JP2006323773A - Acquisition method for drive controlling correction data - Google Patents

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Satoru Ko
悟 廣
Katsushi Goto
克志 後藤
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acquisition method for a drive controlling correction data for a mobile body for smoothly and precisely moving the mobile body moved by two drive shafts. <P>SOLUTION: On a single mobile body 13 fed linearly by a first drive means and a second drive means individually arranged in parallel to a guide rail 12, positioning accuracy of the mobile body 13 is measured by a first measurement axis M1 set in the vicinity of the first drive means and a second measurement axis M2 set in the vicinity of the second drive means. From the positioning accuracy measurement data measured by the first measurement axis M1, drive controlling correction data for the first drive means are calculated, while drive control correction data for the second drive means are calculated from the positioning accuracy measurement data measured by the second measurement axis M2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体の駆動制御用補正データの取得方法に関するもので、特に平行な2軸の駆動軸で移動される工作機械のワークテーブル等の移動体の駆動制御用補正データの取得方法に関する。   The present invention relates to a method for acquiring correction data for driving control of a moving body, and more particularly to a method for acquiring correction data for driving control of a moving body such as a work table of a machine tool that is moved by two parallel driving axes. .

NC(数値制御)工作機械では、刃物を保持する主軸頭やワークを載置するテーブルがX方向、Y方向、及びZ方向の3軸方向に移動される。例えば、立形マシニングセンタでは、主軸頭が上下方向(Z軸)移動され、テーブルを載せているサドルが前後方向(Y軸)移動され、その上のテーブルが左右方向(X軸)移動される構成や、主軸頭を保持するコラムが左右方向(X軸)移動され、テーブルが前後方向(Y軸)移動される構成等が用いられている。   In an NC (numerical control) machine tool, a spindle head that holds a cutter and a table on which a workpiece is placed are moved in three axial directions, ie, an X direction, a Y direction, and a Z direction. For example, in a vertical machining center, the spindle head is moved in the vertical direction (Z-axis), the saddle on which the table is mounted is moved in the front-rear direction (Y-axis), and the table above it is moved in the left-right direction (X-axis). Alternatively, a configuration in which the column holding the spindle head is moved in the left-right direction (X-axis) and the table is moved in the front-rear direction (Y-axis) is used.

これら、主軸頭、テーブル、サドル、コラム等の移動体の移動機構は、移動体をガイドに沿って直線移動可能に保持し、サーボモータとボールネジやリニアモータ等からなる1個の駆動手段で駆動するものがほとんどであった。   These moving mechanisms such as the spindle head, table, saddle, and column hold the moving body so that it can move linearly along the guide, and are driven by a single drive means consisting of a servo motor, ball screw, linear motor, and the like. Most of them did.

この場合の駆動軸は、移動体の重心を通る軸とするのが最良である。即ち、移動体の重心に力を加えることで、振動を発生させずに移動体を真っすぐに移動させることができる。   The drive shaft in this case is best to be an axis that passes through the center of gravity of the moving body. That is, by applying a force to the center of gravity of the moving body, the moving body can be moved straight without generating vibration.

しかし、工作機械においては移動体の重心に駆動軸を持ってくるのは難しい。例えば主軸頭の重心部には主軸があり、重心に力を加えることができない。また、テーブルの場合は、重いワークを載置した場合の重心はテーブルのワーク載置面より上部の空間になり、そこにボールネジを配置するわけにはいかないからである。   However, in a machine tool, it is difficult to bring the drive shaft to the center of gravity of the moving body. For example, the center of gravity of the spindle head has a main shaft, and no force can be applied to the center of gravity. In the case of a table, the center of gravity when a heavy workpiece is placed is the space above the workpiece placement surface of the table, and a ball screw cannot be placed there.

このような問題を解決するために、移動体の重心を挟んだ2本の駆動軸上で移動体を駆動し、重心を押すのと同等の効果を狙った駆動方式を採用した工作機械が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   To solve these problems, we propose a machine tool that uses a drive system that aims to achieve the same effect as driving the moving body on two drive shafts with the center of gravity of the moving body in between and pushing the center of gravity. (For example, refer to Patent Document 1).

この特許文献1に記載の工作機械では、ベッドに立設されたコラムの前面に左右一対の上下方向案内レールがあり、主軸頭を保持するサドルがこの上下方向案内レールにガイドされて上下移動可能になっている。   In the machine tool described in Patent Document 1, there is a pair of left and right vertical guide rails on the front surface of a column erected on a bed, and a saddle that holds the spindle head is guided by the vertical guide rails and can move up and down. It has become.

また、サドルは左右一対の2本のボールネジに連結され、それぞれのボールネジを回転駆動する2個のモータを同期回転することによりサドルは上下に移動される。
特開2003−266257号公報
The saddle is connected to a pair of left and right ball screws, and the saddle is moved up and down by synchronously rotating two motors that rotationally drive the ball screws.
JP 2003-266257 A

しかし、前述の特許文献1(特開2003−266257号公報)に記載された移動体の駆動方式では、移動体の重心を挟んだ2本の駆動軸上に2本のボールネジを配置し、夫々のボールネジを回転駆動する2個のモータを同期回転させているだけなので、2本のボールネジの平行度誤差、夫々のボールネジのピッチ誤差等により移動体を円滑に駆動させることができず、かえって振動を発生させる原因にもなっていた。   However, in the driving method of the moving body described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-266257), two ball screws are arranged on two driving shafts sandwiching the center of gravity of the moving body, respectively. Since only the two motors that rotate the ball screw are rotated synchronously, the moving body cannot be driven smoothly due to the parallelism error of the two ball screws, the pitch error of each ball screw, etc. It was also a cause to generate.

