JPS6156857A - 移動体の多次元高精度補正方法とその装置 - Google Patents
移動体の多次元高精度補正方法とその装置Info
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- JPS6156857A JPS6156857A JP17727884A JP17727884A JPS6156857A JP S6156857 A JPS6156857 A JP S6156857A JP 17727884 A JP17727884 A JP 17727884A JP 17727884 A JP17727884 A JP 17727884A JP S6156857 A JPS6156857 A JP S6156857A
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- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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- B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
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- B23Q23/00—Arrangements for compensating for irregularities or wear, e.g. of ways, of setting mechanisms
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- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多次元方向に移動する工作機械等の移動体の
移動精度を、機械作り精度とは無関係に、高精度送りで
きる高精度補正技術に関するものである。
移動精度を、機械作り精度とは無関係に、高精度送りで
きる高精度補正技術に関するものである。
「従来技術」
高精度送りや位置決め精度χ要求される工作機械、３次
元測定機等の移動体における軸移動精度に関しては、こ
の軸道行方向の伸縮量（ピッチ誤差補正、バックラッシ
ュ補正、熱変位量等）をフィードバック補正しているだ
けで、軸のうねり、他軸との角度変位等に対しては何ら
対処していない。
元測定機等の移動体における軸移動精度に関しては、こ
の軸道行方向の伸縮量（ピッチ誤差補正、バックラッシ
ュ補正、熱変位量等）をフィードバック補正しているだ
けで、軸のうねり、他軸との角度変位等に対しては何ら
対処していない。
このため、送り軸方向の補正は高精度となるが、これと
直交する軸方向の変位は機械精度に支配され、高精度が
保証されていない。
直交する軸方向の変位は機械精度に支配され、高精度が
保証されていない。
「本発明の目的」
本発明者は、移動体の空間上の位置はすべて３軸（ｘ、
ｙ、ｚ＞で定義できることに着目し、今移動体の移動指
令（Ｘ軸、Ｙ軸、２軸）に対して、実際に移動した位置
が（Ｘ＋ΔｘＳＹ＋ΔｙＳｚ十ΔＺ）で表現できること
を認識した。この△Ｘ。
ｙ、ｚ＞で定義できることに着目し、今移動体の移動指
令（Ｘ軸、Ｙ軸、２軸）に対して、実際に移動した位置
が（Ｘ＋ΔｘＳＹ＋ΔｙＳｚ十ΔＺ）で表現できること
を認識した。この△Ｘ。
Δｙ、△２を空間上の各点（位置）に対して、七″１
の軸移動方向と直交する方向の補正値として入力さ
せることで、３次元的に高精度位置決めを可能とする移
動体の多次元高精度補正方法を開発した。
の軸移動方向と直交する方向の補正値として入力さ
せることで、３次元的に高精度位置決めを可能とする移
動体の多次元高精度補正方法を開発した。
上記多次元高精度補正方法を実施する第１の高精度補正
装置は、移動体の各軸に３次元測長部材を備え、この３
次元測長部材は軸方向（移動方向）の移動ユのほかこの
軸方向と直交する２方向の変位■を検出することができ
、ＮＣ制御装置等からの移動指令で各軸の送り制御部材
が各軸送りモータを介して移動体を送る各送り制御部材
に対して、３次元測長部材の軸方向移動量のほかこれと
直交方向の変位量をも補正入力としてフィードバックさ
せるＯとで、この移動方向と直交する方向の各軸の変位
補正７行うようにしたものである。
装置は、移動体の各軸に３次元測長部材を備え、この３
次元測長部材は軸方向（移動方向）の移動ユのほかこの
軸方向と直交する２方向の変位■を検出することができ
、ＮＣ制御装置等からの移動指令で各軸の送り制御部材
が各軸送りモータを介して移動体を送る各送り制御部材
に対して、３次元測長部材の軸方向移動量のほかこれと
直交方向の変位量をも補正入力としてフィードバックさ
せるＯとで、この移動方向と直交する方向の各軸の変位
補正７行うようにしたものである。
更に、上記多次元高精度補正方法を実施する第２の高精
