數值控制裝置以及螺距誤差計算方法
【專利摘要】本發明涉及一種能夠迅速地計算滾珠絲杠的螺距誤差的數值控制裝置以及螺距誤差計算方法。數值控制裝置的CPU執行螺距誤差計算處理。CPU使臺移動整個行程并且每隔規定時間測量一次位置(S3)，將測量出的信息記錄到存儲于RAM的表中(S4)。CPU計測第一基準點(c1)和第二基準點(c2)的各位置(S2、S8)，記錄到存儲于RAM的表中。CPU基于表來計算每個校正間隔的移動時間(f)(S10)，按每個校正間隔依次計算螺距誤差(S11～S15)。現有技術按每個校正間隔停止工作臺來分別計算螺距誤差。與現有技術相比，數值控制裝置能夠迅速地計算滾珠絲杠的螺距誤差。
【專利說明】數值控制裝置以及螺距誤差計算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數值控制裝置以及螺距誤差計算方法。
【背景技術】
[0002]以往，數值控制裝置預先存儲機床的滾珠絲杠的螺距誤差量，在工作臺等移動時讀出校正量來對滾珠絲杠的螺距誤差進行校正。數值控制裝置預先使工作臺在滾珠絲杠的整個行程中在每隔規定間隔的位置處停止，通過激光測長儀等對螺距誤差進行測量。數值控制裝置計算各測量點處的校正量，存儲所計算出的校正量。數值控制裝置在工作臺移動時基于當前的位置取出相應的校正量并對螺距誤差進行校正。
[0003]當規定間隔大時，數值控制裝置不知道規定間隔內的螺距誤差，因此無法正確地進行校正。當規定間隔小時，數值控制裝置能夠精細地進行校正，但是由于測量點變多，因此測量耗費時間。日本特許公開2000年99119號公報公開了滾珠絲杠螺距誤差的校正方法。在該方法中，按每個導程間隔測量滾珠絲杠的誤差量，提取出代表性的一個區間(或多處)。對提抽出的區間進行細分，在進行細分所得的位置處測量螺距誤差，將測量值反映到所有區間。
[0004]專利文獻I所記載的校正方法是將代表性的一個區間反映到所有區間，因此未反應出實際的測量誤差。在滾珠絲杠的導程間隔小的情況下，測量間隔變小。因此測量點增力口，測量時間變長。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種能夠迅速地計算滾珠絲杠的螺距誤差的數值控制裝置以及螺距誤差計算方法。
[0006]技術方案I的數值控制裝置對通過滾珠絲杠將機床的移動體移動到控制位置的電動機的動作進行控制，并且使用存儲裝置所存儲的上述滾珠絲杠的螺距誤差來對上述移動體進行定位，該數值控制裝置的特征在于，具備:第一測量部，其使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規定時間測量一次上述移動體的位置；存儲部，其將移動位置信息存儲到上述存儲裝置中，該移動位置信息是由上述第一測量部測量出的每隔上述規定時間的上述移動體的位置的信息；第二測量部，其使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的多個基準位置分別停止時的實際位置；第一計算部，其基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算多個移動時間，該多個移動時間是上述移動體分別到達由上述第二測量部測量出的上述多個移動位置所需的時間；第二計算部，其基于由上述第一計算部分別計算出的上述多個移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；第三計算部，其基于由上述第二計算部計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置；以及第四計算部，其計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的由上述第三計算部計算出的上述近似位置之差。因此，數值控制裝置能夠迅速地計算螺距誤差。
[0007]技術方案2的數值控制裝置的特征在于，上述第二測量部使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的兩個基準位置分別停止時的實際位置；上述第一計算部基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算第一移動時間和第二移動時間，該第一移動時間和第二移動時間是上述移動體分別到達由上述第二測量部測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時間；上述第二計算部基于由上述第一計算部分別計算出的上述第一移動時間和上述第二移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；上述第三計算部基于由上述第二計算部計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置；以及上述第四計算部計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的由上述第三計算部計算出的上述近似位置之差。因此，數值控制裝置能夠迅速地計算螺距誤差。
