JP2013218684A - Cnc工作機械の誤差を補正する装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CNC工作機械は較正素子を有し、較正素子が第1の位置にある間に、少なくとも1つのセンサから、較正素子の表面上の点と少なくとも1つのセンサ間の距離に対応する第1のセンサデータを読み込むステップと、較正素子を理想的には第1の位置に残す較正運動を実行するように、CNC工作機械を動作させるステップと、較正素子が、較正運動が実行された後の較正素子の実際の位置を示す第2の位置にある間に、少なくとも1つのセンサから、第2のセンサデータを読み込むステップと、第1のセンサデータと第2のセンサデータ間の差分が所定の閾値以下となるまで減少するように、少なくとも1つのセンサを移動させるステップと、少なくとも1つのセンサの移動に基づいて、CNC工作機械の位置誤差を決定するステップとを含む。
【選択図】図1
Description
較正素子が第1の位置にある間に、少なくとも1つのセンサから、第1のセンサデータを読み込み、
センサデータは、較正素子の表面上の点と少なくとも1つのセンサ間の距離に対応し、あるいは、
少なくとも1つのセンサの接触素子は、較正素子によって偏位され、センサデータは、接触素子が偏位された距離に対応し、
較正素子を理想的には第1の位置に残す較正運動を実行するように、CNC工作機械を動作させ、
較正素子が、較正運動が実行された後の較正素子の実際の位置を示す第2の位置にある間に、少なくとも1つのセンサから、第2のセンサデータを読み込み、
第1のセンサデータと第2のセンサデータ間の差分が所定の閾値以下となるまで減少するように、少なくとも1つのセンサを移動させ、
少なくとも1つのセンサの移動に基づいて、CNC工作機械の位置誤差を決定する、
というステップを含んでいる。
較正素子の表面上の点と当該少なくとも1つのセンサ間の距離に対応するセンサデータを出力する、あるいは、当該少なくとも1つのセンサの接触素子が較正素子によって偏位され、接触素子が偏位された距離に対応するセンサデータを出力する少なくとも1つのセンサと、
少なくとも1つのセンサを移動する移動素子と、
少なくとも1つのセンサから受信したセンサデータを処理するとともに、移動素子を制御する制御装置とを含み、制御装置は、第1及び第2のセンサデータを受信し、第1のセンサデータと第2のセンサデータ間の差分が閾値以下となるまで減少するように、少なくとも1つのセンサを移動させる駆動データを移動素子に出力し、少なくとも1つのセンサの移動に基づいて、工具ヘッドの位置誤差を決定する。
Vy(ti)=K1,y・D1(ti)+K2,y・D2(ti)+K3,y・D3(ti)
Vz(ti)=K1,z・D1(ti)+K2,z・D2(ti)+K3,z・D3(ti)
K1,y=A・D1,y(ti)/D1(ti)
K1,z=A・D1,z(ti)/D1(ti)
K2,x=B・D2,x(ti)/D2(ti)
K2,y=B・D2,y(ti)/D2(ti)
K2,z=B・D2,z(ti)/D2(ti)
K3,x=C・D3,x(ti)/D3(ti)
K3,y=C・D3,y(ti)/D3(ti)
K3,z=C・D3,z(ti)/D3(ti)
Dy=(Vy(t1)+・・・+Vy(tn−1))・Δt
Dz=(Vz(t1)+・・・+Vz(tn−1))・Δt
Dy=Cy(t1)+・・・+Cy(tn−1)
Dz=Cz(t1)+・・・+Cz(tn−1)
Dy=Cy(tn−1)
Dz=Cz(tn−1)
Claims (18)
- 較正素子(102)を第1の位置に有するCNC工作機械の位置誤差を決定する方法であって、
上記較正素子(102)が上記第1の位置にある間に、少なくとも1つのセンサ(103)から、該較正素子(102)の表面上の点と該少なくとも1つのセンサ(103)間の距離に対応する第1のセンサデータを読み込む、あるいは、該少なくとも1つのセンサ(103)の接触素子が該較正素子(102)によって偏位され、該接触素子が偏位された距離に対応する第1のセンサデータを読み込む(210)ステップと、
上記較正素子(102)を理想的には上記第1の位置に残す較正運動を実行するように、上記CNC工作機械を動作させる(220)ステップと、
上記較正素子(102)が、上記較正運動が実行された後の該較正素子(102)の実際の位置を示す第2の位置にある間に、上記少なくとも1つのセンサ(103)から、第2のセンサデータを読み込む(230)ステップと、
上記第1のセンサデータと上記第2のセンサデータ間の差分が所定の閾値以下となるまで減少するように、上記少なくとも1つのセンサ(103)を移動させるステップと、
上記少なくとも1つのセンサ(103)の上記移動に基づいて、上記CNC工作機械の位置誤差を決定する(280)ステップとを含む方法。 - 上記第1及び第2のセンサデータから、特にそれらの上記差分から、上記少なくとも1つのセンサ(103)の移動が該第1のセンサデータと該第2のセンサデータ間の差分を減少させることになるように、第1の補正方向を決定する(260)ステップと、
上記少なくとも1つのセンサ(103)を上記第1の補正方向に移動させる(270)ステップとを更に含む請求項1記載の方法。 - 少なくとも1つのセンサ(103)から、現センサデータを読み込む(230)ステップと、
