JPH11226846A - 姿勢補正装置 - Google Patents
姿勢補正装置Info
- Publication number
- JPH11226846A JPH11226846A JP3006898A JP3006898A JPH11226846A JP H11226846 A JPH11226846 A JP H11226846A JP 3006898 A JP3006898 A JP 3006898A JP 3006898 A JP3006898 A JP 3006898A JP H11226846 A JPH11226846 A JP H11226846A
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- JP
- Japan
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- posture
- attitude
- movable body
- piezoelectric actuator
- control circuit
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Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械各部の姿勢変化を、補正可能とする。
【解決手段】 マシニングセンタ１の主軸ヘッド１０と
コラム１１とテーブル１３との各可動体に姿勢を検出す
る検出部材２を設け、主軸ヘッド１０とコラム１１との
間、コラム１１と基台１２との間、テーブル１３の脚部
等の各支持部のそれぞれに圧電アクチュエータ１５を設
け、検出部材２の姿勢信号を受けて演算部４で各変位量
を算出し、変位量指令信号５として制御回路６へ送り、
制御回路６により圧電アクチュエータ１５の駆動量を制
御してマシニングセンタの各可動部の姿勢を補正する。
コラム１１とテーブル１３との各可動体に姿勢を検出す
る検出部材２を設け、主軸ヘッド１０とコラム１１との
間、コラム１１と基台１２との間、テーブル１３の脚部
等の各支持部のそれぞれに圧電アクチュエータ１５を設
け、検出部材２の姿勢信号を受けて演算部４で各変位量
を算出し、変位量指令信号５として制御回路６へ送り、
制御回路６により圧電アクチュエータ１５の駆動量を制
御してマシニングセンタの各可動部の姿勢を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は機械の姿勢変化を補
正する技術に属する。
正する技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】機械装置、例えば工作機械であるマシニ
ングセンタにおいては、主軸とテーブルとの間の位置関
係が熱等の要因で変化した場合、その補正方法として従
来はＸ，Ｙ，Ｚ軸等の通常の駆動軸を使って補正する方
法がとられている。
ングセンタにおいては、主軸とテーブルとの間の位置関
係が熱等の要因で変化した場合、その補正方法として従
来はＸ，Ｙ，Ｚ軸等の通常の駆動軸を使って補正する方
法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記補正方法
の場合、見かけ上の数値は補正されるが、実際の機械の
姿勢変化は各駆動部の位置関係の変化の他に姿勢変化も
発生し、軸方向だけではなく、いわゆる傾きや倒れ或い
は捻れ、曲がりといった変化も発生いている場合がほと
んどで、このような変化に対しての補正までは考慮され
る事がなく、精度の高い姿勢補正とはいえなかった。
の場合、見かけ上の数値は補正されるが、実際の機械の
姿勢変化は各駆動部の位置関係の変化の他に姿勢変化も
発生し、軸方向だけではなく、いわゆる傾きや倒れ或い
は捻れ、曲がりといった変化も発生いている場合がほと
んどで、このような変化に対しての補正までは考慮され
る事がなく、精度の高い姿勢補正とはいえなかった。
【０００４】そこで本発明は、例えば主軸やテーブルの
傾きや倒れ或いは捻れ、曲がり等、機械各部のそのよう
な姿勢変化に対して、補正を可能とする事を課題とす
る。
傾きや倒れ或いは捻れ、曲がり等、機械各部のそのよう
な姿勢変化に対して、補正を可能とする事を課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明に係る姿勢調整装置は、機械装置に
おける可動体の適宜部位に、その可動体の姿勢を検出す
る検出部材を取り付ける一方、その検出部材が取り付け
られた可動体を支持する支持部に可動体の支持姿勢を調
整する調整部材を設け、前記検出部材からの信号を受
け、所定の姿勢に対する前記可動体の姿勢変化量を算出
し、その姿勢変化量に応じて前記調整部材を制御駆動
し、前記可動体が所定の姿勢を維持するよう調整するよ
う構成される。
め、請求項１の発明に係る姿勢調整装置は、機械装置に
おける可動体の適宜部位に、その可動体の姿勢を検出す
る検出部材を取り付ける一方、その検出部材が取り付け
られた可動体を支持する支持部に可動体の支持姿勢を調
整する調整部材を設け、前記検出部材からの信号を受
け、所定の姿勢に対する前記可動体の姿勢変化量を算出
し、その姿勢変化量に応じて前記調整部材を制御駆動
し、前記可動体が所定の姿勢を維持するよう調整するよ
う構成される。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、機械装置が工作機械であることを特徴とする。
て、機械装置が工作機械であることを特徴とする。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、調整部材に圧電アクチュエータを採用し、そ
の圧電アクチュエータの制御を注入電荷量により行うよ
う構成される。
において、調整部材に圧電アクチュエータを採用し、そ
