JPH0123269B2 - - Google Patents

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JPH0123269B2
JPH0123269B2 JP58096289A JP9628983A JPH0123269B2 JP H0123269 B2 JPH0123269 B2 JP H0123269B2 JP 58096289 A JP58096289 A JP 58096289A JP 9628983 A JP9628983 A JP 9628983A JP H0123269 B2 JPH0123269 B2 JP H0123269B2
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Hajime Kishi
Mitsuo Matsui
Hitoshi Matsura
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/121—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing
    • B23Q35/123—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing the feeler varying the impedance in a circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T409/30—Milling
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞ 本発明は、２台のならい装置を設けて第１のな
らい装置側でのモデルならいを行なわせ、該なら
いに基づいて第１のならい装置より第２のならい
装置側の移動指令を発生し、該移動指令に基づい
て第２のならい装置側でも同時にならい加工を行
なうマスタースレーブ方式のならい制御装置に関
する。 ＜従来技術＞ マスタースレーブ方式のならいシステムは少な
くとも２台のならい装置を有し、第１のならい装
置側（マスター側）でモデルをならい、該ならい
に基いて第１のならい装置より第２のならい装置
側（スレーブ側）の移動指令を発生し、該移動指
令に基いてスレーブ側で加工を行なうものであ
る。かゝるマスタースレーブ方式のならいシステ
ムを構成する個々のならい装置はトレーサヘツド
にモデルをならわせ、該トレーサヘツドにより検
出された変位量を用いてならい制御回路において
各軸の速度指令を演算し、これによりアナログの
速度指令を発生し該アナログの速度指令により対
応する各軸のモータを駆動して工具をワークに対
し相対的に移動させると共に、トレーサヘツドを
してモデル表面をならわせ、これら動作を繰返し
てワークにモデル形状と同形の加工を行なう機能
を有している。又、マスタースレーブのならい制
御が行なえるようにならい装置（マスタ側）のな
らい制御回路から出力されたアナログの速度指令
電圧はアナログゲートを介して適宜他方のならい
装置（スレーブ側）の速度制御ユニツトに印加さ
れる構成になつている。 ＜従来技術の欠点＞ このように従来のマスタスレーブシステムにお
いては、速度制御信号は速度制御ユニツトへのア
ナログ電圧入力として指令されていたので、マス
タ側からスレーブ側に送出される移動指令もその
ままアナログ値で出力されており、その結果、電
源電圧変動やノイズなどの外乱に弱く、正確な指
令を発生できず、結果的に高精度のならい加工が
できない欠点があつた。 又、上記従来のマスタースレーブシステムにお
いてはマスタ側よりスレーブ側へ送出する移動指
令はアナログの速度指令として与えられるため、
加工形状を適宜モデル形状に対し拡大或いは縮小
させることができない欠点がある。また、特公昭
44−23273号公報には、倣い機械と加工機械のテ
ーブルを分離して各々に送り用のパルスモータを
設け、切削による振動がスタイラス側に伝達され
ることによる加工精度の低下を防止した発明があ
る。ここでは、１台の倣い機械に複数の被制御機
械が並列に接続され、全ての被制御機械に同一の
モータ駆動指令、つまり送りパルス信号が転送さ
れているため、被制御機械毎のピツチ誤差やバツ
クラツシ補正を精度良く行なうことができないと
いう問題があつた。 ＜発明の目的＞ 本発明の目的は、１つのモデルから複数のワー
クを同時にならい加工するためのマスタースレー
ブ方式のならい制御装置において、速度指令をデ
イジタル信号により形成し、マスタ側からスレー
