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  • 特開-動的変位誤差補償システム 図1
  • 特開-動的変位誤差補償システム 図2
  • 特開-動的変位誤差補償システム 図3
  • 特開-動的変位誤差補償システム 図4
  • 特開-動的変位誤差補償システム 図5
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022145326
(43)【公開日】2022-10-04
(54)【発明の名称】動的変位誤差補償システム
(51)【国際特許分類】
   G05D 3/12 20060101AFI20220926BHJP
【FI】
G05D3/12 Z
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021046684
(22)【出願日】2021-03-19
(71)【出願人】
【識別番号】514150181
【氏名又は名称】大銀微系統股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】HIWIN MIKROSYSTEM CORP.
【住所又は居所原語表記】No.6,Jingke Central Rd.,Nantun Dist.,Taichung City 408,Taiwan
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】SK弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】陳凱迪
(72)【発明者】
【氏名】易春億
(72)【発明者】
【氏名】莊維徳
(72)【発明者】
【氏名】陳彦佑
【テーマコード(参考)】
5H303
【Fターム(参考)】
5H303BB02
5H303BB07
5H303CC01
5H303DD04
5H303FF03
5H303HH01
(57)【要約】      (修正有)
【課題】モータの位置補正技術に関し、動的変位誤差補償システムを提供する。
【解決手段】第1軸と第2軸への補正検出で得られた検出誤差情報に基づくものであり、第1軸と第2軸位置情報を変数とし、前記第1軸の変位を補償する第1補償データテーブル、および前記第2軸の変位を補償する第2補償データテーブルとしてそれぞれ作成され、第1可動部材を前記第1軸上で直線的に運動するよう駆動するための第1モータ装置の第1ドライバ内に前記第1補償データテーブルを格納し、第2可動部材を前記第2軸上で直線的に運動するよう駆動するための第2モータ装置の第2ドライバ内に前記第2補償データテーブルを格納し、前記第1補償データテーブルおよび前記第2補償データテーブルに基づき、前記第1可動部材および前記第2可動部材に対し変位補償を各々実施する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1軸に沿って直線的に運動する第1可動部材および前記第1可動部材を駆動するための第1モータ装置と、
第2軸に沿って直線的に運動する第2可動部材および前記第2可動部材を駆動するための第2モータ装置と、
前記第1軸および前記第2軸における前記第1可動部材および前記第2可動部材の検出誤差補償データテーブルを取得することと、
を含む動的変位誤差補償システムであって、
前記検出誤差補償データテーブルは、第1補償データテーブルおよび第2補償データテーブルを有し、どちらも前記第1軸の位置情報および前記第2軸の位置情報を変数とし、それぞれ前記第1軸上の補償値および前記第2軸上の補償値を得;
前記第1補償データテーブルは、前記第1モータ装置の第1ドライバに格納され、前記第1ドライバに第1動的誤差処理ユニットを備えさせ;
前記第2補償データテーブルは、前記第2モータ装置の第2ドライバに格納され、前記第2ドライバに第2動的誤差処理ユニットを備えさせ;
前記第1ドライバに前記第1軸上を移動する前記第1可動部材の第1動的位置情報および前記第2軸上を移動する前記第2可動部材の第2動的位置情報を取得させ、さらに前記第1動的誤差処理ユニットで前記第1補償データテーブルに基づいて演算して対応する補償値を得た後、これをもって前記第1軸における前記第1可動部材の変位を補償し;
前記第2ドライバに前記第1動的位置情報および前記第2動的位置情報を取得させ、さらに前記第2動的誤差処理ユニットで前記第2補償データテーブルに基づいて演算して対応する補償値を得た後、これをもって前記第2軸における前記第2可動部材の変位を補償する、
ことを特徴とする動的変位誤差補償システム。
【請求項2】
前記第1軸および前記第2軸は、互いに非同軸である請求項1に記載の動的変位誤差補償システム。
【請求項3】
前記第1ドライバおよび前記第2ドライバに電気的に接続された通信ユニットをさらに含む請求項1に記載の動的変位誤差補償システム。
