JP2000218469A - ボールねじの熱変位補正方法およびその工作機械 - Google Patents
ボールねじの熱変位補正方法およびその工作機械Info
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- JP2000218469A JP2000218469A JP11025262A JP2526299A JP2000218469A JP 2000218469 A JP2000218469 A JP 2000218469A JP 11025262 A JP11025262 A JP 11025262A JP 2526299 A JP2526299 A JP 2526299A JP 2000218469 A JP2000218469 A JP 2000218469A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボールねじの各区分毎の熱膨張による影響を
考慮した検出位置を１個の接触センサのみで正確に補正
できる位置検出方法を提供する。 【解決手段】 位置検出システム１０は、モータ１によ
ってボールねじ２を回転させ、ボールねじに螺合された
テーブル３を移動させ、位置検出器４によりテーブルの
位置を検出する。この場合、テーブル３には接触センサ
５を装着し、接触センサの移動路に沿って予め決められ
た位置に、温度変化の影響を受けない被接触治具を配置
し、テーブルの移動に伴って接触センサを移動させ、接
触センサが被接触治具と接触したときのその位置検出器
による検出位置を基にしてテーブルの各検出位置を補正
する。
考慮した検出位置を１個の接触センサのみで正確に補正
できる位置検出方法を提供する。 【解決手段】 位置検出システム１０は、モータ１によ
ってボールねじ２を回転させ、ボールねじに螺合された
テーブル３を移動させ、位置検出器４によりテーブルの
位置を検出する。この場合、テーブル３には接触センサ
５を装着し、接触センサの移動路に沿って予め決められ
た位置に、温度変化の影響を受けない被接触治具を配置
し、テーブルの移動に伴って接触センサを移動させ、接
触センサが被接触治具と接触したときのその位置検出器
による検出位置を基にしてテーブルの各検出位置を補正
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械等にお
ける移動体の位置検出方法に関し、特に、ボールねじ駆
動部によってボールねじを回転駆動させ、ボールねじに
螺合された移動体を移動させ、ボールねじ駆動部に連結
された位置検出器により前記ボールねじ駆動部の回転量
を検出して前記移動体の位置を検出するとともに、その
検出位置にボールねじの熱膨張に関する変位量に基づく
補正を加える位置検出方法に関するものである。
ける移動体の位置検出方法に関し、特に、ボールねじ駆
動部によってボールねじを回転駆動させ、ボールねじに
螺合された移動体を移動させ、ボールねじ駆動部に連結
された位置検出器により前記ボールねじ駆動部の回転量
を検出して前記移動体の位置を検出するとともに、その
検出位置にボールねじの熱膨張に関する変位量に基づく
補正を加える位置検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の位置検出方法は、例え
ば、特開平５−２０８３４２号公報記載の発明に開示さ
れている。この発明においては、移動体であるテーブル
が螺合するボールねじの両端をブラケットで保持すると
ともに、それらブラケットによってボールねじに所定の
予張力を与えるようにしている。ボールねじの一端に
は、ボールねじ駆動部であるモータを組み付け、モータ
に組み付けた位置検出器によりモータの回転量を検出す
ることによってテーブルの位置を検出している。ボール
ねじの他端には、ボールねじの端末から間隔を開けるよ
うにギャップセンサが配置されており、ボールねじの膨
張および収縮によって変化する前記ギャップを測定し、
その大きさによって、膨張および収縮の度合いを算出
し、位置検出器による検出位置に補正を加えている。
ば、特開平５−２０８３４２号公報記載の発明に開示さ
れている。この発明においては、移動体であるテーブル
が螺合するボールねじの両端をブラケットで保持すると
ともに、それらブラケットによってボールねじに所定の
予張力を与えるようにしている。ボールねじの一端に
は、ボールねじ駆動部であるモータを組み付け、モータ
に組み付けた位置検出器によりモータの回転量を検出す
ることによってテーブルの位置を検出している。ボール
ねじの他端には、ボールねじの端末から間隔を開けるよ
うにギャップセンサが配置されており、ボールねじの膨
張および収縮によって変化する前記ギャップを測定し、
その大きさによって、膨張および収縮の度合いを算出
