JPH032624B2 - - Google Patents

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JPH032624B2
JPH032624B2 JP15156482A JP15156482A JPH032624B2 JP H032624 B2 JPH032624 B2 JP H032624B2 JP 15156482 A JP15156482 A JP 15156482A JP 15156482 A JP15156482 A JP 15156482A JP H032624 B2 JPH032624 B2 JP H032624B2
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JP
Japan
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axis
tracer head
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tool
speed
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Expired
Application number
JP15156482A
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English (en)
Other versions
JPS5942254A (ja
Inventor
Etsuo Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP15156482A priority Critical patent/JPS5942254A/ja
Publication of JPS5942254A publication Critical patent/JPS5942254A/ja
Publication of JPH032624B2 publication Critical patent/JPH032624B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control 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
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/121Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing
    • B23Q35/123Means 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • 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、コーナ部でカツタがワークに喰い込
まないようにしたならい装置の喰い込み低減装置
に関する。
(従来の技術) 通常のならい装置は、ワークにモデル形状と同
形の加工を行なうための装置であつて、トレーサ
ヘツドがモデルを忠実にならうことが必要とされ
る。つまりトレーサヘツドによりモデルをならわ
せ、このトレーサヘツドにより検出された変位量
を用いてならい演算回路において各軸の速度指令
を演算し、この各軸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
に移動させている。
(発明が解決しようとする課題) このような従来のならい装置によつて、例えば
第1図に示すようなコーナ部CNを有するモデル
を忠実にならわせるためには、トレーサヘツド
TCの移動量を水平方向では急に零とし、垂直方
向つまりZ軸方向では急に立ち上らせなくてはな
らない。しかしトレーサヘツドにより検出された
変位量に基づく速度指令をサーボモータに与え
て、工具をワークに対して相対的に移動させると
き、サーボモータのサーボ系には遅れがあり、か
つ機械の持つ慣性等の影響があるため、トレーサ
ヘツドが図の点線に示すように喰い込み、その結
果、カツタなどの工具もワークに喰い込み、コー
ナ部CNでの加工精度が低下するという問題があ
つた。
本発明は、上記課題を解決するためなされたも
ので、コーナ部CNなどのワークへの喰い込み量
を低減することによつて加工精度の高い工作を可
能にするならい装置の喰い込み低減装置を提供す
ることを目的としている。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、トレーサヘツドにより検出さ
れる変位量を用いて工具の各軸の速度指令を演算
し、この速度指令をサーボモータに与えて工具を
ワークに対して相対的に移動させるとともに、前
記トレーサヘツドを駆動してモデルをならわせる
ならい装置の喰い込み低減装置において、前記ト
レーサヘツドのみを前記工具の各軸に対応して移
動せしめる駆動手段と、前記工具の各軸方向の速
度指令の変化を監視する監視手段と、前記駆動手
段に対して速度指令の変化分を所定の値で除した
大きさの駆動指令を出力する指令手段とを具備す
ることを特徴とするならい装置の喰い込み低減装
置を提供できる。
(作用) 本発明のならい装置の喰い込み低減装置では、