このように、前述の特許文献1に記載の工作機械では、振動のため加工面の品位が劣化するとともに、工具の摩耗が促進されて寿命が短くなるという大きな問題を有していた。   As described above, the machine tool described in Patent Document 1 has a serious problem that the quality of the machined surface is deteriorated due to vibration and the wear of the tool is promoted to shorten the life.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、2本の駆動軸で移動される移動体を円滑に精度良く駆動制御するための、移動体の駆動制御用補正データの取得方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for acquiring correction data for driving control of a moving body for smoothly and accurately controlling the moving body moved by two drive shafts. The purpose is to do.

本発明は前記目的を達成するために、ガイドに沿って直線移動可能に支持されるとともに、互いに離間し前記ガイドに対して夫々平行に設けられた第1の駆動手段及び第2の駆動手段によって直線送りされる1個の移動体の駆動制御用補正データの取得方法において、前記第1の駆動手段の近傍に設定された第1の測定軸と、前記第2の駆動手段の近傍に設定された第2の測定軸との少なくとも2軸で前記移動体の位置決め精度を測定し、前記第1の測定軸で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを前記第1の駆動手段の補正用データメモリに入力するとともに第1の駆動手段の駆動制御用補正データを算出し、前記第2の測定軸で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを前記第2の駆動手段の補正用データメモリに入力するとともに第2の駆動手段の駆動制御用補正データを算出することを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is supported by a first driving means and a second driving means which are supported so as to be linearly movable along the guide and which are spaced apart from each other and parallel to the guide. In the method of acquiring correction data for driving control of one moving body that is linearly fed, the first measuring axis set in the vicinity of the first driving means and the vicinity of the second driving means are set. The positioning accuracy of the moving body is measured by at least two axes with the second measuring axis, and the positioning accuracy measurement data of the moving body measured by the first measuring axis is used as correction data for the first driving means. The correction data for driving control of the first driving means is input to the memory and the positioning accuracy measurement data of the moving body measured by the second measuring axis is stored in the correction data memory of the second driving means. Enter And calculates the correction data for drive control of the second drive means together.

具体的には、前記第1の駆動手段の近傍に設定された第1の測定軸と、前記第2の駆動手段の近傍に設定された第2の測定軸との2軸で前記移動体の位置決め精度を測定し、夫々の測定軸で得られた前記移動体の位置決め精度測定データを夫々の駆動手段の補正用データメモリに入力し、夫々の駆動手段の駆動制御用補正データを算出する。   Specifically, the moving body is configured with two axes, a first measurement axis set in the vicinity of the first drive means and a second measurement axis set in the vicinity of the second drive means. The positioning accuracy is measured, and the positioning accuracy measurement data of the moving body obtained by the respective measurement axes is input to the correction data memory of the respective drive means, and the drive control correction data of the respective drive means is calculated.

この夫々の駆動手段の駆動制御用補正データに基づいて前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段が駆動制御され、前記移動体の送りが制御される。   Based on the drive control correction data of the respective drive means, the first drive means and the second drive means are driven and controlled, and the feed of the moving body is controlled.

本発明によれば、2本の駆動軸の夫々近傍で移動体の位置決め精度を測定し、夫々の測定データから夫々の駆動軸の駆動制御用補正データを算出するので、移動体を駆動する2本の駆動軸の構成部品の加工精度のばらつき等によって生じる移動時のヨーイング等を抑え、移動体を円滑に低振動で、高精度に移動させる事ができる。   According to the present invention, the positioning accuracy of the moving body is measured in the vicinity of each of the two drive shafts, and the drive control correction data for each drive shaft is calculated from each measurement data. It is possible to suppress yawing during movement caused by variations in machining accuracy of components of the drive shaft, and to move the moving body smoothly with low vibration and with high accuracy.

また、本発明は、ガイドに沿って直線移動可能に支持されるとともに、互いに離間し前記ガイドに対して夫々平行に設けられた第1の駆動手段及び第2の駆動手段によって直線送りされる1個の移動体の駆動制御用補正データの取得方法において、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段との間の1軸上で前記移動体の位置決め精度を測定し、前記1軸上で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを補正用データメモリに入力するとともに第1の駆動手段及び第2の駆動手段の駆動制御用補正データを算出することを特徴とする。   Further, the present invention is supported so as to be linearly movable along the guide, and is linearly fed by a first driving means and a second driving means which are spaced apart from each other and provided in parallel to the guide 1. In the method for obtaining correction data for driving control of a single moving body, the positioning accuracy of the moving body is measured on one axis between the first driving means and the second driving means, The positioning accuracy measurement data of the moving body measured in step 1 is input to a correction data memory and drive control correction data for the first drive means and the second drive means is calculated.

