JPH04331048A - ならい制御装置 - Google Patents
ならい制御装置Info
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- JPH04331048A JPH04331048A JP3125149A JP12514991A JPH04331048A JP H04331048 A JPH04331048 A JP H04331048A JP 3125149 A JP3125149 A JP 3125149A JP 12514991 A JP12514991 A JP 12514991A JP H04331048 A JPH04331048 A JP H04331048A
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- tracer head
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
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- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
- Numerical Control (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモデル面をトレーサヘッ
ドでならいながらワークをならい加工するならい制御装
置に関し、特にトレーサヘッドのモデルへの食い込み量
を低減したならい制御装置に関する。
ドでならいながらワークをならい加工するならい制御装
置に関し、特にトレーサヘッドのモデルへの食い込み量
を低減したならい制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に高速、高精度のならい加工をオン
ラインで実行するには、ならい制御装置による同時加工
が必要とされている。図６は従来のならい制御装置の概
念図である。図において、トレーサヘッド１４１に設け
たスタイラス１４２はモデル１４３の外形に沿って接触
しながら移動し、その各軸変位量εｘ，εｙ，εｚがト
レーサヘッド１４１で検出される。トレーサヘッド１４
１では、スタイラス１４２がモデル１４３と接触するこ
とによって受けた力に応じた大きさの変位信号を検出し
、合成回路１３１で合成変位量ε〔＝（εｘ２ ＋εｙ
２ ＋εｚ２ ）１／２ 〕を計算する。加算回路１３
２は合成変位量εと基準変位量ε０ との差分Δεを計
算する。法線方向速度信号発生回路１３３は差分Δεに
所定のゲインを乗じて法線方向速度信号Ｖｎを発生し、
接線方向速度信号発生回路１３４は差分Δεと指令され
たならい速度から接線方向速度Ｖｔを発生する。
ラインで実行するには、ならい制御装置による同時加工
が必要とされている。図６は従来のならい制御装置の概
念図である。図において、トレーサヘッド１４１に設け
たスタイラス１４２はモデル１４３の外形に沿って接触
しながら移動し、その各軸変位量εｘ，εｙ，εｚがト
レーサヘッド１４１で検出される。トレーサヘッド１４
１では、スタイラス１４２がモデル１４３と接触するこ
とによって受けた力に応じた大きさの変位信号を検出し
、合成回路１３１で合成変位量ε〔＝（εｘ２ ＋εｙ
２ ＋εｚ２ ）１／２ 〕を計算する。加算回路１３
２は合成変位量εと基準変位量ε０ との差分Δεを計
算する。法線方向速度信号発生回路１３３は差分Δεに
所定のゲインを乗じて法線方向速度信号Ｖｎを発生し、
接線方向速度信号発生回路１３４は差分Δεと指令され
たならい速度から接線方向速度Ｖｔを発生する。
【０００３】一方、切り換え回路１３５は指令されたな
らい平面における各軸変位量を選択し、ならい方向演算
回路１３６はこれを用いてならい方向θの余弦ｃｏｓθ
及び正弦ｓｉｎθを計算する。軸速度信号発生回路１３
７はＶｎ，Ｖｔ，ｃｏｓθ，ｓｉｎθを用いて変位信号
を処理し、トレーサヘッド１４１のならい軸の軸速度信
号Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚを発生する。この軸速度信号Ｖｘ，
Ｖｙ，Ｖｚによってスタイラス１４２をモデル１４３の
面上で移動させると共に、同速度でカッタヘッド１６２
を移動させてワーク１６３を加工する。
らい平面における各軸変位量を選択し、ならい方向演算
回路１３６はこれを用いてならい方向θの余弦ｃｏｓθ
及び正弦ｓｉｎθを計算する。軸速度信号発生回路１３
７はＶｎ，Ｖｔ，ｃｏｓθ，ｓｉｎθを用いて変位信号
を処理し、トレーサヘッド１４１のならい軸の軸速度信
号Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚを発生する。この軸速度信号Ｖｘ，
Ｖｙ，Ｖｚによってスタイラス１４２をモデル１４３の
面上で移動させると共に、同速度でカッタヘッド１６２
を移動させてワーク１６３を加工する。
【０００４】この同時加工を行うならい制御装置では、
