Устройство для исправления ошибок для станков с чпу

Устройство для исправления ошибок для станков с чпу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для определения ошибки позиционирования станка с числовым программным управлением (ЧПУ), в частности, к способу и устройству для определения ошибки позиционирования держателя инструмента станка с ЧПУ и/или стола станка с ЧПУ.

Европейский патент 1549459 раскрывает способ и устройство для определения ошибки позиционирования держателя инструмента станка с ЧПУ или стола станка с ЧПУ, в которых станина оборудована датчиками расстояния для определения декартовых координат измерительного инструмента, снабженного шаром. Для того чтобы определить ошибку позиционирования указанного держателя инструмента, датчики расстояния измеряют относительные расстояния до указанного шара. Затем держатель инструмента или стол выполняет угловое перемещение, при этом в то же самое время станок выполняет круговое или спиральное возвратное перемещение так, что указанный шар измерительного инструмента остается в своем положении. Затем датчики расстояния снова измеряют относительные расстояния до указанного шара. Эти расстояния могут различаться вследствие ошибки позиционирования держателя инструмента. Затем инициируют выполнение станком линейного перемещения относительно декартовых координатных осей так, что датчики расстояния снова измеряют указанные исходные расстояния, а при этом в то же самое время угловое положение держателя или стола остается фиксированным. На основании такого компенсирующего перемещения может быть определена ошибка позиционирования держателя или стола, как линейное перемещение, которое было необходимо для компенсирования указанной ошибки держателя инструмента или стола.

Недостаток устройства по патенту 1549459 состоит в том, что система управления станка с ЧПУ должна быть выполнена с возможностью считывания и обработки данных от указанных датчиков. Это может являться недостатком в тех случаях, когда не существует общего устройства сопряжения между датчиками и станком с ЧПУ, например, вследствие того, что устройства были изготовлены различными производителями.

С учетом известного уровня техники существует потребность в способе и устройстве для определения ошибки позиционирования станка с ЧПУ, в частности держателя инструмента и/или стола станка с ЧПУ, который работает независимо от системы управления станка с ЧПУ и, в частности, не требует общего устройства сопряжения с системой управления станка с ЧПУ.

Следовательно, объектом настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, известных в уровне техники.

Настоящее изобретение обеспечивает способ определения ошибки позиционирования станка с ЧПУ, причем указанный станок с ЧПУ оборудован калибровочным элементом, который находится в первом положении, согласно которому:

считывают первые данные датчика по меньшей мере от одного датчика, тогда как указанный калибровочный элемент находится в первом положении,

причем данные соответствуют расстоянию между точкой на поверхности калибровочного элемента и указанного по меньшей мере одного датчика, или

контактный элемент указанного по меньшей мере одного датчика отклонен калибровочным элементом, а данные датчика соответствуют расстоянию, на которое отклонен указанный контактный элемент,

управляют станком с ЧПУ для выполнения калибровочного перемещения, которое в идеальном случае оставляет указанный калибровочный элемент в первом положении,

считывают вторые данные датчика от указанного по меньшей мере одного датчика, тогда как калибровочный элемент находится во втором положении, причем второе положение означает фактическое положение калибровочного элемента после того, как было выполнено указанное калибровочное перемещение,

инициируют перемещение указанного по меньшей мере одного датчика так, что разность между первыми и вторыми данными датчика уменьшается до тех пор, пока указанная разность не станет меньше заранее определенной пороговой величины, или равной ей, и

определяют ошибку позиционирования станка с ЧПУ на основании перемещения указанного по меньшей мере одного датчика.

Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) может являться любым станком с ЧПУ, известным из уровня техники, в частности, механическим станком и/или роботом. Станок с ЧПУ может быть выполнен с возможностью управления им в режиме поворота по центральной точке инструмента (RTCP, Rotations along Tool Center Point). Станок с ЧПУ может содержать держатель инструмента, в частности, поворачивающийся держатель, подобный фрезерной головке поворота в двух плоскостях. Станок с ЧПУ может содержать стол станка, в частности, перемещаемый стол станка, подобный поворотному столу и/или поворотному наклоняемому столу. Держатель инструмента и/или стол станка может быть оборудован калибровочным элементом.

