JPH08507166A

JPH08507166A - リードスクリューの駆動装置および駆動方法

Info

Publication number: JPH08507166A
Application number: JP6519262A
Authority: JP
Inventors: ダブリューフレイサー，ジョン; ウッズ，カーティス
Original assignee: オハイオエレクトロニックイングレイバーズインク
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1996-07-30
Also published as: BR9405799A; US5329215A; WO1994019733A1; CN1118194A; DE4491093T1

Abstract

(57)【要約】本発明のリードスクリュー駆動機構においては、ピッチ誤差の影響を除去するために、修正手段が用いられる。同軸に対して回転されるリードスクリューと完全なリードスクリューとの間の回転角の差異テーブルを生成するために、リードスクリュー（３２）に対して測定が実施される。この差異テーブルは修正テーブルを構成するのに用いられ、この修正テーブルはＰＲＯＭ（４４）内に記憶される。リードスクリュー（３２）の作動中においては、この修正テーブルが、リードスクリューの駆動信号を調整するのに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】リードスクリューの駆動装置および駆動方法発明の背景本発明は、リードスクリューの駆動に関する。特に、本発明は、高精度の彫刻システムに組込まれるリードスクリューの駆動に適用される。このようなシステムでは、例えばグラビア印刷胴のようなシリンダに対して、シリンダを回転させながらその表面を彫刻する場合に、リードスクリューによって線形的に移動されるキャリッジに、彫刻針（engraving stylus）が取付けられることがある。また、本発明は、切削が高エネルギのレーザ光線によって実施される彫刻システムにも適用される。リードスクリューには、ネジ付きナットを通過する長いらせんネジが形成されている。リードスクリューは、回転可能ではあるが、軸方向には移動しないように支持されている。一方、ナットは、回転できないように設置されてはいるが、リードスクリューに沿って、軸方向には移動可能となっている。そして、ワークヘッドがナットに固定され、これにより、リードスクリューが回転されると、ワークヘッドが軸方向に移動される。この際、電子的パルスに対応して、それぞれのパルスごとに所定の角度増分ずつ回転するモータ機構により、リードスクリューが駆動されることがある。本発明の対象となるような精密な機器にリードスクリューが適用される場合には、リードスクリューは極めて正確なピッチを有する必要がある。リードスクリューの小さなピッチ誤差に対応して、ワーク（被加工物）に対するワークヘッドの位置に誤差が生じる。このような誤差は、周期的に起こることもあれば、局所的に大きく生じることもある。さらに、このような誤差は、突然生じることもあれば、徐々に累積される場合もある。そして、このような誤差が生じると、ワークの不良品が生成されることになる。従来の彫刻システムでは、使用可能である最も精密な（最も高価な）リードスクリューが用いられ、リードスクリューから機械的に取去れない誤差は許容されるしかなかった。軸角（shaft angle）をフィードバックする方法を用いても、ワークヘッドの位置が測定された軸角と線形な関係にないことから、リードスクリューのピッチ問題を解決することはできなかった。それゆえ、より高い精度でワークの位置決めを行なうことができるリードスクリューの駆動装置が必要とされている。特に、命令されたリードスクリューの正味の回転角と、これに対応するワークヘッドの軸方向位置との間に線形関係が成立するリードスクリューの駆動機構が必要とされている。発明の概要本発明によれば、精密機器に適用されるリードスクリューは、正味の回転角に対して連続的にピッチ誤差を導出する干渉計とともに設置されるのが好適である。そして、これに対応した増分修正テーブルが、メモリ装置内に設定されるとともに記憶される。そして、メモリ装置が、リードスクリューの駆動システム内に組込まれ、リードスクリューの位置決めコマンドを調整するのに用いられる。システムの動作時には、（外部装置であることもある）コマンド発生器により、時間に対して規則的である連続的なコマンドパルスから構成される原型コマンド信号が発生される。これらのコマンドパルスは、誤差の無い（仮想の）リードスクリューの回転角を制御する際に必要となる周波数で発生される。これらのコマンドパルスは、パルスプロセッサに送られるとともに、回転角（位置）カウンタにも送られる。この回転角カウンタは、リードスクリューに対して命令された正味の回転角の履歴を記録するとともに、メモリ装置から連続的な増分修正情報を読み出すためのアドレスを発生する。