[发明专利]机械运动轨迹测定装置、数控机床及机械运动轨迹测定方法

权利要求书

1.一种机械运动轨迹测定装置，其特征在于，

该机械运动轨迹测定装置对如下的装置中的机械的运动轨迹进行测定，该装置通过以反馈检测位置并使上述检测位置追随指令位置的方式驱动马达，对上述机械的位置进行控制，所述检测位置从用于驱动多个可动轴的多个马达检测出，其中，

该机械运动轨迹测定装置备有加速度计和运动轨迹测定部，

上述加速度计用来测定上述机械的加速度；

上述运动轨迹测定部，对上述加速度进行2阶积分以获得机械位置，并且以使上述机械位置的轮廓与利用模拟上述机械的位置相对于上述指令位置的响应性的模型所推定的推定位置的轮廓或上述检测位置的轮廓大致一致的方式修正上述机械位置，从而测定上述机械的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部记录将上述指令位置进行微分而获得的指令速度的符号反转的时刻，和将上述指令位置进行3阶微分而获得的加速度的变化率超过预先设定的阈值的时刻，将上述检测位置相对于上述指令位置的延迟时间加到上述时刻而算出开始时刻，将从上述开始时刻起至经过一定时间为止的范围判别为推定产生轨迹误差的运动轨迹误差产生范围，对上述运动轨迹误差产生范围内的上述加速度进行2阶积分，从而获得上述机械位置。

3.根据权利要求1所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部使用模拟上述机械的位置相对于上述指令位置的响应特性的模型推定上述机械的运动轨迹，将所推定的上述运动轨迹与目标轨迹之间产生的轨迹误差超过预先设定的容许值的范围，判别为推定产生轨迹误差的运动轨迹误差产生范围，对上述运动轨迹误差产生范围内的上述加速度进行2阶积分，从而获得上述机械位置。

4.根据权利要求2或3所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部，在对上述运动轨迹误差产生范围内的加速度进行积分时，将上述检测位置进行微分而算出检测速度，通过将上述运动轨迹误差产生范围的最初的时刻的上述检测速度作为初始值对上述加速度进行积分，从而算出机械速度，进而通过将上述运动轨迹误差产生范围的最初的时刻的上述检测位置作为初始值对上述机械速度进行积分，从而获得上述机械位置。

5.根据权利要求2或3所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部，在对上述运动轨迹误差产生范围内的加速度进行积分时，使用模拟上述机械的位置相对于上述指令位置的响应特性的模型算出上述推定位置和推定速度，通过将上述运动轨迹误差产生范围的最初的时刻的上述推定速度作为初始值对上述加速度进行积分，从而算出机械速度，进而通过将上述运动轨迹误差产生范围的最初的时刻的上述推定位置作为初始值对上述机械速度进行积分，从而获得上述机械位置。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部，算出上述运动轨迹误差产生范围内的上述机械位置和上述推定位置或上述检测位置的误差，将所算出的上述误差作为2次的时间函数进行近似运算，从上述机械位置减去利用近似式算出的位置而修正上述机械位置。

7.根据权利要求6所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部，在上述被修正的机械位置和上述推定位置或上述检测位置的误差为预先设定的阈值以上的情况下，算出上述指令位置和上述检测位置或上述推定位置的误差的变化率，抽出上述变化率为预先设定的阈值以下的范围内的上述推定位置或上述检测位置，再度算出上述被抽出的检测位置或上述被抽出的推定位置与上述被修正的机械位置的误差，将再度算出的误差作为2次的函数进行近似运算，从上述被修正的机械位置减去利用该近似式算出的位置，再度修正上述机械位置。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，上述运动轨迹测定部，将上述加速度的测定结果以比其测定周期短的间隔进行内插后进行积分。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的机械运动轨迹测定装置，其特征在于，还备有运动轨迹显示部，该运动轨迹显示部用来显示上述机械的运动轨迹；

上述运动轨迹测定部，从被输入到指令生成部的目标位置合成目标轨迹，从自上述指令生成部输出的指令位置合成指令轨迹，从上述检测位置合成检测部轨迹，使上述目标轨迹、上述指令轨迹或上述检测部轨迹的至少任一轨迹和上述机械的运动轨迹重叠而显示在上述运动轨迹显示部。