し、位置検出器による検出位置に補正を加えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の位置検出器は、
ギャップセンサの検出するギャップ量に各ブラケットの
ばね定数やボールねじのばね定数を考慮して多数の計算
を行い、熱によるボールねじの膨張および収縮の度合い
を算出しなければならない。したがって、その算出は、
ギャップ量を介しているので間接的であり、誤差の原因
となるパラメータの変動が含まれ易い。また、ブラケッ
トは、予張力を与えるために変形可能でなければなら
ず、ボールねじの駆動により捻れが生じ、ギャップ測定
に誤差を発生する可能性があるので、それに対する対策
も必要であり、場合によってはさらなる補正も必要とな
り、補正が複雑となる。また、ボールねじの熱膨張係数
は材料によって決まるため一定であっても熱変位係数
（単位長当たりの熱変位量）は温度に依存し、しかもこ
の位置検出器では特定区間毎に温度が異なることがある
（例えば、移動体テーブルが頻繁に往復することによる
摩擦熱の多く生ずる区間とそうでない区間、等）ので、
従来のようなボールねじ全体の熱変位補正では局部的な
熱変動を精度良く補正ができないという欠点があった。
そこでこの欠点を克服するには温度分布観測のためのセ
ンサを各所に分布させて配置すればよいことになるが、
これではセンサをたくさん配置しなければならないとい
うまた別の問題が生じた。この発明は上記欠点を解決す
るもので、１個の接触センサだけで特定区間毎の熱変位
量を検出して、精度良く熱変位補正ができる補正方法を
提供することを目的とする。
ギャップセンサの検出するギャップ量に各ブラケットの
ばね定数やボールねじのばね定数を考慮して多数の計算
を行い、熱によるボールねじの膨張および収縮の度合い
を算出しなければならない。したがって、その算出は、
ギャップ量を介しているので間接的であり、誤差の原因
となるパラメータの変動が含まれ易い。また、ブラケッ
トは、予張力を与えるために変形可能でなければなら
ず、ボールねじの駆動により捻れが生じ、ギャップ測定
に誤差を発生する可能性があるので、それに対する対策
も必要であり、場合によってはさらなる補正も必要とな
り、補正が複雑となる。また、ボールねじの熱膨張係数
は材料によって決まるため一定であっても熱変位係数
（単位長当たりの熱変位量）は温度に依存し、しかもこ
の位置検出器では特定区間毎に温度が異なることがある
（例えば、移動体テーブルが頻繁に往復することによる
摩擦熱の多く生ずる区間とそうでない区間、等）ので、
従来のようなボールねじ全体の熱変位補正では局部的な
熱変動を精度良く補正ができないという欠点があった。
そこでこの欠点を克服するには温度分布観測のためのセ
ンサを各所に分布させて配置すればよいことになるが、
これではセンサをたくさん配置しなければならないとい
うまた別の問題が生じた。この発明は上記欠点を解決す
るもので、１個の接触センサだけで特定区間毎の熱変位
量を検出して、精度良く熱変位補正ができる補正方法を
提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、回転駆動されるボール
ねじに螺合された移動体を備えた工作機械における該移
動体のピッチエラー補正量に、該ボールねじの熱変位量
に基づく補正を加えるボールねじの熱変位補正方法にお
いて、前記熱変位量の検出が、前記ボールねじの特定区
間毎に行なわれるものであることを特徴としている。ま
た、請求項２記載の発明は、請求項１記載のボールねじ
の熱変位補正方法において、前記特定区間が、該ボール
ねじの熱変位係数が均一な区間毎に分割された区間であ
ることを特徴としている。さらに、請求項３記載の発明
は、請求項２記載のボールねじの熱変位補正方法におい
て、前記熱変位量の検出が、前記移動体と一緒に移動す
る接触センサが該接触センサの通路に沿って予め決めら
れた位置に配置された熱変位の影響を受けない被接触治
具の接点を検出したそのボールねじ上の検出位置と、前
記予め決められた位置との差分に基づいて行なわれるも
のであることを特徴としている。また、請求項４記載の
発明は、請求項３記載のボールねじの熱変位補正方法に
おいて、前記補正が、各区分毎に検出された前記熱変位
量を各区分毎の熱変位係数に換算して行なわれるもので
あることを特徴としている。このような構成によれば、
接触センサが、移動体の熱膨張に影響されない被接触治
具を検出することにより、その検出位置と本来の基準位
置との差分がボールねじの熱変位量ということになり、
これを基に熱膨張係数を導出して移動体のピッチエラー
補正量を補正すればよい。このように、本発明によれ
ば、接触セン１個で各区間毎の熱膨張量を検出し、補正
することが可能となる。そして、請求項５記載の工作機