また、パルスプロセッサでは、原型コマンド信号に対して、これらの増分修正信号を対応させることで、調整されたコマンド信号が発生される。そして、この調整されたコマンド信号が、リードスクリューに対する駆動制御システムへ送られる。このような修正は連続的に行われ、リードスクリューを駆動させる際の最小単位の（回転角）増分をもとにして行われる。このような方法を用いることにより、誤差が最小単位の増分より大きくなることはない。さらに、修正に関する新たな計算、すなわち望ましい位置に対する修正データの内挿計算あるいは加重計算を行なう必要がない。また、この修正方法は、移動方向に関する知識を必要としない。修正は、増分／減分的な特徴を有するもので、修正テーブル内には、エラー数値が保持されることはない。これにより、修正テーブルのサイズが小さくなるか、あるいは、比較的多くの位置における修正に対して必要とされるすべてのデータを制限された大きさのメモリ内に記憶することが可能となる。データ入力を行なうことで、ネジのよろめき、真円からのずれ、曲げによる偏心、取付に関する非同軸度、あるいは通常のリードエラー等に起因するリードスクリューの誤差を修正することが可能となる。ところで、すべてのコマンドパルスが、調整される必要はない。リードスクリューの誤差累積勾配が（１／Ｎ）であるとすると、Ｎ個のコマンドパルスのなかの１個のコマンドパルスのみが修正されればよい。これにより、修正テーブルのサイズをおおよそＮ分の１に減少することが可能となる。好適な実施態様においては、27256 EPROMにより、リードスクリューに沿って、65536の調整位置が得られる。移動距離が２５６インチで、１インチあたり４回転のピッチを有するリードスクリューに対しては、リードスクリューの１回転あたりに、６４の調整位置が得られることになる。リードスクリューの個々の回転に対する誤差も、修正可能となる。修正テーブルは、干渉計を用いた位置測定を通して得られた差異テーブルから導かれる。この位置測定は、リードスクリュー自体、あるいはリードスクリューにより移動されるシステムに対して実施される。後者の場合には、修正テーブルにより、リードスクリューに起因する誤差とともに、システムの構成要素に起因するシステム誤差が修正される。本発明の修正精度は、リードスクリューの移動に関する繰り返し精度に対してのみ制限される。リードスクリューのナットがリードスクリューの所定領域を通過するそれぞれの時点において同一であるような誤差が、本発明により正確に除去される。好適な実施態様においては、メモリ装置からの増分修正情報が、ＡＤＤパルス信号およびＤＥＬＥＴＥパルス信号に変換される。ＡＤＤパルス信号およびＤＥＬＥＴＥパルス信号のいずれも存在しない場合には、未修正の原型コマンドパルスが、リードスクリューを駆動するために用いられる。ＡＤＤパルス信号は、調整コマンド信号内に挿入される余分のパルスを発生させ、一方、ＤＥＬＥＴＥパルス信号は、本来ならば調整コマンド信号に含まれていたはずの１つの原型コマンドパルスに対するブロックを生じさせる。モータ駆動に関するサブシステムにおいては、調整コマンド信号として与えられるコマンドパルスが、アップ／ダウン差異カウンタに送られる。また、この差異カウンタには、リードスクリューに連結されたシャフト（軸角）エンコーダからの位置情報フィードバックパルスも送られている。そして、この差異カウンタにより、好ましくはＤＣサーボモータであるリードスクリュー駆動モータを制御するための差異カウントが発生される。さらに、位置制御ループの内側に設けられた速度制御ループにより、速度のスムーズ化が実現される。以下の詳細な説明においては、特に好適な実施の形態を対象として説明がなされている。しかし、記載される形態とは異なる形態が実施可能であることが解されるであろう。例えば、位置カウンタを、原型パルス発生源と連結するのではなく、軸角エンコーダに連結することが可能である。また、修正パルスを、位置情報フィードバック信号に対して用いるか、あるいは直接に差異カウントに対して用いることが可能である。それゆえ、本発明は、彫刻システムにおいて用いられるリードスクリューの軸方向の位置決め精度を改善することを目的とする。また、本発明は、ワークヘッドの速度対応をスムーズに制御するために、連続的なリードスクリューの駆動パルスを修正することを目的とする。本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な記載、添付の図面、および請求項から明らかにされる。図面の簡単な説明図１は、本発明によるリードスクリュー制御システムを示すブロック図である。図２は、データセレクタとプログラムできる読取りのみのメモリ（ＰＲＯＭ）との間の相互接続を示す図である。図３は、パルスプロセッサを示す図である。図４は、パルスプロセッサのタイミング図である。図５は、リードスクリューの修正テーブルを生成するための機器構成を示す図である。