JPH035943B2 - - Google Patents

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JPH035943B2
JPH035943B2 JP58035589A JP3558983A JPH035943B2 JP H035943 B2 JPH035943 B2 JP H035943B2 JP 58035589 A JP58035589 A JP 58035589A JP 3558983 A JP3558983 A JP 3558983A JP H035943 B2 JPH035943 B2 JP H035943B2
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JP
Japan
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displacement
circuit
calculation
sampling
displacement vector
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JP58035589A
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JPS59161252A (ja
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Hitoshi Matsura
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q35/00—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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はモデル表面を追跡するトレーサヘツド
からの変位信号に基づいて倣い制御を行なう倣い
制御装置の改良に関し、更に詳細にはコーナ部等
のモデル形状の急変点に於けるカツタの喰込みを
減少させることができる倣い制御装置に関するも
のである。
従来技術と問題点 倣い加工に於いては、コーナ部等のモデル形状
の急変点を他の部分と同一速度で倣つたのでは、
カツタの喰込みが生じ、加工精度が悪化する。そ
こで、従来は絶縁性のモデルの形状急変点近傍に
電位線をはり、金属製のスタイラスと電位線とが
接触して閉回路が形成された時、減速制御を行な
うことにより、モデル形状の急変点に於ける加工
精度の悪化を防止するようにしている。
しかし、上述した従来例はモデルに電位線をは
る必要がある為、次のような欠点があつた。
(1) 電位線に厚さがある為、電位線がはられてい
る部分を正確に倣うことができない。
(2) 電位線をはることにより、モデルを疵つける
惧れがある。
(3) 接触不良により、正確な減速制御を行なうこ
とができない惧れがある。
また、この他にも、メモリに減速領域を示すデ
ータを記憶させておき、該データとＸ，Ｙ，Ｚ軸
方向の位置検出器の演算結果とに基づいて減速制
御を行なうと言うことも提案されているが、異な
る形状のモデルを加工する毎に、メモリに新たな
減速領域を示すデータを記憶させなければなら
ず、操作が面倒なものとなる欠点があつた。
発明の目的 本発明は前述の如き欠点を改善したものであ
り、その目的はモデル形状の急変点に於いて容易
に減速制御を実行できるようにすることにある。
以下実施例について詳細に説明する。
発明の実施例 第１図は本発明の実施例のブロツク線図であ
り、１はスタイラス、２はトレーサヘツド、３は
変位合成回路、４は割出回路、５は加算器、６，
７は速度成分演算回路、８は分配回路、９はゲー
ト回路、１０Ｘ〜１０Ｚは増幅器、１１Ｘ〜１１
ＺはそれぞれワークとモデルとをＸ，Ｙ，Ｚ軸方
向に相対的に移動させモータ、１２，１２Ｘ〜１
２Ｚはサンプリング回路、１３，１３Ｘ〜１３Ｚ
は遅延回路、１４，１４Ｘ〜１４Ｚは乗算器、１
５は加算器、１６は除算器、１７は演算回路、１
８は比較器、１９は基準レベル発生器である。
モデルにスタイラス１が接触してモータによる
送りが行なわれ、スタイラス１の変位に応じた変
位信号εX，εY，εZがトレーサヘツド２から出力さ
