebene Bearbeitungsinformation durchgeführt wird, aus den Last- und Verschiebungsinformationen ein Dämpfungsverhältnis einer im Schlitten 12 erzeugten Lastschwingung ermittelt werden. Darüber hinaus kann durch die Ausgabe der auf Basis des Dämpfungsverhältnisses erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen an die NC-Vorrichtung 30 beispielsweise der Steuerungsparameter so korrigiert werden, dass die Belastung der Bewegungsführungsvorrichtung 1 bei der Bearbeitung des Werkstücks 40 durch das Bearbeitungswerkzeug 31 reduziert wird. In diesem Fall kann verhindert werden, dass eine für die Lastschwingung des Schlittens 12 erforderliche Zeit durch eine Verringerung der Steifigkeit des Schlittens 12 verlängert wird. Dadurch kann die Destabilisierung einer Lage des Werkstücks 40 unterdrückt werden, wenn die Bearbeitung des Werkstücks 40 mit dem Bearbeitungswerkzeug 31 durchgeführt wird. Dadurch kann ein Rückgang der Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks 40 durch eine zeitliche Änderung der Bewegungsführung 1 unterdrückt werden.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Beispiel, in dem fünf Komponenten in Bezug auf die Steifigkeit des Schlittens 12 und das Dämpfungsverhältnis der Lastschwingung als vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen beschrieben wurden, nicht alle fünf Komponenten erfasst werden müssen und nur Komponenten gemäß einem Typ des Bearbeitungswerkzeugs 31 erworben werden können.
Bezugszeichenliste

1: Bewegungsführungsvorrichtung
2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b, 3c, 3dD: Verschiebungssensor
4: Linearcodierer
8: Tisch
10: Informationsverarbeitungsvorrichtung
11: Schiene
12: Schlitten
15a, 15b: Sensorbefestigungselement
15-1: Horizontaler Teil
15-2: Seitenteil
16: Kugel
20: Werkzeugmaschine
30: NC-Vorrichtung
31: Bearbeitungswerkzeug
32: Antrieb
40: Werkstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015027701 [0003]

