JPH0386446A - ならい制御装置 - Google Patents
ならい制御装置Info
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- JPH0386446A JPH0386446A JP1219833A JP21983389A JPH0386446A JP H0386446 A JPH0386446 A JP H0386446A JP 1219833 A JP1219833 A JP 1219833A JP 21983389 A JP21983389 A JP 21983389A JP H0386446 A JPH0386446 A JP H0386446A
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Classifications
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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
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
- B23Q35/128—Sensing by using optical means
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30084—Milling with regulation of operation by templet, card, or other replaceable information supply
- Y10T409/300896—Milling with regulation of operation by templet, card, or other replaceable information supply with sensing of numerical information and regulation without mechanical connection between sensing means and regulated means [i.e., numerical control]
-
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- Y10T409/301176—Reproducing means
- Y10T409/301624—Duplicating means
- Y10T409/30168—Duplicating means with means for operation without manual intervention
- Y10T409/301904—Duplicating means with means for operation without manual intervention including tracer adapted to trigger electrical energy
- Y10T409/30196—Duplicating means with means for operation without manual intervention including tracer adapted to trigger electrical energy to actuate electrically driven work or tool moving means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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〕
本発明はならい制御装置に関し、特にコーナ部等でカッ
タがワークにくい込むことがないならい制御装置に関す
る。
タがワークにくい込むことがないならい制御装置に関す
る。
ならい制御装置はスタイラスに加わる各軸の変位量をト
レーサヘッドにより検出し、この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する。そして、
この速度指令により各軸のモータを駆動してカッタをワ
ークに対して相対的に移動させると共に、同速度でトレ
ーサヘッドをモデル面に沿って移動させ、これら動作を
繰り返してワークにモデルの形状と同形の加工を施して
いる。
レーサヘッドにより検出し、この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する。そして、
この速度指令により各軸のモータを駆動してカッタをワ
ークに対して相対的に移動させると共に、同速度でトレ
