JP2536831B2 - 位置決め補正装置 - Google Patents
位置決め補正装置Info
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- JP2536831B2 JP2536831B2 JP59091616A JP9161684A JP2536831B2 JP 2536831 B2 JP2536831 B2 JP 2536831B2 JP 59091616 A JP59091616 A JP 59091616A JP 9161684 A JP9161684 A JP 9161684A JP 2536831 B2 JP2536831 B2 JP 2536831B2
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- Japan
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- scale
- amount
- static pressure
- error
- head
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49195—Slide, guideway, robot arm deviation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械やIC製造装置において利用される直
動テーブルに用いられるフィードバック用スケールによ
る誤差を補正する数値制御装置に関するものである。
動テーブルに用いられるフィードバック用スケールによ
る誤差を補正する数値制御装置に関するものである。
近年工作機械やIC製造装置に用いられる位置決め装置
では高い位置決め精度が要求されている。特に工作機械
では高剛性が要求されている。これらの要求に答えるた
めにテーブルの動きをスケールで検出し、制御装置にフ
ィードバックするいわゆるクローズドループ方式が用い
られている。
では高い位置決め精度が要求されている。特に工作機械
では高剛性が要求されている。これらの要求に答えるた
めにテーブルの動きをスケールで検出し、制御装置にフ
ィードバックするいわゆるクローズドループ方式が用い
られている。
前記クローズドループ方式はスケールによらない方式
に較べ次のような特徴がある。
に較べ次のような特徴がある。
（１）送り系のガタによるバックラッシュが生じない。
（２）送り系の剛性にサーボ弁のループゲイン倍したも
のがテーブルの剛性となる。
のがテーブルの剛性となる。
（３）位置決め精度はほぼスケールの精度となり、送り
ねじによりオープンループ方式で位置決めを行なう場合
に較べ精度が向上する。
ねじによりオープンループ方式で位置決めを行なう場合
に較べ精度が向上する。
しかし、スケールに誤差がある場合、スケールによる
誤差を修正することはできない。スケールにはパターン
間隔の不均一による誤差とスケールの絶対誤差があり、
絶対誤差は長さに比例して多くなる。
誤差を修正することはできない。スケールにはパターン
間隔の不均一による誤差とスケールの絶対誤差があり、
絶対誤差は長さに比例して多くなる。
またスケール取付によっても誤差は生じる。これはテ
ーブルの運動方向とスケールの軸が一致しないことによ
るもので取付精度が悪い場合には影響がでる。同様にテ
ーブルの運動誤差によっても位置決め誤差が生じる。
ーブルの運動方向とスケールの軸が一致しないことによ
るもので取付精度が悪い場合には影響がでる。同様にテ
ーブルの運動誤差によっても位置決め誤差が生じる。
さらに高分解能が要求される場合、スケールのパター
ン間隔を狭くすることには限度があるので、パターン間
隔をあまり狭くしないでスケール信号を電気的に分解す
る方法がとられる。この場合スケールの信号をアナログ
的な処理を併用して分割するので、調整により精度を向
上させる必要がある。しかし十分に調整を行なってもス
ケールの全長にわたって同じ信号を得ることはできな
い。また完全な調整を行なうことは経済的な面からもで
きない。
ン間隔を狭くすることには限度があるので、パターン間
隔をあまり狭くしないでスケール信号を電気的に分解す
る方法がとられる。この場合スケールの信号をアナログ
的な処理を併用して分割するので、調整により精度を向
上させる必要がある。しかし十分に調整を行なってもス
ケールの全長にわたって同じ信号を得ることはできな
い。また完全な調整を行なうことは経済的な面からもで
きない。
第１図にこの様なスケールを用いた場合に得られるス
テップ送りの結果を示す。変位は非接触変位計により測
定している。ステップの幅が周期的に変化しているの
と、周期がスケールピッチと一致しているのがわかる。
これはスケールピッチ以外でステップ送りをする場合に
影響を及ぼす。
テップ送りの結果を示す。変位は非接触変位計により測
定している。ステップの幅が周期的に変化しているの
と、周期がスケールピッチと一致しているのがわかる。
これはスケールピッチ以外でステップ送りをする場合に
影響を及ぼす。
スケール誤差を数値制御装置によって補正する方法と
してスケールの誤差を予め測定しておき、数値制御装置
に記憶させ、位置決め時に補正を加える方法がとられて
いるが、デジタル量で補正するので、スケールの最小検
出単位でしか補正できなかった。
してスケールの誤差を予め測定しておき、数値制御装置
に記憶させ、位置決め時に補正を加える方法がとられて
いるが、デジタル量で補正するので、スケールの最小検
出単位でしか補正できなかった。
本発明の目的は、数値制御装置による位置決め装置に
おいて、スケールや機械的精度に起因する誤差を、スケ
