JP2540573B2 - デジタイジング装置におけるトレ―サ―ヘッドの動作遅れ補正装置 - Google Patents
デジタイジング装置におけるトレ―サ―ヘッドの動作遅れ補正装置Info
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- JP2540573B2 JP2540573B2 JP62324653A JP32465387A JP2540573B2 JP 2540573 B2 JP2540573 B2 JP 2540573B2 JP 62324653 A JP62324653 A JP 62324653A JP 32465387 A JP32465387 A JP 32465387A JP 2540573 B2 JP2540573 B2 JP 2540573B2
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- Japan
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- axis
- tracer head
- delay
- displacement amount
- stylus
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、モデル表面をスキャニングして得られる各
軸の変位量と各軸の位置検出値とをそれぞれ加算するこ
とによりモデル形状データとするデジタイジング装置に
おけるトレーサーヘッドの動作遅れ補正装置に関する。
軸の変位量と各軸の位置検出値とをそれぞれ加算するこ
とによりモデル形状データとするデジタイジング装置に
おけるトレーサーヘッドの動作遅れ補正装置に関する。
（従来の技術） 従来、例えば金型加工の分野において、モデルから金
型を加工する際は倣い加工が主流であったが、この加工
では高速・高精度化に限界があった。そこで、デジタイ
ジング装置によりモデル表面をスキャニングして得られ
る数値情報から数値制御プログラムを作成し、この数値
制御プログラムで数値制御工作機械を制御する数値制御
加工に置き換わりつつある。この加工ではモデル表面を
高速にスキャニングして得られる高精度の数値情報，即
ち各軸の変位量と各軸の位置検出値との和をモデル形状
データとしているので、倣い加工に比べて格段に精度の
良い加工を高速に行なうことができる。
型を加工する際は倣い加工が主流であったが、この加工
では高速・高精度化に限界があった。そこで、デジタイ
ジング装置によりモデル表面をスキャニングして得られ
る数値情報から数値制御プログラムを作成し、この数値
制御プログラムで数値制御工作機械を制御する数値制御
加工に置き換わりつつある。この加工ではモデル表面を
高速にスキャニングして得られる高精度の数値情報，即
ち各軸の変位量と各軸の位置検出値との和をモデル形状
データとしているので、倣い加工に比べて格段に精度の
良い加工を高速に行なうことができる。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、モデル表面をスキャニングするトレーサーヘ
ッドには物理的な動作遅れがあるため、形状急変部にお
いてはトレーサーヘッドが完全に追従することができず
に誤差を生じる場合がある。この物理的な動作遅れが発
生する原因について、第12図〜第14図を用いて説明す
る。第12図は、トレーサーヘッド２の構造を示す図であ
る。この図においてスタイラス2bは、スタイラスベース
部2cにより支持されている。スタイラスベース部2cは、
ガイド2gにより左右に移動することができる。ガイド2g
はトレーサーヘッド２のフレーム2fに固定されている。
バネ2h、タンバー2d、差動トランス2eは、一方の端はフ
レーム2fに固定され、他方の端はスタイラスベース部2c
に取付けられている。
ッドには物理的な動作遅れがあるため、形状急変部にお
いてはトレーサーヘッドが完全に追従することができず
に誤差を生じる場合がある。この物理的な動作遅れが発
生する原因について、第12図〜第14図を用いて説明す
る。第12図は、トレーサーヘッド２の構造を示す図であ
る。この図においてスタイラス2bは、スタイラスベース
部2cにより支持されている。スタイラスベース部2cは、
ガイド2gにより左右に移動することができる。ガイド2g
はトレーサーヘッド２のフレーム2fに固定されている。
バネ2h、タンバー2d、差動トランス2eは、一方の端はフ
