TWI640388B - 伺服調整裝置與伺服調整方法 - Google Patents

Abstract

一種伺服調整裝置，適用於至少具有二線性軸及一旋轉軸的多軸工具機，以供該多軸工具機的一移動座及一工作平台可沿該二線性軸及該旋轉軸相對運動。伺服調整裝置包含反射件、光電傳感器及處理器。所述反射件用於固設在移動座及工作平台之一且具有反射表面。光電傳感器具有光發射端與接收端，均朝向反射件的反射表面。光電傳感器用於固設在移動座及工作平台之另一。處理器電性連接光電傳感器，處理器記錄光電傳感器與反射表面的相對移動資訊，據以計算環路增益值以調整所述二線性軸或旋轉軸的伺服設定。

Description

伺服調整裝置與伺服調整方法

本發明係關於一種伺服調整裝置與伺服調整方法，特別是一種針對多軸工具機的伺服調整裝置與伺服調整方法。

針對既有的三軸工具機在伺服匹配上，通常係透過循圓測試來調整伺服迴路增益，以使三軸之伺服達到匹配。而目前五軸工具機之伺服匹配與否，一般的做法是三個線性軸經由接觸式雙球桿(Double Ball Bar, DBB)調整伺服增益，而兩個旋轉軸則係根據各廠的經驗而調整至最佳狀態。其驗證的方式則是執行R-Test來量測其K1/K2/K4的動態誤差，或是直接切削驗證的工件，如渦輪葉片、NAS979等。然而，前述的驗證方式並無法明確指出所述之五軸的機動態誤差不佳的原因是哪些軸伺服匹配不佳所造成，且驗證的過程繁雜且冗長。

另外，隨著五軸工具機的普及化，五個軸向之伺服系統難免會有混合搭配的情況，該伺服系統的三個線性軸可經由儀器產生報表以佐證其伺服匹配的精度，但另二個旋轉軸之伺服增益調整卻無明確的報表加以驗證。再者，伺服端至加工的工件之間必會存在機構因素，而潛在的機構因素會直接影響工件的品質，但卻無法藉由儀器設備分析或驗證其問題點。因此，於多軸工具機的領域中，驗證旋轉軸之伺服設定且使其與線性軸達到匹配狀態係為一重要之課題。

本發明提出一種伺服調整裝置與伺服調整方法，旨在於有效分析與驗證多軸中的旋轉軸的伺服設定是否為最佳設定狀態，必要時調整伺服設定使旋轉軸與線性軸達到最佳匹配狀態。

依據本發明之一實施例揭露一種伺服調整裝置，適用於至少具有二線性軸及一旋轉軸的多軸工具機，以供該多軸工具機的一移動座及一工作平台可沿該二線性軸及該旋轉軸相對運動。伺服調整裝置包含反射件、光電傳感器及處理器。所述反射件用於固設在移動座及工作平台之一且具有反射表面。光電傳感器具有光發射端與接收端，均朝向反射件的反射表面。光電傳感器用於固設在移動座及工作平台之另一。處理器電性連接光電傳感器，處理器記錄光電傳感器與反射表面的相對移動資訊，據以計算環路增益值以調整所述二線性軸或旋轉軸的伺服設定。

依據本發明之一實施例揭露一種伺服調整方法，其適用於至少具有二線性軸及一旋轉軸的多軸工具機，所述的二線性軸及旋轉軸用以供多軸工具機的移動座及工作平台可沿二線性軸及旋轉軸相對運動，伺服調整方法包含：將反射件固設於移動座及工作平台之一，且將光電傳感器固設於移動座及工作平台之另一；致動移動座及工作平台，使光電傳感器朝反射件投射的光影像在反射件的反射表面上沿路徑往返移動；依據路徑的往返移動記錄光電傳感器與反射表面的相對移動資訊，據以計算環路增益值以調整所述的二線性軸或旋轉軸的伺服設定。