度補正装置は、移動体の各軸に１次元測長部材を備える
ほか、各軸送り方向と直交する方向の変位量を記憶する
変位メモリを備え、この各変位メモリは移動体の各移動
位置での連打方向と直交する２方向の変位が予め登録さ
れ、ＮＣ制御装置による移動体の各軸送り制御時には、
各軸の測長部材からの位置信号を受ける各変位メモリが
ＮＣ制御装置に軸送り方向と直交する方向の変位量信号
を呼び出し、この変位量信号で移動体の送り方向と直交
する各軸の変位を補正するものである。
度補正装置は、移動体の各軸に１次元測長部材を備える
ほか、各軸送り方向と直交する方向の変位量を記憶する
変位メモリを備え、この各変位メモリは移動体の各移動
位置での連打方向と直交する２方向の変位が予め登録さ
れ、ＮＣ制御装置による移動体の各軸送り制御時には、
各軸の測長部材からの位置信号を受ける各変位メモリが
ＮＣ制御装置に軸送り方向と直交する方向の変位量信号
を呼び出し、この変位量信号で移動体の送り方向と直交
する各軸の変位を補正するものである。
而して、本発明の多次元高精度補正方法及びその装置は
、移動体の動きの真直度、直角度、基準面との平行度等
、従来においては構造体（工作機械）の作り込みに依存
していた精度出しを送り軸方向と直交する方向の変位を
打ち消すようＮＣ制御装置によって補正送り出来るよう
にしたものである。これにより、移動体の位置決め精度
のみでなく、形状精度、３次元精度が非常に高く安定し
た機械が高精度加工しなくても良く、低価格に提供する
ことができる。そして、この移動体の移動精度は、機械
作りの精度とは無関係であり、必要に応じた必要精度に
維持させることが可能になった。
、移動体の動きの真直度、直角度、基準面との平行度等
、従来においては構造体（工作機械）の作り込みに依存
していた精度出しを送り軸方向と直交する方向の変位を
打ち消すようＮＣ制御装置によって補正送り出来るよう
にしたものである。これにより、移動体の位置決め精度
のみでなく、形状精度、３次元精度が非常に高く安定し
た機械が高精度加工しなくても良く、低価格に提供する
ことができる。そして、この移動体の移動精度は、機械
作りの精度とは無関係であり、必要に応じた必要精度に
維持させることが可能になった。
「本発明の実施態様」
以下、本発明に係わる移動体の多次元高精度補正方法と
その２つの実施例装置について説明する。
その２つの実施例装置について説明する。
先ず、本発明移動体の多次元高精度補正方法の実施態様
に関し、第１図には門形工作機械Ｍを示している。この
工作機械Ｍは、Ｙ軸方向に移動するテーブル１上のワー
クＷと、門形コラム２の摺動面２０Ｌに係合してＸ軸方
向に移動する主軸頭３と、この主軸頭３を２軸方向に移
動する昇降部材４から成り−これらの各部材１，３はＮ
Ｃ制御装置からの指令によって各軸サーボモータ（パル
スモータ）を付勢して駆動する。上述各部１，３．４は
その軸方向移動時に、摺動面の機械加工精度に凸凹やね
じれがあり、蛇行運動して送り軸方向と直交する方向に
変位が生じる。この変位が工作機械における移動体の送
り精度や位置決め精度を支配し、機械作りのひとつの基
準となっていた。
に関し、第１図には門形工作機械Ｍを示している。この
工作機械Ｍは、Ｙ軸方向に移動するテーブル１上のワー
クＷと、門形コラム２の摺動面２０Ｌに係合してＸ軸方
向に移動する主軸頭３と、この主軸頭３を２軸方向に移
動する昇降部材４から成り−これらの各部材１，３はＮ
Ｃ制御装置からの指令によって各軸サーボモータ（パル
スモータ）を付勢して駆動する。上述各部１，３．４は
その軸方向移動時に、摺動面の機械加工精度に凸凹やね
じれがあり、蛇行運動して送り軸方向と直交する方向に
変位が生じる。この変位が工作機械における移動体の送
り精度や位置決め精度を支配し、機械作りのひとつの基
準となっていた。
上述移動体の各送り軸方向と直交する方向の変位現象を
モデル化すると、第２図の如くとなる。
モデル化すると、第２図の如くとなる。
この図において、移動体１０はＸ、Ｙ、Ｚ軸の３次元方
向に移動が可能であり、今Ｘ軸方向に移動させると、こ
れと直交するＹ軸方向及びＺ軸方向に変位（ΔＹ１−△
Ｙ１Δｚ１−△Ｚ）する。これは、Ｙ＠ＩＩ及びＺ軸方
向に移動体１０乞移動させたときも同様に変位（ΔＸ１
−△Ｘ１Δｚ１−△２）、（△Ｘ１−△Ｘ１ΔＹ１−Δ
Ｙ）する。勿論、移動軸方向へも変位（ΔＸ１ΔＹ、△
ｚ）７生じるが、この変位は従来方法と同様にパルスエ
ンコーダ又はスケールフィードバックにより補正される
。
向に移動が可能であり、今Ｘ軸方向に移動させると、こ
れと直交するＹ軸方向及びＺ軸方向に変位（ΔＹ１−△
Ｙ１Δｚ１−△Ｚ）する。これは、Ｙ＠ＩＩ及びＺ軸方
向に移動体１０乞移動させたときも同様に変位（ΔＸ１
−△Ｘ１Δｚ１−△２）、（△Ｘ１−△Ｘ１ΔＹ１−Δ
Ｙ）する。勿論、移動軸方向へも変位（ΔＸ１ΔＹ、△
ｚ）７生じるが、この変位は従来方法と同様にパルスエ
