(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
較正素子（１０２）を第１の位置に有するＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する方法であって、
上記較正素子（１０２）が上記第１の位置にある間に、少なくとも１つのセンサ（１０３）から、該較正素子（１０２）の表面上の点と該少なくとも１つのセンサ（１０３）間の距離に対応する第１のセンサデータを読み込む、あるいは、該少なくとも１つのセンサ（１０３）の接触素子が該較正素子（１０２）によって偏位され、該接触素子が偏位された距離に対応する第１のセンサデータを読み込む（２１０）ステップと、
上記較正素子（１０２）を理想的には上記第１の位置に残す較正運動を実行するように、上記ＣＮＣ工作機械を動作させる（２２０）ステップと、
上記較正素子（１０２）が、上記較正運動が実行された後の該較正素子（１０２）の実際の位置を示す第２の位置にある間に、上記少なくとも１つのセンサ（１０３）から、第２のセンサデータを読み込む（２３０）ステップと、
上記第１のセンサデータと上記第２のセンサデータ間の差分が所定の閾値以下となるまで減少するように、上記少なくとも１つのセンサ（１０３）を移動させるステップと、
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）の上記移動に基づいて、上記ＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する（２８０）ステップとを含む方法。
【請求項２】
上記第１及び第２のセンサデータから、特にそれらの上記差分から、上記少なくとも１つのセンサ（１０３）の移動が該第１のセンサデータと該第２のセンサデータ間の差分を減少させることになるように、第１の補正方向を決定する（２６０）ステップと、
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）を上記第１の補正方向に移動させる（２７０）ステップとを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのセンサ（１０３）から、現センサデータを読み込む（２３０）ステップと、
上記第１及び現センサデータから、特にそれらの上記差分から、上記少なくとも１つのセンサ（１０３）の移動が該第１のセンサデータと該現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、現補正方向を決定する（２６０）ステップと、
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）を上記現補正方向に移動させる（２７０）ステップとを含む閉ループを実行することを更に含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
上記第１の補正方向及び／又は上記現補正方向を決定する（２６０）ことは、上記センサデータを所定の座標系、特に直交座標系に対する成分に変換することを含む請求項２乃至３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
上記第１のセンサデータ（２１０）、上記第２のセンサデータ及び／又は上記現センサデータ（２６０）を読み込むことは、少なくとも２つのセンサ（１０３−１；１０３−２）から、特に少なくとも３つのセンサ（１０３−１；１０３−２；１０３−３）から、該第１のセンサデータ、該第２のセンサデータ及び／又は該現センサデータを読み込むことを含み、上記第１の補正方向及び／又は第２の補正方向を決定する（２６０）ことは、該少なくとも１つのセンサ（１０３）の対応する移動が該第１のセンサデータと該現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、上記所定の座標系、特に直交座標系に対する速度ベクトルの成分を決定することを含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
上記閾値は、上記座標系で表され、特に、該閾値は、該座標系に対する成分で表され、あるいは該閾値は、上記センサデータで表される請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
工具ヘッドの位置誤差を示すデータを出力することを更に含み、
特に、上記出力することは、上記データを表示、印刷、伝送及び／又は保存することのうちのいずれか１つである請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ＣＮＣ工作機械の精度を改善する方法であって、
上記請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法を実行することによって、上記ＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定し、
上記工具ヘッドの位置誤差を補正する方法。
【請求項９】
較正素子（１０２）を有するＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する装置であって、
上記較正素子（１０２）の表面上の点と当該少なくとも１つのセンサ（１０３）間の距離に対応するセンサデータを出力する、あるいは、当該少なくとも１つのセンサ（１０３）の接触素子が上記較正素子（１０２）によって偏位され、該接触素子が偏位された距離に対応するセンサデータを出力する少なくとも１つのセンサ（１０３）と、
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）を移動する移動素子（１０６）と、
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）から受信した上記センサデータを処理するとともに、上記移動素子（１０６）を制御する制御装置（１０５）とを含み、
上記制御装置（１０５）は、
第１及び第２のセンサデータを受信し、上記第１のセンサデータは上記較正素子（１０２）が上記第１の位置にある間に読み込まれ、上記第２のセンサデータは上記較正素子（１０２）が第２の位置にある間に読み込まれ、上記第２の位置は上記較正運動が実行された後の上記較正素子（１０２）の実際の位置を示し、上記較正運動は上記ＣＮＣ工作機械の動作によって上記較正素子（１０２）を理想的には上記第１の位置に残し、
上記第１のセンサデータと上記第２のセンサデータ間の差分が閾値以下となるまで減少するように、上記少なくとも１つのセンサ（１０３）を移動させる移動データを上記移動素子（１０６）に出力し、
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）の上記移動に基づいて、上記工具ヘッド（１０
１）の位置誤差を決定する装置。
【請求項１０】
上記制御装置（１０５）は、上記請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法を実行する請求項９記載の装置。
【請求項１１】
上記ＣＮＣ工作機械の上記位置誤差に対応するエラーデータを出力する出力装置（１０７）を更に含み、
上記出力は、上記エラーデータを表示、印刷、伝送及び／又は保存することのうちのいずれか１つである請求項９又は１０記載の装置。
【請求項１２】
上記少なくとも１つのセンサ（１０３）は、接触点センサ、ダイヤルゲージ、光センサ、レーザセンサ、超音波センサ、静電容量センサ及び／又は誘導センサである請求項９乃至１１のいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
上記移動素子（１０６）は、少なくとも１つのモータ、特に少なくとも１つの電気モータを含む請求項９乃至１２のいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
上記移動素子（１０６）、特に該移動素子（１０６）のモータは、上記少なくとも１つのセンサ（１０３）を、座標系、特に直交座標系の少なくとも１つの座標軸に沿った平行移動によって、移動する請求項９乃至１３のいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
上記移動素子（１０６）は、少なくとも２つのモータを含み、特に、該少なくとも２つのモータは、独立して制御することができ、特に、該移動素子（１０６）は、該少なくとも１つのセンサ（１０３）を、上記座標系の少なくとも２つの座標軸に別々に沿った平行移動によって、移動する請求項９乃至１４のいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
上記移動素子（１０６）は、少なくとも２つのセンサ（１０３−１；１０３−２；１０３−３）を同時に移動し、特に、該少なくとも２つのセンサは、共通の支持ベース（１０４）に固定されている請求項９乃至１５のいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
３つのセンサ（１０３−１；１０３−２；１０３−３）が、上記支持ベース（１０４）の表面に対して平行に形成された仮想の三角形の角に固定されており、該センサ（１０３−１；１０３−２；１０３−３）のそれぞれは、該三角形の中心に向けられているとともに、該支持ベース（１０４）の表面に対して傾斜されている請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