トレーサヘツドを工具よりサーボ系の遅れに相当
する量だけ先行させ、トレーサヘツドの移動速度
が減少したときに、ワークに喰い込む前に工具の
移動量を少なくするようにしている。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従つて詳細に
説明する。
第2図は、本発明装置が適用可能なならい工作
機械を示す概略図である。ここには、テーブル
TBLをX軸方向に駆動するX軸のメインモータ
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軸のメインモータZMが示されている。
上記テーブルTBLをY軸方向に動かす必要が
ある場合には、適宜Y軸のメインモータが装備さ
れる。また、これらのモータのほかにトレーサヘ
ツドTCのみをX軸方向に移動させるX軸のサブ
モータXSと、トレーサヘツドTCのみをZ軸方向
に移動させるZ軸のサブモータZSがコラムCLM
に設けられている。なお、これらのモータはトレ
ーサヘツドTCのハウジング内に設けても良い。
上記モータXM,ZMを駆動するサーボ系は、
通常では位置制御部と速度制御部とにつて構成さ
れる。そしてこれら制御部は、それぞれに所定の
追従ゲインを有するフイードバツク系として構成
されるため、速度制御部のゲインが位置制御部の
ゲインGと比較して十分に高い場合には、このサ
ーボ系を一次遅れ系とみなすことができる。ま
た、一般に一次遅れ系に大きさVでステツプ状の
速度指令が入力されると、そこには次の式に示さ
れるように、V/Gの遅れ(ドループ)が生じ
る。
V∫ 0e-Gtdt=V/G そこで、本発明の喰い込み低減装置では、トレ
ーサヘツドTCをカツタヘツドCTより所定距離先
行させてモデルをならわせるようにし、このこと
によつてカツタヘツドCTがトレーサヘツドTCよ
り少し遅れてワークを加工するようにしている。
この結果、コーナ部CNなどのようにモデル形状
が急変する部分でトレーサヘツドTCの速度が変
化したら、その速度変化分に比例する量だけカツ
タヘツドCTに対する移動指令を減少させ、カツ
タがコーナ部CNなどでワークに喰い込んで削り
すぎないようにしている。
第3図は、縦軸にトレーサヘツドTCとコーナ
部CNとの間の距離l(第1図参照)を、横軸に
はトレーサヘツドTCのZ軸方向移動量をとり、
実線によつて示すトレーサヘツドTCの動きと、
破線によつて示すカツタヘツドCTの動きとの差、
つまり遅れ量の変動の状態を表示している。
第4図は本発明の実施例ブロツク図である。ト
レーサヘツドTCにより検出された各軸方向変位
はならい演算回路TCCに入力され、こゝで周知
のならい演算が行われて各軸の速度成分Vx,Vz
が発生する。速度成分Vx,Vzはそれぞれサーボ
回路SVX,SVZを介してX軸及びZ軸のメイン
モータMX,MZに印加され、これら各軸メイン
モータMX,MZを回転させる。この結果、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
做うことになる。
又、上記と並行して速度成分Vx,Vzはトレー
サヘツド用のサブモータXS,ZSのX軸サブモー
タ駆動回路XDC及びZ軸サブモータ駆動回路
ZDCに入力される。尚、Z軸サブモータ駆動回
路ZDCはY軸サブモータ駆動回路XDCとその構
成が全く同じであるので以下X軸サブモータ駆動
回路XDCについてのみ説明する。
さて、速度成分Vxは除算部DVにて1/G(但
しGはサーボ系のゲイン)に除算されて、電圧−
周波数変換器VFCに入力される。電圧−周波数
変換器VFCは入力アナログ電圧値に比例した周
波数のパルス列Psを発生し、カウンタCNTは一
定時間に発生する該パルスを計数する。カウンタ
CNTの内容とレジスタRGの内容の差分は一定時
間毎に演算部OPGにて演算され、誤差分がエラ
ーレジスタERRに累積される。又、差分演算後
カウンタCNTの内容はレジスタRGにセツトされ
ると共に、該カウンタの内容は零にクリアされ再
び1からパルスPsを計数する。即ち、レジスタ
RGには1サンプリング時間前のカウンタCNTの
内容がセツトされる。
さて、電圧−周波数変換器VFCの出力パルス
Psの周波数は速度成分Vxをゲイン分の1した値
(Vx/G)、換言すればサーボ系の遅れに比例し
ている。従つて、起動後(初期時レジスタRGの
内容は零)の最初のサンプリング時刻においてエ
ラーレジスタERRに遅れ量Vx/Gがセツトされ
る。エラーレジスタERRの内容はDA変換器
DACによりDA変換されて速度制御回路VCCに
入力され、しかる後トレーサヘツドをX軸方向に
駆動するX軸サブモータXSに入力され、該モー
タをメインモータMXによる移動方向と同一方向
に回転させる。X軸サブモータXSが回転すれば
パルスコーダRCより該モータの所定回転毎に1
個のパルスPfが発生し、エラーレジスタERRの
内容を零に向けて減小させる。そして、遅れ量に
相当する数のパルスPfがパルスコーダRCより発
生してエラーレジスタERRの内容が零になつた
ときX軸サブモータXSの回転は停止する。換言
すれば、トレーサヘツドTCはサーボ系の置れ量
に相当する距離だけカツタより先行して進むこと
になる。尚、速度成分Vxが一定の定常状態時に
おいては演算回路OPC出力は零になつている。
この状態でトレーサヘツドがコーナ部CN(第
1図参照)に到来して実速度が減小すると、たと
