幾何誤差確定方法。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，不僅能夠進(jìn)行相鄰的軸之間的幾何誤差的確定，同時還能夠修正平 動軸的標(biāo)度誤差，從而能夠?qū)嵤└呔鹊募庸ぁ?br>[0022] 特別地，不僅根據(jù)溫度信息，還根據(jù)在幾何誤差確定中取得的圓弧軌跡直接確定 標(biāo)度誤差，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的對標(biāo)度誤差的校正。
【附圖說明】
[0023] 圖1是5軸控制加工中心的立體圖。
[0024] 圖2是示出因標(biāo)度誤差所導(dǎo)致的長橢圓成分的說明圖。
[0025] 圖3是示出目標(biāo)球相對于工作臺的固定狀態(tài)的說明圖，㈧示出了俯視面，⑶示 出了側(cè)視面。
[0026] 圖4是標(biāo)度誤差的校正處理的流程圖。
[0027] 標(biāo)號說明
[0028] 1 :5軸控制加工中心；2 :機(jī)座；4 :AC軸單元；5 :托架；6 :工作臺；7 :橫梁；11 :主 軸；12 :主軸頭；13~15、17 :溫度傳感器；16 :目標(biāo)球。
【具體實施方式】
[0029] 以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0030] 圖1是多軸機(jī)床的一個例子，并且是從工件朝向工具的軸構(gòu)成順序以工件、C軸、 A軸、Y軸、X軸、Z軸、工具來表示的5軸控制加工中心1的立體圖。圖1中的X軸、Y軸及 Z軸是正交的3個軸（平動軸），以Y軸方向為前后方向，以X軸方向為左右方向，以Z軸方 向為上下方向。
[0031] 在機(jī)座2的上表面形成有Y軸引導(dǎo)件3、3,在Y軸引導(dǎo)件3、3上，以能夠沿Y軸方 向移動的方式設(shè)置有耳軸結(jié)構(gòu)的AC軸單元4。AC軸單元4具備托架5,該托架5形成為在 從前面觀察時左右方向較寬的U字狀，托架5借助內(nèi)置于左右的A軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)（未圖示）， 能夠繞與X軸方向平行的A軸回轉(zhuǎn)傾斜。并且，AC軸單元4在托架5的上表面具備用于載 置作為加工對象的工件的工作臺6,工作臺6借助內(nèi)置于托架5的C軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)（未圖示）， 能夠繞與Z軸平行的C軸旋轉(zhuǎn)360度。
[0032] 另一方面，在機(jī)座2上，以跨越Y(jié)軸引導(dǎo)件3、3的方式固定有門形結(jié)構(gòu)的橫梁7， 在橫梁7的前表面形成有X軸引導(dǎo)部8。而且，在X軸引導(dǎo)部8上以能夠沿X軸方向移動 的方式設(shè)置有滑鞍9。并且，在滑鞍9上設(shè)有Z軸引導(dǎo)部10,在Z軸引導(dǎo)部10上以能夠沿 Z軸方向移動的方式設(shè)置有主軸頭12,在該主軸頭12的下端具備主軸11。另外，滑鞍9、AC 軸單元4及主軸頭12借助與各引導(dǎo)部的引導(dǎo)面平行地設(shè)置的滾珠絲杠、和與該滾珠絲杠連 結(jié)的伺服馬達(dá)而能夠移動。并且，在5軸控制加工中心1中設(shè)有未圖示的NC裝置（控制單 元），通過NC裝置來控制AC軸單元4和主軸頭12等各個部件在各軸方向上的驅(qū)動。
[0033] 該5軸控制加工中心1使固定在工作臺6上的工件繞A軸及C軸回轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)，并 且沿Y軸方向移動，另一方面，該5軸控制加工中心1使安裝有工具的主軸11沿X軸及Z 軸移動，由此對工件實施多面加工。
[0034] 并且，13是計測環(huán)境溫度的溫度傳感器，在機(jī)座2上，在未圖示的Y軸直線標(biāo)尺的 設(shè)置位置附近設(shè)置有溫度傳感器14,在橫梁7上，在未圖示的X軸直線標(biāo)尺的設(shè)置位置附近 設(shè)置有溫度傳感器15。
[0035] 在這樣的5軸控制加工中心1中，在XY平面的各軸中存在標(biāo)度誤差Λ X、Λ Y，在 如圖2這樣描畫半徑R的圓軌跡時，通常知道會形成為下述算式（1)這樣的橢圓。
[0036]【數(shù)學(xué)式1】
【主權(quán)項】
