JP2015182141A - Motion error measuring method, motion error measuring device and machine tool equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一以上の送り軸によって動作部を運動させる送り装置と、該送り装置を数値制御する数値制御装置とを備えた位置決め装置における、前記動作部の運動誤差を測定する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a motion error of the operation unit in a positioning device including a feed device that moves the operation unit by one or more feed axes and a numerical control device that numerically controls the feed device. .
前記送り装置は、通常、動作部の運動を案内する案内部と、動作部を移動させる駆動部とを備えており、例えば、前記案内部は、転がり案内機構や滑り案内機構から構成され、前記駆動部は、ボールねじと、前記動作部に固設され、且つ前記ボールねじに螺合するナットと、前記ボールねじをその軸中心に回転させて、前記ナット及びこれに連結された動作部を移動させる駆動モータとから構成される。 The feeding device usually includes a guide unit that guides the motion of the operation unit and a drive unit that moves the operation unit. For example, the guide unit includes a rolling guide mechanism and a sliding guide mechanism, The drive unit includes a ball screw, a nut fixed to the operation unit and screwed to the ball screw, and rotating the ball screw about the axis thereof, so that the nut and the operation unit coupled thereto are arranged. And a drive motor to be moved.
そして、この送り装置を数値制御する前記数値制御装置は、動作部の目標移動位置(指令位置)を基に制御信号を生成し、この制御信号の下で駆動モータを駆動して、当該駆動モータにより前記ボールねじを軸中心に回転させることにより、前記動作部を目標移動位置に移動させるように構成されている。 The numerical control device that numerically controls the feeding device generates a control signal based on the target movement position (command position) of the operation unit, drives the drive motor under the control signal, and drives the drive motor. By rotating the ball screw about the axis, the operation unit is moved to the target movement position.
上記送り装置が適用される分野は、代表的には、工作機械の分野を例示することができるが、この他にも様々な分野に適用され、近年では、ますます高精度な位置決め制御が要求されるようになってきている。特に、送り方向を反転させる際に追従遅れを生じると、2軸以上の送り軸を有する送り装置の前記各送り軸を同時制御する場合には、所謂象限突起を生じるという問題がある。 The field to which the above-mentioned feeding device is applied can typically be exemplified by the field of machine tools, but it is also applied to various other fields. In recent years, more and more accurate positioning control is required. It has come to be. In particular, when a follow-up delay occurs when the feed direction is reversed, there is a problem that so-called quadrant protrusions are produced when the feed axes of a feed device having two or more feed axes are simultaneously controlled.
斯くして、このような背景から、従来、前記動作部の運動精度を、簡易且つ高精度に測定することができる測定装置が求められおり、その一つとして、下記特許文献1に開示される運動軌跡測定装置が提案されている。
Thus, from such a background, there has been a demand for a measuring apparatus that can measure the motion accuracy of the operating unit simply and with high accuracy, and one of them is disclosed in
この運動軌跡測定装置は、機械の加速度を測定するための加速度計と、機械の運動軌跡を測定する運動軌跡測定部とを備え、当該運動軌跡測定部は、前記加速度計によって測定された加速度を2階積分して機械位置を得るとともに、前記機械位置のプロファイルが、前記指令位置に対する前記機械の位置の応答性を模擬するモデルにより推定される推定位置、又は前記検出位置のプロファイルと略一致するように前記機械位置を補正することで、前記機械の運動軌跡を測定するように構成されている。 The motion trajectory measuring apparatus includes an accelerometer for measuring the acceleration of the machine and a motion trajectory measuring unit for measuring the motion trajectory of the machine, and the motion trajectory measuring unit calculates the acceleration measured by the accelerometer. The machine position is obtained by second-order integration, and the profile of the machine position substantially matches the estimated position estimated by a model that simulates the responsiveness of the position of the machine with respect to the command position or the profile of the detected position. Thus, the movement position of the machine is measured by correcting the machine position.
ところで、前記加速度計は、加えられる加速度に応じた電圧を出力するように構成されており、この出力電圧から加速度を算出するには、測定器メーカによって提供される感度係数が用いられ、この感度係数をKとし、出力電圧をVとすると、加速度Gは、次式
G=K・V
によって算出される。
By the way, the accelerometer is configured to output a voltage corresponding to the applied acceleration, and a sensitivity coefficient provided by a measuring instrument manufacturer is used to calculate the acceleration from the output voltage. When the coefficient is K and the output voltage is V, the acceleration G is expressed by the following equation: G = K · V
Is calculated by
ところが、本発明者らの知見によると、加速度計の応答特性には、個体差があり、また、加速度計の使用条件、即ち、その用いる雰囲気温度や、加速度計に加える電力によっても、その応答特性が変化する。このため、測定器メーカによって提供される感度係数をそのまま用いても、正確な加速度を算出することができず、また、この加速度から得られる実位置データも正確なものとはならない。 However, according to the knowledge of the present inventors, there are individual differences in the response characteristics of the accelerometer, and the response depends on the use conditions of the accelerometer, that is, the ambient temperature used and the power applied to the accelerometer. The characteristic changes. For this reason, even if the sensitivity coefficient provided by the measuring instrument manufacturer is used as it is, an accurate acceleration cannot be calculated, and the actual position data obtained from this acceleration is not accurate.
したがって、前記動作部の運動誤差を高精度に測定するためには、加速度計の出力電圧を基に加速度を算出するための前記感度係数を較正する必要があり、上記従来の運動軌跡測定装置では、この点についての対応がなされていないため、更なる改良が必要であった。 Therefore, in order to measure the motion error of the operation unit with high accuracy, it is necessary to calibrate the sensitivity coefficient for calculating the acceleration based on the output voltage of the accelerometer. Since this point has not been addressed, further improvements were necessary.