レーム2fに固定され、他方の端はスタイラスベース部2c
に取付けられている。
なお、この図では一軸分の構造のみを記してあるが、
実際のトレーサーヘッド２はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸
方向にそれぞれ同様な構造を備えており、各軸方向の変
位を検出する。
実際のトレーサーヘッド２はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸
方向にそれぞれ同様な構造を備えており、各軸方向の変
位を検出する。
第13図は、スタイラス2bが壁に衝突した直後の状態を
示す。この図においてスタイラス2bは瞬間的に曲がる
が、スタイラスベース部2cは移動していないので、トレ
ーサーヘッド２はスタイラス2bの変位を検出していな
い。スタイラス2bが曲がってしまうのは、スタイラス2b
の剛性が不十分なためで、ダンバー2dやバネ2hの強さ等
の条件により曲がる程度が決まる。
示す。この図においてスタイラス2bは瞬間的に曲がる
が、スタイラスベース部2cは移動していないので、トレ
ーサーヘッド２はスタイラス2bの変位を検出していな
い。スタイラス2bが曲がってしまうのは、スタイラス2b
の剛性が不十分なためで、ダンバー2dやバネ2hの強さ等
の条件により曲がる程度が決まる。
第14図は、第13図の状態からしばらく経過した後の状
態を示す。スタイラス2bの曲がりは元へ戻り、スタイラ
スベース部2cが左に移動し差動トランス2eによりスタイ
ラスの変位が検出される。可動部分が（スタイラスベー
ス部2cなど）の重量やスタイラス2bの剛性が各軸で同じ
ではないため、第13図の状態から第14図の状態に落ち着
くまでの時間は各軸毎に異なるが、およそ０〜数msec程
度である。
態を示す。スタイラス2bの曲がりは元へ戻り、スタイラ
スベース部2cが左に移動し差動トランス2eによりスタイ
ラスの変位が検出される。可動部分が（スタイラスベー
ス部2cなど）の重量やスタイラス2bの剛性が各軸で同じ
ではないため、第13図の状態から第14図の状態に落ち着
くまでの時間は各軸毎に異なるが、およそ０〜数msec程
度である。
このような物理的な動作遅れに伴う検出の遅れによ
り、例えば第４図に示すような角部においてトレーサー
ヘッドのスタイラス2bが壁面と衝突して誤差E1を生じ
る。従来においても各軸の変位量と各軸の位置検出値と
の和をモデル形状データとすることにより、倣い加工に
比べて格段に精度のよい加工を可能にしたが、スタイラ
ス2bが壁面と衝突するような場所では、変位量の急激な
変化に対し、トレーサーヘッド２や位置検出器４で検出
遅れが異なることによる各軸の変位量や位置検出値の時
間的なずれや、スタイラス2bと壁面の衝突による振動な
どについて考慮がなされていなかった。このため、モデ
ルの形状急変部ではトレーサーヘッドのスキャニング速
度を落とす必要が有り、高速化のネックとなっている。
り、例えば第４図に示すような角部においてトレーサー
ヘッドのスタイラス2bが壁面と衝突して誤差E1を生じ
る。従来においても各軸の変位量と各軸の位置検出値と
の和をモデル形状データとすることにより、倣い加工に
比べて格段に精度のよい加工を可能にしたが、スタイラ
ス2bが壁面と衝突するような場所では、変位量の急激な
変化に対し、トレーサーヘッド２や位置検出器４で検出
遅れが異なることによる各軸の変位量や位置検出値の時
間的なずれや、スタイラス2bと壁面の衝突による振動な
どについて考慮がなされていなかった。このため、モデ
ルの形状急変部ではトレーサーヘッドのスキャニング速
度を落とす必要が有り、高速化のネックとなっている。
本発明は上述のような事情から成されたものであり、
本発明の目的は、トレーサーヘッドの動作遅れを補正し
て形状急変部において高速にスキャニングしても高精度
の数値情報を得ることができるデジタイジング装置にお
けるトレーサーヘッドの動作遅れ補正装置を提供するこ
とにある。
本発明の目的は、トレーサーヘッドの動作遅れを補正し
て形状急変部において高速にスキャニングしても高精度
の数値情報を得ることができるデジタイジング装置にお
けるトレーサーヘッドの動作遅れ補正装置を提供するこ
とにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、デジタイジング装置におけるトレーサーヘ
ッドでモデル表面をスキャニングして得られる各軸の変