の圧電アクチュエータの制御を注入電荷量により行うよ
う構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態の一例について図面を基に詳細に説明する。図１は
姿勢補正装置をマシニングセンタに設けた場合のブロッ
ク図を示すもので、２は例えば電気水準器等の姿勢を検
出する検出部材であり、図１に示すマシニングセンタ１
では主軸ヘッド１０の上部、コラム１１、テーブル１３
の各可動体に全３カ所設けてある。そして、３は姿勢を
補正する調整部材で、この実施の形態では圧電アクチュ
エータを使用し、主軸ヘッド１０とコラム１１との接続
部、コラム１１と基台１２との接続部、テーブル１３の
脚部等各可動体の支持部にそれぞれ設けられている。
形態の一例について図面を基に詳細に説明する。図１は
姿勢補正装置をマシニングセンタに設けた場合のブロッ
ク図を示すもので、２は例えば電気水準器等の姿勢を検
出する検出部材であり、図１に示すマシニングセンタ１
では主軸ヘッド１０の上部、コラム１１、テーブル１３
の各可動体に全３カ所設けてある。そして、３は姿勢を
補正する調整部材で、この実施の形態では圧電アクチュ
エータを使用し、主軸ヘッド１０とコラム１１との接続
部、コラム１１と基台１２との接続部、テーブル１３の
脚部等各可動体の支持部にそれぞれ設けられている。
【０００９】また、４は検出部材２から送られてくる信
号を受けて各調整部材３による補正量を算出する演算部
であり、６は演算部４の出力する変位量指令信号５を受
けて調整部材３の変位量を制御する制御回路である。こ
の実施の形態では調整部材３に圧電アクチュエータを使
用しているため、制御回路６はその注入電荷量を制御す
る電荷制御回路６ａとなっている。
号を受けて各調整部材３による補正量を算出する演算部
であり、６は演算部４の出力する変位量指令信号５を受
けて調整部材３の変位量を制御する制御回路である。こ
の実施の形態では調整部材３に圧電アクチュエータを使
用しているため、制御回路６はその注入電荷量を制御す
る電荷制御回路６ａとなっている。
【００１０】次に、上記姿勢補正装置の動作の流れを説
明する。マシニングセンタ１が所定の設定状態から傾き
や倒れ或いは捻れ、曲がり等の姿勢の変化が発生する
と、各可動部に設けられた検出部材２により検出された
姿勢信号を基に、演算部４で姿勢の変化量が演算され、
各調整部材３の補正量が算出される。そして、変位量指
令信号５として出力される。制御回路６はその演算部４
からの変位指令信号５を受けて各調整部材３を補正動作
させ、マシニングセンタ１全体を所定の設定状態に保持
させる。
明する。マシニングセンタ１が所定の設定状態から傾き
や倒れ或いは捻れ、曲がり等の姿勢の変化が発生する
と、各可動部に設けられた検出部材２により検出された
姿勢信号を基に、演算部４で姿勢の変化量が演算され、
各調整部材３の補正量が算出される。そして、変位量指
令信号５として出力される。制御回路６はその演算部４
からの変位指令信号５を受けて各調整部材３を補正動作
させ、マシニングセンタ１全体を所定の設定状態に保持
させる。
【００１１】このように、機械装置の各可動部に調整部
材を設けて、そのそれぞれを制御することで、従来行う
ことができなかった傾きや倒れ或いは捻れ、曲がり等の
姿勢補正を行うことができる。特に熱変位の影響を大き
く受ける工作機械においては、従来のＸ，Ｙ，Ｚ方向の
補正機能と併用することで総合的な補正を行うことがで
きる。また、調整部材に圧電アクチュエータを用いれ
ば、高精度な制御を高速応答で実現することができる。
特に電気水準器により検出し、圧電アクチュエータによ
り制御する場合には常時検出及び補正を行うことができ
るので、工作機械の運転中における僅かな非加工時間に
おいても補正を行うことができ、機械の加工能率を低下
させることなく加工精度を向上することができる。
材を設けて、そのそれぞれを制御することで、従来行う
ことができなかった傾きや倒れ或いは捻れ、曲がり等の
姿勢補正を行うことができる。特に熱変位の影響を大き
く受ける工作機械においては、従来のＸ，Ｙ，Ｚ方向の
補正機能と併用することで総合的な補正を行うことがで
きる。また、調整部材に圧電アクチュエータを用いれ
ば、高精度な制御を高速応答で実現することができる。
特に電気水準器により検出し、圧電アクチュエータによ
り制御する場合には常時検出及び補正を行うことができ
るので、工作機械の運転中における僅かな非加工時間に
おいても補正を行うことができ、機械の加工能率を低下
させることなく加工精度を向上することができる。
【００１２】図２は圧電アクチュエータ１５の制御回路
である電化制御回路６ａの１例を示している。圧電アク
チュエータ１５は、注入した電荷量と変位量とが直線的
な関係にあるため、電化制御回路６ａは演算部４からの
変位量指令信号５を、注入する電荷量に変換する回路と
なっている。電荷制御回路６ａは演算回路１６からの変
位指令信号５を受けて注入電荷量を算出し、その算出値
により電荷注入回路１８と電荷放出回路１９とを制御し
て圧電アクチュエータ１５の注入電荷量を制御してい
る。なお、１７は高電圧源、２０は注入電荷検出回路で
ある。
である電化制御回路６ａの１例を示している。圧電アク
チュエータ１５は、注入した電荷量と変位量とが直線的
な関係にあるため、電化制御回路６ａは演算部４からの
変位量指令信号５を、注入する電荷量に変換する回路と
なっている。電荷制御回路６ａは演算回路１６からの変
位指令信号５を受けて注入電荷量を算出し、その算出値
により電荷注入回路１８と電荷放出回路１９とを制御し
て圧電アクチュエータ１５の注入電荷量を制御してい
る。なお、１７は高電圧源、２０は注入電荷検出回路で
ある。
【００１３】尚、ここで示している電荷制御回路６ａは
１個の圧電アクチュエータを制御する場合を示している
が、複数の圧電アクチュエータを１個の制御回路で制御
