JPH04146051A - デジタイジング方法および装置 - 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〕 本発明はデジタイジング方法及びデジタイジング制御装
置に関し、特に軌跡データの処理時間を短くできるデジ
タイジング方法及びデジタイジング制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のデジタイジング制御装置では、ならい機械でなら
った軌跡を時々刻々検出し、ならいを行いながら自動的
にＮＣ加工情報に変換するようにしている。そして、な
らい機械に表面往復ならいが指令されていれば、作成さ
れるＮＣデータも往復ならいのだ約の指令となり、一方
向ならいが指令されていれば、作成されるＮＣデータも
一方向ならいのための指令となる。

このように、ならいを行いながらデジタイジングされる
軌跡データは、ならい機械が行っているならい動作その
ままを、ならいの動作と同期してデジタイジングデータ
としてＮＣデータに変換され、デジタイジング制御装置
から出力するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ならい機械に対する指令が一方向ならいの場合
には、出力されるＮＣデータによる切削時のカッタ方向
は統一されるが、往復ならいの場合に比較して、ならい
動作のだ約の運転時間が長くなる。

他方、往復ならいでは、モデル形状をならうトレーサヘ
ッドの動きに無駄がなく、デジタイジングデータを作成
するための運転時間が短縮できる。

しかし、切削方向も両方向となり、一方向切削として、
カッタ負荷を低減したり、切削面の精度を上げることが
できないという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、な
らい機械からの軌跡データのならい方向にかかわらず、
一方向切削のためのＮＣデータを作成できるデジタイジ
ング方法を提供することを目的とする。

また、本発明はならい機械からの軌跡データをデジタイ
ジングしながら、同時に内部で反転し、指定された切削
方向に一致させるようにしたデジタイジング制御装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、モデル面をなら
って得た軌跡データをＮＣ加工情報に変換するデジタイ
ジング方法において、ならい経路をシフトさせるピック
フィードの終了ごとに送り方向を切り換えて前記モデル
面の軌跡データを作成し、前記軌跡データのうち一方の
送り方向のものはそのままＮＣ加工情報に変換し、他方
の送り方向のものはその軌跡データを反転してＮＣ加工
情報に変換し、前記２つのＮＣ加工情報を交互に接続し
て、一方向切削のためのＮＣデータを作成することを特
徴とするデジタイジング方法が、提供される。

また、本発明では、 トレーサヘッドによりモデル形状をならいながら、逐次
に軌跡データを取り込み、ＮＣ加工情報に変換して出力
するデジタイジング制御装置において、前記軌跡データ
のならい方向と切削方向との一致を検出する検出手段と
、前記トレーサヘッドのピックフィード毎に、前記切削
方向との一致或いは不一致に応じて特定されたならい方
向の軌跡データを反転するデータ反転手段と、前記反転
された軌跡データとそのまま取り込まれた軌跡データと
を結合するデータ結合手段と、を具備したことを特徴と
するデジタイジング制御装置が、提供される。

〔作用〕

本発明のデジタイジング方法では、モデル面を往復する
ならいによって得た軌跡データは、選択的に反転した上
でデジタイジングされる。従って、デジタイジングデー
タは表面一方向ならいの形式に変換でき、このデジタイ
ジングに基づ＜ＮＣデータでＮＣ装置を運転することに
より、一方向切削ができる。

〔実施例〕

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デジタイジング制御装置の
構成を示すブロック図である。

デジタイジング制御装置１は、操作盤２により操作され
、ならい機械３に設けられているトレーサヘッド４から
軌跡データを得てＮＣ加工情報に変換する。トレーサヘ
ッド４は、その先端にスタイラス（触針）　５を有し、
このスタイラス５がモデル６の形状をならいながら、逐
次に軌跡データをマイクロプロセッサ構成のデジタイジ
ング制御装置１に与えている。

プロセッサ１１には、パス１０を介してＲＯＭ１２、Ｒ
ＡＭ１３、不揮発性メモリ１４及びインターフェース１
５等が接続されている。このプロセッサ１１はＲＯＭ１
２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デジタイジング制御装置１の
全体のデジタイジング動作を制御している。