カッタヘッド１６２がトレーサヘッド１４１と機械的に
一体に構成されていて、ワーク１６３とカッタヘッド１
６２との相対位置関係は、常にトレーサヘッド１４１の
位置と同じになるように制御されていた。しかし上記の
ならい制御装置においてはならい速度に一定の限界があ
り、ならい速度を上げ過ぎると加工時にトレーサヘッド
がモデルの形状急変部でくい込む現象が発生する。
カッタヘッド１６２がトレーサヘッド１４１と機械的に
一体に構成されていて、ワーク１６３とカッタヘッド１
６２との相対位置関係は、常にトレーサヘッド１４１の
位置と同じになるように制御されていた。しかし上記の
ならい制御装置においてはならい速度に一定の限界があ
り、ならい速度を上げ過ぎると加工時にトレーサヘッド
がモデルの形状急変部でくい込む現象が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記食い込みの原因は
、カッタヘッドの位置がトレーサヘッドの位置と同じで
あるために、トレーサヘッドに対してスタイラスが変位
する量が基準変位以上になるオーバシュート時に、トレ
ーサヘッドのオーバシュート分がカッタヘッドの食い込
み量にそのまま反映することにある。
、カッタヘッドの位置がトレーサヘッドの位置と同じで
あるために、トレーサヘッドに対してスタイラスが変位
する量が基準変位以上になるオーバシュート時に、トレ
ーサヘッドのオーバシュート分がカッタヘッドの食い込
み量にそのまま反映することにある。
【０００６】これを改良する手段としてデジタイザが開
発されている。デジタイザではならい制御が行われてい
る各軸の位置を時々刻々とディジタル的に位置データと
して取り込み、この位置データに基づいてモデル面を直
線近似すると共に、例えば形状急変部では位置データの
取り込みを一時中断する等の、くい込み現象を防止する
ためのデータ処理を行ってＮＣデータを生成する。この
ＮＣデータを別の数値制御装置（ＣＮＣ）に入力してワ
ークを加工している。しかし、デジタイザを使用する方
法は一旦ならいを行ってから加工がなされるので、工程
の数が増加し、効率的なならい加工を行うには適当でな
い。
発されている。デジタイザではならい制御が行われてい
る各軸の位置を時々刻々とディジタル的に位置データと
して取り込み、この位置データに基づいてモデル面を直
線近似すると共に、例えば形状急変部では位置データの
取り込みを一時中断する等の、くい込み現象を防止する
ためのデータ処理を行ってＮＣデータを生成する。この
ＮＣデータを別の数値制御装置（ＣＮＣ）に入力してワ
ークを加工している。しかし、デジタイザを使用する方
法は一旦ならいを行ってから加工がなされるので、工程
の数が増加し、効率的なならい加工を行うには適当でな
い。
【０００７】そこで、出願人は既に、特願平１−２１９
８３２号の出願において、機械全体を駆動するメインモ
ータに接続された例えば３軸それぞれの上に、トレーサ
ヘッドのみを駆動する別の３軸を載せてこれらを駆動す
るサブモータを設けたものであって、これらメインモー
タとサブモータを相互に関連付けて制御することによっ
て、同時加工をする場合でもワークへの食い込みを低減
できる方法を提案している。
８３２号の出願において、機械全体を駆動するメインモ
ータに接続された例えば３軸それぞれの上に、トレーサ
ヘッドのみを駆動する別の３軸を載せてこれらを駆動す
るサブモータを設けたものであって、これらメインモー
タとサブモータを相互に関連付けて制御することによっ
て、同時加工をする場合でもワークへの食い込みを低減
できる方法を提案している。
【０００８】この方法はモデルの形状急変部で食い込み
を防止するために、トレーサヘッドをカッタヘッドに対
して先行させるものであるから、トレーサヘッドの速度
減少分に応じて先行量がキャンセルされ、その割合だけ
食い込み量が減少する。しかし、それぞれメインモータ
とサブモータの遅延時定数の差に応じて先行量を決定す
る方法では、トレーサヘッドのならい速度をそれほど大
きくすることができず、またスタイラスの各軸変位量も
基準変位量を越えて余り大きくすることができないため
、オーバシュート時の食い込み量の低減に限度があった
。
を防止するために、トレーサヘッドをカッタヘッドに対
して先行させるものであるから、トレーサヘッドの速度
減少分に応じて先行量がキャンセルされ、その割合だけ
食い込み量が減少する。しかし、それぞれメインモータ
とサブモータの遅延時定数の差に応じて先行量を決定す
る方法では、トレーサヘッドのならい速度をそれほど大
きくすることができず、またスタイラスの各軸変位量も
基準変位量を越えて余り大きくすることができないため
、オーバシュート時の食い込み量の低減に限度があった
。
【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、スタイラス自体はモデル面に食い込まないこ
とから、トレーサヘッドからの変位信号を用いてカッタ
ヘッドの位置を補正することによって、ならい速度にか
かわらず常にカッタヘッドの食い込みをなくすようにし
たならい制御装置を提供することを目的とする。