好適な実施の形態の説明図１には、リードスクリュー３２の駆動に対する本発明による制御システムが概略的に示されている。原型コマンド信号の形態を有する基準信号は、コマンド発生器１０により生成され、ライン１１に送られる。原型コマンド信号は、一連のパルスから構成され、ライン１５へ送られる調整コマンド信号を生成するためにパルスプロセッサ１２により処理される。調整コマンド信号は、ワークヘッド３４に固定されたネジ付きナット３１内部におけるリードスクリュー３２の回転を制御するために用いられる。パルスプロセッサ１２では、リードスクリューのピッチ角の誤差を補償するために、原型コマンド信号が調整される。結果的に、原型コマンドにより命令された正味の回転角と、ワークヘッド３４の軸方向の移動距離との間には、線形な関係が成立する。この際、リードスクリュー３２の正味の回転角とは、コマンド発生器１０から発生された所定の数のパルスが、パルスプロセッサ１２により修正された後に起こった総回転角を意味するものであることが解される必要がある。調整コマンド信号は、ライン１５を介して、アップ／ダウンカウンタ１６の形態を有する位置比較器（差異カウンタ）へ送られる。カウンタ１６では、ライン１５上のコマンドパルスがカウントされ、軸角エンコーダ２８によりライン１７上に発生されたフィードバックパルスがそこから減じられる。結果的に累積された（差異）カウントは、ディジタル形態の位置誤差となる。この位置誤差（差異カウント）が、リードスクリューのモータを駆動するのに用いられる。そして、位置誤差が、急速に、一定速度に対しての一定値に設定されるのが解されるであろう。それゆえ、位置誤差が、彫刻誤差を生じさせることはない。位置誤差は、単に定常的な遅れ角にすぎず、この遅れ角は、ディジタル−アナログ変換器１８により、アナログ形態に変換される。このアナログ誤差は、増幅器２０により増幅される。しかし、増幅器２０は、インテグレータ（integrator）に交換されることもあり、その結果、多くのリードスクリューの駆動信号を維持するかたわらで、位置誤差がおおよそ０にまで減少されることがある。そして、増幅された位置誤差（積算された位置誤差）は、差動増幅器（速度誤差発生器）２２へ送られる。差動増幅器２２では、位置誤差とタコメータ（回転速度計）２６で発生された速度フィードバック信号とが比較され、その差異が増幅されるとともにモータ２４に対して駆動信号が与えられる。モータ２４は、ＤＣサーボモータであるのが好適である。それゆえ、このシステムは、位相同期速度制御装置として機能する。しかし、位相状態の検知がカウンタ１６により実行されるので、位相誤差の範囲が３６０度以上になることがあるが、システムが急激に加速する際にもカウント数に誤りが生じることはない。パルスの消失が累積されると、ワークヘッドの位置決め誤差が生じることになるので、上記の特徴は重要なものとなる。増幅器２０には、タコメータ２６により信号として送られる速度範囲の関数として増幅器の動作を修正するための（図示されない）同調回路が設けられるのが好適である。さらに、マニュアル操作での回転に関連する高速運転における差動増幅器２２の飽和を回避するために、タコメータが、タコメータからの信号の振幅を調整する手段を有して構成されているのが好適である。マニュアル操作による回転は、適正な周波数において入力されるパルスを発生させる（図示されない）入力装置により実施される。駆動パルスの周波数を制御することで、小さな動作および大きな動作を制御するためのランピング動作（ramping action）が可能となる。モータ２４により、ネジ付きナット３１に嵌合されたリードスクリュー３２に連結されているシャフト３０が回転される。そして、ナット３１により、彫刻針が取付けられたワークヘッド３４が支持されている。それゆえ、彫刻制御信号が、ライン３３を介してワークヘッド３４へ送られる。そして、他の駆動モータ７９により回転されるシリンダ状のワーク７７の表面に対して、彫刻が実施される。好適な実施の形態においては、コマンド発生器１０は、ワーク７７の駆動機構に取付けられたエンコーダを有して構成されており、その結果、原型コマンドパルスが、ワークの回転に同期して発生される。また、本実施の形態のシステムには、原型コマンド信号を受け入れるために、ライン１１を介してコマンド発生器１０に連結された２４ビットの回転角カウンタ４２が設けられている。カウンタ４２では、アドレスライン４５に正味の回転位置信号を送るために、原型コマンド信号内のパルス数がカウントされる。図２に関連して、後に詳細に説明されるが、２４ビットのカウンタの上位の１５ビットは、直接にＰＲＯＭ４４へ送られる。そして、第１６位のビットが、ニブルセレクタ１０２へ送られ、その結果、ＰＲＯＭ４４内に記憶される線形修正テーブルに対する１６ビットのアドレスが、ライン４５により効果的に送られる。この線形修正テーブルは、リードスクリュー３２の正味の回転角と、リードスクリュー３２に対応して同じ軸方向位置にナット３１を有する誤差の無いリードスクリューの正味の回転角との間の差異を表している。