ＲＡＭ１３には一時的なデータとして、例えば上記トレ
ーサヘッド４からのモデル６の形状に関する軌跡データ
などが記憶される。また、上記不揮発性メモリ１４は図
示されていないバッテリでバックアップされている。こ
の不揮発性メモリ１４には、インターフェース１５を介
して接続された操作盤２から指定されたならいの方式、
例えば一方向ならい或いは往復ならい等のならいモード
や、上記トレーサヘッド４のならい方向、ならい速度、
或いは切削方向データ等、各種のパラメータが記憶され
る。本発明では、上記デジタイジング動作における軌跡
データの変換制御パラメータも、ここに記憶するように
している。

トレーサヘッド４は、スタイラス５がモデル６に接触す
ることにより生じるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各変位量εｘ
１εｙ１ε２を検出しており、これらの変位量εＸ、ε
ｙ、ε２は、プロセッサ１１に入力される。プロセッサ
１１では、これらの変位量と、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、Ｖｚを演算する。Ｄ／Ａ変換器１６ｘ
１１６ｙ、１６ｚは、上記パス１０に接続され、更に、
サーボアンプ１７ｘ、１７ｙ、１７ｚを介して上記なら
い機械３のサーボモータ３２ｘ、３２ｙ、３２ｚと接続
される。すなわちサーボモータ３２ｘ、３２ｙ、３２ｚ
には、３軸それぞれに速度ループが形成されている。こ
れによりならい機械３側では、トレーサヘッド４とモデ
ル６間の相対的位置関係が一定に保たれるように、トレ
ーサヘッド４をＺ軸方向に移動し、モデル６を載せたテ
ーブル３１をＸ軸及び紙面と垂直（Ｙ軸）方向に移動し
て、モデル６の表面ならいが行われる。

ところで、上記ならい機械３のサーボモータ３２　ｘ、
　３２　ｙ、　３２　ｚには、それぞれパルスコーダ３
３ｘ、３３ｙ、３３ｚが設けられていて、サーボモータ
３２ｘ、３２ｙ、３２ｚが所定角度回転する毎にパルス
信号ＦＰｘ、ＦＰｙ、ＦＰｚを発生している。これらパ
ルス信号ＦＰｘ、ＦＰｙ。

ＦＰｚはデジタイジング制御装置１内の現在位置レジス
タ１８ｘ、１８ｙ、１８ｚに入力される。

現在位置レジスタ１８ｘ、１８ｙ、１８ｚは、これらパ
ルス信号ＦＰｘ、ＦＰｙ、ＦＰｚをそれぞれ可逆計数し
、その計数結果を、各軸の現在位置データＸ　ａ　ｚ　
Ｙ　ａ　ＳＺ　ａとして、プロセッサ１１に入力してい
る。プロセッサ１１ではこれら各軸の位置データを逐次
に軌跡データとして取り込んでデジタイジング処理し、
上記操作盤２から設定された付加データを含めてＮＣ加
工情報に変換している。

軌跡データのデジタイジング処理では、直線座標値によ
る近似が行われている。ここで近似直線を作成する際に
、一般に、軌跡データを一定時間毎に抽出する、或いは
一定距離毎に抽出する、或いは近似直線との誤差量が所
定のトレランス値（許容値）を越えた時に抽出する、と
いう３つの方法で直線座標が決定できる。

プロセッサ１１のパス１０には、更にインターフェース
１９を介して紙テープリーダ／パンチャー２１が接続さ
れている。この紙テープリーダ／パンチャー２１では、
デジタイジング制御装置１で作成されたＮＣ加工情報に
基づいて、ＮＣテープが作成される。また、インターフ
ェース１９には数値制御工作機械を直接に接続すること
により、オンラインで高精度のならい加工を行うことも
できる。

上記のデジタイジング制御装置１では、ならい機械３に
よる表面往復ならいの軌跡データを受は取って、表面一
方向ならいの軌跡データをデジタイジングした場合と同
じ形式に変換したデジタイジングデータでＮＣ運転する
ことができる。

従ってデジタイジング制御装置１の運転時間の短縮を可
能にし、切削時のカッタ方向を統一することも容易であ
る。また、工具のアップカット、ダウンカットを制御し
て、カッタ負荷の低減、切削面の精度の向上を図ること
もできる。

