(57)【要約】  本発明は、被加工部材と工作機械の工具との間の、軸の方向での相対位置及び／又は相対運動を制御するための方法に関する。前述の、基本軸制御部（６１）の第１の制御器（６３）で、１つ又は複数の駆動部（６４ａ）を有する基本軸（６４）用の制御量を形成し、付加軸制御部（６２）の第２の制御器（６５）で、少なくとも１つの駆動部（６６ａ）を有する高ダイナミックな付加軸（６６）用の制御量を形成する方法によると、第３の制御器（６８）で、第３の制御量を形成し、該第３の制御量を、付加軸制御部（６２）にも基本軸制御部（６１）にも供給する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部材（２，１１，５０）と工作機械（１，１０，２０）の工具（２８）との間の、軸の方向での相対位置及び／又は相対運動を制御するための方法であって、その際、基本軸制御部（６１）の第１の制御器（６３）で、１つ又は複数の駆動部（６４ａ）を有する基本軸（６４）用の制御量を形成し、付加軸制御部（６２）の第２の制御器（６５）で、少なくとも１つの駆動部（６６ａ）を有する高ダイナミックな付加軸（６６）用の制御量を形成する方法において、第３の制御器（６８）で、第３の制御量を形成し、該第３の制御量を、付加軸制御部（６２）にも基本軸制御部（６１）にも供給し、前記基本軸及び付加軸は、相前後して機械的に結合されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
制御量を、第３の制御器（６８）内で、付加軸（６６）に設けられた工具（２８）又は被加工部材（２，１１，５０）が、前記付加軸（６６）での、前記工具（２８）又は前記被加工部材（２，１１，５０）の移動路に関して、所定の位置、有利には、真ん中の位置を占めるようにして求める請求項１記載の方法。
【請求項３】
付加軸（６６）の実際値を検出して、第３の制御器（６８）に供給する請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
第３の制御器（６８）の各制御量を基本軸制御部（６１）、及び、付加軸制御部（６２）に正反対に対向して供給する請求項１から３迄の何れか１記載の方法。
【請求項５】
基本軸制御部（６１）内で、第１の制御器（６３）及び第３の制御器（６８）の各制御量を加算し、該加算の和を基本軸（６４）の合成された制御量として供給し、付加軸制御部（６２）内で、前記第３の制御器（６８）の制御量を第２の制御器（６５）の制御量から減算し、該減算の差を、付加軸（６６）の合成された制御量として供給する請求項１から４迄の何れか１記載の方法。
【請求項６】
相対位置及び／又は相対運動用の目標値（hsoll）を設け、前記相対位置及び／又は前記相対運動用の実際値（hist）を検出又は求め、差を第１及び第２の制御器（６３，６５）に各入力量として供給する請求項１から５迄の何れか１記載の方法。
【請求項７】
第１及び第２の制御器（６３，６５）により、位置制御を行い、第３の制御器（６８）により、追従制御を行う請求項１から６迄の何れか１記載の方法。
【請求項８】
第１の制御器（６３）を、基本軸（６４）が許容されているよりも弱くパラメータを指定する請求項１から７迄の何れか１記載の方法。
【請求項９】
基本軸（６４）用の合成された制御信号を用いて、基本軸運動を複数基底軸上に分割するために変換する請求項１から８迄の何れか１記載の方法。
【請求項１０】
工作機械（１，１０，２０）、例えば、請求項１から９迄の何れか１記載の方法を実行するための工作機械（１，１０，２０）であって、軸方向での工具（２８）又は被加工部材（２，１１，５０）の移動のために１つ又は複数の駆動部（６４ａ）を有する基本軸（６４）用の制御量を求めるための第１の制御器（６３）を有する基本軸制御部（６１）と、前記軸方向と同じ軸方向での前記工具（２８）又は前記被加工部材（２，１１，５０）の移動のために１つ又は複数の駆動部（６６ａ）を有する付加軸（６６）用の制御量を求めるための第２の制御器（６５）を有する付加軸制御部（６２）を有する工作機械（１，１０，２０）において、基本軸制御（６１）も付加軸制御（６２）も実行する第３の制御量の形成用の第３の制御器（６８）が設けられており、前記基本軸及び付加軸は、相前後して機械的に結合されていることを特徴とする工作機械。