ールの最小検出単位より高精度に補正できる位置決め補
正装置を提供することである。
おいて、スケールや機械的精度に起因する誤差を、スケ
ールの最小検出単位より高精度に補正できる位置決め補
正装置を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明は、予めテーブル
の位置決め誤差を測定し、記憶回路を含むコントローラ
に誤差記憶させ、テーブルの位置より補正値を出力し、
スケールヘッドを補正値だけテーブル運動方向に動かす
ことによりテーブルを誤差分だけ移動させ位置決め誤差
を補正することを特徴とする。
の位置決め誤差を測定し、記憶回路を含むコントローラ
に誤差記憶させ、テーブルの位置より補正値を出力し、
スケールヘッドを補正値だけテーブル運動方向に動かす
ことによりテーブルを誤差分だけ移動させ位置決め誤差
を補正することを特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図に、本実施例で用いたスケール４（第２図参
照）を装着した位置決め装置のステップ送り（１μ）の
結果を示す。変位（ステップ送り量）は本実施例で用い
た非接触変位計14（第２図参照）により測定した。
照）を装着した位置決め装置のステップ送り（１μ）の
結果を示す。変位（ステップ送り量）は本実施例で用い
た非接触変位計14（第２図参照）により測定した。
第２図は、本発明の実施例による位置決め補正装置が
示されている。本体１には、本体１に形成された案内面
２に沿って送られるテーブル３が直動可能に支持されて
いる。テーブル３にはテーブル運動方向の移動量を測定
しフィードバックするためのスケール４が固着されてい
る。スケール４の移動量を検出するスケールヘッド５は
本体１に固着された支持部材６に静圧パッド７〜12で静
圧支持されたヘッド保持台13に固着されている。ヘッド
保持台13のテーブル運動方向の変位は非接触変位計14に
より検出される。
示されている。本体１には、本体１に形成された案内面
２に沿って送られるテーブル３が直動可能に支持されて
いる。テーブル３にはテーブル運動方向の移動量を測定
しフィードバックするためのスケール４が固着されてい
る。スケール４の移動量を検出するスケールヘッド５は
本体１に固着された支持部材６に静圧パッド７〜12で静
圧支持されたヘッド保持台13に固着されている。ヘッド
保持台13のテーブル運動方向の変位は非接触変位計14に
より検出される。
スケールヘッド５の出力信号は検出器15によりスケー
ル４に記録されたスケールのピッチを細分され、テーブ
ル３の位置を制御するコントローラ16にフィードバック
される。
ル４に記録されたスケールのピッチを細分され、テーブ
ル３の位置を制御するコントローラ16にフィードバック
される。
コントローラ16はテーブル３が目標位置となるようモ
ータ17を駆動する。モータ17には図示しない送りねじが
結合されており、テーブル３に固着された図示しないナ
ットと送りねじによってテーブル３は駆動される。
ータ17を駆動する。モータ17には図示しない送りねじが
結合されており、テーブル３に固着された図示しないナ
ットと送りねじによってテーブル３は駆動される。
サーボアンプ18はコントローラ16からの補正信号によ
りサーボ弁19を駆動することによりヘッド保持台13を補
正量だけ移動させる。
りサーボ弁19を駆動することによりヘッド保持台13を補
正量だけ移動させる。
次に動作について説明する。
コントローラ16は支持されたテーブル位置とテーブル
３の現在位置を比較し、差があるときは差をなくすよう
にモータ17を駆動する。そしてモータ17によりテーブル
３は移動する。テーブルの移動量はスケールヘッド５に
より検出され、検出器15を経てコントローラ16にフィー
ドバックされる。コントローラ16はテーブル３の位置が
支持された位置となるように常にモータ17を駆動する。
３の現在位置を比較し、差があるときは差をなくすよう
にモータ17を駆動する。そしてモータ17によりテーブル
３は移動する。テーブルの移動量はスケールヘッド５に
より検出され、検出器15を経てコントローラ16にフィー
ドバックされる。コントローラ16はテーブル３の位置が
支持された位置となるように常にモータ17を駆動する。
テーブルの位置決め誤差量、すなわちスケールの誤差
及び検出器の分割誤差、は予め測定し記憶回路16aに記
憶しておく。コントローラ16は位置決め指令値に対応す
る記憶回路16aに記憶された誤差量を読みだし補正信号
としてサーボアンプ18に出力する。サーボアンプ18に出
力する。サーボアンプ18は補正信号と非接触変位計14の
出力を比較し差を増幅しサーボ弁19に出力する。サーボ
弁19は図示しない油圧源からの供給圧力Psをサーボアン
プ18からの出力に比例した圧力差となるように分配す
る。分配された圧油は対向する静圧パッド11、12に導か
れる。圧力の高い静圧パッド側では隙間が広がり、低い
静圧パッド側では隙間が狭くなり、ヘッド保持台13は隙
間の変化分だけ変位する。ヘッド保持台13の変位は非接
触変位計14によって測定されサーボアンプ18にフィード
バックされるので、補正信号とヘッド保持台13の変位が
一致すると静圧パッド11と12の圧力はバランスし動作が
止まる。
及び検出器の分割誤差、は予め測定し記憶回路16aに記
憶しておく。コントローラ16は位置決め指令値に対応す
る記憶回路16aに記憶された誤差量を読みだし補正信号
としてサーボアンプ18に出力する。サーボアンプ18に出
力する。サーボアンプ18は補正信号と非接触変位計14の
出力を比較し差を増幅しサーボ弁19に出力する。サーボ