第２図は、表面往復ならいのモードにおけるスタイラス
５の移動軌跡の一例を示している。ここで上記ならい機
械３には、モデル６に対するスタイラス５のならいリミ
ットが、Ｘ軸上のＬＸＰ。

ＬＸＮに設定され、ｘ−Ｚ平面内のモデル形状を追跡す
るならいパスと、リミットに到達したあと、ならい平面
をＹ−Ｚに切換えてピック動作するピックパスが設定さ
れている。すなわち、スタイラス５はならい軸の−Ｘ方
向に進み、次にピックフィードしてシフトされたならい
経路を＋Ｘ軸方向に進む。

第３図には、一方向ならいの場合の移動軌跡を示してい
る。

スタイラスは、最初に−Ｘ方向のならい経路を進み、設
定されたストロークリミットに達するとモデル表面から
離れる。そして、Ｚ軸上に設定されたＬＺＰまで早送り
で逃げ、ＬＺＰでならい送りと逆方向に早送りされる。

反対側のリミットに設定されたアプローチ開始点ＳＡＰ
で停止し、更に一２方向にラビッドアプローチする。そ
のリミットＬＲＡに到達する正、減速してアプローチ送
りとなり、モデル６面に達するとならい平面をＹ−２に
切換えてピック動作する。

このように一方向ならいの場合のならい送りは、常に、
最初のならい経路と同じ−Ｘ方向となる。

このため、一方向ならいでは、モデル表面を同じピック
フィードでならう往復ならいと比較すると、第３図の点
線によって示す早送りとアプローチ送りの分だけ余計に
、ならい機械の運転時間が必要になる。

そこで、上記デジタイジング制御装置１では、操作盤２
から入力された切削方向データを基にして、ならい機械
３からの軌跡データが切削方向と一致しているかどうか
を判断し、その上で所定の軌跡データを反転する機能を
設けている。このためには、例えばならいのリミット間
距離に対応する容量で、各軸の現在位置データ）（ａ、
Ｙａ、Ｚａを座標点単位で記憶する後入れ先出しスタッ
ク（ＬＩＦＯ）を設けている。そして軌跡データの変換
制御パラメータが操作盤２がら設定されたとき、ならい
機械３からの軌跡データのうちの切削方向と一致しない
分を、上記ＬＩＦＯから読み出して処理すれば良い。

また、上記表面一方向ならいによる加工データを作成す
るには、往復ならいによって得た各軌跡データに、なら
いパスの終点と始点とを結合するＮＣデータを付加し、
ＮＣ加工情報に変換する必要がある。これら付加される
加工データは、上記不揮発性メモリ１４にパラメータと
して記憶させておくことができる。この場合に、プロセ
ッサ１１には軌跡データとして取り込まれたならいパス
に基づいて、モデル形状の山の部分を判断して、上記Ｌ
ＺＰやＳＡＰなどの値を自動的に変更する機能を持たせ
ている。これによって、工具の刃先位置を制御して、ワ
ークとの干渉を回避できる。

第４図は本発明のデジタイジング方法の一例を示すフロ
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。ここでは、上記変換制御パラメータはプ
ロセッサに変換指令を与えており、モデル面を表面往復
ならいすることによって得た軌跡データが、プロセッサ
においてＮＣ加工情報に変換されるまでの手順を示して
いる。

〔Ｓ１〕軌跡データがならいパスについてのものか、或
いはビックパスについてのものかを判断する。

ビックパスについての軌跡データのときは、ステップ５
（Ｓ５）に、ならいパスのときはＳ２に進む。

〔Ｓ２〕軌跡データからならい方向が切削方向と同じか
、或いは逆方向かを判断し、同一方向であれば、そのま
まＳ４に進む。

〔Ｓ３〕逆方向であれば、その軌跡データのうち、なら
い送り軸のデータの並びを反転して、切削方向に一致す
るならいパスデータに変換する。

〔Ｓ４〕切削方向と一致する方向のならいパスデータが
完成される。

〔Ｓ５〕軌跡データがならいパスについてのものでない
とき、更にビックパスの始点のデータかどうかを判断す
る。始点のデータ以外であれば、Ｓ７に進む。

〔Ｓ６〕ピツクパスの始点のデータであれば、先行する
ならいパスのスタート位置へ戻すため、上記ＬＺＰ点、
ＳＡＰ点、ＬＲＡ点のデータをパラメータから読み出し
て、ビックフィードのデータの前に挿入する。