Держатель инструмента может выступать в качестве устройства сопряжения между станком с ЧПУ и инструментом, в частности инструментом для придания формы, таким как для фрезеровки, сверления или резки. Также возможны другие инструменты, подобные измерительным или тестирующим инструментам. Для выполнения вышеописанного метода предпочтительно заменить сменный инструмент указанным калибровочным элементом. Однако в качестве калибровочного элемента также возможно использовать сам инструмент, что является предпочтительным, если указанный инструмент является несъемным или трудным для удаления.

Стол станка может держать и/или перемещать, в частности поворачивать, заготовку. Для выполнения вышеописанного способа предпочтительно заменить заготовку калибровочным элементом. Калибровочный элемент может быть помещен на стол станка и/или прикреплен к нему.

Калибровочный элемент может содержать цельный или полый шар, в частности, шар, сделанный из твердого материала, подобного металлу. Указанный шар может иметь сферическую форму, причем форма может быть высокой геометрической точности, но не обязательно геометрически совершенной. Шар может быть соединен с держателем инструмента посредством цилиндра. Возможны другие формы калибровочного элемента. В частности, калибровочный элемент может содержать эллипсоид и/или цилиндр.

Указанный по меньшей мере один датчик может представлять собой один датчик, два датчика, три датчика или более, чем три датчика, которые могут быть смонтированы на общей станине.

Один или более из указанных датчиков может представлять собой датчик расстояния, который выводит данные датчика, соответствующие расстоянию между точкой на поверхности калибровочного элемента и датчиком. Датчик расстояния может, в частности, представлять собой датчик, который не находится в физическом контакте с калибровочным элементом. Например, один или более из указанных датчиков может представлять собой оптический датчик, в частности, лазерный датчик, акустический датчик, в частности, ультразвуковой датчик, емкостной датчик и/или индуктивный датчик.

По меньшей мере один из указанных датчиков может представлять собой датчик с контактной точкой и/или индикатор с круговой шкалой, который содержит отклоняемую часть и неотклоняемую часть. Отклоняемая часть может содержать контактный элемент, который находится в контакте с указанным калибровочным элементом, в частности, с точкой на его поверхности. Указанный по меньшей мере один датчик с контактной точкой выводит данные датчика, которые соответствуют расстоянию, на которое указанная отклоняемая часть, в частности, ее контактный элемент, отклоняется указанным калибровочным элементом, в частности, точкой на его поверхности. Датчик с контактной точкой, в частности, может содержать геометрическую ось датчика, вдоль которой может быть отклонен указанный контактный элемент. Затем контактный элемент отклоняется указанной точкой на поверхности калибровочного элемента, который находится на геометрической оси датчика.

На одном этапе способа указанный по меньшей мере один датчик выводит первые данные датчика, тогда как калибровочный элемент находится в первом положении. То есть, первые данные датчика представляют первое положение калибровочного элемента, в частности, центра его шара. Это первое положение может быть известно системе управления ЧПУ, но неизвестно указанному по меньшей мере одному датчику. Однако это не является необходимым для произведения расчета первого положения калибровочного элемента из первых данных датчика. В частности, не является важным, какая точка на поверхности калибровочного элемента взята для представления первого положения. Это имеет преимущество в более большой свободе позиционирования указанного по меньшей мере одного датчика. В частности, нет необходимости в перпендикулярном расположении указанных датчиков. Фактически, нет необходимости в их очень точном расположении.

На другом этапе способа станком с ЧПУ управляют для выполнения одного перемещения или последовательности перемещений, которые согласно системе управления ЧПУ не должны перемещать калибровочный элемент, в частности, центр его шара, из его первого положения. Станком с ЧПУ могут управлять так, чтобы инициировать выполнение держателем инструмента и/или столом станка одного перемещения или последовательности перемещений, которые согласно системе управления ЧПУ не должны перемещать калибровочный элемент, в частности, центр его шара, из его первого положения. При выполнении указанного перемещения или последовательности перемещений станком с ЧПУ могут управлять в режиме поворота по центральной точке инструмента. Такие перемещения могут содержать поворот вокруг различных осей. В частности, когда калибровочный элемент содержит шар, первое положение может быть представлено центром шара при помощи системы управления ЧПУ. Следовательно, перемещение, которое не перемещает калибровочный элемент из его первого положения, означает, что центр шара не перемещается. Если указанный шар соединен со станком с ЧПУ, в частности, с его держателем инструмента или столом станка, при помощи элемента, подобного цилиндру, то сам указанный элемент может быть перемещен во время указанного перемещения.