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、動作部の運動誤差を、簡易に、しかも従来に増して高精度に測定することができる運動誤差測定方法及びその装置、並びにこの装置を備えた工作機械の提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a motion error measuring method and apparatus capable of measuring a motion error of a motion unit in a simpler manner and with higher accuracy than in the prior art, and the apparatus. The purpose is to provide a machine tool equipped with
上記課題を解決するための本発明は、一以上の送り軸によって動作部を運動させる送り装置と、該送り装置を数値制御する数値制御装置とを有する位置決め装置における、前記動作部の運動誤差を測定する方法であって、
前記数値制御装置により前記送り装置の送り軸を制御して、前記動作部を、正弦波を描く時間の関数に従った指令位置に移動させるとともに、前記動作部の加速度を検出する加速度センサの出力を所定の時間間隔でサンプリングし、得られた出力データに感度係数を乗じて、前記送り軸の送り方向における、前記動作部の実加速度データを算出する実加速度データ算出工程と、
前記実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出するデータ較正工程と、
前記データ較正工程で得られた較正実位置データと指令位置データとの差をとって、前記動作部の運動誤差を算出する運動誤差算出工程とからなる運動誤差測定方法に係る。
In order to solve the above problems, the present invention relates to a motion error of the motion unit in a positioning device having a feed device that moves the motion unit by one or more feed shafts and a numerical control device that numerically controls the feed device. A method of measuring,
The numerical control device controls the feed axis of the feed device to move the operation unit to a command position according to a function of time for drawing a sine wave and output an acceleration sensor that detects the acceleration of the operation unit Sampling at predetermined time intervals, multiplying the obtained output data by a sensitivity coefficient, and calculating the actual acceleration data of the operating unit in the feed direction of the feed shaft,
The difference between the local maximum values, the local minimum values, or the difference between the local maximum value and the local minimum value in the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data and the command position data is determined in advance. A data calibration step of calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so as to be within an allowable range;
The present invention relates to a motion error measurement method including a motion error calculation step of calculating a motion error of the operation unit by taking a difference between calibration actual position data obtained in the data calibration step and command position data.
そして、この運動誤差測定方法は、以下の装置によって、好適に実施される。即ち、この装置は、一以上の送り軸によって動作部を運動させる送り装置と、該送り装置を数値制御する数値制御装置とを有する位置決め装置の、前記動作部の運動誤差を測定する測定装置であって、
前記数値制御装置により制御され、正弦波を描く時間の関数に従った指令位置に移動する前記動作部の、前記送り軸の軸方向における加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力を所定の時間間隔でサンプリングし、得られた出力データに感度係数を乗じて、前記送り軸の送り方向における、該動作部の実加速度データを算出する実加速度データ算出部と、
前記実加速度データ算出部によって算出された実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出するデータ較正部と、
前記データ較正部によって算出された較正実位置データと指令位置データとの差をとって、前記動作部の運動誤差を算出する運動誤差算出部とから構成された運動誤差測定装置に係る。
And this movement error measuring method is suitably implemented with the following devices. That is, this device is a measuring device that measures a motion error of the operating unit of a positioning device having a feeding device that moves the operating unit by one or more feed axes and a numerical control device that numerically controls the feeding device. There,
An acceleration sensor that is controlled by the numerical controller and detects an acceleration in the axial direction of the feed axis of the operating unit that moves to a command position according to a function of time for drawing a sine wave;
An actual acceleration data calculation unit that samples the output of the acceleration sensor at predetermined time intervals, multiplies the obtained output data by a sensitivity coefficient, and calculates actual acceleration data of the operation unit in the feed direction of the feed shaft; ,
The actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data calculated by the actual acceleration data calculation unit, and the respective maximum values, or the minimum values, or the maximum value and the minimum value in the command position data, A data calibration unit that calculates calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so that the difference between the differences falls within a predetermined allowable range;
The present invention relates to a motion error measuring device including a motion error calculation unit that calculates a motion error of the motion unit by taking a difference between calibration actual position data calculated by the data calibration unit and command position data.
上記運動誤差測定装置によれば、まず、前記数値制御装置により前記送り装置の送り軸が制御され、前記動作部が、正弦波を描く時間の関数に従った指令位置に移動させられると、当該動作部の、前記送り軸の軸方向における加速度が前記加速度センサによって検出される。そして、実加速度データ算出部によって、前記加速度センサの出力が所定の時間間隔でサンプリングされ、得られた出力データに感度係数を乗じることによって、前記送り軸の送り方向における、前記動作部の実加速度データが算出される。 According to the motion error measuring device, first, when the feed axis of the feed device is controlled by the numerical control device and the operation unit is moved to a command position according to a function of time for drawing a sine wave, The acceleration of the operating unit in the axial direction of the feed axis is detected by the acceleration sensor. Then, the actual acceleration data calculation unit samples the output of the acceleration sensor at a predetermined time interval, and multiplies the obtained output data by a sensitivity coefficient to thereby determine the actual acceleration of the operation unit in the feed direction of the feed shaft. Data is calculated.
次に、前記データ較正部において、前記実加速度データ算出部により算出された実加速度データを2階積分することによって実位置データが算出され、算出された実位置データと前記指令位置データとの、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように、前記感度係数を調整することによって前記実位置データが較正される。この較正処理は、前記実加速度データ算出部で用いられる感度係数をK、調整後の感度係数をKiとし、感度係数を調整することによって得られる実位置データを調整実位置データと呼ぶとすると、調整実位置データは、例えば、次式
調整実位置データ=実位置データ×(K/Ki)
によって算出することができ、上記許容範囲に収まるような調整実位置データを較正実位置データとする。
Next, in the data calibration unit, actual position data is calculated by second-order integration of the actual acceleration data calculated by the actual acceleration data calculation unit, and the calculated actual position data and the command position data, The actual position data is calibrated by adjusting the sensitivity coefficient so that the difference between the respective local maximum values, the local minimum values, or the difference between the local maximum value and the local minimum value falls within a predetermined allowable range. Is done. The calibration process, the sensitivity coefficient used in the actual acceleration data calculating unit K, a sensitivity coefficient after adjustment and K i, when the actual position data obtained by adjusting the sensitivity coefficient is referred to as adjusting the actual position data The adjusted actual position data is, for example, the following formula adjusted actual position data = actual position data × (K / K i )
The adjustment actual position data that can be calculated by the above-mentioned and within the allowable range is set as the calibration actual position data.
上述したように、加速度センサの応答特性は、その使用条件によって変化し、また、個体差もあることから、測定器メーカから提供される感度係数をそのまま用いても、正確な加速度を算出することができず、また、この加速度から得られる実位置データも正確なものとはならない。 As described above, the response characteristics of the acceleration sensor vary depending on the usage conditions, and there are individual differences. Therefore, even if the sensitivity coefficient provided by the measuring instrument manufacturer is used as it is, accurate acceleration can be calculated. In addition, the actual position data obtained from this acceleration is not accurate.
本発明では、感度係数を調整することで、実加速度データを2階積分することにより得られる実位置データと、指令位置データとの差が、予め定めた許容範囲内となるように調整しているので、正確な実位置データを得ることができる。 In the present invention, the sensitivity coefficient is adjusted so that the difference between the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data and the command position data is within a predetermined allowable range. Therefore, accurate actual position data can be obtained.