ーサヘッドをモデル面に沿って移動させ、これら動作を
繰り返してワークにモデルの形状と同形の加工を施して
いる。
しかし、この種のならい制御装置ではモデルの急変部分
を正確にならえない問題があった。すなわち、スタイラ
スがモデルのコーナ部等に突き当たると、サーボ系の遅
れ、機械の慣性等の影響によりトレーサヘッドが行き過
ぎ、結果的にカッタも同じ量だけワークにくい込み、コ
ーナ部の加工精度が低下する。
を正確にならえない問題があった。すなわち、スタイラ
スがモデルのコーナ部等に突き当たると、サーボ系の遅
れ、機械の慣性等の影響によりトレーサヘッドが行き過
ぎ、結果的にカッタも同じ量だけワークにくい込み、コ
ーナ部の加工精度が低下する。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コ
ーナ部において力フタがワークにくい込むことがない、
すなわち精度の良いならい制御装置を提供することを目
的とする。
ーナ部において力フタがワークにくい込むことがない、
すなわち精度の良い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、トレーサヘッド
により検出された変位量を用いて各軸の速度指令を演算
し、前記速度指令に基づいて前記各軸の速度を制御して
カッタをワークに対して相対的に移動させると共に、前
記トレーサヘッドをモデルに沿って移動させて、前記ワ
ークにならい加工を施すならい制御装置において、前記
速度指令を所定の時定数で遅延した第1の遅延速度指令
を求める第1の遅延手段と、前記速度指令を前記所定の
時定数と異なる時定数で遅延した第2の遅延速度指令を
求める第2の遅延手段と、前記第1の遅延速度指令と前
記第2の遅延速度指令との差分を演算する差分演算手段
と、前記第1の遅延速度指令に基づいて所定の軸を移動
させる第1の軸移動手段と、前記差分に基づいて、前記
所定の軸の移動に重畳して移動し、且つ前記所定の軸に
平行な特定の軸を移動させる第2の軸移動手段と、を有
することを特徴とするならい制御装置が、 提供される。
により検出された変位量を用いて各軸の速度指令を演算
し、前記速度指令に基づいて前記各軸の速度を制御して
カッタをワークに対して相対的に移動させると共に、前
記トレーサヘッドをモデルに沿って移動させて、前記ワ
ークにならい加工を施すならい制御装置において、前記
速度指令を所定の時定数で遅延した第1の遅延速度指令
を求める第1の遅延手段と、前記速度指令を前記所定の
時定数と異なる時定数で遅延した第2の遅延速度指令を
求める第2の遅延手段と、前記第1の遅延速度指令と前
記第2の遅延速度指令との差分を演算する差分演算手段
と、前記第1の遅延速度指令に基づいて所定の軸を移動
させる第1の軸移動手段と、前記差分に基づいて、前記
所定の軸の移動に重畳して移動し、且つ前記所定の軸に
平行な特定の軸を移動させる第2の軸移動手段と、を有
することを特徴とするならい制御装置が、 提供される。
従来の機械全体軸に加えて、この機械全体軸の移動に重
畳してトレーサヘッドのみを移動させる軸を設けると共
に、速度指令を異なる時定数で遅延した二つの遅延速度
指令を求め、機械全体軸にはこれらの一方を、トレーサ
ヘッドのみの移動軸にはこれら速度指令の差分を指令す
る。この結果、トレーサヘッドはカッタに対して常に先
行して進み、トレーサヘッドがコーナ部に突き当たって
軸速度が減少すると、その減少分に相当する量だけトレ
ーサヘッドの先行量がキャンセルされる(相対的に戻る
)。遅延速度指令の各時定数を適当な値に設定すること
によって、この戻り量をトレーサヘッドのくい込み量に
等しくすることができ、したがってカッタの移動量はト
レーサヘッドに比較してこのくい込み量だけ減少し、カ
ッタのくい込みを防止できる。
畳してトレーサヘッドのみを移動させる軸を設けると共
に、速度指令を異なる時定数で遅延した二つの遅延速度
指令を求め、機械全体軸にはこれらの一方を、トレーサ
ヘッドのみの移動軸にはこれら速度指令の差分を指令す
る。この結果、トレーサヘッドはカッタに対して常に先
行して進み、トレーサヘッドがコーナ部に突き当たって
軸速度が減少すると、その減少分に相当する量だけトレ
ーサヘッドの先行量がキャンセルされる(相対的に戻る
)。遅延速度指令の各時定数を適当な値に設定すること
によって、この戻り量をトレーサヘッドのくい込み量に
等しくすることができ、したがってカッタの移動量はト
レーサヘッドに比較してこのくい込み量だけ減少し、カ
ッタのくい込みを防止できる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例のならい制御装置のハードウ
ェアのブロック図である。図において、プロセッサ11