ＰＲＯＭ４４内における増分修正は、正味の回転角の関数として一覧表の形態で記録され、その結果、ライン４５に送られる信号により、ＰＲＯＭ４４において、原型コマンド信号に対する適切な修正情報がライン４７に対して発生される。ライン４７に送られた修正情報は、カウンタ４２からライン４９を介して回路４６に受け入れられたカウントと同期されて、データセレクト回路４６によりデコード（解読）される。データセレクト回路４６は、ライン１３に対してＡＤＤパルスを発生させ、ライン１４に対してＤＥＬＥＴＥパルスを発生させる。そして、これらのパルスは、パルスプロセッサ１２へ送られる。ライン１３に送られるそれぞれのパルスに対応して、パルスプロセッサ１２により、ライン１１の原型コマンド信号に対して１パルスが加えられる。一方、ライン１４に送られるそれぞれのパルスに対応して、パルスプロセッサ１２により、原型コマンド信号から１パルスが消去される。ＰＲＯＭ４４およびマルチプレクサ１０２は、２４ビットカウンタのなかの上位１６ビットでアドレス設定が行われるから、ライン４７におけるデータ変化は、ライン１７における２５６個のフィードバックパルスに対して１回の割合で起こる。さらに、図１に示される制御システムには、制御システムのエラーを検知するエラー検出回路４０が設けられている。エラー検出回路４０の詳細な動作は、本発明の理解には必要ではない。本明細書では、以下の点を述べれば充分であろう。ワークヘッド３４がストロークの最終位置に到達した際に、その状態を検知するために設置されたセンサ３６により発生された移動状態指示信号が、ライン３５を介して回路４０に受け入れられる。また、他のセンサ３８は、リードスクリューの回転サイクルにおいて、リードスクリューが上死点に到達するごとに、リードスクリュー３２上のマークを検知する。データセレクト回路４６は、同期確認信号をライン４１へ送り出す。エラー検出回路４０は、エラー状態を検知するために、ライン４１上の信号と、ライン３７およびライン３５上の信号とを比較する。また、回路４０は、カウンタ４２に対するリセットコマンドを出力する。このコマンドは、ワークヘッド３４が新しいストロークを開始した際に、ライン４３に送られる。ＰＲＯＭ４４およびデータセレクト回路４６の詳細が、図２に示されている。上記のように、ＰＲＯＭ４４は、連続した１５本のライン４５を介してカウンタ４２から上位１５ビットの情報を受け入れるように連結されている。ライン４５は、ＰＲＯＭ４４に対するアドレスとして機能する。ライン４５におけるそれぞれの新しいアドレスに対して、ＰＲＯＭ４４は、ライン４７へ新しい８ビットのコードを出力する。そして、ライン４７上のコードは、データセレクト回路４６のニブルセレクタ１０２へ送られる。ＰＲＯＭ４４からの８ビット出力は、それぞれ４ビットの２つのグループに分けられる。それぞれのグループは、ＡＤＤビット、ＤＥＬＥＴＥビット、ＳＹＮＣビット、およびＳＰＡＲＥビットから構成されている。原型コマンド信号にパルスを加える際には、ＡＤＤビット部がＨＩ状態となる。また、原型コマンド信号からパルスを消去する際には、ＤＥＬＥＴＥビット部がＨＩ状態となる。さらに、リードスクリューが回転に関して参照位置にあると予想される場合には、ＳＹＮＣビット部がＨＩ状態になる。それゆえ、ＳＹＮＣビットは、リードスクリューの実際の回転角と現在の参照テーブルにおけるアドレスとの間の位置ずれを検知する手段を提供している。上記のように、ＰＲＯＭ４４からの修正コードは、カウンタ４２にて２５６個のカウントがなされる間において固定された状態を維持する。これは、パルスプロセッサ１２において、原型コマンド信号の２５６個のパルスに対して１個のパルスのみしか修正されないことを意味する。しかし、通常、原型コマンド信号において、１パルスの誤差を累積するには、２５６をはるかに越えたパルス数を必要とするため、上記の割合で充分ということになる。システムが１パルス分の誤差を検知すれば、すぐにライン４７上の信号が、ＡＤＤパルスあるいはＤＥＬＥＴＥパルスの必要性を示すように修正される。結果的に、ワークヘッド３４は、１つのコマンドパルスの増加あるいは減少により修正可能である誤差以上の位置誤差を有することがない。ニブルセレクタ１０２により、ライン４７上の正しい４ビットのグループが選択され、ライン１０３，１０５を介して、ＡＮＤゲート１０６，１０８に対して、それぞれ適切なＡＤＤビットあるいはＤＥＬＥＴＥビットが送られる。ニブルセレクタ１０２におけるデコードは、ライン４５上の２４ビットのアドレスにおける９番目のビットを受けるように連結された読み取りライン４９により実施される。このビットは、ＰＲＯＭにおいて重要でないアドレシビットから１つ離れたビットにあたる。結果として、ＰＲＯＭ４４は、８ビットの記憶装置から、２倍された記憶番地を備えた４ビットの記憶装置へと変換される。