【請求項4】
前記第1動的位置情報は、前記第1ドライバに伝送された後、さらに前記第1ドライバによって前記通信ユニットを介して前記第2ドライバに伝送され;前記第2動的位置情報は、先に第2ドライバに伝送された後、さらに第2ドライバによって通信ユニットを介して第1ドライバに伝送される請求項3に記載の動的変位誤差補償システム。
【請求項5】
前記通信ユニットは、前記第1ドライバと前記第2ドライバとの間で回線によって信号を伝送する請求項4に記載の動的変位誤差補償システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータの位置補正技術に関し、特に、動的変位誤差補償システムに関する。
【背景技術】
【0002】
モータを変位駆動部品として応用する技術分野では、低い加工精度が変位位置の正確度に影響を及ぼし、精密度が益々重要になっている現代の工業において、わずかな位置誤差が製品の重大な欠陥につながる可能性があり、変位位置の正確度を確保するため、従来技術内にもいくつかの先行技術が開示され、例えば特許文献1にレーザー干渉計でリニアモータのストローク量を測定することで、移動ストロークにおけるリニアモータの各特定位置の偏差度を得、これをもって前記リニアモータの誤差補償データテーブルを作成し、更に前記誤差補償データテーブルを使用時前記リニアモータの位置補正の基礎とし、これにより変位位置の正確度を向上することが開示されている。
【0003】
しかしながら、上記特許文献1に開示されている技術は、単軸移動における位置を補償・補正することしかできず、平面上での2軸運動の位置結合誤差を補償・補正することはできず、その応用はまだ限られている。このため、特許文献2は、多軸リンケージの下で空間位置補償技術を提案し、各軸の移動位置情報を収集した後、コンピュータの空間位置補償プログラムを介して演算した後、位置検出素子のフィードバック位置信号を修正してから修正されたフィードバック位置信号を駆動システムにフィードバックすることで、修正されたフィードバック位置情報に基づいて補償する。上記特許文献2は動的補償を行うことができるが、高い演算能力を持った追加の外部コンピュータデバイスを介して演算および補正。補償を行うことができるため、コストが非常に高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】中国特許公開公報第104076739A号
【特許文献2】中国特許公開公報第109709892A号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
故に、本発明の主な目的は、駆動構成内に追加の装置を設ける必要なく、二次元以上の運動に対する誤差補償を実現でき、経済性と正確度も兼ね備える動的変位誤差補償システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
それ故に、上記目的を達成するため、本発明によって提供される動的変位誤差補償システムの主な技術的特徴としては、第1軸と第2軸への補正検出で得られた検出誤差情報に基づくものであり、第1軸と第2軸位置情報を変数とし、前記第1軸の変位を補償する第1補償データテーブル、および前記第2軸の変位を補償する第2補償データテーブルとしてそれぞれ作成され、第1可動部材を前記第1軸上で直線的に運動するよう駆動するための第1モータ装置の第1ドライバ内に前記第1補償データテーブルを格納し、第2可動部材を前記第2軸上で直線的に運動するよう駆動するための第2モータ装置の第2ドライバ内に前記第2補償データテーブルを格納し、前記第1軸における前記第1可動部材の第1動的位置情報および前記第2軸における前記第2可動部材の第2動的位置情報を前記第1ドライバおよび前記第2ドライバに同時または順次に取得させた後、更に前記第1補償データテーブルおよび前記第2補償データテーブルに基づき、前記第1可動部材および前記第2可動部材に対し変位補償を各々実施する。
【0007】
これにより、前記動的変位誤差補償システムは、追加の演算装置を設けて演算補償する必要なしに、前記第1ドライバおよび前記第2ドライバを通じて動的変位誤差を補償することができることでコストを削減できる以外に、2つ以上の異なる軸方向に対し変位誤差を補償することもできる。
【0008】