えば1サンプリング前のカウンタCNTの計数値
を10とし今回の計数値を5とすればエラーレジス
タERRに−5がセツトされる。そして、エラー
レジスタERRの内容(−5)はDA変換器DAC
によりAD変換され、トレーサヘツド用のX軸サ
ブモータXSをトレーサヘツドMXによる移動方
向と逆方向に回転させる。X軸サブモータXSが
回転すればパルスコーダRCより該モータの所定
回転毎に位置パルスが発生しエラーレジスタ
ERRの内容は零に向けて減小する。そして、5
個のパルスがパルスコーダより発生してエラーレ
ジスタERRの内容が零になつたときX軸サブモ
ータXSの回転は停止する。即ち、−5個に相当す
る量トレーサヘツドTCはコーナ部から逃げるこ
とになり、カツタヘツドCTの移動量も5個のパ
ルスPfに相当する量減小する。以後同様な制御
が繰り返えされる。そして、究極的にトレーサヘ
ツドTCの動きは第3図実線に示すようにモデル
に喰い込んでも、カツタヘツドCTの動きは同図
点線に示すようになり、削りすぎる事態は生じな
い。
なお、上記実施例では、トレーサヘツドの先行
する量としては指令速度Vを位置制御部のゲイン
Gで除した値に設定しているが、かならずしもこ
うする必要はなく、速度指令Vの変化分を所定の
値で除した大きさの駆動指令であれば良く、この
所定の値を適宜に変更設定することにより、加工
精度の調整が可能である。しかし、このときの所
定の値は、小さ過ぎれば先行する量が大きなもの
となつて、加工精度を逆に低下することになり、
またその値が大きすぎれば、先行させる効果は小
さくなる。
また、上述の説明は、内側に直角に形成された
コーナ部CNにおける加工状態についてのもので
あるが、速度指令が変動する場合にはコーナ部で
なくても遅れ量が変動し、これに対応して先行す
る量も変化する。
(発明の効果) 以上、本発明によれば、トレーサヘツドをカツ
タよりサーボ系の遅れに相当する量先行させ、且
つコーナ部においてトレーサヘツドの移動速度が
減少したときカツタがワークに喰い込む前に該カ
ツタの移動量を少なくするように制御したから、
コーナ部において喰い込みがない高精度のならい
加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のコーナ部における喰い込み説明
図、第2図はならい工作機械の概略図、第3図は
本発明の動作説明図、第4図は本発明の実施例ブ
ロツク図である。 XM,ZM…メインモータ、XS,ZS…サブモ
ータ、TC…トレーサヘツド、CT…カツタヘツ
ド、MDL…モデル、WK…ワーク、TTC…なら
い演算回路、DV…除算器、VFC…電圧−周波数
変換器、CNT…カウンタ、RG…レジスタ、
OPC…演算回路、ERR…エラーレジスタ、DAC
…DA変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 トレーサヘツドにより検出される変位量を用
    いて工具の各軸の速度指令を演算し、この速度指
    令をサーボモータに与えて工具をワークに対して
    相対的に移動させるとともに、前記トレーサヘツ
    ドを駆動してモデルをならわせるならい装置の喰
    い込み低減装置において、前記トレーサヘツドの
    みを前記工具の各軸に対応して移動せしめる駆動
    手段と、前記工具の各軸方向の速度指令の変化を
    監視する監視手段と、前記駆動手段に対して速度
    指令の変化分を所定の値で除した大きさの駆動指
    令を出力する指令手段とを具備することを特徴と
    するならい装置の喰い込み低減装置。 2 前記指令手段は、前記サーボモータのサーボ
    系のゲインで除した大きさの駆動指令を出力する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のな
    らい装置の喰い込み低減装置。
JP15156482A 1982-08-31 1982-08-31 ならい装置の喰い込み低減装置 Granted JPS5942254A (ja)

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JPS5942254A JPS5942254A (ja) 1984-03-08
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1992019418A1 (en) * 1991-04-26 1992-11-12 Fanuc Ltd Copy control device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0386446A (ja) * 1989-08-25 1991-04-11 Fanuc Ltd ならい制御装置
JPH0386447A (ja) * 1989-08-25 1991-04-11 Fanuc Ltd ならい制御装置
JPH03213252A (ja) * 1990-01-16 1991-09-18 Fanuc Ltd ならいの速度制御方式
JP2669945B2 (ja) * 1991-02-05 1997-10-29 ファナック株式会社 ならい制御装置

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