れる。この変位信号εX，εY，εZに基づいて変位合
成回路３では合成変位信号ε＝√2 X＋2 Y＋2 Zを作
成し、割出回路４では変位方向信号sinα，cosα
を作成する。合成変位信号εは加算器５に加えら
れて基準変位信号ε0との差Δεが求められ、速度
演算回路６，７に於いて法線方向速度VN、接線
方向速度VTが求められ、分配回路８に於いて変
位方向信号sinα，cosαに基づいて方向成分の指
令速度信号を作成し、ゲート回路９で選択された
増幅器に方向成分の指令速度信号が加えられ、そ
の増幅出力によつてモータが駆動され、カツタ
（図示せず）とスタイラス１との一体的な送りが
行なわれる。尚、上述の如き動作は良く知られて
いるものであるので、更に詳細な説明は省略す
る。
サンプリング回路１２，１２Ｘ〜１２Ｚは、一
定時間ｔ毎に同一タイミングで、それぞれ合成変
位信号ε及びＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の変位信号εX，
εY，εZをサンプリングし、サンプル値を遅延回路
１３，１３Ｘ〜１３Ｚ及び乗算回路１４，１４Ｘ
〜１４Ｚに加え、遅延回路１３，１３Ｘ〜１３Ｚ
はそれぞれサンプリング回路１２，１２Ｘ〜１２
Ｚからのサンプル値を１サンプリング時間（時間
ｔ）だけ遅延させ乗算器１４，１４Ｘ〜１４Ｚに
加えるものである。従つて、乗算器１４は合成変
位信号εの今回のサンプル値εNと前回のサンプル
値εN-1との乗算を行ない、乗算器１４Ｘ〜１４Ｚ
はそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の変位信号εX，εY，
εZの今回のサンプル値εXN，εYN，εZNと前回のサン
プル値εX(N-1)，εY(N-1)，εZ(N-1)との乗算を行なう
こ
とになる。加算器１５は次式１に示す演算を行な
い、乗算器１４Ｘ〜１４Ｚの乗算結果をそれぞれ
加算する。
εXN・εX(N-1) ＋εYN・εY(N-1)＋εZN・εZ(N-1) …(1) 除算器１６は式(1)に示した加算器１５の加算結
果と乗算器１４の乗算結果とに基づいて次式(2)に
示す演算を行ない、除算結果を演算回路１７に加
える。
εXN・εX(N-1)＋εYN・εY(N-1)＋εZN・εZ(N-1)／
εN・εN-1…(2) ところで、今回のサンプリング時に於けるスタ
イラス１の変位ベクトル及び前回のサンプリング
時に於けるスタイラス１の変位ベクトルがそれぞ
れ第２図に示すようにε→N，ε→N-1であるとする
と、サンプリング回路１２から出力される今回の
合成変位のサンプル値εNは変位ベクトルε→Nの大
きさ（｜εN｜）に対応し、遅延回路１３から出力
される前回の合成変位のサンプル値ε→N-1は変位
ベクトルε→N-1の大きさ（｜ε→N-1｜）に対応する
ことになる。また、サンプリング回路１２Ｘ〜１
２Ｚから出力される今回のサンプル値εXN，εYN，
εZNはそれぞれ変位ベクトルε→NのＸ，Ｙ，Ｚ成分
に対応し、遅延回路１３Ｘ〜１３Ｙから出力され
る前回のサンプル値ε→X(N-1)，εY(N-1)，εZ(N-1)は
そ
れぞれ変位ベクトルε→N-1のＸ，Ｙ，Ｚ成分に対
応したものとなる。従つて、変位ベクトルε→Nと
変位ベクトルε→N-1との内積は次式(3)で表わすこ
とができる。
ε→N・ε→N-1＝εN・εN-1・cosθ ＝εXN・εX(N-1)＋εYN・εY(N-1)＋εZN・εZ(N-
1)…(3) 但し、θは変位ベクトルε→Nと変位ベクトルε→N
−１との成す角である。
また、式(3)を変形することにより次式(4)を得る
ことができる。
cosθ＝εXN・εX(N-1)＋εYN・εY(N-1)＋εZN・εZ(N
-1)／εN・εN-1 …(4) 従つて、式(2)，(4)を比較して判るように、除算
器１６の除算結果は変位ベクトルε→Nと変位ベク
トルε→N-1との成す角の余弦cosθを示すことにな
る。
演算回路１７は式(2)に示した除算器１６の除算
結果に基づいて次式(5)に示す演算を行ない、変位
ベクトルε→Nと変位ベクトルε→Nとの成す角θを求
める。
θ＝cos-1＝（εXN・εX(N-1)＋εYN・εY
(N-1)＋εZN・εZ(N-1)／εN・εN-1）……(5) 比較器１８は演算回路１７の演算結果と基準レ
ベル発生器１９からの基準レベルとを比較し、演