ブ側に送出される移動指令もデイジタル値の制御
データとしたならい制御装置を提供することであ
る。 本発明の別の目的はマスタ側よりスレーブ側へ
の移動指令を速度でなく移動量としてデイジタル
で与えることができ、しかも別途与えられている
倍率データを用いて加工物の大きさをモデルに対
し拡大或いは縮小させることができるならい制御
装置を提供することにある。 ＜発明の概要＞ トレーサヘツドから発生した検出信号を用いて
ならい工作機械の各軸モータをならい制御するな
らい制御装置において、前記検出信号に基づいて
各軸モータを制御する速度指令機能とならいによ
らない位置決め機能とを有しそれぞれ独立したな
らい加工を行なう第１及び第２のならい装置と、
第１のならい装置側でならい加工を行なう可動部
の現在位置或いは移動量を監視する監視手段と、
この第１のならい装置側での監視結果に基づいて
検出されるトレーサヘツドの現在位置或いは所定
時間内の移動量を前記第２のならい装置に対する
可動部の移動指令としてデイジタル伝送する信号
伝送手段と、前記第２のならい装置の所定軸につ
いての移動指令に所定の倍率を乗算する演算手段
とを具備し、第１のならい装置側のトレーサヘツ
ドによりモデルをならわせ、該ならいによる移動
指令に基づいて第２のならい装置で該モデル形状
を前記所定の軸方向に拡大或いは縮小した形状の
加工を行なわせるようにしたことを特徴とするな
らい制御装置である。 ＜実施例＞ 第１図は本発明に係るマスタースレーブのなら
いシステムに適用できるならい装置のブロツク図
でＺ軸の制御系のみ示している。ならい工作機械
側TCMにはテーブルTBLをＸ軸方向に駆動する
Ｘ軸のモータXMと、トレーサヘツドTC及びカ
ツタヘツドCTが装着されたコラムCLMをＺ軸方
向に駆動するＺ軸のモータZMと、テーブルTBL
をＹ軸方向に動かすＹ軸のモータYMが設けられ
ている。テーブルTBLにはモデルMDLとワーク
WKとが固定され、トレーサヘツドTCはモデル
MDLの表面に当接してならい、カツタヘツドCT
はワークWKにモデル形状通りの加工を施す。ト
レーサヘツドTCは周知の如く、モデルMDLの表
面のＸ，Ｙ，Ｚ各軸の変位εx，εy，εzを検出する
構成のものであり、トレーサヘツドTCにより検
出された各軸方向変位はマイクロコンピユータ構
成のならい制御部TCCに入力され、こゝで周知
のならい演算が行われて各軸方向の速度指令がデ
イジタルで発生する。さて、ならい方法としてＸ
―Ｙ面における表面ならいを考えるとデイジタル
の速度指令Vx，Vzが発生する。そしてこのデイ
ジタルの速度指令のうちVzはマルチプレクサ
MPXを介してデイジタルアナログ変換器（DA
変換器という）DACに入力され、アナログの速
度指令電圧Vcとなつて速度制御ユニツトVCCに
印加される。尚、ならい制御時にはならいモード
信号TCMが発生し、マルチプレクサMPXはVz
のみ通過するようになつている。速度制御ユニツ
トVCCはタコジエネレータTGより発生する実速
度電圧Vaと速度指令電圧Vcとの差分に基いてＺ
軸のモータZMを駆動する。これと同時にＸ軸モ
ータXMも同様に駆動されカツタヘツドCTがワ
ークWKに対して相対的に移動して、該ワークに
モデル形状通りの加工が施され、又トレーサヘツ
ドTCはモデルMDLの表面をならうことになる。
以後、トレーサヘツドTCはモデル形状に従つて
変位置εx，εy，εzを発生し、該変位量をならい制
御部TCCに入力する。ならい制御部TCCは変位
量εx，εy，εzが入力されゝば、該変位量に基いて
周知のならい演算を実行して送り速度Vx，Vzを
演算する。例えば送り速度Vxは｜ε―ε0｜（但
し、εは合成変位量、ε0は基準偏位）の値に対し
反比例する様制御し、送り速度Vzは｜ε―ε0｜
の値に比例して変化し、かつ（ε―ε0）が零にな
る様に制御する。以後、新たに演算されたデイジ
タルの速度指令Vx，VzによりＸ軸及びＺ軸モー
タが駆動され、トレーサヘツドTCはモデル表面
に沿つて移動すると共に、カツタヘツドCTはト
レーサヘツドと同一の動きを行ないワークWKに
モデルMDLの形状と同一の加工を施す。 一方、Ｚ軸モータZMが所定角度回転すると位
置検出器（たとえばパルスコーダ、ポジシヨンコ
ーダなど）PSDから互いに90゜位相のずれた１組
のフイードバツクパルスPa，Pbが発生する。フ
イードバツクパルスPa，Pbは移動方向判別回路
MDDに印加され、こゝで移動方向を判別され
る。すなわち、パルスPaの位相がパルスPbの位
相より進んでいるかいなかにより移動方向を判別
できるから、方向判別回路MDDは位相の進み或