械の発明は、移動体と一緒に移動する治具位置検出用の
接触センサと、該接触センサの通路に沿って予め決めら
れた位置に配置された熱変位の影響を受けない被接触治
具と、を備えたことを特徴としており、このような工作
機械により、工作機械に備えつけの接触センサが、移動
体の熱膨張に影響されない被接触治具を検出することが
できるので、接触センサ１個で簡単に各区間毎の熱膨張
量を検出し、補正することが可能となる。
ために、請求項１記載の発明は、回転駆動されるボール
ねじに螺合された移動体を備えた工作機械における該移
動体のピッチエラー補正量に、該ボールねじの熱変位量
に基づく補正を加えるボールねじの熱変位補正方法にお
いて、前記熱変位量の検出が、前記ボールねじの特定区
間毎に行なわれるものであることを特徴としている。ま
た、請求項２記載の発明は、請求項１記載のボールねじ
の熱変位補正方法において、前記特定区間が、該ボール
ねじの熱変位係数が均一な区間毎に分割された区間であ
ることを特徴としている。さらに、請求項３記載の発明
は、請求項２記載のボールねじの熱変位補正方法におい
て、前記熱変位量の検出が、前記移動体と一緒に移動す
る接触センサが該接触センサの通路に沿って予め決めら
れた位置に配置された熱変位の影響を受けない被接触治
具の接点を検出したそのボールねじ上の検出位置と、前
記予め決められた位置との差分に基づいて行なわれるも
のであることを特徴としている。また、請求項４記載の
発明は、請求項３記載のボールねじの熱変位補正方法に
おいて、前記補正が、各区分毎に検出された前記熱変位
量を各区分毎の熱変位係数に換算して行なわれるもので
あることを特徴としている。このような構成によれば、
接触センサが、移動体の熱膨張に影響されない被接触治
具を検出することにより、その検出位置と本来の基準位
置との差分がボールねじの熱変位量ということになり、
これを基に熱膨張係数を導出して移動体のピッチエラー
補正量を補正すればよい。このように、本発明によれ
ば、接触セン１個で各区間毎の熱膨張量を検出し、補正
することが可能となる。そして、請求項５記載の工作機
械の発明は、移動体と一緒に移動する治具位置検出用の
接触センサと、該接触センサの通路に沿って予め決めら
れた位置に配置された熱変位の影響を受けない被接触治
具と、を備えたことを特徴としており、このような工作
機械により、工作機械に備えつけの接触センサが、移動
体の熱膨張に影響されない被接触治具を検出することが
できるので、接触センサ１個で簡単に各区間毎の熱膨張
量を検出し、補正することが可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明に
係わる位置検出方法において定義されるボールねじの各
区間を説明する図であり、ボールねじに螺合して移動さ
れるテーブルに装着された接触センサがボールねじの回
転に従ってテーブルとともにこれらの区間を通過する。
この場合、ある区間の熱変位係数はその区間で一定で、
隣接する区間とはテーブルの往復頻度等（すなわち、摩
擦熱による温度）が異なるため熱変位係数は異なる。図
２は、本発明が適用された位置検出システムを模式的に
示すブロック図であって、図１で定義した区間と区間と
の境界である規定位置と、その規定位置に配置された被
接触治具上の接点を検出する接触センサとの関係を模式
的に示している。図３は、図２の被接触治具とそれを検
出する接触センサとを用いて、この発明の位置検出方法
を実行するための回路例を示すブロック図である。
いて添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明に
係わる位置検出方法において定義されるボールねじの各
区間を説明する図であり、ボールねじに螺合して移動さ
れるテーブルに装着された接触センサがボールねじの回
転に従ってテーブルとともにこれらの区間を通過する。
この場合、ある区間の熱変位係数はその区間で一定で、
隣接する区間とはテーブルの往復頻度等（すなわち、摩
擦熱による温度）が異なるため熱変位係数は異なる。図
２は、本発明が適用された位置検出システムを模式的に
示すブロック図であって、図１で定義した区間と区間と
の境界である規定位置と、その規定位置に配置された被
接触治具上の接点を検出する接触センサとの関係を模式
的に示している。図３は、図２の被接触治具とそれを検
出する接触センサとを用いて、この発明の位置検出方法
を実行するための回路例を示すブロック図である。
【０００６】図１および図２において、モータ１によっ
て駆動されるボールねじ２によってテーブル３がボール
ねじ２上を移動する。このテーブル３の移動量は位置検
出器４がモータ１の回転数を検出し、既知のボールねじ
２のピッチとから知ることができる。このテーブル３に
は、本発明の方法を実施するために、接触センサ５が装
