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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der vorliegenden
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren und eine
Steuervorrichtung zur Steuerung von Betrieben von zwei (zwei Arten
von) Antriebsmechanismen für
ein relatives Bewegen einer Hauptspindel entlang einer ausgewählten Achse in
einem NC-Maschinenwerkzeug.
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Die
Druckschrift US-A 5 315 526 beschreibt ein Steuergerät zum Steuern
von zwei Antriebsmechanismen, wobei das Steuergerät lediglich
die Position auf der X-Achse steuert.
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Die
Druckschrift US-A 5 214 592 beschreibt ein Positionskorrekturverfahren
für ein
Maschinenwerkzeug und eine Vorrichtung, wobei eine Korrekturgrößen-Berechnungseinheit
Korrekturdaten in Abhängigkeit
der Z-Achse und der Y-Achse liefert. Die Korrekturdaten werden berechnet
und zu der Steuereinheit zum Steuern des vertikalen Vorschubmotors geliefert.
Diese Vorrichtung ist für
eine Korrekturgröße lediglich
entlang der Y-Achse ausgebildet.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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sEin
Beispiel für
ein NC-Maschinenwerkzeug, welches zwei Antriebsmechanismen für ein relatives
Bewegen einer Hauptspindel entlang einer ausgewählten Achse aufweist, wie oben
bereits erläutert
wurde, ist in 8 und in 9 dargestellt. 8 stellt
eine Vorderansicht dar, welche den schematischen Aufbau des NC-Maschinenwerkzeugs zeigt,
und 9 ist ein Blockdiagramm, welches den schematischen
Aufbau einer Steuervorrichtung zeigt, welche numerisch das NC-Maschinenwerkzeug steuert.
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Wie
illustriert ist, stellt das NC-Maschinenwerkzeug 100 ein
sogenanntes portalartiges Bearbeitungscenter dar und umfasst im
Wesentlichen: zwei Säulen 101 und 101,
welche auf der Installationsfläche
mit einem geeigneten Abstand zwischen denselben errichtet sind;
einen Querbalken 102, welcher sich über die Säulen 101 und 101 erstreckt,
um entlang den entsprechenden Säulen 101 und 101 bewegbar
zu sein, das heißt
entlang der Zuführachsen in
der Richtung des durch Pfeile dargestellten W's (im Folgenden wird dies als die „W-Achse" bezeichnet); einen
Spindelkopf 103, welcher auf dem Querbalken 102 vorgesehen
ist, um entlang der Längsrichtung davon
bewegbar zu sein, das heißt
entlang einer Zuführachse
in der Richtung des durch die Pfeile dargestellten Y's (im Folgenden wird
dies als die „Y-Achse" bezeichnet); eine
Hauptspindel 104, welche drehbar auf dem Spindelkopf 103 gelagert
ist und für
ein Bewegt-werden entlang einer Zuführachse in Richtung des durch
die Pfeile dargestellten Z's
vorgesehen ist (im Folgenden wird dies als die „Z-Achse" bezeichnet); ein Bett 105,
welches unterhalb des Spindelkopfes 103 zwischen den Säulen 101 und 101 angeordnet
ist; und einen Tisch 106, welcher auf dem Bett 105 montiert
ist und zum Bewegt-werden entlang einer Zuführachse in der Richtung senkrecht
zu der Papierebene vorgesehen ist (im Folgenden wird diese Zuführachse
als die „X-Achse" bezeichnet).
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Der
Querbalken 102 wird durch einen ersten der W-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 125 und einen zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126 angetrieben,
welche jeweils auf den entsprechenden Säulen 101 und 101 vorgesehen
sind und welche jeweils einen Servomotor, eine Kugelumlaufspindel
und eine Kugelmutter aufweisen und sich entlang der W-Achse bewegen, wie
oben bereits erläutert
wurde, und wobei die Hauptspindel 104 durch einen der Z-Achse
zugeordneten Antriebsmechanismus 124 angetrieben wird, welcher
einen Servomotor, eine Kugelumlaufspindel und eine Kugelmutter aufweist,
welche auf dem Spindelkopf 103 vorgesehen sind, und wobei
die Hauptspindel 104 in Richtung entlang der Z-Achse bewegt wird.
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Zusätzlich wird
der Spindelkopf 103 durch einen der Y-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 123 angetrieben, welcher einen Servomotor, eine
Kugelumlaufspindel und eine Kugelmutter aufweist, welche auf dem
Querbalken 102 angeordnet sind, und der Spindelkopf 103 bewegt
sich in Richtung entlang der Y-Achse, und der Tisch 106 wird durch
einen der X-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 122 angetrieben,
welcher einen Servomotor, eine Kugelumlaufspindel und eine Kugelmutter
aufweist, welche auf dem Bett 105 angeordnet sind, und
der Tisch 106 bewegt sich in Richtung entlang der X-Achse.
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Der
der X-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 122, der der
Y-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 123, der der Z-Achse
zugeordnete Antriebsmechanismus 124, der der ersten W-Achse
zugeordnete Antriebsmechanismus 125 und der der zweiten
W-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 126 werden numerisch
durch eine Steuervorrichtung 110 gesteuert, welche in 9 dargestellt
ist. Wie in 9 gezeigt ist, weist diese Steuervorrichtung 110 hauptsächlich auf:
einen Progammanalysierungsabschnitt 110, einen der X-Achse
zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 112,
einen der Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113,
einen der Z-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 114,
einen ersten der W-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 115, einen
zweiten der W-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 116,
einen der X-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 117,
einen der Y-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 118,
einen der Z-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 119,
einen ersten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 120 und
einen zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 121.
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Der
Programmanalysierungsabschnitt 111 analysiert jeden Befehlsblock
des in der Steuervorrichtung 110 gespeicherten Bearbeitungsprogramms,
extrahiert Befehle bezüglich
Bewegungspositionskoordinaten und Zuführgeschwindigkeit und gibt
die derart extrahierten Positionsdaten und Geschwindigkeitsdaten
an den der X-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 112,
den der Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113,
den der Z-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 114,
den ersten der W-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 115 und
den zweiten der W-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 116 die
Befehle betreffend jeweils aus.