位量及び前記各軸の位置検出値から前記モデルの形状デ
ータを得る際に、前記各軸の変位量及び前記各軸の位置
検出値に含まれる前記トレーサーヘッドの動作遅れによ
る誤差を補正する装置に関するものであり、本発明の上
記目的は、前記各軸の変位量をそれぞれ遅延処理して前
記各軸間の動作遅れの差を補正する第１の遅延手段と、
前記各軸の位置検出値をそれぞれ遅延処理して前記各軸
の変位量との遅れ時間を合せるように補正する第２の遅
延手段と、前記補正された各軸の変位量及び前記補正さ
れた各軸の位置検出値をそれぞれ加算する加算手段と、
前記加算された各軸のデータのそれぞれの振動成分を除
去するフィルタ手段とを具備することによって達成され
る。
ッドでモデル表面をスキャニングして得られる各軸の変
位量及び前記各軸の位置検出値から前記モデルの形状デ
ータを得る際に、前記各軸の変位量及び前記各軸の位置
検出値に含まれる前記トレーサーヘッドの動作遅れによ
る誤差を補正する装置に関するものであり、本発明の上
記目的は、前記各軸の変位量をそれぞれ遅延処理して前
記各軸間の動作遅れの差を補正する第１の遅延手段と、
前記各軸の位置検出値をそれぞれ遅延処理して前記各軸
の変位量との遅れ時間を合せるように補正する第２の遅
延手段と、前記補正された各軸の変位量及び前記補正さ
れた各軸の位置検出値をそれぞれ加算する加算手段と、
前記加算された各軸のデータのそれぞれの振動成分を除
去するフィルタ手段とを具備することによって達成され
る。
（作用） 本発明のデジタイジング装置におけるトレーサーヘッ
ドの動作遅れ補正装置は、各軸の変位量及び各軸の位置
検出値の動作遅れ（位相遅れ）の差異を遅延回路で調整
し、振動特性（特にゲイン特性）の差異をフィルタで調
整しているので、変位量及び位置検出値の同時性や伝達
特性の均一化を容易に行なうことができるものである。
ドの動作遅れ補正装置は、各軸の変位量及び各軸の位置
検出値の動作遅れ（位相遅れ）の差異を遅延回路で調整
し、振動特性（特にゲイン特性）の差異をフィルタで調
整しているので、変位量及び位置検出値の同時性や伝達
特性の均一化を容易に行なうことができるものである。
（実施例） 第１図は、本発明のデジタイジング装置におけるトレ
ーサーヘッドの動作遅れ補正装置の一例を示すブロック
図であり、デジタイザ本機１に装着され、モータ３（図
では１軸分のみ示すが、実際は３軸（X,Y,Z）分ある）
によってモデルＭ表面をスキャニングしてモデルＭの形
状に応じた変位量SAを発生するトレーサーヘッド２と、
このスキャニングによってモデルＭ表面の位置を検出す
る位置検出器４と、トレーサーヘッド２からの変位量SA
及び位置検出器４からの位置検出値SBに従ってモータ３
を駆動するデジタイジング制御装置５とを有している。
さらに、トレーサーヘッド２からの変位量SA及び位置検
出器４からの位置検出値SBよりモデル形状データSCを作
成する検出データ処理部100と、この検出データ処理部1
00からのモデル形状データSCをトレランス処理等により
圧縮して数値制御プログラム形式に変換し、補助記憶装
置７に出力するデジタイズデータ処理部６とで構成され
ている。
ーサーヘッドの動作遅れ補正装置の一例を示すブロック
図であり、デジタイザ本機１に装着され、モータ３（図
では１軸分のみ示すが、実際は３軸（X,Y,Z）分ある）
によってモデルＭ表面をスキャニングしてモデルＭの形
状に応じた変位量SAを発生するトレーサーヘッド２と、
このスキャニングによってモデルＭ表面の位置を検出す
る位置検出器４と、トレーサーヘッド２からの変位量SA
及び位置検出器４からの位置検出値SBに従ってモータ３
を駆動するデジタイジング制御装置５とを有している。
さらに、トレーサーヘッド２からの変位量SA及び位置検
出器４からの位置検出値SBよりモデル形状データSCを作
成する検出データ処理部100と、この検出データ処理部1
00からのモデル形状データSCをトレランス処理等により
圧縮して数値制御プログラム形式に変換し、補助記憶装
置７に出力するデジタイズデータ処理部６とで構成され
ている。
第２図は、上述した検出データ処理部100の詳細を示
すブロック図であり、トレーサーヘッド２からの各軸X,
Y,Zの変位量SAX,SAY,SAZを遅延処理する遅延回路101X,1
01Y,101Zで構成される第１遅延回路群101と、位置検出
器４からの各軸X,Y,Zの位置検出値SBX,SBY,SBZを遅延処