綜上所述，於本發明的伺服調整裝置與伺服調整方法中，係藉由將反射件與光電傳感器設置於移動座及工作平台，並搭配移動座及工作平台循著二線性軸及旋轉軸的移動/轉動，而使得光電傳感器可量測得往返移動的路徑所產生的位移資訊，進而推算出環路增益值，用於調整二線性軸或旋轉軸的伺服設定，最終使得二線性軸及旋轉軸達到匹配。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係依據本發明之一實施例所繪示的伺服調整裝置與多軸工具機的立體視圖。如圖1所示，多軸工具機具有二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3，且所述二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3用以供多軸工具機的移動座11及工作平台12分別沿著二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3相對移動。而適用於所述多軸工具機的伺服調整裝置包含反射件20、光電傳感器22及處理器24。在針對多軸工具機進行伺服調整之前，需先將反射件20固設在移動座11且將光電傳感器22固設在工作平台12。反射件20具有反射表面S1，而光電傳感器22具有光發射端221與光接收端222，所述的光發射端221與光接收端222均朝向反射件20的反射表面S1。處理器24電性連接光電傳感器22，且用於記錄光電傳感器22與反射表面S1的相對移動資訊，據以計算環路增益值以調整二線性軸R1、R2或旋轉軸R3的伺服設定。舉例來說，所述的伺服設定可以係為位移速度，但本發明不以此為限。

於一實施例中，所述的光電傳感器22與反射表面S1的相對移動資訊，係包含光電傳感器22於反射表面S1所投射的光影像沿一路徑移動所產生的一組跟隨誤差值。於實務上，當光影像沿該路徑往返移動時，會先產生一組光影像的往返位移量，接著處理器運算該組往返位移量而獲得所述的跟隨誤差值。更具體來說，所述的跟隨誤差值關聯於所述光影像在沿該路徑往返移動時，光電傳感器22與反射表面S1往與返所積分累加之位移量之差值。在實際實施時，所述路徑可以係為ISO規範之K1、K2等路徑，亦或是TCP、TCPM等同動路徑。

以此實施例來說，在檢測二線性軸R1、R2與旋轉軸R3的匹配狀態的過程中，光電傳感器22與反射件20會循著一路徑移動。在移動過程中，光電傳感器22可通過光發射端221向反射表面S1發設一光影像的訊號，且通過光接收端222接收反射表面S1所反射之光影像的訊號。若是多軸工具機的線性軸及旋轉軸之間存在不匹配的情形，則光電傳感器22會獲得光影像沿所述路徑所產生之一組往返位移量。處理器24可依據該組往返位移量計算出一組跟隨誤差值，藉由多筆之跟隨誤差值進而分析出較佳的環路增益值，以利調整二線性軸R1、R2或旋轉軸R3的伺服設定使其達匹配狀態。

更進一步來說，於一實施例中，該組跟隨誤差值包含第一跟隨誤差值及第二跟隨誤差值。所述的第一跟隨誤差值係由所述之路徑在第一環路增益值所產生，而所述的第二跟隨誤差值係由所述的路徑在第二環路增益值所產生。換言之，在檢測二線性軸R1、R2與旋轉軸R3的匹配狀態的過程中，會先以一個環路增益致動移動座11及工作平台12，以分別使反射件20與光電傳感器22沿所述路徑移動而產生一組往返位移量，進而運算出第一跟隨誤差值。接著，再以另一個環路增益致動移動座11及工作平台12，以分別使反射件20與光電傳感器22沿所述路徑移動而產生另一組往返位移量，進而運算出第二跟隨誤差值。於實務上，所述的環路增益可以係為致動移動座11及工作平台12所對應之伺服位置環增益、速度環增益、速度積分時間常數等伺服增益設定值。

以一個實際的例子來說明，當完成圖1所示的伺服調整裝置與多軸工具機的前置作業後，便可開始進行檢測二線性軸R1、R2與旋轉軸R3的匹配狀態。請進一步參照圖2A及圖2B，圖2A與圖2B係依據本發明之一實施例所繪示的第一路徑的量測示意圖。當開始檢測時，首先，光電傳感器22及反射件20會先由圖2A所示之狀態ST1的位置起始，接著以往程路徑FW依序移動至狀態ST2及狀態ST3。更具體來說，由狀態ST1的位置依序移動至狀態ST3的位置的過程中，第一環路增益被施加於多軸工具機，使工作平台12係沿著旋轉軸R3轉動以帶動光電傳感器22，且使移動座11係沿著二線性軸R1與R2的移動合向量的方向移動以帶動反射件20。當完成狀態ST1的位置依序移動至狀態ST3的位置之程序後，緊接著光電傳感器22及反射件20再由圖2B所示之狀態ST4的位置以返程路徑BW依序移動至狀態ST5及狀態ST6。