パルス発生器１０４は、カウンタ４２からの２４ビットのカウントの８番目のビットを送るライン１１４に連結されている。このビット部におけるカウントの変化により、パルス発生器１０４によるパルス発生が起動される。このパルスはＬＯ状態であるとともに、ＡＮＤゲート１０６におけるＡＤＤパルスの通過およびＡＮＤゲート１０８におけるＤＥＬＥＴＥパルスの通過を遮断する。この遮断状態は、ニブルセレクタ１０２を介してＰＲＯＭ４４から送られるデータの設定が確定されるに充分な時間だけ継続される。図３に示されるように、ＡＮＤゲート１０６からのＡＤＤコマンドは、ライン１３を介してフリップフロップ２０２へ送られる。また、ＡＮＤゲート１０８からのＤＥＬＥＴＥコマンドは、パルスプロセッサ１２内の別のフリップフロップ２１０へ送られる。ライン１３およびライン１４上のパルスは、フリップフロップ２０２，２１０のクロック端子に送られ、ラッチされた出力が他の一対のフリップフロップ２０４，２１２へ送られる。そして、ライン１１上の原型コマンドパルスが、フリップフロップ２０４，２１２のクロック端子へ送られる。フリップフロップ２０２からの出力がフリップフロップ２０４に受け入れられると、フリップフロップ２０４は、ライン１１上の次のコマンドパルスが発生するまで待機し、そして、待機期間を開始するパルス発生器２０６からのパルスを起動させる。また、これと同時刻において、フリップフロップ２０２，２０４が、次のＡＤＤパルスに対して待機するようにリセットされる。待機期間の終了時においては、他のパルス発生器２０８により、望ましいＡＤＤパルスが発生される。このＡＤＤパルスは、ライン２０９を介して、調整コマンド信号をライン１５へ出力するＯＲゲート２２２へ送られる。また、原型コマンド信号は、パルス発生器２１６へも送られ、このパルス発生器２１６は、他のパルス発生器２１８に連結されている。パルス発生器２１６は遅延を生じさせ、これに続いて、ライン１１上の原型コマンドパルスが、パルス発生器２１８により再発生される。再発生されたコマンドパルスは、ライン２１９を介してＡＮＤゲート２２０へ送られ、その後、ライン２２１を介してＯＲゲート２２２へ送られる。ＡＮＤゲートは、通常、パルス発生器２１４からのＨＩ出力により、イネーブル状態にされている。しかし、パルス発生器２１４が起動（トリガ）されると、パルス発生器２１４はライン２１５上にＬＯ信号を出力し、一時的にＡＮＤゲート２２０を不能化し、ライン２１９上の再発生されたコマンドパルスをブロックする。パルス発生器２１４への入力信号は、通常、ＨＩ状態にある。フリップフロップ２１０がＤＥＬＥＴＥパルスによる要求を受けると、フリップフロップ２１２がイネーブル状態におかれる。そして、ライン１１上の次のコマンドパルスがフリップフロップ２１２にセットされると、パルス発生器２１４の入力端子がＨＩ状態からＬＯ状態に変えられる。これにより、パルス発生器２１４が起動されて、ＡＮＤゲート２２０に対してブロッキングパルスが発生され、このブロッキングパルスにより、パルス発生器２１８によりライン２１９上に発生された一連のパルスのなかから１つのパルスが消去される。また、フリップフロップ２１０およびフリップフロップ２１２は、パルス発生器２１４に対するＨＩ／ＬＯ入力により、自動的にリセットされる。パルスプロセッサ１２の動作を説明するためのタイミング図が、図４に示されている。図に示されるように、参照番号３０２は、パルスプロセッサ１２により受け入れられるライン１１上の原型コマンド信号を示している。参照番号３２０は、個々の原型コマンドパルスを示している。１つの図において、ＡＤＤ修正およびＤＥＬＥＴＥ修正の両方を例示するために、２５６個のパルスの数セット分の時間遅れが示されるように、波形３０２は破断されている。また、波形３０４は、パルス発生器２１８からの出力信号を示している。波形３０４上に示されている一連のパルス３２２は、再発生されたものであるとともに、パルス３２０から一定の遅れを有している。波形３０６は、ライン１４上の信号を示している。この波形は、ＤＥＬＥＴＥパルス３２４を有して構成されている。また、信号波形３０８は、パルス発生器２１４からの出力を示している。この信号は、波形３０６のパルス３２４に対応して発生されたブロッキングパルス３２６を有している。入力ライン１３上の信号が、参照番号３１０で示されている。この信号は、ＡＤＤパルス３２８を有している。また、参照番号３１２で示されている信号は、パルス発生器２０８からの出力を示している。この出力は、パルス３２８の次に続く原型コマンドパルス３２０から短い待機期間だけ遅れて新しく発生するパルス３３０を有している。次に、波形３１４は、再発生されたパルス３３２と追加されたパルス３３２ａとを有して構成される調整コマンド信号３１４を示している。参照番号３３３は、ブロックされたパルスを示している。図５には、ＰＲＯＭ４４を生成する機器構成が示されている。図に示されるように、リードスクリュー３２は、固定バー４０８が設けられた固定部材内に取付けられている。