JPH021628B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は倣い制御装置における倣い制御方法
に関し、特に任意のセンタラインを指定し、この
センタラインに沿つた倣い領域を倣う倣い制御方
法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 倣い装置にモデル形状を倣わせ、倣つた形状ど
おりに、工作機械にワーク加工させる倣い制御装
置において、プログラムを用いて複数の倣い工程
を行わせる倣い制御装置が広く使われるようにな
つてきている。この倣い制御装置において、モデ
ル形状を倣うのには、周知のように倣い装置のト
レーサヘツドに接続したスタイラスをモデル表面
に当接させて倣わせている。従来、このようなモ
デル表面倣い制御方法において、倣いの範囲を示
す倣いリミツトを指定して倣い領域を指定し、こ
の倣い領域内において倣い方向に従いに記トレー
サヘツドをモデル表面に当接させて移動させ、こ
のモデル表面の法線方向の変位量を計測すること
により、倣い制御が行なわれるようになつてい
る。ところが、ここにおいて上記トレーサヘツド
のモデル表面上での倣い方向は、一方向に限られ
ている。

そこで、例えば、モデルの端部等を倣う場合、
１つの倣い領域だけで倣いを行うと倣い精度が悪
くなるという問題点があり、倣い誤差を最小限に
するために、モデル形状によつては倣い領域を細
かく分割し、できる限りモデル形状に沿つた倣い
が行なわれるようにしている。ところが、倣い領
域を多数設定するということは、それだけ倣いリ
ミツトを設定しなければならず、その都度計算し
なければならない上に、各倣い領域毎にアプロー
チしなければならず、オペレータに多大な負担を
かけるという問題点がある。

例えば、第７図に示すように、倣い領域を３分
割して倣いを実施する場合、それぞれ１点鎖線で
示す倣いリミツトｌ１１及びｌ１２，ｌ２１及び
ｌ２２，ｌ３１及びｌ３２と、２点鎖線で示す倣
い終了リミツトｌ１ｅ，ｌ２ｅ，ｌ３ｅの計９本
のリミツトで囲まれる３つの倣い領域を指定して
倣い領域を指定し、まず同図に示すようにトレー
サヘツドを倣いの開始点であるアプローチ点PA
１にアプローチし、上記倣いリミツトｌ１１及び
ｌ１２で囲まれる倣い領域内を上記倣いリミツト
に直交する方向に往複倣いを実施し、倣い終了リ
ミツトｌ１ｅまで倣う（その軌跡を実線で示す）。
この１つの倣い領域の倣いを終了すると、トレー
サヘツドを次のアプローチ点PA２にアプローチ
し、上記倣いリミツトｌ２１及びｌ２２で囲まれ
る倣い領域内を、上述のように倣い終了リミツト
ｌ２ｅまで倣う（その軌跡を実線で示す）。そし
て、さらにトレーサヘツドを次のアプローチ点
PA３にアプローチし、上記倣いリミツトｌ３１
及びｌ３２で囲まれる倣い領域内を、上述のよう
に倣い終了リミツトｌ３ｅまで倣う（その軌跡を
実線で示す）ことになる。

そこで、同図に示すように、上記倣いリミツト
ｌ１１〜ｌ３２ｌ及び倣い終了リミツトｌ１ｅ〜
ｌ３ｅを計算して指定し、さらにアプローチ点
PA１〜PA３を指定して、各倣い領域毎にそれぞ
れアプローチしなければならず、倣い工程に要す
る時間が多くなり、オペレータにも多大な負担を
かけることになる。

（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたもの
であり、この発明の目的は、任意に指定したセン
タラインと直交する方向に倣い、このセンタライ
ンと平行にピツクフイードすることにより、セン
タラインを指定するだけで、モデル形状に沿つた
倣いが容易に行い得るようにした倣い制御方法を
提供することにある。

（発明の概要） この発明は、モデル表面を追跡するトレーサヘ
ツドの出力からこのトレーサヘツドとモデルとの
相対送り速度を演算指令し、この倣い送り速度指
令により各軸に設けられたモータを駆動して上記
トレーサヘツドにモデル表面を倣わせる倣い制御
方法において、任意の点列を指定してセンタライ
ンを想定し、このセンタラインに対する右側倣い
幅及び左側倣い幅を指定することによつて倣いリ
ミツトを設定し、上記センタラインに直交する方
向に倣うようにしたものである。

（発明の実施例） 第２図に示すように、例えば、倣いたい領域の
ほぼ中心を通る線分を想定し、この線分の始点Ｐ
１、曲折点Ｐ２，Ｐ３及び終点Ｐ４を指定する
と、この点Ｐ１〜Ｐ４を結ぶセンタラインが想定
できる。そして、このセンタラインを中心に、右
側に倣う幅LQR及び左側に倣う幅LQLを指定し、
上記センタラインに平行な線分ｌ１２，ｌ２２，
ｌ３２及びｌ１１，ｌ２１，ｌ３１を倣いリミツ
トとして想定する。さらに、各センタライン毎に
おける倣い終了リミツトｌ１ｅ，ｌ２ｅと、終点
Ｐ４を通りセンタラインと直交する線分ｌ３ｅを
倣い終了リミツトとして指定し、上記想定した倣
いリミツトと上記倣い終了リミツトとで囲まれる
倣い領域を倣うようにすれば、任意の倣い領域と
倣い方向が指定できることになる。そこで、従来
のように倣い領域を細かく分割しなくても、モデ
ル形状に応じた適切な倣い工程が容易にできるこ
とになる。