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Danach
erzeugen der der X-Achse zugeordnete Positionsdaten-Generierungsabschnitt 112,
der der Y-Achse zugeordnete Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113,
der der Z-Achse zugeordnete Positionsdaten-Generierungsabschnitt 114,
der erste der W-Achse zugeordnete Positionsdaten-Generierungsabschnitt 115 und
der zweite der W-Achse zugeordnete Positionsdaten-Generierungsabschnitt 116 jeweils
Zielpositionsdaten an vorbestimmten Zeitintervallen auf Grundlage
der Positionsdaten und der Geschwindigkeitsdaten, welche von dem
Programmanalysierungsabschnitt 111 empfangen wurden, und
geben die generierten Zielpositionsdaten an den entsprechenden der
X-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 117, den der
Y-Achse zuge ordneten Antriebssteuerabschnitt 118, den der
Z-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 119, den ersten
der W-Achse zugeordneten Antriebsteuerabschnitt 120 und
den zweiten der W-Achse
zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 121 jeweils aus.
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Der
der X-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 117, der
der Y-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 118, der
der Z-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 119, der
erste der W-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 120 und
der zweite der W-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 121 berechnen
jeweils die Abweichungen zwischen den jeweils empfangenen Zielpositionsdaten
und den augenblicklichen von dem entsprechend festgesetzten der
X-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus
122, dem der Y-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 123,
dem der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124, dem ersten
der W-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 125 und dem zweiten der W-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 126 zurückgeführten Positionen, berechnen
jeweils Geschwindigkeitsbefehlswerte durch Multiplizieren der Abweichungen mit
einer Positionsschleifenverstärkung
bzw. einem Positionsschleifenfaktor, und berechnen danach die Abweichungen
zwischen den berechneten Geschwindigkeitsbefehlswerten und augenblicklichen Geschwindigkeitsdaten,
welche von wiederum dem der X-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 122,
dem der Y-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 123, dem
der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124, dem ersten
der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und dem zweiten
der W-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 126 zurückgeführt werden, berechnen Drehmomentbefehlssignale
durch Multiplizieren der Abweichungen mit einer Geschwindigkeitsschleifenverstärkung bzw.
einem Geschwindigkeitsschleifenfaktor, und geben anschließend Antriebsströme jeweils in
Abhängigkeit
von den berechneten Drehmomentbefehlssignalen an den der X-Achse
zugeordneten Antriebsmechanismus 122, den der Y-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 123, den der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124,
den ersten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und
den zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126 aus.
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Danach
werden unter Bezugnahme auf die Servomotoren des jeweiligen der
X-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 122, des der Y-Achse zugeordneten
Antriebsmechanismus 123, des der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124, des
ersten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und
des zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126 Servomotoren, welche
die jeweiligen Mechanismen zusammensetzen, durch die eingegebe nen
Antriebsströme
angetrieben und durch Betriebe des der X-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 122,
des der Y-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 123, des
der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124, des ersten
der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und des
zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126,
wie oben erwähnt
wurde, werden der Tisch 106 in Richtung der X-Achse, der
Spindelkopf 103 in Richtung der Y-Achse, die Hauptspindel 104 in
Richtung der Z-Achse und der Querbalken 102 in Richtung
der W-Achse bewegt.
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Somit
kann gemäß dem NC-Maschinenwerkzeug 100 durch
Bewegen des Tischs 106 in Richtung der X-Achse, des Spindelkopfes 103 in Richtung
der Y-Achse, der Hauptspindel 104 in Richtung der Z-Achse
und des Querbalkens 102 in Richtung der W-Achse jeweils
ein auf dem Tisch 106 montiertes und befestigtes Werkstück (nicht
dargestellt) und die Hauptspindel 104 relativ entlang den entsprechenden
Richtungen der X-Achse, Y-Achse, Z-Achse und W-Achse bewegt werden,
und eine dreidimensionale Bearbeitung kann auf das Werkstück angewendet
werden. Zusätzlich
stellen sowohl die Z-Achse als auch die W-Achse Zuführachsen
in Richtung nach oben und nach unten dar und werden im Allgemeinen
in der nachfolgenden Beschreibung als Z'-Achse bezeichnet.
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Im
Allgemeinen werden der Tisch 106, der Spindelkopf 103,
die Hauptspindel 104 und der Querbalken 102 durch
Gleitführungsabschnitte
(nicht dargestellt) geführt,
welche jeweils entsprechend vorgesehen sind und jeweils entlang
der vorgenannten Richtung bewegt werden. Demgemäß hängt die Geradlinigkeit einer
bearbeiteten Oberfläche
eines Werkstücks
von der Geradlinigkeit der Gleitführungsabschnitte ab. Beispielsweise
wird in einem Zustand, in welchem ein Fräswerkzeug an die Hauptspindel 104 angepasst
bzw. auf dieser aufgesetzt ist und der Spindelkopf 103 in
Bezug auf die Richtung der Z'-Achse
befestigt ist, wenn die obere Fläche
des Werkstücks
durch Bewegen des Fräswerkzeugs
von dem Nullpunkt des Werkzeugs entlang der positiven Richtung der
Y-Achse bearbeitet wird, auf der bearbeiteten Oberfläche des
Werkstücks
unter Einfluss der Geradlinigkeit des der Y-Achse zugeordneten Gleitführungsabschnitts
eine Welligkeit gebildet. 10 zeigt
ein Beispiel davon. In 10 illustriert eine gestrichelte
Linie die Form der bearbeiteten Fläche des Werkstücks, und
in diesem Fall ist erkennbar, dass eine Charakteristik geliefert
wird, bei welcher der Gleitführungsabschnitt
konvex ausgebildet ist. Demgemäß, um die
Geradlinigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks so nah
an Null wie möglich
heranzuführen
und eine hohe Genauigkeit in diesem Fall zu erreichen, ist es not wendig,
die Position der Hauptspindel 104 in Bezug auf die Z'-Achse zu korrigieren,
um so zu werden, wie es durch die durchgezogene Linie in 10 dargestellt
ist.
