JPH0259257A - 倣い制御方法 - 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〉 本発明は倣い制御方法に係り、特に倣い制御平面におけ
る変位量が小さくなる側面形状を倣う際に適用して好適
な倣い制御方法に関する。

〈従来技術〉 倣い制御は第６図を参照すると１通常モデルに接触する
スタイラス１の各軸変位量ε６．ε７゜Ｅ２をトレーサ
ヘッド２で検出し１合成回路３で各軸変位量を合成して
なる合成変位量Ｅ　（ただし、ε＝Ｊｔ８′＋ε７′＋
ε２′）を計算し、該合成変位量εと基準変位量ε。ど
の誤差Δεを加算回路４で求め、速度信号発生部５にお
いてΔＦ−ＶＮ特性に基いて法線方向速度信号■１を発
生し、速度信号発生部６においてΔＥ−ＶＴ特性に基い
て接線方向速度信号ｖＴを発生する。一方、倣い方向演
算回路８は切換回路７から出力された倣い制御平面にお
ける各軸変位量ε□、ε２を用いて倣い方向θの余弦Ｃ
ｏｓθおよび正弦ｓｉｎθを発生し、軸速度信号発生部
９はＶ　Ｎ　Ｉ　Ｖｔ　＋　　ｃａＳｅ。

５ｊｎ（＋を用いて倣い制御平面における各軸速度Ｖ□
。

ｖ２　　を発生し、該速度でスタイラス１をモデルに沿
って移動させ、以後同様な処理を繰り返して倣いル制御
を実行する。

ところで、かかる倣い制御方法においてモデル（例えば
半球）ＭＤＬの中央部を倣う時には（第７図参照）、倣
い平面（ＸＺ平面とする）における各軸変位量ε□　（
＝ｔ）ｙ　ε２　（＝ε２）が大きいため倣い方向θを
正確に割り出せ、精度の高い倣い加工ができる。なお、
ε１□は合成変位量ベクトルであり、ε１□＝Ｖε□′
十ε２′で表される。

しかしながら、モデルＭＤＬの側面形状を倣う時には（
第８図参照）、倣い平面を構成する各軸の変位量ε□、
ε２が小さくしか検出されない。

そこで、側面倣いでは、まず倣い平面以外の第３軸の変
位に所定の定数を掛けて、これをＺ軸の変位に加算し、
見掛は上のＺ軸の変位量ε２　（＝ε２）を大きくなる
ように補正する。続いて、この変位量と進行方向の変位
量ε、（＝ε７）を用いて倣い方向の割り出しを行うと
共に、合成変位量εと基準変位量ε。の差に比例した電
圧をＺ軸方向に発生させ倣いを行っていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 どころが、上記のような従来の側面倣いでは、元来検出
される変位量が小さいので１割り出し角Ｏの誤差が大き
くなり、第８図（ｂ）の点線で示すようにＺ軸上下方向
の倣いが不安定になり、正確に倣い方向を検出できなく
なるため、倣い加工面の形状がＺ＠上下方向に波打つと
いう問題点があった。

以上から本発明の目的は、倣い制御平面における変位量
が小さくなる側面形状を倣う際に、通常の表面倣いから
輪郭倣いに切り換えて、Ｚ軸上下方向の加工形状を安定
させることができる倣い制御方法を提供することである
。

〈課題を解決するための手段〉 第１図は本発明を実施する倣い制御装置のブロック図で
ある。

１はスタイラス、２はトレーサヘッド、１１は表面倣い
制御手段、１２は輪郭倣い制御手段、１３は仰角検出部
、１４は倣い切換部、１５は軸速度信号発生部、ＭＤＬ
はモデル、αは仰角である。

〈作用〉 表面倣い制御中、仰角検出部１３により合成変位量εと
倣い制御平面を構成しない軸方向の変位量ε３　とのな
す角度である仰角αを演算し、仰角αがあらかじめ決め
られた所定値より小さくなったことにより倣い切換部１
４は、軸速度信号発生部１５をして輪郭倣い制御手段１
２から人力される法線方向速度信号ｖ９２と接線方向速
度信号■１□に基いてＸ軸およびＹ軸方向の速度信号■
□（＝ｖ−）　？　Ｖ２　（＝ｖ、）を出力させ、モデ
ル表面の追跡を輪郭倣いにより行う。なお、仰角αの値
があらかじめ決められた所定値より大きい場合には１表
面倣い制御手段１１から人力される法線方向速度信号ｖ
０、と接線方向速度信号ｖＴ工に基いてＸ軸およびＺ軸
方向の速度信号Ｖ、（＝ＶＸ　）。

