JPH04169905A - ３次元レーザの座標変換方式 - Google Patents
３次元レーザの座標変換方式Info
- Publication number
- JPH04169905A JPH04169905A JP2296377A JP29637790A JPH04169905A JP H04169905 A JPH04169905 A JP H04169905A JP 2296377 A JP2296377 A JP 2296377A JP 29637790 A JP29637790 A JP 29637790A JP H04169905 A JPH04169905 A JP H04169905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformation
- coordinate
- matrix
- dimensional laser
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 93
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 27
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/408—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
- G05B19/4086—Coordinate conversions; Other special calculations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Laser Beam Processing (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３次元レーザ加工機における３次元レーザの座
標変換方式に関し、特に空間移動変換あるいは空間ミラ
ー変換が可能な３次元レーザの座標変換方式に関する。
標変換方式に関し、特に空間移動変換あるいは空間ミラ
ー変換が可能な３次元レーザの座標変換方式に関する。
３次元レーザ加工機はワークの３次元加工が非接触で高
速、高精度に加工できるので、３次元モデルの加工等に
採用されている。
速、高精度に加工できるので、３次元モデルの加工等に
採用されている。
３次元レーザ加工機はｘ、ｙ、ｚ軸とノズルの姿勢を決
約るα軸及びβ軸の５軸で制御される。
約るα軸及びβ軸の５軸で制御される。
すなわち、ｘ、ｙ、ｚ軸でノズルの先端の位置を決め、
α軸とβ軸でノズルがワークの面に垂直になるように制
御している。
α軸とβ軸でノズルがワークの面に垂直になるように制
御している。
このノズルの姿勢を制御する例として、特開平２−１１
２８９１号があ′る。
２８９１号があ′る。
〔発明が解決しようとする課題］
一方、３次元レーザ加工機の加工プログラムはワークの
ある特定の点からワークごとの座標系を決めて、加工を
行う場合が多い。すなわち、加工プログラム上の座標系
と実際のセットされたワークの座標系とは異なり、この
ために座標変換を行う必要がある。
ある特定の点からワークごとの座標系を決めて、加工を
行う場合が多い。すなわち、加工プログラム上の座標系
と実際のセットされたワークの座標系とは異なり、この
ために座標変換を行う必要がある。
この座標変換としては、３次元的に距離、姿勢の異なる
座標系に変換するための空間移動変換と、ある特定の平
面に面対象に変換する空間ミラー変換がある。
座標系に変換するための空間移動変換と、ある特定の平
面に面対象に変換する空間ミラー変換がある。
３次元レーザ加工機を制御するＣＮＣ（数値制御装置）
では、特定の平面（ＸＹ平面、ＹＺ平面、ｘｚ平面）に
対するミラー加工は可能であったが、任意の平面に対す
るミラー変換は不可能であった。
では、特定の平面（ＸＹ平面、ＹＺ平面、ｘｚ平面）に
対するミラー加工は可能であったが、任意の平面に対す
るミラー変換は不可能であった。
また、空間移動変換の機能もなく、空間移動変換あるい
は空間ミラー変換を行うためには、一般に自動プログラ
ム作成装置によって、加工時のワークの位置を計測して
から、ワーク毎に加工プログラムを作成していた。
は空間ミラー変換を行うためには、一般に自動プログラ
ム作成装置によって、加工時のワークの位置を計測して
から、ワーク毎に加工プログラムを作成していた。
従って、常に自動プログラム作成装置を必要とし、また
、加工毎に加工プログラムを作成する必要があり、３次
元レーザ加工機の加工上の問題点となっていた。
、加工毎に加工プログラムを作成する必要があり、３次
元レーザ加工機の加工上の問題点となっていた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、空
間移動変換及び空間ミラー変換可能な３次元レーザの座
標変換方式を提供することを目的とする。
間移動変換及び空間ミラー変換可能な３次元レーザの座
標変換方式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約に、３次元レーザ加
工機における加工プログラムの座標変換を行う３次元レ
ーザの座標変換方式において、加工プログラムを解読し
て、指令値を出力する前処理演算手段と、前記前処理演
算手段からの指令値を座標変換するための座標変換マ）
ＩＪクスと、前記座標変換マトリクスによって、指令
値を座標変換する座標変換手段と、前記座標変換手段の
変換出力を補間して補間パルスを圧力する補間手段と、
前記補間パルスによって駆動されるサーボモータと、を
有することを特徴とする３次元レーザの座標変換方式が
、提供される。
工機における加工プログラムの座標変換を行う３次元レ
ーザの座標変換方式において、加工プログラムを解読し
て、指令値を出力する前処理演算手段と、前記前処理演
算手段からの指令値を座標変換するための座標変換マ）