はバス■0を介してROM12a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。RAM1
2bには後述するトレーサヘッドで検出された各軸の変
位量εx1εy1ε2や、その他の一時的なデータが格
納される。不揮発性メモ!J12c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
13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を格納する。
ェアのブロック図である。図において、プロセッサ11
はバス■0を介してROM12a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。RAM1
2bには後述するトレーサヘッドで検出された各軸の変
位量εx1εy1ε2や、その他の一時的なデータが格
納される。不揮発性メモ!J12c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
13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を格納する。
プロセッサ11は変位量εx1 εy及びε2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、例えば、X−Z軸による表面ならいならX軸方向
の速度指令Vx及びX軸方向の速度指令Vzを発生する
。速度指令VxはフィルタΔ14aによって、所定の立
ち上がり時定数及び立ち下がり時定数で遅延処理されて
遅延速度指令Vxmとなる。遅延速度指令VxmはD/
A変換器16aでアナログ変換された後、サーボアンプ
17aによって増幅して出力され、後述するX軸のメイ
ンモータが駆動される。
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、例えば、X−Z軸による表面ならいならX軸方向
の速度指令Vx及びX軸方向の速度指令Vzを発生する
。速度指令VxはフィルタΔ14aによって、所定の立
ち上がり時定数及び立ち下がり時定数で遅延処理されて
遅延速度指令Vxmとなる。遅延速度指令VxmはD/
A変換器16aでアナログ変換された後、サーボアンプ
17aによって増幅して出力され、後述するX軸のメイ
ンモータが駆動される。
一方、これとは別に速度指令VxはフィルタB14bに
よって、遅延速度指令Vxmと異なる立ち上がり時定数
及び立ち下がり時定数の遅延速度指令Vxbに変換され
る。差分演算回路15bは遅延速度指令Vxbから遅延
速度指令VXmを差し引いて遅延速度指令Vxsを求め
る。遅延速度指令VxsはD/A変換器16bでアナロ
グ変換された後、サーボアンプ17bによって増幅して
出力され、後述するX軸のサブモータが駆動される。
よって、遅延速度指令Vxmと異なる立ち上がり時定数
及び立ち下がり時定数の遅延速度指令Vxbに変換され
る。差分演算回路15bは遅延速度指令Vxbから遅延
速度指令VXmを差し引いて遅延速度指令Vxsを求め
る。遅延速度指令VxsはD/A変換器16bでアナロ
グ変換された後、サーボアンプ17bによって増幅して
出力され、後述するX軸のサブモータが駆動される。
また、同様にして速度指令Vzから遅延速度指令Vzr
n及びVzsを求め、これらの遅延速度指令に基づいて
Z軸のメインモータ及びz軸のサブモータが駆動される
。このための要素(フィルタC14c〜アンプ17d)
CはX軸の要素と同じであるので、その説明は省略する
。
n及びVzsを求め、これらの遅延速度指令に基づいて
Z軸のメインモータ及びz軸のサブモータが駆動される
。このための要素(フィルタC14c〜アンプ17d)
CはX軸の要素と同じであるので、その説明は省略する
。
第2図は上記のならい制御装置に接続されるならい工作
機械の構成図である。図において、トレーサヘッド31
は、その先端のスタイラス32がモデル33に接触する
ことにより生じるX軸、Y軸及びX軸方向の各変位量ε
X、εy及びε2を検出し、ならい制御装置1に人力し
ている。
機械の構成図である。図において、トレーサヘッド31
は、その先端のスタイラス32がモデル33に接触する
ことにより生じるX軸、Y軸及びX軸方向の各変位量ε
X、εy及びε2を検出し、ならい制御装置1に人力し
ている。
カッタ34はコラム35に取りつけられ、コラム35は
メインモータ36 zmによってX軸方向に移動される
。また、コラム35にはサブモータ37zs及び37x
sが装着されており、これらのサブモータによって、コ
ラム35の移動に重畳してトレーサヘッド31がさらに
X軸方向及びY軸方向に移動する。ワーク38はテーブ
ル39上に固定されており、テーブル39はメインモー
タ36zmによってX軸方向に移動される。
メインモータ36 zmによってX軸方向に移動される