Хотя в идеальном случае, то есть в соответствии с системой управления ЧПУ, калибровочный элемент, в частности центр его шара, не был перемещен во время указанного перемещения, в реальности он может быть перемещен из-за ошибки позиционирования, вызванной геометрической механической ошибкой станка с ЧПУ, в частности, его держателя инструмента или стола станка. То есть, фактическое положение калибровочного элемента, в частности центра его шара, в этой точке неизвестно как системе управления ЧПУ, так и указанному по меньшей мере одному датчику. Фактически, система управления ЧПУ предполагает, что первое и второе положения калибровочного элемента являются одним и тем же.

На другом этапе способа указанный по меньшей мере один датчик выводит вторые данные датчика, тогда как указанный калибровочный элемент, в частности центр его шара, находится в положении после указанного перемещения. Точка на поверхности калибровочного элемента может являться различной точкой или той же самой точкой, что и точка, соответствующая первым данным датчика. Вторые данные датчика представляют второе положение калибровочного элемента, в частности, центра его шара.

На другом этапе способа инициируют перемещение указанного по меньшей мере одного датчика так, что разность, в частности, абсолютная разность, между первыми и вторыми данными датчика уменьшается, тем самым частично или полностью компенсируя ошибку позиционирования посредством перемещения датчика. Это перемещение может отслеживаться в тактовом режиме или режиме реального времени и регулироваться по обратной связи. Альтернативно, это перемещение может быть предварительно вычислено частично или полностью на основании первых и вторых данных датчика, данные, указывающие на перемещение датчиков, могут быть сохранены для дальнейшей обработки.

Указанный по меньшей мере один датчик может содержать перемещающий элемент для перемещения указанного по меньшей мере одного датчика или быть прикреплен к указанному перемещающему элементу.

Указанный по меньшей мере один датчик также может быть прикреплен к станине, которая содержит перемещающий элемент для перемещения этой станины, или быть прикреплен к указанному перемещающему элементу. В частности, по меньшей мере два датчика, предпочтительно по меньшей мере три датчика, могут быть прикреплены к общей станине, которая оборудована перемещающим элементом для перемещения этой станины и, следовательно, одновременного перемещения указанных датчиков.

Когда разность, в частности, абсолютная разность, между первыми и вторыми данными датчика становится меньше порогового значения, или равна ему, текущие данные датчика являются равными первым данным датчика в пределах диапазона приемлемых значений. Пороговое значение может представлять собой цену деления и/или точность указанного по меньшей мере одного датчика и/или системы управления станка с ЧПУ. Пороговое значение может представлять собой долю, выраженную в процентах, от первых данных датчика, в частности 1% или 0,1% от них, или соответствовать фиксированному значению, в частности, 10 мкм, предпочтительно 5 мкм или более предпочтительно 3 мкм. Чем меньше указанное значение, тем более точным является результат.

На другом этапе способа ошибка позиционирования держателя инструмента, в частности, центра его шара, по отношению к указанному перемещению держателя инструмента, в частности центра его шара, определяется на основании перемещения указанного по меньшей мере одного датчика. Перемещение указанного по меньшей мере одного датчика может являться суперпозицией всех перемещений, которые были выполнены так, что текущие данные датчика становятся равны первым данным датчика в пределах вышеописанного диапазона. Более конкретно, указанная ошибка может быть определена на основании данных, указывающих на перемещение указанного по меньшей мере одного датчика. Это имеет преимущество в том, что для определения ошибки позиционирования нет необходимости в общем устройстве сопряжения между указанным по меньшей мере одним датчиком и системой управления станка с ЧПУ.

Способ может дополнительно включать этап определения первого компенсационного направления на основании первых и вторых данных датчика, в частности, на основании их разности, таким образом, что перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в первом компенсационном направлении уменьшит разность между первыми и вторыми значениями датчика, и этап инициирования перемещения указанного по меньшей мере одного датчика в первом компенсационном направлении.

Посредством сравнения первых и вторых данных датчика, в частности, исходя из разности между первыми и вторыми данными датчика, может быть определено направление, в котором первое и второе положения калибровочного элемента различаются. Другими словами, исходя из разности между первыми и вторыми данными датчика, может быть определено направление, в котором переместился калибровочный элемент во время указанного перемещения. Это направление не обязательно должно быть точным направлением вектора фактического смещения калибровочного элемента по отношению к указанному перемещению. Это имеет преимущество в том, что измерение не должно быть точным. Значит, первое компенсационное Направление может являться направлением, противоположным указанному направлению, так что перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в первом компенсационном направлении будет частично или полностью компенсировать вектор смещения и, следовательно, уменьшать разность, в частности, абсолютную разность, между первыми и вторыми данными датчика.