【請求項１１】
第３の制御器（６８）に付加軸制御部（６２）の実際量を供給する付加軸実際値測定装置（６７）が設けられている請求項１０記載の工作機械。
【請求項１２】
第１及び第２の制御器（６３，６５）により、位置制御を行い、第３の制御器（６８）により、追従制御を行う請求項１０又は１１記載の工作機械。
【請求項１３】
基本軸制御部（６１）は、第１の結合部材（６９）を有しており、該第１の結合部材（６９）内で、第１の制御器（６３）と第３の制御器（６８）の各制御量から、基本軸用の制御量が求められ、付加制御部（６２）は、第２の結合部材（７０）を有しており、該第２の結合部材（７０）内で、第２及び第３の制御器（６５，６８）の各制御量から、付加軸（６６）用の制御量が求められる請求項１０から１２迄の何れか１記載の工作機械。
【請求項１４】
比較装置（６０）が設けられており、該比較装置（６０）は、目標値（hsoll）及び実際値（hist）から、偏差を形成して、基本軸制御部（６１）及び付加軸制御部（６２）に供給される請求項１０から１３迄の何れか１記載の工作機械。
【請求項１５】
基本軸実際値測定装置（７１）が設けられており、該基本軸実際値測定装置（７１）は、実際値検出部材（７２）と接続されており、該実際値検出部材（７２）は、付加軸実際値測定装置（６７）とも接続されており、且つ、比較装置（６０）に供給される実際値を求める請求項１０から１４迄の何れか１記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工部材と工作機械の工具との間の、軸の方向での相対位置及び／又は相対運動を制御するための方法であって、その際、基本軸制御部の第１の制御器で、１つ又は複数の駆動部を有する基本軸用の制御量を形成し、付加軸制御部の第２の制御器で、少なくとも１つの駆動部を有する高ダイナミックな付加軸用の制御量を形成する方法、並びに、殊に、方法を実施するための工作機械に関する。
【０００２】
そのような装置は、例えば、US 5,801,939から公知である。
【０００３】
工作機械で、例えば、工具を保持する工具ホルダ、又は、レーザ加工ヘッドは、工具として駆動部、及び、できれば、工具と駆動部との間に接続された機械的なコンポーネント、例えば、工具ホルダ又はレーザ加工ヘッドを取り付けることができるギア、ポータルを介して、所定の軸方向に運動される。短縮して、このことは、工具軸又は単に軸と呼ばれることが屡々である。択一的又は付加的に、工具を、駆動部を介して所定の軸方向に動かしてもよい。このことは、短縮して、被加工部材軸又は単に軸とも呼ばれることが屡々である。同じ軸方向に作用する２つの駆動部が設けられている場合、比較的僅かなダイナミック特性しか有していないことが屡々である一方の駆動部は、典型的には、メイン又は基底軸と呼ばれ、比較的高いダイナミック特性を有している第２の駆動部は、例えば、付加軸と呼ばれる。更に屡々使用される概念は、基本軸と呼ばれる概念である。基本軸は、合成した結果生じる全方向に作用する１つ又は複数の基底軸、即ち、比較的僅かなダイナミック特性の基底軸を有することができる。加工結果は、工具と被加工部材との間の相対運動に相応するので、工具か又は被加工部材のどちらが運動しているのか決定的なことではない。
【０００４】
工作機械では、基底軸は、非常に大きく構成されることが屡々である。と言うのは、この基底軸は、別の軸及び構築物を動かす必要があるからである。これにより、過度に大きな可動の質量と、僅かな機械的な固有周波数が生じる。そのために、この基底軸のダイナミック特性は、達成可能な速度及び加速度に関しても、制御回路のダイナミック特性に関しても、従って、ダイナミックな軸精度に関しても強く制限される。対抗手段では、基底軸が大きな移動路を可能にすることである。この基底軸が、加工ヘッドと被加工部材との間隔を一定に保持するために使用されると、この間隔制御は、強く制限された制御回路のダイナミック特性を有する。