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Ferner,
obwohl der Querbalken 102 zum Aufweisen einer vorbestimmten Steifigkeit
ausgebildet ist, kann er selbstverständlich nicht einen perfekt
steifen Körper
darstellen, sodass für
den Fall, dass der Spindelkopf 103 an dem Endabschnitt
des Querbalkens 102 angeordnet ist, welcher an beiden Seiten davon
gelagert wird, eine Biegung an dem selben Abschnitt des Querbalkens 102 unterschiedlich
von einer Biegung für
den Fall ist, wenn der Spindelkopf 103 an dem zentralen
Abschnitt des Querbalkens 102 angeordnet ist, und eine
Biegung für
den Fall, wenn der Spindelkopf 103 an dem zentralen Abschnitt
angeordnet ist, wird am größten. Somit
ist ein Biegungsdiagramm des Querbalkens 102 gemäß einer
Bewegung des Spindelkopfes 103 in Richtung der Y-Achse
exakt zu dem durch die durchgezogene Linie in 10 dargestellten
Diagramm gleich. Insbesondere gilt, dass, umso größer die
Maschinengröße wird,
das Intervall zwischen den Säulen 101 und 101 breiter
wird und auch das Gewicht des Spindelkopfes 103 schwerer
wird, sodass der oben beschriebene Unterschied bezüglich der
Biegung groß wird.
Folglich, um die Geradlinigkeit der bearbeiteten Oberfläche des
Werkstücks
mit einer hohen Genauigkeit herzustellen, ist es notwendig, die
Position der Hauptspindel 104 bezüglich der Z'-Achse zu korrigieren, um die in 10 dargestellte
gestrichelte Linie zu erhalten.
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Für den Fall
der oben genannten zwei Beispiele ist es möglich, die oben genannte Korrektur durch
Bewegen des Querbalkens 102 in Richtung der W-Achse in Übereinstimmung
mit der Position des Spindelkopfes 103 bezüglich der
Richtung der Y-Achse oder durch Bewegen der Hauptspindel 104 in Richtung
entlang der Z-Achse durchzuführen.
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Jedoch
tritt für
den Fall, in welchem die oben genannte Korrektur durch Bewegen entweder
des Querbalkens 102 oder der Hauptspindel 104 durchgeführt wird,
wenn die Bewegungsrichtung von der positiven Richtung in die negative
Richtung oder von der negativen Richtung in die positive Richtung
umgekehrt wird, ein Problem dahingehend auf, dass eine Korrektur,
wie sie angesetzt worden ist, aufgrund des Spiels eines Kugelumlaufspindelmechanismus
nicht ausgeführt
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten eigentlichen
Umstände
und Notwendigkeiten zum Liefern eines Steuerverfahrens und einer
Steuervorrichtung zum Steuern zweier Antriebsmechanismen für ein relatives
Bewegen einer Hauptspindel entlang einer ausgewählten Achse in einem NC-Maschinenwerkzeug
hergestellt, wodurch die Geradlinigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks mit
einer hohen Genauigkeit fertiggestellt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
das oben beschriebene Problem zu lösen, betrifft die vorliegende
Erfindung ein Steuerverfahren zur Steuerung von Betrieben von zwei
(zwei Arten von) Antriebsmechanismen für ein relatives Bewegen einer
Hauptspindel entlang einer ausgewählten bzw. einzigen Achse während der
Bearbeitung in einem NC-Maschinenwerkzeug, wobei das Steuerverfahren
folgende Schritte aufweist:
Generieren und Speichern von Korrekturdaten
für die Bewegung
der Hauptspindel entlang der ersten Achse in Abhängigkeit von Positionsdaten
für wenigstens die
zweite Achse;
Berechnen eines Korrekturwertes für die Bewegung der
Hauptspindel entlang der ersten Achse auf Grundlage der Korrekturdaten,
wenn die Hauptspindel relativ entlang der ersten Achse während der
Bearbeitung bewegt wird;
für
den Fall, dass der berechnete Korrekturwert anzeigt, dass die Hauptspindel
relativ in einer positiven Richtung entlang der ersten Achse bewegt
wird, Antreiben einer der ersten Antriebsmechanismen, um die Hauptspindel
in der positiven Richtung entlang der ersten Achse auf Grundlage
des berechneten Korrekturwertes relativ zu bewegen;
für den Fall,
dass der berechnete Korrekturwert anzeigt, dass die Hauptspindel
in einer negativen Richtung entlang der ersten Achse bewegt wird,
Antreiben des anderen ersten Antriebsmechanismus, um die Hauptspindel
in negativer Richtung entlang der ersten Achse auf Grundlage des
berechneten Korrekturwertes relativ zu bewegen.
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Gemäß der Erfindung
wird einer der Antriebsmechanismen angetrieben, um die Hauptspindel
in einer positiven Richtung entlang der Achse während der Bearbeitung relativ
zu bewegen. Andererseits wird der andere Antriebsmechanismus angetrieben,
um die Hauptspindel in einer negativen Richtung entlang der Achse
während
der Bearbeitung relativ zu bewegen. Daher werden die jeweiligen
Antriebsmechanismen angetrieben, um die Hauptspindel jeweils lediglich
entweder in der positiven oder in der negativen Richtung entlang
der Achse zu bewegen. Demgemäß kann,
sogar für
den Fall, dass der Kugelumlaufspindelmechanismus in den entsprechenden
Antriebsmechanismen verwendet wird, wenn die Bewegungsrichtung entlang
der Achse der Hauptspindel von der positiven Richtung in die negative
Richtung oder von der negativen Richtung in die positive Richtung
umgekehrt wird, ohne durch das Spiel davon beeinflusst zu werden,
die Hauptspindel in der Bewegungsrichtung entlang der Achse mit
hoher Genauigkeit positioniert werden.
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Beispielsweise
wird im Hinblick auf ein Maschinenwerkzeug, welches die beiden Antriebsmechanismen
aufweist, um die Hauptspindel in Aufwärts- und Abwärtsrichtung
zu bewegen, und welches zudem einen weiteren Antriebsmechanismus aufweist,
um die Hauptspindel in horizontaler Richtung zu bewegen, in einer
derartigen Weise, dass die Bearbeitung durch Bewegen der Hauptspindel
in horizontaler Richtung durchgeführt wird und eine Welligkeit
auf der bearbeiteten Oberfläche
unter Einfluss der Geradlinigkeit eines Gleitführungsabschnitts für eine Führung in
der horizontalen Richtung gebildet wird, eine Korrektur für eine Entfernung
der Welligkeit durch Bewegen der Hauptspindel nach oben und nach
unten während
der Bearbeitung durchgeführt, um
eine derartige Welligkeit zu eliminieren. In einem derartigen Fall,
falls die Hauptspindel mittels lediglich einem Antriebsmechanismus
auf- und abbewegt wird, und ein Kugelumlaufspindelmechanismus in dem
Antriebsmechanismus verwendet wird, kann eine genaue Korrektur aufgrund
des Spiels davon nicht durchgeführt
werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann, sogar für
den Fall, in welchem eine derartige Korrektur durchgeführt wird,
da die jeweiligen Antriebsmechanismen angetrieben werden, um die
Hauptspindel lediglich entweder in Richtung nach oben oder in Richtung
nach unten (positive oder negative Richtung) jeweils zu bewegen,
die Korrektur mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden, ohne
durch das Spiel beeinflusst zu werden. Außerdem wird die Bearbeitungsgenauigkeit,
welche aufgrund der vorliegenden Erfindung hoch wird, nicht auf das
Bilden einer Genauigkeit einschließlich einer Geradlinigkeit
oder dergleichen beschränkt,
sondern die Maßhaltigkeit
einschließlich
Stufenabmessungen kann hoch werden.