着されている。接触センサ５はテーブル３の移動と共に
移動し、また、接触センサの先端部５１は接触センサ５
からその軸方向に引き出されたり引き戻されたりするこ
とができるようになっている。そして、ボールねじ２
は、初期設定としてその機械原点Ｏから位置Ｌ１までは
第１の区間であり、その第１区間においてはボールねじ
２は同一の熱変位係数α１（直線の傾き）であるものと
する。同様に、第２、第３、第４，・・・の区間である
位置Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、・・・、Ｌｎの熱変位係数をそ
れぞれα２、α３、α４、・・・、αｎであるとする。
一方、熱による膨張・収縮に影響されない材料で作られ
た被接触治具Ｊが、ボールねじ２の近傍にかつこれと平
行に工作機械基台側に固定配置されており、前記ボール
ねじ２上の初期設定としの機械原点Ｏからの位置Ｌ１、
Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌｎに対応する被接触治具Ｊ上の
位置をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎとして
設定し、この位置に被接触治具の接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ
３、・・・、Ｊｎ（Ｊｎは図示なし。）が配置されてい
る。この被接触治具接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・はそ
れぞれ高さ（すなわち、接触センサ５方向の長さ）を異
ならせてあり、前記接触センサ５の先端部５１がこれと
接触することにより、その接触時の位置検出器４の出力
からボールねじ２上の機械原点Ｏからの位置（例えばＬ
１’）が分かり、また、前記接触センサ５の先端部５１
の引出し量から、接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・、Ｊｎ
のどの接点と接触したかが分かり、したがって接触した
のが例えば接点Ｊ１であったとすれば、本来、ボールね
じ２上の初期設定としの機械原点Ｏからの位置Ｌ１にあ
るべきテーブル３が実は機械原点Ｏからの位置Ｌ１’に
あったことになり、その差Ｌ１−Ｌ１’がこの区間の熱
変位（膨張）量であることが分かる。すなわち、工作機
械の運転開始時は、未だ熱膨張がないから機械原点Ｏか
らの位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌｎと被接触治具
の接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・、Ｊｎ位置とは一致し
ているが、定常運転中はボールねじ２は種々の原因によ
って熱変位し、それも各区間によって熱変位係数が異な
って熱変位するので、ボールねじ２の特定位置Ｌ１、Ｌ
２、Ｌ３、・・・、Ｌｎは移動し、接触センサ５の接点
位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎとはもはや一致し
ない。そこで本発明による接触センサ５をテーブル３の
移動により移動させていき、接触センサの先端部５１が
第１の被接触治具接点Ｊ１と接触したときのボールねじ
２上のテーブル３の位置を求めることにより、熱変位に
よる補正を行なうこととなる。これについては後述す
る。
て駆動されるボールねじ２によってテーブル３がボール
ねじ２上を移動する。このテーブル３の移動量は位置検
出器４がモータ１の回転数を検出し、既知のボールねじ
２のピッチとから知ることができる。このテーブル３に
は、本発明の方法を実施するために、接触センサ５が装
着されている。接触センサ５はテーブル３の移動と共に
移動し、また、接触センサの先端部５１は接触センサ５
からその軸方向に引き出されたり引き戻されたりするこ
とができるようになっている。そして、ボールねじ２
は、初期設定としてその機械原点Ｏから位置Ｌ１までは
第１の区間であり、その第１区間においてはボールねじ
２は同一の熱変位係数α１（直線の傾き）であるものと
する。同様に、第２、第３、第４，・・・の区間である
位置Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、・・・、Ｌｎの熱変位係数をそ
れぞれα２、α３、α４、・・・、αｎであるとする。
一方、熱による膨張・収縮に影響されない材料で作られ
た被接触治具Ｊが、ボールねじ２の近傍にかつこれと平
行に工作機械基台側に固定配置されており、前記ボール
ねじ２上の初期設定としの機械原点Ｏからの位置Ｌ１、
Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌｎに対応する被接触治具Ｊ上の
