JPH04322302A - 平面移動体の位置決め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タレットパンチプレス
、レーザ加工機、その他各種の加工装置に用いられるワ
ークテーブル、ツールヘッドの如き平面移動体の位置決
め制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】タレットパンチプレス、レーザ加工機、
その他各種の加工装置は、多くの場合、ワークテーブル
、ツールヘッドの如き平面移動体を有し、これら平面移
動体の平面移動によってワークテーブル上のワークの所
定位置にツールヘッドのツールにより加工を施すように
なっている。

【０００３】上述の如き平面移動体は、一般に、第一の
座標軸、例えばＹ座標軸に沿って延在するリニアモーシ
ョンガイドの如き第一の直線移動案内部材により案内さ
れて第一の座標軸方向（Ｙ軸方向）に移動可能なサイド
サーブルの如き第一の移動体と、前記第一の移動体と連
結され前記第一の座標軸と交差、設計上は直交する第二
の座標軸、例えばＸ座標軸に沿って延在するリニアモー
ションガイドの如き第二の直線移動案内部材により案内
されて第二の座標軸方向（Ｘ軸方向）に移動可能なキャ
レッジの如き第二の移動体とにより構成され、前記第一
の移動体の第一の座標軸方向の移動と前記第二の移動体
の第二の座標軸方向の移動とにより前記第二の移動体、
ついてはこれにクランプ手段により保持されたワークが
第一の座標軸と第二の座標軸による座標平面の所定位置
、即ち制御目標位置にもたらされるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き平面移動体
の制御目標位置（Ｘｎ，Ｙｍ）に対する位置決め制御は
、第一の座標軸方向の座標値Ｙｍにより定められた移動
目標値に基づいて第一の移動体を第一の座標軸方向に移
動させると共に、第二の座標軸方向の座標値Ｘｎにより
定められた移動目標値に基づいて第二の移動体を第二の
座標軸方向に移動させることにより行われ、この位置決
め制御に於いては、第一の直線移動案内部材と第二の直
線移動案内部材の何れもが完全な直線案内を行い、第一
の直線移動案内部材についてはこれが第一の座標軸方向
の何れの位置に於いても第二の座標軸原点に対し一定の
関係にあり、第二の直線移動案内部材についてはこれが
第二の座標軸方向の何れの位置に於いても第一の座標軸
原点に対し一定の関係にあって、はじめて正確な位置決
め制御が行われる。

【０００５】しかし、リニリアモーションガイド等によ
り構成される第一の直線移動案内部材、第二の直線移動
案内部材は、多くの場合、製造誤差、径時変化等により
反り、歪みを含んでおり、これらが共に完全な直線案内
を行い、第一の直線移動案内部材についてはこれが第一
の座標軸方向の何れの位置に於いても第二の座標軸原点
に対し一定の関係にあり、第二の直線移動案内部材につ
いてはこれが第二の座標軸方向の何れの位置に於いても
第一の座標軸原点に対し一定の関係にあることは、まま
ない。

【０００６】第一の直線移動案内部材の反り、歪み、更
にこれの取付け誤差は、上述の如き平面移動体の制御目
標位置に対する位置決め制御に於いて、第二の軸線方向
の位置決め誤差になり、また第二の直線移動案内部材の
反り、歪み、更にこれの取付け誤差は、上述の如き平面
移動体の制御目標位置に対する位置決め制御に於いて、
第一の軸線方向の位置決め誤差となる。

【０００７】これらのことから、従来は、これら直線移
動案内部材の反り、歪みを極力少なくし、またこれら直
線移動案内部材の取付け精度を高める努力が種々行われ
ているが、これには限度があり、完全なものは望めない
。従って、従来は位置決め制御の精度に構造上の限界が
あり、これによって加工精度の向上に限界が生じている
。