ＩＪクスと、前記座標変換マトリクスによって、指令
値を座標変換する座標変換手段と、前記座標変換手段の
変換出力を補間して補間パルスを圧力する補間手段と、
前記補間パルスによって駆動されるサーボモータと、を
有することを特徴とする３次元レーザの座標変換方式が
、提供される。
前処理演算手段は加工プログラムを解読して、各軸の指
令値を出力する。この指令値を、座標変換マトリクスに
よって、実際のワークの座標系上の指令値に変換する。
令値を出力する。この指令値を、座標変換マトリクスに
よって、実際のワークの座標系上の指令値に変換する。
この変換された座標指令値を補間手段で補間し、補間パ
ルスを出力する。この補間パルスによってサーボモータ
を駆動し、ワークを加工する。
ルスを出力する。この補間パルスによってサーボモータ
を駆動し、ワークを加工する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
３次元レーザ加工機では、ノズルの座標系の位置決めの
制御と、ノズルの姿勢を制御する必要がある。座標系の
位置決狛はいずれの数値制御工作機械でも共通であるが
、ノズルの制御について簡単に説明する。
制御と、ノズルの姿勢を制御する必要がある。座標系の
位置決狛はいずれの数値制御工作機械でも共通であるが
、ノズルの制御について簡単に説明する。
第２図は３次元レーザ加工機のノズルの部分構成図であ
る。３０はレーザビームであり、図示されていない反射
ミラーによっそ反射して、レーザビーム３０ａ、３０ｂ
、３０ｃ、３０ｄとなって、ワーク面３４に照射される
。３１はα軸を制御する部材であり、レーザビーム３０
を軸として水平に回転する。３２はβ軸を制御する回転
軸である。
る。３０はレーザビームであり、図示されていない反射
ミラーによっそ反射して、レーザビーム３０ａ、３０ｂ
、３０ｃ、３０ｄとなって、ワーク面３４に照射される
。３１はα軸を制御する部材であり、レーザビーム３０
を軸として水平に回転する。３２はβ軸を制御する回転
軸である。
３３はノズルである。このようにα軸とβ軸を制御する
ことにより、ノズルの姿勢制御を行う。
ことにより、ノズルの姿勢制御を行う。
第１図は本発明の３次元レーザの座標変換方式のブロッ
ク図である。加工プログラムは紙テープ１、フロッピィ
ディスク３から、メモリ２に格納され、メモリ運転がさ
れる。メモリ２から読み出された加工プログラムは前処
理演算手段４で解読され、ノズルの位置指令ｘＳｙ、ｚ
と、ノズルの姿勢を制御するα、βに分けられる。
ク図である。加工プログラムは紙テープ１、フロッピィ
ディスク３から、メモリ２に格納され、メモリ運転がさ
れる。メモリ２から読み出された加工プログラムは前処
理演算手段４で解読され、ノズルの位置指令ｘＳｙ、ｚ
と、ノズルの姿勢を制御するα、βに分けられる。
位置指令は空間ミラー変換手段８で空間ミラー変換が行
われる。空間ミラー変換には空間ミラー変換マトリクス
（Ｍマトリクス）が使用される。
われる。空間ミラー変換には空間ミラー変換マトリクス
（Ｍマトリクス）が使用される。
ＭマトリクスはＭマトリクス演算手段５によって演算さ
れる。Ｍマトリクスは位置指令を変換元の点と変換先の
点との垂直２等分平面に対象な位置に座標変換するもの
であり、Ｍマトリクス演算手段５によって演算される。
れる。Ｍマトリクスは位置指令を変換元の点と変換先の
点との垂直２等分平面に対象な位置に座標変換するもの
であり、Ｍマトリクス演算手段５によって演算される。
さらに、位置指令は空間移動変換手段９によって、実際
に加工するワークの座標系に変換される。
に加工するワークの座標系に変換される。
この変換には、空間移動変換マトリクス（Ｔマトリクス
）が使用され、Ｔマトリクスの演算はＴマトリクス演算
手段６によって行われる。Ｔマトリクスは実際に加工す
るワークの点から求約ることができる。Ｔマトリクス及
びＴマトリクス演算手段６の詳細は後述する。
）が使用され、Ｔマトリクスの演算はＴマトリクス演算
手段６によって行われる。Ｔマトリクスは実際に加工す
るワークの点から求約ることができる。Ｔマトリクス及
びＴマトリクス演算手段６の詳細は後述する。
位置指令は空間移動ミラーと空間移動変換が行われ、変
換位置指令Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃは補間手段１１に送られる
。補間手段１１では変換位置指令を補関し、補間パルス
ｘｐＳＹｐＳｚｐを出力し、それぞれＸ軸、Ｙ軸、α軸
のサーボモータ２１．２２．２３を駆動し、ノズルの移
動を制御する。
換位置指令Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃは補間手段１１に送られる
。補間手段１１では変換位置指令を補関し、補間パルス
ｘｐＳＹｐＳｚｐを出力し、それぞれＸ軸、Ｙ軸、α軸
のサーボモータ２１．２２．２３を駆動し、ノズルの移
動を制御する。
勿論、空間移動変換あるいは空間ミラー変換の一方のみ
の変換を行うこともできる。
の変換を行うこともできる。
次にノズルの姿勢を制御する指令α、βの座標変換につ
いて説明する。第３図は指令α、βの座標変換の処理を
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。
いて説明する。第３図は指令α、βの座標変換の処理を
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。
〔Ｓ１〕ノズルの姿勢を制御する指令α、βは、ベクト
ル変換手段７で、−旦ノズルのベクトルＶｎに変換し、
そのベクトルの先端の座標値（Ｘ。
ル変換手段７で、−旦ノズルのベクトルＶｎに変換し、
そのベクトルの先端の座標値（Ｘ。
ｙ、ｚ）を求狛る。
〔Ｓ２〕この座標値を位置指令と同じように、空間ミラ
ー変換手段８によって、空間ミラー変換を行う。
ー変換手段８によって、空間ミラー変換を行う。