弁19は図示しない油圧源からの供給圧力Psをサーボアン
プ18からの出力に比例した圧力差となるように分配す
る。分配された圧油は対向する静圧パッド11、12に導か
れる。圧力の高い静圧パッド側では隙間が広がり、低い
静圧パッド側では隙間が狭くなり、ヘッド保持台13は隙
間の変化分だけ変位する。ヘッド保持台13の変位は非接
触変位計14によって測定されサーボアンプ18にフィード
バックされるので、補正信号とヘッド保持台13の変位が
一致すると静圧パッド11と12の圧力はバランスし動作が
止まる。
スケールヘッド５が移動するとコントローラ16はモー
タ17を駆動し追従するのでテーブル位置は補正される。
タ17を駆動し追従するのでテーブル位置は補正される。
〔発明の効果〕 予め記憶回路16aに記憶された、テーブルの位置決め
誤差量を補正するにあたつて、本発明による位置決め補
正装置よれば、スケール４より高分解能の非接触変位計
14の出力に基ずいて、スケールヘッド保持台を静圧パッ
ドの圧力差によって補正したい量だけ変位させ、しかる
のちスケール４を装着したテーブル３を駆動することに
より高精度にテーブルを位置決めすることができる。
誤差量を補正するにあたつて、本発明による位置決め補
正装置よれば、スケール４より高分解能の非接触変位計
14の出力に基ずいて、スケールヘッド保持台を静圧パッ
ドの圧力差によって補正したい量だけ変位させ、しかる
のちスケール４を装着したテーブル３を駆動することに
より高精度にテーブルを位置決めすることができる。
第１図は検出器の分割により生じる周期的な誤差のグラ
フ。 第２図は本発明の実施例による補正装置の説明図。 １……本体、３……テーブル、４……スケール、５……
スケールヘッド、７〜12……静圧パッド、14……非接触
変位計、15……検出器、16……コントローラ
フ。 第２図は本発明の実施例による補正装置の説明図。 １……本体、３……テーブル、４……スケール、５……
スケールヘッド、７〜12……静圧パッド、14……非接触
変位計、15……検出器、16……コントローラ
Claims (1)
- 【請求項１】数値制御装置によってテーブルの移動量を
検出し、コントローラにフィードバックするために前記
テーブルに固定されたスケールを有する位置決め装置に
おいて、 前記スケールの誤差量をコントローラに補正値として記
憶させて、スケールの移動量を検出するスケールヘッド
を前記補正値により微小移動させることによりスケール
の誤差を補正する位置決め補正装置であって、 複数の静圧パッドが設けられた支持部材と案内面とを備
えた本体と、 前記案内面に沿って直線的に移動する、スケールが固着
されたテーブルと、 前記支持部材の複数の静圧パッドに支持された、スケー
ルヘッドが固着されたヘッド保持台と、 ヘッド保持台の、テーブル移動方向の微小移動量を検出
する、前記支持部材に固着された前記スケールより高分
解能の非接触変位計とからなり、 前記複数の静圧パッドは対向する複数の静圧パッドから
なり、対向する静圧パッドはヘッド保持台に対して相互
に対抗する圧油を供給し得るように構成しており、前記
対向する複数の静圧パッドの中の少なくとも一部は、異
なる圧力の圧油が供給されたときに圧油の圧力差によ
り、前記非接触変位計で変位量を検出しながら、スケー
ルヘッドを微小量移動させることにより誤差を補正する
方向に配設した構成であることを特徴とする位置決め補
正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59091616A JP2536831B2 (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 位置決め補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59091616A JP2536831B2 (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 位置決め補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235208A JPS60235208A (ja) | 1985-11-21 |
| JP2536831B2 true JP2536831B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=14031501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59091616A Expired - Lifetime JP2536831B2 (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | 位置決め補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536831B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4322170Y1 (ja) * | 1965-03-17 | 1968-09-18 |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59091616A patent/JP2536831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60235208A (ja) | 1985-11-21 |
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