具体的には、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段との間の1軸上で前記移動体の位置決め精度を測定し、前記1軸上で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを補正用データメモリに入力し、この測定データに基づいて前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段共用の駆動制御用補正データを算出する。この共用の駆動制御用補正データに基づいて前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段が駆動制御され、前記移動体の送りが制御される。   Specifically, the positioning accuracy of the moving body is measured on one axis between the first driving means and the second driving means, and the positioning accuracy of the moving body is measured on the one axis. Data is input to the correction data memory, and based on this measurement data, drive control correction data shared by the first drive means and the second drive means is calculated. Based on this shared drive control correction data, the first drive means and the second drive means are driven and controlled, and the feed of the moving body is controlled.

本発明によれば、2本の駆動軸の間の1軸上で移動体の位置決め精度を測定し、その測定データに基づいて前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段共用の駆動制御用補正データを算出し、この共用の駆動制御用補正データに基づいて夫々の駆動軸を駆動制御して移動体の送りを制御するので、1軸上の測定のみで移動体を実用上支障のないレベルで、円滑低振動で、高精度な移動を行う事ができる。   According to the present invention, the positioning accuracy of the moving body is measured on one axis between the two drive axes, and the drive control is shared by the first drive means and the second drive means based on the measurement data. Correction data is calculated, and the drive of each moving shaft is controlled based on the shared driving control correction data to control the feed of the moving body. It is possible to move with high accuracy and smooth vibration with low level.

また、本発明は、前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段は夫々モータとボールネジ、又はリニアモータからなる移動体の駆動制御用補正データの取得方法である。また、前記移動体が工作機械の主軸頭、又はサドル、或いはワークを載置するテーブルである移動体の駆動制御用補正データの取得方法である。   Further, the present invention is a method for obtaining correction data for driving control of a moving body, wherein the first driving means and the second driving means are each composed of a motor and a ball screw or a linear motor. The moving body is a method for obtaining correction data for driving control of the moving body, which is a table on which a spindle, a saddle, or a workpiece is placed.

本発明によれば、モータとボールネジ、又はリニアモータからなる駆動手段によって2軸駆動される工作機械の主軸頭、又はサドル、或いはテーブルを円滑に低振動で、高精度に移動させることのできる駆動制御用補正データを取得することができる。   According to the present invention, the spindle head, saddle, or table of a machine tool that is biaxially driven by a driving means comprising a motor and a ball screw or a linear motor can be smoothly moved with low vibration and with high accuracy. Control correction data can be acquired.

また、本発明は、前記移動体の位置決め精度をレーザ測長装置を用いて測定する。これによれば、移動体の位置決め精度を容易に高精度で測定することができる。   Moreover, this invention measures the positioning accuracy of the said mobile body using a laser length measuring apparatus. According to this, the positioning accuracy of the moving body can be easily measured with high accuracy.

以上説明したように本発明の移動体の駆動制御用補正データの取得方法によれば、工作機械の主軸頭、又はサドル、或いはワークを載置するテーブル等の移動体で、2本の駆動軸で移動される移動体の各駆動軸の制御用補正データを適切に取得することができる。   As described above, according to the method for acquiring correction data for driving control of a moving body according to the present invention, two driving shafts are used in a moving body such as a spindle head of a machine tool, a saddle, or a table on which a work is placed. It is possible to appropriately acquire control correction data for each drive shaft of the moving body that is moved in step (b).

以下添付図面に従って本発明に係る移動体の駆動制御用補正データの取得方法の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。   A preferred embodiment of a method for acquiring correction data for driving control of a moving body according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same number or symbol is attached to the same member.

図1は、NC工作機械のワークを載置するテーブルの位置決め精度を測定する状態を表わしたものである。なお、図1においては、簡略化のため、NC工作機械のコラム、サドル、主軸頭、その他のテーブル部以外の部分は記載を省略してある。   FIG. 1 shows a state in which the positioning accuracy of a table on which a workpiece of an NC machine tool is placed is measured. In FIG. 1, for the sake of simplification, the description of the parts other than the column, saddle, spindle head, and other table portions of the NC machine tool is omitted.

NC工作機械のテーブル部分は、ベッド11の上面に互いに平行に設けられたガイドレール12、12、ガイドレール12、12に沿って図のY方向に直線移動可能に支持された移動体であるテーブル13、図示しないホルダによってベッド11に回転可能に支持された2本のボールネジ14、15、及びボールネジ14を回転駆動するサーボモータ16とボールネジ15を回転駆動するサーボモータ17を有している。   The table portion of the NC machine tool is a table which is a movable body supported so as to be linearly movable in the Y direction in the figure along the guide rails 12 and 12 and the guide rails 12 and 12 provided in parallel to each other on the upper surface of the bed 11. 13. Two ball screws 14 and 15 rotatably supported on the bed 11 by a holder (not shown), a servo motor 16 that rotationally drives the ball screw 14, and a servo motor 17 that rotationally drives the ball screw 15 are provided.

ガイドレール12にはリニアボールガイド又はリニアローラガイド用のガイドレールを用い、転動ガイドを構成するのが好適である。   As the guide rail 12, it is preferable to use a linear ball guide or a guide rail for a linear roller guide to constitute a rolling guide.