〔Ｓ７〕ならいパスデータとビックパスデータとを結合
して、一方向ならいと同じ形式で変換されたデジタイジ
ングデータとする。

このような往復ならいの軌跡データから表面−方向のな
らいデータに変換されたデジタイジングデータによって
、ＮＣ工作機械を運転すれば、同じ時間をかけて作成さ
れた一方向ならいのデジタイジングデータと比較したと
き、より高い加工精度でＮＣ加工ができる。言い換えれ
ば、これはより短時間で一方向ならいのＮＣ運転を可能
にすることになる。

なお、上記実施例では、デジタイジングデータはＮＣテ
ープなどの形で外部に出力するデジタイジング制御装置
として、本発明方法を説明したが、トレーサヘッドと連
動するカッタヘッドを有するならい制御装置にも適用で
きる。

また、ならい機械側でのならい動作は、軸方向ならいば
かりでなく、４５°送りならいであっても良く、また表
面ならいに限らず、輪郭ならいにも応用することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、軌跡データについて選
択的に反転したデジタイジングが行えるようにしたので
、ならい機械からの軌跡データのならい方向にかかわら
ず、一方向切削のためのＮＣデータを作成できる。これ
によって、容易にカッタ負荷の低減や、切削面の精度の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置を示すブロック図、 第２図は往復ならいを説明する図、 第３図は一方向ならいを説明する図、 第４図は本発明方法の一実施例のフローチャートである
。 １−・・・　デジタイジング制御装置 ３・−・・・・・−ならい機械 ４−・　−トレーサヘッド ６　゛モデル １１　・・プロセッサ １４　　゛・不揮発性メモリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）モデル面をならって得た軌跡データをＮＣ加工情
   報に変換するデジタイジング方法において、ならい経路
   をシフトさせるピックフィードの終了ごとに送り方向を
   切り換えて前記モデル面の軌跡データを作成し、 前記軌跡データのうち一方の送り方向のものはそのまま
   ＮＣ加工情報に変換し、 他方の送り方向のものはその軌跡データを反転してＮＣ
   加工情報に変換し、 前記２つのＮＣ加工情報を交互に接続して、一方向切削
   のためのＮＣデータを作成することを特徴とするデジタ
   イジング方法。 （２）前記２つのＮＣ加工情報を交互に接続する際に、
   前記ピックフィードのデータの前に、先行するならい経
   路のスタート位置へ戻すためのＮＣデータを挿入するこ
   とを特徴とする請求項１記載のデジタイジング方法。 （３）前記反転される軌跡データは、前記ＮＣデータに
   よる切削方向と反対の送り方向の軌跡データであること
   を特徴とする請求項１記載のデジタイジング方法。 （４）トレーサヘッドによりモデル形状をならいながら
   、逐次に軌跡データを取り込み、ＮＣ加工情報に変換し
   て出力するデジタイジング制御装置において、 前記軌跡データのならい方向と切削方向との一致を検出
   する検出手段と、 前記トレーサヘッドのピックフィード毎に、前記切削方
   向との一致或いは不一致に応じて特定されたならい方向
   の軌跡データを反転するデータ反転手段と、 前記反転された軌跡データとそのまま取り込まれた軌跡
   データとを結合するデータ結合手段と、を具備したこと
   を特徴とするデジタイジング制御装置。 （５）前記軌跡データの変換制御パラメータを設定する
   手段を有し、前記モデル形状を表面往復ならいして逐次
   に取り込んだとき、前記変換制御パラメータを読んで、
   軌跡データを反転するか否かを決定することを特徴とす
   る請求項４記載のデジタイジング制御装置。（６）前記
   データ反転手段は、特定された軌跡データを座標点単位
   で記憶する後入れ先出しスタックから構成されているこ
   とを特徴とする請求項４記載のデジタイジング制御装置
   。 （７）前記データ結合手段は、各軌跡データごとになら
   いパスの終点と始点とを結合する付加データを設定する
   設定手段と、前記各軌跡データに基づいてＮＣ加工時の
   工具とワークとの干渉を回避すべく前記付加データを変
   更する変更手段とを含むことを特徴とする請求項４記載
   のデジタイジング制御装置。