上記第1及び現センサデータから、特にそれらの上記差分から、上記少なくとも1つのセンサ(103)の移動が該第1のセンサデータと該現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、現補正方向を決定する(260)ステップと、
上記少なくとも1つのセンサ(103)を上記現補正方向に移動させる(270)ステップとを含む閉ループを実行することを更に含む請求項2記載の方法。 - 上記第1の補正方向及び/又は上記現補正方向を決定する(260)ことは、上記センサデータを所定の座標系、特に直交座標系に対する成分に変換することを含む請求項2乃至3のいずれか1項記載の方法。
- 上記第1のセンサデータ(210)、上記第2のセンサデータ及び/又は上記現センサデータ(260)を読み込むことは、少なくとも2つのセンサ(103−1;103−2)から、特に少なくとも3つのセンサ(103−1;103−2;103−3)から、該第1のセンサデータ、該第2のセンサデータ及び/又は該現センサデータを読み込むことを含み、上記第1の補正方向及び/又は上記第2の補正方向を決定する(260)ことは、該少なくとも1つのセンサ(103)の対応する移動が該第1のセンサデータと該現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、上記所定の座標系、特に直交座標系に対する速度ベクトルの成分を決定することを含む請求項4記載の方法。
- 上記閾値は、上記座標系で表され、特に、該閾値は、該座標系に対する成分で表され、あるいは該閾値は、上記センサデータで表される請求項1乃至5のいずれか1項記載の方法。
- 工具ヘッドの位置誤差を示すデータを出力することを更に含み、
特に、上記出力することは、上記データを表示、印刷、伝送及び/又は保存することのうちのいずれか1つである請求項1乃至6のいずれか1項記載の方法。 - CNC工作機械の精度を改善する方法であって、
上記請求項1乃至7のいずれか1項記載の方法を実行することによって、上記CNC工作機械の位置誤差を決定し、
上記工具ヘッドの位置誤差を補正する方法。 - 較正素子(102)を有するCNC工作機械の位置誤差を決定する装置であって、
上記較正素子(102)の表面上の点と当該少なくとも1つのセンサ(103)間の距離に対応するセンサデータを出力する、あるいは、当該少なくとも1つのセンサ(103)の接触素子が上記較正素子(102)によって偏位され、該接触素子が偏位された距離に対応するセンサデータを出力する少なくとも1つのセンサ(103)と、
上記少なくとも1つのセンサ(103)を移動する移動素子(106)と、
上記少なくとも1つのセンサ(103)から受信した上記センサデータを処理するとともに、上記移動素子(106)を制御する制御装置(105)とを含み、
上記制御装置(105)は、
第1及び第2のセンサデータを受信し、
上記第1のセンサデータと上記第2のセンサデータ間の差分が閾値以下となるまで減少するように、上記少なくとも1つのセンサ(103)を移動させる移動データを上記移動素子(106)に出力し、
上記少なくとも1つのセンサ(103)の上記移動に基づいて、上記工具ヘッド(101)の位置誤差を決定する装置。 - 上記制御装置(105)は、上記請求項1乃至7のいずれか1項記載の方法を実行する請求項9記載の装置。
- 上記CNC工作機械の上記位置誤差に対応するエラーデータを出力する出力装置(107)を更に含み、
上記出力は、上記エラーデータを表示、印刷、伝送及び/又は保存することのうちのいずれか1つである請求項9又は10記載の装置。 - 上記少なくとも1つのセンサ(103)は、接触点センサ、ダイヤルゲージ、光センサ、レーザセンサ、超音波センサ、静電容量センサ及び/又は誘導センサである請求項9乃至11のいずれか1項記載の装置。
- 上記移動素子(106)は、少なくとも1つのモータ、特に少なくとも1つの電気モータを含む請求項9乃至12のいずれか1項記載の装置。
- 上記移動素子(106)、特に該移動素子(106)のモータは、上記少なくとも1つのセンサ(103)を、座標系、特に直交座標系の少なくとも1つの座標軸に沿った平行移動によって、移動する請求項9乃至13のいずれか1項記載の装置。
- 上記移動素子(106)は、少なくとも2つのモータを含み、特に、該少なくとも2つのモータは、独立して制御することができ、特に、該移動素子(106)は、該少なくとも1つのセンサ(103)を、上記座標系の少なくとも2つの座標軸に別々に沿った平行移動によって、移動する請求項9乃至14のいずれか1項記載の装置。
- 上記移動素子(106)は、少なくとも2つのセンサ(103−1;103−2;103−3)を同時に移動し、特に、該少なくとも2つのセンサは、共通の支持ベース(104)に固定されている請求項9乃至15のいずれか1項記載の装置。
- 3つのセンサ(103−1;103−2;103−3)が、上記支持ベース(104)の表面に対して平行に形成された仮想の三角形の角に固定されており、該センサ(103−1;103−2;103−3)のそれぞれは、該三角形の中心に向けられているとともに、該支持ベース(104)の表面に対して傾斜されている請求項16記載の装置。
- 上記較正素子(102)は、ボールを含む請求項9乃至17のいずれか1項記載の装置。
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