サーボモータ16及びサーボモータ17も図示しないホルダによってベッド11に固定されている。また、2本のボールネジ14、15の図示しないナット部は、テーブル13に対して、軸方向(図のY方向)に拘束されるとともに軸心回りの回転が拘束された状態で連結されている。このボールネジ14とサーボモータ16とで第1の駆動手段を構成し、ボールネジ15とサーボモータ17とで第2の駆動手段を構成して、2軸でテーブル13を移動させる。   The servo motor 16 and the servo motor 17 are also fixed to the bed 11 by a holder (not shown). Further, nut portions (not shown) of the two ball screws 14 and 15 are connected to the table 13 in a state in which the rotation around the axis is restricted in the axial direction (Y direction in the drawing). . The ball screw 14 and the servo motor 16 constitute a first driving means, and the ball screw 15 and the servo motor 17 constitute a second driving means, and the table 13 is moved by two axes.

NC工作機械の動作を制御するNC装置20には、サーボモータ16及びサーボモータ17の回転を制御するモータコントローラが夫々に独立して設けられており、サーボモータ16及びサーボモータ17の回転を制御することによりテーブル13の送り制御がなされる。   The NC device 20 that controls the operation of the NC machine tool is provided with a motor controller that controls the rotation of the servo motor 16 and the servo motor 17 independently of each other, and controls the rotation of the servo motor 16 and the servo motor 17. By doing so, the feed control of the table 13 is performed.

テーブル13の位置決め精度の測定にはレーザ測長装置30を用いる。本実施の形態で使用するレーザ測長装置30は、実開昭63−159706号公報に記載された分離型レーザ干渉計である。   A laser length measuring device 30 is used for measuring the positioning accuracy of the table 13. The laser length measuring device 30 used in this embodiment is a separation type laser interferometer described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-159706.

この分離型レーザ干渉計は、レーザ光源31と干渉光学ユニット32、34との間を単一モードファイバ又は偏波面保存ファイバ等の光ファイバ31A、31Bで接続することにより、レーザ光源31と干渉光学ユニット32、34との間のアライメント調整を不要にするとともに、その間の配置の自由度を高めたレーザ測長装置30である。   This separation-type laser interferometer connects the laser light source 31 and the interference optical units 32 and 34 with optical fibers 31A and 31B such as single mode fibers or polarization plane preserving fibers, thereby interfering with the laser light source 31. The laser length measuring device 30 eliminates the need for alignment adjustment between the units 32 and 34 and increases the degree of freedom of arrangement between them.

レーザ測長装置30の信号処理部も、干渉光学ユニット32、34から分離され、測定制御部に相当するノート型パーソナルコンピュータ(PC)37の拡張ボックス36内に組込まれている。即ち、干渉光学ユニット32、34内に光検出器を設けて干渉縞の信号を電気信号に変換し、電気信号用ケーブルで拡張ボックス36内のカウンターボードに接続している。   The signal processing unit of the laser length measuring device 30 is also separated from the interference optical units 32 and 34 and incorporated in an expansion box 36 of a notebook personal computer (PC) 37 corresponding to the measurement control unit. That is, a photodetector is provided in the interference optical units 32 and 34 to convert the interference fringe signal into an electrical signal, and the electrical signal cable is connected to the counter board in the expansion box 36.

テーブル13の位置決め精度の測定では、ボールネジ14の近傍に第1の測定軸M1を設定し、ボールネジ15の近傍に第2の測定軸M2を設定する。即ち、テーブル13の端面のボールネジ14の上部位置にコーナーキューブ33を取り付け、コーナーキューブ33に対峙させて干渉光学ユニット32をセットする。また、テーブル13の端面のボールネジ15の上部位置にコーナーキューブ35を取り付け、コーナーキューブ35に対峙させて干渉光学ユニット34をセットする。コーナーキューブ33及びコーナーキューブ35はそのケース底部に永久磁石が取り付けられており、テーブル13の端面に磁力で固定されるようになっている。   In measuring the positioning accuracy of the table 13, the first measurement axis M <b> 1 is set near the ball screw 14, and the second measurement axis M <b> 2 is set near the ball screw 15. That is, the corner cube 33 is attached to the upper position of the ball screw 14 on the end face of the table 13, and the interference optical unit 32 is set so as to face the corner cube 33. Further, a corner cube 35 is attached to an upper position of the ball screw 15 on the end face of the table 13, and the interference optical unit 34 is set so as to face the corner cube 35. The corner cube 33 and the corner cube 35 have permanent magnets attached to the bottom of the case, and are fixed to the end surface of the table 13 by magnetic force.

レーザ光源31から光ファイバ31A、干渉光学ユニット32を経て出射されたレーザ光L1は、コーナーキューブ33で反射されて干渉光学ユニット32に戻り、干渉光学ユニット32内で干渉縞を生成する。   The laser light L1 emitted from the laser light source 31 through the optical fiber 31A and the interference optical unit 32 is reflected by the corner cube 33 and returns to the interference optical unit 32, and interference fringes are generated in the interference optical unit 32.

テーブル13の移動にともなってこの干渉縞が移動し、干渉光学ユニット32内の光検出器で干渉縞の明暗が電気信号に変換され、拡張ボックス36内のカウンターボードで干渉縞の本数が計数されてテーブル13の第1の測定軸M1上の移動量が算出される。   As the table 13 moves, the interference fringes move. The light detectors in the interference optical unit 32 convert the light and darkness of the interference fringes into electrical signals. The counter board in the expansion box 36 counts the number of interference fringes. Thus, the amount of movement of the table 13 on the first measurement axis M1 is calculated.