のであり、スタイラス自体はモデル面に食い込まないこ
とから、トレーサヘッドからの変位信号を用いてカッタ
ヘッドの位置を補正することによって、ならい速度にか
かわらず常にカッタヘッドの食い込みをなくすようにし
たならい制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、トレーサヘッドに設けたスタイラスの各
軸変位量に基づいて、前記スタイラスがモデルと接触す
ることによって受けた力に応じた大きさの変位信号を検
出し、前記変位信号を処理して前記トレーサヘッドのな
らい軸の各軸速度信号を発生するとともに、前記変位信
号に基づいてカッタヘッドを移動させてワークを加工す
るならい制御装置において、前記トレーサヘッドの実際
の位置を演算する演算手段と、前記カッタヘッドの移動
とは相対的に独立して、前記トレーサヘッドをそれぞれ
各ならい軸方向に駆動する駆動手段と、前記トレーサヘ
ッドの実際の位置と前記スタイラスの各軸変位量とに基
づいて、前記トレーサヘッドに対する前記スタイラスの
相対変位量に対応して前記カッタヘッドのカッタ中心の
速度指令を補正する補正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。
決するために、トレーサヘッドに設けたスタイラスの各
軸変位量に基づいて、前記スタイラスがモデルと接触す
ることによって受けた力に応じた大きさの変位信号を検
出し、前記変位信号を処理して前記トレーサヘッドのな
らい軸の各軸速度信号を発生するとともに、前記変位信
号に基づいてカッタヘッドを移動させてワークを加工す
るならい制御装置において、前記トレーサヘッドの実際
の位置を演算する演算手段と、前記カッタヘッドの移動
とは相対的に独立して、前記トレーサヘッドをそれぞれ
各ならい軸方向に駆動する駆動手段と、前記トレーサヘ
ッドの実際の位置と前記スタイラスの各軸変位量とに基
づいて、前記トレーサヘッドに対する前記スタイラスの
相対変位量に対応して前記カッタヘッドのカッタ中心の
速度指令を補正する補正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。
【００１１】
【作用】トレーサヘッドはカッタヘッドとは別の駆動手
段によって相対的に独立して各ならい軸方向に駆動され
る。したがって、カッタヘッドの中心位置を常にスタイ
ラスの中心位置に一致させるように制御できる。
段によって相対的に独立して各ならい軸方向に駆動され
る。したがって、カッタヘッドの中心位置を常にスタイ
ラスの中心位置に一致させるように制御できる。
【００１２】
【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。図１はならい制御装置のブロック図である。な
らい制御されるカッタヘッドはＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸によ
って３次元的に移動し、トレーサヘッドは、このカッタ
ヘッドの移動とは相対的に独立したＵ，Ｖ，Ｗ軸をなら
い軸として、３軸方向にそれぞれ移動するタンデム型の
構成を有しているものとする。図に示した、トレーサヘ
ッドのならい軸を駆動するＵ，Ｖ，Ｗ軸モータ３１は、
その各ならい軸と同一の方向にそれぞれカッタヘッドを
ワークに対して移動させるＸ，Ｙ，Ｚ軸モータ５１に重
畳した移動量でトレーサヘッドをモデルに対してならわ
せる。
明する。図１はならい制御装置のブロック図である。な
らい制御されるカッタヘッドはＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸によ
って３次元的に移動し、トレーサヘッドは、このカッタ
ヘッドの移動とは相対的に独立したＵ，Ｖ，Ｗ軸をなら
い軸として、３軸方向にそれぞれ移動するタンデム型の
構成を有しているものとする。図に示した、トレーサヘ
ッドのならい軸を駆動するＵ，Ｖ，Ｗ軸モータ３１は、
その各ならい軸と同一の方向にそれぞれカッタヘッドを
ワークに対して移動させるＸ，Ｙ，Ｚ軸モータ５１に重
畳した移動量でトレーサヘッドをモデルに対してならわ
せる。
【００１３】上記タンデム型のならい制御装置では、カ
ッタヘッド（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の移動指令とトレーサヘッド
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の移動指令１に応じてトレーサヘッド４
１が移動して、そこに設けられたスタイラスがモデルと
接触することによって、そこから受けた力に応じた大き
さで変位信号２が出力される。この変位信号２は、図６
に示した従来のならい制御装置と同様にならい演算３に
よって処理され、トレーサヘッドのならい軸の各軸速度
信号４を形成する。各軸速度信号４は加算器５を介して
Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータ３１に与えられ、その移動位置がＵ