いは遅れに応じて移動方向信号MDSをゲート回
路GTCに出力する。ゲート回路GTCはＺ軸モー
タZMが正回転している場合にはフイードバツク
パルスPaを可逆カウンタRCNの減算端子に、又
後述する分配パルスPsを加算端子にそれぞれ入
力し、逆回転している場合にはフイードバツクパ
ルスPaを加算端子に、分配パルスPsを減算端子
にそれぞれ入力する。 以下、Ｚ軸モータが正回転している場合におけ
る現在位置の監視手法（フオローアツプという）
について説明する。 ｍ個のフイードバツクパルスPaの発生により
可逆カウンタRCNの内容は−m1となる。この可
逆カウンタRCNの内容はならい制御部TCCによ
り所定周期毎に読取られ、 Ｍ＋m1→Ｍ（Ｍの初期値は零） ……(1) の演算を施される。又、ならい制御部TCCはm1
をパルス分配器PDCに入力する。パルス分配器
PDCはm1が指令されゝば直ちにパルス分配演算
を行ないm1個の分配パルスPsを出力する。この
分配パルスPsはオアゲートORG及びゲート回路
GTCを介して可逆カウンタRCNの加算端子に入
力されその内容を正方向に１づつ更新する。従つ
て、モータZMがm1個のパルス発生後停止すれば
パルス分配器PDCからm1個のパルス発生により
可逆カウンタRCNの計数値は零となる。しかし
ながら、Ｚ軸モータが回転していれば上記パルス
分配演算と並行して可逆カウンタRCNの減算端
子にフイードバツクパルスPaが依然として入力
され、その内容を負方向に１づつ更新し、パルス
分配器からm1個の分配パルスが発生しても零に
はならない。従つて、可逆カウンタRCNからそ
の内容−m1が読みとられた時刻をt1，m1個の分
配パルスPsが発生する時刻をt2とし、時刻t1とt2
の間にフイードバツクパルスPaがm2個発生する
ものとすれば、時刻t2において可逆カウンタ
RCNの内容は−m2となる。 ところで、m1に等しい数の分配パルスが発生
した後（所定周期のサンプリングパルスが発生し
たとき）ならい制御部TCCは可逆カウンタRCN
の内容（−m2）を再び読取り、 Ｍ＋m2→Ｍ ……(1)′ の加算演算を行なうと共にm2をパルス分配器
PDCに指令する。尚、この(1)′の演算によりＭは
（m1＋m2）となつている。以後、サンプリング
パルスが発生する毎にならい制御部TCCは可逆
カウンタRCNの内容−mi（ｉ＝１、２、３）を
読取り、 Ｍ＋mi→Ｍ（＝Σmi） ……(1)″ の加算演算を行なうと共に、数値miをパルス分
配器PDCに入力する。以後、上記動作を繰返え
す。 以上をまとめると下表の如くなる。尚、時刻t1
は最初にならい制御部TCCが可逆カウンタRCN
の内容を読込んだ時刻であり、ti（ｉ＝２、３、
…）は周期Ｔのサンプリングパルスが発生した時
刻、miは時刻ti−１からtiの間に発生したフイー
ドバツクパルスPaの数である。
【表】 この表から明らかなように時刻tj＋１迄に発生
したフイードバツクパルスPaの総数Ｍは Ｍ＝j+1 〓i=1 mi で表現でき、Ｚ軸方向の現在位置を示し、ならい
制御TCC内の現在位置レジスタに記憶される。
尚、サンプリングパルスＴの１周期内にmi個の
分配パルスが確実に発生するものとする。 以上、ならい制御動作とならい制御時における
現在位置を監視する方法を説明したが、第１図に
示すならい装置TCUはNC装置と同様にならいに
よらない位置決め機能を有している。たとえば、
ならい制御部TCCよりパルス分配器PDCに移動
量ΔZをゲート回路GTCに指令移動方向信号
CMDを、マルチプレクサMPXにNCモード信号
NCMを入力すれば、パルス分配器PDCから分配
パルスPsが発生し、この分配パルスPsはオアゲ
ートORGを介してゲート回路GTCに入力され
る。ゲート回路GTCは指令方向が正であれば該
分配パルスPsを可逆カウンタRCNの加算端子に、
負であれば減算端子に入力する。今、指令方向が
正方向であるとすれば分配パルスPsは可逆カウ
ンタRCNにカウントアツプされ、該可逆カウン
タの計数値はマルチプレクサMPXを介してDA
変換器DACに入力され、こゝでアナログの指令
速度電圧Vcに変換されて速度制御ユニツトVCC
に印加される。速度制御ユニツトVCCは実速度
電圧Vaと速度指令電圧Vcとの差分に基いてＺ軸
のモータZMを駆動し、コラムCLMをＺ軸方向に
移動させる。Ｚ軸モータZMが回転すればフイー
ドバツクパルスPa，Pbが発生し、可逆カウンタ
RCNの計数値を零方向に減小させる。可逆カウ
ンタRCNの計数値は漸増し、定常時にはほぼ一
定になりこれによりＺ軸モータZMは一定速度で