ついで、前記運動誤差測定部において、前記データ較正部によって算出された較正実位置データと指令位置データとの差をとることによって、前記動作部の運動誤差が算出される。 Next, the motion error measuring unit calculates the motion error of the operating unit by taking the difference between the actual calibration position data calculated by the data calibration unit and the command position data.
このように、本発明によれば、動作部の正確な実位置データを得ることができるので、これを指令位置データと比較することによって、当該動作部の運動誤差を従来に増して精度良く算出することができる。また、加速度センサという取り扱いが簡便な測定器を用いているので、測定作業を簡易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, accurate actual position data of the operation unit can be obtained, and by comparing this with the command position data, the motion error of the operation unit can be calculated more accurately than before. can do. In addition, since a measuring instrument that is easy to handle, such as an acceleration sensor, is used, the measurement operation can be performed easily.
尚、本発明において、前記データ較正部は、
前記指令位置に係るデータを2階微分して得られる指令加速度データと、前記実加速度データ算出部によって算出された実加速度データとの位相を合せる処理と、
位相合わせ後の前記実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び位相合わせ後の前記指令加速度データに対応する指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出する処理とを実行するように構成されていても良い。
In the present invention, the data calibration unit is
Processing to match the phase of the command acceleration data obtained by second-order differentiation of the data related to the command position and the actual acceleration data calculated by the actual acceleration data calculation unit;
The local maximum values, the local minimum values, or the local maximum values in the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data after phase alignment and the command position data corresponding to the command acceleration data after phase alignment. The process of calculating the calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so that the difference between the difference between the value and the minimum value falls within a predetermined allowable range may be executed.
加速度センサの出力値から算出される実位置データと、前記指令位置データとは、その時間軸が必ずしも一致していない、言い換えれば、位相が一致していない。したがって、位相がずれた状態の較正実位置データと指令位置データを比較しても、正確な運動誤差を算出することはできない。そこで、上記のように、前記指令位置に係るデータを2階微分して得られる指令加速度データと、前記実加速度データ算出部によって算出された実加速度データとの位相を合せ、位相合わせ後の前記実加速度データから得られる実位置データと、指令加速度データに対応する指令位置データとを用いて較正実位置データを算出し、算出後の較正実位置データと指令位置データとを比較して動作部の運動誤差を算出することで、当該運動誤差をより高精度に算出することができる。 The actual position data calculated from the output value of the acceleration sensor and the command position data do not necessarily match the time axes, in other words, the phases do not match. Therefore, even if the calibration actual position data and the command position data in a state where the phases are shifted are compared, an accurate motion error cannot be calculated. Therefore, as described above, the phase of the command acceleration data obtained by second-order differentiation of the data related to the command position and the actual acceleration data calculated by the actual acceleration data calculation unit are matched, and the phase after phase matching is adjusted. The actual position data obtained from the actual acceleration data and the command position data corresponding to the command acceleration data are used to calculate the calibration actual position data, and the calculated actual position data and the command position data are compared to operate the operation unit. By calculating the motion error, it is possible to calculate the motion error with higher accuracy.
また、本発明において、前記データ較正部は、
前記実加速度データを2階積分して実位置データを算出する処理と、
算出した実位置データと、前記指令位置データとの位相を合せる処理と、
位相合わせ後の前記実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出する処理とを実行するように構成されていても良い。
In the present invention, the data calibration unit is
A process of calculating the actual position data by second-order integration of the actual acceleration data;
Processing to match the phase of the calculated actual position data and the command position data;
The difference between the local maximum values, the local minimum values, or the difference between the local maximum value and the local minimum value in the actual position data after phase alignment and the command position data is within a predetermined allowable range. And a process of calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted.
このように、実加速度データを2階積分して得られる実位置データと、指令位置データとの位相合せを行った後、較正実位置データを算出するようにしても、上記と同様に、運動誤差をより高精度に算出することができる。 In this way, even if the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data is phase-matched with the command position data, the calibration actual position data is calculated in the same manner as described above. The error can be calculated with higher accuracy.
また、本発明において、前記運動誤差算出部は、
前記較正実位置データと前記指令位置データとの位相を合わせる処理と、
位相合わせ後の較正実位置データと指令位置データとの差をとって、前記動作部の運動誤差を算出する処理とを実行するように構成されていても良い。
In the present invention, the motion error calculation unit
Processing to match the phase of the calibration actual position data and the command position data;
The process of calculating the motion error of the operation unit may be executed by taking the difference between the calibration actual position data after phase alignment and the command position data.
このように、較正実位置データと指令位置データとの差を算出する前に、較正実位置データと指令位置データとの位相合わせを行うことで、上記と同様の理由から、運動誤差をより高精度に算出することができる。 As described above, the phase difference between the calibration actual position data and the command position data is calculated before calculating the difference between the calibration actual position data and the command position data. It can be calculated with accuracy.
また、前記実速度データ算出部は、前記動作部を複数サイクル繰り返し動作させて得られる前記出力データの平均値を用いて、前記実加速度データを算出するように構成されているのが好ましい。 The actual speed data calculating unit is preferably configured to calculate the actual acceleration data using an average value of the output data obtained by repeatedly operating the operating unit for a plurality of cycles.
また、前記運動誤差算出部は、更に、算出された運動誤差データを、ハイパスフィルタを用いて処理することにより、揺らぎ成分を除去するように構成されているのが好ましい。 In addition, it is preferable that the motion error calculation unit is further configured to remove the fluctuation component by processing the calculated motion error data using a high-pass filter.
また、前記運動誤差算出部は、更に、算出された運動誤差データの内、極大の変動を示す時間帯を含む、所定時間幅内のデータの最大値と最小値との差をとって象限突起量を算出するように構成されているのが好ましい。 In addition, the motion error calculation unit further includes a quadrant projection by taking a difference between the maximum value and the minimum value of the data within a predetermined time width including the time zone indicating the maximum fluctuation in the calculated motion error data. It is preferably arranged to calculate the quantity.
また、前記加速度センサ、実加速度データ算出部、データ較正部及び運動誤差算出部は、収納ボックス内に収納され、該収納ボックスが前記動作部対して着脱可能に構成されているのが好ましい。このようにすれば、当該収納ボックスを動作部に装着して当該動作部を移動させるという簡単な作業で、当該動作部の運動誤差を測定することができる。 Preferably, the acceleration sensor, the actual acceleration data calculation unit, the data calibration unit, and the motion error calculation unit are stored in a storage box, and the storage box is configured to be detachable from the operation unit. If it does in this way, the movement error of the operation part can be measured by simple work of attaching the storage box to the operation part and moving the operation part.