【０００８】本発明は、従来の平面移動体の位置決め制
御に於ける上述の如き問題点に着目してなされたもので
あり、直線移動案内部材の案内精度に拘らず、高精度な
位置決め制御を行う平面移動体の位置決め制御方法を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、第一の座標軸に沿って延在する第一の直線
移動案内部材により案内されて第一の座標軸方向に移動
可能な第一の移動体と、前記第一の移動体と連結され前
記第一の座標軸と交差する第二の座標軸に沿って延在す
る第二の直線移動案内部材により案内されて第二の座標
軸方向に移動可能な第二の移動体とを用い、前記第一の
移動体の第一の座標軸方向の移動と前記第二の移動体の
第二の座標軸方向の移動とにより前記第二の移動体を第
一の座標軸と第二の座標軸による座標平面の所定位置に
位置させる平面移動体の位置決め制御方法に於て、前記
第一の直線移動案内部材の第二の座標軸原点に対する第
二の座標軸方向の偏倚量を第一の座標軸方向の複数位置
に於て各々計測するか又は及び前記第二の直線移動案内
部材の第一の座標軸原点に対する第一の座標軸方向の偏
倚量を第二の座標軸方向の複数位置に於て各々計測し、
前記第一の移動体の第一の座標軸方向の移動目標値に前
記第二の直線移動案内部材の第一の座標軸原点に対する
第一の座標軸方向の偏倚測定値を補正値として加味する
か又は前記第二の移動体の第二の座標軸方向の移動目標
値に前記第一の直線移動案内部材の第二の座標軸原点に
対する第一の座標軸方向の偏倚測定値を補正値として加
味することを特徴とする平面移動体の位置決め制御方法
によって達成される。

【００１０】

【作用】上述の如き位置決め制御方法に構成によれば、
前記第一の移動体の第一の座標軸方向の移動目標値に前
記第二の直線移動案内部材の第一の座標軸原点に対する
第一の座標軸方向の偏倚測定値が補正値として加味され
るか又は及び、前記第二の移動体の第二の座標軸方向の
移動目標値に前記第一の直線移動案内部材の第二の座標
軸原点に対する第一の座標軸方向の偏倚測定値が補正値
として加味され、これにより第一の直線移動案内部材の
反り、歪み、取付け誤差等に起因する第二の座標軸方向
の偏倚、又は及び第二の直線移動案内部材の反り、歪み
、取付け誤差等に起因する第一の座標軸方向の偏倚に依
存することなく高精度な位置決めが行われるようになる
。補正値を加味すべき第一又は及び第二の直線移動案内
部材は、機械の都合に応じ補正すべき対象として選択す
れば良い。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１２】図５乃至図９は本発明による平面移動体の
位置決め制御方法が実施されるタレットパンチプレスの
一例を示している。タレットパンチプレスは、Ｃ形フレ
ーム１を有し、Ｃ形フレーム１の上部フレーム３にはパ
ンチ支持部材である円盤状の上部タレットディスク５が
取付けられ、Ｃ形フレーム１の下部フレーム７にはダイ
支持部材である円盤状の下部タレットディスク９が取付
けられている。

【００１３】下部フレーム７には下部タレットディスク
９の前方に位置する固定のセンタワークテーブル１１が
設けられていると共にリニアモーションガイド１３がＹ
軸方向に延在して固定されており、リニアモーションガ
イド１３にはこれに案内されてＹ軸方向に移動可能な第
一の移動体としてキャレッジベース１５及びサイドテー
ブル１７が係合している。

【００１４】キャレッジベース１３はＹ軸方向と直交す
るＸ軸方向に延在しており、これにはリニアモーション
ガイド１９がＸ軸方向に延在して固定されている。リニ
アモーションガイド１３にはこれに案内されてＸ軸方向
に移動可能な第二の移動体としてキャレッジ２１が係合
している。キャレッジ２１には板状のワークＷの把持を
行うワーククランプ手段２３が取付けられている。

【００１５】上部タレットディスク５と下部タレットデ
ィスク９は、図示されていない駆動手段により互いに同
期して割り出し回転駆動されるようになっており、その
割り出し数に応じた複数個の各金型保持ステーションに
てパンチプレス用金型としてのパンチとダイとを保持す
るようになっている。

【００１６】図５に示されている如く、キャレッジベー
ス１３にはボールナット２５が取付けられており、ボー
ルナット２５には下部フレーム７にＹ軸方向に延在して
回転可能に設けられたＹ軸ボールねじ軸２７がねじ係合
している。Ｙ軸ボールねじ軸２７にはＹ軸サーボモータ
２９が駆動連結されており、Ｙ軸サーボモータ２９はサ
ーボ制御のもとにＹ軸ボールねじ軸２７を正逆回転駆動
するようになっている。これによりキャレッジベース１
３とサイドテーブル１７はＹ軸方向に定量的に移動され
る。