1. 一種多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，在所述多軸機(jī)床中，能夠安裝工具的主軸和保 持工件的工作臺借助2個軸以上的平動軸和1個軸以上的旋轉(zhuǎn)軸并通過控制單元而相對移 動，由此利用所述工具加工所述工件，所述多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法是在該多軸機(jī)床 中通過所述控制單元來確定與所述平動軸及所述旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)的幾何學(xué)的誤差、并且校正所 述平動軸的標(biāo)度誤差的方法， 所述多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法的特征在于， 在所述多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法中執(zhí)行下述步驟： 計測步驟，在所述計測步驟中，將安裝于所述主軸和所述工作臺中的一方的被測量工 具的位置繞所述旋轉(zhuǎn)軸分度為多個角度，并且，使用安裝于所述主軸和所述工作臺中的另 一方的位置計測傳感器，計測所述被測量工具在各分度位置處的位置； 幾何誤差計算步驟，在所述幾何誤差計算步驟中，根據(jù)計測出的所述被測量工具的位 置計算出幾何誤差； 橢圓算式計算步驟，在所述橢圓算式計算步驟中，使所述旋轉(zhuǎn)軸動作并根據(jù)計測出的 圓弧軌跡計算出橢圓近似式；以及 誤差校正步驟，在所述誤差校正步驟中，根據(jù)計算出的所述橢圓近似式計算出所述平 動軸的標(biāo)度誤差并進(jìn)行校正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，其特征在于， 在所述橢圓近似式的長徑和短徑之差超過預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，執(zhí)行所述誤差校 正步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，其特征在于， 所述閾值以每單位長度的變化量來設(shè)定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，其特征在于， 在所述誤差校正步驟中，將所述標(biāo)度誤差的校正作為一次式，并使所述標(biāo)度誤差的校 正反映到所述平動軸的定位誤差校正表的梯度中，來設(shè)定新的定位誤差校正表，由此進(jìn)行 所述標(biāo)度誤差的校正。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，其特征在于， 在所述誤差校正步驟中，計算出在各平動軸的檢測器附近設(shè)置的溫度傳感器的檢測溫 度、與在成為基準(zhǔn)的任意的位置處設(shè)置的溫度傳感器的檢測溫度之差，按照所述檢測溫度 的差的比例分配所述標(biāo)度誤差的校正量來進(jìn)行校正。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，其特征在于， 使用設(shè)置所述被測量工具的結(jié)構(gòu)體的線膨脹系數(shù)，來修正所述標(biāo)度誤差的校正量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法，其特征在于， 在所述誤差校正步驟中，預(yù)先設(shè)定成為基準(zhǔn)的所述平動軸，使所述標(biāo)度誤差的差分反 映到其他的所述平動軸上來進(jìn)行校正。
8. -種多軸機(jī)床，在該多軸機(jī)床中，能夠安裝工具的主軸和保持工件的工作臺借助2 個軸以上的平動軸和1個軸以上的旋轉(zhuǎn)軸并通過控制單元而相對移動，由此利用所述工具 加工所述工件， 所述多軸機(jī)床的特征在于， 所述控制單元能夠執(zhí)行權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的幾何誤差確定方法。
【專利摘要】本發(fā)明提供多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法及多軸機(jī)床，能夠以高精度實現(xiàn)相鄰的軸之間的幾何誤差的確定和對各軸的標(biāo)度誤差的校正。在該多軸機(jī)床的幾何誤差確定方法中，執(zhí)行如下步驟：計測步驟，將安裝于主軸和工作臺中的一方的目標(biāo)球的位置繞旋轉(zhuǎn)軸分度為多個角度，并且，使用安裝于另一方的接觸式探針，計測目標(biāo)球在各分度位置處的位置；幾何誤差計算步驟，根據(jù)計測出的目標(biāo)球的位置計算出幾何誤差；橢圓算式計算步驟(S1)，使旋轉(zhuǎn)軸動作并根據(jù)計測出的圓弧軌跡計算出橢圓近似式；以及誤差校正步驟(S3～S6)，根據(jù)計算出的橢圓近似式計算出平動軸的標(biāo)度誤差并進(jìn)行校正。
【IPC分類】G05B19-18
【公開號】CN104698966
【申請?zhí)枴緾N201410721280
【發(fā)明人】沖忠洋
【申請人】大隈株式會社
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月2日
【公告號】DE102014223743A1, US20150160049