また、本発明の運動誤差測定装置は、一以上の送り軸によって動作部を運動させる送り装置と、該送り装置を数値制御する数値制御装置とを有する位置決め装置を備えた工作機械に好適に用いることができる。 Further, the motion error measuring device of the present invention is preferably used for a machine tool including a positioning device having a feeding device that moves an operation unit by one or more feeding shafts and a numerical control device that numerically controls the feeding device. be able to.
以上のように、本発明によれば、前記感度係数を調整することで、実加速度データを2階積分することにより得られる実位置データと、指令位置データとの差が、予め定めた許容範囲内となるように調整しているので、動作部の正確な実位置データを得ることができ、これにより、当該動作部の運動誤差を従来に増して精度良く算出することができる。また、加速度センサという取り扱いが簡便な測定器を用いているので、測定作業を簡易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, by adjusting the sensitivity coefficient, the difference between the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data and the command position data is within a predetermined allowable range. Since the actual position data of the operating unit can be obtained, the motion error of the operating unit can be calculated with higher accuracy than in the prior art. In addition, since a measuring instrument that is easy to handle, such as an acceleration sensor, is used, the measurement operation can be performed easily.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る運動誤差測定装置が装着される工作機械の一例を示した斜視図であり、図2は、本実施形態に係る運動誤差測定装置の概略構成を示したブロック図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a machine tool to which a motion error measuring device according to the present embodiment is mounted, and FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the motion error measuring device according to the present embodiment. It is.
[工作機械の概略構成]
図1に示すように、本例の工作機械10は、ベッド11と、ベッド11上の後方側に立設されたコラム12と、コラム12の前面に、上下方向、即ちZ軸方向に移動可能に配設された主軸頭13と、主軸頭13に回転自在に保持される主軸14と、前側のベッド11上に、前後方向、即ちY軸方向に移動可能に配設された往復台16と、往復台16上に、前記Y軸と直交するX軸方向に移動可能に配設されたテーブル18などを備える。
[Schematic configuration of machine tool]
As shown in FIG. 1, the
前記主軸頭13は、送り装置15によって前記Z軸方向に駆動され、前記往復台16は、送り装置17によって前記Y軸方向に駆動され、また、前記テーブル18は、送り装置19によって前記X軸方向に駆動され、これら送り装置15,17,19が数値制御装置20によって数値制御される。そして、この送り装置15,17,19及び数値制御装置20が位置決め装置を構成し、前記テーブル18は、前記送り装置17及び19の作動によりX−Y平面内においてその位置が位置決めされ、前記主軸14は、前記送り装置15の作動により、テーブル18に対するZ軸方向の位置が位置決めされる。
The
[運動誤差測定装置の構成]
図2に示すように、本例の運動誤差測定装置1は、適宜収納ボックス内に収納された、加速度センサ2及び表示装置3、並びに、実加速度データ算出部5、データ較正部6、運動誤差算出部7及び指令位置データ記憶部8から構成されるデータ処理部4からなり、データ処理部4は、CPU,RAM,ROMなどから構成される。
[Configuration of motion error measuring device]
As shown in FIG. 2, the motion
尚、本例では、前記数値制御装置20により前記送り装置17及び19を数値制御して、前記テーブル18に円運動を行わせたときの運動誤差を、この運動誤差測定装置1によって測定するものとする。この場合、前記数値制御装置20は、正弦波を描く時間の関数に従った指令位置を生成して、前記送り装置17及び19を数値制御する。
In this example, the movement error when the
前記加速度センサ2は、前記X軸方向及びY軸方向にそれぞれ作用する加速度に応じた電圧を出力するセンサであり、X軸方向及びY軸方向のそれぞれについて出力される電圧に感度係数Kを乗じることによって、加速度センサ2に作用したX軸方向及びY軸方向の加速度を算出することができる。
The
前記表示装置3は、液晶ディスプレイなどの表示部を備え、前記運動誤差算出部7によって算出された運動誤差を表示する。
The
前記指令位置データ記憶部8は、数値制御装置20が前記送り装置17及び19を数値制御する際に生成する指令位置データと同じ指令位置データを記憶する機能部であり、前記送り装置19用のX軸方向の指令位置データと、前記送り装置17用のY軸方向の指令位置データが、予め格納される。図6(a)にX軸方向の指令位置データを示し、図6(b)にY軸方向の指令位置データを示している。
The command position
前記実加速度データ算出部5、データ較正部6及び運動誤差算出部7は、それぞれ図3に示した処理を行う。以下、各部の処理の詳細について説明する。
The actual acceleration
1.実加速度データ算出部
前記実加速度データ算出部5は、前記数値制御装置20により前記送り装置17及び19が駆動されて前記テーブル18が円運動を行い、前記加速度センサ2からX軸方向及びY軸方向の電圧が出力されると、これを前記指令位置データ記憶部8に格納される指令位置データと同じ時間間隔でサンプリングして、取得したX軸方向及びY軸方向の出力電圧に感度係数Kを乗じて、X軸方向の実加速度データと、Y軸方向の実加速度データとを算出する(ステップS1)。このようにして算出される実加速度データを図7に示す。図7(a)は、X軸方向の実加速度データであり、(b)はY軸方向の実加速度データである。
1. Actual acceleration data calculation unit The actual acceleration
尚、この各実加速度データは、前記出力電圧が時間の関数で表されるから、感度係数と時間関数の積として表される。また、本例では、前記数値制御装置20によって前記テーブル18が複数回(複数サイクル)円運動を行うものとする。また、ここでは、前記感度係数Kとして、加速度センサ2のメーカが提供するものを用いる。
Each actual acceleration data is expressed as a product of a sensitivity coefficient and a time function since the output voltage is expressed as a function of time. In this example, it is assumed that the table 18 performs a circular motion a plurality of times (a plurality of cycles) by the
次に、前記実加速度データ算出部5は、算出した複数サイクル分の実加速度データを平均化して、X軸方向及びY軸方向について、それぞれ1サイクル分の平均実加速度データを算出する(ステップS2)。尚、以下では、この平均実加速度データを単に「実加速度データ」という。また、特に明記しない限り、以下の指令位置データの2回微分処理、位相合わせ処理、較正実位置データ算出処理、運動誤差算出処理及び象限突起算出処理においては、前記X軸方向及びY軸方向のそれぞれのデータについて処理するものとする。
Next, the actual acceleration
2.データ較正部
データ較正部6は、前記実加速度データ算出部5から実加速度データを受信するとともに(ステップS3)、前記指令位置データ記憶部8から指令位置データを読み込み(ステップS4)、読み込んだ指令位置データを2回微分処理して、指令加速度データを算出する(ステップS5)。そして、実加速度データと指令加速度データとの位相合わせ処理を行う(ステップS6)。詳しくは、後述する実位置データと指令位置データとを比較する較正実位置データ算出処理において、両データの位相が一致していないと、正確な比較ができない。そこで、前処理として、この位相合わせ処理を行う。以下、この位相合わせ処理について、図4及び図8を用いて、詳しく説明する。
2. Data Calibration Unit The
この位相合わせ処理では、まず、カウンタnを初期値の1に設定した後(ステップS21)、実加速度データと、参照値である指令加速度データとの差の絶対値を算出するとともに、これを総計した差分値Anを算出し(ステップS22)、ついで、算出した差分値Anが初期値である基準値Ca以下の値であるか否かを判断し(ステップS23)、差分値Anが基準値Ca以下の値である場合には、位相差Tn(=(n−1)ΔT)を記憶するとともに(ステップS24)、基準値Caを差分値Anで置き換える処理を行った後(ステップS25)、ステップS26に進む。一方、差分値Anが基準値Caより大きい値である場合には、ステップS26に進む。 In this phase matching process, first, the counter n is set to an initial value of 1 (step S21), and then the absolute value of the difference between the actual acceleration data and the commanded acceleration data that is the reference value is calculated, and this is totaled. calculates a difference value a n that (step S22), and then, the calculated difference value a n is determined whether the following values reference values C a is the initial value (step S23), the difference value a n go but if the reference value C a following values, stores the phase difference T n (= (n-1 ) ΔT) ( step S24), and the process of replacing the reference value C a by the difference value a n (Step S25), the process proceeds to Step S26. On the other hand, if the difference value An is greater than the reference value C a , the process proceeds to step S26.