[0008]技術方案3的數值控制裝置的特征在于，上述基準位置是上述移動體從上述一端開始移動之后達到上述固定速度的位置。緊接在移動開始之后，移動體未達到固定速度。基準位置是達到固定速度的位置。因此，數值控制裝置在計算螺距誤差時，能夠以簡單的近似式來計算。
[0009]技術方案4、5的數值控制裝置的特征在于，上述第一計算部在上述移動位置信息中分別確定由每隔上述規定時間的上述移動體的位置構成的上述位置的多個區間中的、上述第一移動位置和上述第二移動位置所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各位置分別對應的兩個對應時間，通過直線近似法來分別計算上述第一移動時間和上述第二移動時間。第一計算部使用直線近似法，因此能夠容易地計算第一移動時間和第二移動時間。
[0010]技術方案6?9的數值控制裝置的特征在于，上述第三計算部基于上述第一移動時間或上述第二移動時間來分別計算每個上述校正間隔的上述移動體的到達預測時間，確定上述移動位置信息的每隔上述規定時間的多個區間中的、所計算出的上述到達預測時間所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各時間分別對應的兩個對應位置，通過直線近似法來計算與上述校正位置對應的上述近似位置。第三計算部使用直線近似法，因此能夠容易地計算與校正位置對應的近似位置。
[0011]技術方案10的數值控制裝置的特征在于，上述第一測量部使用激光測長儀來每隔上述規定時間測量一次上述移動體的位置。因此，第一測量部能夠容易地每隔規定時間測量一次移動體的位置。
[0012]技術方案11的螺距誤差計算方法在對通過滾珠絲杠將機床的移動體移動到控制位置的電動機的動作進行控制的數值控制裝置中計算上述滾珠絲杠的螺距誤差，該螺距誤差計算方法的特征在于，具備以下工序:第一測量工序，使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規定時間測量一次上述移動體的位置；存儲工序，將移動位置信息存儲到存儲裝置中，該移動位置信息是通過上述第一測量工序測量出的每隔上述規定時間的上述移動體的位置的信息；第二測量工序，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的多個基準位置分別停止時的實際位置；第一計算工序，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算多個移動時間，該多個移動時間是上述移動體分別到達通過上述第二測量工序測量出的上述多個移動位置所需的時間；第二計算工序，基于通過上述第一計算工序分別計算出的上述多個移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；第三計算工序，基于通過上述第二計算工序計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置；以及第四計算工序，計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的通過上述第三計算工序計算出的上述近似位置之差。因此，數值控制裝置通過進行本方法，能夠迅速地計算滾珠絲杠的螺距誤差。
[0013]技術方案12的螺距誤差計算方法的特征在于，在上述第二測量工序中，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的兩個基準位置分別停止時的實際位置；在上述第一計算工序中，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算第一移動時間和第二移動時間，該第一移動時間和第二移動時間是上述移動體分別到達通過上述第二測量工序測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時間；在上述第二計算工序中，基于通過上述第一計算工序分別計算出的上述第一移動時間和上述第二移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔；在上述第三計算工序中，基于通過上述第二計算工序計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置；以及在上述第四計算工序中，計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的通過上述第三計算工序計算出的上述近似位置之差。因此，數值控制裝置通過進行本方法，能夠迅速地計算滾珠絲杠的螺距誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是作為機床2的一部分的工作臺機構3的立體圖。
