TWI600492B - Compensation screw lead error method - Google Patents

Description

補償螺桿導程誤差的方法

本發明有關於一種補償螺桿導程誤差的方法，其係提供終端得以快速補償螺桿的導程誤差之方法。

通常螺桿的製造端在出廠螺桿前會事先量測螺桿的導程誤差，並將導程誤差圖表附於出廠資料供終端參考。然而，導程誤差圖表上並無直接顯示導程誤差數據，且與實際上螺桿和螺帽組合後的導程誤差不同。終端難以從圖表中直接使用數據而進行螺桿的導程誤差補償。

由此，終端大都自行購買雷射干涉儀或光學尺等測量儀器，以在使用螺桿之前先以量測機器進行螺桿導程誤差的量測及補償。

然而，環境因素、人員技術的因素、儀器穩定度等外在的因素的變動都會影響到雷射干涉儀或光學尺測量螺桿導程誤差的精準度。也就是說，同一支螺桿在不同的環境、不同人員操作及不同的儀器所量測出的導程誤差值會呈現不一致狀況。

再加上，雷射干涉儀及光學尺等測量儀器在量測的過程中皆須花費較長的量測時間，且雷射干涉儀及光學尺等量測儀器的價格昂貴，故若終端若要自行量測螺桿的導程誤差，其會有因外在的因素變動而無法維持量測結果的精準度，及需花費較多時間進行螺桿導程誤差補償步驟， 及提高補償螺桿導程誤差的成本。

有鑑於此，本發明一種補償螺桿導程誤差的方法，其主要目的在於終端不需自行量測螺桿的導程誤差，就能進行螺桿導程誤差的補償；其次要目的在於提升量測螺桿導程誤差結果的一致性。

為了達成前揭目的，本發明一第一較佳實施例所提供之補償螺桿導程誤差的方法，該方法包含有以下步驟：a)量測螺桿的導程誤差後，產生一導程誤差資料；b)將該導程誤差資料儲存於一儲存單元；c)讀取儲存於該儲存單元中的導程誤差資料，將導程誤差資料傳送至一補償運算單元，該補償運算單元讀取導程誤差資料，補償運算單元運算導程誤差資料後產生一補償資料；d)傳送該補償資料至該控制單元，該控制單元讀取補償資料後，開始補償所量測的螺桿的導程誤差；其中，步驟a)至步驟b)係在一量測端執行，而步驟c)至步驟d)係在一終端執行；藉此，終端僅需讀取儲存於儲存單元中的導程誤差資料後，就能快速補償螺桿的導程誤差，進而不需要自行量測螺導的導程誤差，以節省補償螺桿的導程誤差的時間及成本。

本發明一第二較佳實施例所提供之補償螺桿導程誤差的方法，該方法包含有以下步驟：a)量測螺桿的導程誤差後，產生一導程誤差資料，傳送該導程誤差資料至一補償運算單元；b)該補償運算單元讀取導程誤差資料，補償運算單元運算導程誤差資料後產生一補償資料；c)將補償資料儲存於一儲存單元；d)讀取儲存於儲存單元中的補償資料；e)傳送補償資料至該控制單元，該控制單元讀取補償資料後，補償所量測的螺桿的導程誤 差的補償；前述驟a)至步驟c)係在一量測端執行，步驟d)至步驟e)係在一終端執行。藉此，透過量測端直接提供補償資料儲存於儲存單元，讓終端得以讀取儲存單元中的補償資料，而直接補償螺桿導程誤差，進而節省補償螺桿的導程誤差的時間及成本。

有關本發明所提供之補償螺桿導程誤差的方法之詳細內容及特點，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在技術領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

12‧‧‧螺桿

14‧‧‧螺帽

20‧‧‧掃描裝置

30‧‧‧儲存單元

40‧‧‧控制單元

S10~S16‧‧‧步驟

S20~S21‧‧‧步驟

第1圖係本發明一第一較佳實施例所提供的補償螺桿導程誤差的方法之流程圖；第2圖係本發明一第二較佳實施例所提供的補償螺桿導程誤差的方法之流程圖；第3圖係本發明所提供的補償螺桿導程誤差的方法，其以一連接控制單元的掃描裝置掃描螺帽上的儲存單元的示意圖；第4圖係本發明所提供的補償螺桿導程誤差的方法，其係未經補償運算單元運算的螺桿導程誤差導測圖；第5圖係本發明所提供的補償螺桿導程誤差的方法，將導程誤差資料經移動平均運算補償螺桿的導程誤差後，量測螺桿導程誤差的導測圖；第6圖係本發明所提供的補償螺桿導程誤差的方法，將導程誤差資料經經熱溫升變形運算補償後，量測螺桿導程誤差的導測圖，及未將導程 誤差資料經熱溫升變形運算，所量測的螺桿導程誤差的導測圖；以及第7圖係本發明所提供的補償螺桿導程誤差的方法，將導程誤差資料加入組裝系數補償螺桿的導程誤差後，所量測的螺桿導程誤差的導測圖。