同様に、レーザ光源31から光ファイバ31B、干渉光学ユニット34を経て出射されたレーザ光L2は、コーナーキューブ35で反射されて干渉光学ユニット34に戻り、干渉光学ユニット34内で干渉縞を生成する。この干渉縞の本数も計測され、テーブル13の第2の測定軸M2上の移動量が算出される。   Similarly, the laser light L2 emitted from the laser light source 31 through the optical fiber 31B and the interference optical unit 34 is reflected by the corner cube 35 and returns to the interference optical unit 34 to generate interference fringes in the interference optical unit 34. . The number of interference fringes is also measured, and the amount of movement of the table 13 on the second measurement axis M2 is calculated.

測定制御部であるPC37には第1の駆動手段及び第2の駆動手段の補正用データメモリと位置決め誤差補正ソフトウエアがインストールされており、テーブル13の第1の測定軸M1上の位置決め精度データを第1の駆動手段の補正用データメモリに入力し、この第1の測定軸M1上の位置決め精度データから第1の駆動手段の補正用データを算出する。   The PC 37 which is the measurement control unit is installed with correction data memory for the first drive means and second drive means and positioning error correction software, and positioning accuracy data on the first measurement axis M1 of the table 13 is installed. Is input to the correction data memory of the first driving means, and the correction data of the first driving means is calculated from the positioning accuracy data on the first measurement axis M1.

また、テーブル13の第2の測定軸M2上の位置決め精度データを第2の駆動手段の補正用データメモリに入力し、この第2の測定軸M2上の位置決め精度データから第2の駆動手段の補正用データを算出する。   Further, the positioning accuracy data on the second measurement axis M2 of the table 13 is input to the correction data memory of the second drive means, and the second drive means is determined from the positioning accuracy data on the second measurement axis M2. Data for correction is calculated.

算出された第1の駆動手段の補正用データ、及び第2の駆動手段の補正用データはPC37からNC工作機械のNC装置20に送られ、第1の駆動手段のサーボモータ16、及び第2の駆動手段のサーボモータ17が個々に回転制御される。なお、PC37とNC装置20とはRS−232Cインターフェースで接続されている。   The calculated correction data for the first drive means and correction data for the second drive means are sent from the PC 37 to the NC device 20 of the NC machine tool, and the servo motor 16 of the first drive means and the second The servo motors 17 of the driving means are individually controlled for rotation. The PC 37 and the NC device 20 are connected by an RS-232C interface.

このように、第1の駆動手段及び第2の駆動手段は夫々個別に補正用データが設定され、夫々の補正用データに基づいて駆動制御されるので、例えば2本のボールネジ14、及び15の加工精度のばらつきによって発生するテーブル移動時のヨーイング等が抑制されるとともに、テーブル13は円滑に低振動で送られて、高精度な位置決めがなされる。   In this way, the first driving means and the second driving means are individually set with correction data, and are driven and controlled based on the respective correction data. For example, the two ball screws 14 and 15 Yawing and the like during table movement caused by variations in processing accuracy are suppressed, and the table 13 is smoothly fed with low vibration, and high-precision positioning is performed.

次に、具体的な動作の流れについて説明する。図2はテーブル13の位置決め精度測定と、駆動用補正データ作成の流れを説明するフローチャートである。先ず作業者が前述図1のように、NC工作機械のテーブル13部分にレーザ測長装置30をセットする。   Next, a specific flow of operation will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the positioning accuracy measurement of the table 13 and the flow of creation of drive correction data. First, the operator sets the laser length measuring device 30 on the table 13 portion of the NC machine tool as shown in FIG.

次いで、NC工作機械のNC装置20を外部からの信号で稼動するテープ運転モードに切換え、運転ボタンを押して外部からの信号待ちの状態にする(ステップS11)。次に、PC37に測定条件が設定され、位置決め誤差補正ソフトウエアが自動で起動し(ステップS12)、テーブル13が初期位置に位置決めされるようにレファレンス点復帰命令を発行する(ステップS13)。   Next, the NC device 20 of the NC machine tool is switched to a tape operation mode that operates with an external signal, and the operation button is pressed to wait for an external signal (step S11). Next, measurement conditions are set in the PC 37, the positioning error correction software is automatically started (step S12), and a reference point return command is issued so that the table 13 is positioned at the initial position (step S13).

このレファレンス点復帰命令は、RS−232Cインターフェースを介してNC装置20に送られ、テーブル13がレファレンス点に復帰される(ステップS14)。テーブル13の位置決め精度測定はこのレファレンス点を初期位置として実施される。   This reference point return command is sent to the NC device 20 via the RS-232C interface, and the table 13 is returned to the reference point (step S14). The positioning accuracy of the table 13 is measured with this reference point as the initial position.