上記較正素子（１０２）は、ボールを含む請求項９乃至１７のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械の位置誤差を決定する方法及び装置に関し、特に、ＣＮＣ工作機械の工具ヘッド及び／又はＣＮＣ工作機械のテーブルの位置誤差を決定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願第１５４９４５９号明細書は、ＣＮＣ工作機械の工具ヘッド又は工作台の位置誤差を決定する方法及び装置を教示しており、支持ベースには、ボールを備えたゲージツールの直交座標を決定する複数の距離センサが設けられている。工具ヘッドの位置誤差を決定するために、複数の距離センサは、ボールまでのそれぞれの距離を測定する。そして、ゲージツールのボールがその位置に留まるように、工具ヘッド又はテーブルは角運動を行い、同時に、工作機械は円運動又は逆螺旋運動を行う。そして、複数の距離センサは、再び、ボールまでのそれぞれの距離を測定する。工具ヘッドの位置誤差が原因で、これらの距離は異なる可能性がある。そして、複数の距離センサが再び最初の距離を測定するように、工作機械は、ヘッド又はテーブルの角位置を固定したまま、同時に、直交座標軸に対して直線運動を行うようになされる。この補正運動から、ヘッド又はテーブルの位置誤差は、ヘッド又はテーブルの位置誤差を補正するのに必要だった直線運動として、決定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
欧州特許出願第１５４９４５９号明細書の装置には、ＣＮＣ工作機械の制御装置が複数のセンサからのデータを読み込んで、処理することができなければならないという不都合がある。例えば両方の装置が異なる製造業者によって製造されたために、複数のセンサとＣＮＣ工作機械間に利用可能な共通のインタフェースが存在しないとき、都合が悪くなることがある。
【０００４】
従来技術を鑑みると、ＣＮＣ工作機械の制御装置から独立して働き、特にＣＮＣ工作機械の制御装置に共通のインタフェースを要求せず、ＣＮＣ工作機械の位置誤差、特にＣＮＣ工作機械の工具ヘッド及び／又はＣＮＣ工作機械のテーブルの位置誤差を決定する方法及び装置が必要である。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、従来技術の上述した欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する方法を提供し、ＣＮＣ工作機械は較正素子を備え、較正素子は第１の位置にあり、方法は、
較正素子が第１の位置にある間に、少なくとも１つのセンサから、第１のセンサデータを読み込み、
センサデータは、較正素子の表面上の点と少なくとも１つのセンサ間の距離に対応し、あるいは、
少なくとも１つのセンサの接触素子は、較正素子によって偏位され、センサデータは、接触素子が偏位された距離に対応し、
較正素子を理想的には第１の位置に残す較正運動を実行するように、ＣＮＣ工作機械を動作させ、
較正素子が、較正運動が実行された後の較正素子の実際の位置を示す第２の位置にある間に、少なくとも１つのセンサから、第２のセンサデータを読み込み、
第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分が所定の閾値以下となるまで減少するように、少なくとも１つのセンサを移動させ、
少なくとも１つのセンサの移動に基づいて、ＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する、
というステップを含んでいる。
【０００７】
コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械は、従来知られているあらゆるＣＮＣ工作機械、特に工作機械及び／又はロボットとすることができる。ＣＮＣ工作機械は、工具中心点（ＲＴＣＰ）モードに従って、回転動作させることができる。ＣＮＣ工作機械は、工具ヘッド、特に双回転フライスヘッドのような回転ヘッドを含んでいてもよい。ＣＮＣ工作機械は、工作台、特に回転テーブル及び／又は回転傾斜テーブルのような可動工作台を含んでいてもよい。工具ヘッド及び／又は工作台は、較正素子を備えていてもよい。
【０００８】
工具ヘッドは、ＣＮＣ工作機械と、工具、特にフライス加工、穴明け又は切削のような形削り工具との間のインタフェースを意味することができる。また、測定又は試験工具のような他の工具であってもよい。上述の方法を実行する場合、取り外し可能な工具を較正素子に交換することが好ましい。しかしながら、工具自体も較正素子として用いることができ、それは、工具が取り外し可能でない又は取り外すのが難しい場合、有利である。
【０００９】
工作台は、工作物を保持し及び／又は動かす、特に回転させることができる。上述の方法を実行する場合、工作物を較正素子に交換することが好ましい。較正素子は、工作台に配置及び／又は固定することができる。
【００１０】
較正素子は、中空でない又は中空のボールを含んでいてもよく、特に、ボールは、金属のような硬い材料から作られている。ボールは、球形を有してもよく、形状は、高い幾何学的精度を有してもよいが、幾何学的に完璧である必要はない。ボールは、円柱体によって工具ヘッドに連結することができる。較正素子は、他の形状とすることもできる。特に、較正素子は、楕円体及び／又は円柱体を含むことができる。
【００１１】
少なくとも１つのセンサは、１つのセンサ、２つのセンサ、３つのセンサ又は３つ以上のセンサとすることができ、それらは共通の支持ベース上に搭載することができる。
【００１２】
センサの１つ以上は、較正素子の表面上の点とセンサ間の距離に対応するセンサデータを出力する距離センサとすることができる。距離センサは、特に、較正素子と物理的に接触しないセンサであってもよい。例えば、センサの１つ以上は、光センサ、特にレーザセンサとすることができ、音響センサ、特に超音波センサとすることができ、静電容量センサ及び／又は誘導センサとすることができる。
【００１３】
センサの１つ以上は、偏位可能な部分と、偏位不可能な部分とを含む接触点センサ及び／又はダイヤルゲージとすることができる。偏位可能な部分は、較正素子、より具体的にはその表面上の点と接触する接触素子を含んでいてもよい。１つ以上の接触点センサは、偏位可能な部分、特にその接触素子が較正素子、特にその表面上の点によって偏位された距離に対応するセンサデータを出力する。接触点センサは、特に、接触素子がそれに沿って偏位することができる幾何学的センサ軸を有してもよい。そして、接触素子は、較正素子の表面の幾何学的センサ軸上の点によって偏位される。
【００１４】
方法の１ステップにおいて、較正素子が第１の位置にある間に、少なくとも１つのセンサは、第１のセンサデータを出力する。すなわち、第１のセンサデータは、較正素子の第１の位置、特にそのボールの中心を表している。この第１の位置は、ＣＮＣ制御装置には知られているが、少なくとも１つのセンサには知られていない。しかしながら、それは、第１のセンサデータから較正素子の第１の位置を計算するのには必要でない。特に、第１の位置を表するのに、較正素子の表面上のどの点が用いられたかは、重要でない。これは、少なくとも１つのセンサの位置測定においてより大きな自由度があるという長所を有する。特に、複数のセンサを直交方向に配置する必要はない。実際、それらは余り正確に配置する必要はない。
【００１５】
方法の他のステップにおいて、ＣＮＣ工作機械は、ＣＮＣ制御装置に基づいて、較正素子、特にそのボールの中心をその第１の位置から移動させないであろう１つの運動又は一連の運動を実行するように動作される。ＣＮＣ工作機械は、ＣＮＣ制御装置に基づいて、較正素子、特にそのボールの中心を第１の位置から移動させないであろう１つの運動又は一連の運動を、その工具ヘッド及び／又は工作台に実行させるように、動作することができる。ＣＮＣ工作機械は、上述した運動又は一連の運動を実行している間、ＲＴＣＰモードで動作することができる。そのような運動は、様々な軸の回りの回転運動を含んでいてもよい。特に、較正素子がボールを含むとき、ＣＮＣ制御装置によって、第１の位置はボールの中心で表すことができる。そして、較正素子をその第１の位置から移動させない運動は、ボールの中心が移動しないことを意味する。しかしながら、ボールは、その中心を通る任意の軸の回りを回転することができる。ボールがＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド又は工作台に連結されている場合、上述の素子自体は、円柱体のような素子によって、運動中に動かすことができる。
【００１６】
理想的には、すなわち、ＣＮＣ制御装置に基づいて、較正素子、特にそのボールの中心は、運動中には移動しないはずであるが、実際には、それは、ＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド又は工作台の幾何学的機械誤差によって生ずる位置誤差が原因で、移動した可能性がある。すなわち、較正素子、特にそのボールの中心の実際の位置は、この時点では、ＣＮＣ制御装置と、少なくとも１つのセンサとのどちらにも知られていない。実際、ＣＮＣ制御装置は、較正素子の第１の位置と第２の位置が同じであるとみなしている。
【００１７】
方法の他のステップにおいて、較正素子、特にそのボールの中心が運動後の位置にある間に、少なくとも１つのセンサは、第２のセンサデータを出力する。較正素子の表面上の点は、第１のセンサデータに対応する点と異なる点又は同じ点であってもよい。第２のセンサデータは、較正素子、特にそのボールの中心の第２の位置を表している。
【００１８】
方法の他のステップにおいて、少なくとも１つのセンサは、第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分、特に絶対差が減少するように、移動され、それによって、センサの移動による位置誤差を部分的に又は完全に補正する。この移動は、タクトタイム又はリアルタイムでモニタすることができ、フィードバックに基づいて調整することができる。あるいは、この移動は、第１及び第２のセンサデータデータから予め、部分的又は完全に計算することができ、センサの移動を表すデータは、更なる処理のために記憶することができる。
【００１９】
少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つのセンサを移動する移動素子を含んでいても、あるいは移動素子に搭載されていてもよい。また、少なくとも１つのセンサは、支持ベースを移動する移動素子を含む支持ベースに搭載されていても、あるいは移動素子に搭載されていてもよい。特に、少なくとも２つのセンサ、好ましくは少なくとも３つのセンサは、支持ベースを移動し、したがってセンサを同時に移動する移動素子を備えた共通の支持ベースに搭載されていてもよい。