さらに、前記動的変位誤差補償システムを既存の技術に応用できるようにさせるため、前記動的変位誤差補償システムは通信ユニットを更に含むことができる。前記通信ユニットは、前記第1ドライバおよび前記第2ドライバに電気的に接続することで、前記第1ドライバで得た前記第1動的位置情報を、前記通信ユニットを介して前記第2ドライバに伝送することができ、同様に前記第2ドライバで得た前記第2動的位置情報も前記通信ユニットを介して前記第1ドライバに伝送することもできることで、前記第1ドライバおよび前記第2ドライバが前記第1動的位置情報および前記第2動的位置情報を取得してから前記第1補償データテーブルおよび前記第2補償データテーブルに基づき、各々前記第1軸および前記第2軸における運動変位を補償する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の好ましい実施例の模式図である。
図2】本発明の好ましい実施例における検出誤差補償データテーブルを作成するフローチャートである。
図3】本発明の好ましい実施例における動的誤差補償のフローチャートである。
図4】本発明の好ましい実施例において、動的誤差補償が実行された後のボールバーテスト結果である。
図5】本発明の対照としての動的誤差補償なしのボールバーテスト結果である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
まず、図1を参照すると、本発明の好ましい実施例で提供される動的変位誤差補償システム(10)は、主に、第1モータ装置(20)と、第2モータ装置(30)と、前記第1モータ装置(20)によって駆動されて第1軸(X)の方に沿って直線往復運動する第1可動部材と、前記第2モータ装置(30)によって駆動されて第2軸(Y)の方向に沿って直線往復運動する第2可動部材と、を含み、図1に示すように、前記第1軸(X)と前記第2軸(Y)の方向は互いに垂直であり、前記第1可動部材と前記第2可動部材の動作ストロークによって作業面(W)を画定する。上記技術は、本発明が改善しようとする技術的対象ではなく、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって既知の先行技術であるため、本出願は、本発明の技術的特徴を理解する必要な部分に基づいて、本出願の技術的特徴に関連する部分のみを説明する。
【0011】
前記第1モータ装置(20)は、リニアモータであり、前記第1軸(X)の方向に沿って延びる固定子と、前記第1可動部材として、前記第1軸(X)の方向に移動する回転子と、を備える。同様に、前記第2モータ装置(30)もリニアモータであり、前記第2軸(Y)の方向に沿って延びる固定子と、前記第2可動部材として、前記第2軸(Y)の方向に移動する回転子と、を備える。なお、前記第1可動部材および前記第2可動部材の動的位置情報を取得するための位置検出技術、例えば光学定規、マグネット定規またはその他の位置検出技術等も公知技術の内容であり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には既に知られている。
【0012】
上記の従来技術とは異なる前記動的変位誤差補償システム(10)の特徴は、物および方法の2つの部分にあり、ここでの物の部分では、前記第1モータ装置(20)の第1ドライバ(21)に第1動的誤差処理ユニット(22)を備えさせ、前記第2モータ装置(30)の第2ドライバ(31)に第2動的誤差処理ユニット(32)を備えさせ、同時に通信ユニット(40)で前記第1ドライバ(21)と前記第2ドライバ(31)を電気的に接続することで、前記第1ドライバ(21)と前記第2ドライバ(31)との間が前記通信ユニット(40)を介して通信させることができる。
【0013】
方法の部分では、図2に示すように、誤差値を得るため、前記第1軸および前記第2軸における前記第1可動部材および前記第2可動部材の変位を検出し、誤差値に基づいて補償平面の点数を決定した後、前記第1軸位置情報および前記第2軸位置情報を変数とし、かつ表1に示す前記第1軸への補償に適した第1補償データテーブル、および表2に示す前記第2軸への補償に適した第2補償データテーブルを作成し、次に前記第1補償データテーブルを前記第1ドライバ(21)、前記第2補償データテーブルを前記第2ドライバ(31)に格納すると共に前記第1ドライバ(21)および前記第2ドライバ(31)の補償機能を起動する。


【0014】
引き続き図1および図3を参照すると、システムが初期化された後、従来の位置検出技術で前記第1軸上を移動する前記第1可動部材の第1動的位置情報(23)を前記第1ドライバ(21)にフィードバックし、ならびに前記第2軸上を移動する前記第2可動部材の第2動的位置情報(33)を前記第2ドライバ(31)にフィードバックし、同時に前記第1ドライバ(21)に前記通信ユニット(40)を介して前記第2ドライバ(31)から前記第2動的位置情報を取得させ、ならびに前記第2ドライバ(31)に前記通信ユニット(40)を介して前記第1ドライバ(21)から前記第1動的位置情報を取得させることで、第1動的誤差処理ユニット(22)および前記第2動的誤差処理ユニット(32)が得られた前記第1動的位置情報および第2動的位置情報に基づいて、前記第1補償データテーブルおよび前記第2補償データテーブルにより別々に計算した後、得られた対応の補償値で制御信号(24)(34)を介して前記第1可動部材および前記第2可動部材に対して変位の動的補償することができる。例えば、前記第1動的位置情報が第1軸位置120mmに対応し、前記第2動的位置情報が第2軸位置90mmに対応する場合、前記第1補償データテーブルにより、前記第1ドライバ(21)が前記第1可動部材の動的変位に与える補償値は-0.85mmであり、前記第2補償データテーブルにより、前記第2ドライバ(31)が前記第2可動部材の動的変位に与える補償値は-0.82mmである。