回転し、分配パルスPsの発生が停止すると計数
値は漸減しＺ軸モータは減速し指令された量回転
して停止する。又、手動でならい工作機械を移動
させたい場合にはまず操作パネルOPPより手動
モードを選択する。これによりならい制御部
TCCはマルチプレクサMPXにNCモード信号
NCMを出力する。しかる後、操作パネルに設け
られた手動送りスイツチ或いは手動パルス発生器
を操作すればならい制御部TCCは手動送り方向
に応じて指令移動方向信号CMDをゲート回路
GTCに出力し、又パルス発生器POSはパルスPh
を発生し、以後前述の分配パルスPsによる場合
と同様にならい工作機械を移動させる。 第２図は本発明に係るマスターストーブ方式の
ならいシステムのブロツク図、第３図は処理の流
れ図であり、第２図中第１図と同一部分には同一
アルフアベツト符号を付し、マスタ側をサフイツ
クス１で、スレーブ側をサフイツクス２で示して
いる。尚、マスタ側のならい装置とスレーブ側の
ならい装置間は、ならい制御部TCC1から工作機
械の現在位置或いは所定時間内に移動した移動量
をならい制御部TCC2へデイジタル伝送する信号
伝送線LNにより接続されている。 次に、マスタースレーブ方式によるならい制御
を説明する。 操作パネルOPP1，OPP2上のモード選択スイツ
チをマスタースレーブモードにし、且つマスター
かスレーブかの区別を入力する。マスターが指示
されたならい装置側（マスタ側）のならい制御部
TCC1はマルチプレクサMPX1にならいモード信
号TCMを出力し、又スレーブが指示されたなら
い装置側（スレーブ側）のならい制御部TCC2は
マルチプレクサMPX2にNCモード信号NCMを出
力する。 この状態でならい起動をかけるとマスタ側のな
らい装置は前述のならい動作を実行すると共に、
フオローアツプ制御により現在位置を監視する。 さて、フオローアツプ制御においては、ならい
制御部TCC1は所定周期Ｔ毎に（サンプリングパ
ルスが発生する毎に）可逆カウンタRCN1の計数
値−miを読取る。尚、この計数値miは周期Ｔの
間にならい工作機械がＺ軸方向に動いた距離であ
る。コンピユータ構成のならい制御部TCC1はこ
の計数値（移動量）miを用いて前述の(1)″式によ
りＺ軸方向の現在位置を更新すると共に、該移動
量及び移動方向をスレーブ側の移動指令としてな
らい制御部TCC2に出力する。 スレーブ側のならい制御部TCC2はマスタ側か
ら移動指令が入力されると、倍率Ｓが設定されて
いるかどうかをチエツクし、設定されていれば移
動量データmiとＳを用いて Ｓ・mi→Ｎ の演算を行ない、倍率Ｓが設定されていなければ mi→Ｎ として、Ｎをスレーブ側パルス分配器PDC2に入
力する。尚、倍率Ｓは予め操作パネルOPP2より
入力されてならい制御部TCC2のメモリに記憶さ
れている。又、ならい制御部TCC2は移動方向信
号CMD2をゲート回路GTC2に出力する。 パルス分配器PDC2はこの移動量データＮに基
いてパルス分配演算を実行し、Ｎ個の分配パルス
Ps2を発生する。分配パルスPs2はオアゲート
ORG2、ゲート回路GTC2を介して可逆カウンタ
RCN2に入力され、以後前述の位置決め制御と全
く同様にスレーブ側のならい工作機械を移動させ
ワークWK2にモデルMDL1の大きさのＳ倍の加
工を施す。 尚、以上はマスク側でモデルをならわせた場合
であるが、スレーブ側のならい制御装置が単独で
モデルをならつて、独自のならい加工を行なうこ
ともできる。又、マスタ側からスレーブ側への移
動指令データとして所定周期毎のマスタ側移動量
miを出力した場合について説明したがマスタ側
の周期Ｔ毎の現在位置Miを移動指令データとし
てスレーブ側に出力し、スレーブ側にて Mi―Mi-1→mi Ｓ・mi→Ｎ の演算を行なつて、Ｎをパルス分配器PDC2に出
力するようにしてもよい。又、マスター側にて
Ｓ・mi→Ｎの演算を行なつて、Ｎをスレーブ側
へ出力するように構成することもできる。 更に、倍率を制御軸方向毎に設定できるように
構成し、Ｔ秒毎のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の移動を
それぞれxi，yi，ziとするとき、以下の演算によ
り得られるインクリメンタル量Xi，Yi，Ziをス
レーブ側の各軸移量として各軸パルス分配器に入
力するようにもできる。 Xi＝sx・xi Yi＝sy・yi Zi＝sz・yi 但し、sx，sy，szは各軸方向の倍率である。 ＜発明の効果＞ 以上、説明した通り本発明のならい制御装置に
よれば、第１のならい装置側のトレーサヘツドに