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Die
Antriebsmechanismen können
auf Grundlage eines Bearbeitungsprogramms gesteuert werden und können ebenfalls
auf Grundlage von Korrekturdaten durchgeführt werden. Für den Fall,
in welchem die Antriebsmechanismen auf Grundlage von Korrekturdaten
gesteuert werden, kann eine derartige Steuerung vorzugsweise unter
Verwendung der folgenden Steuervorrichtung ausgeführt werden.
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Nämlich eine
Steuervorrichtung für
Steuerbetriebe von ersten und zweiten Antriebsmechanismen zur Verwendung
in einem NC-Maschinenwerkzeug, welches eine Hauptspindel, zwei (zwei
Ar ten von) erste Antriebsmechanismen zum relativen Bewegen der Hauptspindel
entlang einer ersten Achse und einen zweiten Antriebsmechanismus
zum relativen Bewegen der Hauptspindel wenigstens entlang einer
zweiten Achse, welche sich von der ersten Achse unterschiedet, umfasst,
wobei die Steuervorrichtung aufweist:
Positionsdaten-Generierungsabschnitte,
welche jeweils für
die ersten und die zweiten Antriebsmechanismen zum Generieren von
Zielpositionsdaten vorgesehen sind, welche kennzeichnend für einen Zielort
der Hauptspindel für
die ersten und zweiten Antriebsmechanismen auf Grundlage von Positionsdaten
sind, welche durch das Bearbeitungsprogramm zur Verfügung gestellt
werden;
erste und zweite Antriebssteuerabschnitte, welche jeweils
für die
ersten und zweiten Antriebsmechanismen für einen Antrieb und eine Steuerung
der ersten und zweiten Antriebsmechanismen auf Grundlage der Zielpositionsdaten
vorgesehen sind, welche durch die jeweiligen Positionsdaten-Generierungsabschnitte
generiert sind, um zu gewährleisten,
dass die Hauptspindel die Zielposition erreicht;
einen Korrekturdaten-Speicherabschnitt
zum darin Speichern von Korrekturbeträgen für die Bewegung der Hauptspindel
entlang der ersten Achse in Verbindung mit Positionsdaten, welche
kennzeichnend für Positionen
wenigstens auf der zweite Achse sind; und
einen Korrekturdaten-Generierungsabschnitt,
welcher, wenn die Hauptspindel relativ entlang der ersten Achse
während
der Bearbeitung bewegt wird, einen Korrekturwert für die Bewegung
der Hauptspindel entlang der ersten Achse auf Grundlage eines Korrekturbetrages
berechnet, welcher von dem Korrekturdaten-Speicherabschnitt erlangt
wird, und, falls der berechnete Korrekturwert anzeigt, dass die Hauptspindel
relativ in einer positiven Richtung entlang der ersten Achse bewegt
wird, den Korrekturwert an einen der ersten Antriebssteuerabschnitte ausgibt,
um einen entsprechenden der ersten Antriebsmechanismen für eine relative
Bewegung der Hauptspindel in der positiven Richtung entlang der ersten
Achse anzutreiben, und, falls der berechnete Korrekturwert anzeigt,
dass die Hauptspindel relativ in einer negativen Richtung entlang
der ersten Achse bewegt wird, den Korrekturwert an den anderen ersten
Antriebssteuerabschnitt ausgibt, um einen entsprechenden des anderen
ersten Antriebsmechanismus zum relativen Bewegen der Hauptspindel
in der negativen Richtung entlang der ersten Achse anzutreiben.
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In
dem Korrekturdaten-Speicherabschnitt werden Korrekturbeträge für die Bewegung
der Hauptspindel entlang der ersten Achse gespeichert, wenn die
Hauptspindel eine vorbestimmte Anzahl an Positionen auf der zweiten
Achse erreicht, und wenn die Hauptspindel während der Bearbei tung relativ entlang
der zweiten Achse bewegt wird und eine verwendbare Position erreicht,
wird der Korrekturbetrag an der in dem Korrekturdaten-Speicherabschnitt
abgespeicherten Position ausgelesen und ein zu korrigierender Korrekturwert
wird auf Grundlage des Unterschiedes zwischen dem ausgelesenen Korrekturbetrag
und dem vorangehenden Korrekturbetrag durch den Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
berechnet.
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Danach,
falls der berechnete Korrekturwert anzeigt, dass die Hauptspindel
in positiver Richtung entlang der ersten Achse relativ bewegt werden
soll, gibt der Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
den Korrekturwert an eine der ersten Antriebssteuerabschnitte aus,
um einen entsprechenden der ersten Antriebsmechanismen für eine relative
Bewegung der Hauptspindel in positiver Richtung entlang der ersten
Achse anzutreiben. Andererseits, falls der berechnete Korrekturwert
anzeigt, dass die Hauptspindel in einer negativen Richtung entlang
der ersten Achse relativ bewegt werden soll, gibt der Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
den Korrekturwert an den anderen ersten Antriebssteuerabschnitt
aus, um einen entsprechenden der ersten Antriebsmechanismen zum
relativen Bewegen der Hauptspindel in der negativen Richtung entlang
der ersten Achse anzutreiben.
