[发明专利]误差映象的生成方法及装置,以及具有误差映象生成功能的数值控制机床

说明书

技术领域

本发明涉及数值控制机床(数控机床)的误差的测定及修正，所述数值控制机床的主轴和工作台能够相对移动，同时，具有直线进给轴和旋转进给轴。

背景技术

一般地，在具有直线进给轴和旋转进给轴的机床中，由于在根据移动指令移动进给轴时产生误差，所以，难以将工具定位到所希望的位置。因此，在进行精度高的加工的情况下，根据机械误差进行修正。为了进行修正，作为修正的前面的阶段，有必要正确地测定机械的误差。作为进行误差的测定及修正的现有技术，已知有下面揭示的技术。

在特公平6-88192号公报中，揭示了这样一种技术，在该技术中，预先测定具有相互正交的两个旋转进给轴(A、B)的机床的两个旋转进给轴的轴的偏移(轴中心的位置偏移)，在考虑到该轴的偏移的因素的情况下，求出两个旋转进给轴的坐标。

在特开2004-272887号公报中揭示了一种技术，在该技术中，在具有相互正交的三个轴的直线移动轴(X、Y、Z)和相互正交的两个旋转进给轴(A、C)的机床中，基于旋转轴中心及主轴旋转中心的偏移量求出机械实际上应当移动的机械位置，通过借助驱动控制机构，使直线移动轴及旋转进给轴移动到求出的机械位置，修正工具前端的位置。

在特开平9-237112号公报中揭示了一种根据误差映象修正并联杆系机床(虚拟轴机床)的工具单元的误差的方法。误差映象具有对应于工具单元前端的作业空间的阵点、通过根据工具单元前端的位置及姿势的指令值和检测值之差进行运算计算出来的误差数据。

另外，在国际公开第2004/034164号中，为了对数值控制机床的头和/或工作台进行测定、修正、试验，揭示了一种利用数值控制系统进行了自动化、综合的系统及程序。该系统包括：配备有多个距离传感器的至少一个支承底座；由一端具有连接到头上的连接机构、另一端具有球的细长的缸体构成的量具型的至少一个装置。球与距离传感器邻接地配置。距离传感器用于测定与球离开的距离，该距离传感器随时可以移动到任何位置。借此，决定笛卡儿坐标空间内的位置。

在特公平6-88192号公报及特开2004-272887号公报中揭示了的修正方法，是修正旋转轴的轴偏移的方法，存在着不能修正因轴本身的弯曲或直线进给轴的位置引起的发生变化的误差等问题。特开平9-237112号公报揭示的误差映象，将利用并联杆机构驱动的工具单元前端的误差作为工作台数据，存在着不能适用于具有直线进给轴和旋转进给轴的机床的问题。在国际公开第2004/034164号揭示的测定方法中，因为只测定基准球的中心位置的偏移，所以，存在着在工具长度或工具突出长度变化时，不能修正由于主轴与工作台的相对姿势的误差而产生的工具前端的位置偏移的问题。

发明内容

本发明以解决前述现有技术的问题作为课题，本发明的目的是提供一种用于高精度地修正具有直线进给轴及旋转进给轴的机床的误差用的误差映象的生成方法及装置，以及具有误差映象生成功能的数值控制机床。

为了达到上述目的，根据本发明，提供一种误差映象生成方法，在具有直线进给轴及旋转进给轴、且主轴与工作台能够相对移动的数值控制机床的误差映象生成方法中，包括以下工序：在前述直线进给轴及前述旋转进给轴的可动范围内决定多个测定点的工序；测定在前述决定的测定点处的主轴与工作台的相对位置及相对姿势的工序；由前述求出的相对位置和/或相对姿势与进给轴的定位的指令数据求出各个测定点的位置误差和/或姿势误差的工序；对应于前述直线进给轴的位置及前述旋转进给轴的旋转角度存储前述位置误差及前述姿势误差的工序。

另外，根据本发明，提供一种误差映象生成方法，前述决定多个测定点的工序，在前述直线进给轴的可动范围内决定多个测定区域，在各个测定区域内决定测定点，以各个测定区域的至少一个测定点与相邻的测定区域的测定点具有相同的前述直线进给轴坐标位置的方式，决定测定点。

另外，根据本发明，提供一种误差映象的生成方法，前述决定前述多个测定点的工序，以相邻的测定点的间隔成为恒定的方式，或者以相邻的测定点的位置误差或姿势误差的差成为恒定的方式，决定测定点。

另外，根据本发明，提供一种误差映象的生成方法，前述测定相对位置及相对姿势的工序，利用具有设置在前述主轴及前述工作台中的一个上的外形尺寸已知的基准球和设置在另外一个上的位移传感器的测定装置，在使前述旋转进给轴动作时，一边以前述基准球的中心与前述位移传感器的相对位置在理论上不发生变化的方式控制前述直线进给轴，一边将前述旋转进给轴在多个测定点定位，利用前述位移传感器测定在各个测定点处的前述基准球的位置的位移，根据所测定的前述位移和测定时的坐标值，求出前述相对位置及前述相对姿势。