Claims

Bearbeitungssteuerungssystem zum Bearbeiten eines Werkstücks, das von einer Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem das Werkstück durch eine Bewegungsführungsvorrichtung beweglich getragen wird, die ein Gleiselement aufweist, das sich entlang einer Längsrichtung erstreckt, und ein bewegliches Element aufweist, das so angeordnet ist, dass es dem Gleiselement über ein Wälzkörper gegenüberliegt, das rollbar innerhalb einer Rollnut angeordnet ist und das relativ beweglich entlang der Längsrichtung des Gleiselements ist, wobei das Bearbeitungssteuerungssystem umfasst: die Bewegungsführungsvorrichtung; einen Tisch, auf dem das Werkstück platziert werden soll, wobei der Tisch von der Bewegungsführungsvorrichtung getragen wird; eine Erfassungseinheit, die vorgeschriebene Bearbeitungsinformationen in Bezug auf eine Last, die von der Bearbeitungsvorrichtung auf die Bewegungsführungsvorrichtung aufgebracht wird, in einem Zustand erfasst, in dem das Werkstück auf dem Tisch platziert wird; und eine Ausgabeeinheit, die Bearbeitungskorrekturinformationen zum Korrigieren eines vorgegebenen Steuerungsparameters für die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung auf der Grundlage der von der Erfassungseinheit erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen erzeugt und die erzeugten Bearbeitungskorrekturinformationen auf einer Seite der Bearbeitungsvorrichtung ausgibt.
Bearbeitungssteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsführungsvorrichtung des Weiteren eine Vielzahl von Verschiebungssensoren umfasst, die Verschiebungen des beweglichen Elements in einer vorgegebenen Anzahl von Verschiebungsrichtungen des beweglichen Elements erfassen, und die Erfassungseinheit erfasst auf der Grundlage von erfassten Werten der Vielzahl von Verschiebungssensoren der Bewegungsführungsvorrichtung, bezogen auf ein Dämpfungsverhältnis einer im beweglichen Element erzeugten Lastschwingung, wenn die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung als vorgeschriebene Bearbeitungsinformation durchgeführt wird.
Bearbeitungssteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei, wenn eine Variation des Dämpfungsverhältnisses gleich oder größer ist als eine vorgegebene Menge in einer Historie der von der Erfassungseinheit erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen, erzeugt die Ausgabeeinheit die Bearbeitungskorrekturinformationen und gibt die Bearbeitungskorrekturinformationen zu einer Seite der Bearbeitungsvorrichtung aus.
Bearbeitungssteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei, wenn eine Schwankungsbreite des Dämpfungsverhältnisses gleich oder größer als der vorgeschriebene Betrag ist und eine Zeitspanne, die erforderlich ist, damit die Schwankungsbreite des Dämpfungsverhältnisses gleich oder größer als der vorgeschriebene Betrag ist, kürzer als eine vorgeschriebene Zeit ist, gibt die Ausgabeeinheit in einer Historie der von der Erfassungseinheit erfassten vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen Alarminformationen bezüglich der Bearbeitung des Werkstücks an die Seite der Bearbeitungsvorrichtung aus.
Bearbeitungssteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsführungsvorrichtung des Weiteren eine Vielzahl von Verschiebungssensoren umfasst, die Verschiebungen des beweglichen Elements in einer vorgegebenen Anzahl von Verschiebungsrichtungen des beweglichen Elements erfassen, und die Erfassungseinheit auf Grundlage von erfassten Werten der Vielzahl von Verschiebungssensoren der Bewegungsführungsvorrichtung Informationen über eine auf das bewegliche Element ausgeübte Last erfasst, wenn die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung als die vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen durchgeführt wird.
Bearbeitungssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bearbeitungskorrekturinformationen wenigstens eine der Informationen umfassen, die sich auf eine Bearbeitungsgeschwindigkeit des Werkstücks durch ein in der Bearbeitungsvorrichtung bereitgestelltes Bearbeitungswerkzeug beziehen, und Informationen, die sich auf eine Vorschubgeschwindigkeit eines Aktuators zum Zuführen des Tisches in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug beziehen,
Bewegungsführungsvorrichtung mit einem Gleiselement, das sich entlang einer Längsrichtung erstreckt, und einem beweglichen Element, das so angeordnet ist, dass es dem Gleiselement über ein innerhalb einer Rollnut rollbar angeordnetes Wälzkörper entgegengesetzt ist und das entlang der Längsrichtung des Gleiselements relativ beweglich ist, wobei die Bewegungsführungsvorrichtung umfasst: eine Vielzahl von Verschiebungssensoren, die Verschiebungen des beweglichen Elements in einer vorgegebenen Anzahl von Verschiebungsrichtungen des beweglichen Elements erfassen; eine Erfassungseinheit, die auf der Grundlage von erfassten Werten der Vielzahl von Verschiebungssensoren der Bewegungsführungsvorrichtung Informationen über ein Dämpfungsverhältnis einer auf das bewegliche Element ausgeübten Lastschwingung erfasst, wenn die Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung gemäß vorgeschriebener Bearbeitungsinformationen durchgeführt wird; und eine Ausgabeeinheit, die auf der Grundlage der vorgeschriebenen Bearbeitungsinformationen Bearbeitungskorrekturinformationen zum Korrigieren eines vorgeschriebenen Steuerungsparameters für die Bearbeitung des Werkstücks erzeugt, die von einer Bearbeitungsvorrichtung in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Werkstück beweglich von der Bewegungsführungsvorrichtung getragen wird, und die Bearbeitungskorrekturinformationen ausgibt, wobei die Bearbeitungskorrekturinformationen in einem Einstellprozess des Steuerungsparameters zum Durchführen der Bearbeitung des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung verwendet werden.