ンコーダ又はスケールフィードバックにより補正される
。
本発明における多次元高精度補正方法は、各移動軸方向
と直交する方向の変位を打ち消すように、この変位量の
逆方向変位量を補正値としてＮＣ制御装置で駆動される
サーボモータ（パルスモータ）を補正駆動することによ
り、実行される。上記移動軸方向と直交する方向の変位
量検出手段は、各々の各軸スケールに直交方向の変位を
検出する２組の検出スケールヶ内蔵させた３次元測長部
材による方法と、各軸送り方向と直交する方向の変位量
を移動体の各移動位置において予め測定したデータをＮ
Ｃ制御装置の変位メモリに登録させておき、移動体の各
軸送り制御時にＮＣ制御装置に軸送り方向と直交する方
向の変位量信号を呼び出し、この、 変位量信号で移動
体の送り方向と直交する各軸の１□１ 変位を補正する
ものである０ 次に、本発明の多次元高精度補正装置の第１発明となる
実施例を第３〜７図で説明する。第３図は多次元高精度
補正装置の概念を示すブロック線図であり、移動体１０
はＮＣ制御装置１００からの各軸Ｘ−Ｚの移動指令信号
ｘｏ ＋ ｙｏ ｌ ｚｏを送り制御器ＸＣ。
と直交する方向の変位を打ち消すように、この変位量の
逆方向変位量を補正値としてＮＣ制御装置で駆動される
サーボモータ（パルスモータ）を補正駆動することによ
り、実行される。上記移動軸方向と直交する方向の変位
量検出手段は、各々の各軸スケールに直交方向の変位を
検出する２組の検出スケールヶ内蔵させた３次元測長部
材による方法と、各軸送り方向と直交する方向の変位量
を移動体の各移動位置において予め測定したデータをＮ
Ｃ制御装置の変位メモリに登録させておき、移動体の各
軸送り制御時にＮＣ制御装置に軸送り方向と直交する方
向の変位量信号を呼び出し、この、 変位量信号で移動
体の送り方向と直交する各軸の１□１ 変位を補正する
ものである０ 次に、本発明の多次元高精度補正装置の第１発明となる
実施例を第３〜７図で説明する。第３図は多次元高精度
補正装置の概念を示すブロック線図であり、移動体１０
はＮＣ制御装置１００からの各軸Ｘ−Ｚの移動指令信号
ｘｏ ＋ ｙｏ ｌ ｚｏを送り制御器ＸＣ。
ＹＣ，ＺＣから駆動部ＤＵ・・・を介してサーボモータ
（パルスモータ）ＭＸ、ＭＹ、ＭＺに送り、このサーボ
モータの起動、停止で３次元（３軸）方向に移動する。
（パルスモータ）ＭＸ、ＭＹ、ＭＺに送り、このサーボ
モータの起動、停止で３次元（３軸）方向に移動する。
ＳＸ、 ＳＹ、 ＳＺは本発明の中枢部を成す３次元測
長部材で、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動量を検出すると共に
、１軸移動時において、この軸移動方向と直交する２方
向の蛇行変位を検出することができる。上記３次元測長
部材ＳＸは、移動体１０のＸ軸方向の移動量検出（移動
ｆｌＸｘ）と、この移動方向と直交するＹ軸、Ｚ軸方向
の変位量ΔＹ、ΔＺを出力する。従って、Ｘ軸方向の移
動ｆｆ１Ｘｘは、送り制御器ＸＣに移動指令信号Ｘｏと
共に人力し、実際の移動ｆｆ１Ｘ１が移動指令信号Ｘｏ
に一致するようサーボモータ厄なコントロールする回路
構成となっている。
長部材で、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動量を検出すると共に
、１軸移動時において、この軸移動方向と直交する２方
向の蛇行変位を検出することができる。上記３次元測長
部材ＳＸは、移動体１０のＸ軸方向の移動量検出（移動
ｆｌＸｘ）と、この移動方向と直交するＹ軸、Ｚ軸方向
の変位量ΔＹ、ΔＺを出力する。従って、Ｘ軸方向の移
動ｆｆ１Ｘｘは、送り制御器ＸＣに移動指令信号Ｘｏと
共に人力し、実際の移動ｆｆ１Ｘ１が移動指令信号Ｘｏ
に一致するようサーボモータ厄なコントロールする回路
構成となっている。
また、変位量ΔＹ、△２は、各々の送り制御器ＹＣ，Ｚ
Ｃにおける逆転端子に入力さｎ１変位△Ｙ、ΔＺを打ち
消す方向に移動体１０を補正移動する回路構成となって
いる。他の３次元測長部材ＳＹ、ＳＺについても同様で
、移動体１０のＹ軸、Ｚ軸方向の移動量検出（移動ｆｆ
１Ｙｘ ＋ Ｚｔ ）と、この移動方向と直交するＸ軸
、２軸及びＸ軸、Ｙ軸方向の変位量△Ｘ、Δ２及び△Ｘ
、ΔＹを出力する。従って、ｙ （ｚ）軸方向の移動量
Ｙ１（Ｚｌ）は、送り制御器ＹＣ（ＺＣ）に移動指令信
号ＹＯ（ＺＯ）と共に入力し、実際の移動量Ｙｌ（Ｚｌ
）が移動指令信号Ｙｏ （Ｚｏ ）と一致するようサー
ボモータＭＹ、ＭＺをコントロールする回路構成になっ
ている。そして、変位ｆｊｌｌＸ、ｌｉ及びΔＸ、ΔＹ
は、各々の送り制御器ｘｃ、ｚｃ及びＸＣ，ＹＣにおけ
る逆転端子に入力され、変位△Ｘ、Δ２及びΔＸ、ΔＹ
を打ち消す方向に移動体１０を補正移動する回路構成と
なっている。
Ｃにおける逆転端子に入力さｎ１変位△Ｙ、ΔＺを打ち
消す方向に移動体１０を補正移動する回路構成となって
いる。他の３次元測長部材ＳＹ、ＳＺについても同様で