〔Ｓ３］また、空間移動変換手段９によって、空間移動
変換を行う。
変換を行う。
〔Ｓ４〕この変換後の座標値（ｘｃ、 ｙｃ、 ｚ
ｃ）、すなわちベクトルＶｃを、ベクトル逆変換手段１
０で変換指令αＣ１βＣに逆変換する。
ｃ）、すなわちベクトルＶｃを、ベクトル逆変換手段１
０で変換指令αＣ１βＣに逆変換する。
〔Ｓ５〕補聞手段１１で変換指令αＣ１βＣを補間して
、補間パルスαｐ１βｐを出力する。
、補間パルスαｐ１βｐを出力する。
〔Ｓ６〕この補間パルスαｐ、βｐによって、α軸及び
β軸のサーボモータ２４．２５を駆動して、ノズルの姿
勢を制御する。
β軸のサーボモータ２４．２５を駆動して、ノズルの姿
勢を制御する。
勿論、上記のフローチャートで、空間移動変換あるいは
空間ミラー変換の一方のみの変換を行うこともできる。
空間ミラー変換の一方のみの変換を行うこともできる。
次に空間移動変換の詳細について述べる。第４図は空間
移動変換を説明するための図である。ここでは座標系Ｐ
の点Ｐａを座標系Ｑの点Ｐｂに変換することを考える。
移動変換を説明するための図である。ここでは座標系Ｐ
の点Ｐａを座標系Ｑの点Ｐｂに変換することを考える。
座標系Ｐは座標系Ｐの原点Ｐ１と、座標系ＰのｘＰ細軸
上点Ｐ２、ＸＰ−ＹＰ平面上の点Ｐ ３ ｉ、ｍよって
定義される。
上点Ｐ２、ＸＰ−ＹＰ平面上の点Ｐ ３ ｉ、ｍよって
定義される。
座標系Ｑは座標系０の原点Ｑ１と、座標系ＱのＸＱ軸上
の点Ｑ２、ＸＱ−ＹＱ平面上の点Ｑ３によって定義され
る。
の点Ｑ２、ＸＱ−ＹＱ平面上の点Ｑ３によって定義され
る。
まず、Ｐｌ、Ｐ２からＸＰ軸を末的、ベクトル（ＰＩ−
Ｐ２）とベクトル（Ｐｉ−Ｐ３）の外積から、ＺＰ軸を
求める。次にこのＸＰ軸とＺＰ軸の外積から座標系を右
手座標系として、ＹＰを求める。
Ｐ２）とベクトル（Ｐｉ−Ｐ３）の外積から、ＺＰ軸を
求める。次にこのＸＰ軸とＺＰ軸の外積から座標系を右
手座標系として、ＹＰを求める。
こうシテ求めた座ｍ’＆Ｐ （ＸＰ、ＹＰ、ＺＰ）をワ
ーク座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ”）に変換するマトリクスをＭ
ｐとする。同様にして、座標系Ｑをワーク座標系（χ、
Ｙ、Ｚ）に変換するマトリクスをＭｑとする。従って、
以下の関係が成り立つ。
ーク座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ”）に変換するマトリクスをＭ
ｐとする。同様にして、座標系Ｑをワーク座標系（χ、
Ｙ、Ｚ）に変換するマトリクスをＭｑとする。従って、
以下の関係が成り立つ。
Ｍ ｑ −’ Ｐ ｂ ＝ Ｍ ｐ −’ Ｐ ａ
（１ａ ）Ｐ ｂ ＝ Ｍ ｑ Ｍ ｐ−’
Ｐ ａ −−−（１ｂ ）となり、点Ｐａを点
Ｐｂに変換できる。
（１ａ ）Ｐ ｂ ＝ Ｍ ｑ Ｍ ｐ−’
Ｐ ａ −−−（１ｂ ）となり、点Ｐａを点
Ｐｂに変換できる。
一般に座標系Ｐは加工プログラムを作成したときの座標
系、座標系Ｑは実際に加工するときのワ一りの特定の点
（Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ３）から求める。
系、座標系Ｑは実際に加工するときのワ一りの特定の点
（Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ３）から求める。
次に実際に変換マ） ＩＪクスの求め方についてのべる
。第５図は変換マトリクスＭｐを求めるための説明図で
ある。なお、ここでは説明を簡単にするために、平行移
動成分については説明を省略し、座標系の回転成分につ
いてのみ説明する。
。第５図は変換マトリクスＭｐを求めるための説明図で
ある。なお、ここでは説明を簡単にするために、平行移
動成分については説明を省略し、座標系の回転成分につ
いてのみ説明する。
座標系ＰＯＺＰ軸をワーク座標系のＸＹ平面上で角度α
回転し、さらにｘＺ平面で角度β回転して、座標系Ｐの
座標軸をワーク座標系に一致させる。
回転し、さらにｘＺ平面で角度β回転して、座標系Ｐの
座標軸をワーク座標系に一致させる。
このときの、最初の回転による座標変換行列Ｍｘｐは第
６図の（２）式で表すことができる。ただし、ＸＰＸ、
ＸＰＹはベクトルｚＰのワーク座標上の座標値である。
６図の（２）式で表すことができる。ただし、ＸＰＸ、
ＸＰＹはベクトルｚＰのワーク座標上の座標値である。
次に、ベクトルＺＰをワーク座標系のＸＺ平面上でβ回
転させたときの変換行列は第７図の（３）式で表すこと
ができる。ただし、ｘｐｘＸｘＰＹＳＺＰＺはベクトル
ＺＰのワーク座標上の座標値である。
転させたときの変換行列は第７図の（３）式で表すこと
ができる。ただし、ｘｐｘＸｘＰＹＳＺＰＺはベクトル
ＺＰのワーク座標上の座標値である。
従って、座標系Ｐ上の点をワーク座標系に変換するため
の変換マ） ＋ＪクスＭｐは、第８図の（４）式で表す
ことができる。
の変換マ） ＋ＪクスＭｐは、第８図の（４）式で表す
ことができる。
この変換マトリクスＭｐから、逆マトリクスＭｐ−１は
第９図に示す（５）式で与えられる。
第９図に示す（５）式で与えられる。
同様にして、座標系Ｑの点Ｐｂをワーク座標系に変換す
る変換マトリクスＭｑを求めることができる。
る変換マトリクスＭｑを求めることができる。
これらの変換マトリクスＭ ｐ−１、Ｍｑから、先に述
べた（１ｂ）式によって、座標系Ｐ上の点Ｐａを座標系
Ｑの点Ｐｂに変換する変換マトリクスを求めることがで
きる。このマトリクスが第１図で述べた、空間移動変換
マトリクス（Ｔマ） ＩＪクス）である。
べた（１ｂ）式によって、座標系Ｐ上の点Ｐａを座標系
Ｑの点Ｐｂに変換する変換マトリクスを求めることがで
きる。このマトリクスが第１図で述べた、空間移動変換
マトリクス（Ｔマ） ＩＪクス）である。
次に空間ミラー変換について述べる。第１０図は空間ミ
ラー変換を説明するための図である。変換元の点Ｐを変
換先の点Ｑに変換する。点Ｐと点Ｑと等距離にあり、点
