JPH0360956A - 非接触ならい制御装置 - Google Patents
非接触ならい制御装置Info
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/28—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
-
- 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
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- 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
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
-
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
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- G05B2219/37425—Distance, range
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
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〕
本発明は非接触ならい制御装置に関し、特にならい精度
を向上させた非接触ならい制御装置に関する。
を向上させた非接触ならい制御装置に関する。
近年、非接触距離検出器を使用してモデルの形状をなら
う非接触ならい制御装置が開発されている。この非接触
距離検出器には光学式距離検出器が使用され、これをト
レーサヘッドの先端に固定してモデル面までの距離を検
出してならい−を行う。
う非接触ならい制御装置が開発されている。この非接触
距離検出器には光学式距離検出器が使用され、これをト
レーサヘッドの先端に固定してモデル面までの距離を検
出してならい−を行う。
モデルを傷つける心配がないので、柔らかい材質のモデ
ルを使用することができ、ならい加工における適用分野
の拡大が期待されている。
ルを使用することができ、ならい加工における適用分野
の拡大が期待されている。
しかし、従来の非接触ならい制御装置ではモデルの傾斜
角度が大きい部分ではならい精度が低下してしまう問題
があった。すなわち、この部分では距離検出器の測定光
軸がモデル面に対して平行に近くなり、モデル面上のス
ポットが楕円状に拡大されて距離検出器の分解能が低下
し、ならい精度が低下する。特に、三角測距式の距離検
出器では、この傾斜角度によっては測定光軸がモデル面
と干渉して測定不能になってしまう°こともあった。
角度が大きい部分ではならい精度が低下してしまう問題
があった。すなわち、この部分では距離検出器の測定光
軸がモデル面に対して平行に近くなり、モデル面上のス
ポットが楕円状に拡大されて距離検出器の分解能が低下
し、ならい精度が低下する。特に、三角測距式の距離検
出器では、この傾斜角度によっては測定光軸がモデル面
と干渉して測定不能になってしまう°こともあった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、な
らい精度を向上させた非接触ならい制御装置を提供する
ことを目的とする。
らい精度を向上させた非接触ならい制御装置を提供する
ことを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、モデルの形状を
非接触でならいながらワークをならい加工する非接触な
らい制御装置において、所定の直線軸に対してそれぞれ
一定の角度だけ傾斜させて、前記直線軸及び前記直線軸
を中心として回転する回転軸によって制御されるトレー
サヘッドに取りつけられ、それぞれ前記モデル面までの
距離を非接触で測定する第１及び第２の非接触距離検出
器と、所定のサンプリング時間毎に前記第１及び第２の
非接触距離検出器のそれぞれの測定値をサンプリングす