そして、ネジ付きナット３１が、リードスクリュー３２に嵌合されている。また、ナット３１には、バー４０８を収容する滑り通路部が設けられており、これにより、ナット３１が回転できないようになっている。しかし、ナット３１は、リードスクリュー３２の回転に応じて、軸方向に移動可能となっている。リードスクリュー３２は、モータ４００により回転される。リードスクリューが回転すると、エンコーダ４０４により、リードスクリュー３２の端部に一定の間隔をおいて形成された一連のマーキング４０２が観測され、マーキングパルスが連続的に発生される。これらのパルスは、総回転角を導くコンピュータ４１２へ出力される。また、干渉計４１０により、ナット３１の移動が測定され、軸方向の測定位置が、連続的にコンピュータ４１２へ送られる。コンピュータ４１２は、エンコーダ４０４からのパルスに同期させて干渉計による測定値を読み取り、この数値と、完全なエラー無しのリードスクリューにより生成される測定位置データとの比較を行なう。そして、これにより得られる誤差は、表形式にされるとともに、コンピュータ４１２に記憶される。上記の方法により生成される差異テーブルが完成された後に、コンピュータ４１２により、差異テーブルに対応するように表形式化された増分指定および減分指定から構成される修正テーブルが構成される。増分指定および減分指定は、これらのトータルが差異テーブル内の対応する参照位置における差異数に等しくなるように割り当てられる。表形式化されたそれぞれの増分指定は、リードスクリューの駆動信号に１つのパルスを加える（ＡＤＤ）コマンドを表し、表形式化されたそれぞれの減分指定は、１つのパルスを消去する（ＤＥＬＥＴＥ）コマンドを表す。ＳＹＮＣ入力値およびＳＰＡＲＥ入力値を含んだ上記の修正テーブルは、２４ビットで測定された正味の回転位置の関数として、ＰＲＯＭ４４内にロードされる。上記の修正テーブルを備えたＰＲＯＭを用いることで、リードスクリューに対する精度仕様を緩和することができる。そして、同一の作業を行なう際にも、低品質／低コストのリードスクリューの使用が可能となる。また、高品質のリードスクリューを用いて、より高精度の作業を行なうことが可能となる。以上、本発明の好適な実施の形態を構成する方法、およびこの方法を実施するための装置に関して説明がなされたが、本発明が上記の方法および装置のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲で規定される発明の範囲内において種々の変更が可能であることが解されるであろう。

Claims

【特許請求の範囲】１．連続するコマンドパルスから構成され、リードスクリューの正味の回転位置に関して連続的に命令される増分変化を表す原型コマンド信号を受け入れる手段と、前記リードスクリューにおけるピッチ誤差に関連する増分修正信号を受け入れるとともに、これに対応して前記連続するコマンドパルスを調整するように連結されているパルスプロセッサと、前記調整された連続するコマンドパルスを受け入れ、これに対応して前記リードスクリューを回転させるように連結されている駆動モータと、前記リードスクリューに対して命令された回転位置に対応する位置カウントを生成するための位置カウンタと、前記位置カウントによりアドレスされ、これに応じて増分量修正信号を読み出すメモリ手段とを有して構成されているリードスクリューの駆動装置。２．円筒軸まわりにシリンダ状のワークを回転させるための第１のモータと、前記ワークが回転する間において前記ワークの表面を彫刻する彫刻ヘッドと、前記ワークの表面と接触する際に、前記彫刻ヘッドを支持するネジ付き支持部材と、前記円筒軸と平行な方向に延びるとともに、前記ネジ付き支持部材のネジ部に嵌合されるリードスクリューと、連続的な増分コマンドパルスに対応して前記リードスクリューを回転させ、これにより前記彫刻ヘッドを前記円筒軸方向において並進させる第２のモータと、前記ワークの回転と同期させて連続的な入力パルスを発生させるためのコマンド発生器と、前記入力パルスを処理して、これに応じた前記増分コマンドパルスを発生させる制御手段とを有して構成される彫刻装置において、前記制御手段が、（ａ）前記リードスクリューに対して命令された回転位置に対応する位置カウントを生成するための位置カウンタと、（ｂ）前記位置カウントによりアドレスされ、これに応じて前記リードスクリューのピッチ誤差に関連する増分修正信号を読み出すために連結されているメモリ手段と、（ｃ）前記入力パルスおよび前記増分修正信号を受け入れるように連結され、前記連続的な入力パルスに応じるとともに前記増分修正信号による調整を行って、連続的な前記増分コマンドパルスを生成するように設計されたパルスプロセッサとを有して構成されていることを特徴とする彫刻装置。３．