、移動体１０のＹ軸、Ｚ軸方向の移動量検出（移動ｆｆ
１Ｙｘ ＋ Ｚｔ ）と、この移動方向と直交するＸ軸
、２軸及びＸ軸、Ｙ軸方向の変位量△Ｘ、Δ２及び△Ｘ
、ΔＹを出力する。従って、ｙ （ｚ）軸方向の移動量
Ｙ１（Ｚｌ）は、送り制御器ＹＣ（ＺＣ）に移動指令信
号ＹＯ（ＺＯ）と共に入力し、実際の移動量Ｙｌ（Ｚｌ
）が移動指令信号Ｙｏ （Ｚｏ ）と一致するようサー
ボモータＭＹ、ＭＺをコントロールする回路構成になっ
ている。そして、変位ｆｊｌｌＸ、ｌｉ及びΔＸ、ΔＹ
は、各々の送り制御器ｘｃ、ｚｃ及びＸＣ，ＹＣにおけ
る逆転端子に入力され、変位△Ｘ、Δ２及びΔＸ、ΔＹ
を打ち消す方向に移動体１０を補正移動する回路構成と
なっている。
ここで、上記３次元測長部材５ｘ−ｓｚの内部構成を第
４〜７図の２つの実施例で説明する。第４゜５図はモア
レ縞を受光素子で読み取る光学式の３次元測長部材を示
している。１１はＬ型のスケール板で、垂直面板１１ｃ
Ｌには軸移動方向の移動量乞検出する目盛格子ｎ１と垂
直方向の変位量を検出する目盛格子ｒＬ２が設けられ、
また水平面板１１ｂには軸移動方向と直交する水平方向
の変位量を検出する目盛格子ル３が設けらｎている。１
’Ｌ□は参照マークの目盛格子であり、これはＮＣ制御
装置の電源遮断後の機械位置に対する測定値の関係を再
現するためのものである。上記スケール板１１は、移動
体１０の移動方向に目盛格子７Ｌ１が向くよう、移動体
１０の前面１０αに取付具１２．１３と締付ビス１４・
・・によって高精度に［、！ｉｆ設される。１５は走査
体であり、この垂直走査板１５αと水平走査体１５ｂと
が前記スケール板１１の垂直面板１１Ｌ：Ｌと水平面板
１１ｂとに外側から対面するよう、その基部１５ｃを第
５図の如く固定体１６の前面に螺着されている。上記走
査体１５の各面板１５α、１５ｂには、こｎと対面する
目盛格子ル１ ｒ ｒＬ２ ＋ ｒＬ３の方向に合わせ
た４本ずつの走査格子α・―・、ｂ・・・ＩＣ−ｓ・及
び参照マークル０に対面する１つの走査格子ｄが明けら
れている。
４〜７図の２つの実施例で説明する。第４゜５図はモア
レ縞を受光素子で読み取る光学式の３次元測長部材を示
している。１１はＬ型のスケール板で、垂直面板１１ｃ
Ｌには軸移動方向の移動量乞検出する目盛格子ｎ１と垂
直方向の変位量を検出する目盛格子ｒＬ２が設けられ、
また水平面板１１ｂには軸移動方向と直交する水平方向
の変位量を検出する目盛格子ル３が設けらｎている。１
’Ｌ□は参照マークの目盛格子であり、これはＮＣ制御
装置の電源遮断後の機械位置に対する測定値の関係を再
現するためのものである。上記スケール板１１は、移動
体１０の移動方向に目盛格子７Ｌ１が向くよう、移動体
１０の前面１０αに取付具１２．１３と締付ビス１４・
・・によって高精度に［、！ｉｆ設される。１５は走査
体であり、この垂直走査板１５αと水平走査体１５ｂと
が前記スケール板１１の垂直面板１１Ｌ：Ｌと水平面板
１１ｂとに外側から対面するよう、その基部１５ｃを第
５図の如く固定体１６の前面に螺着されている。上記走
査体１５の各面板１５α、１５ｂには、こｎと対面する
目盛格子ル１ ｒ ｒＬ２ ＋ ｒＬ３の方向に合わせ
た４本ずつの走査格子α・―・、ｂ・・・ＩＣ−ｓ・及
び参照マークル０に対面する１つの走査格子ｄが明けら
れている。
この走査格子α・・・、ｈ・・・、Ｃ・・・、ｄには、
４組及び１本の受光素子ＰＤ１・・・、 ＰＤ２・・・
、 ＰＤ３・・・、 ＰＤが第５図の如く係合支持され
ている。Ｌは走査体１５の底板１５ｄ上に配置した光源
（ランプ）であり、この光線は頂部及び前部に配した２
枚のコンデンサーレンズ１７．１８によって平行光線と
なり、スケール板１１の垂直面板１１α、水平面板１１
ｂに照射される。而して、各目盛格子ｎ、１ ＋ ’２
＋ ｒＬ３上には、モアレ縞が発生し、スケール板１
１の３次元方向の移動なモアレ縞の移動として各受光素
子ＰＤ、・・’＋ＰＤ２・・・、 ＰＤ３・・・が５倍
分割で検出する。以上のように、走査体１５は、スケー
ル体（移動体１０ ） １１の移動方向及びこれに直交
する３次元方向の変位量を検出する３次元測定ヘッドＳ
Ｈの構成となっている。
４組及び１本の受光素子ＰＤ１・・・、 ＰＤ２・・・
、 ＰＤ３・・・、 ＰＤが第５図の如く係合支持され
ている。Ｌは走査体１５の底板１５ｄ上に配置した光源
（ランプ）であり、この光線は頂部及び前部に配した２
枚のコンデンサーレンズ１７．１８によって平行光線と
なり、スケール板１１の垂直面板１１α、水平面板１１
ｂに照射される。而して、各目盛格子ｎ、１ ＋ ’２
＋ ｒＬ３上には、モアレ縞が発生し、スケール板１
１の３次元方向の移動なモアレ縞の移動として各受光素
子ＰＤ、・・’＋ＰＤ２・・・、 ＰＤ３・・・が５倍
分割で検出する。以上のように、走査体１５は、スケー
ル体（移動体１０ ） １１の移動方向及びこれに直交
する３次元方向の変位量を検出する３次元測定ヘッドＳ
Ｈの構成となっている。