第１図は、上述のようなこの発明の倣い制御方
法を実施する一手段を示すブロツク構成図であ
る。同図において、テーブル８上に配置されたモ
デル９の表面にトレーサヘツド８０に接続したス
タイラス８１が当接するように、後述する表面任
意方向倣い制御部３からの信号を受けてこのトレ
ーサヘツド８０をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向にたとえばサ
ーボモータ（MX、MY、MZ）６Ａ，６Ｂ，６
Ｃで駆動すると共に、このサーボモータ６Ａ〜６
Ｃで移動されたトレーサヘツド８０のＸ、Ｙ、Ｚ
座標値を各軸の位置検出器（SX、SY、SZ）７
Ａ，７Ｂ，７Ｃで検出し、この検出された座標値
及びスタイラスのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向変位量εX、
εY、εZを基に上記駆動を以下に述べる制御装置
を制御し、倣い工程を行なうようになつている。
そこで、法線倣い指令部４は、上記第２図に示し
たように、点列Ｐ１〜Ｐ４からなるセンタライン
及び右左の倣い幅LQR，LQLにより指定される
倣い領域を、図に示すように、３つの倣い領域に
分解し、各倣い領域における倣いリミツトｌ１１
及びｌ１２，ｌ２１及びｌ２２，ｌ３１及びｌ３
２と、倣い終了リミツトｌ１ｅ，ｌ２ｅ，ｌ３ｅ
を以下のようにして求め、順次上記表面任意方向
倣い制御部３に指令する。ここにおいて、倣いリ
ミツトとは、例えば第３図に示すln１及びln２の
ように、倣い中にこの倣いリミツトの位置に達し
た時、倣いを中止して予め指定されているピツク
フイード量Ｐ分ピツクフイードを行ない、その
後、往複倣いならば再び逆方向に倣い、一方向倣
いならば他方の倣いリミツトに戻つて予め指定さ
れているピツクフイード量Ｐ分ピツクフイードを
行ない、再び同一方向に倣いを行なうようにする
ものである。

ここにいて、第３図に示すようにに、指定され
る点列Pn，pn＋１、Pn＋２から各倣い領域を示
す倣いリミツト及び倣い終了リミツトを求めるに
は、まず点Pnを通り線分＋１と直交する線
分を想定し、点Pnから倣い方向に対して右側に
距離LQRの位置に点Pnsr、左側に距離LQLの位
置に点Pnslを想定する。次に、点Pn＋２が倣い
の進行方向Ａ、すなわち線分＋１の延長線
に対して右側にあれば左側に、左側にあれば右側
に、それぞれ距離LQL又はLQR離れて線分
＋１及び線分＋1＋２に平行な線分を想定
し、その交点を求める。ここにおいて、点Pn＋
２が指定されていなければ、線分＋１の延
長線上に点Pn＋２を仮想して考え、上述のよう
に上記点Pn＋１を終了点として倣い終了リミツ
トを指定する。そこで、第４図においては、Pn
＋２が線分＋１の延長線に対して右側にあ
るので左側に、上記線分＋１及び線分＋
1Pn＋２と距離LQL離れた平行線分ln１及びln１
１を想定し、その交点をPnelとする。そして、
この点Pnelを通り線分＋１に直交する線分
上でセンタライン側に距離LQL＋LQRの位置に
点Pnerを求める。そこで、上記点Pnsr及び点
Pner、上記点Pnsl及び点Pnelを結ぶ線分ln１，ln
２が倣いリミツトとして、又線分が倣
い終了リミツトlneとして求まることになる。又、
上記線分＋１とＸ軸とのなす角度が直線倣
い角度θnとして、倣い方向を与える角度が求ま
ることになる。

そこで、上記表面任意方向倣い制御部３は、第
３図に示すように、上記法線倣い指令部４からア
プローチ点PA、倣いリミツトln１及びln２、倣
い終了リミツトlne、ピツクフイード量Ｐ及び倣
いの進行方向（ピツクフイード方向と同一）を示
す直線倣い角度θnを指令されて、一領域を一方
向に、又は同図に示すように往復して倣うよう
に、上記トレーサヘツド８０を駆動する。