【０００５】
被加工部材との距離を制御するために、所謂ツールセンタポイント（ＴＣＰ）に密接して、工程の短い付加軸を取り付けると、この軸は、比較的僅かな質量しか動かす必要がなく、従って、高速の移動及び高い制御回路のダイナミック特性を実施することができる。例えば、５つの自由度の機械では、ツールセンタポイントＴＣＰと工具との間隔を変える付加軸の位置変化は、可変工具長のように作用する。これは、機械の経路の精度に影響する。
【０００６】
US 5,801,939からは、大まかな位置決め（基底軸）用の装置と、微細な位置決め（付加軸）用の装置を備えた装置が公知である。加算部材が、両装置によって生じた各運動を加算する。検出部材は、全運動を示す信号を発生する。この信号は、目標値と比較され、偏差（軸結合部の制御誤差）が、両装置に入力信号として供給される。大まかな位置決め用の装置では、微細な位置決め用の装置がシミュレートされる。軸のコンピュータによるシミュレーションにより、制御装置に相応のコストがかかり、実際の軸に対する偏差を常に有している。付加軸の実際値は、測定されない。その代わりに、軸結合部の制御誤差が、シミュレートされた付加軸位置の成分込みで、基底軸に供給される。
【０００７】
US 5,109,148には、工具と被加工部材との間の相対位置を制御するために、２つの独立した駆動部を有する位置決め装置が記載されている。このために、装置は、相互に独立した２つの位置制御回路を有している。比較的僅かなダイナミック特性（基底軸）の駆動用の第１の制御回路は、フィルタを介して帯域幅が制限された位置目標値を有しており、従って、所望の位置（相対位置）が、「大まかに」制御され、即ち、所望の位置の制限されたダイナミック特性の範囲内で制御される。基底軸をダイナミックに実現し得ない成分は、第２の制御回路（付加軸）に供給される。従って、付加軸は、位置制御された基底軸を実施することができない成分全てを、経過中、目標相対位置に至る迄変換するという役割を担っている。実際位置と目標相対位置との偏差を求められることにより、付加軸用の目標値を形成するために、基底軸の実際位置が使用される。
【０００８】
本発明の課題は、ツールセンタポイントＴＣＰの所望の運動を形成し、且つ、それと同時に、機械の高い経路精度を達成するために、付加軸の高いダイナミック特性も、基底軸の大きな移動路も使える方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
この課題は、冒頭に記載した形式の方法において、第３の制御器で、第３の制御量を形成し、該第３の制御量を、付加軸制御部にも基本軸制御部にも供給することによって解決される。それにより、全システムの制御と両軸の座標の制御とを無関係にする(entkoppelt)ことができる。更に、第１及び第２の制御器の制御帯域幅が加わる。基本軸及び付加軸は、作用の点で機械的に相前後して結合されており、その際、基底軸の運動は、複数の基本軸の同時運動から合成することができる。基本軸制御部の制御器は、基本軸が、当該基本軸のダイナミックな限界の範囲内で必要な場合に大きな移動路を実現するようにされている。付加軸制御の制御器は、高いダイナミック特性と制御帯域幅を生じ、従って、高い精度を生じる。本発明の方法は、例えば、距離制御用に利用することができる。しかし、この方法は、基本軸と付加軸からなる、各々複数の軸対上で、経路駆動用に使用することができる。このために、協働する軸対の相互に同調されたダイナミック特性を必要とする。
【００１０】
有利な変形実施例では、制御量を、第３の制御器内で、付加軸に設けられた工具又は被加工部材が、付加軸での、工具又は被加工部材の移動路に関して、所定の位置、有利には、真ん中の位置を占めるようにして求めることができる。従って、付加軸乃至付加軸によって移動する工具又は被加工部材は、所定の位置から定常的にできる限り僅かしかずれていない。この手段によって、本発明の方法が実施される機械の経路の精度が改善される。
【００１１】