Ｐと点０を結ぶ線に垂直な平面をＲとする。このとき、
変換元の点ｐｐと平面Ｒに対して対称な点を点ｐｑとす
る。すなわち、点ｐｑが求める変換点である。
ラー変換を説明するための図である。変換元の点Ｐを変
換先の点Ｑに変換する。点Ｐと点Ｑと等距離にあり、点
Ｐと点０を結ぶ線に垂直な平面をＲとする。このとき、
変換元の点ｐｐと平面Ｒに対して対称な点を点ｐｑとす
る。すなわち、点ｐｑが求める変換点である。
ここで、点Ｐの座標を（ｐｉ、ｐ２．ｐ３）、点Ｑの座
標を（ｑｌ、ｑ２．ｑ３）とし、点ｐｐの座標を（ａ、
ｂ、ｃ） 、点Ｐｑの座標を（ｘ。
標を（ｑｌ、ｑ２．ｑ３）とし、点ｐｐの座標を（ａ、
ｂ、ｃ） 、点Ｐｑの座標を（ｘ。
ｙ、２）とする。点ｐｑは第１１図に示す（６）式で求
めることができる。
めることができる。
次にノズルの姿勢を制御するα軸とβ軸の変換について
説明する。α軸とβ軸はノズルの姿勢を制御するための
指令であり、直接空間移動変換、空間ミラー変換を行う
ことができない。このたと、指令値α、βを一旦ノズル
のベクトルに変換し、ノズルのベクトルの先端の座標値
を空間移動変換あるいは空間ミラー変換し、変換ベクト
ルを求め、その変換ベクトルから変換指令値αＣ１βＣ
を求めて、このαｃ１βＣによってノズルを制御する。
説明する。α軸とβ軸はノズルの姿勢を制御するための
指令であり、直接空間移動変換、空間ミラー変換を行う
ことができない。このたと、指令値α、βを一旦ノズル
のベクトルに変換し、ノズルのベクトルの先端の座標値
を空間移動変換あるいは空間ミラー変換し、変換ベクト
ルを求め、その変換ベクトルから変換指令値αＣ１βＣ
を求めて、このαｃ１βＣによってノズルを制御する。
第１２１１Ｎはβ軸が角度β回転したときのノズルのベ
クトルを表す図である。第１３図は第１２図の矢印Ａか
ら見たノズルの図である。第１４図は第１２図のＸ軸方
向からノズルをみた図である。
クトルを表す図である。第１３図は第１２図の矢印Ａか
ら見たノズルの図である。第１４図は第１２図のＸ軸方
向からノズルをみた図である。
ここで、第２図に示したノズルのワーク上の点ＰＷから
点Ｐｍまでの距離Ｒとし、β軸が角度β回転したときの
ノズルのベクトルＶｎの先端の座標を（ｘ、 ｙ、
ｚ）とすると、第１２図、第１３図、第１４図から明
らかなように、ベクトルＶｎの先端点Ｐｎの座標値は第
１５図に示す（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）式で表すこ
とができる。
点Ｐｍまでの距離Ｒとし、β軸が角度β回転したときの
ノズルのベクトルＶｎの先端の座標を（ｘ、 ｙ、
ｚ）とすると、第１２図、第１３図、第１４図から明
らかなように、ベクトルＶｎの先端点Ｐｎの座標値は第
１５図に示す（７ａ）、（７ｂ）、（７ｃ）式で表すこ
とができる。
第１６図はノズルをさらにα軸回りに角度α回転させた
図である。このときのベクトルＶｎの先端点ｐｑの座標
値（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ）は第１７図に示す（８）式で表
すことができる。
図である。このときのベクトルＶｎの先端点ｐｑの座標
値（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ）は第１７図に示す（８）式で表
すことができる。
この座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を先に述べたように、空間移
動変換あるいは空間ミラー変換する。その変換後の座標
値を（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）とする。
動変換あるいは空間ミラー変換する。その変換後の座標
値を（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）とする。
さらに、これに対応するα軸とβ軸の回転角度をαＣ１
βＣとすると、第１８図に示す（９ａ）式が成立する。
βＣとすると、第１８図に示す（９ａ）式が成立する。
従って、変換後のα軸とβ軸の回転角度αＣ１βＣは１
８図に示す（９ｅ）、（９ｆ）式によって求められる。
８図に示す（９ｅ）、（９ｆ）式によって求められる。
この変換指令値αＣ１βＣを補間して、補間パルスαｐ
１βｐによってα軸、β軸のサーボモータを駆動するこ
とにより、ノズルの姿勢を制ｉすることができる。
１βｐによってα軸、β軸のサーボモータを駆動するこ
とにより、ノズルの姿勢を制ｉすることができる。
なお上記の計算式は単なる例であり、使用する数値制御
装置（ＣＮＣ）のハードウェアにより、それに適した計
算式を使用できることはいうまでもない。
装置（ＣＮＣ）のハードウェアにより、それに適した計
算式を使用できることはいうまでもない。
以上説明したように本発明では、数値制御装置内に空間
移動変換手段、空間ミラー変換手段を設けたので、別個
の自動プログラム作成装置を使用することなく、加工プ
ログラムの座標変換を行うことができる。また、加工毎
に加工プログラムを作成する必要がなく、座標変換に必
要なデータのみを入力すればよい。
移動変換手段、空間ミラー変換手段を設けたので、別個
の自動プログラム作成装置を使用することなく、加工プ
ログラムの座標変換を行うことができる。また、加工毎
に加工プログラムを作成する必要がなく、座標変換に必
要なデータのみを入力すればよい。
さらに、ノズルの姿勢を制御するα軸及びβ軸の変換も
ノズルのベクトルの先端座標値を座標変換して、変換後
の指令角度を求めるように構成したので、ノズルの姿勢
も同時に座標変換できる。
ノズルのベクトルの先端座標値を座標変換して、変換後
の指令角度を求めるように構成したので、ノズルの姿勢
も同時に座標変換できる。
第１図は本発明の３次元レーザの座標変換方式のブロッ
ク図、 第２図は３次元レーザ加工機のノズルの部分構成図、 第３図は指令α、βの座標変換の処理を示すフローチャ