続いて、第６，７図で磁気式の３次元測長部材（ＳＸ’
−３Ｚ’）について説明する。第６図は移動体１０が固
定体（基台）１６の摺動面１６α上をサーボモータ取で
Ｘ軸方向に移動する状態を示し、こｎｏにＸ軸方向の移
動及びこれと直交する方向変位を検出、１ する３
次元測長部材Ｓｘ′の取付状態を示している。
−３Ｚ’）について説明する。第６図は移動体１０が固
定体（基台）１６の摺動面１６α上をサーボモータ取で
Ｘ軸方向に移動する状態を示し、こｎｏにＸ軸方向の移
動及びこれと直交する方向変位を検出、１ する３
次元測長部材Ｓｘ′の取付状態を示している。
１１０は移動体１０の前面１０ｃに添設したＴ型の磁気
スケール体で、この垂直面板１１０αの上側には移動軸
方向の移動量を検出する磁気スケールｍ１が付設されて
いる。また、韮直面板１１０ａの下側ζこ６ま移動方向
と直交する上下変位Ｑ（Ｚ軸）を検出する磁気スケール
ｍ３が付設され、水平面板１１０ｂの上面Ｇこは移動方
向と直交する前後変位量（Ｙ軸）を検出する磁気スケー
ルｍ２が各々付設されてしする。Ｓ）（＋ｔＦ型形状の
走査体１５０に３組の検出ヘッドＰ１〜Ｐ３を内蔵した
測定ヘッドＳ）（で、各々の検出へ゛ノド力（磁気スケ
−／Ｌ１７７Ｌ１〜ｍ３と対面してしＡる。而して、Ｘ
軸（移動方向）の移動量は検出−７）”Ｐｉ力）ら出力
し、これと直交するＹ軸及びＺ軸方向の変位ｍ＆マ検出
ヘッドＰ２及びＰ３から出力する。上述ｉｌｌ定へ゛７
ドＳＨは、取付座１５０αによって固定体１６上Ｇこ固
設されている。なお、上記各実施例ｓｘ、ｓｘ’ともカ
ックーＫによって保護さｎている。
スケール体で、この垂直面板１１０αの上側には移動軸
方向の移動量を検出する磁気スケールｍ１が付設されて
いる。また、韮直面板１１０ａの下側ζこ６ま移動方向
と直交する上下変位Ｑ（Ｚ軸）を検出する磁気スケール
ｍ３が付設され、水平面板１１０ｂの上面Ｇこは移動方
向と直交する前後変位量（Ｙ軸）を検出する磁気スケー
ルｍ２が各々付設されてしする。Ｓ）（＋ｔＦ型形状の
走査体１５０に３組の検出ヘッドＰ１〜Ｐ３を内蔵した
測定ヘッドＳ）（で、各々の検出へ゛ノド力（磁気スケ
−／Ｌ１７７Ｌ１〜ｍ３と対面してしＡる。而して、Ｘ
軸（移動方向）の移動量は検出−７）”Ｐｉ力）ら出力
し、これと直交するＹ軸及びＺ軸方向の変位ｍ＆マ検出
ヘッドＰ２及びＰ３から出力する。上述ｉｌｌ定へ゛７
ドＳＨは、取付座１５０αによって固定体１６上Ｇこ固
設されている。なお、上記各実施例ｓｘ、ｓｘ’ともカ
ックーＫによって保護さｎている。
最後に、本発明多次元高精度補正装置の第２発明となる
実施例を第８図のブロック線図で説明する。移動体１０
は前述と同様に゛、ＮＣ制御装置１００力）らの各軸ｘ
−２の移動指令信号ｘｏ ＋ ＹＯｒ ＺＯを送り制御
器ｘｃ、 ｙｃ、 ｚｃからの駆動部ＤＵ・・・を介し
てサーボモータ（パルスモータ） ＭＸ、 ＭＹ、 Ｍ
ＺＧこ送りこのサーボモータの起動で３次元（３軸）方
向に移動する。ｓｘ’−ｓｚ’は１次元測長部材で、各
軸の移動ｆｆ１Ｘｌ−Ｚｔを検出し、これを送り制御器
ｘｃ−ｚｃにフィードバックし、ＮＣ制御装置１００か
らの移動指令信号Ｘｏ−Ｚｏと比較して一致する移動量
に補正される（以上公知）。本発明においては、移動体
１０の各軸方向の各移動位置における移動軸方向と直交
する方向変位を、予めレーザ測長器等で高精度に変位測
定し、こｎを各軸の変位メモＩＪ ＨＭＸ 、 ＨＭＹ
。
実施例を第８図のブロック線図で説明する。移動体１０
は前述と同様に゛、ＮＣ制御装置１００力）らの各軸ｘ
−２の移動指令信号ｘｏ ＋ ＹＯｒ ＺＯを送り制御
器ｘｃ、 ｙｃ、 ｚｃからの駆動部ＤＵ・・・を介し
てサーボモータ（パルスモータ） ＭＸ、 ＭＹ、 Ｍ
ＺＧこ送りこのサーボモータの起動で３次元（３軸）方
向に移動する。ｓｘ’−ｓｚ’は１次元測長部材で、各
軸の移動ｆｆ１Ｘｌ−Ｚｔを検出し、これを送り制御器
ｘｃ−ｚｃにフィードバックし、ＮＣ制御装置１００か
らの移動指令信号Ｘｏ−Ｚｏと比較して一致する移動量
に補正される（以上公知）。本発明においては、移動体
１０の各軸方向の各移動位置における移動軸方向と直交
する方向変位を、予めレーザ測長器等で高精度に変位測
定し、こｎを各軸の変位メモＩＪ ＨＭＸ 、 ＨＭＹ
。
Ｉ（ＭＺに移動位置と対応させつ＼登録する。上記各変
位メモリＨＭＸ ＮＨＭＺは、ＮＣ制御装置１００と結
ばれており、このＮＣ制御装置１００による移動体１０
の各輸送り制御時において、各軸の測長部材Ｓｘ＃〜Ｓ
ｚ′からの位置（ｑ号な受けると、これに対応する移動
体位置の各変位量△Ｘ〜ムＺが変位メモリから変゛位瓜
信号として呼び出す構成となっている。そして、各変位
メモリはＮＣ制御装置１００を介して軸移動方向と直交
する変位■信号を送り制御器ＸＣ−ＺＣに送り、移動体
１０を各移動位置における変位量ムＸ〜Δ２を打ち消す
方向（軸移動方向と直交）に補正されるように機能する
