[发明专利]机床的数控装置和数控方法

权利要求书

1.一种机床的数控装置，该数控装置控制所述机床,所述机床具备安装有刀具的主轴、保持工件和夹具的工作台、三个平移轴以及至少一个旋转轴,该数控装置的特征在于,具备:

轴依存变形误差估计单元,其至少根据轴依存变形误差参数和所述平移轴和/或所述旋转轴的指令值运算轴依存变形误差的估计值，其中，所述轴依存变形误差是由于所述平移轴和/或所述旋转轴的动作引起所述机床发生变形而产生的；

输入单元,其用于输入所述工件和/或夹具的质量和重心位置；

重力变形估计单元,其至少根据重力变形误差参数、所述指令值以及由所述输入单元输入的所述质量和重心位置，运算由所述工件和/或夹具的质量引起的重力变形误差的估计值；

校正值运算单元,其根据所述轴依存变形误差的估计值、所述重力变形误差的估计值以及所述指令值，运算与所述刀具相对于所述工件的位置和/或姿态的误差对应的所述平移轴和/或所述旋转轴的校正值；以及

加法单元,其将所述校正值加到所述指令值中。

2.根据权利要求1所述的机床的数控装置，其特征在于，

所述轴依存变形误差估计单元使用以至少一个所述旋转轴的指令值作为变量的、所述旋转轴的6个自由度的几何误差的函数，运算所述轴依存变形误差的估计值。

3.根据权利要求1所述的机床的数控装置，其特征在于，

所述重力变形估计单元使用依存于所述工件和/或夹具的质量、所述工件和/或夹具的重心位置以及至少一个所述旋转轴的指令值的函数，运算所述重力变形误差的估计值。

4.根据权利要求2所述的机床的数控装置，其特征在于，

所述重力变形估计单元使用依存于所述工件和/或夹具的质量、所述工件和/或夹具的重心位置以及至少一个所述旋转轴的指令值的函数，运算所述重力变形误差的估计值。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的机床的数控装置，其特征在于，

该数控装置具备误差辨识单元，该误差辨识单元利用安装于所述主轴和所述工作台中的任意一方的计测单元来计测安装于另一方的目标的位置，根据计测出的所述目标的多个位置的三维坐标值来辨识所述轴依存变形误差参数,

所述轴依存变形误差估计单元根据由所述误差辨识单元辨识的所述轴依存变形误差参数和所述指令值，运算所述轴依存变形误差的估计值。

6.根据权利要求5所述的机床的数控装置，其特征在于，

所述误差辨识单元以所述旋转轴中的至少一个轴为动作轴，另一个轴为固定轴，将所述固定轴定位在两个以上的固定位置，在各所述固定位置上,将所述动作轴定位在多个位置,利用所述计测单元计测所述目标的位置而分别取得所述目标的位置的坐标值，根据各所述固定位置处的多个所述坐标值辨识所述轴依存变形误差参数。

7.根据权利要求6所述的机床的数控装置，其特征在于，

所述误差辨识单元根据各所述固定位置处的多个所述坐标值辨识各所述固定位置处的与所述动作轴相关的6个自由度误差，根据辨识出的所述6个自由度误差辨识所述轴依存变形误差参数。

8.根据权利要求5所述的机床的数控装置，其特征在于，

所述误差辨识单元根据存在所述重力变形误差时估计的所述刀具相对于所述工件的位置与没有所述重力变形误差的理想的所述刀具相对于所述工件的位置之差，运算由所述重力变形误差引起的所述刀具相对于所述工件的位置误差的估计值，

使用从所述计测单元所计测出的所述目标的坐标值中减去所述位置误差的估计值而得到的坐标值，辨识所述轴依存变形误差参数。

9.一种机床的数控方法，该数控方法用于控制所述机床,所述机床具备安装有刀具的主轴、保持工件和夹具的工作台、三个平移轴以及至少一个旋转轴,该数控方法的特征在于,执行以下步骤:

轴依存变形误差估计步骤,至少根据轴依存变形误差参数和所述平移轴和/或所述旋转轴的指令值，运算由于所述平移轴和/或所述旋转轴的动作引起所述机床发生变形而产生的轴依存变形误差的估计值；

工件信息取得步骤,取得所述工件和/或夹具的质量和重心位置；

重力变形估计步骤,至少根据重力变形误差参数、所述指令值以及通过所述工件信息取得步骤取得的所述质量和重心位置，运算由所述工件和/或夹具的质量引起的重力变形误差的估计值；

校正值运算步骤,根据所述轴依存变形误差的估计值、所述重力变形误差的估计值以及所述指令值，运算与所述刀具相对于所述工件的位置和/或姿态的误差对应的所述平移轴和/或所述旋转轴的校正值；以及

加法步骤,将所述校正值加到所述指令值中。