位置をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎとして
設定し、この位置に被接触治具の接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ
３、・・・、Ｊｎ（Ｊｎは図示なし。）が配置されてい
る。この被接触治具接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・はそ
れぞれ高さ（すなわち、接触センサ５方向の長さ）を異
ならせてあり、前記接触センサ５の先端部５１がこれと
接触することにより、その接触時の位置検出器４の出力
からボールねじ２上の機械原点Ｏからの位置（例えばＬ
１’）が分かり、また、前記接触センサ５の先端部５１
の引出し量から、接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・、Ｊｎ
のどの接点と接触したかが分かり、したがって接触した
のが例えば接点Ｊ１であったとすれば、本来、ボールね
じ２上の初期設定としの機械原点Ｏからの位置Ｌ１にあ
るべきテーブル３が実は機械原点Ｏからの位置Ｌ１’に
あったことになり、その差Ｌ１−Ｌ１’がこの区間の熱
変位（膨張）量であることが分かる。すなわち、工作機
械の運転開始時は、未だ熱膨張がないから機械原点Ｏか
らの位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・、Ｌｎと被接触治具
の接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・、Ｊｎ位置とは一致し
ているが、定常運転中はボールねじ２は種々の原因によ
って熱変位し、それも各区間によって熱変位係数が異な
って熱変位するので、ボールねじ２の特定位置Ｌ１、Ｌ
２、Ｌ３、・・・、Ｌｎは移動し、接触センサ５の接点
位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎとはもはや一致し
ない。そこで本発明による接触センサ５をテーブル３の
移動により移動させていき、接触センサの先端部５１が
第１の被接触治具接点Ｊ１と接触したときのボールねじ
２上のテーブル３の位置を求めることにより、熱変位に
よる補正を行なうこととなる。これについては後述す
る。
【０００７】次に、図３を参照して図２の接触センサ５
および被接触治具Ｊの接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、等を用い
た位置検出システム１０の制御部２０について説明す
る。補間制御回路２１は、移動指令ＭＣを受けて、パル
ス分配器２２にその補間を指示する。パルス分配器２２
は、受け取った指示を速度制御回路２３と位置レジスタ
１とに出力する。速度制御回路２３は、パルス分配器２
２の出力と、モータ１に連結されたパルスジェネレータ
（ＰＧ）２４の出力と、後述の本発明による補正パルス
発生器２９の出力とを入力し、ボールねじ２を駆動する
モータ１を駆動する。パラメータメモリ２５は、工作機
械の各パラメータ、すなわち、ボールねじ２上の初期設
定としの機械原点Ｏからの位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・
・、Ｌｎ（＝被接触治具接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・
・、Ｊｎの設置されている規定位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、
・・・、Ｐｎ）を記憶する。位置検出回路２７はパルス
ジェネレータ２５の出力と接触センサ５の出力とから、
ボールねじ２上の現在の位置を求める。補正データ演算
回路２８は、パラメータメモリ２５に格納された位置情
報と位置レジスタ２６の位置情報と、位置検出回路２７
からの現在の位置情報とから補正すべき量を演算し、補
正パルス発生器２９に出力する。
および被接触治具Ｊの接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、等を用い
た位置検出システム１０の制御部２０について説明す
る。補間制御回路２１は、移動指令ＭＣを受けて、パル
ス分配器２２にその補間を指示する。パルス分配器２２
は、受け取った指示を速度制御回路２３と位置レジスタ
１とに出力する。速度制御回路２３は、パルス分配器２
２の出力と、モータ１に連結されたパルスジェネレータ
（ＰＧ）２４の出力と、後述の本発明による補正パルス
発生器２９の出力とを入力し、ボールねじ２を駆動する
モータ１を駆動する。パラメータメモリ２５は、工作機
械の各パラメータ、すなわち、ボールねじ２上の初期設