ート、 第４図は空間移動変換を説明するだめの図、第５図は変
換マトリクスＭｐを求めるための説明図、 第６図は座標系Ｐをワーク座標系のＸＹ平面上に回転さ
せたときの変換行列を表す図、第７図はベクトルＺＦ’
をワーク座標系のＸｚ平面上でβ回転させたときの変換
行列を表す図、第８図は座標系Ｐ上の点をワーク座標系
に変換するための変換マトリクスＭｐを表す図、第９図
は逆変換マトリクスＭＰ−’を表す図、第１０図は空間
ミラー変換を説明するための図、第１１図は空間ミラー
変換するための変換マトリクスを示す図、 第１２図はβ軸が角度β回転したときのノズルのベクト
ルを表す図、 第１３図は第１２図の矢印Ａから見たノズルの図、 第１４図は第１２図の−Ｘ軸方向からノズルを見た図、 第１５図はノズルの先端点の座標値を示す図、第１６図
はノズルをさらにα軸回りに角度α回転させた図、 第１７図はノズルの先端点の座標値を表す式を示す図、 第１８図は変換後のノズルベクトルの座標値とα軸及び
β軸との回転角度の関係を表す式を示す図である。 ２ メモリ ４ 前処理演算手段 ５ Ｍマトリクス演算手段 ６ Ｔマトリクス演算手段 ７ ベクトル変換手段 ８ 空間ミラー変換手段 ９ 空間移動変換手段 １０ ベクトル逆変換手段 １１ 補間手段 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第２図 第３図 第５図 第６図 第１０図 Ｍｐ＝ ＭｘｐＭｚｐ ７”７＞る。 第８図 一５ｉｎβ５ｉｎａ、 ｃｏｓａ 第５ 第１１！！１ ｘ＝ＪＲｓｉｎ／２ −−一（７ａ） ｙ冨Ｒ／２− Ｒｃｏｓβ／２ −一−（７ｂ）ｚ ｗ
Ｒｆ２ ＋ Ｒｃｏｓβ／２ −−一（７Ｃ）第１５図 第１６図 ―βｃ＝ ２Ｚｃ／Ｒ−１−−−（９ｂ）ｓｉｎβＣ
１１＝±３こ −−−（９ｃ）βｃｍｃｏｓ−’（２Ｚ
ｃ／Ｒ−１） −−（９ｅ）ａｃ ＋ａｃｏｓ−’
（Ｕｃｌ −−−（９ｆ）平成 ３年１２月２
６日
ク図、 第２図は３次元レーザ加工機のノズルの部分構成図、 第３図は指令α、βの座標変換の処理を示すフローチャ
ート、 第４図は空間移動変換を説明するだめの図、第５図は変
換マトリクスＭｐを求めるための説明図、 第６図は座標系Ｐをワーク座標系のＸＹ平面上に回転さ
せたときの変換行列を表す図、第７図はベクトルＺＦ’
をワーク座標系のＸｚ平面上でβ回転させたときの変換
行列を表す図、第８図は座標系Ｐ上の点をワーク座標系
に変換するための変換マトリクスＭｐを表す図、第９図
は逆変換マトリクスＭＰ−’を表す図、第１０図は空間
ミラー変換を説明するための図、第１１図は空間ミラー
変換するための変換マトリクスを示す図、 第１２図はβ軸が角度β回転したときのノズルのベクト
ルを表す図、 第１３図は第１２図の矢印Ａから見たノズルの図、 第１４図は第１２図の−Ｘ軸方向からノズルを見た図、 第１５図はノズルの先端点の座標値を示す図、第１６図
はノズルをさらにα軸回りに角度α回転させた図、 第１７図はノズルの先端点の座標値を表す式を示す図、 第１８図は変換後のノズルベクトルの座標値とα軸及び
β軸との回転角度の関係を表す式を示す図である。 ２ メモリ ４ 前処理演算手段 ５ Ｍマトリクス演算手段 ６ Ｔマトリクス演算手段 ７ ベクトル変換手段 ８ 空間ミラー変換手段 ９ 空間移動変換手段 １０ ベクトル逆変換手段 １１ 補間手段 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第２図 第３図 第５図 第６図 第１０図 Ｍｐ＝ ＭｘｐＭｚｐ ７”７＞る。 第８図 一５ｉｎβ５ｉｎａ、 ｃｏｓａ 第５ 第１１！！１ ｘ＝ＪＲｓｉｎ／２ −−一（７ａ） ｙ冨Ｒ／２− Ｒｃｏｓβ／２ −一−（７ｂ）ｚ ｗ
Ｒｆ２ ＋ Ｒｃｏｓβ／２ −−一（７Ｃ）第１５図 第１６図 ―βｃ＝ ２Ｚｃ／Ｒ−１−−−（９ｂ）ｓｉｎβＣ
１１＝±３こ −−−（９ｃ）βｃｍｃｏｓ−’（２Ｚ
ｃ／Ｒ−１） −−（９ｅ）ａｃ ＋ａｃｏｓ−’
（Ｕｃｌ −−−（９ｆ）平成 ３年１２月２
６日
Claims (6)
- （１）３次元レーザ加工機における加工プログラムの座
標変換を行う３次元レーザの座標変換方式において、 加工プログラムを解読して、指令値を出力する前処理演
算手段と、 前記前処理演算手段からの指令値を座標変換するための
座標変換マトリクスと、 前記座標変換マトリクスによって、指令値を座標変換す
る座標変換手段と、 前記座標変換手段の変換指令値を補間して補間パルスを
出力する補間手段と、 前記補間パルスによって駆動されるサーボモータと、 を有することを特徴とする３次元レーザの座標変換方式
。 - （２）前記座標変換マトリクスは空間移動変換を行う空
間移動変換マトリクスあるいは空間ミラー変換を行う空
間ミラー変換マトリクスの少なくとも一つを含むことを
特徴とする請求項１記載の３次元レーザの座標変換方式
。 - （３）前記座標変換手段は空間移動変換を行う空間移動
変換手段あるいは空間ミラー変換を行う空間ミラー変換
手段の少なくも一つを含むことを特徴とする請求項１記
載の３次元レーザの座標変換方式。 - （４）前記指令値は前記３次元レーザ加工機のレーザ出
力ノズルを制御するα軸及びβ軸を含み、前記α軸及び
前記β軸の指令値から前記ノズルのベクトル及び前記ベ
クトルの先端座標値を求めるベクトル変換手段と、 前記先端座標値を前記座標変換手段によって変換した変
換先端座標値を前記α軸及び前記β軸の変換指令値に逆
変換するベクトル逆変換手段と、を含むことを特徴とす
る請求項１記載の３次元レーザの座標変換方式。 - （５）前記空間移動変換マトリクスは、加工プログラム
上の基準の３点で決まる第１の座標系から、ワークの３
点から決まる第２の座標系へ変換する座標変換マトリク
スであることを特徴とする請求項１記載の３次元レーザ
の座標変換方式。 - （６）前記空間ミラー変換マトリクスは加工プログラム
上の点を、変換元の点と変換先の点との垂直２等分平面