■２（＝ｖ２）を出力させ、モデル表面の追跡を表面倣
いにより行う。

〈実施例〉 第２図は本発明方法のブロック図である。

１はスタイラス５２はトレーサヘッド、３は合成回路、
４は加算回路、５，６はそれぞれ法線方向速度信号■イ
および接線方向速度信号ＶＴを発生する速度信号発生部
、７は倣い制御平面を構成する変位量をそれぞれε１．
ε２としそれ以外の軸（ビックフィード軸）をε、とす
る切換回路、８は切換回路７から出力された倣い制御平
面における各軸変位ｆｉＥｚｔ　ε２を用いて倣い方向
θの余弦ｃｏｓ　Ｏおよび正弦ｓｉｎ　Ｏを発生する倣
い方向演算部、１３は仰角検出部、１４は倣い切換部。

１５は倣い制御平面を構成する軸方向の速度信号Ｖ□ｌ
Ｖ２　を発生する軸速度信号発生部である。

倣い方向演算部８は、各軸変位量ε８．ε２を用いて次
式 ％式％（１） により倣い制御平面における倣い方向θの余弦値および
正弦値を求める。

仰角検出部１３は、第３図に示すように切換回路７から
出力される変位量ε１．ε２．ε３の合成変位量ε　（
＝Ｖε、′＋εＶ′＋ε２２）を計算する合成回路１３
ａと、次式 ％式％ により合成変位量εと倣い制御平面を構成しない軸方向
の変位量ε、とのなす角度（仰角）αの余弦ｃＯ５αを
演算する演算回路１３ｂを有している。

倣い切換部１４は、仰角αの余弦値ｃｏｓαがあらかじ
め決められた所定値より大きくなったことにより、換言
すれば仰角αが設定角度βより小さくなったことにより
、スタイラス１によるモデル表面の追跡を表面倣いから
輪郭倣いに切り換える。

すなわち、第４図に示すようにスタイラス１がモデルＭ
　Ｄ　Ｌの側面部に近づく程、仰角αが小さくなるから
、仰角αが所定角度β以下になった時モデル側面部領域
に入ったものとして倣い制御を表面倣いから輪郭倣いに
切り換える。倣い制御を輪郭倣いにするには、切換回路
７をしてｊＸ＝［１ｔＥ７→Ｅｚ　ｐ　Ｅｚ→ε、とす
ればよい。倣い方向演算部８はε□　（＝εｘ）＋ｆｆ
１ｚ（＝εＹ）に応じた輪郭倣い方向θの余弦ｃｏｓθ
および正弦ｓｉｎθを発生し、軸速度信号発生部１５は
これらのデータと速度信号発生部５，６から出力される
法線方向速度信号Ｖ、（＝Ｖ、２）と接線方向速度信号
Ｖ、（＝Ｖ工２）に基いてＸ軸およびＹ軸方向の速度信
号Ｖ、（＝Ｖ、）、Ｖ、（＝Ｖｖ）を出力する。

なお、倣い切換部１４は、仰角αの値があらかじめ決め
られた所定値βより大きい場合には、切換回路７をして
ε２→ｔｘｒ　ε８→Ｅ２１　ε、→ε３　とする。こ
れにより倣い方向演算部８はＥよ（＝Ｅ、）、　　εｚ
（＝ｔｚ）に応じた表面倣い方向Ｏの余ｇ、ｃｏｑθお
よび正弦ｓｉｎθを発生し、軸速度信号発生部１５はこ
れらの方向データおよびＶ、ｌ　（＝Ｖ、□）、■、（
＝Ｖ□、）に八いてＸ＠およびＺ軸方向の速度信号ｖ、
　（＝ｖ、　）　、　Ｖ２　（＝Ｖ２）を出力し、モデ
ル表面の追跡を表面倣いにより行う。なお、仰角αと設
定角度βとの比較に際しては、ヒステリシス量が加味さ
れており、換言すれば表面倣い→輪郭倣い、および輪郭
倣い→表面倣いへの切り換り角度に差を持たせており、
短時間に表面倣いと輪郭倣いの切り換えが繰り返される
ことはない。