るサンプリング手段と、前回のサンプリング時にサンプ
リングされた前記第１の非接触距離検出器の第１の測定
値及び前記第２の非接触距離検出器の第２の測定値を記
憶する記憶手段と、前記第１及び第２の測定値と、今回
のサンプリング時にサンプリングされた前記第１の非接
触距離検出器の第３の測定値及び前記第２の非接触距離
検出器の第４の測定値のうちの少なくとも三つの測定値
に基づいて前記モデル表面の法線ベクトルを算出するベ
クトル算出手段と、前記法線ベクトルを前記回転軸に平
行な平面に投影した射影の前記平面上での角度を算出す
る角度算出手段と、前記角度の方向に前記回転軸を回転
させる回転軸駆動手段と、を有することを特徴とする非
接触ならい制御装置が提供される。
非接触でならいながらワークをならい加工する非接触な
らい制御装置において、所定の直線軸に対してそれぞれ
一定の角度だけ傾斜させて、前記直線軸及び前記直線軸
を中心として回転する回転軸によって制御されるトレー
サヘッドに取りつけられ、それぞれ前記モデル面までの
距離を非接触で測定する第１及び第２の非接触距離検出
器と、所定のサンプリング時間毎に前記第１及び第２の
非接触距離検出器のそれぞれの測定値をサンプリングす
るサンプリング手段と、前回のサンプリング時にサンプ
リングされた前記第１の非接触距離検出器の第１の測定
値及び前記第２の非接触距離検出器の第２の測定値を記
憶する記憶手段と、前記第１及び第２の測定値と、今回
のサンプリング時にサンプリングされた前記第１の非接
触距離検出器の第３の測定値及び前記第２の非接触距離
検出器の第４の測定値のうちの少なくとも三つの測定値
に基づいて前記モデル表面の法線ベクトルを算出するベ
クトル算出手段と、前記法線ベクトルを前記回転軸に平
行な平面に投影した射影の前記平面上での角度を算出す
る角度算出手段と、前記角度の方向に前記回転軸を回転
させる回転軸駆動手段と、を有することを特徴とする非
接触ならい制御装置が提供される。
トレーサヘッドに設けられた二つの非接触距離検出器か
らの前回と今回のサンプリング時の測定値よりモデル面
上の微小な四角形の各頂点の座標値を得て、このうちの
所要の三つの頂点の座標値を用いて法線ベクトルを求め
、この法線ベクトルのＸ−Ｙ平面への射影の方向にトレ
ーサヘッドを回転する。非接触距離検出器の測定軸がモ
デル面に対して最も垂直に近くなる方向に向けられるの
で、高精度の距離測定ができる。
らの前回と今回のサンプリング時の測定値よりモデル面
上の微小な四角形の各頂点の座標値を得て、このうちの
所要の三つの頂点の座標値を用いて法線ベクトルを求め
、この法線ベクトルのＸ−Ｙ平面への射影の方向にトレ
ーサヘッドを回転する。非接触距離検出器の測定軸がモ
デル面に対して最も垂直に近くなる方向に向けられるの
で、高精度の距離測定ができる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の非接触ならい制御装置及び周辺装置の
構成を示したブロック図である。図において、プロセッ
サ１１はバス１０を介してＲＯＭ１２に格納されたシス
テムプログラムを読みだし、このシステムプログラムに
従ってならい制御装置１の全体の動作を制御する。ＲＡ
Ｍ１３はデータの一時記憶装置であり、後述する距離検
出器からの測定値、及びその他の一時的なデータを記憶
する。不揮発性メモリ１４は図示されていないバッテリ
でバックアップされており、インターフェース１５を介
して操作盤２より人力されたならい方向、ならい速度等
の各種のパラメータ等を格納する。
構成を示したブロック図である。図において、プロセッ
サ１１はバス１０を介してＲＯＭ１２に格納されたシス
テムプログラムを読みだし、このシステムプログラムに
従ってならい制御装置１の全体の動作を制御する。ＲＡ
Ｍ１３はデータの一時記憶装置であり、後述する距離検
出器からの測定値、及びその他の一時的なデータを記憶
する。不揮発性メモリ１４は図示されていないバッテリ
でバックアップされており、インターフェース１５を介
して操作盤２より人力されたならい方向、ならい速度等
の各種のパラメータ等を格納する。