する場合は切替器を設けて順次切り替えることで制御す
ればよいし、個々の圧電アクチュエータに対して専用の
制御回路を設けてもよい。
１個の圧電アクチュエータを制御する場合を示している
が、複数の圧電アクチュエータを１個の制御回路で制御
する場合は切替器を設けて順次切り替えることで制御す
ればよいし、個々の圧電アクチュエータに対して専用の
制御回路を設けてもよい。
【００１４】また、上記実施の形態においてはマシニン
グセンタを例にとったが、旋盤、研削盤等の他の工作機
械や測定器、医療機器等の機械装置に適用することもで
きる。
グセンタを例にとったが、旋盤、研削盤等の他の工作機
械や測定器、医療機器等の機械装置に適用することもで
きる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、傾きや倒れ或いは捻れ、曲がり等の姿勢変化の
補正が可能となり、機械装置の姿勢変化を補正すること
ができる。
よれば、傾きや倒れ或いは捻れ、曲がり等の姿勢変化の
補正が可能となり、機械装置の姿勢変化を補正すること
ができる。
【００１６】請求項２の発明によれば、熱変位が著しく
ても従来の各種補正機能と併用することで、従来技術で
は達成することのできなかった総合的な補正が可能とな
る。
ても従来の各種補正機能と併用することで、従来技術で
は達成することのできなかった総合的な補正が可能とな
る。
【００１７】請求項３の発明によれば、姿勢補正の制御
を高精度で、しかも高速応答で実行することができ、す
こぶる効果的である。
を高精度で、しかも高速応答で実行することができ、す
こぶる効果的である。
【図１】本発明の実施の形態の１例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す制御回路のブロック図である。
２・・検出部材、３・・調整部材、４・・演算部、６・
・制御回路、６ａ・・電荷制御回路、１５・・圧電アク
チュエータ。
・制御回路、６ａ・・電荷制御回路、１５・・圧電アク
チュエータ。
Claims (3)
- 【請求項１】 機械装置における可動体の適宜部位に、
その可動体の姿勢を検出する検出部材を取り付ける一
方、その検出部材が取り付けられた可動体を支持する支
持部に可動体の支持姿勢を調整する調整部材を設け、前
記検出部材からの信号を受け、所定の姿勢に対する前記
可動体の姿勢変化量を算出し、その姿勢変化量に応じて
前記調整部材を制御駆動し、前記可動体が所定の姿勢を
維持するよう調整する機械装置の姿勢調整装置。 - 【請求項２】 機械装置が工作機械である請求項１記載
の姿勢調整装置。 - 【請求項３】 調整部材に圧電アクチュエータを採用
し、その圧電アクチュエータの制御を注入電荷量により
行う請求項１又は２記載の姿勢調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3006898A JPH11226846A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 姿勢補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3006898A JPH11226846A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 姿勢補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226846A true JPH11226846A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12293506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3006898A Pending JPH11226846A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 姿勢補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11226846A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102653057A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 麦克隆·阿杰·查米莱斯股份公司 | 具有工件台的机床 |
| JP2013220514A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 工作機械およびその熱変位補正方法 |
| JP2017073538A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 水平設置装置及び被設置物の水平設置方法 |
-
1998
- 1998-02-12 JP JP3006898A patent/JPH11226846A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102653057A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 麦克隆·阿杰·查米莱斯股份公司 | 具有工件台的机床 |
| JP2013220514A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 工作機械およびその熱変位補正方法 |
| JP2017073538A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 東京エレクトロン株式会社 | 水平設置装置及び被設置物の水平設置方法 |
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