【0015】
上述の動的変位誤差補償を行った後、ボールバーテストを経て得られた図4に示すテスト結果の真円度は、11.0μmであり、図5の対照としての補償なしのボールバーテスト結果の真円度がわずか23.5μmであることと比較して、本発明は明らかに動的変位誤差補償を実現し、加工の精度を向上することができ、さらに、他の補償装置を追加する必要がなく、モータおよび周辺ドライブを使用することによってのみ実現することができ、経済的利益に利点があり、2軸以上の動的位置補償に適すことができ、在来の単軸補償と比較して、本発明の補償精度も大幅に向上させることができる。
【0016】
なお、出願人がさらに言及する点は、上記実施例において前記第1軸と前記第2軸が互いに垂直であることを例示したが、これらに限定されるものではなく、互いに平行でも直交の状態でもよい。また、前記通信ユニットは、有線伝送に加えて無線伝送にすることもできる。重要なのは、前記第1ドライバが前記第2動的位置情報を取得するソースは前記第2ドライバに限定されず、前記通信ユニットの伝送を経ることなく、位置検出機構で前記第1動的位置情報および前記第2動的位置情報の両方を前記第1ドライバおよび前記第2ドライバにフィードバックさせることで、本発明の目的や効果を達成させることもできる。
【符号の説明】
【0017】
10 動的変位誤差補償システム
20 第1モータ装置
21 第1ドライバ
22 第1動的誤差処理ユニット
23 位置情報
24 制御信号
30 第2モータ装置
31 第2ドライバ
32 第2動的誤差処理ユニット
33 位置情報
34 制御信号
40 通信ユニット
X 第1軸
Y 第2軸
W 作業面
図1
図2
図3
図4
図5
【手続補正書】
【提出日】2022-07-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1軸に沿って直線的に運動する第1可動部材および前記第1可動部材を駆動するための第1モータ装置と、
第2軸に沿って直線的に運動する第2可動部材および前記第2可動部材を駆動するための第2モータ装置と、
前記第1軸および前記第2軸における前記第1可動部材および前記第2可動部材の検出誤差補償データテーブルを取得することと、
を含む動的変位誤差補償システムであって、
前記検出誤差補償データテーブルは、第1補償データテーブルおよび第2補償データテーブルを有し、どちらも前記第1軸の位置情報および前記第2軸の位置情報を変数とし、それぞれ前記第1軸上の補償値および前記第2軸上の補償値を得、
前記第1補償データテーブルは、前記第1モータ装置の第1ドライバに格納され、前記第1ドライバに第1動的誤差処理ユニットを備えさせ、
前記第2補償データテーブルは、前記第2モータ装置の第2ドライバに格納され、前記第2ドライバに第2動的誤差処理ユニットを備えさせ、
前記第1ドライバに前記第1軸上を移動する前記第1可動部材の第1動的位置情報および前記第2軸上を移動する前記第2可動部材の第2動的位置情報を取得させ、さらに前記第1動的誤差処理ユニットで前記第1補償データテーブルに基づいて演算して対応する補償値を得た後、これをもって前記第1軸における前記第1可動部材の変位を補償し、
前記第2ドライバに前記第1動的位置情報および前記第2動的位置情報を取得させ、さらに前記第2動的誤差処理ユニットで前記第2補償データテーブルに基づいて演算して対応する補償値を得た後、これをもって前記第2軸における前記第2可動部材の変位を補償し、
前記第1ドライバおよび前記第2ドライバに電気的に接続された通信ユニットをさらに含み、前記第1動的位置情報は、前記第1ドライバに伝送された後、さらに前記第1ドライバによって前記通信ユニットを介して前記第2ドライバに伝送され、前記第2動的位置情報は、先に第2ドライバに伝送された後、さらに第2ドライバによって通信ユニットを介して第1ドライバに伝送される、ことを特徴とする動的変位誤差補償システム。
【請求項2】
前記第1軸および前記第2軸は、互いに非同軸である請求項1に記載の動的変位誤差補償システム。
【請求項3】
前記通信ユニットは、前記第1ドライバと前記第2ドライバとの間で回線によって信号を伝送する請求項1に記載の動的変位誤差補償システム。