Этап определения первого компенсационного направления может включать определение вектора скорости таким образом, что соответствующее перемещение будет перемещать указанный по меньшей мере один датчик в первом компенсационном направлении.

Этап определения первого компенсационного направления может дополнительно включать определение первого компенсационного значения, которое может указывать расстояние в первом компенсационном направлении, причем указанное расстояние может соответствовать необходимому расстоянию для полной или частичной компенсации вектора смещения при помощи перемещений указанного по меньшей мере одного датчика в первом компенсационном направлении.

Может быть инициировано перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в первом компенсационном направлении для того, чтобы полностью или частично компенсировать разность между первыми и вторыми данными датчика, причем перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в указанном направлении может быть инициировано в заданное время. Это заданное время может быть тактовым временем. То есть, будет инициировано перемещение в первом компенсационном направлении, и оно будет поддерживаться до тех пор, пока не будет определено различное компенсационное направление на основании последовательного чтения данных датчика.

Альтернативно может быть инициировано перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в указанном направлении на заданное или вычисленное расстояние. Заданное расстояние может представлять собой постоянное приращение, которое может быть одинаковым для всех перемещений датчиков, и, в частности, может быть независимым от первого компенсационного направления. Вычисленное расстояние может представлять собой первое компенсационное значение или быть вычислено на основании первого компенсационного значения.

Способ, в частности, указанный этап инициирования, может дополнительно содержать выполнение замкнутого цикла, включающего этап считывания текущих данных датчика от по меньшей мере одного датчика, этап определения текущего компенсационного направления на основании первых и вторых данных датчика, в частности на основании их разности, таким образом, что перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в текущем компенсационном направлении уменьшит разность между первыми и вторыми данными датчика, и этап инициирования перемещения по меньшей мере одного датчика в текущем компенсационном направлении.

Этап считывания текущих данных датчика может быть осуществлен, как первый этап указанного цикла или как последний этап указанного цикла. В частности, в первом выполнении указанного цикла текущие данные датчика могут представлять собой вторые данные датчика.

Данные указанного по меньшей мере одного датчика могут непрерывно отслеживаться таким образом, что непрерывно считываются текущие данные датчика. Текущие данные датчика могут также считываться в определенные временные интервалы. Эти временные интервалы могут быть тактовым временем, или его долей, или кратным ему. Исходя из разности между первыми и вторыми данными датчика может быть определено текущее компенсационное направление. Текущее компенсационное направление может быть противоположным направлению, определенному при помощи разности между первыми и вторыми данными датчика. То есть, текущее компенсационное направление является направлением, перемещение в котором указанного по меньшей мере одного датчика приведет к уменьшению разности, в частности, абсолютной разности, между текущими и первыми данными датчика.

Этап определения текущего компенсационного направления может дополнительно включать определение текущего компенсационного значения, которое может указывать расстояние, необходимое для того, чтобы полностью или частично компенсировать указанный вектор смещения посредством перемещения указанного по меньшей мере одного датчика в текущем компенсационном направлении.

Может быть инициировано перемещение указанного по меньшей мере одного датчика в текущем компенсационном направлении в заданное время. Это заданное время может быть тактовым временем. То есть, будет инициировано указанное перемещение в текущем компенсационном направлении, и оно будет поддерживаться до тех пор, пока в последующем цикле не будет определено различное компенсационное направление.

Альтернативно, указанный по меньшей мере один датчик может быть перемещен на заданное или вычисленное расстояние. Заданное расстояние может представлять собой постоянное приращение, которое может быть одинаковым для всех перемещений датчиков, и, в частности, может быть независимым от текущего компенсационного направления. Вычисленное расстояние может представлять собой текущее компенсационное значение или быть вычислено на основании текущего компенсационного значения.

Во время указанного перемещения и/или после него, могут быть снова считаны текущие данные датчика, и указанный цикл может быть повторно запущен с новыми текущими данными датчика. В конце указанного цикла может быть определено, снижается ли ниже порогового значения разность, в частности, абсолютная разность, между текущими и первыми данными датчика. Если это так, то указанный цикл может заканчиваться.