理する遅延回路102X,102Y,102Zで構成される第２遅延回
路群102と、第１遅延回路群101からのデータDAX,DAY,DA
Z及び第２遅延回路群102からのデータDBX,DBY,DBZをそ
れぞれ加算する加算器103X,103Y,103Zと、これらの加算
器103X,103Y,103ZからのデータABX,ABY,ABZよりモデル
形状データSCX,SCY,SCZを作成するフィルタ110A,110Y,1
10Zで構成されるフィルタ群110とで構成されている。
すブロック図であり、トレーサーヘッド２からの各軸X,
Y,Zの変位量SAX,SAY,SAZを遅延処理する遅延回路101X,1
01Y,101Zで構成される第１遅延回路群101と、位置検出
器４からの各軸X,Y,Zの位置検出値SBX,SBY,SBZを遅延処
理する遅延回路102X,102Y,102Zで構成される第２遅延回
路群102と、第１遅延回路群101からのデータDAX,DAY,DA
Z及び第２遅延回路群102からのデータDBX,DBY,DBZをそ
れぞれ加算する加算器103X,103Y,103Zと、これらの加算
器103X,103Y,103ZからのデータABX,ABY,ABZよりモデル
形状データSCX,SCY,SCZを作成するフィルタ110A,110Y,1
10Zで構成されるフィルタ群110とで構成されている。
上述した各遅延回路101X〜101Z,102X〜102Zの遅延時
間は次式（１）により決定される。
間は次式（１）により決定される。
Dij＝max（dij）−dij ……（１） 但し、i;X,Y,Z（各軸） j;A,B（A;変位量,B;位置検出値） Dij;各遅延回路の遅延時間 dij;トレーサーヘッド２又は位置検出器４の伝達遅延時
間 そしてさらに、位置検出器４の動作遅れはトレーサー
ヘッド２の動作遅れに対して極めて小さいため、位置検
出器４の動作遅れを０とみなし、トレーサーヘッド２の
Ｘ軸の動作遅れが最も大きいと仮定すると、（１）式は
次式（２）で表わされる。
間 そしてさらに、位置検出器４の動作遅れはトレーサー
ヘッド２の動作遅れに対して極めて小さいため、位置検
出器４の動作遅れを０とみなし、トレーサーヘッド２の
Ｘ軸の動作遅れが最も大きいと仮定すると、（１）式は
次式（２）で表わされる。
このような遅延処理を施すことにより、第４図に示す
ような誤差E1を第５図に示すような誤差E2まで改善する
ことができる。このことを第７図〜第９図を用いて詳述
する。
ような誤差E1を第５図に示すような誤差E2まで改善する
ことができる。このことを第７図〜第９図を用いて詳述
する。
第７図の矢印で示すスタイラス2bの進行方向をＸ軸、
それに垂直な方向をＺ軸とし、スタイラス2bがモデルの
コーナー部に接したときの球心の位置をＸ＝0,Z＝０と
する。そして、スタイラス2bが第７図の実線位置から点
線で示すモデルのコーナー部の壁に衝突する前後までの
スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAX及びトレーサーヘ
ッド２のＸ軸方向の位置SBXを考える。
それに垂直な方向をＺ軸とし、スタイラス2bがモデルの
コーナー部に接したときの球心の位置をＸ＝0,Z＝０と
する。そして、スタイラス2bが第７図の実線位置から点
線で示すモデルのコーナー部の壁に衝突する前後までの
スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAX及びトレーサーヘ
ッド２のＸ軸方向の位置SBXを考える。
第８図は、スタイラス2bがモデルのコーナー部に衝突
する前後のＸ軸の変位量SAXとトレーサーヘッド２のＸ
軸方向の位置SBXの挙動を示す図である。横軸は時間ｔ
であり、縦軸は時刻ｔのスタイラス2bのＸ軸方向の変位
SAXおよびトレーサーヘッドのＸ軸方向の位置SBXであ
る。なお、スタイラス2bのＸ軸方向の変位SAXは、トレ
ーサーヘッド２のＸ軸方向の位置とは反対方向に発生す
るため、負符号を付して対比し易いように記している。
する前後のＸ軸の変位量SAXとトレーサーヘッド２のＸ
軸方向の位置SBXの挙動を示す図である。横軸は時間ｔ
であり、縦軸は時刻ｔのスタイラス2bのＸ軸方向の変位
SAXおよびトレーサーヘッドのＸ軸方向の位置SBXであ
る。なお、スタイラス2bのＸ軸方向の変位SAXは、トレ
ーサーヘッド２のＸ軸方向の位置とは反対方向に発生す
るため、負符号を付して対比し易いように記している。
