JP6960376B2 - 送り装置の運動誤差同定方法 - Google Patents
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Description
EXXは、X軸送り装置のX軸方向における位置決め誤差、
EYYは、Y軸送り装置のY軸方向における位置決め誤差、
EZZは、Z軸送り装置のZ軸方向における位置決め誤差、
EYXは、X軸送り装置のX軸−Y軸平面における真直誤差(Y軸方向)、
EZXは、X軸送り装置のX軸−Z軸平面における真直誤差(Z軸方向)、
EXYは、Y軸送り装置のY軸−X軸平面における真直誤差(X軸方向)、
EZYは、Y軸送り装置のY軸−Z軸平面における真直誤差(Z軸方向)、
EXZは、Z軸送り装置のZ軸−X軸平面における真直誤差(X軸方向)、
EYZは、Z軸送り装置のZ軸−Y軸平面における真直誤差(Y軸方向)、
EAXは、X軸送り装置におけるX軸まわりの角度誤差、
EAYは、Y軸送り装置におけるX軸まわりの角度誤差、
EAZは、Z軸送り装置におけるX軸まわりの角度誤差、
EBXは、X軸送り装置におけるY軸まわりの角度誤差、
EBYは、Y軸送り装置におけるY軸まわりの角度誤差、
EBZは、Z軸送り装置におけるY軸まわりの角度誤差、
ECXは、X軸送り装置におけるZ軸まわりの角度誤差、
ECYは、Y軸送り装置におけるZ軸まわりの角度誤差、
ECZは、Z軸送り装置におけるZ軸まわりの角度誤差、
EA(0Y)Zは、Z軸送り装置と理想のY軸との直角誤差、
EB(0X)Zは、Z軸送り装置と理想のX軸との直角誤差、
EC(0X)Yは、Y軸送り装置と理想のX軸との直角誤差である。
尚、この他の誤差要因として、Y軸送り装置と理想のZ軸との直角誤差であるEA(0Z)Y、X軸送り装置と理想のZ軸との直角誤差であるEB(0Z)X、X軸送り装置と理想のY軸との直角誤差であるEC(0Y)Xが考えられる。
相互に直交するように配設された少なくとも2つの直線送り軸を有し、該2つの直線送り軸を用いて、位置決め対象である2つの対象物の内、少なくとも一方を駆動して、該2つの対象物間の相対的な位置を位置決めするように構成された送り装置について、前記2つの直線送り軸に対応した基準軸により画定される2次元平面内における前記送り装置の運動誤差を同定する方法であって、
一方の前記対象物にレーザ測長器を配設し、他方の前記対象物に反射鏡を配設した状態で、前記送り装置を駆動して、前記2次元平面内における前記2つの対象物間の相対位置を複数の指定位置に順次位置決めしながら、該2つの対象物間の距離を前記レーザ測長器によってそれぞれ測定し、
前記レーザ測長器により測定された距離データ、前記2つの対象物の内の一方の対象物の位置を固定したと仮定したときの他方の対象物の前記2次元平面における指定位置データ、固定した対象物に配設されたレーザ測長器又は反射鏡についての所定基準位置の前記2次元平面内における位置データ、及び前記送り装置の誤差パラメータを基に、前記2つの対象物の前記2次元平面内における相対的な運動誤差を同定するように構成され、
前記誤差パラメータには、前記送り装置の幾何学モデルから設定される誤差パラメータ、及び前記2つの対象物を同一の指定位置(相対位置)に位置決めした状態で、時間経過に伴って生じる変位に関する誤差パラメータが含まれる運動誤差同定方法に係る。
前記2次元平面の一方の基準軸をY軸、他方の基準軸をZ軸としたとき、運動誤差Δpn,m、即ちY軸方向の運動誤差ΔYn(Yn,Zm)及びZ軸方向の運動誤差ΔZm(Yn,Zm)は、以下の数式1によって算出することができる。
EYY(Yn)は、Y軸に沿った直線送り軸(Y軸送り軸)のY軸方向における位置決め誤差、
EZZ(Zm)は、Z軸に沿った直線送り軸(Z軸送り軸)のZ軸方向における位置決め誤差、
EYZ(Zm)は、Z軸送り軸のY軸−Z軸平面における真直誤差(Y軸方向)、
EZY(Yn)は、Y軸送り軸のY軸−Z軸平面における真直誤差(Z軸方向)、
EAY(Yn)は、Y軸送り軸における、Y軸及びZ軸に直交する軸まわりの角度誤差、
EA(0Y)Zは、理想のY軸に対するZ軸送り軸の直角誤差であり、前記送り装置の幾何学モデルから設定される誤差パラメータである。