次にPC37は、テーブル13、サドル、主軸頭の夫々が測定開始位置に移動するように測定開始位置移動命令を発行する(ステップS15)。これはテーブル13の位置決め精度測定であっても、サドル及び主軸頭の位置によって測定値が微妙に変化するため、サドル及び主軸頭を所定の位置に位置付けてテーブル13の位置決め精度を測定するためである。   Next, the PC 37 issues a measurement start position movement command so that each of the table 13, the saddle, and the spindle head moves to the measurement start position (step S15). This is because even if the positioning accuracy of the table 13 is measured, the measurement value slightly changes depending on the positions of the saddle and the spindle head, and therefore the positioning accuracy of the table 13 is measured by positioning the saddle and the spindle head at a predetermined position. is there.

この指令もNC装置20に送られ、テーブル13、サドル、主軸頭が測定開始位置に送られる(ステップS16)。次に、設定された測定条件に従ってテーブル13の位置決め誤差測定(位置決め精度測定)が開始され(ステップS17)、位置決め誤差データが取得される。これは第1の測定軸M1上、及び第2の測定軸M2上で個々に取得され、夫々PC37の第1の駆動手段及び第2の駆動手段の補正用データメモリに記憶される(ステップS18)。   This command is also sent to the NC device 20, and the table 13, saddle, and spindle head are sent to the measurement start position (step S16). Next, positioning error measurement (positioning accuracy measurement) of the table 13 is started according to the set measurement conditions (step S17), and positioning error data is acquired. This is acquired individually on the first measurement axis M1 and the second measurement axis M2, and stored in the correction data memories of the first drive means and the second drive means of the PC 37, respectively (step S18). ).

次に、測定条件で設定された指定の測定点数が測定されたか判断し(ステップS19)、指定の測定点が測定されていない場合はステップS18に戻って次の測定点の位置決め誤差データが取得され、この動作を繰り返す。   Next, it is determined whether the designated number of measurement points set in the measurement conditions has been measured (step S19). If the designated measurement point has not been measured, the process returns to step S18 to obtain positioning error data for the next measurement point. And repeat this action.

ステップS19で指定の測定点数が測定された場合は、次に測定条件で設定された指定の測定回数終了したか判断し(ステップS20)、指定の測定回数に達していない場合はステップS17に戻り、ステップS17からステップS20の動作を繰り返す。   If the designated number of measurement points has been measured in step S19, it is then determined whether the designated number of measurements set in the measurement conditions has been completed (step S20), and if the designated number of measurements has not been reached, the process returns to step S17. The operations from step S17 to step S20 are repeated.

ステップS20で指定の測定回数終了と判断された場合、次にPC37は、第1の測定軸M1上の測定データを基に第1の駆動手段の駆動用補正値データを計算し、第2の測定軸M2上の測定データを基に第2の駆動手段の駆動用補正値データを計算する(ステップS21)。補正値データの算出は、例えば特開平10−111706号公報に記載されたように、未測定位置は所定の補完方法でデータを補完して全体の補正値データを算出する方法等が用いられる。   If it is determined in step S20 that the designated number of measurements has been completed, then the PC 37 calculates drive correction value data for the first drive means based on the measurement data on the first measurement axis M1, and the second Based on the measurement data on the measurement axis M2, drive correction value data for the second drive means is calculated (step S21). For calculating the correction value data, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-11706, a method of calculating the entire correction value data by complementing the data at a non-measurement position by a predetermined complementing method is used.

次にPC37は、夫々個別に算出した第1の駆動手段の補正値データ、及び第2の駆動手段の補正値データをNC装置20に転送すべく補正値データ転送命令を発行し(ステップS22)、NC装置20は補正値データを自動受信してメモリに取り込む(ステップS23)。   Next, the PC 37 issues a correction value data transfer command to transfer the correction value data of the first driving means and the correction value data of the second driving means calculated individually to the NC device 20 (step S22). The NC device 20 automatically receives the correction value data and loads it into the memory (step S23).

次にPC37は、テーブル13がレファレンス点に復帰するようにレファレンス点復帰命令を発行し(ステップS24)、信号を受けたNC装置20はテーブル13をレファレンス点に復帰させる(ステップS25)。次いでこれら一連のデータ処理結果を図示しないプリンタに印刷させて、テーブル13の送り精度測定と送り量補正値作成の流れを終了する。   Next, the PC 37 issues a reference point return command so that the table 13 returns to the reference point (step S24), and the NC device 20 receiving the signal returns the table 13 to the reference point (step S25). Next, these series of data processing results are printed by a printer (not shown), and the flow of measuring the feed accuracy of the table 13 and creating the feed amount correction value is completed.

NC装置20は、サーボモータ16の図示しないエンコーダからのフィードバック信号にこのメモリに取り込んだ第1の駆動手段の駆動用補正データの補正値を加えた位置データで第1の駆動手段を駆動制御し、サーボモータ17の図示しないエンコーダからのフィードバック信号に第2の駆動手段の駆動用補正データの補正値を加えた位置データで第2の駆動手段を駆動制御してテーブル13を高精度で移動させる。   The NC device 20 drives and controls the first driving means with position data obtained by adding the correction value of the driving correction data of the first driving means taken into this memory to the feedback signal from the encoder (not shown) of the servo motor 16. The table 13 is moved with high accuracy by controlling the driving of the second driving means with the position data obtained by adding the correction value of the driving correction data of the second driving means to the feedback signal from the encoder (not shown) of the servo motor 17. .