於此實施例中，如圖1所示，旋轉軸R3與工作平台12的支撐表面PS平行，所述二線性軸之一的線性軸R1與支撐表面PS平行且所述二線性軸之另一的線性軸R2與支撐表面PS垂直。具體來說，由狀態ST4的位置依序移動至狀態ST6的位置的過程中，同樣以第一環路增益使工作平台12係沿著旋轉軸R3轉動以帶動光電傳感器22，且使移動座11沿著二線性軸R1與R2的移動合向量的方向移動以帶動反射件20，此處的二線性軸R1與R2的移動合向量方向與前述的由狀態ST1的位置依序移動至狀態ST3的位置的過程之二線性軸R1與R2的移動合向量方向不同。於一實施例中，反射件20的反射表面S1係為弧曲面，其可使光電傳感器22及反射件20沿前述第一路徑移動時，光電傳感器22以大致相同之間距朝向反射件20的反射表面S1，從而達成往返路徑之檢測。

若圖1的多軸工具機具有二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3存在不匹配的情形，則在進行上述的往返路徑過程之中，光電傳感器22朝反射件20所投射的光影像沿著所述之往返路徑產生第一跟隨誤差值。更詳細來說，如圖2A與圖2B所示，由狀態ST1的位置依序移動至狀態ST3的位置的過程以及由狀態ST4的位置依序移動至狀態ST6的位置的過程中，實際與二線性軸R1與R2連動的反射件20(實線處)在移動方向上的位置係落後於與旋轉軸R3連動的光電傳感器22所對齊之預定的反射件20的位置(虛線處)。換言之，旋轉軸R3的致動可能伺服領先於二線性軸R1與R2。於此實施例中，所述的第一跟隨誤差值係為實際的反射件20(實線處)與預定的反射件20(虛線處)之間的位置誤差。

請進一步參照圖3，圖3係依據本發明之一實施例所繪示的往返位移變化圖。當光電傳感器22透過發射及接收光影像而感測到上述的往返過程的位移資訊(亦即光電傳感器與反射表面的相對位移資訊)時，處理器24便可依據該位移資訊產生一對應的往返位移變化圖，如圖3所示。圖2A、圖2B與圖3係以致動旋轉軸R3的伺服領先於二線性軸R1與R2作為舉例說明。反之，於另一情況中，二線性軸R1與R2的致動可能伺服領先於旋轉軸R3。請一併參照圖4A與圖4B，圖4A與圖4B係依據本發明之另一實施例所繪示的第一路徑的量測示意圖。類似地，於此實施例中，光電傳感器22及反射件20會先由圖4A所示之狀態ST1’的位置起始，接著以往程路徑FW依序移動至狀態ST2’及狀態ST3’，接著再以返程路徑BW自狀態ST4’的位置依序移動至狀態ST5’及狀態ST6’ 的位置。

在此實施例中，多軸工具機係受到第二環路增益的施加，而使工作平台12係沿著旋轉軸R3轉動且使移動座11係沿著二線性軸R1與R2的移動合向量的方向移動，以分別帶動光電傳感器22及反射件20，進而完成往返路徑之量測。關於圖4A與圖4B實施例的旋轉軸R3的轉動及二線性軸R1與R2的移動合向量相仿於圖2A與2B，故細節不予贅述。圖4A與圖4B實施例與圖2A與圖2B實施例相異之處在於實際與二線性軸R1與R2連動的反射件20(實線處)在移動方向上的位置係領先於與旋轉軸R3連動的光電傳感器22所對齊之預定的反射件20的位置(虛線處)，也就是說致動旋轉軸R3的伺服落後於二線性軸R1與R2。請進一步參照圖5，圖5係依據本發明之另一實施例所繪示的往返位移變化圖。當光電傳感器22透過發射及接收光影像而感測到上述的往返過程的位移資訊(光電傳感器與反射表面的相對移動資訊)時，處理器24便可依據該位移資訊產生一對應的往返位移變化圖，如圖5所示。