装置となっている０ 「作用効果」 本発明の多次元高精度補正方法及びその装置は、上述実
施例の如く構成されたものであり、以下その作用効果を
説明する。
位メモリＨＭＸ ＮＨＭＺは、ＮＣ制御装置１００と結
ばれており、このＮＣ制御装置１００による移動体１０
の各輸送り制御時において、各軸の測長部材Ｓｘ＃〜Ｓ
ｚ′からの位置（ｑ号な受けると、これに対応する移動
体位置の各変位量△Ｘ〜ムＺが変位メモリから変゛位瓜
信号として呼び出す構成となっている。そして、各変位
メモリはＮＣ制御装置１００を介して軸移動方向と直交
する変位■信号を送り制御器ＸＣ−ＺＣに送り、移動体
１０を各移動位置における変位量ムＸ〜Δ２を打ち消す
方向（軸移動方向と直交）に補正されるように機能する
装置となっている０ 「作用効果」 本発明の多次元高精度補正方法及びその装置は、上述実
施例の如く構成されたものであり、以下その作用効果を
説明する。
工作機械Ｍの摺動面の加工精度に凹凸やねじれがあると
、移動体１０は蛇行運動しながら移動し、送り軸方向と
直交する方向に変位が生じる。そこで、本発明の多次元
高精度補正方法によるとき（ま、移動体１０ｔｔＸ、Ｙ
、Ｚ軸方向の３軸方向に移動させると、先ずＸ軸に直交
するＹ軸、Ｚ軸方向の変位（ΔＹ、−八Ｙ１へｚ、−Δ
Ｚ）は、変位メモリや３次元測長部材等によって出力さ
れる補正値でそれを打ち消すように補正さｎる。これは
、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向の変位についても同様Ｇ
こその補正値でＭｌｒ正されることになる。従って、本
発明の多次元高精度補正方法によるときは、機械作りＧ
こ支配さｎることなく必要に応じた必要精度に移動体の
移動精度（位置決め精度）を保証する補正装置を提供す
ることができる効果がある。
、移動体１０は蛇行運動しながら移動し、送り軸方向と
直交する方向に変位が生じる。そこで、本発明の多次元
高精度補正方法によるとき（ま、移動体１０ｔｔＸ、Ｙ
、Ｚ軸方向の３軸方向に移動させると、先ずＸ軸に直交
するＹ軸、Ｚ軸方向の変位（ΔＹ、−八Ｙ１へｚ、−Δ
Ｚ）は、変位メモリや３次元測長部材等によって出力さ
れる補正値でそれを打ち消すように補正さｎる。これは
、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向の変位についても同様Ｇ
こその補正値でＭｌｒ正されることになる。従って、本
発明の多次元高精度補正方法によるときは、機械作りＧ
こ支配さｎることなく必要に応じた必要精度に移動体の
移動精度（位置決め精度）を保証する補正装置を提供す
ることができる効果がある。
また、第１の本発明多次元高精度補正装置は、移動体１
０に各軸方向の３次元測長部材５ｘ−ｓｚを備えている
。今、ＮＣ制御装置１００によって移動体１０ＺＸ軸移
動すべく、移動指令信号Ｘｏでサーボモータ厭を駆動さ
せると、３次元測長部材ＳＸから送り制御器ＸＣに移動
体１０の移動量Ｘ１がフィードバックし、Ｘ軸方向の移
動量が補正される。これと同時に、この軸移動方向と直
交するＹ、Ｚ軸方向の変位量ΔＹ、Δ２が３次元測長部
材ＳＸから各送り制御器ｙｃ、ｚｃの逆転端子に入力す
る。この結果、変位量ΔＹ、ΔＺ’に打ち消す方向に送
り制御器ｙｃ、ｚｃからサーボモータＭＹ、ＭＺを逆転
させる補正指令が発信され、移動体１０を軸移動の各位
置で補正する。勿論能の移動軸方向（Ｙ、Ｚ）について
も同様に移動体１０を補正移動させることができる。
゛従って、本発明の多次元高精度補正装置による）
ｊ ときは、移動体の変位を３次元測長部材によって検出し
、これで送り制御器ンコントロールして移動体を補正す
るから、単に３組の３次元測長部材を移動体に装備する
だけの外部部材の付設だけで良く、既存の工作機械乞そ
の必要精度に対応した移動体の移動精度（位置決め精度
）を保証することができる。
０に各軸方向の３次元測長部材５ｘ−ｓｚを備えている
。今、ＮＣ制御装置１００によって移動体１０ＺＸ軸移
動すべく、移動指令信号Ｘｏでサーボモータ厭を駆動さ
せると、３次元測長部材ＳＸから送り制御器ＸＣに移動
体１０の移動量Ｘ１がフィードバックし、Ｘ軸方向の移
動量が補正される。これと同時に、この軸移動方向と直
交するＹ、Ｚ軸方向の変位量ΔＹ、Δ２が３次元測長部
材ＳＸから各送り制御器ｙｃ、ｚｃの逆転端子に入力す
る。この結果、変位量ΔＹ、ΔＺ’に打ち消す方向に送
り制御器ｙｃ、ｚｃからサーボモータＭＹ、ＭＺを逆転
させる補正指令が発信され、移動体１０を軸移動の各位
置で補正する。勿論能の移動軸方向（Ｙ、Ｚ）について
も同様に移動体１０を補正移動させることができる。
゛従って、本発明の多次元高精度補正装置による）
ｊ ときは、移動体の変位を３次元測長部材によって検出し
、これで送り制御器ンコントロールして移動体を補正す
るから、単に３組の３次元測長部材を移動体に装備する
だけの外部部材の付設だけで良く、既存の工作機械乞そ
の必要精度に対応した移動体の移動精度（位置決め精度