【００１７】図７に示されている如く、キャレッジ２１
にはボールナット３１が取付けられており、ボールナッ
ト３１にはキャレッジベース１３にＸ軸方向に延在して
回転可能に設けられたＸ軸ボールねじ軸３３がねじ係合
している。Ｘ軸ボールねじ軸３３にはＸ軸サーボモータ
３５がタイミングベルト式伝達装置３７により駆動連結
されており、Ｘ軸サーボモータ３５はサーボ制御のもと
にＸ軸ボールねじ軸３３を正逆回転駆動するようになっ
ている。これによりキャレッジ２１はＸ軸方向に定量的
に移動される。

【００１８】上述の如きＹ軸サーボモータ２９によるキ
ャレッジベース１３とサイドテーブル１７のＹ軸方向の
定量的な移動と、Ｘ軸サーボモータ３５によるキャレッ
ジ２１のＸ軸方向の定量的な移動により、キャレッジ２
１、ついてはキャレッジ２１にクランプ手段２３により
クランプされたワークＷは、所定のＸＹ座標位置にもた
らされるようになる。

【００１９】タレットパンチプレスは、図９に示されて
いる如く、ＣＲＴ３９、操作部４１等を取付けられたコ
ントロールボックス４３を有している。コントロールボ
ックス４３は、ＮＣ機器、サーボ制御機器を内蔵してお
り、これらによりＹ軸サーボモータ２９とＸ軸サーボモ
ータ３５の駆動制御が行われるようになっている。

【００２０】図１は本発明による平面移動体の位置決め
制御方法の実施に使用される制御システムの一実施例を
示しており、これに於いては、数値制御を行う主制御部
４５とサーボ駆動を行う位置決め制御部４７とに加えて
、ピッチ動作指令部４９と、ピッチ位置データ取り込み
部５１と、補正値演算部５３とを含んでおり、位置決め
制御部４７にはＹ軸サーボモータ２９のエンコーダ５５
の出力信号をカウントすることにより得られるキャレッ
ジベース１５のＹ軸方向位置信号を位置カウンタ５７よ
り与えられると共にＸ軸サーボモータ３５のエンコーダ
５９の出力信号をカウントすることにより得られるキャ
レッジ２１のＸ軸方向位置信号を位置カウンタ６１より
与えられ、これらに基づくフィードバック補償によるプ
ロセス制御が行われるようになっている。

【００２１】この制御システムは、本発明による位置決
め制御方法の実施のために、Ｙ軸方向の複数位置に於て
計測されたリニアモーションガイド１３のＸ軸原点に対
するＸ軸方向の偏倚量ｘとＸ軸方向の複数位置に於て計
測されたリニアモーションガイド１９のＹ軸原点に対す
るＹ軸方向の偏倚量ｙとを取り込み、Ｙ軸サーボモータ
２９に対し出力するキャレッジベース１５のＹ軸方向の
移動目標値Ｏｙにリニアモーションガイド１９のＹ軸原
点に対するＹ軸方向の偏倚量ｙによる補正値Δｙを加減
算し、Ｘ軸サーボモータ３５に対し出力するキャレッジ
２１のＸ軸方向の移動目標値Ｏｘにリニアモーションガ
イド１３のＸ軸原点に対するＸ軸方向の偏倚量ｘによる
補正値Δｘを加減算するようになっており、以下にこの
ことについて詳細に説明する。