定としの機械原点Ｏからの位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・
・、Ｌｎ（＝被接触治具接点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・
・、Ｊｎの設置されている規定位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、
・・・、Ｐｎ）を記憶する。位置検出回路２７はパルス
ジェネレータ２５の出力と接触センサ５の出力とから、
ボールねじ２上の現在の位置を求める。補正データ演算
回路２８は、パラメータメモリ２５に格納された位置情
報と位置レジスタ２６の位置情報と、位置検出回路２７
からの現在の位置情報とから補正すべき量を演算し、補
正パルス発生器２９に出力する。
【０００８】そこで、本発明による接触センサ５の先端
部５１を第１の被接触治具接点Ｊ１と接触する位置まで
接触センサ５から繰り出し、その後接触センサ５をテー
ブル３の移動と共に移動させていくと、やがて接触セン
サ５の先端部５１は被接触治具接点Ｊ１に接触する。こ
の接触したときのテーブル３がボールねじ２上に存在す
る位置を位置検出器４（図３のＰＧ２４）が検出し、そ
の値を位置検出回路２７へ送る。位置検出回路２７では
その値からボールねじ２の機械原点Ｏからの位置Ｌ１’
を計算し、補正データ演算回路２８へ出力する。補正デ
ータ演算回路２８では、パラメータメモリ２５と位置レ
ジスタ２６からの位置データとから機械原点Ｏからの位
置Ｌ１を得て、差分δ１を式（１）より求める。 差分δ１＝機械原点Ｏからの位置Ｌ１−機械原点Ｏからの位置Ｌ１’（１） 次に、この差分を区間全長Ｌ１で除して、単位長当たり
の熱変位量（すなわち、熱変位係数）α１を式（２）よ
り求める。 熱変位係数α１＝差分δ１／区間全長Ｌ１ ・・・（２） そこで、機械原点Ｏからのテーブル３の移動目標位置を
初期設定のＬ１”であったとすれば、この区間の熱膨張
による補正量は式（３）より求められる。 補正量＝α１×Ｌ１”・・・（３） 補正データ演算回路２８はこの補正量を補正パルス発生
器２９へ出力し、補正パルス発生器２９では、この補正
量に対応するパルス数を発生して、速度制御回路２３へ
出力する。速度制御回路２３ではパルス分配器２２から
の本来の（すなわち、熱膨張のない場合の）所定パルス
数にＰＧ２４からの帰還量相当のパルス数の他に、本発
明による上記補正パルス発生器２９からのパルス数を加
味した最終的な移動指令をモータ１に与える。
部５１を第１の被接触治具接点Ｊ１と接触する位置まで
接触センサ５から繰り出し、その後接触センサ５をテー
ブル３の移動と共に移動させていくと、やがて接触セン
サ５の先端部５１は被接触治具接点Ｊ１に接触する。こ
の接触したときのテーブル３がボールねじ２上に存在す
る位置を位置検出器４（図３のＰＧ２４）が検出し、そ
の値を位置検出回路２７へ送る。位置検出回路２７では
その値からボールねじ２の機械原点Ｏからの位置Ｌ１’
を計算し、補正データ演算回路２８へ出力する。補正デ
ータ演算回路２８では、パラメータメモリ２５と位置レ
ジスタ２６からの位置データとから機械原点Ｏからの位
置Ｌ１を得て、差分δ１を式（１）より求める。 差分δ１＝機械原点Ｏからの位置Ｌ１−機械原点Ｏからの位置Ｌ１’（１） 次に、この差分を区間全長Ｌ１で除して、単位長当たり
の熱変位量（すなわち、熱変位係数）α１を式（２）よ
り求める。 熱変位係数α１＝差分δ１／区間全長Ｌ１ ・・・（２） そこで、機械原点Ｏからのテーブル３の移動目標位置を
初期設定のＬ１”であったとすれば、この区間の熱膨張
による補正量は式（３）より求められる。 補正量＝α１×Ｌ１”・・・（３） 補正データ演算回路２８はこの補正量を補正パルス発生
器２９へ出力し、補正パルス発生器２９では、この補正
量に対応するパルス数を発生して、速度制御回路２３へ
出力する。速度制御回路２３ではパルス分配器２２から
の本来の（すなわち、熱膨張のない場合の）所定パルス
数にＰＧ２４からの帰還量相当のパルス数の他に、本発
明による上記補正パルス発生器２９からのパルス数を加
味した最終的な移動指令をモータ１に与える。
【０００９】同様に、接触センサ５の先端部５１を第２
の被接触治具接点Ｊ２と接触する位置まで接触センサ５
から繰り出してその後接触センサ５を移動させていく
と、やがて接触センサ５の先端部５１は被接触治具接点
Ｊ２に接触する。この接触したときのテーブル３がボー
ルねじ２上に存在する位置を位置検出器４が検出し、そ
の値を位置検出回路２７へ送る。以後、段落〔０００
７〕の記述と同様に処理して、差分δ２と熱変位係数α
２を求め。最終的に補正量を求めることができる。さら
に同様にして、差分δ３、δ４、・・・、δｎと、熱変