，Ｖ，Ｗ軸位置信号３２として検出される。演算手段６
では、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸位置信号３２とＸ，Ｙ，Ｚ軸モータ
５１によるカッタヘッドの各軸位置信号５２とが入力さ
れ、これら両信号３２と５２を加算してトレーサヘッド
の実際の位置を演算する。
ッタヘッド（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の移動指令とトレーサヘッド
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の移動指令１に応じてトレーサヘッド４
１が移動して、そこに設けられたスタイラスがモデルと
接触することによって、そこから受けた力に応じた大き
さで変位信号２が出力される。この変位信号２は、図６
に示した従来のならい制御装置と同様にならい演算３に
よって処理され、トレーサヘッドのならい軸の各軸速度
信号４を形成する。各軸速度信号４は加算器５を介して
Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータ３１に与えられ、その移動位置がＵ
，Ｖ，Ｗ軸位置信号３２として検出される。演算手段６
では、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸位置信号３２とＸ，Ｙ，Ｚ軸モータ
５１によるカッタヘッドの各軸位置信号５２とが入力さ
れ、これら両信号３２と５２を加算してトレーサヘッド
の実際の位置を演算する。
【００１４】補正手段７ではトレーサヘッドの実際の位
置にスタイラスの各軸変位量を加算して、トレーサヘッ
ドの実際の位置からスタイラスの中心位置が求められる
。この変位補正の結果によりトレーサヘッドに対するス
タイラスの相対変位量に対応したカッタヘッドのカッタ
中心の速度指令が形成される。この補正手段７によって
補正された移動指令８は、スタイラスの中心位置とカッ
タヘッドの中心位置の差となって、これがＸ，Ｙ，Ｚ軸
モータ５１に与えられることにより、変位信号に基づい
てカッタヘッドを移動させてワークを加工する場合のカ
ッタヘッドの食い込みをなくすことができる。
置にスタイラスの各軸変位量を加算して、トレーサヘッ
ドの実際の位置からスタイラスの中心位置が求められる
。この変位補正の結果によりトレーサヘッドに対するス
タイラスの相対変位量に対応したカッタヘッドのカッタ
中心の速度指令が形成される。この補正手段７によって
補正された移動指令８は、スタイラスの中心位置とカッ
タヘッドの中心位置の差となって、これがＸ，Ｙ，Ｚ軸
モータ５１に与えられることにより、変位信号に基づい
てカッタヘッドを移動させてワークを加工する場合のカ
ッタヘッドの食い込みをなくすことができる。
【００１５】変換回路９は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータ５１へ
の補正された移動指令８を、単位演算時間当たりの速度
指令値に変換するものである。変換された指令値は、カ
ッタヘッドのカッタ中心位置としてならい指令を出力す
る上記加算器５の負入力となり、トレーサヘッドをカッ
タヘッドに対して相対的に駆動するＵ，Ｖ，Ｗ軸モータ
３１への移動指令が決定される。
の補正された移動指令８を、単位演算時間当たりの速度
指令値に変換するものである。変換された指令値は、カ
ッタヘッドのカッタ中心位置としてならい指令を出力す
る上記加算器５の負入力となり、トレーサヘッドをカッ
タヘッドに対して相対的に駆動するＵ，Ｖ，Ｗ軸モータ
３１への移動指令が決定される。
【００１６】尚、図１において変換回路９には移動指令
８に代えて、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータ５１の回転位置を検出
したカッタヘッドの各軸位置信号５２を入力するように
しても良い。いずれの信号を使用するかは、各軸モータ
の一次遅れと設定されたならい速度とに応じて選択でき
る。更に、トレーサヘッドへのならい指令を補正して、
各軸モータだけでなく、実際の機械の移動に対応させる
ことも可能である。
８に代えて、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータ５１の回転位置を検出
したカッタヘッドの各軸位置信号５２を入力するように
しても良い。いずれの信号を使用するかは、各軸モータ
の一次遅れと設定されたならい速度とに応じて選択でき
る。更に、トレーサヘッドへのならい指令を補正して、
各軸モータだけでなく、実際の機械の移動に対応させる
ことも可能である。
【００１７】図２はトレーサヘッドとカッタヘッドとの
位置関係を説明する図である。トレーサヘッドは、スタ
イラス４２をモデル面４３に接触させるように駆動され
るため、その位置Ｔはスタイラス４２の中心位置Ｓとは
一般に異なる。ここではトレーサヘッドがＸ−Ｚ平面を
ならう場合について説明する。トレーサヘッドはならい
演算によって決定された座標位置Ｔ（Ｘ＋Ｕ，Ｚ＋Ｗ）