Способ, в частности, указанный этап определения первого и/или текущего компенсационного направления, может включать преобразование данных датчика в компоненты относительно заранее определенной системы координат, в частности, ортогональной системы координат.

Указанный по меньшей мере один датчик может содержать геометрическую ось датчика, а данные датчика могут соответствовать расстоянию по этой геометрической оси датчика. В частности, указанная ось датчика может быть неподвижна. Вектор смещения, соответствующий расстоянию по указанной оси датчика, может быть выражен в терминах заранее определенной системы координат. Эта система координат может представлять собой ортогональную, предпочтительно, ортонормальную систему координат, такую как декартова система координат. Вектор смещения может быть дополнительно разложен на компоненты относительно указанной координатной системы.

В частности, при использовании декартовой системы координат с координатами x, y и z, данные датчика могут быть выражены посредством трех компонент S_x, S_y, S_z, так что расстояние S по геометрической оси датчика удовлетворяет равенству . Аналогично, при использовании по меньшей мере двух датчиков, соответствующие расстояния S₁, S₂, и т.д. по соответствующим геометрическим осям датчиков могут быть выражены соответствующими координатами S_1,x, S_1,y, S_1,z, S_2,x, S_2,y, S_2,z, и т.п.

Считывание первых, вторых и/или текущих данных датчика может включать считывание первых, вторых и/или текущих данных датчика по меньшей мере от двух датчиков, причем определение первого и/или текущего компенсационного направления может включать определение компонентов вектора скорости по отношению к заранее определенной системе координат, в частности, ортогональной системе координат, так что соответствующее перемещение указанного по меньшей мере одного датчика уменьшит абсолютную разность между первыми и текущими данными датчика.

В частности, определение вектора скорости может включать взвешивание компонентов вектора скорости относительно соответствующей разности между компонентами первых и текущих данных датчика.

Альтернативно, определение первого и/или текущего компенсационного направления может включать усреднение соответствующих компонентов указанных по меньшей мере двух датчиков, или принятие соответствующего компонента, имеющего самое большое абсолютное значение, или принятие соответствующего компонента, имеющего самое маленькое абсолютное значение.

В частности, считывание первых, вторых и/или текущих данных датчика может включать считывание первых, вторых и/или текущих данных датчика по меньшей мере от трех датчиков, причем определение первого и/или текущего компенсационного направления может включать определение компонентов вектора скорости по отношению к заранее определенной системе координат, в частности, ортогональной системе координат, так что соответствующее перемещение указанного по меньшей мере одного датчика уменьшит абсолютную разность между первыми и текущими данными датчика, причем определение вектора скорости может включать взвешивание компонентов вектора скорости относительно соответствующей разности между компонентами первых и текущих данных указанных датчиков.

Пороговое значение может быть выражено в терминах системы координат, в частности, пороговое значение может быть выражено в терминах компонентов по отношению к системе координат, или быть выражено в терминах данных датчика. Другими словами, пороговое значение может быть выражено прямо в терминах данных датчика, или в терминах заранее определенной системы координат.

В частности, при использовании декартовой системы координат пороговое значение T может быть выражено в компонентах T_x, T_y, T_z относительно декартовых координат x, y и z. Затем пороговое условие может быть выражено как S_x≤T_x, S_y≤T_y и S_z≤T_z. Пороговое значение Г может быть одинаковым или различным для каждого датчика. То есть, например, для двух датчиков мы можем иметь следующие условия: S₁≤T₁ и S₂≤T₂, причем T₁ и T₂ могут быть одинаковыми или различными.

Может быть инициировано перемещение указанного по меньшей мере одного датчика посредством смещения по меньшей мере вдоль одной координатной оси системы координат. В частности, при использовании декартовой системы координат может быть инициировано смещение указанного по меньшей мере одного датчика вдоль осей x, y и z. Указанный по меньшей мере один датчик может содержать перемещающий элемент или может быть прикреплен к перемещающему элементу, причем перемещающий элемент содержит по меньшей мере один двигатель, например электродвигатель, а указанный по меньшей мере один двигатель выполнен с возможностью смещения указанного по меньшей мере одного датчика вдоль оси x, оси y или оси z. Перемещающий элемент может содержать по меньшей мере три двигателя, например, электродвигателя, причем по меньшей мере один из по меньшей мере трех двигателей выполнен с обеспечением возможности смещения указанного по меньшей мере одного датчика вдоль оси x, оси y и оси z соответственно.