この補正値を盛り込んだ修正位置データでテーブル13を駆動させた時に、再度位置決め精度を測定し、規定値以内に入っているか否か確認することができる。またISO230−2等で規定するNC工作機械の所定の検査項目にのっとって位置決め精度を確認するようにしてもよい。   When the table 13 is driven with the correction position data including the correction value, the positioning accuracy can be measured again to check whether it is within the specified value. Further, the positioning accuracy may be confirmed according to a predetermined inspection item of the NC machine tool defined by ISO 230-2 or the like.

なお、Y軸(テーブル駆動軸)以外のX軸、Z軸についても同様にして位置決め精度測定と送り量補正値作成を行うことができる。この場合、特開平9−244718号公報に記載された数値制御工作機械の全自動測定システムに基づいてXYZ3軸を全自動で処理することも可能である。   Note that positioning accuracy measurement and feed amount correction value generation can be performed in the same manner for the X-axis and Z-axis other than the Y-axis (table drive axis). In this case, it is also possible to fully automatically process the XYZ three axes based on the fully automatic measurement system for a numerically controlled machine tool described in JP-A-9-244718.

図3は、第2発明を説明するための斜視図である。この第2発明では、測定軸は1軸のみで、ボールネジ14とボールネジ15とから等間隔の位置に測定軸Mが設けられている。即ち、テーブル13の端面のボールネジ14とボールネジ15とから等間隔の位置にコーナーキューブ33を取り付け、コーナーキューブ33に対峙させて干渉光学ユニット32をセットする。   FIG. 3 is a perspective view for explaining the second invention. In this second invention, there is only one measurement axis, and the measurement axis M is provided at a position equidistant from the ball screw 14 and the ball screw 15. That is, the corner cube 33 is attached at equal intervals from the ball screw 14 and the ball screw 15 on the end surface of the table 13, and the interference optical unit 32 is set so as to face the corner cube 33.

レーザ光源31から光ファイバ31A、干渉光学ユニット32を経て出射されたレーザ光Lは、コーナーキューブ33で反射されて干渉光学ユニット32に戻り、干渉光学ユニット32内で干渉縞を生成する。その他の構成及び作用は前出図1で示した実施の形態と同様であるので、説明は省略する。   Laser light L emitted from the laser light source 31 through the optical fiber 31 </ b> A and the interference optical unit 32 is reflected by the corner cube 33 and returns to the interference optical unit 32 to generate interference fringes in the interference optical unit 32. Other configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIG.

この測定軸M上の送り精度測定で得られた測定データを基に、補正データが算出され、算出された補正値は第1の駆動手段及び第2の駆動手段共通の補正データとしてNC装置20に転送され、NC装置20は第1の駆動手段及び第2の駆動手段に対してこの共通の補正データを適用してテーブル13を移動させる。   Correction data is calculated based on the measurement data obtained by the feed accuracy measurement on the measurement axis M, and the calculated correction value is used as correction data common to the first drive means and the second drive means. The NC apparatus 20 moves the table 13 by applying the common correction data to the first driving means and the second driving means.

ボールネジ14及びボールネジ15のピッチ精度がほぼ同様な場合は、本第2発明のように、第1の駆動手段と第2の駆動手段から等距離離間した1軸上の測定値で補正値を算出し、これを第1の駆動手段及び第2の駆動手段夫々に適用させることで、1軸上の測定のみでテーブル13を実用上支障のないレベルで、円滑低振動で、精度の良い移動を行うことができる。   When the pitch accuracy of the ball screw 14 and the ball screw 15 is substantially the same, the correction value is calculated with a measured value on one axis that is equidistant from the first driving means and the second driving means as in the second invention. By applying this to each of the first driving means and the second driving means, the table 13 can be moved with high accuracy and smooth vibrations at a level that does not impede practical use only by measurement on one axis. It can be carried out.

なお、第1の駆動手段と第2の駆動手段から等距離離間した1軸上に測定軸を設けたが、第1の駆動手段と第2の駆動手段との間の所定位置の1軸上に測定軸を設けてもよい。この場合、第1の駆動手段と第2の駆動手段に対して共通の駆動制御用補正データとせずに、測定軸の位置に応じた配分で第1の駆動手段と第2の駆動手段別々に駆動制御用補正データを算出することもできる。   Although the measurement axis is provided on one axis that is equidistant from the first driving means and the second driving means, the measuring axis is provided on one axis at a predetermined position between the first driving means and the second driving means. A measuring axis may be provided in the. In this case, the first drive means and the second drive means are distributed separately according to the position of the measurement axis without using the common drive control correction data for the first drive means and the second drive means. It is also possible to calculate drive control correction data.

なお、本実施の形態では、移動体としてNC工作機械のテーブル、サドル、主軸頭で説明したが、NC工作機械に限らず通常の工作機械や測定機等に適用してもよく、また、コラム移動型の装置ではコラムの駆動に適用することができる。   In this embodiment, the NC machine tool table, saddle, and spindle head have been described as the moving body. However, the present invention is not limited to the NC machine tool and may be applied to a normal machine tool, a measuring machine, or the like. The mobile device can be applied to drive a column.

また、第1の駆動手段及び第2の駆動手段をボールネジとサーボモータで説明したが、これに限らず、リニアモータであってもよく、またモータもサーボモータに限るものではない。   In addition, the first driving means and the second driving means have been described using a ball screw and a servo motor. However, the present invention is not limited to this, and a linear motor may be used, and the motor is not limited to a servo motor.