よりモデルをならわせ、該ならいによる移動指令
に基づいて第２のならい装置で該モデル形状を前
記所定の軸方向に拡大或いは縮小した形状の加工
を行なわせるようにしたから、第２のならい装置
による加工は、モデルの大きさに対して、任意
に、且つ容易に拡大し、あるいは縮小した形状で
実行することができる。また、第１のならい装置
からはトレーサヘツドの現在位置或いは所定時間
内の移動量が第２のならい装置に対する可動部の
移動指令としてデイジタル伝送されるので、被制
御機械毎のピツチ誤差やバツクラツシ補正の調整
を容易に行なえるばかりか、電源電圧変動やノイ
ズなどの外乱の影響をなくせ、高精度のならい加
工を行なうことができる。又、スレーブ側のなら
い工作機械での位置決め動作をデイジタル制御す
ることができるので、アナログ電圧指令によりス
レーブ側の工作機械の制御を行なつていた従来方
式のものに比較して構成が容易になり、信頼性も
向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のマスタースレーブ方式のなら
いシステムに適用できるならい装置の説明図、第
２図は本発明のマスタースレーブ方式のならいシ
ステムの構成図、第３図は処理の流れ図である。 TCC，TCC1，TCC2…ならい制御部、MPX，
MPX1，MPX2…マルチプレクサ、DAC，
DAC1，DAC2…DA変換器、PDC，PDC1，PDC2
…パルス分配器、GTC，GTC1，GTC2…ゲート
回路、RCN，RCN1，RCN2…可逆カウンタ、
OPP，OPP1，OPP2…操作パネル、POS，
POS1，POS2…パルス発生器、MDD，MDD1，
MDD2…移動方向判別回路、MDL，MDL1…モ
デル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ トレーサヘツドから発生した検出信号を用い
    てならい工作機械の各軸モータをならい制御する
    ならい制御装置において、前記検出信号に基づい
    て各軸モータを制御する速度指令機能とならいに
    よらない位置決め機能とを有しそれぞれ独立した
    ならい加工を行なう第１及び第２のならい装置
    と、第１のならい装置側でならい加工を行なう可
    動部の現在位置或いは移動量を監視する監視手段
    と、この第１のならい装置側での監視結果に基づ
    いて検出されるトレーサヘツドの現在位置或いは
    所定時間内の移動量を前記第２のならい装置に対
    する可動部の移動指令としてデイジタル伝送する
    信号伝送手段と、前記第２のならい装置の所定軸
    についての移動指令に所定の倍率を乗算する演算
    手段とを具備し、第１のならい装置側のトレーサ
    ヘツドによりモデルをならわせ、該ならいによる
    移動指令に基づいて第２のならい装置で該モデル
    形状を前記所定の軸方向に拡大或いは縮小した形
    状の加工を行なわせるようにしたことを特徴とす
    るならい制御装置。 ２ 前記第２のならい装置の各軸についての移動
    指令に、それぞれ所定の倍率を設定するようにし
    たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    ならい制御装置。
JP58096289A 1983-05-31 1983-05-31 ならい制御装置 Granted JPS59224240A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58096289A JPS59224240A (ja) 1983-05-31 1983-05-31 ならい制御装置
EP84900878A EP0147466B1 (en) 1983-05-31 1984-02-20 Method of controlling profiling
PCT/JP1984/000056 WO1984004718A1 (en) 1983-05-31 1984-02-20 Method of controlling profiling
DE8484900878T DE3480181D1 (en) 1983-05-31 1984-02-20 Method of controlling profiling
US06/700,703 US4639172A (en) 1983-05-31 1984-02-20 Trace control method

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