【００２０】
第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分、特に絶対差が閾値以下になったとき、現センサデータは、許容範囲内で第１のセンサデータに等しい。閾値は、少なくとも１つのセンサ及び／又はＣＮＣ工作機械制御装置の等級及び／又は精度であってもよい。閾値は、第１のセンサデータのパーセンテージ、特にその１％又は０．１％であっても、あるいは固定値、特に１０μｍ、好ましくは５μｍ、より好ましくは３μｍに対応してもよい。値が小さいほど、結果は正確である。
【００２１】
方法の他のステップにおいて、工具ヘッド、特にそのボールの中心の運動に関する工具ヘッド、特にそのボールの中心の位置誤差は、少なくとも１つのセンサの移動に基づいて決定される。少なくとも１つのセンサの移動は、現センサデータが上述の範囲内で第１のセンサデータに等しくなるように実行された全ての移動の重合せとすることができる。より詳しくは、誤差は、少なくとも１つのセンサの移動を表すデータから決定することができる。これは、少なくとも１つのセンサとＣＮＣ工作機械の制御装置間に共通インタフェースが、位置誤差を決定するためには必要でないという利点を有する。
【００２２】
方法は、第１及び第２のセンサデータから、特にそれらの差分から、少なくとも１つのセンサの移動が第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分を減少させることになるように、第１の補正方向を決定するステップと、少なくとも１つのセンサを第１の補正方向に移動させるステップとを更に含んでいてもよい。
【００２３】
第１のセンサデータと第２のセンサデータを比較することによって、特に第１及び第２のセンサデータの差分から、較正素子の第１及び第２の位置が異なる方向を、決定することができる。換言すると、第１及び第２のセンサデータの差分から、較正素子が運動中に移動した方向を、決定することができる。この方向は、運動に関する較正素子の実際の変位ベクトルの正確な方向である必要はない。これは、測定が正確である必要がないという利点を有する。そして、少なくとも１つのセンサの第１の補正方向への移動が、完全に又は部分的に変位ベクトルを補正することになり、したがって、第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分、特に絶対差を減少させることになるように、第１の補正方向は、上述した方向と反対の方向であってもよい。
【００２４】
第１の補正方向を決定するステップは、対応する移動が少なくとも１つのセンサを第１の補正方向に移動することになるように、速度ベクトルを決定することを含んでいてもよい。
【００２５】
第１の補正方向を決定するステップは、第１の補正方向における距離を示すことができる第１の補正値を決定することを更に含んでいてもよく、距離は、少なくとも１つのセンサを第１の補正方向に移動することによって、変位ベクトルを完全に又は部分的に補正するのに必要な距離に対応することになる。
【００２６】
少なくとも１つのセンサは、第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分を完全に又は部分的に補正するために、第１の補正方向に移動されてもよく、少なくとも１つのセンサは、上述の方向に、予め設定された時間移動されてもよい。この予め設定された時間は、タクトタイムであってもよい。すなわち、第１の補正方向への移動は、開始され、次に読み込まれたセンサデータに基づく異なる補正方向が決定するまで維持されることになる。
【００２７】
あるいは、少なくとも１つのセンサは、上述の方向に、予め設定された又は計算された距離移動されてもよい。予め設定された距離は、一定の増加であってもよく、全てのセンサ移動に対して同じであってもよく、特に、第１の補正方向から独立していてもよい。計算された距離は、第１の補正値であっても、あるいは第１の補正値に基づいて計算されてもよい。
【００２８】
方法、特に移動させるステップは、少なくとも１つのセンサから、現センサデータを読み込むステップと、第１及び現センサデータから、特にそれらの差分から、少なくとも１つのセンサの移動が第１のセンサデータと現センサデータ間の差分を減少させることになるように、現補正方向を決定するステップと、少なくとも１つのセンサを現補正方向に移動させるステップとを含む閉ループを実行することを更に含んでいてもよい。
【００２９】
現センサデータを読み込むステップは、ループの最初のステップとして、又はループの最後のステップとして実行してもよい。特に、ループの最初の実行では、現センサデータは、第２のセンサデータであってもよい。
【００３０】
現センサデータが連続して読み込まれるように、少なくとも１つのセンサのセンサデータを連続してモニタしてもよい。また、現センサデータは、一定の時間間隔で読み込まれてもよい。この時間間隔は、タクトタイム、又はその分数、又はその倍数であってもよい。第１のセンサデータと現センサデータ間の差分から、現補正方向を決定することができる。現補正方向は、第１のセンサデータと現センサデータ間の差分によって定義される方向とは反対の方向とすることができる。すなわち、現補正方向は、少なくとも１つのセンサをその方向に移動させたときに、現センサデータと第１のセンサデータ間の差分、特に絶対差が結果として減少することになる方向である。
【００３１】
現補正方向を決定するステップは、少なくとも１つのセンサを現補正方向に移動することによって、変位ベクトルを完全に又は部分的に補正するのに必要な距離を示すことができる現補正値を決定することを更に含んでいてもよい。
【００３２】
少なくとも１つのセンサは、現補正方向に予め設定された時間移動されてもよい。この予め設定された時間は、タクトタイムであってもよい。すなわち、現補正方向への移動は、開始され、次のループで異なる補正方向が決定されるまで維持されることになる。
【００３３】
あるいは、少なくとも１つのセンサは、予め設定された又は計算された距離移動されてもよい。予め設定された距離は、一定の増加であってもよく、全てのセンサ移動に対して同じであってもよく、特に、現補正方向から独立していてもよい。計算された距離は、現補正値であっても、あるいは現補正値に基づいて計算されてもよい。
【００３４】
移動中及び／又は移動後、現センサデータを読み込むことができ、ループを、新たな現センサデータを用いて再開始することができる。ループの終了後、現センサデータと第１のセンサデータ間の差分、特に絶対差が閾値以下に減少しているかを判定することができる。該当する場合、ループは終了することができる。
【００３５】
方法、特に第１の補正方向及び／又は現補正方向を決定するステップは、センサデータを所定の座標系、特に直交座標系に対する成分に変換することを含んでいてもよい。
【００３６】
少なくとも１つのセンサは、幾何学的センサ軸を含んでいてもよく、そして、センサデータは、幾何学的センサ軸上の距離に対応してもよい。特に、センサ軸は、固定されていてもよい。そして、幾何学的センサ軸上の距離に対応する変位ベクトルは、所定の座標系で表すことができる。この座標系は、直交、好ましくは正規直交座標系、例えば直交座標系であってもよい。変位ベクトルは、座標系に対する成分に更に分解することができる。
【００３７】
特に、座標ｘ、ｙ、ｚを有する直交座標系を用いるとき、センサデータは、３つの成分Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚによって表すことができ、そして、幾何学的センサ軸上の距離Ｓは、Ｓ２＝Ｓｘ２＋Ｓｙ２＋Ｓｚ２を満たす。同様に、少なくとも２つのセンサを用いるとき、それぞれの幾何学的センサ軸上のそれぞれの距離Ｓ１、Ｓ２等は、それぞれの座標Ｓ１，ｘ、Ｓ１，ｙ、Ｓ１，ｚ、Ｓ２，ｘ、Ｓ２，ｙ、Ｓ２，ｚ等で表すことができる。
【００３８】
第１、第２及び／又は現センサデータを読み込むことは、少なくとも２つのセンサから、第１、第２及び／又は現センサデータを読み込むことを含んでいてもよく、第１及び／又は現補正方向を決定することは、少なくとも１つのセンサの対応する移動が第１のセンサデータと現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、所定の座標系、特に直交座標系に対する速度ベクトルの成分を決定することを含んでいてもよい。
【００３９】
特に、速度ベクトルを決定することは、第１のセンサデータの成分と現センサデータの成分間の相対的差分に関する速度ベクトルの成分に重みを付けることを含んでいてもよい。
【００４０】
あるいは、第１及び／又は現補正方向を決定することは、少なくとも２つのセンサのそれぞれの成分の平均値をとる、あるいは最も大きな絶対値を有するそれぞれの成分を採用する、あるいは最も小さい絶対値を有するそれぞれの成分を採用することを含んでいてもよい。
【００４１】
特に、第１、第２及び／又は現センサデータを読み込むことは、少なくとも３つのセンサから、第１、第２及び／又は現センサデータを読み込むことを含んでいてもよく、第１、第２及び／又は現補正方向を決定することは、少なくとも１つのセンサの対応する移動が第１のセンサデータと現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、所定の座標系、特に直交座標系に対する速度ベクトルの成分を決定することを含んでいてもよく、速度ベクトルを決定することは、センサのうちの第１のセンサデータの成分と現センサデータの成分間の相対的差分に関する速度ベクトルの成分に重みを付けることを含んでいてもよい。
【００４２】
閾値は、座標系で表すことができ、特に、閾値は、座標系に対する成分で表すことができ、あるいはセンサデータで表すことができる。換言すると、閾値は、直接センサデータで、あるいは所定の座標系で表すことができる。
【００４３】