ならい工作機械３のトレーサヘッド４には距離検出器５
ａ及び５ｂが設けられている。距離検出器５ａ及び５ｂ
には半導体レーザあるいは発光ダイオードを光源とした
反射光量式の距離検出器が使用され、それぞれモデル６
までの距離を非接触で測定する。これらの距離検出器の
測定値Ｌａ及びＬｂは、ならい制御装置ｌ内のＡ／Ｄ変
換器１６ａ及び１６’ｂでディジタル値に変換されて逐
次プロセッサ１１に読み取られる。
ａ及び５ｂが設けられている。距離検出器５ａ及び５ｂ
には半導体レーザあるいは発光ダイオードを光源とした
反射光量式の距離検出器が使用され、それぞれモデル６
までの距離を非接触で測定する。これらの距離検出器の
測定値Ｌａ及びＬｂは、ならい制御装置ｌ内のＡ／Ｄ変
換器１６ａ及び１６’ｂでディジタル値に変換されて逐
次プロセッサ１１に読み取られる。
プロセッサ１■は測定値Ｌａ及びＬｂと後述する現在位
置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及び１９ｚからの信号に基づ
いて各軸変位量を算出すると共に、この変位量と指令さ
れたならい方向、ならい速度に基づいて、周知の技術に
より、各軸の速度指令Ｖｘ、Ｖｙ及びＶｚを発生する。
置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及び１９ｚからの信号に基づ
いて各軸変位量を算出すると共に、この変位量と指令さ
れたならい方向、ならい速度に基づいて、周知の技術に
より、各軸の速度指令Ｖｘ、Ｖｙ及びＶｚを発生する。
これらの速度指令はＤ／Ａ変換器１７ｘ、１７ｙ及び１
７ｚでディジタル値に変換され、サーボアンプ１８ｘ、
１８ｙ及び１８ｚに入力される。サーボアンプ１８Ｘ及
び１８ｙはこの速度指令に基づいてならい工作機械３の
サーボモータ３２ｘ及び３２ｙを駆動し、これによりテ
ーブル３■がＸ軸方向及び紙面と直角なＹ軸方向に移動
する。また、サーボアンプ１８ｚがサーボモータ３２ｚ
を駆動し、トレーサヘッド４及び工具３３がＺ軸方向に
移動する。
７ｚでディジタル値に変換され、サーボアンプ１８ｘ、
１８ｙ及び１８ｚに入力される。サーボアンプ１８Ｘ及
び１８ｙはこの速度指令に基づいてならい工作機械３の
サーボモータ３２ｘ及び３２ｙを駆動し、これによりテ
ーブル３■がＸ軸方向及び紙面と直角なＹ軸方向に移動
する。また、サーボアンプ１８ｚがサーボモータ３２ｚ
を駆動し、トレーサヘッド４及び工具３３がＺ軸方向に
移動する。
サーボモータ３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚには、これらが
所定量回転する毎にそれぞれ検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ
及びＦ Ｐ、ｚを発生するパルスコーダ３３ｘ、３３ｙ
及び３３ｚが設けられている。
所定量回転する毎にそれぞれ検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ
及びＦ Ｐ、ｚを発生するパルスコーダ３３ｘ、３３ｙ
及び３３ｚが設けられている。
ならい制御装置１内の現在位置レジスタ１９ｘ１１９ｙ
及び１９ｚは検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚをそ
れぞれ回転方向に応じてカウントアツプ／ダウンして各
軸方向の現在位置データＸａ。
及び１９ｚは検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚをそ
れぞれ回転方向に応じてカウントアツプ／ダウンして各
軸方向の現在位置データＸａ。
Ｙａ及びＺａを求め、プロセッサ１１に人力している。
一方、プロセッサ１１は上記の各軸の制御と同時に、距
離検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＬｂを所定のサ
ンプリング時間毎にサンプリングし、このサンプリング
データを用いて後述する方法によりモデル６の表面の法
線ベクトルを求め、法線ベクトルのＸ−Ｙ平面上の射影