即ち、ｔ＝０でトレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置
SBXは衝突位置Ｘ＝０を経過したことを検出するが、ス
タイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXは衝突しても直ちに
は変化を開始せず、およそトレーサーヘッド２の動作遅
れ（伝達遅延時間）dXA程度時間が経過した後、衝突に
よるゆれを伴いながら変化する。その後、しばらくの間
トレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置SBXとスタイラス2
bのＸ軸方向の変位量SAXの間には時間的なずれがある
が、トレーサーヘッド２の移動が停止して、トレーサー
ヘッド２のＸ軸方向の位置SBXが一定の値に安定すると
共に、スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXも一定の値
に落ち着くため、時間的なずれは誤差として現われなく
なる。ここで、スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXと
トレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置SBXとを加算して
得られる値ABX′の高さe1が第４図における誤差E1の突
起の高さに対応する。
SBXは衝突位置Ｘ＝０を経過したことを検出するが、ス
タイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXは衝突しても直ちに
は変化を開始せず、およそトレーサーヘッド２の動作遅
れ（伝達遅延時間）dXA程度時間が経過した後、衝突に
よるゆれを伴いながら変化する。その後、しばらくの間
トレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置SBXとスタイラス2
bのＸ軸方向の変位量SAXの間には時間的なずれがある
が、トレーサーヘッド２の移動が停止して、トレーサー
ヘッド２のＸ軸方向の位置SBXが一定の値に安定すると
共に、スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXも一定の値
に落ち着くため、時間的なずれは誤差として現われなく
なる。ここで、スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXと
トレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置SBXとを加算して
得られる値ABX′の高さe1が第４図における誤差E1の突
起の高さに対応する。
次に、スタイラス2bのＸ軸方向の変位量SAXとトレー
サーヘッド２のＸ軸方向の位置SBXに本発明の遅延処理
を施すと、変位量SAXはDAX（第１遅延回路群101からの
データ）、位置SBXはDBX（第２遅延回路群102からのデ
ータ）となり、第９図で表される。第９図においては、
第１図の遅延回路群101のＸ軸方向の遅延時間DXAを
（２）式のとおり０としており、第８図の変位量SAXと
第９図の遅延処理を施したデータDAXとは同じ曲線であ
る。
サーヘッド２のＸ軸方向の位置SBXに本発明の遅延処理
を施すと、変位量SAXはDAX（第１遅延回路群101からの
データ）、位置SBXはDBX（第２遅延回路群102からのデ
ータ）となり、第９図で表される。第９図においては、
第１図の遅延回路群101のＸ軸方向の遅延時間DXAを
（２）式のとおり０としており、第８図の変位量SAXと
第９図の遅延処理を施したデータDAXとは同じ曲線であ
る。
即ち、遅延処理を施したスタイラス2bのＸ軸方向の変
位量DAXとトレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置DBXの時
間的ずれが補正されるので、それらの加算値ABXの高さe
2（第５図における誤差E2の突起の高さ）は加算値ABX′
の高さe1に比べ低くなる。したがって、第４図における
誤差E1を第５図における誤差E2に改善することができ
る。尚、以上の例ではＸ軸について説明したが、他の軸
についても同様に遅延処理を施すことにより変位量と位
置との時間的なずれを補正することができる。更に、各
軸毎に時間的なずれを補正するだけでなく、各軸の遅れ
が一致するようにしなければならないが、（２）式によ