以下、第５図を参照しながら第２図の動作を説明する。

なお、初期時には表面倣いが行われており、切換回路７
からは各軸変位量Ｅ□　（＝ε２）。

ε２　（＝εｙ）、ε、（＝ε、、）が出力されている
。

仰角検出部１３は倣いが表面倣いであるか１輪郭倣いか
に関係なく常時合成変位量Ｅと５表面倣い制御平面（こ
こではＸ−７平面）以外の第３軸（こ二ではＹ軸）方向
に発生する変位量ε、により、ｃｏｓα＝ε３　／　ｔ
を求め、倣い切換部１４はこれを設定値ｃｏｓβと常時
比較する。モデルＭＤＬの側面を倣う場合を除きＣＯ９
αは設定値以下になっているため、表面倣いが継続して
行われる。

モデルＭＤＬの中央部での通常０倣いが終了し。

倣い領域がＡからＢに進んで、スタイラス１がモデルＭ
ＤＬの側面領域に入ると、仰角検出部１３により検出さ
れた仰角αが設定角度β以下になる。

αくβになれば倣い切換部１４はモデルＭ　Ｄ　Ｌ表面
の追跡を表面倣いから輪郭倣いに切り換えるべく、切換
部８７をして各軸変位量ｐ、（＝Ｅア）。

ε２　（＝ε、）、Ｅ、　　（＝ｔ、）を出力させる。

二九により以後、α〉βとなる迄輪郭倣いが継続して行
われる。すなわち、Ｘ−Ｙ平面における輪郭倣い中も、
仰角検出部１３は前述した仰角αを常に演算しており、
倣い切換部１４は仰角αが設定角度β以上になると、切
換回路７をして各軸変位量ｆ＋　　（＝Ｅｚ　）ｐ　Ｅ
２　（＝ｆｙ　）Ｐ　Ｅ３　（＝ε７）を出力させ、モ
デルＭＤＬ表面の追跡を輪郭倣いから表面倣いに切り換
える（倣い領域Ｃ）。

このように側面位置での倣いを輪郭倣いにより行うと、
表面倣いの指定通路からは外れるが、側面倣いの加工形
状をＺ軸上下方向について安定させることが可能となる
。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば１表面倣い制御中、合成変位量と倣
い制御平面を構成しない軸方向の変位量とのなす角度で
ある仰角αを演算し、仰角αがあらかしめ決められた所
定値より小さくなったことにより、モデル表面の追跡を
表面倣いから輪郭倣いに切り換え、仰角αの値があらか
じめ決められた所定値より大きい場合には、モデル表面
の追跡を表面倣いにより行うように構成したから、側面
形状を倣う際に、Ｚ軸上下方向の加工形状を安定させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する倣い制御装置のブロック図。 第２図は本発明方法のブロック図。 第３図は仰角検出部のブロック図、 第４図は仰角の説明図、 第５図は本発、明による倣い通路の説明図。 第６図は従来の倣い制御装置のブロック図、第７図、第
８図は従来の問題点説明図である。 １・・スタイラス。 ２・・トレーサヘッド、 １１・・表面倣い制御手段、 １２・・輪郭倣い制御手段。 １３・・仰角検出部、 １４・・倣い切換部、 １５・・軸速度信号発生部、 ＭＤＬ・・モデル、 α・・仰角。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）各軸変位量を合成した合成変位量と基準変位量と
   の差および倣い方向に基いて倣い制御平面における各軸
   の送り速度成分を演算してモデル表面を追跡する倣い制
   御方法において、 表面倣い制御中、前記合成変位量と倣い制御平面を構成
   しない軸方向の変位量とのなす角度である仰角αを演算
   し、 仰角αがあらかじめ決められた所定値より小さくなった
   ことにより、モデル表面の追跡を表面倣いから輪郭倣い
   に切り換えることを特徴とする倣い制御方法。
2. （２）仰角αの値があらかじめ決められた所定値より大
   きい場合には、モデル表面の追跡を表面倣いにより行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の倣い制御
   方法。