在此實施例之往返位移變化圖中，處理器24將往與返之位移變化量分別積分累加後，可得往與返總位移變化量，此總位移變化量之差量即處理器24算得之往返路徑的跟隨誤差值。

於實際的操作上，可以施加多個不同的環路增益於多軸工具機以使工作平台12係沿著旋轉軸轉動R3且使移動座11係沿著二線性軸R1與R2的移動合向量的方向移動，以分別以帶動光電傳感器22及反射件20。如此一來，處理器24便可得到多個跟隨誤差值，並根據該些跟隨誤差值與其對應所施加的環路增益進行回歸分析法，以決定最佳的環路增益值。最終，處理器24再依據此最佳的環路增益值調整二線性軸或旋轉軸的伺服設定，進而使二線性軸及旋轉軸可以達到匹配狀態，意即多軸工具機之跟隨誤差最小化。

前述所列舉的實施例係以圖1的多軸工具機的設置架構下所進行的第一路徑的檢測。然而，於其他實施例中，多軸工具機的設置架構可以被重新設計以進行不同於第一路徑的一第二路徑之檢測。請參照圖6，圖6係依據本發明之另一實施例所繪示的伺服調整裝置與多軸工具機的立體視圖。與圖1的實施例相仿，圖6的多軸工具機具有二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3，且所述二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3用以供多軸工具機的移動座11及工作平台12分別沿著二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3相對移動。與圖1的實施例相異的是，圖6的多軸工具機的旋轉軸R3與工作平台12的支撐表面PS垂直，且二線性軸R1與R2與支撐表面PS平行。工作平台12及移動座係藉由旋轉軸R3的轉動及二線性軸R1與R2的移動合向量形成第二路徑以做為檢測路徑。

更具體來說，請進一步參照圖7A及圖7B，圖7A與圖7B係依據本發明之一實施例所繪示的第二路徑的量測示意圖。當開始檢測時，首先，光電傳感器22及反射件20會先由圖7A所示之狀態ST7的位置起始，接著以往程路徑FW依序移動至狀態ST8、狀態ST9及狀態ST10。換言之，由狀態ST7的位置依序移動至狀態ST9的位置的過程中，第一環路增益被施加於多軸工具機，使工作平台12係沿著旋轉軸R3轉動以帶動光電傳感器22，且使移動座11係沿著二線性軸R1與R2的移動合向量的方向移動以帶動反射件20。當完成狀態ST7的位置依序移動至狀態ST9的位置之程序後，緊接著光電傳感器22及反射件20再由圖7B所示之狀態ST11的位置以返程路徑BW依序移動至狀態ST12、狀態ST13及狀態ST14。於一實施例中，反射件20的反射表面S2係為平面，其可使光電傳感器22及反射件20沿前述第二路徑移動時，光電傳感器22以大致相同之間距朝向反射件20的反射表面S2，從而達成往返路徑之檢測。值得注意的是，由於圖1與圖6的多軸工具機之二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3的設置方式不同，因此圖2A及圖2B的第一路徑係沿著垂直面進行移動，而圖7A及圖7B係沿著水平面進行移動。前述圖1及圖6的反射件的反射表面分別係為弧曲面及平面。然而，於實務上，依據路徑的不同態樣，反射件的反射表面可係為曲面、平面、弧面或錐面等。

若圖6的多軸工具機具有二線性軸R1與R2以及旋轉軸R3存在不匹配的情形，則在進行上述的往返路徑過程之中，光電傳感器22朝反射件20所投射的光影像沿著所述之往返路徑產生第一跟隨誤差值。更詳細來說，如圖7A與圖7B所示，由狀態ST7的位置依序移動至狀態ST10的位置的過程以及由狀態ST11的位置依序移動至狀態ST14的位置的過程中，實際與二線性軸R1與R2連動的反射件20(實線處)在移動方向上的位置係落後於與旋轉軸R3連動的光電傳感器22所對齊之預定的反射件20的位置(虛線處)。換言之，旋轉軸R3的移動係領先於二線性軸R1與R2的移動。於此實施例中，所述的第一跟隨誤差值係為實際的反射件20(實線處)與預定的反射件20(虛線處)之間的位置誤差。請進一步參照圖8，圖8係依據本發明之一實施例所繪示的往返位移變化圖。當光電傳感器22透過發射及接收光影像而感測到上述的往返過程的位移資訊(光電傳感器與反射表面的相對移動資訊)時，處理器24便可依據該位移資訊產生一對應的往返位移變化圖，如圖8所示。在此實施例之往返位移變化圖中，處理器24將往與返之位移變化量分別積分累加後，可得往與返總位移變化量，此總位移變化量之差值即處理器24算得之往返路徑的跟隨誤差值。