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Somit
werden die beiden Antriebsmechanismen jeweils angetrieben, um die
Hauptspindel in lediglich entweder der positiven oder der negativen Richtung
entlang der ersten Achse zu bewegen, und sogar für den Fall, in welchem der
Kugelumlaufspindelmechanismus in den entsprechenden Antriebsmechanismen
verwendet wird, wenn die Bewegungsrichtung entlang der ersten Achse
der Hauptspindel von der positiven Richtung in die negative Richtung
oder von der negativen Richtung in die positive Richtung umgekehrt
wird, ohne durch das Spiegeln davon beeinflusst zu werden, kann
die Hauptspindel in der Bewegungsrichtung entlang der ersten Achse
mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden, und die Formgenauigkeit
einschließlich
der Geradlinigkeit und die Maßhaltigkeit
einschließlich
der Stufenabmessungen können
hoch werden.
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Zusätzlich kann
die Steuervorrichtung derart konstruiert werden, dass der Korrekturdaten-Speicherabschnitt
darin Korrekturwerte für
die Bewegung der Hauptspindel entlang der ersten Achse in Verbindung
mit den Positionsdaten speichert, welche kennzeichnend für die Positionen
wenigstens auf der zweiten Achse sind, zusammen mit Daten, welche kennzeichnend
dafür sind,
welche der ersten Antriebsmechanismen einer Korrektur ausgesetzt
werden sollen, wobei, wenn die Hauptspindel relativ entlang der
ersten Achse während
der Bearbeitung bewegt wird, der Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
anstelle der Durchführung
des obigen Ablaufs von dem Korrekturdaten-Speicherabschnitt einen Korrekturwert
und Daten erhält,
welche kennzeichnend dafür
sind, welcher der ersten Antriebsmechanismen einer Korrektur ausgesetzt
werden soll, und den erlangten Korrekturwert an den ersten Antriebssteuerabschnitt
ausgibt, welcher durch die Daten für einen Antrieb des ersten
Antriebsmechanismus für eine
relative Bewegung der Hauptspindel gekennzeichnet ist.
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In
dem Korrekturdaten-Speicherabschnitt werden Korrekturwerte für die Bewegung
der Hauptspindel entlang der ersten Achse, wenn die Hauptspindel
eine vorbestimmte Anzahl an Positionen auf der zweiten Achse erreicht,
und die Daten, die kennzeichnend dafür sind, welche der ersten Antriebsmechanismen
der Korrektur ausgesetzt werden soll, gespeichert, und wenn die
Hauptspindel während
der Bearbeitung entlang der zweiten Achse relativ bewegt wird und
eine verwendbare Position erreicht, wird der Korrekturbetrag an
der Position und die Daten, welche kennzeichnend dafür sind,
welcher der ersten Antriebsmechanismen der in dem Korrekturdaten-Speicherabschnitt
gespeicherten Korrektur ausgesetzt werden soll, durch den Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
ausgelesen, und der Korrekturdaten-Generierungsabschnitt gibt den
ausgelesenen Korrekturwert an den ersten Antriebssteuerabschnitt
aus, gekennzeichnet durch die Daten für einen Antrieb des ersten
Antriebsmechanismus zum relativen Bewegen der Hauptspindel.
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Somit
werden auf gleiche Weise gemäß einer
derartigen Steuervorrichtung die beiden Antriebsmechanismen jeweils
angetrieben, um die Hauptspindel in lediglich entweder der positiven
oder der negativen Richtung entlang der ersten Achse zu bewegen,
und sogar für
den Fall, in welchem der Kugelumlaufspindelmechanismus in den entsprechenden
Antriebsmechanismen verwendet wird, wenn die Bewegungsrichtung entlang
der ersten Achse der Hauptspindel von der positiven Richtung in
die negative Richtung oder von der negativen Richtung in die positive
Richtung umgekehrt wird, ohne durch ein Spiel davon beeinflusst
zu werden, kann die Hauptspindel in der Bewegungsrichtung entlang
der ersten Achse mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden
und die Formgenauigkeit einschließlich der Geradlinigkeit und
die Maßhaltigkeit
einschließlich
der Stufenabmessungen können
hoch werden.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 illustriert
ein Blockdiagramm, welches die schematische Konstruktion der Steuervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 illustriert
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensabläufe in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
zeigt.
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3 illustriert
ein exemplarisches Diagramm, welches eine Datentabelle zeigt, welche
in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt gemäß einem
Ausführungsbeispiel
abgespeichert ist.
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4 illustriert
ein exemplarisches Diagramm, welches eine Datentabelle zeigt, die
in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung abgespeichert ist.
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5 illustriert
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensabläufe in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 illustriert
ein exemplarisches Diagramm, welches eine Datentabelle zeigt, die
in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung abgespeichert ist.
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7 illustriert
ein Blockdiagramm, welches die schematische Konstruktion der Steuervorrichtung gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 illustriert
eine Vorderansicht, welche die schematische Konstruktion des Maschinenwerkzeugs
gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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9 illustriert
ein Blockdiagramm, welches die schematische Konstruktion der Steuervorrichtung gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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10 illustriert
ein exemplarisches Diagramm zur Erläuterung des Phänomens,
welches in dem Maschinenwerkzeug gemäß dem Stand der Technik auftritt.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im
Folgenden wird ein detailliertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. 1 illustriert
ein Blockdiagramm, welches den schematischen Aufbau der Steuervorrichtung
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
zeigt. Eine Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung
steuert die Betriebe des oben beschriebenen Maschinenwerkzeugs 100,
welches in 8 dargestellt ist, und führt die
Steuerung aus, um die Hauptspindel 104 geradlinig in Richtung
entlang der Y-Achse zu bewe gen. Wie in 1 dargestellt
ist, weist die Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung
ebenfalls zusätzlich
zu dem in 9 dargestellten Aufbau der Steuervorrichtung 110 gemäß dem Stand
der Technik einen Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 und
einen Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 auf.
Demgemäß werden
die gleichen Symbole bzw. Bezugszeichen für die konstruktionellen Abschnitte
verwendet, welche gleich zu denjenigen der oben genannten Steuervorrichtung 110 sind,
und eine detaillierte Beschreibung der selben wird im Folgenden
weggelassen.