の方向に対応した回転指令ＳＣを発生する。回転指令Ｓ
ＣはＤ／Ａ変換器１７ｃでディジタル値に変換された後
、サーボアンプ１８ｃに人力され、この指令に基づいて
サーボアンプ１８ｃがＣ軸のサーボモータ３２ｃを駆動
する。
離検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＬｂを所定のサ
ンプリング時間毎にサンプリングし、このサンプリング
データを用いて後述する方法によりモデル６の表面の法
線ベクトルを求め、法線ベクトルのＸ−Ｙ平面上の射影
の方向に対応した回転指令ＳＣを発生する。回転指令Ｓ
ＣはＤ／Ａ変換器１７ｃでディジタル値に変換された後
、サーボアンプ１８ｃに人力され、この指令に基づいて
サーボアンプ１８ｃがＣ軸のサーボモータ３２ｃを駆動
する。
これにより、トレーサヘッド４が指令された角度に回転
されると共に、モデル６との間隔が後述する一定距離を
保つように制御され、同時にテーブル３１が指令された
ならい方向、ならい速度で移動して、トレーサヘッド４
と同じくｚ軸制御される工具３４によってワーク３５に
モデル６と同様の形状の加工が施される。
されると共に、モデル６との間隔が後述する一定距離を
保つように制御され、同時にテーブル３１が指令された
ならい方向、ならい速度で移動して、トレーサヘッド４
と同じくｚ軸制御される工具３４によってワーク３５に
モデル６と同様の形状の加工が施される。
第２図はトレーサヘッド４の詳細図である。図において
、トレーサヘッド４にはＺ軸に対して角度φだけ傾斜さ
せて距離検出器５ａが取りつけられ、これがＣ軸によっ
て回転指令ＳＣの指令角度ｅｃで所定の半径の円周上を
回転する。また、距離検出器５ａの外側に重ねて距離検
出器５ｂが取りつけられており、同様に指令角度ｅｃの
角度で回転制御される。
、トレーサヘッド４にはＺ軸に対して角度φだけ傾斜さ
せて距離検出器５ａが取りつけられ、これがＣ軸によっ
て回転指令ＳＣの指令角度ｅｃで所定の半径の円周上を
回転する。また、距離検出器５ａの外側に重ねて距離検
出器５ｂが取りつけられており、同様に指令角度ｅｃの
角度で回転制御される。
前述したように、距離検出器５ａの測定値がならい制御
装置にフィードバックされることにより、距離検出器５
ａからモデル６上の測定点Ｐａまでの距１１１Ｉ２ａは
一定に保たれる。また、この距離ｌａは距離検出器５ａ
の測定軸とＺ軸との交点までの距離に設定されており、
トレーサヘッド４がＣ軸によって回転しても測定点Ｐａ
は移動せず、したがってトレーサヘッド４とモデル６と
の距離ｌも一定に保たれる。
装置にフィードバックされることにより、距離検出器５
ａからモデル６上の測定点Ｐａまでの距１１１Ｉ２ａは
一定に保たれる。また、この距離ｌａは距離検出器５ａ
の測定軸とＺ軸との交点までの距離に設定されており、
トレーサヘッド４がＣ軸によって回転しても測定点Ｐａ
は移動せず、したがってトレーサヘッド４とモデル６と
の距離ｌも一定に保たれる。
距離検出器５ｂはモデル６上の測定点Ｐｂまでの距ｎｌ
ｂを測定してならい制御装置に入力している。
ｂを測定してならい制御装置に入力している。
次に、トレーサヘッド４の回転角度の算出方法について
第３図を参照して説明する。図において、トレーサヘッ
ド４をモデル６に対して相対的に、Ｘ軸方向に所定のな
らい速度で移動させてならいを行うと共に、所定時間毎
に距離検出器５ａ及び５ｂの測定値をサンプリングし、
これらの測定値と現在位置レジスタから出力される現在
位置データに基づいて、モデル６上の点Ｐ１ Ｐ１ｎ−１、Ｐｌ、、、及びＰ２１ Ｐ２ｎ、
Ｐ２．の座標値を求めていく。
第３図を参照して説明する。図において、トレーサヘッ
ド４をモデル６に対して相対的に、Ｘ軸方向に所定のな
らい速度で移動させてならいを行うと共に、所定時間毎
に距離検出器５ａ及び５ｂの測定値をサンプリングし、
これらの測定値と現在位置レジスタから出力される現在
位置データに基づいて、モデル６上の点Ｐ１ Ｐ１ｎ−１、Ｐｌ、、、及びＰ２１ Ｐ２ｎ、
Ｐ２．の座標値を求めていく。
そして、例えば点ＰＩｎの座標値（ＸＩ、、Ｙｌ、、Ｚ
ｌ、、）と、点Ｐ２．の座標値（Ｘ ２ ｎ。