為了詳細說明本發明之技術特徵所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：請參閱第1圖，其係本發明一第一較佳實施例所提供之補償螺桿導程誤差的方法，包含有以下步驟：首先執行步驟S10，在量測端先以導程誤差量測機量測螺桿的導程誤差後產生一導程誤差資料，該導程誤差資料為將量測螺桿的導程誤差產生的導測圖數據化的結果。接著進行步驟S12，將該導程誤差資料儲存於一儲存單元30，該儲存單元30為圖形碼，諸如一維條碼或二維條碼，本發明該第一較佳實施例中儲存單元為二維條碼QR碼。

請參閱第3圖，將儲存有導程誤差資料的儲存單元30標示於一螺帽14表面。或將儲存單元30附於出廠資料中，使儲存單元30得以與螺桿12一併交送到終端。

請參閱第3圖，在終端以一掃描裝置20讀取儲存於該儲存單元30中的導程誤差資料，並將導程誤差資料傳送至一補償運算單元，該補償運算單元讀取導程誤差資料經運算後產生一補償資料。

接著執行步驟S16，將補償資料以無線或有線的方式傳送至控制單元40(如第3圖所示)，接著控制單元40讀取補償資料後，進行螺桿導程誤差的補償。其中該補償運算單元可為與掃描裝置20結合的電腦或安裝 於掃描裝置20內具有運算能力的硬體，而本發明該第一較佳實施例所提供的方法的補償運算單元係結合於掃描裝置20內。

終端會將螺桿12組裝於與控制單元40連接的機械裝置上，故控制單元40讀取補償資料後，控制機械裝置進行螺桿12的導程補償，也就是螺桿12的軸位置精度補償。

據此，透過上述步驟S10至步驟S16，在量測端先測量螺桿12的導程誤差資料，再將導程誤差資料儲存於儲存單元30後，提供在同一標準環境下測量每一螺桿12導程誤差，使螺桿12的導程誤差測量結果能維持一致性。而終端透過讀取儲存單元30的導程誤差資料以補償螺桿1的導程誤差，進而讓終端無需自行購買測量螺桿12導程誤差的儀器，並節省進行補償螺桿12導程誤差的時間。

請參閱第2、3圖，其係本發明一第二較佳實施例所提供之補償螺桿導程誤差的方法。首先執行步驟S20，在量測端先以導程誤差量測機量測螺桿的導程誤差後，並產生一導程誤差資料，接著傳送該導程誤差資料至一補償運算單元。接續執行步驟S22，該補償運算單元讀取導程誤差資料經運算後產生一補償資料；再執行步驟S24，將補償資料儲存於一儲存單元30。接著如同本發明該第一實施例，量測端會將儲存單元30標示於螺帽14表面，或者附於出廠資料中。

在終端執行步驟S26，讀取儲存於儲存單元30中的補償資料；接續，執行步驟S28，傳送補償資料至控制單元40，該控制單元40讀取補償資料後，補償所量測的螺桿12的導程誤差。

本發明該第二較佳實施例所提供的方法與第一較佳實施例 所提供的方法差異在於，該第二較佳實施例的方法在步驟S21，就先在量測端運算導程誤差資料為補償資料，再將補償資料儲存在儲存單元30中。藉此，在終端便能直接使用螺桿的補償資料，使控制單元40讀取補償資料後直接進行螺桿12導程誤差的補償，以節省終端進行導程誤差資料的運算時間，以減少螺桿12導程誤差補償的時間。

上述該第一、二較佳實施例所提供的方法中，該補償運算單元包含有一移動平均運算、一插補補償間距運算、一熱溫升變形運算及一組裝誤差修正，而補償資料係將導程誤差資料經前述任一者運算而得的數據，或前述任二者以上的運算組合所得的數據。進一步詳細說明將導程誤差資料經上述運算後的結果。

請參閱第4圖，其係將一螺桿12經導程誤差量測機量測後產生的導測圖。請參閱第5圖，其係將第4圖的導測圖數據化後產生導程誤差資料的經移動平均運算後，以補償資料補償螺桿的導程誤差所得的導測圖。請比較第4圖及第5圖的曲線，該第5圖的曲線較第4圖平滑，因此將導程誤差資料經移動平均運算後可獲得較平滑的曲線。其中，移動平均運算需以一移動平均點數長度值作為參數，而該移動平均點數長度值係複數滾珠負荷於螺帽內的長度。藉以，讓螺桿的導程誤差資料接近螺桿實際組裝螺帽時的導程誤差。