また、テーブル(移動体)13の位置決め精度の測定にはレーザ測長装置を用い、レーザ測長装置も分離型レーザ干渉計を用いたが、分離型レーザ干渉計に限るものではなく、レーザ光源と干渉光学ユニットとが一体型のレーザ干渉計でもよく、更にレーザ測長装置に限らず、既知の種々の測定装置を用いることができる。   Further, a laser length measuring device is used for measuring the positioning accuracy of the table (moving body) 13, and the laser length measuring device also uses a separation type laser interferometer, but the invention is not limited to the separation type laser interferometer. The interferometer and the interference optical unit may be an integrated laser interferometer, and not only the laser length measuring device but also various known measuring devices can be used.

本発明の実施の形態に係る駆動制御用補正データの取得方法を説明する斜視図The perspective view explaining the acquisition method of the correction data for drive control concerning an embodiment of the invention 本発明の実施の形態に係る駆動制御用補正データの取得方法を説明するフローチャートFlowchart for explaining a method for acquiring correction data for drive control according to an embodiment of the present invention 第2発明の実施形態を説明する斜視図The perspective view explaining embodiment of 2nd invention

符号の説明Explanation of symbols

12…ガイドレール、13…テーブル(移動体)、14、15…ボールネジ、16、17…サーボモータ(モータ)、30…レーザ測長装置、M1…第1の測定軸、M2…第2の測定軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Guide rail, 13 ... Table (moving body), 14, 15 ... Ball screw, 16, 17 ... Servo motor (motor), 30 ... Laser length measuring device, M1 ... 1st measuring axis, M2 ... 2nd measurement axis

Claims (5)

ガイドに沿って直線移動可能に支持されるとともに、互いに離間し前記ガイドに対して夫々平行に設けられた第1の駆動手段及び第2の駆動手段によって直線送りされる1個の移動体の駆動制御用補正データの取得方法において、
前記第1の駆動手段の近傍に設定された第1の測定軸と、前記第2の駆動手段の近傍に設定された第2の測定軸との少なくとも2軸で前記移動体の位置決め精度を測定し、
前記第1の測定軸で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを前記第1の駆動手段の補正用データメモリに入力するとともに第1の駆動手段の駆動制御用補正データを算出し、前記第2の測定軸で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを前記第2の駆動手段の補正用データメモリに入力するとともに第2の駆動手段の駆動制御用補正データを算出することを特徴とする駆動制御用補正データの取得方法。
Drive of one moving body supported linearly along the guide and linearly fed by first and second driving means spaced apart from each other and parallel to the guide. In the control correction data acquisition method,
Measure the positioning accuracy of the moving body with at least two axes, a first measurement axis set in the vicinity of the first drive means and a second measurement axis set in the vicinity of the second drive means. And
The positioning accuracy measurement data of the movable body measured with the first measurement axis is input to the correction data memory of the first drive unit, and the drive control correction data of the first drive unit is calculated, The positioning accuracy measurement data of the movable body measured with the two measurement axes is input to the correction data memory of the second drive means, and the drive control correction data of the second drive means is calculated. A method for obtaining correction data for drive control.
ガイドに沿って直線移動可能に支持されるとともに、互いに離間し前記ガイドに対して夫々平行に設けられた第1の駆動手段及び第2の駆動手段によって直線送りされる1個の移動体の駆動制御用補正データの取得方法において、
前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段との間の1軸上で前記移動体の位置決め精度を測定し、
前記1軸上で測定した前記移動体の位置決め精度測定データを補正用データメモリに入力するとともに第1の駆動手段及び第2の駆動手段の駆動制御用補正データを算出することを特徴とする駆動制御用補正データの取得方法。
Drive of one moving body supported linearly along the guide and linearly fed by first and second driving means spaced apart from each other and parallel to the guide. In the control correction data acquisition method,
Measuring the positioning accuracy of the movable body on one axis between the first driving means and the second driving means;
Positioning accuracy measurement data of the moving body measured on the one axis is input to a correction data memory and drive control correction data for the first drive means and the second drive means is calculated. Acquisition method of control correction data.
前記第1の駆動手段及び前記第2の駆動手段は夫々モータとボールネジ、又はリニアモータからなることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の移動体の駆動制御用補正データの取得方法。   The acquisition of correction data for driving control of a moving body according to claim 1 or 2, wherein the first driving means and the second driving means each comprise a motor and a ball screw or a linear motor. Method. 前記移動体が工作機械の主軸頭、又はサドル、或いはワークを載置するテーブルである請求項1、2、又は3のうちいずれか1項に記載の移動体の駆動制御用補正データの取得方法。   The method for obtaining correction data for driving control of a moving body according to any one of claims 1, 2, or 3, wherein the moving body is a spindle head of a machine tool, a saddle, or a table on which a workpiece is placed. . 前記移動体の位置決め精度をレーザ測長装置を用いて測定することを特徴とする、請求項1、2、3、又は4のうちいずれか1項に記載の移動体の駆動制御用補正データの取得方法。   The positioning accuracy of the moving body is measured using a laser length measuring device, and the correction data for driving control of the moving body according to any one of claims 1, 2, 3, or 4 is provided. Acquisition method.
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