ｌ、、）と、点Ｐ２．の座標値（Ｘ ２ ｎ。
Ｙ２ｎ、Ｚ２ｎ）から、表面ベクトル５１ｎＣＸ２、、
−Ｘｉｎ、Ｙ２．、−Ｙｌ、、、Ｚ２．−Ｚｌ、。
−Ｘｉｎ、Ｙ２．、−Ｙｌ、、、Ｚ２．−Ｚｌ、。
〕を求める。また、点Ｐ１．．の座標値（Ｘｌ、。
Ｙｌ、、Ｚｌ、）と、点Ｐ１．．の座標値（Ｘｉｎ−１
、Ｙｌｌ、−１、Ｚ Ｉｎ−１’）から、表面ベクトル
Ｓ２ｎ ［Ｘ１ｎ−、−Ｘｌ、、Ｙｌ、−、−Ｙｌ、。
、Ｙｌｌ、−１、Ｚ Ｉｎ−１’）から、表面ベクトル
Ｓ２ｎ ［Ｘ１ｎ−、−Ｘｌ、、Ｙｌ、−、−Ｙｌ、。
Ｚ １．、−Ｚ １．、］を求める。
次に次式、
Ｎｎ＝３１ｈｘＳ２ｎ
（但し、Ｎｎ、Ｓｉｎ、Ｓ２ｎはベクトルを表す）
によって表面ベクトルＳｌｎとＳ２ｎの外債を演算して
点Ｐｎにおける法線ベクトルＮｎを求める。
点Ｐｎにおける法線ベクトルＮｎを求める。
そして、法線ベクトルＮｎをＸ−Ｙ平面上に投影した射
影ＮｌｎのＸ軸となす角度ｅｃｎを次式、ｅｃｎ＝ｔａ
ｎ−’ （Ｊｎ／Ｉｎ） 但し、■ｎ：ベクトルＮｎのＸ成分 ｊｎ：ベクトルＮｎのＹ成分 で求め、この角度ｅｃｎをＣ軸の指令値として出力する
。
影ＮｌｎのＸ軸となす角度ｅｃｎを次式、ｅｃｎ＝ｔａ
ｎ−’ （Ｊｎ／Ｉｎ） 但し、■ｎ：ベクトルＮｎのＸ成分 ｊｎ：ベクトルＮｎのＹ成分 で求め、この角度ｅｃｎをＣ軸の指令値として出力する
。
この角度はモデル６の傾斜に対応して変化していき、例
えば点ＰｌｑではＯＣｑとなる。
えば点ＰｌｑではＯＣｑとなる。
したがって、トレーサヘッド４は距離検出器の測定軸が
常にモデル６の表面に対して最も垂直に近い方向に向け
られ、高精度の距離測定が行われる。
常にモデル６の表面に対して最も垂直に近い方向に向け
られ、高精度の距離測定が行われる。
第４図は上記の回転角度の算出時のフローチャートであ
る。図において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。
る。図において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。
Ｃ３Ｉ〕所定時間毎に距離検出器５ａ及び５ｂの測定値
をサンプリングする。
をサンプリングする。
〔Ｓ２〕それぞれの距離検出器の今回の測定値からベク
トルＳ１を求める。
トルＳ１を求める。
〔Ｓ３〕距離検出器５ａの今回の測定値と前回の測定値
からベクトルＳ２を求める。
からベクトルＳ２を求める。
〔Ｓ４〕ベクトルＳ１とベクトルＳ２の外債を演算して
表面ベクトルＮを求める。
表面ベクトルＮを求める。
〔Ｓ５〕表面ベクトルＮをＸ−Ｙ平面に投影した射影の
Ｘ軸となす角度ｅｃを算出する。
Ｘ軸となす角度ｅｃを算出する。
なお、上記の実施例では前回のサンプリング時の一方の
距離検出器の測定値と、今回のサンプリング時の両方の
距離検出器の測定値に基づいて法線ベクトルを求めたが
、これに限らず、少なくとも前回と今回のサンプリング
によって得られた四つの測定値のうちの他の組み合わせ
による３点からも同様な法線ベクトルを求めることがで
きる。
距離検出器の測定値と、今回のサンプリング時の両方の
距離検出器の測定値に基づいて法線ベクトルを求めたが
、これに限らず、少なくとも前回と今回のサンプリング
によって得られた四つの測定値のうちの他の組み合わせ
による３点からも同様な法線ベクトルを求めることがで
きる。
また、距離検出器には反射光量式の他に、同じく光学式
の三角測距式、あるいは渦電流式、超音波式等の距離検
出器も使用できる。
の三角測距式、あるいは渦電流式、超音波式等の距離検
出器も使用できる。
以上説明したように本発明では、トレーサヘッドに設け
られた二つの非接触距離検出器からの前回と今回のサン
プリング時の測定値に基づいてモデル面の法線ベクトル
を求め、この法線ベクトルを所定の平面に投影した射影
の方向にトレーサヘッドを回転制御するので、非接触距
離検出器の測定軸は常にモデル面に対して最も垂直に近
い方向に向けられ、高精度の距離測定ができ、ならい精
度が向上する。また、モデル面との干渉による死角が生
じないので、複雑な３次元モデルのならいが可能になる