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In
dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 werden
zum Bewegen der Hauptspindel 104 geradlinig in Richtung
entlang der Y-Achse Korrekturdaten für Korrekturbetriebe der selben
in Richtung entlang der Z'-Achse
gespeichert. Hierbei wird gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel angenommen,
dass, wenn die Hauptspindel 104, welche in Richtung der
Z'-Achse befestigt ist,
in Richtung entlang der Y-Achse bewegt wird und eine Bearbeitung
durchgeführt
wird, die bearbeitete Oberfläche
ein durch die in 10 dargestellte gestrichelte Linie
gezeigtes konvexes Phänomen
erzeugt, wobei die Korrekturdaten auf Werte gesetzt werden, welche ein
derartiges konvexes Phänomen
eliminieren und die bearbeitete Fläche geradlinig ausgestalten
können,
das heißt
Werte, die in dem Diagramm durch schwarze Punkte gezeichnet sind,
und wobei in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 Korrekturbeträge, welche
auf vorbestimmte Intervalle in Bezug auf die der Y-Achse zugeordneten
Koordinaten festgesetzt sind, als eine in 3 dargestellte Datentabelle
abgespeichert werden.
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Der
Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 ist
ein funktioneller Abschnitt, welcher, wenn ein Geradlinigkeits-Korrekturcode
von einem Programmanalysierungsabschnitt 111 eingegeben
wird, einen Geradlinigkeits-Korrekturvorgang beginnt, Positionsdaten
der Hauptspindel 104 in Bezug auf die Y-Achse von dem der
Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113 empfängt, einen
dazu entsprechenden Korrekturbetrag von dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 ausliest,
einen Korrekturwert berechnet, um die Hauptspindel 104 in
Richtung entlang der Z'-Achse
relativ zu bewegen, und danach den Korrekturwert an einen der Z-Achse
zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 119 oder einen ersten
der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 120 und
einen zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 121 ausgibt,
einen der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124 oder
einen ersten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und
einen zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126 antreibt
und die Position der Hauptspindel 104 in Richtung entlang
der Z'-Achse korrigiert,
und die in 2 dargestellten Vorgänge ausführt. Hierbei
stellt der Geradlinigkeits-Korrekturcode einen Code dar, welcher
durch das Bearbeitungsprogramm geliefert wird, wenn eine Geradlinigkeitskorrektur
ausgeführt
wird.
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Konkret
bedeutet dies, ob ein Geradlinigkeits-Korrekturcode in dem Bearbeitungsprogramm enthalten
ist oder nicht, wird durch den Programmanalysierungsabschnitt 111 analysiert
und falls ein Geradlinigkeits-Korrekturwert enthalten ist, wird
er an den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 ausgegeben,
wohingegen der Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 den nachfolgenden
Korrekturvorgang (Schritt S1) ausführt.
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Wenn
der Geradlinigkeits-Korrekturcode eingegeben wird, dann empfängt der
Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 nachfolgend
Positionsdaten der Hauptspindel 104 in Bezug auf die Y-Achse,
welche von dem der Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113 ausgegeben
werden (Schritt S2), sucht auf Grundlage der Positionsdaten in der
in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 abgespeicherten
Datentabelle und erlangt einen Korrekturbetrag entsprechend einer
derartigen Position (Schritt S3). Beispielsweise werden für den Fall,
in welchem die Hauptspindel 104 von der Position Y = 0
mm zu der Position Y = 800 mm bewegt wird, alle Zeitpositionsdaten,
die von dem der Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113 ausgegeben
werden, zu 0 mm, 200 mm, 400 mm, 600 mm und 800 mm, wobei die Korrekturbeträge von 0 μm, –0,7 μm, –1,7 μm, –3,2 μm und –5,5 μm durch den
Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 jeweils
erhalten werden.
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Wenn
der Korrekturbetrag erhalten wird, dann berechnet der Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 einen
Bewegungsbetrag zum Bewegen der Hauptspindel 104 von der
augenblicklichen Position in Richtung entlang der Z'-Achse, das heißt einen
Korrekturwert (Schritt S4), danach gibt der Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2,
falls der berechnete Korrekturwert positiv ist, den Korrekturwert
an den der Z-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 119 aus
(Schritt S6) und gibt, falls er 0 oder weniger beträgt, den
Korrekturwert an den ersten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 120 und
den zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 121 aus
(Schritt S7). Danach treiben der der Z-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 119,
der erste der W-Achse zugeordnete Antriebs steuerabschnitt 120 und
der zweite der W-Achse zugeordnete Antriebssteuerabschnitt 121 den
der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124, den ersten
der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und den
zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126 auf
Grundlage des eingegebenen Korrekturwertes jeweils an. Folglich
wird die Hauptspindel 104 durch den Betrag des Korrekturwertes
in Richtung entlang der Z'-Achse
bewegt.
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Beispielsweise
wird, falls die Hauptspindel 104 sich von der Position
Y = 200 mm zu der Position Y = 400 mm bewegt, der Korrekturbetrag
von –0,7 μm an der
Position 200 mm von dem Korrekturbetrag –1,7 μm an der Position 400 mm subtrahiert,
und der Korrekturwert wird auf –1,0 μm berechnet.
Anschließend,
da dieser Korrekturwert einen negativen Wert darstellt, wird dieser
an den ersten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 120 und
den zweiten der W-Achse
zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 121 jeweils ausgegeben
und während
der Bewegung von der Position Y = 200 mm zu der Position Y = 400
mm wird die Hauptspindel 104 in Richtung entlang der W-Achse
(in Richtung der Z'-Achse) um –1,0 μm bewegt.
Ebenfalls wird während
die Hauptspindel 104 sich von der Position Y = 1000 mm zu
der Position Y = 1200 mm bewegt, der Korrekturbetrag von –4,7 μm an der
Position 1000 mm von dem Korrekturbetrag –3,2 μm an der Position 1200 mm subtrahiert,
und der Korrekturwert wird auf 1,5 μm berechnet. Anschließend wird,
da dieser Korrekturwert einen positiven Wert darstellt, dieser an
den der Z-Achse
zugeordneten Antriebssteuerabschnitt 119 ausgegeben, und
während
der Bewegung von der Position Y = 1000 mm zu der Position Y = 1200 mm
wird die Hauptspindel 104 in Richtung entlang der Z-Achse
(in Richtung der Z'-Achse)
um 1,5 μm bewegt.
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Danach
werden die oben genannten Vorgänge
wiederholt, bis ein Geradlinigkeits-Korrekturcode von dem Programmanalysierungsabschnitt 111 eingegeben
wird, und nachdem der Geradlinigkeitskorrekturcode eingegeben wird,
werden derartige Vorgänge
beendet (Schritt S8).