特に有利には、付加軸の実際値が検出されて、第３の制御器に供給される。測定された実際値だけが、基本軸の速度の制御用の第３の制御器内で使用されるので、付加軸乃至それによって移動可能な工具又は被加工部材の平均偏差が、固定値に、例えば、付記軸の平均位置になるように制御することができる。
【００１２】
本発明の変形実施例では、第３の制御器の制御量は、基本軸制御部及び付加軸制御部に互いに正反対に供給される。それにより、第３の制御器は、付加軸、例えば、付加軸に設けられた工具の位置を、被加工部材との間隔を変えずに変えることができる。これにより、第３の制御器が、付加軸（それにより移動可能な工具又は被加工部材）の一定位置を定常的に制御することができる。つまり、付加軸用の副次的な条件（例えば、これは、振動状態で中間位置に位置している必要がある）を、上位の制御にあまり作用を及ぼさずに制御することができる。
【００１３】
これは、殊に、基本軸制御部で、第１の制御器の制御量と第３の制御器の制御量が加算され、当該和が、合成された制御量として基本軸に供給され、付加軸制御部で、第３の制御器の制御量が、第２の制御器の第１の制御量から減算され、当該差が、合成された制御量として付加軸に供給される。
【００１４】
有利な方法の変形実施例では、相対位置及び／又は相対運動用の目標値を設け、相対位置及び／又は相対運動用の実際値を検出又は求め、差を第１及び第２の制御器に各入力量として供給するとよい。
【００１５】
測定された実際値では、更に別の量を入力することができ、例えば、基本軸及び付加軸の各位置、及び、部分の幾何形状と部分の幾何形状をシミュレートしたＮＣプログラムとの間の偏差を入力することができる。
【００１６】
特に有利には、第１及び第２の制御器により、位置制御を行い、第３の制御器により、追従制御を行うとよい。このサーボ制御器を用いると、付加軸を定常的に所定の位置に制御することができる。３つの制御器の協働により、大きな移動路を、それと同時に高いダイナミック特性及び精度で実施することができる。その際、付加軸は、僅かな移動路と定常的に一定の位置を有している。
【００１７】
第１の制御器が、基本軸が許容されるよりも弱くパラメータ設定されている場合、基本軸の位置制御は、基本軸によって実施不可能な目標値成分をフィルタリングするために使われる。「弱く」制御された位置制御は、ローパスを示す。位置制御器は、何れにせよ設けられている。従って、従来技術では設けられているような別個のローパスは、設けなくてよい。つまり、殊に、そのパラメータ設定もしなくてよい。
【００１８】
方法の変形実施例では、基本軸用の合成された制御信号を用いて、基本軸の運動を複数の基底軸に分割するために変換が実行される。例えば、ＮＣ制御によって、基本軸によって実行すべき運動を、適切な変換によって複数の基底軸に分割し、その駆動を、基本軸の所望の運動が生じるように制御することができる。
【００１９】
更に、１つ又は複数の駆動部を有する基本軸用の制御量を求めるための第１の制御器を有する基本軸制御部と、同じ軸方向に工具又は被加工部材を動かすために、少なくとも１つの駆動部を有する付加軸用の制御量を求めるための第２の制御器を有する、付加軸制御を行う工作機械は、本発明の範囲内に含まれ、その際、第３の制御器が第３の制御量を形成するために設けられており、この第３の制御量は、基本軸制御も付加軸制御も実行する。例えば、加工ヘッドと被加工部材との間隔を制御するための付加軸は、機械の軸のツールセンタポイントＴＣＰの近くに取り付けられており、機械の１つ又は複数の基底軸の運動から生じる運動と同じ方向に作用する（基底軸は、同じ方向に作用してはならない）。この付加軸は、比較的小さな移動路を有しているが、そのために、高いダイナミック特性を有している。工具（加工ヘッド）と被加工部材との間の間隔は、大きな行程を有するが、僅かなダイナミック特性と精度の基本軸の運動によって変えることができる。択一的又は付加的に、この間隔は、僅かな移動路しかないが、高いダイナミック特性を有している付加軸の運動によって変えるようにしてもよい。基本軸及び付加軸の全制御は、目標量用の実質的な(quasi)ハイパス／ローパスフィルタを形成する。基本軸と付加軸のダイナミック特性は、その実質的な(quasi)ハイパス／ローパスフィルタを用いて補完される。その際、基本軸は、強く減衰される。時間が最適化された加工のために、種々異なる作動形式間で、基本軸のみ、付加軸のみ、又は結合された駆動間で、巡回して切り換えることができる。
