JPH01274950A - デジタイズ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、３次元モデル表面をスキャニングして３次元
モデル形状を表わす座標データを得ることができるデジ
タイズ制御装置に関する。

（従来の技術） 複雑な３次元形状の加工を行なう場合、従来はその３次
元モデルを作って倣いフライス盤等で加工を行なってい
た。しかし、近年では３次元モデル表面にスタイラスを
接触させてスタイラスの変位の大きさを一定に保ちなが
らスキャニングヘッドを所定のスキャニング平面内で相
対移動させ、位置検出器゛により得られるスタイラスの
球心の軌跡の座標データをサンプリングするデジタイズ
制御装置と、サンプリングした座標データに従って工具
を制御するＮＧ（数値制御）加工機とで加工を行なって
いる。このような従来のデジタイズ制御装置で３次元モ
デル形状を表わす座標デー・りを得る場合には、サンプ
リングしたスタイラスの球心の軌跡の座標データを元に
スタイラスと３次元モデル表面との接触点のＦｉ標デー
タを求める演算部を従来のデジタイズ制御装置に付加し
ている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した演算器が付加されたデジタイズ制御装置のスタ
イラスＳを例えば第５図（＾）に示すような３次元モデ
ルＭに接触させ、スタイラスＳの変位の大きさを一定に
保ちながらスキャニングヘッド１をスキャニング平面Ｓ
Ｐ内で相対移動させた場合、スタイラスＳと３次元モデ
ルＭの表面との接触点は３次元モデルＭの表面の傾斜に
よっては必ずしもスキャニング平面ＳＰ内に存在すると
は限らない。例えば次元モデルＭの各断面Ｍａ、Ｍｂ、
！Ｊｃにおける接触点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃのうち接触点Ｐ
ａ及びＰｃは同図（Ｂ）　に示すようにスキャニング平
面ＳＰ内に存在しておらず、接触点の軌跡を　Ｘ−Ｙ平
面上に投影した軌跡１．Ｐは同図（Ｃ）に示すようにス
キャニング平面ＳＰに対して“ずれ”が生じている。こ
のため、３次元モデル形状を表わす整った座標データを
得ることができないという問題があった。

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、３次元モデルの表面に傾斜等があっても
３次元モデル形状を表わす整った座標データを容易に得
ることができるデジタイズ制御装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、３次元モデル表面にスタイラスを接触させて
前記スタイラスの変位の大きさを一定に保ちながらスキ
ャニングヘッドを所定のスキャニング平面内で相対移動
させ、位置検出器により得られる機械座標値をサンプリ
ングするデジタイズ制御装置に関するものであり、本発
明の上記目的は、前記スキャニングヘッドからの変位ベ
クトル信号、前記スタイラスの大きさ及び前記機械座標
値に基づいて前記スタイラスと前記３次元モデル表面と
の接触点の座標値を求める座標演算部と、この座標演算
部で求めた接触点の座標値と前記スキャニング平面との
器部に比例した速度指令値を求める速度演算部と、この
速度演算部で求めた速度指令値に基づいて前記スキャニ
ングヘッドを前記スキャニング平面と直交する方向に相
対移動させる駆動部とを具備することによって達成され
る。

（作用） 本発明のデジタズ制御装置は、スタイラスと３次元モデ
ルの表面との接触点が所定のスキャニング平面からずれ
たときにスキャニングヘッドを移動させて接触点をスキ
ャニング平面内に持っていくようにしているので、スキ
ャニング平面と平行方向の接触点の軌跡は常に直線とな
るものである。

（実施例） 第１図は、本発明のデジタイズ制御装置の一例を示すブ
ロック図であり、スタイラスＳを有するスキャニングヘ
ッド１からの変位ベクトル信号εを元にＸ軸サーボモー
タＭ×及び２＠サ一ボモータＭＺを駆動してスキャニン
グヘッド１をＸ−Ｚ平面と平行な平面（スキャニング平
面）ＳＰ内で相対移動させるスキャニング制御部２と、
各軸の位置検出器ＥＸ、ＥＹ、ＥＺからの座標値り、、
Ｄ、、Ｄバスキャニングへラド１からの変位ベクトル信
号ε及び予め入力されているスタイラスＳの半径Ｒによ
りスタイラスＳと３次元モデルＭの表面との接触点を示
すベクトルＰを求める接触点座標演算部３とを有してい
る。さらに、この接触点座標演算部３からの接触点を示
するベクトルＰを記憶する記憶部４と、接触点座標演算
部３からの接触点のＹ座標値Ｐ、とスキャニング平面（
この平面のＹ座標値をＹ。とする）ＳＰとの距１ｉｆｔ
　（ｙｏ−ｐｙ）　に比例した速度指令ｖｙを求める速
度演算部５と、この速度演算部５からの速度指令ｖｙに
従フてＹ軸サーボモータＭＹを駆動するサーボモータ駆
動部６とで構成されている。