[0015]圖2是表示數值控制裝置I和機床2的電氣結構的框圖。
[0016]圖3是處理SI的工序圖。
[0017]圖4是處理S2的工序圖。
[0018]圖5是處理S3的工序圖。
[0019]圖6是處理S8的工序圖。
[0020]圖7是螺距誤差計算處理的流程圖。
[0021]圖8是表51 (S2結束時)的概念圖。
[0022]圖9是表52的概念圖。
[0023]圖10是表51 (S8結束時)的概念圖。
[0024]圖11是表53的概念圖。
[0025]圖12是表54的概念圖。[0026]圖13是在評價實驗中示出本發明方法和以往方法的結果的曲線圖。
[0027]圖14是表示以本發明方法進行校正所得的結果的曲線圖。
【具體實施方式】
[0028]說明本發明的一個實施方式。如圖1所示，數值控制裝置I是基于NC程序來控制機床2的軸移動來對工作臺6上的被加工件(省略圖示)實施切削加工的機械。機床2的左右方向、前后方向、上下方向分別是X軸方向、Y軸方向、Z軸方向。
[0029]參照圖1、2說明機床2的結構。機床2具備主軸機構(省略圖示)、主軸升降機構(省略圖示)、換刀裝置(省略圖示)、工作臺機構3。主軸機構具備主軸電動機32 (參照圖2)，用于使安裝有刀具的主軸進行旋轉。主軸升降機構具備Z軸電動機31 (參照圖2)，以能夠使主軸沿Z軸方向升降的方式支承主軸。
[0030]如圖1所示，工作臺機構3具備基座4、輸送體5、工作臺6、X軸電動機33、Y軸電動機34等。輸送體5在基座4上移動。工作臺6在輸送體5上移動。基座4的上表面具備一對直線導軌(linear guide) 70直線導軌7沿Y軸方向引導輸送體5。滾珠絲杠8配置于一對直線導軌7之間。輸送體5的下表面具備螺母(省略圖示)。螺母與滾珠絲杠8螺紋結合。Y軸電動機34使滾珠絲杠8進行旋轉來使輸送體5與螺母一起沿Y軸方向移動。
[0031]輸送體5的上表面具備一對直線導軌9。直線導軌9沿X軸方向引導工作臺6。滾珠絲杠10配置于一對直線導軌9之間。工作臺6的下表面具備螺母(省略圖示)。螺母與滾珠絲杠10螺紋結合。X軸電動機33使滾珠絲杠10進行旋轉來使工作臺6與螺母一起沿X軸方向移動。工作臺6通過輸送體5沿Y軸方向移動。即工作臺6能夠在X軸方向和Y軸方向上移動。
[0032]換刀裝置具備刀庫電動機35 (參照圖2)，對保持多個刀具的刀庫(省略圖示)進行驅動，將安裝于主軸的刀具更換為其它刀具。機床2具備操作面板(省略圖示)。操作面板具備輸入裝置17和顯示裝置18 (參照圖2)。輸入裝置17是用于進行各種輸入、設定等的設備。顯示裝置18顯示各種顯示畫面、設定畫面等。輸入裝置17和顯示裝置18與數值控制裝置I的后述的輸入輸出部15連接。激光測長儀19安裝于工作臺6的規定部位，計測工作臺6的位置。激光測長儀19 (參照圖2)與數值控制裝置I連接。
[0033]Z軸電動機31具備編碼器41。主軸電動機32具備編碼器42。X軸電動機33具備編碼器43。Y軸電動機34具備編碼器44。刀庫電動機35具備編碼器45。編碼器41?45與數值控制裝置I的后述的驅動電路21?25分別連接。
[0034]參照圖2說明數值控制裝置I的電氣結構。數值控制裝置I具備CPUl1、ROMl2,RAM13、非易失性存儲裝置14、輸入輸出部15、驅動電路21?25等。CPUll對數值控制裝置I進行統一控制。R0M12除了存儲主程序以外，還存儲螺距誤差校正程序等各種程序。螺距誤差校正程序是執行后述的螺距誤差計算處理(參照圖7)的程序。RAM13暫時存儲各種處理執行過程中的各種數據。非易失性存儲裝置14存儲由作業員通過輸入裝置17進行輸入而登記的多個NC程序等。NC程序由包含各種控制指令的多個塊構成，以塊為單位來控制包括機床2的軸移動、換刀等在內的各種動作。
[0035]驅動電路21與Z軸電動機31和編碼器41連接。驅動電路22與主軸電動機32和編碼器42連接。驅動電路23與X軸電動機33和編碼器43連接。驅動電路24與Y軸電動機34和編碼器44連接。驅動電路25與刀庫電動機35和編碼器45連接。驅動電路21?25從CPUll接收指令信號，向對應的各電動機31?35分別輸出驅動電流。驅動電路21?25從編碼器41?45接收反饋信號，進行位置和速度的反饋控制。輸入輸出部15與輸入裝置17、顯示裝置18、激光測長儀19分別連接。
[0036]使用者能夠利用輸入裝置17從多個NC程序中選擇一個NC程序。CPUll將選擇出的NC程序顯示在顯示裝置18上。CPUll基于顯示在顯示裝置18上的NC程序來控制機床2的動作。
[0037]也可以由外部設備(省略圖示)來存儲螺距誤差校正程序，執行螺距誤差計算處理，將計算出的螺距誤差傳輸給數值控制裝置I。外部設備與數值控制裝置I連接。
[0038]參照圖3?圖6的工序圖、圖7的流程圖、圖8?圖12的各種表來說明螺距誤差計算處理。使用者利用輸入裝置17選擇要校正螺距誤差的軸。CPUll從R0M12讀入螺距誤差校正程序，對所選擇的軸執行本處理。本實施方式以選擇了 X軸的情況為一例來進行說明。