【００２０】
有利な実施例では、第３の制御器に付加軸制御部の実際量を供給する付加軸実際値測定装置が設けられている。それにより、付加軸乃至付加軸によって動かされる工具又は被加工部材を、所定の位置に当該の付加軸乃至付加軸によって動かされる工具又は被加工部材の移動路に沿って制御することができる。
【００２１】
有利には、第１及び第２の制御器は、位置制御器として構成されており、第３の制御器は、サーボ制御器として構成されている。基本軸制御部の位置制御器を介して、ダイナミックな手段の範囲内で、直接、工具と被加工部材との間の間隔の偏差に応動するようにすることができる。基本軸制御部の帯域幅は、非常に制限されているので、基本軸の運動の精度は低いままであるが、大きな行程の運動成分が実施される。
【００２２】
間隔又は全位置偏差は、同様に付加軸制御の位置制御器に供給される。付加軸の運動は、基本軸の運動と同じ方向である。基本及び付加軸は、機械的に相互に接続されている。それらの運動成分は、ツールセンタポイントＴＣＰで加算される。付加軸制御の位置制御器により、全制御の高い帯域幅が可能となる。
【００２３】
サーボ制御器は、基本軸及び付加軸制御に正反対に作用する。それにより、サーボ制御器は、付加軸、乃至、付加軸に設けられた工具の位置を、被加工部材との間隔を変えずに変えることができる。これにより、サーボ制御器に、定常的に付加軸の一定位置を制御することができる。更に、サーボ制御器は、付加軸に作用する必要がある行程に限定されて作用する。
【００２４】
有利には、この目的のために、基本軸制御部は、第１の結合部材を有しており、この第１の結合部材で、第１の制御器と第３の制御器の各制御量から、基本軸用の制御量が求められ、付加軸制御部は、第２の結合部材を有しており、この第２の結合部材で、第２及び第３の制御器の各制御量から、付加軸用の制御量が求められる。
【００２５】
有利な実施例では、目標値と実際値とから、偏差を形成して、基本軸制御部及び付加軸制御部に供給する比較装置を設けることができる。それにより、制御誤差が両制御部に供給され、両制御部は、誤差を低減するようにする。
【００２６】
本発明の有利な実施例では、基本軸実際値測定装置が設けられており、この基本軸実際値測定装置は、実際値検出部材と接続されており、この実際値検出部材は、付加軸実際値測定装置と接続されており、比較装置に供給される実際値を求める。それにより、基本軸と付加軸、並びに、場合によっては付加的な作用量、例えば、被加工部材の実際の高さプロフィルとＮＣプログラム内に入れられた高さプロフィルの位置を考慮して、最適なフィードバックを行うことができる。  本発明の別の特徴及び利点は、本発明にとって重要な各部分を示す図示の実施例及び特許請求の範囲から分かる。個別要件は、本発明の変形実施例で、各個別に実施してもよく、又は、複数の要件を任意に組み合わせて実施してもよい。
【００２７】
本発明の有利な実施例は図面に概略的に示されており、これらの実施例を以下では図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図面：
図１は、２つの軸方向に沿って移動可能な被加工部材を有する第１の工作機械を示し；
図２は、２つの軸方向に移動可能な工具を有する工作機械を示し；
図３は、５つの軸方向を有する工作機械を示し；
図４は、６つの軸方向を有する工作機械を示し；
図５は、４つの軸方向と可動の未加工品を有する被加工部材を示し；
図６は、付加的な影響量を考慮せずに、基本軸及び付加軸用の制御コンセプトを示すためのブロック接続図を示し；
図７は、付加的な影響量を考慮して、基本軸及び付加軸用の制御コンセプトを示すためのブロック接続図を示す。