に対象な点へ変換する変換マトリクスであることを特徴
とする請求項１記載の３次元レーザの座標変換方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296377A JPH04169905A (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | ３次元レーザの座標変換方式 |
| EP19910917806 EP0509103A4 (en) | 1990-11-01 | 1991-10-16 | Method of transforming coordinates of tridimensional laser |
| PCT/JP1991/001414 WO1992008172A1 (en) | 1990-11-01 | 1991-10-16 | Method of transforming coordinates of tridimensional laser |
| US08/227,483 US5384523A (en) | 1990-11-01 | 1994-04-14 | Three-dimensional laser coordinate transformation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296377A JPH04169905A (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | ３次元レーザの座標変換方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04169905A true JPH04169905A (ja) | 1992-06-17 |
Family
ID=17832763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2296377A Pending JPH04169905A (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | ３次元レーザの座標変換方式 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5384523A (ja) |
| EP (1) | EP0509103A4 (ja) |
| JP (1) | JPH04169905A (ja) |
| WO (1) | WO1992008172A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0916238A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-17 | Nec Corp | 数値制御装置 |
| JP2012020297A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Opton Co Ltd | 成形品トリム加工方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6350934B1 (en) | 1994-09-02 | 2002-02-26 | Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. | Nucleic acid encoding delta-9 desaturase |
| US6304680B1 (en) | 1997-10-27 | 2001-10-16 | Assembly Guidance Systems, Inc. | High resolution, high accuracy process monitoring system |
| US6203861B1 (en) | 1998-01-12 | 2001-03-20 | University Of Central Florida | One-step rapid manufacturing of metal and composite parts |
| DE19952388A1 (de) * | 1999-10-31 | 2001-06-28 | Eugen Saffert | Regelsystem für elektrische Antriebe und Verfahren zur Bahnregelung |
| DE10293961T5 (de) * | 2001-09-28 | 2004-04-22 | Mitsubishi Denki K.K. | Dreidimensionales Laserstrahlgerät |
| US7001672B2 (en) | 2003-12-03 | 2006-02-21 | Medicine Lodge, Inc. | Laser based metal deposition of implant structures |
| US7666522B2 (en) | 2003-12-03 | 2010-02-23 | IMDS, Inc. | Laser based metal deposition (LBMD) of implant structures |
| US20050212694A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Chun-Ta Chen | Data distribution method and system |
| JP2006289524A (ja) | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Fanuc Ltd | 加工物設置誤差測定装置 |