[0039]參照圖3說明測量條件。本實施方式測量滾珠絲杠10 (參照圖1)的螺距誤差。滾珠絲杠10使工作臺6沿X軸方向移動。工作臺6移動的整個行程為300mm。整個行程的一端為原點，另一端為終點。第一基準點cl為從原點起向終點側偏離了 2.0mm的位置,第二基準點c2為從終點起向原點側偏離了 2.0mm的位置。將第一基準點cl和第二基準點c2設定為后述的S3的處理中工作臺6開始移動后達到固定速度Vl的位置。從原點向終點的方向為正(+)方向，從終點向原點的方向為負(-)方向。
[0040]如圖3所示，CPUll將工作臺6移動到原點，將激光測長儀19的位置設定為零
(Si)。
[0041]如圖4所示，CPUll在使工作臺6從原點移動到終點之后，使其從終點移動到第二基準點c2，利用激光測長儀19來計測停止在第二基準點c2的工作臺6的位置(S2)。以與后述S3的處理中移動的行進方向相同的方向進行工作臺6向第二基準點c2的移動。向第二基準點c2的移動指令為298.0mm,而位置為297.9844。計測結果以圖8所示的表51存儲在RAM13中。此時，表51的第一基準點Cl (與2.0mm對應的位置)為未測量。之后，CPUll使工作臺6移動到終點。
[0042]如圖5所示，CPUll使工作臺6以固定速度Vl移動整個行程(從終點到原點)，并且利用激光測長儀19每隔規定時間計測一次工作臺6的位置(S3)。規定時間設定為約IOOmsec0工作臺6的行進方向為從終點向原點的負方向。工作臺6在開始移動時漸漸加速后以固定速度Vl移動。工作臺6在停止移動時從固定速度Vl漸漸減速而停止。計測結果作為移動位置信息以表52 (參照圖9)存儲在RAM13中(S4)。表52包含每隔100msec的時間a以及與時間a分別對應的工作臺6的位置b (mm)的信息。此外,CPUll每隔IOOmsec通過輸入輸出部15向激光測長儀19輸出測量指示，但是根據CPUll的負荷等不同，計測時間并不必須以IOOmsec為間隔。
[0043]CPUll判斷計測間隔是否處于規定范圍外(S5)。本實施方式將計測間隔設定為100msec,將規定范圍設定為80msec?120msec。在計測間隔處于規定范圍外時(S5 是”),CPUll在顯示裝置18上進行異常顯示(S6)，進行重新測量準備(S7)。重新測量準備包括將表52中記錄的信息刪除、將工作臺6的位置移動到終點等作業。在重新測量準備完成之后，CPUll再次執行S3、S4的處理。也可以在異常次數達到規定次數(例如兩次)時，CPUll在進行異常顯示之后強制結束本處理。
[0044]在計測間隔處于規定范圍內時(S5 否”)，CPU11在使工作臺6移動到終點之后，使其移動到第一基準點Cl，利用激光測長儀19來計測停止在第一基準點Cl的工作臺6的位置(參照S8、圖6)。以與上述S3的處理中移動的行進方向相同的方向來進行工作臺6向第一基準點Cl的移動。如圖10所示，計測結果以表51記錄在RAM13中。向第一基準點cl的移動指令為2.0mm,而位置為1.9994。
[0045]CPUll搜索表51中記錄的兩個測量位置d屬于在S3的處理中計測出的表52 (參照圖9)的各測量位置b的哪個區間。例如，作為第二基準點c2的測量位置d的297.9844mm在表52中屬于297.7547mm與298.7647mm的區間。CPUll使用所搜索到的區間的時間a來通過直線近似法計算第一移動時間el和第二移動時間e2(S9)。第一移動時間el為移動到第一基準點Cl所花費的估計時間。第二移動時間e2為移動到第二基準點c2所花費的估計時間。
[0046]在上述例中，CPUll使用299.9493msec和199.9240msec,通過直線近似法來計算第二移動時間e2。299.9493msec為與297.7547mm對應的時間a。199.9240msec為與298.7647mm對應的時間a。通過直線近似法進行計算的結果是，第二移動時間e2為275.3mseCt)CPUll如果也同樣地計算第一移動時間el，則第一移動時間el為29875.5msec。CPUll將第一移動時間el和第二移動時間e2以表53存儲在RAM13中(參照圖11)。
[0047]CPUll計算每個校正間隔的移動時間f (SlO)。在本實施例中，校正間隔為2mm。通過以下的式子來計算移動時間f。
[0048].f= ((29875.5-275.3) / (298-2)) X 2=200.0014msec
[0049]因此，在第三工序的移動中，移動校正間隔(2mm)的時間為200.0014msec。
[0050]CPUll將校正位置P設定為第一基準點Cl，將時間t設定為第一移動時間el (Sll)。CPUll將校正間隔與校正位置P相加，用時間t減去移動時間f (S12)。CPUll判斷校正位置P是否為第二基準點c2 (S13)。在校正位置P不是第二基準點c2時(S13:“否”)，CPUll計算近似位置h(S14)。