図１には工作機械１が示されており、この工作機械では被加工部材２が軸方向３，４に沿って移動することができる。図示しない工具を収容することのできる工具ホルダ５も同様に軸方向４に移動することができる。軸方向３，４に作用する、被加工部材に対する駆動部、及び、可能な限り、該駆動部と協働する各機械的なコンポーネントは、被加工部材軸と称してもよい。軸方向４に作用する、工具ホルダ５の駆動部は、機械軸と称してもよい。
【００２９】
図２には、別の工作機械１０が示されており、この工作機械では被加工部材１１が位置固定して設けられている。ポータル１２は軸方向１３に沿って移動する。ポータル１２には装置１４が設けられており、この装置には、さらに工具を保持することのできる工具ホルダ１４’が設けられている。装置１４（および工具）は軸方向１５に移動することができる。工具ホルダ１４’は、装置１４を基準にして軸方向１３に移動する。図２から分かるように、装置１４は、ポータル１２よりも小さな質量を有している。そのために、軸方向１５での運動は、軸方向１３でのポータルの運動よりも早く行うことができる。しかし、軸方向１３での高ダイナミックな運動は、工具ホルダ１４’によって行われる。
【００３０】
図３には、工作機械１が示されており、この工作機械では、アーム２１が軸方向２２に沿って運動する。アーム２１に沿って、装置２３が、軸方向２４に可動である。装置２３は、付加的に軸方向２５に可動である。軸方向２２，２４，２５によって、直交座標系のＸ，Ｙ，Ｚ方向が設定される。ブーム２６は、軸方向２７で回転可能である。ブーム２６には、レーザ切断ヘッド２８が設けられており、このヘッドも、軸方向２９で回転可能である。これまで図１〜３で示した軸は、基底軸を成している。
【００３１】
付加軸として、図１〜５の機械全てで、ツールセンタポイントＴＣＰと被加工部材との間の相対運動を基底軸の方向に行うことができ、且つ、この際、基底軸よりも高いダイナミックを有している軸全てが問題となる。有利には、これらの工具の軸は、ツールセンタポイントＴＣＰの近傍内に僅かな重量しかなく、又は、被加工部材の軸は、僅かな重量しかない。
【００３２】
実施例では、ブーム２７の長さの変化によって実施することができるか、又は、ヘッド２８の向きを軸２９を中心にして変えることができ、それにより、ツールセンタポイントＴＣＰは、並進するようになる。小さな角度では、被加工部材での配向誤りは、無視することができる。間隔制御時に、付加軸は、ビーム出口方向２５ａ内に作用する必要がある。
【００３３】
図４は図３と同様に、同じ軸方向２２，２４，２５，２７，２９が設けられている。付加的に軸方向３０が設けられており、この軸を中心に被加工部材が回転する。
【００３４】
工作機械のさらなる構成が図５に示されている。ポータル４１で、装置４２は軸方向４３に可動である。装置４２は、また軸方向４４にレベル制御することができる。ブーム４５は、軸方向４６で回転可能であり、レーザ切断ヘッド４７は、軸方向４８で回転可能である。軸方向４３，４４，４６，４８に作用する駆動部は、機械軸とも呼ばれ、軸方向４９に作用する駆動部は、被加工部材軸とも呼ばれる。と言うのは、この軸に沿って被加工部材５０は、移動するからである。
それにより、例えば、１つの基底軸が実施される。本発明の形式の工作機械では、（複数の基底軸の合成した結果として生じることがある）軸方向を基準にして少なくとも１つの第２の制御手段を設けなければならない。図５で、このことは、ポータル４１が同様に軸方向４９にも可動であることによって達成することができる。
【００３５】
本発明の解決手段では、工具又は被加工部材の軸の特別な装置構成を必要としない点は重要である。
【００３６】
図６は、本発明の方法の基本思想に代替可能な制御器構造の簡単な例示的な実施形式を示す。比較装置６０には、目標値hsollが設定されている。この目標値hsollは、比較装置６０で、実際値histと比較される。偏差は、基本軸制御部６１にも付加軸制御部６２にも供給される。基本軸制御部６１は、第１の制御器６３を有しており、この第１の制御器６３は、この偏差から、少なくとも１つの駆動部６４ａを有する基本軸６４用の制御量を形成する。