。
られた二つの非接触距離検出器からの前回と今回のサン
プリング時の測定値に基づいてモデル面の法線ベクトル
を求め、この法線ベクトルを所定の平面に投影した射影
の方向にトレーサヘッドを回転制御するので、非接触距
離検出器の測定軸は常にモデル面に対して最も垂直に近
い方向に向けられ、高精度の距離測定ができ、ならい精
度が向上する。また、モデル面との干渉による死角が生
じないので、複雑な３次元モデルのならいが可能になる
。
第１図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置の構
成を示したブロック図、 第２図は本発明の一実施例におけるトレーサヘッドの詳
細図、 第３図は本発明の一実施例におけるトレーサヘッドの回
転角度の算出方法の説明図、 第４図は本発明の一実施例における回転角度の算出時の
フローチャートである。 非接触ならい制御装置 ならい工作機械 トレーサヘッド 距離検出器 モデル プロセッサ ３ Ｌａ、Ｌｂ φ ５ｉｎＳ Ｓ２ｎ ｎ Ｎ１ｎ、Ｎ１ｑ ｅｃｎ、ｅｃｑ ＡＭ 測定値 傾斜角度 表面ベクトル 法線ベクトル 射影 指令角度
成を示したブロック図、 第２図は本発明の一実施例におけるトレーサヘッドの詳
細図、 第３図は本発明の一実施例におけるトレーサヘッドの回
転角度の算出方法の説明図、 第４図は本発明の一実施例における回転角度の算出時の
フローチャートである。 非接触ならい制御装置 ならい工作機械 トレーサヘッド 距離検出器 モデル プロセッサ ３ Ｌａ、Ｌｂ φ ５ｉｎＳ Ｓ２ｎ ｎ Ｎ１ｎ、Ｎ１ｑ ｅｃｎ、ｅｃｑ ＡＭ 測定値 傾斜角度 表面ベクトル 法線ベクトル 射影 指令角度
Claims (4)
- （１）モデルの形状を非接触でならいながらワークをな
らい加工する非接触ならい制御装置において、 所定の直線軸に対してそれぞれ一定の角度だけ傾斜させ
て、前記直線軸及び前記直線軸を中心として回転する回
転軸によって制御されるトレーサヘッドに取りつけられ
、それぞれ前記モデル面までの距離を非接触で測定する
第１及び第２の非接触距離検出器と、 所定のサンプリング時間毎に前記第１及び第２の非接触
距離検出器のそれぞれの測定値をサンプリングするサン
プリング手段と、 前回のサンプリング時にサンプリングされた前記第１の
非接触距離検出器の第１の測定値及び前記第２の非接触
距離検出器の第２の測定値を記憶する記憶手段と、 前記第１及び第２の測定値と、今回のサンプリング時に
サンプリングされた前記第１の非接触距離検出器の第３
の測定値及び前記第２の非接触距離検出器の第４の測定
値のうちの少なくとも三つの測定値に基づいて前記モデ
ル表面の法線ベクトルを算出するベクトル算出手段と、 前記法線ベクトルを前記直線軸に直角な平面に投影した
射影の前記平面上での角度を算出する角度算出手段と、 前記角度の方向に前記回転軸を回転させる回転軸駆動手
段と、 を有することを特徴とする非接触ならい制御装置。 - （２）前記ベクトル算出手段は、前記三つの測定値に基
づいて前記モデル表面上の異なる３点の座標値を求め、
前記３点の座標値の一点より他の二点へそれぞれ向かう
第１及び第２のベクトルを求め、前記第１及び第２のベ
クトル間の外積演算を行うことにより前記法線ベクトル
を算出するように構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の非接触ならい制御装置。 - （３）前記第１及び第２の非接触距離検出器のうちの一
方の前記モデル面上の測定点が前記回転軸の回転に係わ
らず前記直線軸上に位置されるように、前記直線軸を制
御するように構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の非接触ならい制御装置。 - （４）前記第１及び第２の非接触距離検出器は光学式距
離検出器であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の非接触ならい制御装置。
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