并联机构机床的控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种并联机构机床的控制方法及控制装置，进行考虑了全部从动轴的旋转阻力的影响的补偿，由此可以高精度地确定末端执行器的位置和姿态。首先在第１步骤（Ｓ１），求出针对末端执行器的位置指令值和姿态指令值的各致动器指令值。然后在第２步骤（Ｓ２），获取第１和第２万向接头的旋转阻力值，在第３步骤（Ｓ３），使用旋转阻力值计算作用于各第２万向接头的力和力矩，在第４步骤，根据这些力和力矩求出作用于末端执行器的合力和合力矩。然后在第５步骤，使用这些合力和合力矩计算机构的弹性变形量，使用该值计算致动器指令值的补偿量。然后在第６步骤，对于在第１步骤求出的致动器指令值，加算在第５步骤求出的补偿量以进行更新。

Method and device for controlling parallel mechanism machine tool

The present invention provides a control method of a parallel mechanism and a control device, consider the effect of the rotation of the driven shaft resistance all the compensation, which can precisely determine the end effector positions and orientations. First, in the first step (S1), the actuator instruction values for the position, instruction, and attitude command values of the end effector are computed. Then in the second step (S2), first and second for resistance to rotation of the universal joint, in the third step (S3), using force and moment rotation resistance value calculation of the role of the second universal joint, in the fourth step, according to the force and torque for acting on the end effector force and the resultant moment. Then, in the fifth step, the elastic deformation of the mechanism is calculated using these resultant forces and the resultant torque, and the amount of compensation of the actuator instruction value is calculated with this value. Then, in the sixth step, the amount of compensation found in the fifth step is updated in order to update the actuator instruction value calculated in the first step.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及并联机构机床(/《，^/ 力二义厶機械)的控制方法 及可以执行该方法的控制装置，可以利用由致动器驱动的多个支柱，使 通过接头与这些支柱连接的末端执行器移动。
技术介绍
作为以往的并联机构机床的控制方法，已公知有下述专利文献1记 载的方法。在该方法中，在并联机构机床中，以求出加工时的切削阻力 为目的，除了由致动器主动驱动的主动轴的输送阻力的影响外，还把在 未由致动器主动驱动的从动轴上产生的旋转阻力和惯性项及重力项作为 参数，将干扰模型化，使用干扰观测器同定各参数，由此提高加工精度。 在此，该方法不将全部从动轴作为对象，只对一部分进行模型化。专利文献1日本特开2006 — 11752号公报并且，作为以往的作业机床的控制装置，已公知有下述专利文献2 记载的装置。该装置不进行注重于并联机构机床的控制，而进行使用一 般作业机床的致动器的负荷来诊断的控制。在该控制中，在作业机床正 常时，关于致动器的负荷可以预先获得正常时的测定数据，通过比较该 正常时的测定数据和诊断时的测定数据来进行诊断。专利文献2日本特开平5—2857S8号公报在专利文献1那样的现有方法中，除了主动轴的输送阻力外，还考 虑了从动轴的旋转阻力，从这一点讲在某种程度上精度提高了，但是由 于没有考虑未成为对象的从动轴的影响，所以根据条件，误差相应增大。 而且在前述现有方法中，利用与前述主要因素的组合来同定旋转阻力， 因此来自前述主要因素的影响和从动轴的影响混合在一起，误差根据条 件而增大，即使想要进行使用了从动轴的旋转阻力的实测值的补偿，由于产生与前述主要因素的干涉，所以也有可能不能获得高精度的补偿。
技术实现思路