。また、コラム35にはサブモータ37zs及び37x
sが装着されており、これらのサブモータによって、コ
ラム35の移動に重畳してトレーサヘッド31がさらに
X軸方向及びY軸方向に移動する。ワーク38はテーブ
ル39上に固定されており、テーブル39はメインモー
タ36zmによってX軸方向に移動される。
そして、メインモータ36xm及び36zmは遅延速度
指令Vxm及びVzmに従って回転し、サブモータ37
xs及び37zsは遅延速度指令Vxs及びVzsに従
って回転する。
指令Vxm及びVzmに従って回転し、サブモータ37
xs及び37zsは遅延速度指令Vxs及びVzsに従
って回転する。
次に、トレーサヘッド31が例えば第3図のようなコー
ナ部CNに突き当たってX軸方向の速度が減少(この場
合には0)した場合の、トレーサヘッド及びカッタの動
きを第4図を参照して説明する。図において、縦軸は速
度指令の大きさ、横軸は時間である。ここで、遅延速度
指令Vxmの立ち上がり時定数をT1、第1図のフィル
タB14bの出力の遅延速度指令Vxbの立ち上がり時
定数をT2とすると、立ち上がり時の遅延速度指令Vx
m及び遅延速度指令Vxbは次式、Vxm=vx (1
−e−”” ) Vxb=vx (L−e−”” ) で表される。
ナ部CNに突き当たってX軸方向の速度が減少(この場
合には0)した場合の、トレーサヘッド及びカッタの動
きを第4図を参照して説明する。図において、縦軸は速
度指令の大きさ、横軸は時間である。ここで、遅延速度
指令Vxmの立ち上がり時定数をT1、第1図のフィル
タB14bの出力の遅延速度指令Vxbの立ち上がり時
定数をT2とすると、立ち上がり時の遅延速度指令Vx
m及び遅延速度指令Vxbは次式、Vxm=vx (1
−e−”” ) Vxb=vx (L−e−”” ) で表される。
また、遅延速度指令Vxmの立ち下がり時定数をT3、
遅延速度指令Vxbの立ち下がり時定数をT4とすると
、立ち下がり時の遅延速度指令Vxm及び遅延速度指令
Vxbは次式、 Vxm=vx (1−e−”T3) Vx b=v x (1−e−”” )で表される。
遅延速度指令Vxbの立ち下がり時定数をT4とすると
、立ち下がり時の遅延速度指令Vxm及び遅延速度指令
Vxbは次式、 Vxm=vx (1−e−”T3) Vx b=v x (1−e−”” )で表される。
さて、X軸すブモータの遅延速度指令VxsはVxs=
Vxb−Vxm であるから、立ち上げ後は図の△s1で示す移動量だけ
トレーサヘッドがカッタに対して先行することになる。
Vxb−Vxm であるから、立ち上げ後は図の△s1で示す移動量だけ
トレーサヘッドがカッタに対して先行することになる。
また、停止時には図のΔs2で示す移動量だけトレーサ
ヘッドが戻る。
ヘッドが戻る。
先行量Δs1及び戻り量Δs2は、
Δs 1=、I’ (vx (1−e−t/T” )
) dtf (v x (1−e−”” ) ) d
tΔs 2=f (v x (1−e−t/T’ )
) d tf (vx (1−e−t′T3) ) d
tであり、また本発明では、 T2=T4.T1=T3 となるように各時定数を設定しているので、Δsl=Δ
s2=ΔS となり、立ち上がり時のトレーサヘッドの先行量は停止
時に完全にキャンセルされる。
) dtf (v x (1−e−”” ) ) d
tΔs 2=f (v x (1−e−t/T’ )
) d tf (vx (1−e−t′T3) ) d
tであり、また本発明では、 T2=T4.T1=T3 となるように各時定数を設定しているので、Δsl=Δ
s2=ΔS となり、立ち上がり時のトレーサヘッドの先行量は停止
時に完全にキャンセルされる。
さらに、このΔSをトレーサヘッドのくい込み量に等し
く設定しているので、カッタの移動量はトレーサヘッド
に比較してくい込み量だけ減少し、削りすぎる事態は生
じない。
く設定しているので、カッタの移動量はトレーサヘッド
に比較してくい込み量だけ減少し、削りすぎる事態は生
じない。
なお、Z軸方向の動きも上記と同様であり、説明は省略
する。
する。
また、上記の説明ではコラムとテーブル間の移動、及び
これに重畳したトレーサヘッドの移動をそれぞれx、Z
の2軸で行ったが、これらの軸名称、軸数は適宜変更及
び増減できる。
これに重畳したトレーサヘッドの移動をそれぞれx、Z
の2軸で行ったが、これらの軸名称、軸数は適宜変更及
び増減できる。
以上説明したように本発明では、速度指令を異なる時定
数で遅延した二つの遅延速度指令を求め、機械全体軸に
はこれらの一方を、この機械全体軸の移動に重畳して移
動するトレーサヘッドのみの移動軸にはこれら速度指令
の差分を指令するので、トレーサヘッドは常にカッタよ
りも先行して進み、コーナ部でトレーサヘッドがモデル