特に、直交座標系を用いるとき、閾値Ｔは、直交座標ｘ、ｙ、ｚに対する成分Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚで表すことができる。そして、閾値条件は、Ｓｘ≦Ｔｘ、Ｓｙ≦Ｔｙ、Ｓｚ≦Ｔｚとして表すことができる。閾値Ｔは、同じであっても、各センサ毎に異なっていてもよい。すなわち、例えば２つのセンサの場合、我々は、条件Ｓ１≦Ｔ１、Ｓ２≦Ｔ２を有することができ、Ｔ１とＴ２は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００４４】
少なくとも１つのセンサは、座標系の少なくとも１つの座標軸に沿った平行移動によって、移動されてもよい。特に、直交座標系を用いるとき、少なくとも１つのセンサは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿って平行移動されてもよい。少なくとも１つのセンサは、移動素子を含んでいても、あるいは移動素子に固定されていてもよい。移動素子は、少なくとも１つのモータ、例えば電気モータを含み、少なくとも１つのモータは、少なくとも１つのセンサをｘ軸、ｙ軸又はｚ軸に沿って平行移動するように構成される。移動素子は、少なくとも３つのモータ、例えば電気モータを含んでもよく、少なくとも３つのモータのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのセンサをｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿ってそれぞれ平行移動するように構成される。
【００４５】
少なくとも１つのセンサは、座標系の座標軸に別々に沿って移動されてもよい。換言すると、少なくとも３つのモータは、独立して制御することができる。
【００４６】
少なくとも２つのセンサ、特に共通の支持ベースに固定することができる少なくとも２つのセンサは、一緒に移動されてもよい。少なくとも２つのセンサは、支持ベース上に搭載されていてもよく、少なくとも２つのセンサは、直接又は１つ以上の素子、例えば受台又はソケットによって支持ベースに固定することができる。受台及び／又はソケットは、１つ以上の円柱体を含んでいてもよい。支持ベースは、支持ベースと、それによって少なくとも２つのセンサとを移動する移動素子を含んでいてもよい。
【００４７】
少なくとも２つのセンサは、幾つかのセンサ軸が平行とならないように、配置することができる。特に少なくとも２つのセンサ、特に少なくとも３つのセンサは、それらの少なくとも２つのセンサ、特に少なくとも３つのセンサが互いに平行でないセンサ軸を有するように、配置することができる。少なくとも２つのセンサは、さらに、全てのセンサ軸が互いに平行とならないように、配置することができる。
【００４８】
３つのセンサは、支持ベースの表面に対して平行に形成される仮想の三角形の角に固定されてもよく、センサのそれぞれは、三角形の中心に向けられているとともに、支持ベースの表面に対して傾斜している。ここで、仮想とは、表面上又は表面の上に示される実際の三角形である必要がないことを意味する。特に、３つのセンサは、仮想の正三角形の角に固定されてもよく、その第１の位置の較正素子は、三角形の中心の上に位置していてもよい。３つのセンサは、表面に対して傾斜角度で傾斜していてもよく、角度は、４０°〜８０°、好ましくは５０°〜７０°又は５５°〜６５°の範囲、あるいは基本的には６０°であってもよく、ここで、基本的とは、傾斜角度が６０°から当該技術分野で許容できる値だけ異なっていてもよいことを意味する。３つのセンサの傾斜角度は、同じでも、異なっていてもよい。特に、３つのセンサのうちの少なくとも１つ、好ましくは３つのセンサのうちの少なくとも２つ、あるいは全ての３つのセンサは、較正素子のボールの中心に向かわせることができる。３つのセンサは、３つのセンサ軸のうちの少なくとも２つが少なくとも９０°の角度を形成するように、向かわせることができる。３つのセンサは、３つのセンサ軸のうちの相互のセンサ軸が少なくとも９０°の角度を形成するように、向かわせることができる。直交座標系を用いるとき、２つの座標軸は、支持ベースの表面に対して平行であってもよく、１つの座標軸は、支持ベースの表面に対して直角であってもよい。特に、表面に対して直角な座標軸、例えばｚ軸は、高さを表してもよく、表面に対して平行な座標軸、例えばｘ軸及びｙ軸は、水平方向の寸法を表してもよい。
【００４９】
方法は、工具ヘッドの位置誤差を示すデータを出力することを更に含んでいてもよく、特に、出力することは、データを表示、印刷、伝送及び／又は保存することのうちのいずれか１つを含む。特に、決定した位置誤差は、コンピュータシステム、特にＣＮＣ制御装置のオペレーションシステムによって読み込み可能なデータに変換されてもよい。
【００５０】
発明は、ＣＮＣ工作機械の精度を改善する方法を更に提供し、方法は、ＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド及び／又は工作台の位置誤差を、上述した方法のいずれか１つを実行することによって決定することと、ＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド及び／又は工作台の位置誤差を補正することとを含んでいる。ＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド及び／又は工作台の位置誤差を補正することは、ＣＮＣ工作機械のプログラミングを、位置誤差に基づいて調整することを含んでいてもよく、及び／又は工具ヘッドの位置誤差を示すデータを、ＣＮＣ工作機械制御装置に入力することを更に含んでいてもよい。
【００５１】
発明は、較正素子を備えるＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する装置を更に提供する。装置は、
較正素子の表面上の点と当該少なくとも１つのセンサ間の距離に対応するセンサデータを出力する、あるいは、当該少なくとも１つのセンサの接触素子が較正素子によって偏位され、接触素子が偏位された距離に対応するセンサデータを出力する少なくとも１つのセンサと、
少なくとも１つのセンサを移動する移動素子と、
少なくとも１つのセンサから受信したセンサデータを処理するとともに、移動素子を制御する制御装置とを含み、制御装置は、第１及び第２のセンサデータを受信し、第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分が閾値以下となるまで減少するように、少なくとも１つのセンサを移動させる駆動データを移動素子に出力し、少なくとも１つのセンサの移動に基づいて、工具ヘッドの位置誤差を決定する。
【００５２】
ＣＮＣ工作機械は、当該技術分野で知られ、用いられているあらゆるＣＮＣ工作機械、特に工作機械及び／又はロボットとすることができる。ＣＮＣ工作機械は、工具中心点（ＲＴＣＰ）モードに従って、回転動作させることができる。ＣＮＣ工作機械は、工具ヘッド、特に双回転フライスヘッドのような回転ヘッドを含んでいてもよい。ＣＮＣ工作機械は、工作台、特に回転テーブル及び／又は回転傾斜テーブルのような可動工作台を含んでいてもよい。工具ヘッド及び／又は工作台は、較正素子を備えていてもよい。
【００５３】
工具ヘッドは、ＣＮＣ工作機械と、工具、特にフライス加工、穴明け又は切削のような形削り工具との間のインタフェースを意味することができる。また、測定又は試験工具のような他の工具であってもよい。工作台は、工作物を保持し及び／又は平行移動し及び／又は回転させることができる。
【００５４】
ＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド及び／又は工作台は、較正素子を備え、較正素子は、ＣＮＣ工作機械を較正し、及び／又はＣＮＣ工作機械、特にその工具ヘッド及び／又は工作台の位置誤差を決定する目的にだけ用いられる素子とすることができる。また、較正素子は、工具自体とすることもできる。
【００５５】
少なくとも１つのセンサは、１つのセンサ、２つのセンサ、３つのセンサ又は３つ以上のセンサとすることができ、それらは共通の支持ベース上に搭載することができる。
【００５６】
センサの１つ以上は、較正素子の表面上の点とセンサ間の距離に対応するセンサデータを出力する距離センサとすることができ、距離センサは、特に、較正素子と物理的に接触しないセンサであってもよい。例えば、センサの１つ以上は、光センサ、音響センサ、静電容量センサ及び／又は誘導センサとすることができる。
【００５７】
センサの１つ以上は、偏位可能な部分と、偏位不可能な部分とを含む接触点センサ及び／又はダイヤルゲージとすることができる。偏位可能な部分は、較正素子、より具体的にはその表面上の点と接触する接触素子を含んでいてもよい。１つ以上の接触点センサは、偏位可能な部分、特にその接触素子が較正素子、特にその表面上の点によって偏位された距離に対応するセンサデータを出力する。接触点センサは、特に、接触素子がそれに沿って偏位することができる幾何学的センサ軸を有してもよい。そして、接触素子は、較正素子の表面の幾何学的センサ軸上の点によって偏位される。
【００５８】
移動素子は、少なくとも１つのセンサに固定されていても、あるいは支持ベースに固定されていてもよく、少なくとも１つのセンサは、上述の支持ベース上に搭載することができる。
【００５９】
制御装置は、センサデータ及び／又は他のデータを処理する処理手段を含んでいてもよい。制御装置は、データをキャッシングする及び／又はデータを永久に記憶する記憶手段を更に含んでいてもよい。制御装置は、少なくとも１つのセンサからのセンサデータを受信する入力インタフェースを更に含んでいてもよく、少なくとも１つのセンサは、有線接続及び／又は無線接続によって制御装置と通信することができ、及び／又は他のデータ及び／又は命令を受信することができる。制御装置は、データを移動素子に出力する出力インタフェースを更に含んでいてもよく、移動素子は、有線接続及び／又は無線接続によって制御装置及び／又は出力装置及び／又は他の装置と通信することができる。
【００６０】