Может быть инициировано перемещение указанного по меньшей мере одного датчика вдоль каждой из координатных осей системы координат отдельно. Другими словами, указанный по меньшей мере один двигатель может управляться отдельно.

Может быть инициировано совместное перемещение указанных по меньшей мере двух датчиков, в частности, в котором указанные по меньшей мере два датчика могут быть закреплены на общей станине. Указанные по меньшей мере два датчика могут быть смонтированы на станине, причем указанные по меньшей мере два датчика могут быть закреплены на этой станине непосредственно или посредством по меньшей мере одного элемента, например, цоколя или соединительной муфты. Цоколь или соединительная муфта может содержать по меньшей мере один цилиндр. Станина может содержать перемещающий элемент для перемещения указанной станины и тем самым также указанных по меньшей мере двух датчиков.

Указанные по меньшей мере два датчика могут быть размещены так, что некоторые оси датчиков не являются параллельными. В частности, указанные по меньшей мере два датчика, в частности, указанные по меньшей мере три датчика, могут быть размещены так, что по меньшей мере два датчика из них, в частности, по меньшей мере три датчика, имеют взаимно непараллельные оси датчиков. Указанные по меньшей мере три датчика могут быть размещены так, что все оси датчиков являются взаимно непараллельными.

Три датчика могут быть закреплены на ребрах воображаемого треугольника, образованного параллельно поверхности станины, причем каждый из указанных датчиков направлен к центру треугольника и наклонен к поверхности станины. Здесь термин «воображаемый» означает, что нет необходимости в реальном треугольнике, обозначенном на поверхности или над ней. В частности, указанные три датчика могут быть закреплены на ребрах воображаемого равностороннего треугольника, причем калибровочный элемент в своем первом положении может быть расположен над центром указанного треугольника. Указанные три датчика могут быть наклонены к поверхности под углом наклона, причем этот угол может находиться в диапазоне от 40° до 80°, предпочтительно от 50° до 70° или от 55° до 65°, или по существу 60°, где термин «по существу» означает, что угол наклона может отличаться от 60° на значение, допустимое в области техники. Углы наклона указанных трех датчиков могут быть одинаковыми или различными. В частности, по меньшей мере один из указанных трех датчиков, предпочтительно, по меньшей мере два или все из указанных трех датчиков могут быть направлены к центру шара калибровочного элемента. Указанные три датчика могут быть направлены так, что оси указанных трех датчиков образуют взаимный угол по меньшей мере в 90°. При использовании декартовой системы координат две координатные оси могут быть параллельны поверхности станины, а одна координатная ось может быть перпендикулярна поверхности станины, например, ось z может представлять высоту, тогда как координатные оси, параллельные поверхности, например оси х и у, могут представлять горизонтальные размеры.

Способ может дополнительно включать вывод данных, указывающих на ошибку позиционирования держателя инструмента, в частности, при этом вывод данных содержит любое действие из следующих: отображение, печать, передача и/или сохранение указанных данных. В частности, выявленная ошибка позиционирования может быть преобразована в данные, читаемые с помощью компьютерной системы, в частности, при помощи операционной системы станка с ЧПУ.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ улучшения точности станка с ЧПУ, который включает определение ошибки позиционирования станка с ЧПУ, в частности, его держателя инструмента и/или стола станка, посредством выполнения любого из способов, описанных выше в настоящем документе, и компенсацию указанной ошибки позиционирования станка с ЧПУ. Компенсация ошибки позиционирования станка с ЧПУ, в частности его держателя инструмента и/или стола станка, может включать настройку программы станка с ЧПУ на основании указанной ошибки позиционирования и/или ввод данных, указывающих на указанную ошибку позиционирования держателя инструмента, в систему управления станка с ЧПУ.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает устройство для определения ошибки позиционирования станка с ЧПУ, в котором станок с ЧПУ оборудован калибровочным элементом, указанное устройство содержит:

по меньшей мере один датчик, при этом по меньшей мере один датчик выполнен с возможностью вывода данных датчика, которые соответствуют расстоянию между точкой на поверхности калибровочного элемента и указанного по меньшей мере одного датчика, или при этом контактный элемент указанного по меньшей мере одного датчика отклоняется калибровочным элементом, а данные датчика соответствуют расстоянию, на которое отклонен указанный контактный элемент.