上述した接触点座標演算部３では、第２図に示すように
点線で示す変位していないと仮定したスタイラスＳの球
心を示すベクトルＣが６変位したときのスタイラスＳと
３次元モデルＭの表面との接触点を示すベクトルＰを求
める演算が行なわれ、その演算は次式（１）で表わされ
る。

ｐ＝ｃ＋ε−Ｒｘ−７−−　　・・・・・・・・・（１
）そして、上述した速度演算部６では、第３図に示すよ
うにスタイラスＳと３次元モデルＭの表面との接触点Ｐ
をスキャニング平面ＳＰ上へ穆動させるためのスキャニ
ング平面ＳＰと直交する方向の速度指令ｖｙを求める演
算が行なわれ、その演算は次式（２）で表わされる。

し　＝　ｋｖ　　（ＹＯ−ｐｙ　　）　　　　　　　　
　　　　　”””’・・　（２）なお、ｋｖ；速度係数 このようなデジタイズ制御装置によれば、第５”図（八
）で説明した３次元モデルＭのスキャンニング平面ＳＰ
内におけるスタイラスＳと３次元モデルＭの表面との接
触点の軌跡をＸ−Ｙ平面上に投影した軌跡ＬＰＰは、第
４図に示すようにスキャニング平面ＳＰと一致する。ま
た、このときのスキャニングヘッドの軌跡はＳＬのよう
になる。

なお、上述した実施例においてはＸ釉及びＺ軸でスキャ
ニング制御を行ない、Ｙ軸でスタイラスのずれの抑止制
御を行なうようにしたが、任意の２軸でスキャニング制
御を行ない、残りの１軸でスタイラスのずれの抑止制御
を行うことが可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明のデジタイズ制御装置によれば、３
次元モデル形状を表わす整った座標データを容易に得る
ことができるので、例えば加工品の形状を表わす座標デ
ータも同様にサンプリングして加工精度のチエツク等を
容易かつ迅速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のデジタイズ制御装置の一例を示すブ
ロック図、第２図及び第３図はそれぞれその主要部の動
作例を説明するための図、第４図は本発明のデジタイズ
制御装置による接触点の軌跡を示す図、第５図（Ａ）は
３次発モデルの一例を示す斜視図、同図（Ｂ）はその３
次元モデル表面とスタイラスとの接触状態を示す図、同
図（Ｃ）は従来のデジタイズ制御装置による接触点の軌
跡を示す図である。 ２・・・スキャニング制御部、３・・・接触点座標演算
部、４・・・記憶部、５・・・速度演算部、６・・・サ
ーボモータ駆動部。 出願人代理人　　　安　形　雄　三 ＳＰ 、ノ （Ａ） 第５２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、３次元モデル表面にスタイラスを接触させて前記ス
   タイラスの変位の大きさを一定に保ちながらスキャニン
   グヘッドを所定のスキャニング平面内で相対移動させ、
   位置検出器により得られる機械座標値をサンプリングす
   るデジタイズ制御装置において、前記スキャニングヘッ
   ドからの変位ベクトル信号、前記スタイラスの大きさ及
   び前記機械座標値に基づいて前記スタイラスと前記３次
   元モデル表面との接触点の座標値を求める座標演算部と
   、この座標演算部で求めた接触点の座標値と前記スキャ
   ニング平面との距離に比例した速度指令値を求める速度
   演算部と、この速度演算部で求めた速度指令値に基づい
   て前記スキャニングヘッドを前記スキャニング平面と直
   交する方向に相対移動させる駆動部とを設けたことを特
   徴とするデジタイズ制御装置。