而插補補償間距運算係依據量測端所設定或終端所設定的間距進行內插補償點或挑選補償點，以一節距補償值的補償資料。

請參閱第6圖，其係將導程誤差資料經一熱溫升變形運算後，以所獲得的補償資料補償螺桿導程誤差，所測得的導測圖。該熱溫升 變形運算為熱膨脹公式。該公式為：螺桿長度x(螺桿實際加工的溫度或螺桿組裝時的溫度-螺桿導程量測時溫度)x螺桿材料的熱膨脹系數，而獲得一熱變形量補償值的補償資料。藉以降低螺桿在該導程誤差量測機所量測的溫度，與螺桿實際安裝於機械裝置上運作的溫度之間的長度誤差。其中第6圖，點狀曲線a，係未考量熱變形量補償值所量測的螺桿導程誤差曲線，而連續曲線b，係加入熱變形量補償值所量測的螺桿導程誤差曲線。在螺桿的行程800公厘(mm)處時，曲線a的誤差在約-25微米(um)，而曲線b落在約-20微米(um)。故，以熱變形量補償值補償螺桿的導程誤差，其能夠提升補償螺桿導程誤差的精準度。

請參閱第7圖所示，請係將導程誤差資料經組裝誤差修正後所得螺桿導程誤差的導測圖。該組裝誤差修正將導程誤差資料加入一偏擺值經運算後得到補償資料。其中，該偏擺值係螺桿組裝於機械裝置的馬達時，該螺桿兩端的偏擺度。其參閱第7圖的曲線，在行程接近1000公厘(mm)處，螺桿的導程誤差趨近於零微米(um)。表示用導程誤差資料經組裝誤差修正後所產生的補償資料，用來補償螺桿的導程誤差，能提升導程誤差補償的精準度。

S10~S16‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種補償螺桿導程誤差的方法，該方法包含有以下步驟.a)量測螺桿的導程誤差後，產生一導程誤差資料；b)將該導程誤差資料儲以數位方式存於一數位儲存單元；c)讀取儲存於該數位儲存單元中的導程誤差資料，將導程誤差資料傳送至一補償運算單元，該補償運算單元運算導程誤差資料後產生一補償資料；以及d)傳送該補償資料至一控制單元，該控制單元依該補償資料進行螺桿的導程補償；該補償運算單元包含有一移動平均運算，該移動平均運算需以一移動平均點數長度值作為參數，而該移動平均點數長度值係複數滾珠負荷於一套設螺桿的螺帽內的長度。
2. 一種補償螺桿導程誤差的方法，該方法包含有以下步驟：a)量測螺桿的導程誤差後，產生一導程誤差資料，傳送該導程誤差資料至一補償運算單元；b)該補償運算單元運算導程誤差資料後產生一補償資料；c)將補償資料以數位方式儲存於一數位儲存單元；d)讀取儲存於該數位儲存單元中的補償資料；以及e)傳送該補償資料至一控制單元，該控制單元依該補償資料進行螺桿的導程補償；該補償運算單元包含有一移動平均運算，該移動平均運算需以一移動平均點數長度值作為參數，而該移動平均點數長度值係複數滾珠負荷於一 套設螺桿的螺帽內的長度。
3. 依據申請專利範圍第1項或第2項所述之補償螺桿導程誤差的方法，其中，該儲存單元為圖形碼，該圖形碼係一維條碼或二維條碼。
4. 依據申請專利範圍第1項或第2項所述之補償螺桿導程誤差的方法，其中，該導程誤差資料為將量測螺桿的導程誤差後產生的導測圖數據化。
5. 依據申請專利範圍第1項或第2項所述之補償螺桿導程誤差的方法，其中，該補償運算單元包含有一插補補償間距運算、一熱溫升變形運算及一組裝誤差修正，該補償資料係將導程誤差資料經前述任一者運算而得的數據，或前述任二者以上的運算組合所得的數據。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之補償螺桿導程誤差的方法，其中，該補償資料係包含有一節距補償值、一熱變形量補償值或上述兩者組合，該節距補償值係導程誤差資料經插補補償間距運算所得的數據，而該熱變形量補償值係導程誤差資料經熱溫升變形運算所得的數據。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之補償螺桿導程誤差的方法，其中，步驟a)至步驟b)係在一量測端執行，而步驟c)至步驟d)係在一終端執行。
8. 依據申請專利範圍第2項所述之補償螺桿導程誤差的方法，其中，步驟a)至步驟c)係在一量測端執行，而步驟d)至步驟e)係在一終端執行。