【００３７】
付加軸制御部６２は、第１の制御器６５を有しており、この第１の制御器６３は、この偏差から、少なくとも１つの駆動部６６ａを有する基本軸６４用の制御量を形成する。第１及び第２の制御器６３，６５は、位置制御器として構成されている。
【００３８】
付加軸実際値測定装置６７では、付加軸６６の実際値、例えば、付加軸６６内の工具の移動路に沿った工具の位置が測定される。この実際値は、追従制御器として構成された第３の制御器６８に供給される。第３の制御器６８は、付加軸６６が定常的に所定位置であるようにして制御量を求める。それにより、例えば、付加軸６６によって移動可能な工具が、定常的に、付加軸６６内の工具の移動路に沿って所定の位置となると言ってもよい。そのようにして求めた制御量は、基本軸制御部６１及び付加軸制御部６２に互いに正反対に供給される。つまり、第３の制御器６８によって求めた制御量は、基本軸制御部６１の結合部材６９で、第１の制御器６３によって求められた制御量に加算され、合成された制御量が基本軸６４に供給される。それとは異なり、第３の制御器６８によって求められた制御量は、第２の制御器によって求められた制御量から結合部材７０で減算され、合成された制御量は、付加軸６６に供給される。
【００３９】
その際、合成された制御量は、付加軸６６乃至基本軸６４の１つ又は複数の駆動部６４ａ，６６ａに直接供給することができる。しかし、制御量を、制御量によって示される運動を実施するための相応の装置に供給するようにしてもよい。例えば、そのような装置として、基本軸６４の運動を適切な変換によって複数の基底軸に分割し、且つ、基底軸の駆動を、基本軸６４の所望の運動が生じるように制御するＮＣ制御部を、基本軸６４内に設けてもよい。
基本軸実際値測定装置７１では、基本軸の位置、例えば、付加軸が固定されている個所が測定される。測定された値は、付加軸実際値測定装置６７と同様に実際値検出手段７２に供給される。それから、比較装置６０に供給される軸結合部の全位置が形成される。
間隔制御（図７）の場合、測定値は、軸結合部の全位置、並びに、付加的な作用量（矢印７３によって示されている）、即ち、工具の実際の高さプロフィルとＮＣプログラムに入れられている高さプロフィルとの偏差から合成される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】２つの軸方向に沿って移動可能な被加工部材を有する第１の工作機械を示す図
【図２】２つの軸方向に移動可能な工具を有する工作機械を示す図
【図３】５つの軸方向を有する工作機械を示す図
【図４】６つの軸方向を有する工作機械を示す図
【図５】４つの軸方向と可動の未加工品を有する被加工部材を示す図
【図６】付加的な影響量を考慮せずに、基本軸及び付加軸用の制御コンセプトを示すためのブロック接続図を示す図
【図７】付加的な影響量を考慮して、基本軸及び付加軸用の制御コンセプトを示すためのブロック接続図を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月17日(2008.9.17)
【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】
被加工部材（２，１１，５０）と工作機械（１，１０，２０）の工具（２８）との間の、軸の方向での相対位置及び／又は相対運動を制御するための方法であって、その際、基本軸制御部（６１）の第１の制御器（６３）で、１つ又は複数の駆動部（６４ａ）を有する基本軸（６４）用の制御量を形成し、付加軸制御部（６２）の第２の制御器（６５）で、少なくとも１つの駆動部（６６ａ）を有する高ダイナミックな付加軸（６６）用の制御量を形成する方法において、第３の制御器（６８）で、第３の制御量を形成し、該第３の制御量を、付加軸制御部（６２）にも基本軸制御部（６１）にも供給することを特徴とする方法。
【請求項２】
制御量を、第３の制御器（６８）内で、付加軸（６６）に設けられた工具（２８）又は被加工部材（２，１１，５０）が、前記付加軸（６６）での、前記工具（２８）又は前記被加工部材（２，１１，５０）の移動路に関して、所定の位置、有利には、真ん中の位置を占めるようにして求める請求項１記載の方法。