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Somit
wird gemäß der Steuervorrichtung 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels,
wenn die Position der Hauptspindel 104 in Richtung entlang der
Z'-Achse korrigiert
wird, lediglich der der Z-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 124 angetrieben, um
die Hauptspindel 104 in positiver Richtung in Richtung
entlang der Z'-Achse
zu bewegen. Andererseits, wenn die Position der Hauptspindel 104 in
der negativen Richtung korrigiert wird, werden lediglich der erste
der W-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 125 und der
zweite der W-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 126 angetrieben,
um die Hauptspindel 104 in der negativen Richtung entlang der
Z'-Achse zu bewegen.
Demgemäß, wenn
die Bewegungsrichtung entlang der Z'-Achse der Hauptspindel 104 von
der positiven Richtung in die negative Richtung oder von der negativen
Richtung in die positive Richtung umgekehrt wird, ohne durch das Spiel
des der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124, des
ersten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 125 und
des zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 126 beeinflusst
zu werden, kann die Hauptspindel 104 in der Bewegungsrichtung
entlang der Z'-Achse
mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden. Somit kann eine
Korrektur der Geradlinigkeit, verursacht durch eine Biegung des
Gleitführungsabschnitts
zum Führen
des Spindelkopfes 103 in Richtung entlang der Y-Achse und
des Querbalkens 102, und ein Bemaßen einer bearbeiteten Oberfläche mit
Stufen mit einer hohen Genauigkeit ausgeführt werden.
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Im
Vorangehenden ist ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, es ist jedoch überflüssig zu
erwähnen,
dass die detaillierten Modi der vorliegenden Erfindung nicht darauf
beschränkt
sind. Beispielsweise kann in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel für den Fall,
in welchem die Geradlinigkeitskorrektur lediglich für einen
bestimmten Satz an Bewegungsbahnen der Hauptspindel 104 durchgeführt wird,
da der Korrekturwert für
jede Bewegungsbahn in Richtung entlang der Y-Achse im Voraus berechnet
werden kann, ein Aufbau derart verwendet werden kann, dass die berechneten
Korrekturwerte und Antriebsachsen, welche mit derartigen Korrekturwerten
angetrieben werden, im Voraus in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 abgespeichert
werden, und nachdem ein Geradlinigkeits-Korrekturcode von dem Programmanalysierungsabschnitt 11 an
den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 eingegeben
wird, werden der Geradlinigkeits-Korrekturvorgang
begonnen, die Positionsdaten der Hauptspindel 104 in Bezug
auf die Y-Achse von dem der Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113 empfangen,
ein Korrekturwert und dazu entsprechende Antriebsachsendaten von dem
Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 ausgelesen,
und der Korrekturwert an den Antriebssteuerabschnitt ausgegeben,
der den erhaltenen Antriebsachsendaten entspricht, um die Hauptspindel 104 in
Richtung entlang der Z'-Achse zu
bewegen. Im Folgenden wird dieser Modus ausführlicher beschrieben werden.
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Beispielsweise,
wenn die Geradlinigkeitskorrektur für eine Bahn ausgeführt wird,
bei welcher die Hauptspindel 104 von Y = 0 mm nach Y =
1600 nun in Richtung entlang der Y-Achse bewegt wird, werden die
Korrekturwerte der entsprechenden Bewegungsbahnen in Richtung ent lang
der Y-Achse auf Grundlage der in 3 dargestellten
Korrekturdaten in einer derartigen Weise berechnet, wie sie in dem
obigen Beispiel angegeben sind. Wenn die anzutreibende Antriebsachse
abhängig
davon bestimmt wird, ob die berechneten Korrekturwerte positiv oder
negativ sind, ergeben sich die in 4 dargestellten
Ergebnisse. Danach werden die obigen Daten in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 als Datentabelle
abgespeichert. Ebenfalls wird für
den Fall, dass der Korrekturwert positiv ist, die Z-Achse angetrieben,
und falls der Korrekturwert negativ ist, wird die W-Achse angetrieben.
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Danach
werden die in 5 dargestellten Vorgänge in dem
Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 ausgeführt. Das
heißt,
ob ein Geradlinigkeits-Korrekturcode in dem Bearbeitungsprogramm
enthalten ist oder nicht wird zunächst durch den Programmanalysierungsabschnitt 111 analysiert,
und falls ein Geradlinigkeits-Korrekturcode enthalten ist, wird
er an den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 ausgegeben,
wohingegen der Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 die
nachfolgenden Korrekturvorgänge
ausführt
(Schritt S11).
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Wenn
der Geradlinigkeits-Korrekturcode eingegeben wird, dann empfängt der
Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 nachfolgend
Positionsdaten der Hauptspindel 104 in Bezug auf die Y-Achse,
welche von den Y-Achsenpositionsdaten-Generierungsabschnitten 113 ausgegeben
werden (Schritt S12), eine Suche auf Grundlage dieser Positionsdaten
in der in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 abgespeicherten
Datentabelle wird durchgeführt
und Korrekturdaten entsprechend dem Korrekturwert und die Antriebsachse
entsprechend der Position werden erhalten (Schritt S13).
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Danach
gibt der Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 den
erhaltenen Korrekturwert an den Antriebssteuerabschnitt in Übereinstimmung
mit den gleichzeitig erhaltenden Antriebsachsendaten aus (Schritt
S14). Somit wird der dem Antriebssteuerabschnitt zugeordnete Antriebsmechanismus
angetrieben, um die Hauptspindel 104 in Richtung entlang
der Z'-Achse um
den Betrag des Korrekturwertes zu bewegen. Beispielsweise werden für den Fall,
in welchem die Hauptspindel 104 sich von der Position Y
= 0 mm in die positive Richtung zu der Position Y = 200 mm bewegt,
ein Korrekturwert von „–0,7 μm" und Antriebsachsendaten „W-Achse" durch den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 erhalten,
wobei danach dieser Korrekturwert von dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 an
die ersten und zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuerabschnitte 120 und 121 ausgegeben
werden, die Hauptspindel 104 in Richtung entlang der W-Achse (in
Richtung der Z'-Achse)
um –0,7 μm bewegt
wird, während
sie sich von der Position Y = 0 mm in die positive Richtung zu der
Position Y = 200 mm bewegt. Ferner, wenn die Hauptspindel 104 sich
von der Position Y = 1400 mm zu der Position Y = 1200 mm bewegt,
wird erkannt, dass die Bewegungsrichtung zu den der Y-Achse zugeordneten
Bewegungsbahndaten aus der Datentabelle „1200 → 1400" umgekehrt wird, wobei der Korrekturwert „–0,9 μm" und die Antriebsachsendaten „W-Achse" durch den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 erhalten
werden, wobei danach dieser Korrekturwert von dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 zu
den ersten und zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebssteuereinheiten 120 und 121 ausgegeben
wird, wobei die Hauptspindel 104 sich in Richtung entlang
der W-Achse (in Richtung der Z'-Achse)
um –0,9 μm bewegt,
während
sie sich von der Position Y = 1400 mm zu der Position Y = 1200 mm
bewegt.