また、TY及びTZは、前記2つの対象物を同一の指定位置に位置決めした状態で、時間経過に伴って生じる誤差パラメータであって、TYは前記2つの対象物間のY軸方向の変位であり、TZは同じくZ軸方向の変位である。
これらの誤差の内、EYY(Yn)、EZZ(Zm)、TY及びTZは、直接測定することによって得られる。
また、その他の誤差、即ち、EYZ(Zm)、EZY(Yn)、EAY(Yn)及びEA(0Y)Zは、下記数式2によって得られる値を最小にする値として得られる。
1)第1回測定:初期状態で測定
2)第2回測定:第1回測定後、主軸5を回転速度4000min−1で2時間回転させた後に測定
3)第3回測定:第2回測定後、更に、主軸5を回転速度8000min−1で2時間回転させた後に測定
4)第4回測定:第3回測定後、更に、主軸5を回転速度12000min−1で2時間回転させた後に測定
EZY(Yn)は、Y軸送り軸のY軸−Z軸平面における真直誤差(Z軸方向)、
EAY(Yn)は、Y軸送り軸における、Y軸及びZ軸に直交する軸まわりの角度誤差、
EA(0Y)Zは、理想のY軸に対するZ軸送り軸の直角誤差であり、前記送り装置の幾何学モデルから設定される誤差パラメータである。
2 ベッド
3 コラム
4 サドル
5 主軸
6 テーブル
10 X軸送り装置
15 Y軸送り装置
20 Z軸位送り装置
30 レーザ測長器
31 基準球
32 レーザ干渉計
35 ミラー
Claims (1)
- 相互に直交するように配設された少なくとも2つの直線送り軸であって、基準軸であるY軸に沿った直線送り軸としてのY軸送り軸、及び前記Y軸と直交する基準軸であるZ軸に沿った直線送り軸としてのZ軸送り軸を有し、該2つの直線送り軸を用いて、位置決め対象である2つの対象物の内、少なくとも一方を駆動して、該2つの対象物間の相対的な位置を位置決めするように構成された送り装置について、前記Y軸及びZ軸により画定されるY軸−Z軸平面内における前記送り装置の運動誤差を同定する方法であって、
前記Y軸送り軸の前記Y軸方向における位置決め誤差EYY(Yn)、及び前記Z軸送り軸の前記Z軸方向における位置決め誤差EZZ(Zm)を測定し、
前記2つの対象物を同一の相対位置である指定位置に位置決めした状態で、時間経過に伴って生じる誤差パラメータであって、前記2つの対象物間のY軸方向の変位TY、及びZ軸方向の変位TZを測定するとともに、
一方の前記対象物にレーザ測長器を配設し、他方の前記対象物に反射鏡を配設した状態で、前記送り装置を駆動して、前記Y軸−Z軸平面内における前記2つの対象物間の相対位置を複数の指定位置に順次位置決めしながら、該2つの対象物間の距離dn,mを前記レーザ測長器によってそれぞれ測定し、
前記レーザ測長器により測定された距離データdn,m、前記2つの対象物の内の一方の対象物の位置を固定したと仮定したときの他方の対象物の前記Y軸−Z軸平面における指定位置データpn,m(Yn,Zm)、固定した対象物に配設されたレーザ測長器又は反射鏡についての所定基準位置の前記Y軸−Z軸平面内における位置データP、及び前記送り装置の誤差パラメータである前記位置決め誤差EYY(Yn)、位置決め誤差EZZ(Zm)、前記Z軸送り軸のY軸−Z軸平面におけるY軸方向の真直誤差EYZ(Zm)、前記Y軸送り軸のY軸−Z軸平面におけるZ軸方向の真直誤差EZY(Yn)、前記Y軸送り軸における、前記Y軸及びZ軸に直交する軸まわりの角度誤差EAY(Yn)、及び前記送り装置の幾何学モデルから設定される誤差パラメータであって、前記Y軸に対するZ軸送り軸の直角誤差EA(0Y)Z、並びに時間経過に伴って生じる前記Y軸方向の変位TY、及びZ軸方向の変位TZを基に、
前記送り装置の運動誤差Δpn,mであるY軸方向の運動誤差ΔYn(Yn,Zm)及びZ軸方向の運動誤差ΔZm(Yn,Zm)を以下の数式1によって算出するようにしたことを特徴とする運動誤差同定方法。
また、前記位置データPは、既知の値である。また、前記誤差EYZ(Zm)、EZY(Yn)、EAY(Yn)及びEA(0Y)Zは、下記数式2によって得られる値を最小にする値として得られる。
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