まで移動し、このときＵ，Ｗ軸モータ３１とＸ，Ｚ軸モ
ータ５１に設けたパルスコーダによってトレーサヘッド
の位置が演算される。そのときのスタイラス４２の中心
位置Ｓは、Ｘ，Ｕ，Ｚ，Ｗとスタイラスの相対変位量（
Ｅｘ，Ｅｚ）から求められる。したがって、スタイラス
の中心位置Ｓ（Ｘ＋Ｕ＋Ｅｘ，Ｚ＋Ｗ＋Ｅｚ）とカッタ
ヘッド６２の中心位置Ｃ（Ｘ，Ｚ）の差をＸ，Ｚ軸モー
タ５１に対する移動量として与えることにより、トレー
サヘッドの座標位置Ｔ（Ｘ＋Ｕ，Ｚ＋Ｗ）がどのような
値となろうとも、ワーク６３に対するカッタヘッド６２
の位置はスタイラス４２の中心位置と一致するように制
御される。
位置関係を説明する図である。トレーサヘッドは、スタ
イラス４２をモデル面４３に接触させるように駆動され
るため、その位置Ｔはスタイラス４２の中心位置Ｓとは
一般に異なる。ここではトレーサヘッドがＸ−Ｚ平面を
ならう場合について説明する。トレーサヘッドはならい
演算によって決定された座標位置Ｔ（Ｘ＋Ｕ，Ｚ＋Ｗ）
まで移動し、このときＵ，Ｗ軸モータ３１とＸ，Ｚ軸モ
ータ５１に設けたパルスコーダによってトレーサヘッド
の位置が演算される。そのときのスタイラス４２の中心
位置Ｓは、Ｘ，Ｕ，Ｚ，Ｗとスタイラスの相対変位量（
Ｅｘ，Ｅｚ）から求められる。したがって、スタイラス
の中心位置Ｓ（Ｘ＋Ｕ＋Ｅｘ，Ｚ＋Ｗ＋Ｅｚ）とカッタ
ヘッド６２の中心位置Ｃ（Ｘ，Ｚ）の差をＸ，Ｚ軸モー
タ５１に対する移動量として与えることにより、トレー
サヘッドの座標位置Ｔ（Ｘ＋Ｕ，Ｚ＋Ｗ）がどのような
値となろうとも、ワーク６３に対するカッタヘッド６２
の位置はスタイラス４２の中心位置と一致するように制
御される。
【００１８】図３はタンデム型のならい機械の一例を示
す図である。カッタヘッド６２はコラム６４に取り付け
られ、コラム６４はＺ軸モータ５１ｚによってＺ軸方向
に移動される。また、このコラム６４にはＵ軸モータ３
１ｕ，Ｖ軸モータ３１ｖ，Ｗ軸モータ３１ｗが装着され
ており、これらの各軸モータ３１ｕ，ｖ，ｗによって、
コラム６４の移動に重畳してトレーサヘッド４２は更に
各軸方向に移動する。ワーク６３はモデル４３とともに
テーブル５３上に固定されており、テーブル５３はＸ軸
モータ５１ｘ，Ｙ軸モータ５１ｙによって移動する。
す図である。カッタヘッド６２はコラム６４に取り付け
られ、コラム６４はＺ軸モータ５１ｚによってＺ軸方向
に移動される。また、このコラム６４にはＵ軸モータ３
１ｕ，Ｖ軸モータ３１ｖ，Ｗ軸モータ３１ｗが装着され
ており、これらの各軸モータ３１ｕ，ｖ，ｗによって、
コラム６４の移動に重畳してトレーサヘッド４２は更に
各軸方向に移動する。ワーク６３はモデル４３とともに
テーブル５３上に固定されており、テーブル５３はＸ軸
モータ５１ｘ，Ｙ軸モータ５１ｙによって移動する。
【００１９】図４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
ａに格納されたシステムプログラムを読み出し、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。ＲＡＭ１２ｂはＤＲＡＭであり、一時的
な計算データや表示データを格納する。不揮発性メモリ
１２ｃ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、ならい制御、デジタイジング及び数値制御に必
要な各種のパラメータ等を格納する。これらのパラメー
タは操作盤２より入力される。
のハードウェア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
ａに格納されたシステムプログラムを読み出し、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。ＲＡＭ１２ｂはＤＲＡＭであり、一時的
な計算データや表示データを格納する。不揮発性メモリ
１２ｃ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、ならい制御、デジタイジング及び数値制御に必
要な各種のパラメータ等を格納する。これらのパラメー
タは操作盤２より入力される。
【００２０】ならい制御回路１３はスタイラス４２の各
軸変位量εｘ，εｙ，εｚを入力されると共に、バス１
０を介してプロセッサ１１からならい平面、ならい速度
等を指令され、周知の技術によってならい軸４０ｕ，４
０ｖ，４０ｗの各軸速度信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを発生す
る。サーボアンプ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは速度信号Ｖ
ｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の単位時間当りの移動
量Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚとの差を増幅して、機械側に取りつ