位係数α３、α４、・・・、αｎとを求め、最終的に各
補正量を式（３）によって求める。
の被接触治具接点Ｊ２と接触する位置まで接触センサ５
から繰り出してその後接触センサ５を移動させていく
と、やがて接触センサ５の先端部５１は被接触治具接点
Ｊ２に接触する。この接触したときのテーブル３がボー
ルねじ２上に存在する位置を位置検出器４が検出し、そ
の値を位置検出回路２７へ送る。以後、段落〔０００
７〕の記述と同様に処理して、差分δ２と熱変位係数α
２を求め。最終的に補正量を求めることができる。さら
に同様にして、差分δ３、δ４、・・・、δｎと、熱変
位係数α３、α４、・・・、αｎとを求め、最終的に各
補正量を式（３）によって求める。
【００１０】
【発明の効果】以上、詳述したように、この発明の方法
によれば、ボールねじ駆動部によってボールねじを回転
駆動させ、ボールねじに螺合された移動体を移動させ、
ボールねじ駆動部に連結された位置検出器により前記ボ
ールねじ駆動部の回転量を検出して前記移動体の位置を
検出するとともに、ボールねじの各区間毎に熱膨張によ
る変位量に対しての補正を加えることができ、それもた
った１個の接触センサでボールねじの各区間毎に対応し
た補正を行うことができる。上述の方法を適用すれば、
各区間ごとに熱膨張による影響を正確に補正することが
でき、しかも接触センサの数を増加する必要が無く経済
的である。
によれば、ボールねじ駆動部によってボールねじを回転
駆動させ、ボールねじに螺合された移動体を移動させ、
ボールねじ駆動部に連結された位置検出器により前記ボ
ールねじ駆動部の回転量を検出して前記移動体の位置を
検出するとともに、ボールねじの各区間毎に熱膨張によ
る変位量に対しての補正を加えることができ、それもた
った１個の接触センサでボールねじの各区間毎に対応し
た補正を行うことができる。上述の方法を適用すれば、
各区間ごとに熱膨張による影響を正確に補正することが
でき、しかも接触センサの数を増加する必要が無く経済
的である。
【図１】この発明に係わる位置検出方法において定義さ
れるボールねじの各区間を説明する図である。
れるボールねじの各区間を説明する図である。
【図２】本発明が適用された位置検出システムを模式的
に示すブロック図であって、図１で定義した区間と区間
との境界である規定位置と、その規定位置に配置された
被接触治具を検出する接触センサとの関係を模式的に示
している。
に示すブロック図であって、図１で定義した区間と区間
との境界である規定位置と、その規定位置に配置された
被接触治具を検出する接触センサとの関係を模式的に示
している。
【図３】図２の被接触治具と、それを検出する接触セン
サとを用いて、この発明の位置検出方法を実行するため
の回路例を示すブロック図である。
サとを用いて、この発明の位置検出方法を実行するため
の回路例を示すブロック図である。
１ モータ ２ ボールねじ ３ テーブル ４ 位置検出器 ５ 接触センサ ５１ 接触センサ先端部 １０ 位置検出システム ２０ 制御回路 ２１ 補間制御回路 ２２ パルス分配器 ２３ 速度制御器 ２４ パルスジェネレータ ２５ パラメータメモリ ２６ 位置レジスタ ２７ 位置検出器 ２８ 補正データ演算回路 ２９ 補正パルス発生器 Ｊ 被接触治具 Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、・・・、Ｊｎ 被接触治具接点 δ１、δ２、δ３、・・・、δｎ 差分 α１、α２、α３、・・・、αｎ 熱変位係数
Claims (5)
- 【請求項１】 回転駆動されるボールねじに螺合された
移動体を備えた工作機械における該移動体のピッチエラ
ー補正量に、該ボールねじの熱変位量に基づく補正を加
えるボールねじの熱変位補正方法において、 前記熱変位量の検出は、前記ボールねじの特定区間毎に
行なわれるものであることを特徴とするボールねじの熱
変位補正方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のボールねじの熱変位補正
方法において、 前記特定区間は、該ボールねじの熱変位係数が均一な区
間毎に分割された区間であることを特徴とするボールね
じの熱変位補正方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のボールねじの熱変位補正
方法において、 前記熱変位量の検出は、前記移動体と一緒に移動する接
触センサが、該接触センサの通路に沿って予め決められ
た位置に配置された熱変位の影響を受けない被接触治具
の接点を検出したそのボールねじ上の検出位置と、前記
予め決められた位置との差分に基づいて行なわれるもの
であることを特徴とするボールねじの熱変位補正方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のボールねじの熱変位補正