り得られる各遅延回路の遅延時間は、各軸の遅れが一致
するように求められる。即ち、各軸の変位量SAX,SAY,SA
Zおよび位置SBX,SBY,SBZが、第１遅延回路群101および
第２遅延回路群102により、（全く遅れの無い信号に対
して）時間dXAだけ遅れているデータ、つまり第１遅延
回路群101からのデータDAX,DAY,DAZ及び第２遅延回路群
102からのデータDBX,DBY,DBZに変換される。
位量DAXとトレーサーヘッド２のＸ軸方向の位置DBXの時
間的ずれが補正されるので、それらの加算値ABXの高さe
2（第５図における誤差E2の突起の高さ）は加算値ABX′
の高さe1に比べ低くなる。したがって、第４図における
誤差E1を第５図における誤差E2に改善することができ
る。尚、以上の例ではＸ軸について説明したが、他の軸
についても同様に遅延処理を施すことにより変位量と位
置との時間的なずれを補正することができる。更に、各
軸毎に時間的なずれを補正するだけでなく、各軸の遅れ
が一致するようにしなければならないが、（２）式によ
り得られる各遅延回路の遅延時間は、各軸の遅れが一致
するように求められる。即ち、各軸の変位量SAX,SAY,SA
Zおよび位置SBX,SBY,SBZが、第１遅延回路群101および
第２遅延回路群102により、（全く遅れの無い信号に対
して）時間dXAだけ遅れているデータ、つまり第１遅延
回路群101からのデータDAX,DAY,DAZ及び第２遅延回路群
102からのデータDBX,DBY,DBZに変換される。
以上により、時間的なずれが補正され、誤差を改善す
ることができる。しかし、まだトレーサーヘッド２の振
動等による“ゆれ”が残っているので、この“ゆれ”を
取除くためにフィルタ群110が用いられる。
ることができる。しかし、まだトレーサーヘッド２の振
動等による“ゆれ”が残っているので、この“ゆれ”を
取除くためにフィルタ群110が用いられる。
第３図は、上述したフィルタ群110の中のフィルタ110
Xにデジタルフィルタを用いた一例を示すものであり、
加算器103XからのデータABXをデジタル化するサンプル
ホルダ111及びA/Dコンバータ112と、そのデジタル化さ
れたサンプル信号Xnを順次シフトしてサンプル信号
Xn-1,Xn-2,…,Xｎ−（ｋ−１）（ｎ及びｋはｎ＞ｋを満
たす整数）とする（ｋ−１）個のレジスタ113と、各サ
ンプル信号Xn,Xn-1,Xn-2,…,Xｎ−（ｋ−１）に対する
係数Cn,Cn-1,Cn-2,…,Cｎ−（ｋ−１）がそれぞれ記憶
されている係数記憶レジスタ114と、各サンプル信号Xn,
Xn-1,Xn-2,…,Xｎ−（ｋ−１）及び各係数Cn,Cn-1,
Cn-2,…,Cｎ−（ｋ−１）をそれぞれ乗算する乗算器115
と、各乗算器115からの乗算信号XCn,XCn-1,XCn-2,…,XC
ｎ−（ｋ−１）を加算してモデル形状データSCXとする
加算器116とで構成されている。
Xにデジタルフィルタを用いた一例を示すものであり、
加算器103XからのデータABXをデジタル化するサンプル
ホルダ111及びA/Dコンバータ112と、そのデジタル化さ
れたサンプル信号Xnを順次シフトしてサンプル信号
Xn-1,Xn-2,…,Xｎ−（ｋ−１）（ｎ及びｋはｎ＞ｋを満
たす整数）とする（ｋ−１）個のレジスタ113と、各サ
ンプル信号Xn,Xn-1,Xn-2,…,Xｎ−（ｋ−１）に対する
係数Cn,Cn-1,Cn-2,…,Cｎ−（ｋ−１）がそれぞれ記憶
されている係数記憶レジスタ114と、各サンプル信号Xn,
Xn-1,Xn-2,…,Xｎ−（ｋ−１）及び各係数Cn,Cn-1,
Cn-2,…,Cｎ−（ｋ−１）をそれぞれ乗算する乗算器115
と、各乗算器115からの乗算信号XCn,XCn-1,XCn-2,…,XC
ｎ−（ｋ−１）を加算してモデル形状データSCXとする
加算器116とで構成されている。
このような構成において、各サンプル信号Xn,Xn-1,X
n-2,…,Xｎ−（ｋ−１）及び各係数Cn,Cn-1,Cn-2,…,C
ｎ−（ｋ−１）と、モデル形状データSCXとの関係は次
式（３）で表わされる。なお、他のフィルタ110Y,110Z
も同様である。
n-2,…,Xｎ−（ｋ−１）及び各係数Cn,Cn-1,Cn-2,…,C
ｎ−（ｋ−１）と、モデル形状データSCXとの関係は次
式（３）で表わされる。なお、他のフィルタ110Y,110Z
も同様である。
このような係数を持つフィルタは位相推移が無く、ゲ
イン特性のみを変更できるので第５図に示す“ゆれ”を