すなわち、上記表面任意方向倣い制御部３は、
上記法線倣い指令部４から指令される上述のよう
な倣い工程に関する指令データと、上記トレーサ
ヘツド８０の座標値信号及び倣い、ピツクフイー
ドの終了信号を受けて、アプローチ点、倣い方向
及びピツクフイード方向を上記Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の駆
動部（MX、MY、MZ）６Ａ，６Ｂ，６Ｃに指
令し、このＸ、Ｙ、Ｚ各軸方向の変位量εX、
εY、εZのデータのフイードバツクを受けて駆動
量を修正しながら、上述のようなセンタラインを
中心とした倣い工程を倣いリミツトで指定される
倣い領域の範囲で行なうようになつている。

一方、デジタイズデータ収集部２は、上記Ｘ、
Ｙ、Ｚ軸の位置検出器（SX、SY、SZ）７Ａ，
７Ｂ，７Ｃで検出した座標値及び上記Ｘ、Ｙ、Ｚ
軸方向の変位量εX、εY、εZをサンプリングして
トレランス処理を行ない、モデル形状のNCデー
タとして図示していないフロツピデイスクなどの
記憶装置に記憶されるようになつている。

このような構成により実施されるこの発明の倣
い制御方法の動作について、第４図のフローチヤ
ートを参照しながら説明する。

この発明の倣い制御方法が開始されると、別途
倣いプログラムによる指令、又は手動入力される
指令に基づき、トレーサヘツド８０は第５図に示
すアプローチ点PAにアプローチする。そして、
倣い速度、ピツクフイード速度、ピツクフイード
量Ｐ及びセンタラインを示す点列等のデータが、
法線倣い指令部４に手動入力されることにより、
又は倣いプログラムから読込まれることにより入
力される（ステツプS1）。そこで、法線倣い指令
部４は、上記第３図に示したように、入力された
センタラインを指定する点列Pn、Pn＋１、Pn＋
２から倣い領域を分解し、その分解された倣い領
域を示す区分領域カウンタｎをまず“１”にセツ
トする（ステツプS2）。そして、上記点列Pn、
Pn＋１、Pn＋２及び倣い幅LQR，LQLから区分
倣い領域を示す倣いリミツトln１及びln２、倣い
終了リミツトlne及び直線倣い方向（角度θn）を
上述のようにして求める（ステツプS3）。そこ
で、上記表面任意方向倣い制御部３は、上記法線
倣い指令部４で求められ指令された倣いリミツト
ln１及びln２、倣い終了リミツトlne及び直線倣
い方向（角度θn）に従つて、上記１区分倣い領
域の倣い工程を実行する（ステツプS4）。ここに
おいて、上記１区分倣い領域における倣いが終了
した時、第６図Ａに示すように、トレーサヘツド
８０が、線分＋１に対して上記点Pn＋２と
同一側にあれば、上記倣い終了リミツトlne上を
１回倣わせて（同図に破線で示す）終了し、第６
図Ｂに示すように反対側で終了すれば、そのまま
終了して、次の区分倣い領域に備える意味で終了
点を調整する（ステツプS5）。

そして、上述のようにして１区分倣い領域の倣
いを終了すると、上記区分領域カウンタｎに
“１”加え（ステツプS6）、上述のようにして設
定した区分倣い領域が残つていれば（ステツプ
S7）、上記ステツプS3に戻り、以後この動作を繰
返して指定した倣い領域における全倣い工程を実
施し、また上述のようにデジタイズデータ収集部
２でトレランス処理されたモデル形状のNCデー
タを記憶装置に記憶させてこの発明の倣い制御方
法の動作を終了する。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、センタライ
ンを示す点列と倣い幅を指定するだけで、モデル
形状に応じた最適な倣い領域と倣い方向が区分さ
れて容易に設定でき、モデル形状によらず倣い精
度を向上させて安定した倣いを行うことができ
る。また、各倣い領域毎にその都度アプローチす
るなどの無駄がなくなり、時間を短縮化させて効
率の良い倣い工程が実施できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の倣い制御方法を実施する一
手段を示すブロツク構成図、第２図、第３図、第
５図及び第６図Ａ，Ｂはこの発明の倣い制御方法
の概要を説明する図、第４図はこの発明の動作を
示すフローチヤート、第７図は従来の倣い制御方
法を説明する図である。 ２……デジタイズデータ収集部、３……表面任
意方向倣い制御部、４……方線倣い指令部、６
Ａ，６Ｂ，６Ｃ……サーボモータ、７Ａ，７Ｂ，
７Ｃ……位置検出器、８……テーブル、９……モ
デル、８０……トレーサヘツド、８１……スタイ
ラス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モデル表面を追跡するトレーサヘツドの出力
   から前記トレーサヘツドと前記モデルとの相対送
   り速度を演算指令し、この送り速度指令により各
   軸に設けられたモータを駆動して前記トレーサヘ
   ツドにモデル表面を倣わせる倣い制御方法におい
   て、任意の点列を指定してセンタラインを想定
   し、このセンタラインに対する右側倣い幅及び左
   側倣い幅を指定することによつて倣いリミツトを
   設定し、前記センタラインに直交する方向に倣う
   ようにしたことを特徴とする倣い制御方法。