）を保証することができる。
そして、第２の本発明多次元高精度補正装置は、移動体
１０に各軸の１次元測長部材ｓｘ’−ｓｚ’ｖ備えるほ
か、機械特性となる移動体ｌＯの各軸方向の各移動位置
での移動方向と直交する方向の変位■ΔＸ。
１０に各軸の１次元測長部材ｓｘ’−ｓｚ’ｖ備えるほ
か、機械特性となる移動体ｌＯの各軸方向の各移動位置
での移動方向と直交する方向の変位■ΔＸ。
△Ｙ、ΔＺを予め測定したデータに基づいてＮＣｊｌｉ
ｌＪ御装置１００の変位メモ’Ｊ ）（ＭＸ −ＨＭＺ
に登録されている。
ｌＪ御装置１００の変位メモ’Ｊ ）（ＭＸ −ＨＭＺ
に登録されている。
このため、今、ＮＣ制御装置１００によって移動体１０
をＸ軸移動すべく、移動指令信号ＸｏでサーボモータＭ
ｘヲ駆動すると、１次元測長部材ＳＸ１から送り制御器
ＸＣに移動体の移動量Ｘ１がフィードバックし、Ｘ軸方
向の移動量が補正される。勿論、ホ゛−ルイ・ジに熱変
位があればこれも補正される。これと同時に、この軸移
動方向と直交するＹ、Ｚ軸方向の変位量△Ｙ、△２が１
次元測長部材ＳＸ１からの移動体１０ ・の移動
位置信号に対応して変位メモ’Ｊ ）（ＭＹ 、 ＨＭ
Ｚから出力する。この出力でＮＣ制御装置１００は、送
り制御器ｙｃ、ｚｃに変位量信号△Ｙ、ΔＺを出力し、
移動体１０をこの変位量△Ｙ、Δ２を打ち消す方向に補
正移動する。勿論、他の移動軸（Ｙ、Ｚ）についても同
様に移動体を補正移動させることができる。
をＸ軸移動すべく、移動指令信号ＸｏでサーボモータＭ
ｘヲ駆動すると、１次元測長部材ＳＸ１から送り制御器
ＸＣに移動体の移動量Ｘ１がフィードバックし、Ｘ軸方
向の移動量が補正される。勿論、ホ゛−ルイ・ジに熱変
位があればこれも補正される。これと同時に、この軸移
動方向と直交するＹ、Ｚ軸方向の変位量△Ｙ、△２が１
次元測長部材ＳＸ１からの移動体１０ ・の移動
位置信号に対応して変位メモ’Ｊ ）（ＭＹ 、 ＨＭ
Ｚから出力する。この出力でＮＣ制御装置１００は、送
り制御器ｙｃ、ｚｃに変位量信号△Ｙ、ΔＺを出力し、
移動体１０をこの変位量△Ｙ、Δ２を打ち消す方向に補
正移動する。勿論、他の移動軸（Ｙ、Ｚ）についても同
様に移動体を補正移動させることができる。
従って、本発明多次元高精度補正装置によるときは、Ｎ
Ｃ制御装置に各軸の変位メモリを付設し１１次元測長部
材からの移動位置信号に対応して各軸の変位量を変位メ
モリから呼び出し、移動体を補正するから、単に３組の
変位メモリをＮＣ制御装置に装備するだけの外部部材の
付設だけで良く、既存の工作機械をその必要精度に対応
した移動体の移動精度（位置決め精度）を保証すること
ができ、 る。
Ｃ制御装置に各軸の変位メモリを付設し１１次元測長部
材からの移動位置信号に対応して各軸の変位量を変位メ
モリから呼び出し、移動体を補正するから、単に３組の
変位メモリをＮＣ制御装置に装備するだけの外部部材の
付設だけで良く、既存の工作機械をその必要精度に対応
した移動体の移動精度（位置決め精度）を保証すること
ができ、 る。
第１図は本発明の対象機械となる工作機械の斜視図、第
２図は３軸方向の変位現象をモデル°化した斜視図、第
３図は本発明多次元高精度補正装置の第１発明実施例を
示すブロック線図、第４図は光学式の３次元測長部材を
示す分解斜視図、第５図は断面図、第６図は磁気式の３
次元測長部材を示す斜視図、第７図は断面図、第８図は
本発明多次元高精度補正装置の第２発明実施例を示すブ
ロック線図である。 １０・・・移動体、△Ｘ、△Ｙ、△２・・・変位量、葦
〜ＭＺ−−・サーボモータ、５Ｘ−３Ｚ（ＳＸ’〜ＳＺ
’）−・３次元測長部材、１００・・・ＮＣ制御装置、
ＸＯ〜Ｚｏ・・・移動指令信号、Ｘ１〜Ｚ１・・・移動
Ｈ１ｘｃ−ｚｃ・・・送り制御器、ＤＵ・・・駆動部、
ＨＭＸ−ＨＭＺ−・・変位メモリ、１１、 １１０・・
・スケール板、ＳＨ・・・測長へ”メト。
２図は３軸方向の変位現象をモデル°化した斜視図、第
３図は本発明多次元高精度補正装置の第１発明実施例を
示すブロック線図、第４図は光学式の３次元測長部材を
示す分解斜視図、第５図は断面図、第６図は磁気式の３
次元測長部材を示す斜視図、第７図は断面図、第８図は
本発明多次元高精度補正装置の第２発明実施例を示すブ
ロック線図である。 １０・・・移動体、△Ｘ、△Ｙ、△２・・・変位量、葦
〜ＭＺ−−・サーボモータ、５Ｘ−３Ｚ（ＳＸ’〜ＳＺ
’）−・３次元測長部材、１００・・・ＮＣ制御装置、
ＸＯ〜Ｚｏ・・・移動指令信号、Ｘ１〜Ｚ１・・・移動
Ｈ１ｘｃ−ｚｃ・・・送り制御器、ＤＵ・・・駆動部、
ＨＭＸ−ＨＭＺ−・・変位メモリ、１１、 １１０・・
・スケール板、ＳＨ・・・測長へ”メト。
Claims (3)
- （１）多次元移動する移動体の各移動軸方向と直交する
方向の変位を打ち消すべく、この変位量の逆方向変位量
を補正値とし、ＮＣ制御装置からの移動指令信号で駆動
されるサーボモータを、直交する側の送り制御器とこの
駆動部を介して補正移動することを特徴とする移動体の