| DE102006022831A1 (de) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Siemens Ag | Verfahren zum Steuern einer Schleifmaschine und numerisch gesteuerte Schleifmaschine |
| US7951412B2 (en) * | 2006-06-07 | 2011-05-31 | Medicinelodge Inc. | Laser based metal deposition (LBMD) of antimicrobials to implant surfaces |
| CN102151984B (zh) * | 2011-03-01 | 2015-03-18 | 华中科技大学 | 一种适用于复杂曲面的激光加工方法及装置 |
| CN103809507B (zh) * | 2014-03-06 | 2016-05-25 | 苏州新代数控设备有限公司 | 具有坐标同步功能的数值控制系统及其数值控制方法 |
| CN104588884B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-05-24 | 深圳信息职业技术学院 | 一种三维激光加工设备 |
| FR3043004B1 (fr) * | 2015-10-29 | 2017-12-22 | Airbus Group Sas | Procede d'orientation d'un effecteur portant un outil d'assemblage par rapport a une surface |
| CN113927178B (zh) * | 2021-10-21 | 2024-07-23 | 泉州冰点科技有限公司 | 一种去除鞋垫凸点的方法及装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60262212A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-25 | Nippei Toyama Corp | 産業用ロボツトの運動制御方法 |
| JPS62154006A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | Toyoda Mach Works Ltd | ロボツト制御装置 |
| JPH0275005A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | ロボット制御装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS588310A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-18 | Fanuc Ltd | 座標更新方式 |
| JPS6020207A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-01 | Hitachi Ltd | ロボツトの制御方法及び装置 |
| JPS60142706A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-27 | Fanuc Ltd | 数値制御装置に於ける座標系設定方式 |
| JP2701022B2 (ja) * | 1984-05-22 | 1998-01-21 | ファナック 株式会社 | プログラマブルミラーイメージ機能を有する数値制御装置 |
| JPS6289112A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御装置 |
| US4823279A (en) * | 1986-02-27 | 1989-04-18 | Unimation, Inc. | Coordinate conversion system and method for controlling an industrial robot |
| JPS6318404A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-26 | Fanuc Ltd | 位置制御方法 |
| JPH0820894B2 (ja) * | 1987-07-01 | 1996-03-04 | 株式会社日立製作所 | 産業用ロボツトの動作制御方法 |
| JPH01121904A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-15 | Canon Inc | 位置決めデータの補正方法 |
| JP2759324B2 (ja) * | 1988-04-23 | 1998-05-28 | ファナック株式会社 | ロボットのミラーイメージ方法 |
| US4945493A (en) * | 1988-09-26 | 1990-07-31 | Ford Motor Company | Method and system for correcting a robot path |
| JP2786225B2 (ja) * | 1989-02-01 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 工業用ロボットの制御方法及び装置 |
| JPH02108105U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-28 | ||
| JP2694669B2 (ja) * | 1989-06-09 | 1997-12-24 | 株式会社日立製作所 | ロボットの動作制御方法 |
-
1990
- 1990-11-01 JP JP2296377A patent/JPH04169905A/ja active Pending
-
1991