【請求項３】
付加軸（６６）の実際値を検出して、第３の制御器（６８）に供給する請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
第３の制御器（６８）の各制御量を基本軸制御部（６１）、及び、付加軸制御部（６２）に正反対に対向して供給する請求項１から３迄の何れか１記載の方法。
【請求項５】
基本軸制御部（６１）内で、第１の制御器（６３）及び第３の制御器（６８）の各制御量を加算し、該加算の和を基本軸（６４）の合成された制御量として供給し、付加軸制御部（６２）内で、前記第３の制御器（６８）の制御量を第２の制御器（６５）の制御量から減算し、該減算の差を、付加軸（６６）の合成された制御量として供給する請求項１から４迄の何れか１記載の方法。
【請求項６】
相対位置及び／又は相対運動用の目標値（hsoll）を設け、前記相対位置及び／又は前記相対運動用の実際値（hist）を検出又は求め、差を第１及び第２の制御器（６３，６５）に各入力量として供給する請求項１から５迄の何れか１記載の方法。
【請求項７】
第１及び第２の制御器（６３，６５）により、位置制御を行い、第３の制御器（６８）により、追従制御を行う請求項１から６迄の何れか１記載の方法。
【請求項８】
第１の制御器（６３）を、基本軸（６４）が許容されているよりも弱くパラメータを指定する請求項１から７迄の何れか１記載の方法。
【請求項９】
基本軸（６４）用の合成された制御信号を用いて、基本軸運動を複数基底軸上に分割するために変換する請求項１から８迄の何れか１記載の方法。
【請求項１０】
工作機械（１，１０，２０）、例えば、請求項１から９迄の何れか１記載の方法を実行するための工作機械（１，１０，２０）であって、軸方向での工具（２８）又は被加工部材（２，１１，５０）の移動のために１つ又は複数の駆動部（６４ａ）を有する基本軸（６４）用の制御量を求めるための第１の制御器（６３）を有する基本軸制御部（６１）と、前記軸方向と同じ軸方向での前記工具（２８）又は前記被加工部材（２，１１，５０）の移動のために１つ又は複数の駆動部（６６ａ）を有する付加軸（６６）用の制御量を求めるための第２の制御器（６５）を有する付加軸制御部（６２）を有する工作機械（１，１０，２０）において、基本軸制御（６１）も付加軸制御（６２）も実行する第３の制御量の形成用の第３の制御器（６８）が設けられていることを特徴とする工作機械。
【請求項１１】
第３の制御器（６８）に付加軸制御部（６２）の実際量を供給する付加軸実際値測定装置（６７）が設けられている請求項１０記載の工作機械。
【請求項１２】
第１及び第２の制御器（６３，６５）により、位置制御を行い、第３の制御器（６８）により、追従制御を行う請求項１０又は１１記載の工作機械。
【請求項１３】
基本軸制御部（６１）は、第１の結合部材（６９）を有しており、該第１の結合部材（６９）内で、第１の制御器（６３）と第３の制御器（６８）の各制御量から、基本軸用の制御量が求められ、付加制御部（６２）は、第２の結合部材（７０）を有しており、該第２の結合部材（７０）内で、第２及び第３の制御器（６５，６８）の各制御量から、付加軸（６６）用の制御量が求められる請求項１０から１２迄の何れか１記載の工作機械。
【請求項１４】
比較装置（６０）が設けられており、該比較装置（６０）は、目標値（hsoll)）及び実際値（hist）から、偏差を形成して、基本軸制御部（６１）及び付加軸制御部（６２）に供給される請求項１０から１３迄の何れか１記載の工作機械。
【請求項１５】
基本軸実際値測定装置（７１）が設けられており、該基本軸実際値測定装置（７１）は、実際値検出部材（７２）と接続されており、該実際値検出部材（７２）は、付加軸実際値測定装置（６７）とも接続されており、且つ、比較装置（６０）に供給される実際値を求める請求項１０から１４迄の何れか１記載の工作機械。
【国際調査報告】
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