перемещающий элемент для перемещения указанного по меньшей мере одного датчика, и

управляющий блок для обработки данных датчика, принятых от указанного по меньшей мере одного датчика, и для управления перемещающим элементом, причем управляющий блок выполнен с возможностью приема первых и вторых данных датчика, возможностью вывода на перемещающий элемент управляющих данных, которые инициируют перемещение перемещающим элементом указанного по меньшей мере одного датчика так, что разность между первыми и вторыми данными датчика уменьшается до тех пор, пока указанная разность не станет меньше, чем пороговое значение, или равной ему, и с возможностью определения ошибки позиционирования держателя инструмента на основании перемещения указанного по меньшей мере одного датчика.

Станок с ЧПУ может представлять собой любой станок с ЧПУ, известный и используемый в области техники, в частности, механический станок и/или робот. Станок с ЧПУ может быть управляемым в режиме поворота по центральной точке инструмента (RTCP, Rotations along Tool Center Point). Станок с ЧПУ может содержать держатель инструмента, в частности, поворачивающийся держатель, подобный фрезерной головке поворота в двух плоскостях. Станок с ЧПУ может содержать стол станка, в частности, перемещаемый стол станка, подобный поворотному столу и/или поворотному наклоняемому столу. Держатель инструмента и/или стол станка может быть оборудован калибровочным элементом.

Держатель инструмента может выступать в качестве устройства сопряжения между станком с ЧПУ и инструментом, в частности, инструментом для формования, такого как фрезеровка, сверление или резка. Также возможны другие инструменты, подобные измерительным или тестирующим инструментам. Стол станка может держать и/или перемещать, в частности, поворачивать, заготовку. Станок с ЧПУ, в частности, его держатель инструмента и/или стол станка, оборудован калибровочным элементом, причем калибровочный элемент может являться элементом, используемым только для целей калибровки станка с ЧПУ и/или определения ошибки позиционирования станка с ЧПУ, в частности, его держателя инструмента и/или стола станка. Калибровочный элемент также может представлять собой сам инструмент.

По меньшей мере один датчик может представлять собой один датчик, два датчика, три датчика или более, чем три датчика, которые могут быть смонтированы на общей станине.

Один или более из указанных датчиков может представлять собой датчик расстояния, который выводит данные датчика, соответствующие расстоянию между точкой на поверхности калибровочного элемента и датчиком, причем датчик расстояния может, в частности, представлять собой датчик, который не находится в физическом контакте с калибровочным элементом. Например, один или более из указанных датчиков может представлять собой оптический датчик, акустический датчик, емкостной датчик и/или индуктивный датчик.

По меньшей мере один из указанных датчиков может представлять собой датчик с контактной точкой и/или индикатор с круговой шкалой, который содержит отклоняемую часть и неотклоняемую часть. Отклоняемая часть может содержать контактный элемент, который находится в контакте с указанным калибровочным элементом, в частности, с точкой на его поверхности. Указанный по меньшей мере один датчик с контактной точкой выводит данные датчика, которые соответствуют расстоянию, на которое указанная отклоняемая часть, в частности, ее контактный элемент, отклоняется указанным калибровочным элементом, в частности, точкой на его поверхности. Датчик с контактной точкой, в частности, может содержать геометрическую ось датчика, вдоль которой может быть отклонен указанный контактный элемент. Затем контактный элемент отклоняется указанной точкой на поверхности калибровочного элемента, который находится на геометрической оси датчика.

Перемещающий элемент может быть прикреплен к указанному по меньшей мере одному датчику, или прикреплен к станине, причем указанный по меньшей мере один датчик может быть смонтирован на этой станине.

Управляющий блок может содержать обрабатывающие средства для обработки данных датчиков и/или других данных. Управляющий блок может дополнительно содержать накопительные средства для кэширования данных и/или постоянного хранения данных. Управляющий блок может дополнительно содержать входное устройство сопряжения для приема данных датчика от указанного по меньшей мере одного датчика, причем указанный по меньшей мере один датчик может осуществлять связь с управляющим блоком по проводному соединению и/или беспроводному соединению, и для приема других данных и/или инструкций. Управляющий блок может дополнительно содержать выходное устройство сопряжения для вывода данных на перемещающий элемент, причем перемещающ