因此，本专利技术第一方面、第五方面所述专利技术的课题是提供一种并联 机构机床的控制方法、控制装置，可以将全部从动轴选择为考虑对象， 通过构建独立于惯性和重力等影响之外的模型，进行只单纯地抽取旋转 阻力的影响的补偿，由此可以更加高精度地确定末端执行器的位置和姿 态。并且，本专利技术第九方面、第十方面所述专利技术的课题是提供一种并联 机构机床的控制方法、控制装置，可以去除因旋转阻力造成的机构要素 的变形误差的影响，提高机构参数的推测精度。另一方面，即使将专利文献2那样的现有装置简单地应用于并联机构机床，在现有装置中也只能在预先获取的正常时测定数据的测定条件 下进行诊断，因此诊断时的测定条件受并联机构机床的状态的限制，而 且在该测定条件与正常时测定数据的测定条件不同的情况下，难以进行 正确诊断，在进行把指定的支柱或接头作为对象的具体诊断时，未明确 获得哪种测定条件下的正常时测定数据都可以，也难以实施针对指定支 柱或接头的正确诊断。并且，即使能够比较正常时的数据来进行正常/异 常的判别，也难以指定产生了异常的支柱或接头。并且，在诊断并联机构机床时，从指定异常部位的观点考虑，需要 控制装置掌握各接头的旋转阻力的增大，但为了获得接头的旋转阻力值， 只能在将接头分解后实测。因此，本专利技术第十一、十二方面、第十六、十七方面所述专利技术的课 题是提供一种并联机构机床的控制方法、控制装置，可以容易且高精度 地获取各接头的旋转阻力值。并且，本专利技术第十五方面、第二十方面所述专利技术的课题是提供一种 并联机构机床的诊断控制方法、诊断控制装置，通过在诊断时使用所得 到的旋转阻力值，可以更加准确地指定异常部位。为了解决上述课题，本专利技术第一方面提供一种并联机构机床的控制方法，所述并联机构机床具有固定在外部的基座；通过第1万向接头与基座连接的多个支柱；驱动各支柱的致动器；通过第2万向接头与各 支柱连接的末端执行器；提供致动器指令值并控制各致动器的控制单元; 和旋转阻力值存储单元，其设于控制单元中，可以存储第1万向接头和/ 或第2万向接头的旋转阻力值，其特征在于，该控制方法包括第1步 骤，根据并联机构机床的预定的机构参数，求出针对末端执行器的位置 指令值和姿态指令值的各致动器指令值；第2步骤，从旋转阻力值存储 单元获取第l万向接头和/或第2万向接头的旋转阻力值；第3步骤，使 用旋转阻力值计算作用于各第2万向接头的力和力矩；第4步骤，根据 作用于各第2万向接头的力和力矩，求出作用于末端执行器的合力和合 力矩；第5步骤，使用作用于末端执行器的合力和合力矩计算机构的弹 性变形量，使用该值计算致动器指令值的补偿量；以及第6步骤，对于 在第1步骤求出的致动器指令值，加算在第5步骤求出的补偿量以进行 更新。本专利技术第二方面所述的专利技术除上述课题外，为了解决提供一种以少 的计算量进行高精度的有效补偿的控制方法的课题，其特征在于，在第3 步骤中，将由支柱、第1万向接头、第2万向接头构成的连杆视为分别 独立的串联连杆机构，计算通过各个串联连杆机构的万向接头的旋转阻 力作用于支柱与末端执行器的连接部的力和力矩。本专利技术第三方面所述的专利技术除上述课题外，为了解决提供一种在第 1万向接头或第2万向接头反转时也进行高精度补偿的控制方法的课题， 其特征在于，在第3步骤中，利用线性函数使第1万向接头或第2万向 接头反转时的旋转阻力值的变化近似。本专利技术第四方面所述的专利技术除上述课题外，为了解决提供一种在第 l万向接头或第2万向接头反转时也以更少的计算量有效进行高精度补偿 的控制方法的课题，其特征在于，在第3步骤中，对在第1万向接头或 第2万向接头反转时反转的旋转轴的旋转阻力值进行移动平均处理。为了解决上述课题，本专利技术第五方面所述的专利技术提供一种并联机构 机床的控制装置，所述并联机构机床具有固定在外部的基座；通过第1万向接头与基座连接的多个支柱；驱动各支柱的致动器；通过第2万向 接头与各支柱连接的末端执行器；提供致动器指令值并控制各致动器的 控制单元；和旋转阻力值存储单元，其设于控制单元中，可以存储第1 万向接头和/或第2万向接头的旋转阻力值，其特征在于，所述控制装置 具有致动器指令值计算单元，其根据并联机构机床的预定的机构参数， 求出针对末端执行器的位置指令值和姿态指令值的各致动器指令值；合 力运算单元，其使用从旋转阻力值存储单元获取的旋转阻力值计算作用 于各第2万向接头的力和力矩，根据作用于各第2万向接头的力和力矩， 求出作用于末端执行器的合力和合力矩；补偿量运算单元，其使用作用 于末端执行器的合力和合力矩来计算机构的弹性变形量，使用该值计算 致动器指令值的补偿量；以及所述控制单元，其对于通过致动器指令值 计算单元求出的致动器指令值，加算通过补偿量运算单元求出的补偿量以进行更新。本专利技术第六方面所述的专利技术除上述课题外，为了解决提供一种以少 的计算量进行高精度的有效补偿的控制装置的课题，其特征在于，合力 运算单元将由支柱、第1万向接头、第2万向接头构成的连杆视为分别 独立的串联连杆机构，计算通过各个串联连杆机构的万向接头的旋转阻 力作用于支柱与末端执行器的连接部的力和力矩。本专利技术第七方面所述的专利技术除上述课题外，为了解决提供一种在第 1万向接头或第2万向接头反转时也进行高精度补偿的控制方法的课题， 其特征在于，合力运算单元利用线性函数使第1万向接头或第2万向接 头反转时的旋转阻力值的变化近似。本专利技术第八方面所述的专利技术除上述课题外，为了解决提供一种在第 1万向接头或第2万向接头反转时也以更少的计算量有效进行高精度补偿 的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联机构机床的控制方法，所述并联机构机床具有：固定在外部的基座；通过第１万向接头与基座连接的多个支柱；驱动各支柱的致动器；通过第２万向接头与各支柱连接的末端执行器；提供致动器指令值并控制各致动器的控制单元；和旋转阻力值存储单元，其设于控制单元中，可以存储第１万向接头和／或第２万向接头的旋转阻力值，其特征在于，　　　　该控制方法包括：　　　　第１步骤，根据并联机构机床的预定的机构参数，求出针对末端执行器的位置指令值和姿态指令值的各致动器指令值；　　　　第２步骤，从旋转阻力值存储单元获取第１万向接头和／或第２万向接头的旋转阻力值；　　　　第３步骤，使用旋转阻力值计算作用于各第２万向接头的力和力矩；　　　　第４步骤，根据作用于各第２万向接头的力和力矩，求出作用于末端执行器的合力和合力矩；　　　　第５步骤，使用作用于末端执行器的合力和合力矩来计算机构的弹性变形量，使用该值计算致动器指令值的补偿量；　　　　第６步骤，对于在第１步骤求出的致动器指令值，加算在第５步骤求出的补偿量以进行更新。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：上野浩，松下哲也，
申请(专利权)人：大隈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]