制御装置は、較正素子が較正素子の第１及び第２の位置にある間に、第１及び第２のセンサデータをそれぞれ受信することができ、第１の位置は、初期位置、すなわち較正素子の運動前の位置と称してもよく、較正素子の第２の位置は、較正素子の運動後、特に理想的には、ＣＮＣ制御装置に従い、較正素子を固定された位置に残す運動後の次の位置と称してもよい。第１及び第２のセンサデータは、入力インタフェースを介して受信されてもよい。
【００６１】
制御装置は、第１及び第２のセンサデータから、特にそれらの差分から、第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分、特に絶対差が減少するように少なくとも１つのセンサが移動することができる方向を計算することができ、それに応じた移動データを移動素子に出力することができる。この移動データの出力は、出力インタフェースによって実行することができる。
【００６２】
制御装置は、上述したように、方法のいずれか１つを実行するうに構成してもよい。
【００６３】
特に、制御装置は、第１及び第２のセンサデータから、特にそれらの差分から、少なくとも１つのセンサの第１の補正方向への移動が第１のセンサ値と第２のセンサ値の差分、特に絶対差を減少させることになる第１の補正方向を決定するステップと、少なくとも１つのセンサを第１の補正方向に移動させるステップとを実行するように構成してもよい。
【００６４】
制御装置は、第１及び現センサデータから、特にそれらの差分から、少なくとも１つのセンサの移動が第１のセンサ値と現センサ値間の差分、特に絶対差を減少させることになる現補正方向を決定するステップと、少なくとも１つのセンサを現補正方向に移動させるステップと、少なくとも１つのセンサから、現センサデータを読み込むステップとを含む閉ループを実行するように更に構成してもよい。
【００６５】
制御装置は、センサデータを所定の座標系、特に直交座標系に対する成分に変換するように構成してもよい。
【００６６】
制御装置は、少なくとも２つのセンサから、特に少なくとも３つのセンサから、第１、第２及び／又は現センサデータを読み込むように構成してもよく、第１及び／又は現補正方向を決定することは、少なくとも１つのセンサの対応する移動が第１のセンサデータと現センサデータ間の絶対差を減少させることになるように、所定の座標系、特に直交座標系に対する速度ベクトルの成分を決定することを含んでいてもよい。
【００６７】
制御装置は、座標系に対して閾値を表すように更に構成してもよく、特に、閾値は、座標系に対する成分で表することができ、あるいは閾値は、センサデータで表することもできる。
【００６８】
さらに、制御装置は、移動素子が少なくとも１つのセンサを、座標系の少なくとも１つの座標軸に沿った平行移動によって、移動する移動データを出力するように構成してもよい。
【００６９】
装置は、工具ヘッドの位置誤差に対応するエラーデータを出力するように構成された出力装置を更に含んでいてもよく、出力することは、エラーデータを表示、印刷、伝送及び／又は保存することのうちのいずれか１つである。
【００７０】
出力装置は、表示装置、印刷装置、伝送装置及び／又は記憶装置であってもよく、及び／又は、表示装置、印刷装置、伝送装置及び／又は記憶装置に接続されていてもよい。また、出力装置は、ＣＮＣ工作機械に接続されていてもよい。
【００７１】
少なくとも１つのセンサは、接触点センサ、ダイヤルゲージ、光センサ、レーザセンサ、超音波センサ、静電容量センサ及び／又は誘導センサであってもよい。
【００７２】
移動素子は、少なくとも１つのモータ、特に少なくとも１つの電気モータを含んでいてもよい。移動素子、特に移動素子のモータは、少なくとも１つのセンサを、座標系、特に直交座標系の少なくとも１つの座標軸に沿った平行移動によって、移動することができる。特に、少なくとも１つのセンサは、支持ベースに搭載されていてもよく、そして、少なくとも１つのモータは、支持ベースと、それによって少なくとも１つのセンサとを、座標系、特に直交座標系の少なくとも１つの座標軸に沿った平行移動によって、移動することができる。
【００７３】
移動素子は、独立して制御することができる少なくとも２つのモータを含んでいてもよく、特に、移動素子は、少なくとも１つのセンサ及び／又は支持ベースを、少なくとも２つの座標軸に別々に沿った平行移動によって、移動することができる。モータは、少なくとも１つのセンサ及び／又は支持ベースを、直接又はギアによって移動するように構成してもよい。モータは、少なくとも１つのセンサ及び／又は支持ベースから離れて配置することができ、少なくとも１つのセンサ及び／又は支持ベースに連結されたギアシャフトを含んでいる。
【００７４】
移動素子は、少なくとも２つのセンサを同時に移動するように構成してもよく、特に、少なくとも２つのセンサは、共通の支持ベースに固定されている。また、移動素子は、支持ベースと、それによって少なくとも２つのセンサとを移動するように構成してもよい。
【００７５】
少なくとも２つのセンサは、幾つかのセンサ軸が平行とならないように、配置することができる。特に少なくとも２つのセンサ、特に少なくとも３つのセンサは、それらの少なくとも２つのセンサ、特に少なくとも３つのセンサが互いに平行でないセンサ軸を有するように、配置することができる。少なくとも２つのセンサは、さらに、全てのセンサ軸が互いに平行とならないように、配置することができる。
【００７６】
３つのセンサは、支持ベースの表面に対して平行に形成された仮想の三角形の角に固定されてもよく、センサのそれぞれは、三角形の中心に向けられているとともに、支持ベースの表面に対して傾斜している。ここで、仮想とは、表面上又は表面の上に示される実際の三角形である必要がないことを意味する。特に、３つのセンサは、仮想の正三角形の角に固定されてもよく、その第１の位置の較正素子は、三角形の中心の上に位置していてもよい。３つのセンサは、表面に対して傾斜角度で傾斜していてもよく、角度は、４０°〜８０°、好ましくは５０°〜７０°又は５５°〜６５°の範囲、あるいは基本的には６０°であってもよく、ここで、基本的とは、傾斜角度が６０°から当該技術分野で許容できる値だけ異なっていてもよいことを意味する。３つのセンサの傾斜角度は、同じでも、異なっていてもよい。特に、３つのセンサのうちの少なくとも１つ、好ましくは３つのセンサのうちの少なくとも２つ、あるいは全ての３つのセンサは、較正素子のボールの中心に向かわせることができる。３つのセンサは、３つのセンサ軸のうちの少なくとも２つが少なくとも９０°の角度を形成するように、向かわせることができる。３つのセンサは、３つのセンサ軸のうちの相互のセンサ軸が少なくとも９０°の角度を形成するように、向かわせることができる。直交座標系を用いるとき、２つの座標軸は、支持ベースの表面に対して平行であってもよく、１つの座標軸は、支持ベースの表面に対して直角であってもよい。特に、表面に対して直角な座標軸、例えばｚ軸は、高さを表してもよく、表面に対して平行な座標軸、例えばｘ軸及びｙ軸は、水平方向の寸法を表してもよい。
【００７７】
較正素子は、ボールを含んでいてもよい。ボールは、素子、特に円柱体によって工具ヘッドに連結することができる。ボールは、硬い材料、例えば金属で形成されていてもよい。
【００７８】
本発明を、添付の図面を参照しながら、幾つかの好ましい実施の形態によって説明するが、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】ＣＮＣ工作機械の工具ヘッドの位置誤差を決定する装置を示す模式図である。
【００８０】
【図２Ａ】ＣＮＣ工作機械の工具ヘッドの位置誤差を決定する方法を示すフローチャートである。
【００８１】
【図２Ｂ】二次元直交座標の実施例における較正素子の位置誤差と、それに応じたセンサ偏位とを示す図である。
【００８２】
【図２Ｃ】二次元直交座標の実施例における第１のセンサデータと現センサデータ間の差分の成分を示す図である。
【００８３】
【図２Ｄ】二次元直交座標の実施例におけるアルゴリズムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８４】
図１に関して、ＣＮＣ工作機械の位置誤差を決定する装置、具体的には、較正素子１０２を備えたその工具ヘッド１０１は、少なくとも１つのセンサ１０３と、制御装置１０５と、移動素子１０６とを含んでいる。装置は、支持ベース１０４及び／又は出力装置１０７を更に含んでいてもよい。あるいは、ＣＮＣ工作機械は、較正素子１０２を備えた工作台を含んでいてもよい。
【００８５】
工作機械の工具ヘッド１０１は、ＣＮＣ工作機械と工具間のインタフェースを表し、工具は交換可能であってもよい。工具は、成形加工、例えばフライス加工、ドリル加工する、あるいは、測定及び／又は試験を行うための工具とすることができる。
【００８６】
較正素子１０２は、位置誤差を決定する、そうでなければ、ＣＮＣ工具ヘッドを較正するために積極的に用いられる素子であってもよく、あるいは、較正素子１０２は、工具自体であってもよい。工具の形状によっては、工具ヘッド１０１の信頼できる位置誤差を決定することが難しい場合があるので、前者の方が好ましい。工具が取り外し可能でない又は工具ヘッド１０１から取り外すのが難しい場合、後者の方が有利な場合がある。本実施例においては、較正素子１０２は、工具ヘッドに円柱素子によって連結されたボールの形状を有する。このボール１０２は、好ましくは金属のような硬い材料で形成されている。ボール１０２は、中空であっても、中空でなくてもよい。
【００８７】