[0051]CPUll通過以下的方法來計算近似位置h。CPUll用第一移動時間el減去移動時間f。第一移動時間el減去移動時間f所得的時間為g。CPUll搜索時間g與表52中的時間a的哪個區間相應。CPUll使用所搜索到的區間的前后的位置b來通過直線近似法計算每個校正間隔的近似位置h(S14)。
[0052]CPUll計算螺距誤差(S15)。螺距誤差為校正量，通過校正位置p_近似位置h來計算。CPUll以表54的形式將與校正位置P對應的時間g、近似位置h、誤差分別存儲在RAM13中(參照圖12)。CPUll返回S12，CPU11再次將校正間隔與校正位置P相加，用時間t減去移動時間f (S12)。CPUll直到校正位置P變為第二基準點c2為止(S13 否”)按每個校正位置P計算時間g、近似位置h、誤差(S14，S15)，以表54的形式依次記錄在RAM13中。
[0053]在校正位置P為第二基準點c2時(S13 是”)，CPU11將表54的誤差作為螺距誤差校正量存儲在非易失性存儲裝置14中(S16)，結束本處理。在工作臺6移動時，CPUll基于當前的位置取出相應的螺距誤差校正量來對螺距誤差進行校正。
[0054]為了對本發明的效果進行確認而進行了評價實驗。參照圖13、圖14說明其結果。圖13示出曲線圖A和B。曲線圖A表示按本發明方法計算出的滾珠絲杠的每個校正間隔的螺距誤差。曲線圖B表示按以往方法計算出的滾珠絲杠的每個校正間隔的螺距誤差。在以往方法中，按每個校正間隔停止工作臺6來計測位置，計算螺距誤差量，因此螺距誤差是準確的。如圖13所示，曲線圖A的螺距誤差與曲線圖B為基本相同的螺距誤差。圖14是使用曲線圖A的螺距誤差對滾珠絲杠的螺距誤差進行校正所得的結果。螺距誤差變化為大致零附近。因此，本評價實驗的結果證明了本發明方法能夠得到與以往方法相同程度的精度。本發明方法無需按每個校正間隔停止工作臺6，因此與以往方法相比能夠縮短測量時間。[0055]在以上說明中，工作臺6相當于本發明的移動體，RAM13相當于本發明的存儲裝置，執行S3的處理的CPUll相當于本發明的第一測量部，執行S4的處理的CPUll相當于本發明的存儲部，執行S2、S8的處理的CPUll相當于本發明的第二測量部，執行S9的處理的CPUll相當于本發明的第一計算部，執行SlO的處理的CPUll相當于本發明的第二計算部，執行S14的處理的CPUll相當于本發明的第三計算部，執行S15的處理的CPUll相當于本發明的第四計算部。
[0056]CPUll所執行的S3的處理步驟相當于本發明的第一測量工序，S4的處理步驟相當于本發明的存儲工序，S2、S8的處理步驟相當于本發明的第二測量工序，S9的處理步驟相當于本發明的第一計算工序，SlO的處理步驟相當于本發明的第二計算工序，S14的處理步驟相當于本發明的第三計算工序，S15的處理步驟相當于本發明的第四計算工序。
[0057]如以上所說明的那樣，本實施方式的數值控制裝置I執行螺距誤差計算處理(參照圖7)。CPUll在S3的處理中，移動滾珠絲杠10的整個行程并且每隔規定時間測量一次位置，將測量出的信息記錄到存儲于RAM13的表52中。CPUll在S2、S8的處理中，計測第一基準點Cl和第二基準點c2的各位置，記錄到存儲于RAM13的表51中。CPUll基于表51、52，按每個校正間隔計算滾珠絲杠10整體的螺距誤差。因此，數值控制裝置I能夠迅速地計算出滾珠絲杠10的螺距誤差來進行校正。
[0058]上述實施方式將第一基準點Cl和第二基準點c2設定為工作臺6開始移動之后達到固定速度Vl的位置。假如在工作臺未達到固定速度Vl的位置處設定各基準點，則數值控制裝置I無法準確地計算反映了滾珠絲杠10整體的螺距誤差。數值控制裝置I將各基準點設定為達到固定速度Vl的位置，因此，能夠更準確地計算出滾珠絲杠10整體的螺距誤差。
[0059]本發明不限定于上述實施方式，能夠進行各種變形。在上述實施方式中對滾珠絲杠10設定兩個基準點(第一基準點Cl和第二基準點C2)，但也可以是三個以上。
[0060]上述實施方式的移動方向為負方向，但也可以是正方向。
[0061]上述實施方式使用激光測長儀19來計測工作臺6的位置，但也可以通過其它方法來計測工作臺6的位置。
[0062]在上述實施方式中，上述的螺距誤差計算處理并不限定于由CPUll來執行的例子，也可以由其它電子部件(例如 ASIC !application specific integrated circuit (專用集成電路))來執行。
【權利要求】