- 1991-10-16 WO PCT/JP1991/001414 patent/WO1992008172A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1991-10-16 EP EP19910917806 patent/EP0509103A4/en not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-04-14 US US08/227,483 patent/US5384523A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60262212A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-25 | Nippei Toyama Corp | 産業用ロボツトの運動制御方法 |
| JPS62154006A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | Toyoda Mach Works Ltd | ロボツト制御装置 |
| JPH0275005A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | ロボット制御装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0916238A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-17 | Nec Corp | 数値制御装置 |
| JP2012020297A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Opton Co Ltd | 成形品トリム加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0509103A4 (en) | 1992-12-09 |
| US5384523A (en) | 1995-01-24 |
| WO1992008172A1 (en) | 1992-05-14 |
| EP0509103A1 (en) | 1992-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04169905A (ja) | ３次元レーザの座標変換方式 | |
| US9223304B2 (en) | Numerical controller with workpiece setting error compensation unit for multi-axis machine tool | |
| Yang et al. | A generalized online estimation algorithm of multi-axis contouring errors for CNC machine tools with rotary axes | |
| US5075865A (en) | Method and apparatus for involute interpolation | |
| US6223095B1 (en) | Numeric control command generator and method | |
| JP2005128686A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPS6318404A (ja) | 位置制御方法 | |
| EP1403747A2 (en) | Numerical controller | |
| JPS62163109A (ja) | 数値制御装置 | |
| Yun et al. | A geometric postprocessing method for 5-axis machine tools using locations of joint points | |
| US4922431A (en) | Method and apparatus of tool control in arbitrary plane operations | |
| Chen et al. | Three-dimensional tool radius compensation for multi-axis peripheral milling | |
| JP2003005811A (ja) | ６軸制御ｎｃプログラム生成方法及び生成装置、並びに６軸制御ｎｃプログラム生成プログラム及びこのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| JP3576421B2 (ja) | 工作機のワーク姿勢制御方法 | |
| JPS60231207A (ja) | 多軸サ−ボ系の指令発生方式 | |
| JPH05216524A (ja) | ロボット | |
| JP3089797B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH01273682A (ja) | 切断ロボットの切断出力条件設定方法 | |
| JPH10240330A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH0275005A (ja) | ロボット制御装置 | |
| JPH09311708A (ja) | 産業用ロボットの制御装置 | |
| JPH02112891A (ja) | ３次元レーザ加工方法 | |
| JPH04148308A (ja) | 力制御ロボットにおける押付力方向の指定方法 | |
| JPH0742636Y2 (ja) | 切断加工制御データ作成装置 | |
| Cong et al. | An interpolation method based on tool orientation fitting in five-axis CNC machining |