ステップS26では、参照値をシフト時間ΔTだけ時間軸方向にシフトし、ついで、カウンタnを更新した後(ステップS27)、時間(n−1)ΔTが1サイクル時間以上となったかどうかを判断して(ステップS28)、1サイクル時間を超えていない場合には、上記ステップS22〜S28の処理を繰り返す。このステップS22〜S28の処理は、参照値をシフト時間ΔTずつ時間軸方向にシフトしながら、前記差分値Anを算出して、この差分値Anが最小となるずれ時間(n−1)ΔTを位相差Tnとして算出する処理である。 In step S26, the reference value is shifted in the time axis direction by the shift time ΔT, and after updating the counter n (step S27), it is determined whether the time (n−1) ΔT is equal to or longer than one cycle time. (Step S28), if the cycle time has not been exceeded, the processes of Steps S22 to S28 are repeated. In the processing of steps S22 to S28, the difference value An is calculated while shifting the reference value in the time axis direction by the shift time ΔT, and the deviation time (n−1) at which the difference value An is minimized. ΔT is a process for calculating a phase difference T n a.
尚、このステップS22〜S28における処理は、比較的粗い間隔、即ち大きなシフト時間ΔTで、参照値をシフトしながら位相差Tnを検出するようにしており、次のステップS29〜ステップS38の処理において、参照値を時間(Tn−t)だけ時間軸方向にシフトした状態から、時間(Tn+t)だけシフトさせる状態まで、シフト時間ΔTよりも短いシフト時間Δtで参照値をシフトさせながら、より正確な位相差Tmを算出する。このようにすることで、正確な位相差Tmを算出する処理時間を短縮することができる。 Note that the processing at step S22~S28 are relatively coarse interval, that is, large shift time [Delta] T, and to detect the phase difference T n by shifting the reference value, the process in next step S29~ step S38 The reference value is shifted with a shift time Δt shorter than the shift time ΔT from the state in which the reference value is shifted in the time axis direction by the time (T n −t) to the state in which the reference value is shifted by the time (T n + t). A more accurate phase difference T m is calculated. In this way, it is possible to shorten the processing time to calculate an accurate phase difference T m.
即ち、まず、ステップS29において、参照値を時間(Tn−t)だけ時間軸方向にシフトさせる。ついで、ステップS30において、カウンタmを初期値である1に設定した後、実加速度データと参照値との差の絶対値を総計した差分値Amを算出し(ステップS31)、ついで、算出した差分値Amが初期値である基準値Cb以下の値であるか否かを判断し(ステップS32)、差分値Amが基準値Cb以下の値である場合には、位相差Tm(=Tn−t+(m−1)Δt)を記憶するとともに(ステップS33)、基準値Cbを差分値Amで置き換える処理を行った後(ステップS34)、ステップS35に進む。一方、差分値Amが基準値Cbより大きい値である場合にも、ステップS35に進む。
That is, first, in step S29, the reference value is shifted in the time axis direction by time (T n −t). Next, in step S30, after setting the counter m to the
ステップS35では、参照値をシフト時間Δtだけ時間軸方向にシフトし、ついで、カウンタmを更新した後(ステップS36)、時間(m−1)Δtが時間2t以上となったかどうかを判断して(ステップS28)、時間2tを超えていない場合には、上記ステップS31〜S37の処理を繰り返す。このようにして、実加速度データと参照値である指令加速度データの正確な位相差Tmを算出し、算出した位相差Tmだけ、参照値である指令加速度データを時間軸方向にシフトさせて(ステップS38)、実加速度データと指令加速度データとの位相合わせを行う。 In step S35, the reference value is shifted in the time axis direction by the shift time Δt, and after updating the counter m (step S36), it is determined whether the time (m−1) Δt is equal to or greater than the time 2t. (Step S28) If the time 2t has not been exceeded, the processes of Steps S31 to S37 are repeated. Thus, to calculate accurate phase difference T m of a commanded acceleration data is a reference value and actual acceleration data, calculated by the phase difference T m, shifting the commanded acceleration data is a reference value in the time axis direction (Step S38), phase matching between actual acceleration data and command acceleration data is performed.
尚、この例では、ステップS21〜ステップS28の比較的粗いシフト時間間隔ΔTでの位相合わせ処理と、ステップS29〜ステップS38の細かな時間間隔Δtでの位相合わせ処理との2段階の処理を行うことによって、処理時間の短縮を図っているが、ΔTの時間を適宜細かな時間とすることによって、ステップS29〜ステップS37の処理を省くことも可能である。 In this example, a two-stage process is performed: a phase alignment process at a relatively coarse shift time interval ΔT in steps S21 to S28 and a phase alignment process at a fine time interval Δt in steps S29 to S38. Thus, the processing time is shortened, but the processing of step S29 to step S37 can be omitted by appropriately setting the time of ΔT to a fine time.