センサ１０３の数は、１つ、２つ、３つ又は３つ以上であってもよい。本実施例においては、３つのセンサ１０３−１、１０３−２、１０３−３が用いられている。センサ１０３は、支持ベース１０４上に搭載することができ、支持ベース１０４の表面上の、又は表面に平行な仮想の三角形、特に正三角形の角に固定することができる。また、センサ１０３は、支持ベース１０４の表面に固定することができるソケット、受台又は同等なもの上に配置することができる。センサ１０３は、幾何学的センサ軸に沿った円筒部分を有してもよい。特に、センサ１０３は、固定された、特に偏位できない部分を含んでいてもよく、幾何学的センサ軸に沿ったその位置は固定されている。さらに、センサは、可動な、特にセンサ軸に沿って偏位可能な部分、例えばセンサヘッドを含んでいてもよい。センサ１０３は、特に、接触点センサであってもよく、センサヘッドは、ボール１０２の表面上の点に接触する接触素子を含んでいる。より詳しくは、接触素子は、ボール１０２の表面のセンサ軸上の点に接触し、この点は、センサ１０３の固定部分に最も近い。センサ１０３は、支持ベース１０４の表面に対して傾斜角度で傾斜していてもよい。角度は、センサ１０３毎に異なっていても、同じであってもよい。角度は、４０°〜８０°、好ましくは５０°〜７０°、より好ましくは５５°〜６５°の範囲にあってもよい。傾斜角度が大きいほど、センサ１０３は、ボール１０２に接近することができる。特に、これにより、ボール１０２の位置測定が可能かつ簡単になり、衝突することなく、工具ヘッド１０１を移動させることができる。センサ１０３の傾斜角度は、センサ１０３の軸間の相互角度が少なくとも９０°となるように、選択することができる。センサ１０３は、互いにボール１０２の中心に向くように配置することができる。センサ１０３の３つのセンサ軸は、少なくとも９０°の相互角度を形成してもよい。支持ベース１０４は、円筒部分を含んでいてもよい。さらに、支持ベース１０４は、センサ１０３を搭載するソケット、受台又は同等なものを含んでいてもよい。また、支持ベース１０４は、センサ１０３の高さ及び／又は水平方向の位置を調整する調整手段と、及び／又はセンサの高さ及び／又は水平方向の位置を固定する固定手段とを含むことができる。
【００８８】
制御装置１０５は、センサ１０３から受信されたデータ及び／又は別に受信されたデータを処理する処理手段を含んでいてもよい。さらに、制御装置１０５は、データをキャッシング又は記憶する記憶手段を含んでいてもよい。記憶手段は、揮発性メモリ及び／又は永続的なメモリを含むことができる。センサ１０３の幾何学的配置、例えばそれらのセンサ軸の空間的向きを表す情報は、メモリに保存することができる。制御装置１０５は、データ、特にセンサ１０３からのセンサデータを受信する入力インタフェースを含んでいてもよい。入力インタフェースは、複数のエントリを含むことができる。特に、センサ１０３は、入力インタフェースに別々に接続することができる。センサ１０３は、有線接続及び／又は無線接続によって、入力インタフェースに接続することができる。また、入力インタフェースは、命令を制御装置１０５に入力する及び／又は制御装置１０５を更新するのに役に立つことができる。さらに、制御装置１０５は、データを出力する出力インタフェースを含んでいてもよい。出力インタフェースは、移動素子１０６に接続されていてもよい。また、この接続も、有線接続及び／又は無線接続であってもよい。さらに、出力インタフェースは、出力装置１０７に接続されていてもよい。また、この接続は、有線接続及び／又は無線接続であってもよい。
【００８９】
移動素子１０６は、１つ、２つ、３つ又は３つ以上のモータ、好ましくは電気モータを含んでいてもよい。特に、移動素子１０６は、支持ベース１０４を、直交座標系の３つの座標軸ｘ、ｙ、ｚのそれぞれに沿って平行移動するように構成された３つのモータを含んでいてもよい。３つの異なる平行移動は、３つのモータを別々に指定することによって制御することができる。３つのモータは、制御装置１０５、特にその出力インタフェースに、別々に又はまとめて接続することができる。移動素子１０６は、直接センサ１０３及び／又は支持ベース１０４に固定することができる。
【００９０】
出力装置１０７は、ディスプレイ、プリンタ、送信機及び／又は記憶装置を含んでいてもよく、及び／又はディスプレイ、プリンタ、送信機及び／又は記憶装置に接続していてもよい。また、出力装置１０７は、ＣＮＣ工作機械の制御装置に接続可能であってもよい。出力装置１０７は、制御装置１０５、特にその出力インタフェースに接続していてもよい。
【００９１】
装置の動作において、ボール１０２が所定の位置にある間に、センサ１０３のうちの少なくとも１つ、好ましくは各センサ１０３は、センサデータを出力する。すなわち、センサデータは、必ずしもボール１０２の実際の位置を決定することなく、ボール１０２の現位置を表している。そして、センサデータは、制御装置１０５、特にその入力インタフェースに転送される。
【００９２】
制御装置１０５は、センサ１０３からのセンサデータを、特に入力インタフェースを介して受信する。制御装置１０５、特にその処理手段は、センサデータがある条件を満足しているかを判定する。特に、制御装置１０５は、異なる２つの時刻に得られたセンサデータ間の差分、特に絶対差が閾値以下になったかを調べることができる。制御装置１０５、特にその処理手段は、センサデータから移動データを決定することができる。移動データ及び／又はセンサデータは、制御装置１０５、特にその記憶手段内にキャッシング及び／又は保存することができる。移動データは、移動素子１０６の３つのモータに対する３つの独立した指令を含むことができる。制御装置１０５は、移動データを、特に出力インタフェースを介して移動素子１０６に伝送することができる。
【００９３】
移動素子１０６は、制御装置１０５からの移動データを、特にその出力インタフェースを介して受信する。移動データは、モータのうちの少なくとも１つに対する指令を含むことができる。特に、移動データは、センサ１０３及び／又は支持ベース１０４を座標軸に沿って平行移動するように構成された３つのモータに対する指令を含むことができる。モータに対する指令は、センサ１０３及び／又は支持ベース１０４をそれぞれの軸に沿って順方向、逆方向に平行移動し、平行移動を逆にし及び／又は平行移動を停止する命令を含んでいてもよい。さらに、モータに対する指令は、センサ１０３及び／又は支持ベース１０４をある速度で及び／又はある距離平行移動する命令を含んでいてもよい。
【００９４】
移動素子１０６が、センサ１０３及び／又は支持ベース１０４を、制御装置１０５によって出力された移動データに基づいて移動した後、センサ１０３は、新たなセンサデータを出力する。制御装置１０５、特にその入力インタフェースは、センサ１０３からの新たなセンサデータを受信し、新たなセンサデータと、前のセンサデータ、特にボール１０２の初期位置を表す前のセンサデータとの間の差分、特に絶対差を、閾値と比較する。閾値を満たさない場合、新たな移動データが決定されて、移動素子１０６に出力される。閾値を満たす場合、制御装置１０５、特にその処理手段は、キャッシング及び／又は保存した移動データから、工具ヘッドの位置誤差を決定する。直交座標系における位置誤差（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）は、閾値を満たすためにセンサ１０３及び／又は支持ベース１０４を移動するのに必要だった移動に対応した移動データの合計とすることができる。
【００９５】
制御装置１０５は、位置誤差を出力装置１０７に出力することができる。出力装置１０７は、位置誤差を表示、印刷、伝送及び／又は保存することができる。また、出力装置１０７は、位置誤差をＣＮＣ工作機械の制御装置に入力することもできる。
【００９６】
センサ１０３、支持ベース１０４、制御装置１０５、移動素子１０６及び／又は出力装置１０７は、別々の装置及び／又は素子であってもよく、あるいは、同じ装置の一部及び／又は装置の素子であってもよい。
【００９７】
図２Ａに関して、ＣＮＣ工作機械の工具ヘッドの位置誤差を決定する方法は、第１のセンサデータを読み込むステップ２１０と、工具ヘッドを動かすステップ２２０と、現センサデータを読み込むステップ２３０と、第１のセンサデータと現センサデータ間の差分を決定するステップ２４０と、閾値を満たすかを検査するステップ２５０と、検査ステップ２５０に応じて補正方向を決定するステップ２６０と、センサを補正方向に移動するステップ２７０と、あるいは検査ステップ２５０に応じて位置誤差を決定するステップ２８０とを含んでいる。
【００９８】
ステップ２１０において、第１のセンサデータＳ（ｔ０）、すなわち時刻ｔ０におけるセンサデータを読み込む。第１のセンサデータは、工具ヘッド１０１に連結された較正素子１０２の第１の位置を表している。第１の位置は、較正素子１０２の初期位置、すなわち工具ヘッド１０１がその位置誤差を判定するために移動される前の位置に対応している。第１の位置は、ＣＮＣ工作機械の制御装置には知られているが、制御装置１０５には知られていない。ＣＮＣ制御装置は、直交座標で動作することができるとともに、第１の位置を（０，０，０）に設定することができ、第１の位置は、較正素子１０２上の又は内の所定の基準点、特にボールの中心に対応していてもよい。しかしながら、制御装置１０５が第１の位置を決定する必要はない。３つのセンサ１０３−１〜１０３−３の場合、第１のセンサデータＳ（ｔ０）は、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−２の第１のセンサデータＳ１（ｔ０）、Ｓ２（ｔ０）、Ｓ３（ｔ０）をそれぞれ含んでいる。センサデータＳ１（ｔ０）、Ｓ２（ｔ０）、Ｓ３（ｔ０）のそれぞれは、所定の座標系に対する成分を有することができる。直交座標を用いる場合、センサ１０３−１の第１のセンサデータＳ１（ｔ０）は、直交座標軸ｘ、ｙ、ｚに対する成分Ｓ１，ｘ（ｔ０）、Ｓ１，ｙ（ｔ０）、Ｓ１，ｚ（ｔ０）を有することができる。同様に、Ｓ２（ｔ０）及びＳ３（ｔ０）は、成分Ｓ２，ｘ（ｔ０）、Ｓ２，ｙ（ｔ０）、Ｓ２，ｚ（ｔ０）、Ｓ３，ｘ（ｔ０）、Ｓ３，ｙ（ｔ０）、Ｓ３，ｚ（ｔ０）を有することができる。技術的に知られているように、第１のセンサデータの直交座標成分は、三角関数計算によって、センサの既知の方向、すなわち幾何学的センサ軸の方向から決定することができる。しかしながら、本発明の実施の形態においては、それは、第１のセンサデータの直交座標成分を決定するためには必要でなくてもよい。
【００９９】