算回路１７の演算結果の方が大きい場合、減速指
令信号ａを“１”とし、送り速度を減速させるも
のである。即ち、今回のサンプリング時に於ける
スタイラス１の変位ベクトルε→Nと前回のサンプ
リング時に於けるスタイラス１の変位ベクトルε→
Ｎ−１との成す角θが一定値以上となつた場合、モ
デル形状の急変点であると判断して減速指令信号
ａを“１”とし、送り速度を減速させるものであ
る。
尚、実施例に於いては演算回路１７の演算結果
に基づいて、送り速度を減速させるか否かを制御
するようにしたが、演算結果の単位時間当りの変
化量に基づいて、減速制御を行なうか否かを制御
するようにしても良いことは勿論である。
発明の効果 以上説明したように、本発明はＸ，Ｙ，Ｚ軸方
向の変位信号及び合成変位信号をそれぞれサンプ
リングするサンプリング回路、該サンプリング回
路のサンプル値に基づいて前回のサンプリング時
に於けるスタイラスの変位ベクトルと今回のサン
プリング時に於けるスタイラスの変位ベクトルと
の成す角を演算する遅延回路１３，１３Ｘ〜１３
Ｚ、乗算器１４，１４Ｘ〜１４Ｚ、加算器１５、
除算器１６、演算回路１７等から成る演算手段、
該演算手段の演算結果に基づいて送り速度を減速
させるか否かを制御する比較器１８、基準レベル
発生器１９等から成る制御手段を備えているもの
であるから、コーナ部等のモデル形状急変点に於
いて減速制御を容易に行なうことができる利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例のブロツク線図、第２
図はスタイラスの変位方向を示すベクトル図であ
る。 １はスタイラス、２はトレーサヘツド、３は変
位合成回路、４は割出回路、５，１５は加算器、
６，７は速度成分演算回路、８は分配回路、９は
ゲート回路、１０Ｘ〜１０Ｚは増幅器、１１Ｘ〜
１１Ｚはモータ、１２，１２Ｘ〜１２Ｚはサンプ
リング回路、１３，１３Ｘ〜１３Ｚは遅延回路、
１４，１４Ｘ〜１４Ｚは乗算器、１６は除算器、
１７は演算回路、１８は比較器、１９は基準レベ
ル発生器である。

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から出
    力されるＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の変位信号εX，εY，εZ
    に基づいて倣い制御を行なう倣い制御装置に於い
    て、前記変位信号εX，εY，εZ及び合成変位信号√
    ε2 X＋ε2 Y＋ε2 Zをそれぞれ一定時間毎にサンプリング
    するサンプリング回路、該サンプリング回路の今
    回のサンプリング値と前回のサンプル値とに基づ
    いて、今回のサンプリング時に於けるスタイラス
    の変位ベクトルと前回のサンプリング時に於ける
    スタイラスの変位ベクトルとの成す角を演算する
    演算手段、及び該演算手段の演算結果に基づいて
    前記トレーサヘツドとワークとの相対的な送り速
    度を減速させるか否かを制御する制御手段を備え
    たことを特徴とする倣い制御装置。
JP58035589A 1983-03-04 1983-03-04 倣い制御装置 Granted JPS59161252A (ja)

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DE8484900891T DE3478796D1 (en) 1983-03-04 1984-02-28 Apparatus for controlling profiling
US06/673,747 US4646225A (en) 1983-03-04 1984-02-28 Adaptive feed rate controller for tracer head
EP84900891A EP0139011B1 (en) 1983-03-04 1984-02-28 Apparatus for controlling profiling
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EP (1) EP0139011B1 (ja)
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