けられたサーボモータ３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを駆動し
、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸によってトレーサヘッド４１をモデル４
３の面上に沿って移動させ、ならい制御を実行する。
軸変位量εｘ，εｙ，εｚを入力されると共に、バス１
０を介してプロセッサ１１からならい平面、ならい速度
等を指令され、周知の技術によってならい軸４０ｕ，４
０ｖ，４０ｗの各軸速度信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを発生す
る。サーボアンプ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは速度信号Ｖ
ｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の単位時間当りの移動
量Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚとの差を増幅して、機械側に取りつ
けられたサーボモータ３１ｕ，３１ｖ，３１ｗを駆動し
、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸によってトレーサヘッド４１をモデル４
３の面上に沿って移動させ、ならい制御を実行する。
【００２１】パルスコーダ３２ｕ，３２ｖ，３２ｗはサ
ーボモータ３１ｕ，３１ｖ，３１ｗが所定角度回転する
毎に、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸位置信号としてのパルス信号を発生
する。ならい制御装置１内の現在位置レジスタ１５は、
これらのパルス信号をそれぞれ可逆計数して各ならい軸
４０ｕ，４０ｖ，４０ｗの現在位置を記憶している。こ
こでは、カッタヘッドのカッタ中心についての補正され
た指令位置をデジタイジングデータとして記憶し、一旦
ならいを行ってデジタイジングデータを形成してからワ
ークを加工することもできる。
ーボモータ３１ｕ，３１ｖ，３１ｗが所定角度回転する
毎に、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸位置信号としてのパルス信号を発生
する。ならい制御装置１内の現在位置レジスタ１５は、
これらのパルス信号をそれぞれ可逆計数して各ならい軸
４０ｕ，４０ｖ，４０ｗの現在位置を記憶している。こ
こでは、カッタヘッドのカッタ中心についての補正され
た指令位置をデジタイジングデータとして記憶し、一旦
ならいを行ってデジタイジングデータを形成してからワ
ークを加工することもできる。
【００２２】この場合に、現在位置レジスタ１５が記憶
する位置データは、デジタイジング回路１６に入力され
、デジタイジング回路１６はこの位置データを一定時間
毎に取り込み、モデル４３の形状を直線近似したＮＣデ
ータを生成する。なお、デジタイジング回路１６におけ
るＮＣデータを生成では、スタイラス４２の変位による
軌跡の誤差分が補正される。尚、位置データが予め設定
した一定値を越えて変動した場合には形状急変部である
とみなして、位置データの取り込みを一時的に中断する
ことも可能である。さらに、外部からの指令あるいはプ
ログラムにより、位置データを所定の倍率でスケーリン
グする処理、位置データを単位変換する処理、位置デー
タを座標回転する処理等も可能である。ここで得たＮＣ
データはバス１０を介してバッファメモリ１７に格納す
る。
する位置データは、デジタイジング回路１６に入力され
、デジタイジング回路１６はこの位置データを一定時間
毎に取り込み、モデル４３の形状を直線近似したＮＣデ
ータを生成する。なお、デジタイジング回路１６におけ
るＮＣデータを生成では、スタイラス４２の変位による
軌跡の誤差分が補正される。尚、位置データが予め設定
した一定値を越えて変動した場合には形状急変部である
とみなして、位置データの取り込みを一時的に中断する
ことも可能である。さらに、外部からの指令あるいはプ
ログラムにより、位置データを所定の倍率でスケーリン
グする処理、位置データを単位変換する処理、位置デー
タを座標回転する処理等も可能である。ここで得たＮＣ
データはバス１０を介してバッファメモリ１７に格納す
る。
【００２３】ＮＣデータがバッファメモリ１７に格納さ
れると、プロセッサ１１はこれを逐次読み出してバス１
０を介して軸制御回路１８ｘ，１８ｙ，１８ｚに加工軸
６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの移動指令として入力し、軸制
御回路１８ｘ，１８ｙ，１８ｚはこれを位置指令信号Ｐ
ｘ，Ｐｙ，Ｐｚに変換し、サーボアンプ１９ｘ，１９ｙ
，１９ｚに入力する。サーボアンプ１９ｘ，１９ｙ，１
９ｚは位置指令信号Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚを増幅してサーボ
モータ５１ｘ，５１ｙ，５１ｚを駆動する。