多次元高精度補正方法。 - （２）多次元移動する移動体の各軸に３次元測長部材を
備え、この３次元測長部材は移動軸方向の移動量のほか
この軸と直交する方向の変位量を検出することができ、
ＮＣ制御装置からの移動指令信号で各軸サーボモータを
介して移動体に送りを掛ける送り制御器に対して、３次
元測長部材の移動量のほか変位量信号を補正入力として
フィードバック接続し、移動体の移動方向と直交する方
向の変位をその移動位置と対応して変位補正することを
特徴とする移動体の多次元高精度補正装置。 - （３）多次元移動する移動体の各軸に１次元測長部材を
備えるほか、ＮＣ制御装置に各軸送り方向と直交する方
向の変位量を移動体の各移動位置との対応で予め測定し
て記憶する各軸の変位メモリを備え、ＮＣ制御装置によ
る移動体の移動時に、各軸の１次元測長部材からの位置
信号を受ける各変位メモリが変位量を呼び出し、この変
位量信号で移動体の各移動位置での変位補正を行うこと
を特徴とする移動体の多次元高精度補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17727884A JPS6156857A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 移動体の多次元高精度補正方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17727884A JPS6156857A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 移動体の多次元高精度補正方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156857A true JPS6156857A (ja) | 1986-03-22 |
Family
ID=16028247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17727884A Pending JPS6156857A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 移動体の多次元高精度補正方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6156857A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0539564A1 (en) * | 1991-05-09 | 1993-05-05 | Caterpillar Inc | METHOD AND APPARATUS FOR SELECTIVELY FORMING A PLATE EDGE. |
| WO2012101788A1 (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | 三菱電機株式会社 | 誤差表示装置及び誤差表示方法 |
| CN107525457A (zh) * | 2016-06-16 | 2017-12-29 | 株式会社三丰 | 工业机械 |
-
1984
- 1984-08-25 JP JP17727884A patent/JPS6156857A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0539564A1 (en) * | 1991-05-09 | 1993-05-05 | Caterpillar Inc | METHOD AND APPARATUS FOR SELECTIVELY FORMING A PLATE EDGE. |
| EP0539564A4 (ja) * | 1991-05-09 | 1994-02-02 | Caterpillar Inc. | |
| WO2012101788A1 (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | 三菱電機株式会社 | 誤差表示装置及び誤差表示方法 |
| JP5014525B1 (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-29 | 三菱電機株式会社 | 誤差表示装置及び誤差表示方法 |
| CN103328155A (zh) * | 2011-01-26 | 2013-09-25 | 三菱电机株式会社 | 误差显示装置及误差显示方法 |
| CN107525457A (zh) * | 2016-06-16 | 2017-12-29 | 株式会社三丰 | 工业机械 |
| CN107525457B (zh) * | 2016-06-16 | 2020-12-01 | 株式会社三丰 | 工业机械 |
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