次に、前記データ較正部6は、図5に示す較正実位置データ算出処理を行う。この較正実位置データ算出処理では、まず、前記実加速度データを2階積分処理することによって、実位置データを算出する(ステップS41)。ついで、カウンタiを初期値である−20に設定した後(ステップS42)、感度係数Kiを、Ki=(1+0.01i)Kに設定して(ステップS43)、前記実位置データを調整する(ステップS44)。上述したように、前記実加速度データは感度係数Kと時間関数との積として表されるため、これを2階積分して得られる実位置データも、感度係数Kと時間関数との積として表される。したがって、調整実位置データは、実位置データに、KiとKの比である(1+0.01i)を乗じることによって算出することができる。
Next, the
次に、調整実位置データと指令位置データとの差Diを算出する(ステップS45)。この差Diは、図9に示すように、指令位置データの最大値と調整実位置データの最大値との差であるDa、又は、指令位置データの最小値と調整実位置データの最小値との差であるDb、又は指令位置データの最大値と最小値との差daと、調整実位置データの最大値と最小値との差dbとの差であるDc(=da−db)とする。尚、差Da、Db及びDcはいずれも絶対値である。 Then, to calculate the difference D i between the adjustment actual position data and the command position data (step S45). The difference D i, as shown in FIG. 9, a difference between the maximum value of the command position data and the maximum value of the adjustment actual position data D a, or, a minimum of adjustment real position data and the minimum value of the command position data is the difference between the value D b, or the difference d a between the maximum value and the minimum value of the command position data, which is the difference between the difference d b between the maximum value and the minimum value of the adjustment actual position data D c (= d a -d b ). The differences D a , D b and D c are all absolute values.
ついで、算出した差Diが既定の基準値Cc以下である否かを判定し(ステップS46)、差Diが基準値Cc以下である場合には、基準値Ccを差Diで置き換える処理を行った後(ステップS47)、前記調整実位置データを較正実位置データとして記憶し(ステップS48)、ついで、差Diが予め定めた許容値以下となっているかどうかを判定し(ステップS49)、差Diが許容値以下である場合には、記憶した較正実位置データを出力する。一方、ステップS49で差Diが許容値より大きい判断された場合、及び前記ステップS46で差Diが、基準値Ccを超えていると判断された場合には、カウンタiを更新して(ステップS52)、カウンタiが20を超えるまで(ステップS51)、上記ステップS43〜S49の処理を繰り返して実行する。 Then, the calculated difference D i is determined whether or less predetermined reference value C c (step S46), the difference D if i is less than the reference value C c is the reference value C c of the difference D i (Step S47), the adjustment actual position data is stored as calibration actual position data (step S48), and then it is determined whether or not the difference D i is equal to or less than a predetermined allowable value. (Step S49), if the difference D i is less than or equal to the allowable value, the stored calibration actual position data is output. On the other hand, if it is determined in step S49 that the difference D i is greater than the allowable value, and if it is determined in step S46 that the difference D i exceeds the reference value C c , the counter i is updated. (Step S52) Until the counter i exceeds 20 (Step S51), the processes of Steps S43 to S49 are repeated.
このステップS43〜S49の処理は、感度係数Kを調整することによって、実位置データと指令位置データとの差が、所定の許容範囲に入るように較正する処理であり、この較正処理を行うことによって、加速度センサ2の個体差によって生じる測定誤差、並びにその使用環境により応答特性が変化することによって生じる測定誤差を較正することができる。
The processes in steps S43 to S49 are processes for calibrating so that the difference between the actual position data and the command position data falls within a predetermined allowable range by adjusting the sensitivity coefficient K. This calibration process is performed. Thus, it is possible to calibrate the measurement error caused by the individual difference of the
そして、差Diが許容範囲内に収まった場合には、その調整実位置データが較正実位置データとして出力され(ステップS49,S50)、差Diが許容範囲内に収まらない場合には、処理によって、差Diが最小となる調整実位置データが較正実位置データとして出力される(ステップS46,S50,S51)。 If the difference D i falls within the allowable range, the adjusted actual position data is output as calibration actual position data (steps S49 and S50). If the difference D i does not fall within the allowable range, the process is adjusted actual position data difference D i is the minimum output as calibration actual position data (step S46, S50, S51).
尚、上記較正処理におけるカウンタi(=−20〜20)の設定、感度係数Ki(=(1+0.01i)K)の設定は一例であり、本例に限られるものではなく、実位置データを適正に較正できるように、適宜設定されるものである。 The setting of the counter i (= −20 to 20) and the setting of the sensitivity coefficient K i (= (1 + 0.01i) K) in the calibration process are merely examples, and are not limited to this example, and actual position data Is set as appropriate so that can be properly calibrated.