円筒軸まわりにシリンダ状のワークを回転させるための第１のモータと、前記ワークが回転する間において前記ワークの表面を彫刻する彫刻ヘッドと、前記ワークの表面と接触する際に、前記彫刻ヘッドを支持するネジ付き支持部材と、前記円筒軸と平行な方向に延びるとともに、前記ネジ付き支持部材のネジ部に嵌合されるリードスクリューと、連続的な増分コマンドパルスに対応して前記リードスクリューを回転させ、これにより前記彫刻ヘッドを前記円筒軸方向において並進させる第２のモータと、前記ワークの回転と同期させて連続的な入力パルスを発生させるためのコマンド発生器と、前記入力パルスを処理して、これに応じた前記増分コマンドパルスを発生させる制御手段とを有して構成される彫刻装置において、前記制御手段が、前記リードスクリューの回転運動に同期させて連続的なフィードバックパルスを発生させるための軸角エンコード手段と、前記リードスクリューの回転速度を示す速度フィードバック信号を発生させるための速度フィードバック手段と、前記増分コマンドパルスおよび前記フィードバックパルスを受け入れ、これらのパルス間の差異をカウントし、これに対応する差異カウント信号を発生させる差異カウンタと、前記差異カウント信号と前記速度フィードバック信号との間の差異に対応する速度誤差信号を発生させるための速度誤差発生器と、前記リードスクリューの正味の回転位置に対応する位置カウントを発生させる位置カウンタと、前記位置カウントによりアドレスされ、これに応じて前記リードスクリューのピッチ誤差に関連する増分修正信号を読み出すように連結されているメモリ手段と、前記増分修正信号を受け入れるとともに、これに応じて前記差異カウント信号の増分調整を行なうように連結されているパルスプロセッサとを有して構成されていることを特徴とする彫刻装置。４．請求項３記載の彫刻装置において、前記位置カウンタが、前記入力パルスをカウントすることで位置カウントを発生するように連結されていることを特徴とする彫刻装置。５．円筒軸まわりにシリンダ状のワークを回転させるための第１のモータと、前記ワークが回転する間において前記ワークの表面を彫刻する彫刻ヘッドと、前記ワークの表面と接触する際に、前記彫刻ヘッドを支持するネジ付き支持部材と、前記円筒軸と平行な方向に延びるとともに、前記ネジ付き支持部材のネジ部に嵌合されるリードスクリューと、連続的な増分コマンドパルスに対応して前記リードスクリューを回転させ、これにより前記彫刻ヘッドを前記円筒軸方向において並進させる第２のモータと、前記ワークの回転と同期させて連続的な入力パルスを発生させるためのコマンド発生器と、前記入力パルスを処理して、これに応じた前記増分コマンドパルスを発生させる制御手段とを有して構成される彫刻装置において、前記制御手段が、前記リードスクリューの回転運動に同期させて連続的なフィードバックパルスを発生させるための軸角エンコード手段と、前記増分コマンドパルスおよび前記フィードバックパルスを受け入れ、これらのパルス間の差異をカウントし、これに対応する差異カウント信号を発生させる差異カウンタと、前記リードスクリューの正味の回転位置に対応する位置カウントを発生させる位置カウンタと、前記位置カウントによりアドレスされ、これに応じて前記リードスクリューのピッチ誤差に関連する増分修正信号を読み出すように連結されているメモリ手段と、前記増分修正信号を受け入れるとともに、これに応じて前記差異カウント信号の増分調整を行なうように連結されているパルスプロセッサとを有して構成されていることを特徴とする彫刻装置。６．請求項５記載の彫刻装置において、前記パルスプロセッサが、それぞれの前記入力パルスに対して、それぞれ１つの前記増分コマンドパルスを発生させる手段と、前記増分修正が、所定の第１の型で行われる場合に、１つの前記増分コマンドパルスを追加する手段と、前記増分修正が、前記第１の型とは異なる第２の型で行われる場合に、選択された１つの前記増分コマンドパルスを消去する手段とを有して構成されていることを特徴とする彫刻装置。７．請求項６記載の彫刻装置において、前記位置カウンタが、前記入力パルスをカウントするように連結されていることを特徴とする彫刻装置。８．連続するコマンドパルスから構成され、リードスクリューの正味の回転位置に関して連続的に命令される増分変化を表す原型コマンド信号を受け入れる手段と、前記リードスクリューの回転運動に同期させて連続的なフィードバックパルスを発生させるための軸角エンコード手段と、前記リードスクリューの回転速度を示す速度フィードバック信号を発生させるための速度フィードバック手段と、前記コマンドパルスおよび前記フィードバックパルスを受け入れ、これらのパルス間の差異をカウントし、これに対応する差異カウント信号を発生させる差異カウンタと、前記差異カウント信号と前記速度フィードバック信号との間の差異に対応する速度誤差信号を発生させるための速度誤差発生器と、前記速度誤差信号を受け入れて、これに応じて前記リードスクリューを回転させるように連結されている駆動モータと、前記リードスクリューの正味の回転位置に対応する位置カウントを発生させる位置カウンタと、前記位置カウントによりアドレスされ、これに応じて前記リードスクリューのピッチ誤差に関連する増分修正信号を読み出すように連結されているメモリ手段と、前記増分修正信号を受け入れるとともに、これに応じて前記差異カウント信号の増分調整を行なうように連結されているパルスプロセッサとを有して構成されているリードスクリューの駆動装置。