にくい込んでもカッタはワークにくい込まず、ならい加
工の精度が向上する。
数で遅延した二つの遅延速度指令を求め、機械全体軸に
はこれらの一方を、この機械全体軸の移動に重畳して移
動するトレーサヘッドのみの移動軸にはこれら速度指令
の差分を指令するので、トレーサヘッドは常にカッタよ
りも先行して進み、コーナ部でトレーサヘッドがモデル
にくい込んでもカッタはワークにくい込まず、ならい加
工の精度が向上する。
第1図は本発明の一実施例のならい制御装置のハードウ
ェアのブロック図、 第2図は本発明の一実施例のならい制御装置に接続され
るならい工作機械の構成図、 第3図はモデルのコーナ部を示した図、第4図は本発明
の一実施例の各速度指令の時間的変化を示した図である
。 1 ならい制御装置 11 プロセッサ 14a 〜14d フィルタ15b、15d
差分演算回路1 3 4 36xm、36zm 37xs、37zs 8 9 Vx、Vy VxmS Vzm VxsS Vzs トレーサへラド モデル カッタ メインモータ サブモータ ワーク テーブル 速度指令 遅延速度指令 遅延速度指令
ェアのブロック図、 第2図は本発明の一実施例のならい制御装置に接続され
るならい工作機械の構成図、 第3図はモデルのコーナ部を示した図、第4図は本発明
の一実施例の各速度指令の時間的変化を示した図である
。 1 ならい制御装置 11 プロセッサ 14a 〜14d フィルタ15b、15d
差分演算回路1 3 4 36xm、36zm 37xs、37zs 8 9 Vx、Vy VxmS Vzm VxsS Vzs トレーサへラド モデル カッタ メインモータ サブモータ ワーク テーブル 速度指令 遅延速度指令 遅延速度指令
Claims (3)
- (1)トレーサヘッドにより検出された変位量を用いて
各軸の速度指令を演算し、前記速度指令に基づいて前記
各軸の速度を制御してカッタをワークに対して相対的に
移動させると共に、前記トレーサヘッドをモデルに沿っ
て移動させて、前記ワークにならい加工を施すならい制
御装置において、前記速度指令を所定の時定数で遅延し
た第1の遅延速度指令を求める第1の遅延手段と、 前記速度指令を前記所定の時定数と異なる時定数で遅延
した第2の遅延速度指令を求める第2の遅延手段と、 前記第1の遅延速度指令と前記第2の遅延速度指令との
差分を演算する差分演算手段と、前記第1の遅延速度指
令に基づいて所定の軸を移動させる第1の軸移動手段と
、 前記差分に基づいて、前記所定の軸の移動に重畳して移
動し、且つ前記所定の軸に平行な特定の軸を移動させる
第2の軸移動手段と、 を有することを特徴とするならい制御装置。 - (2)前記特定の軸には前記スタイラスを装着すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のならい制御装
置。 - (3)前記第2の遅延手段の立ち上がり時定数から前記
第1の遅延手段の立ち上がり時定数を差し引いた差分と
、前記第2の遅延手段の立ち下がり時定数から前記第1
の遅延手段の立ち下がり時定数を差し引いた差分とを等
しく設定したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のならい制御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1219833A JPH0386446A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | ならい制御装置 |
DE90910919T DE69003378T2 (de) | 1989-08-25 | 1990-07-20 | Regelungsvorrichtung für profilierungsmaschine. |
PCT/JP1990/000939 WO1991002625A1 (en) | 1989-08-25 | 1990-07-20 | Profile control apparatus |
EP90910919A EP0440804B1 (en) | 1989-08-25 | 1990-07-20 | Profile control apparatus |
US07/667,384 US5121041A (en) | 1989-08-25 | 1991-03-25 | Tracing control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1219833A JPH0386446A (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | ならい制御装置 |
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