圖7A、圖7B與圖8係以致動旋轉軸R3的伺服領先於二線性軸R1與R2作為舉例說明。反之，於另一情況中，二線性軸R1與R2的致動可能伺服領先於旋轉軸R3的移動。請一併參照圖9A與圖9B，圖9A與圖9B係依據本發明之另一實施例所繪示的第二路徑的量測示意圖。類似地，於此實施例中，光電傳感器22及反射件20會先由圖9A所示之狀態ST7’的位置起始，接著以往程路徑FW依序移動至狀態ST8’、狀態ST9’及狀態ST10’，接著再以返程路徑BW從由圖9B所示之狀態ST11’的位置依序移動至狀態ST12’、狀態ST13’及狀態ST14’ 的位置。

在此實施例中，多軸工具機受到第二環路增益的施加，而使工作平台12係沿著旋轉軸R3轉動且使移動座11係沿著二線性軸R1與R2的移動合向量的方向移動，以分別帶動光電傳感器22及反射件20，進而完成往返路徑之量測。關於圖9A與圖9B實施例的旋轉軸R3的轉動及二線性軸R1與R2的移動合向量相仿於圖7A與7B，故細節不予贅述。圖9A與圖9B實施例與圖7A與圖7B實施例相異之處在於實際與二線性軸R1與R2連動的反射件20(實線處)在移動方向上的位置係領先於與旋轉軸R3連動的光電傳感器22所對齊之預定的反射件20的位置(虛線處)，也就是說旋轉軸R3的致動伺服落後於二線性軸R1與R2。

請進一步參照圖10，圖10係依據本發明之另一實施例所繪示的往返位移變化圖。類似地，當光電傳感器22透過發射及接收光影像而感測到上述的往返過程的位移資訊(光電傳感器與反射表面的相對移動資訊)時，處理器24便可依據該位移資訊產生一對應的往返位移變化圖，如圖10所示。處理器24再依據位移變化圖中所示的往與返之位移變化量分別積分累加後而得到往與返總位移變化量，此總位移變化量之差值即為運算所得之往返路徑的跟隨誤差值。於一個實際的例子中，當藉由上述方式蒐集到不同的環路增益值所對應的跟隨誤差值時，可進一步將該些資訊以回歸分析法獲得最佳之環路增益值。舉例來說，請參照圖11，圖11係依據本發明之一實施例所繪示的回歸分析示意圖。如圖11所示，於所述之迴歸分析中，每一組跟隨誤差值St1至St5會在圖式中行形成一線性趨勢。而該線性趨勢與X軸交匯處(跟隨誤差值為0)所對應的環路增益值便係為最佳之環路增益值KPS。於實務上，施加更多不同環路增益時，所形成之線性趨勢更準確而可獲得更佳理想之環路增益值。相關工程人員可根據最佳之環路增益值對二線性軸R1與R2及/或旋轉軸R3的伺服設定進行調整，如此便可以使二線性軸R1與R2及旋轉軸R3達到匹配，以提升多軸工具機的加工精度。

前述圖1及圖6的多軸工具機結構設置僅係用於舉例說明。實際上，多軸工具機可以有各種不同結構設置來進行前述不同路徑的誤差量測，而使達到二線性軸R1與R2及旋轉軸R3的匹配。請參照圖12至圖15，其係分別依據本發明之實施例所繪示的不同伺服調整裝置與多軸工具機的立體視圖。如圖12所示，旋轉軸R3係與工作平12的的支撐表面PS平行且使結合於移動座11上方的主軸端15轉動，另二軸線性軸R1與R2使主軸端15及移動座11作合向量移動，以進行二軸線性軸R1與R2及旋轉軸R3的誤差量測。又如圖13所示，旋轉軸R3係與工作平台12的支撐表面PS垂直且使結合於移動座11上方的主軸端15轉動，另二軸線性軸R1與R2使主軸端15及移動座11作合向量移動，以進行二軸線性軸R1與R2及旋轉軸R3的誤差量測。圖14及圖15所示的伺服調整裝置與多軸工具機類似於圖12及圖13，惟差異在於圖14及圖15所示的伺服調整裝置與多軸工具機更配置有工作底座17，且圖15之旋轉軸R3係設置使工作底座17連動。