９．請求項８記載のリードスクリューの駆動装置において、前記位置カウンタが、前記コマンドパルスをカウントすることで、前記位置カウントを発生させるように連結されていることを特徴とするリードスクリューの駆動装置。１０．請求項９記載のリードスクリューの駆動装置において、前記パルスプロセッサが、前記原型コマンド信号の増分を調整することで、前記差異カウント信号の増分を結果的に調整するように連結されていることを特徴とするリードスクリューの駆動装置。１１．請求項１０記載のリードスクリューの駆動装置において、前記パルスプロセッサが、前記増分修正信号に応じて、選択的に、前記原型パルス信号へのパルスの付加、および前記原型パルス信号からのパルスの消去を実行する手段を有して構成されていることを特徴とするリードスクリューの駆動装置。１２．請求項１１記載のリードスクリューの駆動装置において、前記メモリ手段が、前記リードスクリューの負のピッチ誤差および正のピッチ誤差に対して、それぞれ対応する正の修正パルスおよび負の修正パルスを発生させる手段を有して構成され、前記パルスプロセッサが、前記正の修正パルスを受けた際に、前記原型コマンド信号に１つのコマンドパルスを挿入する手段と、前記負の修正パルスを受けた際に、前記原型コマンド信号から１つのコマンドパルスを消去する手段とを有して構成されていることを特徴とするリードスクリューの駆動装置。１３．請求項１２記載のリードスクリューの駆動装置において、前記差異カウントをアナログ形態に変換し、アナログ形態の前記差異カウントを前記速度誤差発生器へ送るディジタル−アナログ変換器が、さらに設けられていることを特徴とするリードスクリューの駆動装置。１４．連続するコマンドパルスから構成され、リードスクリューの正味の回転位置に関して連続的に命令される増分変化を表す原型コマンド信号を受け入れる手段と、前記リードスクリューの回転運動に同期させて連続的なフィードバックパルスを発生させるための軸角エンコード手段と、前記コマンドパルスをカウントし、前記リードスクリューの正味の回転位置を表す位置カウントを発生させるように連結されている位置カウンタと、前記位置カウントによりアドレスされ、これに応じて、前記リードスクリューのピッチ誤差に関連した増分に関するＡＤＤ修正信号および増分に関するＤＥＬＥＴＥ修正信号を読み出すように連結されているメモリ手段と、前記ＡＤＤ修正信号に対応して、前記原型コマンド信号に選択的に前記コマンドパルスを追加するとともに、前記ＤＥＬＥＴＥ修正信号に対応して、前記原型コマンド信号から選択的に前記コマンドパルスを消去するように連結されているパルスプロセッサと、前記コマンドパルスおよび前記フィードバックパルスを受け入れ、これらのパルス間の差異をカウントし、これに対応する差異カウント信号を発生させる差異カウンタと、前記差異カウント信号に応じて、前記リードスクリューを回転させるように連結されている駆動モータとを有して構成されているリードスクリューの駆動装置。１５．請求項１４記載のリードスクリューの駆動装置において、前記リードスクリューの回転速度を示す速度フィードバック信号を発生させるための速度フィードバック手段と、前記差異カウント信号と前記速度フィードバック信号との間の差異に対応する速度誤差信号を発生させ、この速度誤差信号を前記駆動モータへ送る速度誤差発生器とをさらに有して構成されていることを特徴とするリードスクリューの駆動装置。１６．（１）連続的な正味の回転角に対する前記リードスクリューの移動距離を測定する工程と、（２）前記測定されたそれぞれの移動距離に対して、関連する線形関係にある正味の回転角が算出され、（３）前記正味の回転角と、前記関連する線形関係にある正味の回転角との間の差異に、増分修正の総和が対応するようにして、連続する増分修正を表形式化する工程と、（４）前記リードスクリューの一連の望ましい角位置に対応する角位置参照信号を発生させる工程と、（５）前記リードスクリューの一連の実際の角位置に対応するフィードバック信号を発生させる工程と、（６）前記参照信号と前記フィードバック信号との間の差異に対応する位置誤差信号を発生させる工程と、（７）前記増分修正に関連して、前記位置誤差信号を調整する工程と、（８）調整された前記位置誤差信号に応じて、前記リードスクリューを回転させる工程とを有するリードスクリューの駆動方法。１７．請求項１６記載のリードスクリューの駆動方法において、（９）前記リードスクリューの回転角速度に対応する速度信号を発生させる工程と、（１０）前記速度信号を前記位置誤差信号から減ずる工程とをさらに有することを特徴とするリードスクリューの駆動方法。