ステップ２２０において、ＣＮＣは、較正素子１０２が理論的には固定された位置に留まるように、工具ヘッド１０１を動かす。すなわち、ＣＮＣ制御装置に従ったこの較正運動は、較正素子１０２の基準点の位置を変化させない。しかしながら、較正素子１０２自体は動く可能性がある。特に、較正素子１０２が、その中心が基準点であるボールを含む場合、較正運動は、ボールの中心を固定された位置に残すが、ボールはそれでも、その中心を通る任意の軸の回りを回転することができる。換言すると、ＣＮＣは、較正運動の後、基準点がまだ第１の位置、例えば（０，０，０）にあるとみなしている。しかしながら、ＣＮＣ工作機械、特に工具ヘッドの位置誤差が原因で、較正素子は、第１の位置とは異なる第２の位置にある可能性がある。直交座標ｘ、ｙ、ｚを用いる場合、上述の第２の位置は、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）として表すことができる。この第２の位置は、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）ではなく、今でも（０，０，０）と思っているＣＮＣ工作機械の制御装置にも、制御装置１０５にも知られていない。本方法の目的は、Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚを決定することである。
【０１００】
ステップ２３０において、現センサデータＳ（ｔｉ）、すなわち時刻ｔｉ＞ｔ０におけるセンサデータを読み込む。時刻ｔｉが、センサが移動される前の時間ｔ１＞ｔ０に対応する場合、現センサデータＳ（ｔ１）は、較正素子１０２の第２の位置、すなわち較正運動の後の較正素子１０２の位置を表す第２のセンサデータである。較正素子１０２の第２の位置は、工具ヘッドの位置誤差（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）に対応しており、未知である。３つのセンサ１０３−１〜１０３−３の場合、現センサデータＳ（ｔｉ）は、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−２の現センサデータＳ１（ｔｉ）、Ｓ２（ｔｉ）、Ｓ３（ｔｉ）をそれぞれ含んでいる。センサデータＳ１（ｔｉ）、Ｓ２（ｔｉ）、Ｓ３（ｔｉ）のそれぞれは、所定の座標系に対する成分を有することができる。直交座標を用いる場合、センサ１０３−１の第１のセンサデータＳ１（ｔｉ）は、直交座標軸ｘ、ｙ、ｚに対する成分Ｓ１，ｘ（ｔｉ）、Ｓ１，ｙ（ｔｉ）、Ｓ１，ｚ（ｔｉ）を有することができる。同様に、Ｓ２（ｔｉ）及びＳ３（ｔｉ）は、成分Ｓ２，ｘ（ｔｉ）、Ｓ２，ｙ（ｔｉ）、Ｓ２，ｚ（ｔｉ）、Ｓ３，ｘ（ｔｉ）、Ｓ３，ｙ（ｔｉ）、Ｓ３，ｚ（ｔｉ）を有することができる。技術的に知られているように、現センサデータの直交座標成分は、三角関数計算によって、センサの既知の方向、すなわち幾何学的センサ軸の方向から決定することができる。しかしながら、本発明の実施の形態においては、それは、現センサデータの直交座標成分を決定するためには必要でなくてもよい。
【０１０１】
ステップ２４０において、第１のセンサデータと現センサデータ間の現差分Ｄ（ｔｉ）＝Ｓ（ｔ０）−Ｓ（ｔｉ）を決定する。３つのセンサ１０３−１〜１０３−３の場合、現差分Ｄ（ｔｉ）は、３つの差分Ｄ１（ｔｉ）＝Ｓ１（ｔ０）−Ｓ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）＝Ｓ２（ｔ０）−Ｓ２（ｔｉ）、Ｄ３（ｔｉ）＝Ｓ３（ｔ０）−Ｓ３（ｔｉ）を含むことができる。特に、差分Ｄ（ｔｉ）は、直交座標成分Ｄ１，ｘ（ｔｉ）、Ｄ１，ｙ（ｔｉ）、Ｄ１，ｚ（ｔｉ）、Ｄ２，ｘ（ｔｉ）、Ｄ２，ｙ（ｔｉ）、Ｄ２，ｚ（ｔｉ）、Ｄ３，ｘ（ｔｉ）、Ｄ３，ｙ（ｔｉ）、Ｄ３，ｚ（ｔｉ）を有することができ、ここで、Ｄ１，ｘ（ｔｉ）＝Ｓ１，ｘ（ｔ０）−Ｓ１，ｘ（ｔｉ）等である。Ｄ（ｔｉ）の直交座標成分は、直接Ｓ（ｔｉ）の直交座標成分から、あるいは差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）、Ｄ３（ｔｉ）をそれぞれ、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−３の幾何学的軸に沿った変位ベクトルに変換した後、それぞれの変位ベクトルの直交座標成分を、技術的に知られているように、三角関数計算によって、センサの既知の方向、すなわち幾何学的センサ軸の方向から決定することによって、決定することができる。しかしながら、本発明の実施の形態においては、それは、現差分の直交座標成分を決定するためには必要でなくてもよい。Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）、Ｄ３（ｔｉ）の符号は、それぞれのセンサが時刻ｔｉでは、時刻ｔ０よりも偏位しているか、偏位していないかを決定する。
【０１０２】
ステップ２５０において、現センサデータを読み込み、現センサデータと第１のセンサデータ間の差分Ｄ（ｔｉ）、特に絶対差｜Ｄ（ｔｉ）｜を、閾値Ｔと比較する。閾値を満たす場合、すなわち差分Ｄ（ｔｉ）、特に絶対差｜Ｄ（ｔｉ）｜が閾値Ｔ以下の場合、位置誤差を、ステップ２８０において決定する。閾値Ｔを満たさない場合、すなわち差分Ｄ（ｔｉ）、特に絶対差｜Ｄ（ｔｉ）｜が閾値Ｔより大きい場合、方法は、ステップ２６０に進む。特に、閾値Ｔは、直交座標成分Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚを有することができる。そして、閾値条件は、｜Ｄ１，ｘ（ｔｉ）｜−Ｔｘのような条件と、他の成分に対する同様な条件とを含んでいてもよい。また、３つのセンサ１０３−１、１０３−２、１０３−３に対して、異なる閾値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を要求することも可能である。この場合、閾値条件は、｜Ｄ１，ｘ（ｔｉ）｜≦Ｔ１，ｘのような条件と、他の成分に対する同様の条件とを含んでいてもよい。あるいは、閾値条件は、差分Ｄ（ｔｉ）の幾つかの成分の合計を調べてもよい。例えば、閾値条件は、各直交座標成分に対するセンサ１０３−１、１０３−２、１０３−３の差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）、Ｄ３（ｔｉ）の合計として独立して評価することができる。この場合、閾値条件は、｜Ｄ１，ｘ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ２，ｘ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ３，ｘ（ｔｉ）｜≦Ｔｘのような条件と、他の成分に対する同様の条件とを含んでいてもよい。他の実施例では、閾値条件は、各センサ１０３−１、１０３−２、１０３−３に関する差分の直交座標成分Ｄｘ（ｔｉ）、Ｄｙ（ｔｉ）、Ｄｚ（ｔｉ）の合計として独立して評価することができる。この場合、閾値条件は、｜Ｄ１，ｘ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ１，ｙ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ１，ｚ（ｔｉ）｜≦Ｔ１のような条件と、他のセンサに対する同様の条件とを含んでいてもよい。また、上述した実施例を組み合わせることもできる。特に、閾値条件は、条件｜Ｄ１，ｘ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ１，ｙ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ１，ｚ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ２，ｘ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ２，ｙ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ２，ｚ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ３，ｘ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ３，ｙ（ｔｉ）｜＋｜Ｄ３，ｚ（ｔｉ）｜≦Ｔを含んでいてもよい。
【０１０３】
ステップ２６０において、補正方向を決定する。この決定は、差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）、Ｄ３（ｔｉ）に、あるいはそれらの直交座標成分Ｄ１，ｘ（ｔｉ）、Ｄ１，ｙ（ｔｉ）、Ｄ１，ｚ（ｔｉ）、Ｄ２，ｘ（ｔｉ）、Ｄ２，ｙ（ｔｉ）、Ｄ２，ｚ（ｔｉ）、Ｄ３，ｘ（ｔｉ）、Ｄ３，ｙ（ｔｉ）、Ｄ３，ｚ（ｔｉ）に基づいて行うことができる。補正方向は、速度ベクトルＶ（ｔｉ）＝（Ｖｘ（ｔｉ），Ｖｙ（ｔｉ），Ｖｚ（ｔｉ））によって表すことができ、ここで、成分Ｖｘ（ｔｉ）、Ｖｙ（ｔｉ）、Ｖｚ（ｔｉ）は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿った速度をそれぞれ表し、センサは、ステップ２７０において、これらの成分によって移動される。ここで、Ｖｘ（ｔｉ）、Ｖｙ（ｔｉ）、Ｖｚ（ｔｉ）の符号は、それぞれの軸に沿った平行移動の方向、すなわち前方又は後方平行移動を決定し、一方、それらの絶対値は、それぞれの軸に沿った平行移動の速度を決定する。速度成分Ｖｘ（ｔｉ）、Ｖｙ（ｔｉ）、Ｖｚ（ｔｉ）は、以下のように、差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）、Ｄ３（ｔｉ）から決定することができる。
【０１０４】
Ｖｘ（ｔｉ）＝Ｋ１，ｘ・Ｄ１（ｔｉ）＋Ｋ２，ｘ・Ｄ２（ｔｉ）＋Ｋ３，ｘ・Ｄ３（ｔｉ）
Ｖｙ（ｔｉ）＝Ｋ１，ｙ・Ｄ１（ｔｉ）＋Ｋ２，ｙ・Ｄ２（ｔｉ）＋Ｋ３，ｙ・Ｄ３（ｔｉ）
Ｖｚ（ｔｉ）＝Ｋ１，ｚ・Ｄ１（ｔｉ）＋Ｋ２，ｚ・Ｄ２（ｔｉ）＋Ｋ３，ｚ・Ｄ３（ｔｉ）
【０１０５】
ここで、運動学的係数Ｋは、補正方向とセンサ移動の関係である。係数Ｋは、一定であってもよい。特に、センサの係数Ｋは、そのセンサ軸の空間的方向が固定されているとき、一定である。さらに、係数Ｋは、既知であってもよく、あるいは、以下のように決定することができる。
【０１０６】
Ｋ１，ｘ＝Ａ・Ｄ１，ｘ（ｔｉ）／Ｄ１（ｔｉ）
Ｋ１，ｙ＝Ａ・Ｄ１，ｙ（ｔｉ）／Ｄ１（ｔｉ）
Ｋ１，ｚ＝Ａ・Ｄ１，ｚ（ｔｉ）／Ｄ１（ｔｉ）
Ｋ２，ｘ＝Ｂ・Ｄ２，ｘ（ｔｉ）／Ｄ２（ｔｉ）
Ｋ２，ｙ＝Ｂ・Ｄ２，ｙ（ｔｉ）／Ｄ２（ｔｉ）