れると、プロセッサ１１はこれを逐次読み出してバス１
０を介して軸制御回路１８ｘ，１８ｙ，１８ｚに加工軸
６０ｘ，６０ｙ，６０ｚの移動指令として入力し、軸制
御回路１８ｘ，１８ｙ，１８ｚはこれを位置指令信号Ｐ
ｘ，Ｐｙ，Ｐｚに変換し、サーボアンプ１９ｘ，１９ｙ
，１９ｚに入力する。サーボアンプ１９ｘ，１９ｙ，１
９ｚは位置指令信号Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚを増幅してサーボ
モータ５１ｘ，５１ｙ，５１ｚを駆動する。
【００２４】サーボモータ５１ｘ，５１ｙ，５１ｚには
位置検出用のパルスコーダ５２ｘ，５２ｙ，５２ｚが内
蔵されており、所定の位置信号がパルス列としてサーボ
アンプ１９ｘ，１９ｙ，１９ｚにフィードバックされる
。なお、図示しないが、サーボアンプ１９ｘ，１９ｙ，
１９ｚではこのパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変換
して速度信号を生成し、位置フィードバックと同時に速
度フィードバックも行っている。この結果、カッタヘッ
ド６２がＮＣデータに従って移動してワーク６３がモデ
ル４３の形状通りに加工される。
位置検出用のパルスコーダ５２ｘ，５２ｙ，５２ｚが内
蔵されており、所定の位置信号がパルス列としてサーボ
アンプ１９ｘ，１９ｙ，１９ｚにフィードバックされる
。なお、図示しないが、サーボアンプ１９ｘ，１９ｙ，
１９ｚではこのパルス列をＦ／Ｖ（周波数／速度）変換
して速度信号を生成し、位置フィードバックと同時に速
度フィードバックも行っている。この結果、カッタヘッ
ド６２がＮＣデータに従って移動してワーク６３がモデ
ル４３の形状通りに加工される。
【００２５】図５は本発明のならい制御装置のフローチ
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。これらの処理は、図４のプロセッサ１１とＲ
ＯＭ１２ａに格納された制御プログラムによって、所定
の演算周期で繰り返して実行される。 〔Ｓ１〕トレーサヘッドから各軸の変位量（εｘ，εｙ
，εｚ）を読み取る。 〔Ｓ２〕ならい演算を行い、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータへの移
動指令Ｍｃ（Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃ）を求める。 〔Ｓ３〕単位演算周期内で、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータ移動量
とＸ，Ｙ，Ｚ軸モータ移動量のそれぞれの和を求め、対
応する間のトレーサヘッドの移動量Ｍｔ（Ｘｔ，Ｙｔ，
Ｚｔ）を演算する。 〔Ｓ４〕単位周期内でのトレーサヘッドの移動量Ｍｔ（
Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、各軸の変位Ｅ（εｘ−εｘ０
，εｙ−εｙ０ ，εｚ−εｚ０ ）との和を求めて、
スタイラスの中心位置の移動量Ｍｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ
）を演算する。
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。これらの処理は、図４のプロセッサ１１とＲ
ＯＭ１２ａに格納された制御プログラムによって、所定
の演算周期で繰り返して実行される。 〔Ｓ１〕トレーサヘッドから各軸の変位量（εｘ，εｙ
，εｚ）を読み取る。 〔Ｓ２〕ならい演算を行い、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータへの移
動指令Ｍｃ（Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃ）を求める。 〔Ｓ３〕単位演算周期内で、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータ移動量
とＸ，Ｙ，Ｚ軸モータ移動量のそれぞれの和を求め、対
応する間のトレーサヘッドの移動量Ｍｔ（Ｘｔ，Ｙｔ，
Ｚｔ）を演算する。 〔Ｓ４〕単位周期内でのトレーサヘッドの移動量Ｍｔ（
Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、各軸の変位Ｅ（εｘ−εｘ０
，εｙ−εｙ０ ，εｚ−εｚ０ ）との和を求めて、
スタイラスの中心位置の移動量Ｍｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ
）を演算する。
【００２６】〔Ｓ５〕スタイラスの中心位置の移動量Ｍ
ｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータへの移
動指令Ｍ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として出力する。 〔Ｓ６〕ならい演算（ステップ２）によるＵ，Ｖ，Ｗ軸