1.一種數值控制裝置(I)，對通過滾珠絲杠(8、10)將機床(2)的移動體(6)移動到控制位置的電動機(31、33、34)的動作進行控制，并且使用存儲裝置(13)所存儲的上述滾珠絲杠的螺距誤差來對上述移動體進行定位，該數值控制裝置的特征在于，具備: 第一測量部(11、S3)，其使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規定時間測量一次上述移動體的位置； 存儲部(11、S4)，其將移動位置信息(52)存儲到上述存儲裝置中，該移動位置信息是由上述第一測量部測量出的每隔上述規定時間的上述移動體的位置的信息； 第二測量部(11、S2、S8)，其使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的多個基準位置(Cl、c2)分別停止時的實際位置⑷； 第一計算部(11、S9)，其基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算多個移動時間(el、e2)，該多個移動時間是上述移動體分別到達由上述第二測量部測量出的上述多個移動位置所需的時間； 第二計算部(11、SlO)，其基于由上述第一計算部分別計算出的上述多個移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間(f)，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 第三計算部(11、S14)，其基于由上述第二計算部計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置(h);以及 第四計算部(11、S15)，其計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的由上述第三計算部計算出的上述近似位置之差。
2.根據權利要求1所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第二測量部(11、S2、S8)使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的兩個基準位置(cl、c2)分別停止時的實際位置(d)； 上述第一計算部(11、S9)基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算第一移動時間(el)和第二移動時間(e2)，該第一移動時間和第二移動時間是上述移動體分別到達由上述第二測量部測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時間； 上述第二計算部(11、S10)基于由上述第一計算部分別計算出的上述第一移動時間和上述第二移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間(f)，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 上述第三計算部(11、S14)基于由上述第二計算部計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置(h);以及 上述第四計算部(11、S15)計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的由上述第三計算部計算出的上述近似位置之差。
3.根據權利要求2所述的數值控制裝置，其特征在于，上述基準位置是上述移動體從上述一端開始移動之后達到上述固定速度的位置。
4.根據權利要求2所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第一計算部在上述移動位置信息中分別確定由每隔上述規定時間的上述移動體的位置構成的上述位置的多個區間中的、上述第一移動位置和上述第二移動位置所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各位置分別對應的兩個對應時間，通過直線近似法來分別計算上述第一移動時間和上述第二移動時間。
5.根據權利要求3所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第一計算部在上述移動位置信息中分別確定由每隔上述規定時間的上述移動體的位置構成的上述位置的多個區間中的、上述第一移動位置和上述第二移動位置所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各位置分別對應的兩個對應時間，通過直線近似法來分別計算上述第一移動時間和上述第二移動時間。
6.根據權利要求2所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第三計算部基于上述第一移動時間或上述第二移動時間來分別計算每個上述校正間隔的上述移動體的到達預測時間，確定上述移動位置信息的每隔上述規定時間的多個區間中的、所計算出的上述到達預測時間所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各時間分別對應的兩個對應位置，通過直線近似法來計算與上述校正位置對應的上述近似位置。