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Danach
werden die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt, bis ein Geradlinigkeits-Korrekturcode von
dem Programmanalysierungsabschnitt 111 ausgegeben wird,
und nachdem ein Geradlinigkeits-Korrekturcode eingegeben wird, werden
die Vorgänge
beendet (Schritt S15).
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Somit, ähnlich zu
dem oben erläuterten
Ausführungsbeispiel,
wird es gemäß diesem
Modus, wenn die Position der Hauptspindel 104 in Richtung entlang
der Z'-Achse korrigiert
wird, möglich,
lediglich den der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124 anzutreiben,
wodurch die Hauptspindel 104 in positiver Richtung entlang
der Z-Achse bewegt wird. Andererseits, wenn die Position der Hauptspindel 104 in
der negativen Richtung korrigiert wird, wird es auch möglich, lediglich
die ersten und zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismen 125 und 126 anzutreiben,
wodurch die Hauptspindel 104 in der negativen Richtung
entlang der W-Achse
bewegt wird. Wenn die Bewegungsrichtung entlang der Z'-Achse der Hauptspindel 104 von
der positiven Richtung in die negative Richtung oder von der negativen
Richtung in die positive Richtung umgekehrt wird, ohne durch das
Spiel des der Z-Achse zugeordneten Antriebsmechanismus 124,
der ersten und zweiten Antriebsmechanismus 125 und 126 beeinflusst
zu werden, kann die Hauptspindel 104 in der Bewegungsrichtung
entlang der Z'-Achse
mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden. Daher kann eine
Korrektur der Biegung aufgrund des Gleitführungsabschnitts zum Führen des
Spindelkopfes 103 in Richtung der Y-Achse und des Querbalkens 102 und
eine Abmessung einer bearbeiteten Oberfläche mit Stufen mit einer hohen
Genauigkeit ausgeführt werden.
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Zusätzlich ist
in den beiden obigen Ausführungsbeispielen
die Beschreibung auf Grundlage der in der Datentabelle abgespeicherten
Bewegungsbeträge
ausgeführt
worden, jedoch wird sogar für
den Fall eines Bewegungsbetrages, welcher nicht in der Datentabelle
enthalten ist, eine Korrektur im Verhältnis mit den Korrekturbeträgen der
Datentabelle durchgeführt.
Außerdem
ist in den beiden obigen Ausführungsbeispielen
eine Korrektur lediglich während
des Zeitraums von der Eingabe eines Geradlinigkeits-Korrekturcodes
von dem Programmanalysierungsabschnitt 111 zu der nächsten Eingabe
des selben Codes durchgeführt
worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern
eine Korrektur kann für
alle der Y-Achse zugeordneten Bewegungen während eines Bearbeitungsbetriebes
durchgeführt
werden.
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In
den obigen Ausführungsbeispielen
ist die Geradlinigkeitskorrektur, wenn die Hauptspindel 104 in
Richtung entlang der Y-Achse bewegt wird, exemplarisch beschrieben
worden, und die Geradlinigkeit kann ebenfalls, wenn die Hauptspindel 104 sich
in Richtung entlang der X-Achse bewegt, durch einen ähnlichen
Modus korrigiert werden. Außerdem
kann selbstverständlich,
auch wenn die Hauptspindel 104 in Bezug auf die X-Achse
und die Y-Achse bewegt wird, die Geradlinigkeit korrigiert werden,
und in einem derartigen Fall ist es wünschenswert, dass die in 6 dargestellten
Korrekturdaten im Voraus in dem Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Speicherabschnitt 3 abgespeichert
werden, wie in 7 dargestellt ist, wobei die
Positionsdaten der Hauptspindel 104 in Bezug auf die X-Achse
und die Y-Achse, welche von dem der X-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 112 und
dem der Y-Achse zugeordneten Positionsdaten-Generierungsabschnitt 113 ausgegeben
werden, nacheinander durch den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 empfangen
werden, und Vorgänge ähnlich zu
den oben genannten Vorgängen
werden auf Grundlage der empfangenen Positionsdaten durch den Geradlinigkeits-Korrekturdaten-Generierungsabschnitt 2 ausgeführt.
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Zusätzlich ist
es nicht weiter notwendig zu erläutern,
dass bei einem Bewegen der Hauptspindel 104 in Richtung
der Z'-Achse für eine Korrektur
der Geradlinigkeit durch Bewegungspositionsbefehle in dem Bearbeitungsprogramm
lediglich der der Z-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 124 angetrieben
wird, um die Hauptspindel 104 in der positiven Richtung
entlang der Z-Achse
zu bewegen, und lediglich die ersten und zweiten der W-Achse zugeordneten
Antriebs mechanismen 125 und 126 angetrieben werden,
um die Hauptspindel 104 in der negativen Richtung entlang
der W-Achse zu bewegen. Beispielsweise wird beim Bewegen der Hauptspindel 104 in
der positiven Richtung entlang der Z'-Achse Z** als ein Befehl ausgestellt,
während
bei einer Bewegung in der negativen Richtung entlang der Z'-Achse W** als ein
Befehl ausgestellt wird.
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Aus
Sicherheitsgründen
wird eine weitere Erläuterung
hinzugefügt.
In den obigen Ausführungsbeispielen
wird der der Z-Achse zugeordnete Antriebsmechanismus 124 angetrieben,
wenn der Korrekturwert positiv ist und die ersten und zweiten der W-Achse
zugeordneten Antriebsmechanismen 125 und 126 werden
angetrieben, wenn der Korrekturwert negativ ist. Jedoch existieren
auch in einem derartigen alternativen Aufbau keine Probleme, in
welchem die ersten und zweiten der W-Achse zugeordneten Antriebsmechanismen 125 und 126 angetrieben
werden, wenn der Korrekturwert positiv ist, und der der Z-Achse
zugeordnete Antriebsmechanismus 124 angetrieben wird, wenn
der Korrekturwert negativ ist.