Ｋ２，ｚ＝Ｂ・Ｄ２，ｚ（ｔｉ）／Ｄ２（ｔｉ）
Ｋ３，ｘ＝Ｃ・Ｄ３，ｘ（ｔｉ）／Ｄ３（ｔｉ）
Ｋ３，ｙ＝Ｃ・Ｄ３，ｙ（ｔｉ）／Ｄ３（ｔｉ）
Ｋ３，ｚ＝Ｃ・Ｄ３，ｚ（ｔｉ）／Ｄ３（ｔｉ）
【０１０７】
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは、センサ１０３を移動する運動学的システムの建設的な解に関する換算係数である。特に、Ａ、Ｂ、Ｃは、制御装置１０５が移動データを計算するときに使用する換算係数を表していてもよい。これは、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−３が異なるゲインを有する場合、有利である。換算係数Ａ、Ｂ、Ｃは、同じであっても、異なっていてもよい。運動学的係数、例えばＫ１は、センサ１０３−１の全差分Ｄ１（ｔｉ）に対する差分成分Ｄ１，ｘ（ｔｉ）、Ｄ１，ｙ（ｔｉ）、Ｄ１，ｚ（ｔｉ）の相対的寄与率を表す重み係数Ｄ１，ｘ（ｔｉ）／Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ１，ｙ（ｔｉ）／Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ１、ｚ（ｔｉ）／Ｄ１（ｔｉ）と、他のセンサに対する同様の重み係数とを含んでいてもよい。これは、上述のように決定される補正方向Ｖ（ｔｉ）が、相対的に最も高い全センサ差分に対応する方向を指し、それによって、工具ヘッド１０１の位置誤差に起因したボール１０２の実際の偏位に最も近いことを保証する。係数Ｋが既知の場合、センサデータＳ（ｔ０）、Ｓ（ｔｉ）及び／又はＤ（ｔｉ）の直交座標成分の決定は、省略することができる。あるいは、係数Ｋは、基準測定を使用することによって得ることができ、例えば、係数Ｋは、第１のセンサデータ、すなわちＫ１，ｘ＝Ａ・Ｓ１，ｘ（ｔ０）／Ｓ１（ｔ０）等から得ることができる。そして、Ｓ（ｔｉ）及び／又はＤ（ｔｉ）の直交座標成分の決定は、省略することができる。
【０１０８】
ステップ２７０において、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−３及び／又はセンサベース１０４を、速度ベクトルＶ（ｔｉ）＝（Ｖｘ（ｔｉ），Ｖｙ（ｔｉ），Ｖｚ（ｔｉ））に基づいて移動する。すなわち、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−３及び／又はセンサベース（１０４）を、ｘ軸に沿って速度Ｖｘ（ｔｉ）で、ｙ軸に沿って速度Ｖｙ（ｔｉ）で、ｚ軸に沿って速度Ｖｚ（ｔｉ）で平行移動する。これは、結果として、ステップ２６０で決定した補正方向における移動になり、それによって、差分Ｄ（ｔｉ）を部分的に又は完全に補正する。移動素子１０６が、センサ１０３−１、１０３−２、１０３−３及び／又はセンサベース１０４を３つの座標軸に沿ってそれぞれ平行移動するように構成された３つのモータを含む場合、速度成分Ｖｘ（ｔｉ）、Ｖｙ（ｔｉ）、Ｖｚ（ｔｉ）は、それぞれの速度での前方／後方平行移動を示すそれぞれの制御データに変換して、直接それぞれのモータに入力することができる。
【０１０９】
そして、方法は、ステップ２３０に戻り、時刻ｔｉ＋１＞ｔｉにおける新たな現センサデータＳ（ｔｉ＋１）を読み込み、ステップ２４０において、新たな差分Ｄ（ｔｉ＋１）＝Ｓ（ｔ０）−Ｓ（ｔｉ＋１）を決定する。補正方向Ｖ（ｔｉ）の運動学的係数Ｋが重み係数を含むという事実によって、ステップ２６０で述べたように、新たな差分Ｄ（ｔｉ＋１）は、前の差分Ｄ（ｔｉ）よりも小さくなっており、すなわち｜Ｄ（ｔｉ＋１）｜＜｜Ｄ（ｔｉ）｜である。したがって、処理は、ループ毎に収束する。ステップ２５０において、差分Ｄ（ｔｉ＋１）が閾値Ｔを満たすかを調べる。閾値を満たす場合、方法は、ステップ２８０に進む。閾値を満たさない場合、ステップ２６０において、差分Ｄ（ｔｉ＋１）から、補正方向Ｖ（ｔｉ＋１）を決定し、それに応じて、センサ１０３及び／又はベース１０４を移動する。差分Δｔ＝ｔｉ＋１−ｔｉは、タクトタイムと呼ばれ、例えば１ｍｓとすることができる。タクトタイムΔｔは、好ましくは定数、特に予め設定可能な定数である。しかしながら、また、タクトタイムΔｔは可変とすることもできる。
【０１１０】
ステップ２８０において、位置誤差を、ステップ２５０の閾値を満たすのに必要だったセンサ１０３の移動に基づいて決定する。位置誤差は、センサの移動から第２のセンサデータを読み込むまでの全ての移動データを重ね合わせることによって、決定することができる。位置誤差の直交座標成分（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）は、移動データの全ての成分を加算することによって、得ることができる。一例として、閾値を満たす、すなわち｜Ｄ（ｔｎ）｜−Ｔを満たすのにｎ回のステップが必要だった場合、位置誤差は、以下のように決定することができる。
【０１１１】
Ｄｘ＝（Ｖｘ（ｔ１）＋・・・＋Ｖｘ（ｔｎ−１））・Δｔ
Ｄｙ＝（Ｖｙ（ｔ１）＋・・・＋Ｖｙ（ｔｎ−１））・Δｔ
Ｄｚ＝（Ｖｚ（ｔ１）＋・・・＋Ｖｚ（ｔｎ−１））・Δｔ
【０１１２】
あるいは、補正運動を表す値Ｃ（ｔｉ）＝（Ｃｘ（ｔｉ），Ｃｙ（ｔｉ），Ｃｚ（ｔｉ））＝（Ｖｘ（ｔｉ）・Δｔ，Ｖｙ（ｔｉ）・Δｔ，Ｖｚ（ｔｉ）・Δｔ）は、ループ毎に、例えばステップ２６０において計算して、保存することができる。そして、上述の実施例の場合、位置誤差は、以下のように決定することができる。
【０１１３】
Ｄｘ＝Ｃｘ（ｔ１）＋・・・＋Ｃｘ（ｔｎ−１）
Ｄｙ＝Ｃｙ（ｔ１）＋・・・＋Ｃｙ（ｔｎ−１）
Ｄｚ＝Ｃｚ（ｔ１）＋・・・＋Ｃｚ（ｔｎ−１）
【０１１４】
あるいは、補正運動を表す値Ｃ（ｔｉ）は、再帰的に、すなわちループ毎に、例えばステップ２６０においてＣ（ｔｉ）＝Ｃ（ｔｉ−１）＋Ｖ（ｔｉ）・Δｔとして決定することができる。そして、上述の実施例の場合、位置誤差は、以下のように決定することができる。
【０１１５】
Ｄｘ＝Ｃｘ（ｔｎ−１）
Ｄｙ＝Ｃｙ（ｔｎ−１）
Ｄｚ＝Ｃｚ（ｔｎ−１）
【０１１６】
位置誤差が、閾値条件を満足するのに必要だったセンサ１０３−１、１０３−２、１０３−３の全ての移動に対応したデータから決定しているので、センサ値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、余り正確である必要はない。実際、少なくとも幾つかの時点ｔで差分が収束する限り、すなわち閾値条件が満たされるまでの全てのｔｉ＞ｔに対して、｜Ｄ（ｔｉ＋１）｜＜｜Ｄ（ｔｉ）｜が維持される限り、方法は機能することになる。このように、一時的に収束を中断する可能性があるがたつき又は振動のような有害な影響でさえ、方法の結果に影響を及ぼさないことになる。
【０１１７】
図２Ｂは、二次元の２つのセンサ１０３−１、１０３−２の場合における較正素子１０２の位置と、センサ１０３の偏位とを示す図である。３つ以上のセンサの場合に対しても、明らかに一般化することができる。三次元の２つのセンサの場合に対しても、明らかに一般化することができる。
【０１１８】
ステップ２１０において、較正素子１０２は、その第１の位置、すなわち（０，０）にあり、センサ１０３−１、１０３−２は、較正素子１０２の第１の位置に対応する第１のセンサデータを供給する。
【０１１９】
ステップ２２０において、較正素子１０２は、上述したように移動される。特に、ＣＮＣ制御装置に基づいて、較正素子１０２は、ステップ２１０と同じ位置、すなわち（０，０）にある。しかしながら、ＣＮＣ工作機械の位置誤差が原因で、較正素子は現在、点（Ｄｘ，Ｄｙ）にある。
【０１２０】
ステップ２３０において、センサ１０３−１、１０３−２から、第２のセンサデータを読み込み、ステップ２４０において、センサ１０３−１、１０３−２の第１のセンサデータと第２のセンサデータ間の差分Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ決定する。差分Ｄ１、Ｄ２は、センサ１０３−１、１０３−２の接触素子の変位ベクトルをそれぞれ表す。差分Ｄ１、Ｄ２の直交座標成分Ｄ１，ｘ、Ｄ１，ｙ、Ｄ２，ｘ、Ｄ２，ｙを、図２Ｃに示す。しかしながら、センサ軸の空間的方向が固定されている場合、すなわちこの手順中にセンサが指す方向が変わらない場合、Ｄ１，ｘ、Ｄ１，ｙ、Ｄ２，ｘ、Ｄ２，ｙの決定は、省略することができる。
【０１２１】
図２Ｄは、２つのセンサ１０３−１、１０３−２を有する実施例の場合におけるアルゴリズムの一例を示す図である。上述したように、保存された第１のセンサ値Ｓ１（ｔ０）、Ｓ２（ｔ０）及び現センサ値Ｓ１（ｔｉ）、Ｓ２（ｔｉ）から、センサ１０３−１、１０３−２の差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）をそれぞれ計算する。そして、差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）及び既知の係数Ｋ１，ｘ、Ｋ２，ｘから、速度ベクトルＶ（ｔｉ）のｘ成分Ｖｘ（ｔｉ）を、Ｖｘ（ｔｉ）＝Ｋ１，ｘ・Ｄ１（ｔｉ）＋Ｋ２，ｘ・Ｄ２（ｔｉ）として決定し、同様に、差分Ｄ１（ｔｉ）、Ｄ２（ｔｉ）及び係数Ｋ１，ｙ、Ｋ２，ｙから、速度ベクトルＶ（ｔｉ）のｙ成分Ｖｙ（ｔｉ）を、Ｖｙ（ｔｉ）＝Ｋ１，ｙ・Ｄ１（ｔｉ）＋Ｋ２，ｙ・Ｄ２（ｔｉ）として決定する。そして、このループにおいて、すなわちタクトタイムΔｔの期間において、ベース１０４をｘ軸に沿って平行移動するように構成された第１のモータは、ベース１０４をｘ軸に沿って速度Ｖｘ（ｔｉ）で平行移動することになり、ベース１０４をｙ軸に沿って平行移動するように構成された第２のモータは、ベース１０４をｙ軸に沿って速度Ｖｙ（ｔｉ）で平行移動することになり、ここで、Ｖｘ（ｔｉ）及びＶｙ（ｔｉ）の符号は、それぞれの軸に沿った前方又は後方平行移動を決定し、Ｖｘ（ｔｉ）及びＶｙ（ｔｉ）の絶対値は、それぞれの前方／後方平行移動の速度を決定する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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