7.根據權利要求3所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第三計算部基于上述第一移動時間或上述第二移動時間來分別計算每個上述校正間隔的上述移動體的到達預測時間，確定上述移動位置信息的每隔上述規定時間的多個區間中的、所計算出的上述到達預測時間所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各時間分別對應的兩個對應位置，通過直線近似法來計算與上述校正位置對應的上述近似位置。
8.根據權利要求4所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第三計算部基于上述第一移動時間或上述第二移動時間來分別計算每個上述校正間隔的上述移動體的到達預測時間，確定上述移動位置信息的每隔上述規定時間的多個區間中的、所計算出的上述到達預測時間所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各時間分別對應的兩個對應位置，通過直線近似法來計算與上述校正位置對應的上述近似位置。
9.根據權利要求5所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第三計算部基于上述第一移動時間或上述第二移動時間來分別計算每個上述校正間隔的上述移動體的到達預測時間，確定上述移動位置信息的每隔上述規定時間的多個區間中的、所計算出的上述到達預測時間所屬的上述區間，使用與所確定出的各個上述區間的最初和最后的各時間分別對應的兩個對應位置，通過直線近似法來計算與上述校正位置對應的上述近似位置。
10.根據權利要求1~9中的任一項所述的數值控制裝置，其特征在于， 上述第一測量部使用激光測長儀來每隔上述規定時間測量一次上述移動體的位置。
11.一種數值控制裝置的螺距誤差計算方法，在對通過滾珠絲杠將機床的移動體移動到控制位置的電動機的動作進行控制的數值控制裝置中計算上述滾珠絲杠的螺距誤差，該螺距誤差計算方法的特征在于，具備以下工序: 第一測量工序，使上述移動體以固定速度移動上述滾珠絲杠的整個行程，在該移動體從上述整個行程的一端起開始移動之后，每隔規定時間測量一次上述移動體的位置； 存儲工序，將移動位置信息存儲到存儲裝置中，該移動位置信息是通過上述第一測量工序測量出的每隔上述規定時間的上述移動體的位置的信息； 第二測量工序，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量多個移動位置，該多個移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的多個基準位置分別停止時的實際位置；第一計算工序，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算多個移動時間，該多個移動時間是上述移動體分別到達通過上述第二測量工序測量出的上述多個移動位置所需的時間； 第二計算工序，基于通過上述第一計算工序分別計算出的上述多個移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 第三計算工序，基于通過上述第二計算工序計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置；以及 第四計算工序，計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的通過上述第三計算工序計算出的上述近似位置之差。
12.根據權利要求11所述的數值控制裝置的螺距誤差計算方法，其特征在于， 在上述第二測量工序中，使上述移動體從上述一端起移動，分別測量第一移動位置和第二移動位置，該第一移動位置和第二移動位置是該移動體在上述整個行程內預先設定的兩個基準位置分別停止時的實際位置； 在上述第一計算工序中，基于存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，分別計算第一移動時間和第二移動時間，該第一移動時間和第二移動時間是上述移動體分別到達通過上述第二測量工序測量出的上述第一移動位置和上述第二移動位置所需的時間； 在上述第二計算工序中，基于通過上述第一計算工序分別計算出的上述第一移動時間和上述第二移動時間，分別計算每個校正間隔的移動時間，該校正間隔是對上述螺距誤差進行校正的上述滾珠絲杠的校正位置的間隔； 在上述第三計算工序中，基于通過上述第二計算工序計算出的每個上述校正間隔的上述移動時間以及存儲在上述存儲裝置中的上述移動位置信息，計算與上述校正位置對應的上述移動體的近似位置；以及 在上述第四計算工序中，計算上述螺距誤差，該螺距誤差是上述校正位置與對應的通過上述第三計算工序計算出的上述近似位置之差。
【文檔編號】G05B19/404GK103576605SQ201310309044
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2012年7月27日
【發明者】阿久澤智規, 小島輝久 申請人:兄弟工業株式會社