【００２２】ピッチ動作指令部４９は、上述のＹ軸方向
の偏倚量ｙとＸ軸方向の偏倚量ｘを計測する時に使用者
により起動されるものであり、Ｙ軸方向の偏倚量ｙの計
測に於いては、Ｘ軸サーボモータ３５によりキャレッジ
２１をＸ軸方向に所定の微細ピッチにてピッチ動作させ
て、その各ピッチ動作位置にてＹ軸サーボモータ２９に
よりキャレッジベース１５をＹ軸方向に動かして、図８
に示されている如くクランプ手段２３によりクランプさ
れている長方形状の計測用の基準ワークＷの先端縁を上
部タレットディスク５のパンチング位置Ｃに位置してい
るパンチ保持孔５ａにパンチに代えて装着されたボール
ブローブ６３に突き当て、Ｘ軸方向の偏倚量ｘの計測に
於いてはＹ軸サーボモータ２９によりキャレッジベース
１５をＹ軸方向に所定の微細ピッチにてピッチ動作させ
て、その各ピッチ動作位置にてＸ軸サーボモータ３５に
よりキャレッジ２１をＸ軸方向に動かして、クランプ手
段２３によりクランプされている上述の基準ワークＷの
側縁を上部タレットディスク５の上述のボールブローブ
６３に突き当てる制御指令を位置決め制御部４７へ出力
するようになっている。

【００２３】ピッチ位置データ取り込み部５１は、上述
の如きピッチ動作時に、その各ピッチ動作位置にて上述
の如く基準ワークＷの先端縁、或は側縁がボールブロー
ブ６３に突き当てられた時の位置カウンタ５７よりのＹ
軸方向位置信号、或は位置カウンタ６１よりＸ軸方向位
置信号を位置決め制御部４７より取り込み、これを補正
値演算部５３へ出力するようになっている。

【００２４】補正値演算部５３は、Ｘ軸方向の各ピッチ
動作位置にての位置カウンタ５７よりのＹ軸方向位置信
号の値のＹ軸原点に対する偏差量ｙを算出し、またＹ軸
方向の各ピッチ動作位置にての位置カウンタ５９よりの
Ｘ軸方向位置信号の値のＸ軸原点に対する偏差量ｘを算
出し、図２、図３に示されている如き偏差量ｙ、ｘによ
って、Ｘ軸方向の各ピッチ動作位置にての補正値Δｙと
、Ｙ軸方向の各ピッチ動作位置にての補正値Δｘを各々
として得るようになっている。この補正値ΔｙとΔｘは
主制御部４５へ出力され、主制御部４５はこれのデータ
テーブルを作成する。

【００２５】主制御部４５は、数値制御による制御目標
位置、例えば図４の座標位置Ｐ（Ｘｎ，Ｙｍ）に位置決
めを行う場合は、数値制御の指令値Ｇｘｎ，Ｇｙｍに基
づき下式に従って移動目標値Ｔｙ、Ｔｘを算出し、これ
を位置決め制御部４７へ出力するようになっている。

【００２６】Ｔｘ＝Ｇｘｎ−Δｘｎ Ｔｙ＝Ｇｙｍ−Δｙｍ 位置決め制御部４７は、主制御部４５よりの移動目標値
Ｔｙ、Ｔｘと位置カウンタ５７、６１よりのＹ軸方向、
Ｘ軸方向のフィードバック値とによりＹ軸方向とＸ軸方
向の制御偏差を各々算出し、Ｙ軸方向の操作量信号をＹ
軸サーボモータ２９へ、Ｘ軸方向の操作量信号をＸ軸サ
ーボモータ３５へ各々出力するようになっている。

【００２７】これによりキャレッジベース１５は目標値
Ｔｙに、キャレッジ２１は目標値Ｔｘに各々位置し、リ
ニアモーションガイド１９のＹ軸原点に対するＹ軸方向
の偏倚量ｙ、リニアモーションガイド１３のＸ軸原点に
対するＸ軸方向の偏倚量ｘの如何に拘らず、正確に座標
位置Ｐ（Ｘｎ，Ｙｍ）に対する位置決めが行われる。

【００２８】尚、リニアモーションガイド１３、１９の
反り、歪み等は日々変化するものではないから、偏倚量
計測による補正値Δｙ、Δｘの算出は、機械の工場出荷
時、定期点検時等に行われればよく、補正値Δｙ、Δｘ
は頻繁に変化するものではないから、補正値Δｙ、Δｘ
による移動目標値Ｔｙ、Ｔｘの補正は数値制御の指令値
Ｇｘｎ、Ｇｙｍを決定するプログラムにて予め行われて
もよい。