3.運動誤差算出部
図3に示すように、前記運動誤差算出部7は、前記データ較正部6によって算出された較正実位置データを受信するとともに(ステップS8)、前記指令位置データを受信し(ステップS9)、受信した較正実位置データと指令位置データとの位相合わせ処理を行う(ステップS10)。この位相合わせ処理は、データ較正部6における、図4に示した処理と同じ処理であり、指令位置データを参照値として、位相合わせを行う。尚、データ較正部6において算出される前記較正実位置データは、積分処理などを経ており、この処理によって位相にずれが生じている可能性があるため、より正確な運動誤差を算出するために、位相合わせ処理を行う。尚、このときの両者の位相差は、それほど大きくないと考えられるため、図4に示したステップS29〜S38の処理のみを行うようにしても良い。
3. Motion Error Calculation Unit As shown in FIG. 3, the motion
ついで、前記運動誤差算出部7は、位相合わせ後の較正実位置データと指令位置データとの差分を算出した後(ステップS11)、得られた差分データをフィルタリング処理して、運動誤差データを得る(ステップS12)。前記差分データには、1Hz程度の揺らぎ成分が含まれているため、この揺らぎ成分をハイパスフィルタで除去して、揺らぎ成分を含まない運動誤差データを得る。このようにして得られる運動誤差データを図10に示す。図10(a)は、X軸方向の運動誤差データ、(b)はY軸方向の運動誤差データである。
Next, the motion
次に、前記運動誤差算出部7は、得られた運動誤差データを微分処理して、その極大の変化を示す部分を検出し、これを含む所定時間幅Wt内の最大値と最小値との差をとることによって、象限突起量PX,PYを算出する(ステップS13)。図10に示した例では、PX1,PX2,PY1,PY2が4つの象限における象限突起量である。尚、象限突起は、前記テーブル18のX軸方向及びY軸方向のそれぞれにおける反転時に発生し、前記運動誤差データは、この反転時に極大の変化を示すため、前記指令位置データ又は較正実位置データを参照して、前記テーブル18のX軸方向及びY軸方向のそれぞれにおける反転時を認識し、この反転時を含むように前記所定の時間幅Wtを設定して、前記象限突起量PX,PYを算出するようにしても良い。
Next, the motion
そして、前記運動誤差算出部7は、上記のようにして算出した運動誤差データ及び象限突起量PX,PYに係るデータを前記表示装置3に出力し、これらのデータが、表示装置3によってその表示部に適宜表示される。
Then, the motion
[運動誤差の測定態様]
次に、以上の構成を備えた運動誤差測定装置1を用いて、前記工作機械10のテーブル18の運動誤差を測定する態様について説明する。
[Measurement mode of motion error]
Next, an aspect in which the motion error of the table 18 of the
まず、前記運動誤差測定装置1を前記テーブル18上に固定する。この状態で、前記数値制御装置20により前記送り装置17及び19を数値制御して、前記テーブル18に円運動を複数サイクル行わせる。
First, the motion
これにより、テーブル18のX軸方向及びY軸方向の加速度が前記加速度センサ2によって検出され、検出されたデータが前記データ処理部4によって処理されて、前記テーブル18の運動誤差及び象限突起量が算出される。
Thereby, the acceleration in the X-axis direction and the Y-axis direction of the table 18 is detected by the
即ち、まず、実加速度データ算出部5により、前記指令位置データ記憶部8に格納された指令位置データと同じ時間間隔で、前記加速度センサ2から出力される電圧がサンプリングされ、これに既定の感度係数Kを乗じた後、得られたデータを平均化することによって1サイクル分の平均化された実加速度データが算出される。
That is, first, the actual acceleration
ついで、データ較正部6により、前記指令位置データを2回微分処理して得られる指令加速度データと前記実加速度データとの位相合わせが行われた後、位相合わせ後の実加速度データを2階積分して得られる実位置データと、位相合わせ後の指令加速度データに対応する指令位置データとの差、即ち、指令位置データの最大値と調整実位置データの最大値との差であるDa、又は、指令位置データの最小値と調整実位置データの最小値との差であるDb、又は指令位置データの最大値と最小値との差daと、調整実位置データの最大値と最小値との差dbとの差であるDc(=da−db)が、予め定めた許容範囲内に収まるように、前記感度係数Kが調整され、調整後の感度係数Kiに従った較正実位置データが算出される。
Next, the
ついで、前記運動誤差算出部7により、較正実位置データと指令位置データとの位相合わせが行われ、位相合わせ後の較正実位置データと指令位置データとの差分を算出した後、得られた差分データをフィルタリング処理することによって、運動誤差データが算出され、この運動誤差データを基に、象限突起量が算出される。
Next, the phase difference between the calibration actual position data and the command position data is performed by the motion
そして、算出された運動誤差データ及び象限突起量に係るデータが、表示装置3によってその表示部に適宜表示される。
Then, the calculated motion error data and the data related to the quadrant projection amount are appropriately displayed on the display unit by the
斯くして、本例の運動誤差測定装置1によれば、感度係数Kを調整することで、実加速度データを2階積分することにより得られる実位置データと、指令位置データとの差が、予め定めた許容範囲内となるように調整しているので、加速度センサ2の個体差によって生じる測定誤差、並びにその使用環境により応答特性が変化することによって生じる測定誤差を較正した、正確な実位置データを得ることができ、これを指令位置データと比較することによって、前記テーブル18の運動誤差を従来に増して精度良く算出することができる。
Thus, according to the motion
また、本例の運動誤差測定装置1は、加速度センサ2、データ処理部4及び表示装置3を一つの収納ボックス内に収納した構成となっているので、その持ち運びが可能であるとともに、その取扱いが容易であり、また、数値制御装置20に接続する必要もないので、簡単な作業で、運動誤差を測定することができ、更に、複数の工作機械1に対して兼用することができるというメリットもある。
In addition, the motion
以上、本発明の位置具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何らこれに限定されるものではない。 As mentioned above, although the specific embodiment of the position of this invention was demonstrated, the aspect which this invention can take is not limited to this at all.
例えば、上例では、前記運動誤差算出部7において、位相合わせ処理(ステップS10)を行うようにしたが、較正実位置データと指令位置データとの間の位相差が小さければ、特に、この位相合わせ処理(ステップS10)を行う必要はなく、これを省略しても良い。また、同様に、前記データ較正部6の処理において、実加速度データと指定加速度データとの間の位相差が小さければ、特に、前記位相合わせ処理(ステップS6)を行う必要はなく、これを省略しても良い。
For example, in the above example, the motion
また、運動誤差を算出するに当たり、検出した加速度に係るデータと、指令位置に係るデータとの間で位相合わせをする必要がある場合において、本例では、データ較正部6において、実加速度データと指定指令位置データを2回微分して得られる指令加速度データとの間の位相合わせを行うようにしたが(ステップS6)、図11に示すように、実位置データを算出した後に(ステップS41)、位相合わせ処理を行い(ステップS6)、その後、感度係数Kを調整する処理を行うようにしても良い(ステップS42〜S49,S51,S52)。尚、この場合の位相合わせ処理(ステップS6)における参照値は、指令位置データとなる。
In addition, in the case where it is necessary to perform phase alignment between the data related to the detected acceleration and the data related to the command position in calculating the motion error, in this example, the
また、前記位相合わせ処理(ステップS6)では、参照値をシフトさせるようにしたが、これに限られるものではなく、参照値と位相を合わせる相手方のデータをシフトさせるようにしても良い。 In the phase matching process (step S6), the reference value is shifted. However, the present invention is not limited to this, and the counterpart data whose phase is matched with the reference value may be shifted.