請參照圖16，圖16係依據本發明之一實施例所繪示的伺服調整方法的方法流程圖，其可適用於至少具有二線性軸及一旋轉軸的多軸工具機，所述的二線性軸及旋轉軸用以供多軸工具機的移動座及工作平台可沿二線性軸及旋轉軸相對運動，例如前述圖1與圖6所示的多軸工具機。所述的伺服調整方法包含於步驟S201中，可通過人工或是機具(例如機器手臂)的方式將反射件固設於移動座及工作平台之一，且將光電傳感器固設於移動座及工作平台之另一。接著，於步驟S203中，處理器致動移動座及工作平台，使得光電傳感器朝反射件投射的光影像在反射件的反射表面上沿一個路徑往返移動。接著，於步驟S205中，處理器依據路徑的往返移動記錄光電傳感器與反射表面的相對移動資訊，據以計算一環路增益值以調整所述的二線性軸或旋轉軸的伺服設定。伺服設定可例如係為位移速度，但本發明不以此為限。

請進一步參照圖17，圖17係依據本發明之另一實施例所繪示的伺服調整方法的方法流程圖。圖17大致與圖16相仿，惟差異在於圖17的實施例中，步驟S205包含步驟S2051及步驟S2053。在步驟S2051中， 處理器計算所述路徑在第一環路增益的第一跟隨誤差值及所述路徑在第二環路增益的第二跟隨誤差值，接著在步驟S2053中，處理器以回歸分析法處理第一跟隨誤差值與第二跟隨誤差值，以取得環路增益值，其中所述的第一跟隨誤差值與第二跟隨誤差值關聯於光影像在沿所述路徑往返移動時，光電傳感器與反射表面的總位移變化量之差值。於一個例子中，前述之致動移動座及工作平台，使得光電傳感器朝反射件投射的光影像在反射件的反射表面上沿一個路徑往返移動的步驟包含致動使工作平台依據與工作平台的一支撐表面平行之旋轉軸轉動且使移動座依據二線性軸的移動合向量方向移動，其中所述的二線性軸之一與該支撐表面平行且所述的二線性軸之另一與支撐表面垂直。而於另一個例子中，致動移動座及工作平台，使得光電傳感器朝反射件投射的光影像在反射件的反射表面上沿一個路徑往返移動的步驟包含致動使工作平台依據與工作平台的一支撐表面垂直之旋轉軸轉動且使移動座依據與支撐表面平行之二線性軸的移動合向量方向移動，其中所述二線性軸相互垂直。

綜合以上所述，於本發明的伺服調整裝置與伺服調整方法中，係藉由將反射件與光電傳感器設置於移動座及工作平台，並搭配不同之環路增益以致動移動座及工作平台循著二線性軸及旋轉軸的移動/轉動，而使得光電傳感器可量測得往返移動的路徑所產生的位移資訊，進而推算出最佳的環路增益值，用於調整二線性軸或旋轉軸的伺服設定(例如位移速度)，最終使得二線性軸及旋轉軸達到匹配。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

11‧‧‧移動座
12‧‧‧工作平台
15‧‧‧主軸端
17‧‧‧工作底座
20‧‧‧反射件
22‧‧‧光電傳感器
221‧‧‧光發射端
222‧‧‧光接收端
24‧‧‧處理器
PS‧‧‧支撐表面
R2、R3‧‧‧線性軸
R3‧‧‧旋轉軸
S1、S2‧‧‧反射表面
ST1~ST14、ST1’~ST14’‧‧‧狀態
St1~St5‧‧‧跟隨誤差值
KPS‧‧‧最佳之環路增益值

圖1係依據本發明之一實施例所繪示的伺服調整裝置與多軸工具機的立體視圖。 圖2A與圖2B係依據本發明之一實施例所繪示的第一路徑的量測示意圖。 圖3係依據本發明之一實施例所繪示的往返誤差圖表。 圖4A與圖4B係依據本發明之另一實施例所繪示的第一路徑的量測示意圖。 圖5係依據本發明之另一實施例所繪示的往返誤差圖表。 圖6係依據本發明之另一實施例所繪示的伺服調整裝置與多軸工具機的立體視圖。 圖7A與圖7B係依據本發明之一實施例所繪示的第二路徑的量測示意圖。 圖8係依據本發明之一實施例所繪示的往返誤差圖表。 圖9A與圖9B係依據本發明之另一實施例所繪示的第二路徑的量測示意圖。 圖10係依據本發明之另一實施例所繪示的往返誤差圖表。 圖11係依據本發明之一實施例所繪示的回歸分析示意圖。 圖12至圖15，其係分別依據本發明之實施例所繪示的不同伺服調整裝置與多軸工具機的立體視圖。 圖16係依據本發明之一實施例所繪示的伺服調整方法的方法流程圖。 圖17係依據本發明之另一實施例所繪示的伺服調整方法的方法流程圖