【００２９】以上に於ては、補正値Δｙ，Δｘについて
求めＸ，Ｙ軸について補正する例を示したが、タレット
パンチプレスでは、特にＸ軸方向に沿ったリニアモーシ
ョンガイド１９が強度的に弱くなるので、このリニアモ
ーションガイド１９のみについて補正するようにしても
良い。又本発明を特定の実施例について詳細に説明した
が、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明
の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による位置決め制御方法に構成によれば、第一の移動体
の第一の座標軸方向の移動操作量に前記第二の直線移動
案内部材の第一の座標軸原点に対する第一の座標軸方向
の偏倚測定値が補正値として加味され、又は及び前記第
二の移動体の第二の座標軸方向の移動操作量に前記第一
の直線移動案内部材の第二の座標軸原点に対する第一の
座標軸方向の偏倚測定値が補正値として加味され、これ
により第一又は及び第二の直線移動案内部材の反り、歪
み、取付け誤差等に起因する第二の座標軸方向の偏倚に
依存することなく高精度な位置決めが行われるようにな
り、ソウトウェア処理により位置決め制御の精度の向上
に限界がなくなり、これによって加工精度を限りなく向
上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平面移動体の位置決め制御方法の
実施に使用される制御システムの一実施例を示すブロッ
ク線図。

【図２】本発明による平面移動体の位置決め制御方法の
実施に使用される補正値Δｙの各ピッチ動作位置にての
値の例を示すグラフ。

【図３】本発明による平面移動体の位置決め制御方法の
実施に使用される補正値Δｘの各ピッチ動作位置にての
値の例を示すグラフ。

【図４】或る座標位置Ｐ（Ｘｎ，Ｙｍ）を示すグラフ。

【図５】本発明による平面移動体の位置決め制御方法が
実施されるタレットパンチプレスのＹ軸方向の駆動系を
示す平面図。

【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩ　に沿った断面図。

【図７】本発明による平面移動体の位置決め制御方法が
実施されるタレットパンチプレスのＸ軸方向の駆動系を
示す平面図。

【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ　に沿った断面図
。

【図９】本発明による平面移動体の位置決め制御方法が
実施されるタレットパンチプレスの一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１　　Ｃ形フレーム ５　　上部タレットディスク ９　　下部タレットディスク １３　　リニアモーションガイド １５　　キャレッジベース １７　　サイドテーブル １９　　リニアモーションガイド ２１　　キャレッジ ２９　　Ｙ軸サーボモータ ３５　　Ｘ軸サーボモータ ４５　　主制御部 ４７　　位置決め制御部 ４９　　ピッチ動作指令部 ５１　　ピッチ位置データ取り込み部 ５３　　補正値演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第一の座標軸に沿って延在する第一の
   直線移動案内部材により案内されて第一の座標軸方向に
   移動可能な第一の移動体と、前記第一の移動体と連結さ
   れ前記第一の座標軸と交差する第二の座標軸に沿って延
   在する第二の直線移動案内部材により案内されて第二の
   座標軸方向に移動可能な第二の移動体とを用い、前記第
   一の移動体の第一の座標軸方向の移動と前記第二の移動
   体の第二の座標軸方向の移動とにより前記第二の移動体
   を第一の座標軸と第二の座標軸による座標平面の所定位
   置に位置させる平面移動体の位置決め制御方法に於て、
   前記第一の直線移動案内部材の第二の座標軸原点に対す
   る第二の座標軸方向の偏倚量を第一の座標軸方向の複数
   位置に於て各々計測するか又は及び前記第二の直線移動
   案内部材の第一の座標軸原点に対する第一の座標軸方向
   の偏倚量を第二の座標軸方向の複数位置に於て各々計測
   し、前記第一の移動体の第一の座標軸方向の移動目標値
   に前記第二の直線移動案内部材の第一の座標軸原点に対
   する第一の座標軸方向の偏倚測定値を補正値として加味
   するか又は、前記第二の移動体の第二の座標軸方向の移
   動目標値に前記第一の直線移動案内部材の第二の座標軸
   原点に対する第一の座標軸方向の偏倚測定値を補正値と
   して加味することを特徴とする平面移動体の位置決め制
   御方法。