取り除くことができる。（第６図E3）。
イン特性のみを変更できるので第５図に示す“ゆれ”を
取り除くことができる。（第６図E3）。
第３図に示す回路により“ゆれ”が取り除かれる具体
例を次に説明する。この回路は、アナログ信号を入力し
た後、デジタル信号に変換し、デジタル化された信号に
対してデジタルフィルタを施すものである。（３）式に
おいて項数を４とし、係数Ciは全て1/4とすると、 SCX＝（Xn＋Xn-1＋Xn-2＋Xn-3）/4 ……（４） となる。
例を次に説明する。この回路は、アナログ信号を入力し
た後、デジタル信号に変換し、デジタル化された信号に
対してデジタルフィルタを施すものである。（３）式に
おいて項数を４とし、係数Ciは全て1/4とすると、 SCX＝（Xn＋Xn-1＋Xn-2＋Xn-3）/4 ……（４） となる。
第10図の場合、時点tn-3とtn-1の値Xn-3とXn-1は０で
あり、時点tn-2とtnの値Xn-2とXnは符号が反対で大きさ
が同じであるから、（４）式のSCXは０となる。次に、
位相が少しずれている第11図の場合、時点tn-3とtn-1の
値Xn-3とXn-1、時点tn-2とtnの値Xn-2とXnは符号が反対
で大きさが同じであるから、やはり（４）式のSCXは０
となり、ゆれは出力に現れない。
あり、時点tn-2とtnの値Xn-2とXnは符号が反対で大きさ
が同じであるから、（４）式のSCXは０となる。次に、
位相が少しずれている第11図の場合、時点tn-3とtn-1の
値Xn-3とXn-1、時点tn-2とtnの値Xn-2とXnは符号が反対
で大きさが同じであるから、やはり（４）式のSCXは０
となり、ゆれは出力に現れない。
ゆれの振動周波数は、スタイラス2bの固有振動数に基
づいており、スタイラス2bが壁と衝突するときの速さと
は関係無くほぼ一定であるから、予めサンプリング周
期、項数、係数を決定することができ、このフィルタで
ゆれを取り除くことができる。
づいており、スタイラス2bが壁と衝突するときの速さと
は関係無くほぼ一定であるから、予めサンプリング周
期、項数、係数を決定することができ、このフィルタで
ゆれを取り除くことができる。
（発明の効果） 以上のように本発明のデジタイジング装置におけるト
レーサーヘッドの動作遅れ補正装置によれば、トレーサ
ーヘッドからの変位量及び位置検出器からの位置検出値
の同時性や伝達特性の均一化が計られるので、トレーサ
ーヘッドの動作遅れによる誤差を大幅に軽減して精度を
向上させることができると共に、同一保証精度のもとで
はスキャニング速度を速めて工数低減を図ることができ
る。
レーサーヘッドの動作遅れ補正装置によれば、トレーサ
ーヘッドからの変位量及び位置検出器からの位置検出値
の同時性や伝達特性の均一化が計られるので、トレーサ
ーヘッドの動作遅れによる誤差を大幅に軽減して精度を
向上させることができると共に、同一保証精度のもとで
はスキャニング速度を速めて工数低減を図ることができ
る。
第１図は、本発明のデジタイジング装置におけるトレー
サーヘッドの動作遅れ補正装置の一例を示すブロック
図、第２図及び第３図はそれぞれその装置の詳細を示す
ブロック図、第４図は従来のスキャニング軌跡を示す
図、第５図及び第６図はそれぞれ本発明によるスキャニ
ング軌跡を示す図、第７図から第９図は第４図に示す誤
差の改善を説明するための図、第10図及び第11図は第５
図に示すゆれの取り除きを説明するための図、第12図か
ら第14図はトレーサーヘッドの動作を説明するための図
である。 １……デジタイザ本機、２……トレーサーヘッド、３…
…モータ、４……位置検出器、５……デジタイジング制
御装置、６……デジタイズデータ処理部、７……補助記
憶装置、100……検出データ処理部、101……第１遅延回
路群、102……第２遅延回路群、101X,101Y,101Z,102X,1
02Y,102Z……遅延回路、103X,103Y,103Z,116……加算
器、110……フィルタ群、110X,110Y,110Z……フィル
タ、111……サンプルホルダ、112……A/Dコンバータ、1
13……レジスタ、114……係数記憶レジスタ、115……乗
算器。
サーヘッドの動作遅れ補正装置の一例を示すブロック
図、第２図及び第３図はそれぞれその装置の詳細を示す
ブロック図、第４図は従来のスキャニング軌跡を示す
図、第５図及び第６図はそれぞれ本発明によるスキャニ
ング軌跡を示す図、第７図から第９図は第４図に示す誤