Claims (10)

1. 一種伺服調整裝置，適用於至少具有二線性軸及一旋轉軸的一多軸工具機，以供該多軸工具機的一移動座及一工作平台可沿該二線性軸及該旋轉軸相對運動，該伺服調整裝置包含：一反射件，具有一反射表面，該反射件用於固設在該移動座及該工作平台之一；一光電傳感器，具有一光發射端與一光接收端，該光發射端與該光接收端均朝向該反射件的該反射表面，該光電傳感器用於固設在該移動座及該工作平台之另一；以及一處理器，電性連接該光電傳感器，該處理器記錄該光電傳感器與該反射表面的相對移動資訊，據以計算一環路增益值以調整該二線性軸或該旋轉軸的伺服設定。
2. 如請求項1所述的伺服調整裝置，其中該光電傳感器與該反射表面的相對移動資訊包含該光電傳感器於該反射表面所投射的一光影像沿一路徑所產生的一組跟隨誤差值，該組跟隨誤差值關聯於該光影像在沿該路徑往返移動時，該光電傳感器與該反射表面的總位移變化量之差值。
3. 如請求項2所述的伺服調整裝置，其中該旋轉軸與該工作平台的一支撐表面平行，該二線性軸之一與該支撐表面平行且該二線性軸之另一與該支撐表面垂直，且該工作平台及該移動座係藉由該旋轉軸的轉動及該二線性軸的移動合向量形成一第一路徑做為該路徑。
4. 如請求項3所述的伺服調整裝置，其中該反射件的該反射表面係包含一弧曲面。
5. 如請求項2所述的伺服調整裝置，其中該旋轉軸與該工作平台的一支撐表面垂直，該二線性軸與該支撐表面平行，且該工作平台及該移動座係藉由該旋轉軸的轉動及該二線性軸的移動合向量形成一第二路徑做為該路徑。
6. 如請求項5所述的伺服調整裝置，其中該反射件的該反射表面係包含一平面。
7. 一種伺服調整方法，適用於至少具有二線性軸及一旋轉軸的一多軸工具機，該二線性軸及該旋轉軸用以供該多軸工具機的一移動座及一工作平台可沿該二線性軸及該旋轉軸相對運動，該伺服調整方法包含：將一反射件固設於該移動座及與該工作平台之一，且將一光電傳感器固設於該移動座及該工作平台之另一；致動該移動座及該工作平台，使該光電傳感器朝該反射件投射的一光影像在該反射件的一反射表面上沿一路徑往返移動；以及依據該路徑的往返移動記錄該光電傳感器與該反射表面的相對移動資訊，據以計算一環路增益值以調整該二線性軸或該旋轉軸的伺服設定。
8. 如請求項7所述的伺服調整方法，其中依據該路徑的往返移動記錄該光電傳感器與該反射表面的相對移動資訊，據以計算該環路增益值包含：計算該路徑在一第一環路增益的一第一跟隨誤差值及該路徑在一第二環路增益的一第二跟隨誤差值；以及以一回歸分析法處理該第一跟隨誤差值與該第二跟隨誤差值，以取得該環路增益值；其中該第一跟隨誤差值與該第二跟隨誤差值關聯於該光影像在沿該路徑往返移動時，該光電傳感器與該反射表面的總位移變化量之差值。
9. 如請求項7所述的伺服調整方法，其中致動該移動座及該工作平台之步驟包含：致動使該工作平台依據與該工作平台的一支撐表面平行之該旋轉軸轉動且使該移動座依據該二線性軸的移動合向量方向移動；其中該二線性軸之一與該支撐表面平行且該二線性軸之另一與該支撐表面垂直。
10. 如請求項7所述的伺服調整方法，其中致動該移動座及該工作平台之步驟包含：致動使該工作平台依據與該工作平台的一支撐表面垂直之該旋轉軸轉動且使該移動座依據與該支撐表面平行之該二線性軸的移動合向量方向移動，其中該二線性軸相互垂直。