方法において、 前記補正は、各区分毎に検出された前記熱変位量を各区
分毎の熱変位係数に換算して行なわれるものであること
を特徴とするボールねじの熱変位補正方法。 - 【請求項５】 回転駆動されるボールねじに螺合された
移動体を備えた工作機械において、 前記移動体と一緒に移動する治具位置検出用の接触セン
サと、 該接触センサの通路に沿って予め決められた位置に配置
された熱変位の影響を受けない被接触治具と、を備えた
ことを特徴とする工作機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11025262A JP2000218469A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | ボールねじの熱変位補正方法およびその工作機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11025262A JP2000218469A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | ボールねじの熱変位補正方法およびその工作機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000218469A true JP2000218469A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12161121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11025262A Pending JP2000218469A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | ボールねじの熱変位補正方法およびその工作機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000218469A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100458453B1 (ko) * | 2002-06-26 | 2004-11-26 | (주)넥스턴 | 자동 선반의 보정장치 및 보정방법 |
| KR100976899B1 (ko) | 2002-04-26 | 2010-08-18 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | 수치 제어 공작 기계에 있어서의 가공 오차 보정 방법 및이를 이용한 연삭반 |
| JP2011235625A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-11-24 | Tomoo Matsushita | パターン形成装置および位置決め装置 |
| CN109283890A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-29 | 陕西海力特精密机械有限公司 | 数控机床托板热误差自动补偿装置 |
-
1999
- 1999-02-02 JP JP11025262A patent/JP2000218469A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976899B1 (ko) | 2002-04-26 | 2010-08-18 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | 수치 제어 공작 기계에 있어서의 가공 오차 보정 방법 및이를 이용한 연삭반 |
| KR100458453B1 (ko) * | 2002-06-26 | 2004-11-26 | (주)넥스턴 | 자동 선반의 보정장치 및 보정방법 |
| JP2011235625A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-11-24 | Tomoo Matsushita | パターン形成装置および位置決め装置 |
| CN109283890A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-29 | 陕西海力特精密机械有限公司 | 数控机床托板热误差自动补偿装置 |
| CN109283890B (zh) * | 2018-11-20 | 2023-11-03 | 东莞市义信精密模具科技有限公司 | 数控机床托板热误差自动补偿装置 |
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