差の改善を説明するための図、第10図及び第11図は第５
図に示すゆれの取り除きを説明するための図、第12図か
ら第14図はトレーサーヘッドの動作を説明するための図
である。 １……デジタイザ本機、２……トレーサーヘッド、３…
…モータ、４……位置検出器、５……デジタイジング制
御装置、６……デジタイズデータ処理部、７……補助記
憶装置、100……検出データ処理部、101……第１遅延回
路群、102……第２遅延回路群、101X,101Y,101Z,102X,1
02Y,102Z……遅延回路、103X,103Y,103Z,116……加算
器、110……フィルタ群、110X,110Y,110Z……フィル
タ、111……サンプルホルダ、112……A/Dコンバータ、1
13……レジスタ、114……係数記憶レジスタ、115……乗
算器。
Claims (1)
- 【請求項１】デジタイジング装置におけるトレーサーヘ
ッドでモデル表面をスキャニングして得られる各軸の変
位量及び前記各軸の位置検出値から前記モデルの形状デ
ータを得る際に、前記各軸の変位量及び前記各軸の位置
検出値に含まれる前記トレーサーヘッドの動作遅れによ
る誤差を補正する装置が、前記各軸の変位量をそれぞれ
遅延処理して前記各軸間の動作遅れの差を補正する第１
の遅延手段と、前記各軸の位置検出値をそれぞれ遅延処
理して前記各軸の変位量との遅れ時間を合せるように補
正する第２の遅延手段と、前記補正された各軸の変位量
及び前記補正された各軸の位置検出値をそれぞれ加算す
る加算手段と、前記加算された各軸のデータのそれぞれ
の振動成分を除去するフィルタ手段とで構成されている
ことを特徴とするデジタイジング装置におけるトレーサ
ーヘッドの動作遅れ補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324653A JP2540573B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | デジタイジング装置におけるトレ―サ―ヘッドの動作遅れ補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324653A JP2540573B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | デジタイジング装置におけるトレ―サ―ヘッドの動作遅れ補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164542A JPH01164542A (ja) | 1989-06-28 |
| JP2540573B2 true JP2540573B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=18168226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324653A Expired - Lifetime JP2540573B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | デジタイジング装置におけるトレ―サ―ヘッドの動作遅れ補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540573B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02274457A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-08 | Fanuc Ltd | ならい制御装置 |
| JPH03192405A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Okuma Mach Works Ltd | デジタイジング装置におけるデジタイズデータの誤差補正装置 |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP62324653A patent/JP2540573B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01164542A (ja) | 1989-06-28 |
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