また、上例では、指令位置データを指令位置データ記憶部8に格納するようにしたが、これに限るものではなく、配線は必要になるが、当該運動誤差測定装置1を前記数値制御装置20と接続して、この数値制御装置20から指令位置データを取得するようにしても良い。
In the above example, the command position data is stored in the command position
また、前記データ処理部4を数値制御装置20内に組み込むようにしても良い。この場合、加速度センサ2が数値制御装置20に適宜配線によって接続され、また、前記表示装置3は工作機械1に設けられる表示装置と兼用される。また、前記加速度センサ2は、これを予めテーブル18に埋設するようにしても良い。
Further, the
また、上例では、運動誤差測定装置1を用いてテーブル18の運動誤差を測定するようにしたが、測定対象はこれに限られるものではなく、例えば、上記の例において、前記主軸頭13の運動誤差を測定することもできる。
In the above example, the motion error of the table 18 is measured using the motion
1 運動誤差測定装置
2 加速度センサ
3 表示装置
4 データ処理部
5 実加速度データ算出部
6 データ較正部
7 運動誤差算出部
8 指令位置データ記憶部
10 工作機械
17 送り装置
18 テーブル
19 送り装置
20 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記数値制御装置により前記送り装置の送り軸を制御して、前記動作部を、正弦波を描く時間の関数に従った指令位置に移動させるとともに、前記動作部の加速度を検出する加速度センサの出力を所定の時間間隔でサンプリングし、得られた出力データに感度係数を乗じて、前記送り軸の送り方向における、前記動作部の実加速度データを算出する実加速度データ算出工程と、
前記実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出するデータ較正工程と、
前記データ較正工程で得られた較正実位置データと指令位置データとの差をとって、前記動作部の運動誤差を算出する運動誤差算出工程とからなることを特徴とする運動誤差測定方法。 A method for measuring a motion error of the motion unit in a positioning device having a feed device that moves the motion unit by one or more feed shafts and a numerical control device that numerically controls the feed device,
The numerical control device controls the feed axis of the feed device to move the operation unit to a command position according to a function of time for drawing a sine wave and output an acceleration sensor that detects the acceleration of the operation unit Sampling at predetermined time intervals, multiplying the obtained output data by a sensitivity coefficient, and calculating the actual acceleration data of the operating unit in the feed direction of the feed shaft,
The difference between the local maximum values, the local minimum values, or the difference between the local maximum value and the local minimum value in the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data and the command position data is determined in advance. A data calibration step of calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so as to be within an allowable range;
A motion error measurement method comprising: a motion error calculation step of calculating a motion error of the operating unit by taking a difference between the calibration actual position data obtained in the data calibration step and the command position data.
前記指令位置に係るデータを2階微分して得られる指令加速度データと、前記実加速度データとの位相を合せる処理と、
位相合わせ後の前記実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び位相合わせ後の前記指令加速度データに対応する指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の運動誤差測定方法。 In the data calibration step,
Processing to match the phase of the command acceleration data obtained by second-order differentiation of the data related to the command position and the actual acceleration data;
The local maximum values, the local minimum values, or the local maximum values in the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data after phase alignment and the command position data corresponding to the command acceleration data after phase alignment. And a process of calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so that a difference between a difference between a value and a minimum value falls within a predetermined allowable range. The motion error measuring method according to claim 1.
前記実加速度データを2階積分して実位置データを算出する処理と、
算出した実位置データと、前記指令位置データとの位相を合せる処理と、
位相合わせ後の前記実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の運動誤差測定方法。 In the data calibration step,
A process of calculating the actual position data by second-order integration of the actual acceleration data;
Processing to match the phase of the calculated actual position data and the command position data;
The difference between the local maximum values, the local minimum values, or the difference between the local maximum value and the local minimum value in the actual position data after phase alignment and the command position data is within a predetermined allowable range. The motion error measuring method according to claim 1, further comprising: processing for calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted.
前記数値制御装置により制御され、正弦波を描く時間の関数に従った指令位置に移動する前記動作部の、前記送り軸の軸方向における加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力を所定の時間間隔でサンプリングし、得られた出力データに感度係数を乗じて、前記送り軸の送り方向における、該動作部の実加速度データを算出する実加速度データ算出部と、
前記実加速度データ算出部によって算出された実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出するデータ較正部と、
前記データ較正部によって算出された較正実位置データと指令位置データとの差をとって、前記動作部の運動誤差を算出する運動誤差算出部とから構成されていることを特徴とする運動誤差測定装置。 A measuring device for measuring a motion error of the operation unit of a positioning device having a feed device that moves the operation unit by one or more feed axes and a numerical control device that numerically controls the feed device,
An acceleration sensor that is controlled by the numerical controller and detects an acceleration in the axial direction of the feed axis of the operating unit that moves to a command position according to a function of time for drawing a sine wave;
An actual acceleration data calculation unit that samples the output of the acceleration sensor at predetermined time intervals, multiplies the obtained output data by a sensitivity coefficient, and calculates actual acceleration data of the operation unit in the feed direction of the feed shaft; ,
The actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data calculated by the actual acceleration data calculation unit, and the respective maximum values, or the minimum values, or the maximum value and the minimum value in the command position data, A data calibration unit that calculates calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so that the difference between the differences falls within a predetermined allowable range;
A motion error measurement comprising a motion error calculation unit that calculates a motion error of the motion unit by taking a difference between the calibration actual position data calculated by the data calibration unit and the command position data. apparatus.
前記指令位置に係るデータを2階微分して得られる指令加速度データと、前記実加速度データ算出部によって算出された実加速度データとの位相を合せる処理と、
位相合わせ後の前記実加速度データを2階積分して得られる実位置データ、及び位相合わせ後の前記指令加速度データに対応する指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とする請求項8記載の運動誤差測定装置。 The data calibration unit is
Processing to match the phase of the command acceleration data obtained by second-order differentiation of the data related to the command position and the actual acceleration data calculated by the actual acceleration data calculation unit;
The local maximum values, the local minimum values, or the local maximum values in the actual position data obtained by second-order integration of the actual acceleration data after phase alignment and the command position data corresponding to the command acceleration data after phase alignment. And a process of calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted so that a difference between a difference between a value and a minimum value falls within a predetermined allowable range. The motion error measuring device according to claim 8.
前記実加速度データを2階積分して実位置データを算出する処理と、
算出した実位置データと、前記指令位置データとの位相を合せる処理と、
位相合わせ後の前記実位置データ、及び前記指令位置データにおける、それぞれの極大値同士、又は極小値同士、又は極大値と極小値との差分同士の差が、予め定めた許容範囲内に収まるように前記感度係数を調整した較正実位置データを算出する処理とを実行するように構成されていることを特徴とする請求項8記載の運動誤差測定装置。 The data calibration unit is
A process of calculating the actual position data by second-order integration of the actual acceleration data;
Processing to match the phase of the calculated actual position data and the command position data;
The difference between the local maximum values, the local minimum values, or the difference between the local maximum value and the local minimum value in the actual position data after phase alignment and the command position data is within a predetermined allowable range. 9. The motion error measuring apparatus according to claim 8, wherein the apparatus is configured to execute a process of calculating calibration actual position data in which the sensitivity coefficient is adjusted.
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