方向の移動指令Ｍｃ（Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃ）と、Ｘ，Ｙ，
Ｚ軸モータへの移動指令Ｍ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との差を求め
て、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータへの移動指令（Ｕ，Ｖ，Ｗ）と
して出力する。 〔Ｓ７〕前回の変位量（εｘ０ ，εｙ０ ，εｚ０
）を変位量（εｘ，εｙ，εｚ）に更新する。 〔Ｓ８〕ならい演算が終了かどうかの判断をして、終了
しない場合にはステップ１から再度実行する。
ｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータへの移
動指令Ｍ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として出力する。 〔Ｓ６〕ならい演算（ステップ２）によるＵ，Ｖ，Ｗ軸
方向の移動指令Ｍｃ（Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃ）と、Ｘ，Ｙ，
Ｚ軸モータへの移動指令Ｍ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との差を求め
て、Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータへの移動指令（Ｕ，Ｖ，Ｗ）と
して出力する。 〔Ｓ７〕前回の変位量（εｘ０ ，εｙ０ ，εｚ０
）を変位量（εｘ，εｙ，εｚ）に更新する。 〔Ｓ８〕ならい演算が終了かどうかの判断をして、終了
しない場合にはステップ１から再度実行する。
【００２７】なお、上記の説明ではタンデム型のならい
機械においてトレーサヘッドを使用してならいを実行し
たが、これとは別にトレーサヘッドに相当するものとし
て非接触式距離センサを使用し、トレーサヘッドの変位
分を補正した経路に沿うように、カッタヘッドを別途に
制御することもできる。また、本実施例ではならい用及
び加工用に３軸の制御軸を設けたが、これに限らず本発
明は他の軸数で実施することができる。
機械においてトレーサヘッドを使用してならいを実行し
たが、これとは別にトレーサヘッドに相当するものとし
て非接触式距離センサを使用し、トレーサヘッドの変位
分を補正した経路に沿うように、カッタヘッドを別途に
制御することもできる。また、本実施例ではならい用及
び加工用に３軸の制御軸を設けたが、これに限らず本発
明は他の軸数で実施することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、スタイ
ラスの中心位置に一致するようにカッタヘッドを補正し
て制御するように構成した。このため、トレーサヘッド
がモデル形状に対してオーバシュートした場合でも、カ
ッタヘッドのワークへの食い込みをなくし、ならい速度
を低減したり加工を中断することなく、モデル形状を正
確にならうことが可能になる。したがって、仕上げ加工
などの精度を必要とするならい加工を効率良く実行する
ことができる。
ラスの中心位置に一致するようにカッタヘッドを補正し
て制御するように構成した。このため、トレーサヘッド
がモデル形状に対してオーバシュートした場合でも、カ
ッタヘッドのワークへの食い込みをなくし、ならい速度
を低減したり加工を中断することなく、モデル形状を正
確にならうことが可能になる。したがって、仕上げ加工
などの精度を必要とするならい加工を効率良く実行する
ことができる。
【図１】本発明のならい制御装置のブロック構成を示す
図である。
図である。
【図２】トレーサヘッドとカッタヘッドとの位置関係を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】本発明のタンデム型のならい機械の一例を示す
図である。
図である。
【図４】ならい制御装置のハードウェアの構成を示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】本発明のならい制御装置の制御手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】従来のならい制御装置の概念図である。
６ 演算手段
７ 補正手段
３１ Ｕ，Ｖ，Ｗ軸モータ
４１ トレーサヘッド
４２ スタイラス
５１ Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータ
６２ カッタヘッド
Claims (5)
- 【請求項１】 トレーサヘッドに設けたスタイラスの
各軸変位量に基づいて、前記スタイラスがモデルと接触
することによって受けた力に応じた大きさの変位信号を
検出し、前記変位信号を処理して前記トレーサヘッドの
ならい軸の各軸速度信号を発生するとともに、前記変位
信号に基づいてカッタヘッドを移動させてワークを加工
するならい制御装置において、前記トレーサヘッドの実
際の位置を演算する演算手段と、前記カッタヘッドの移
動とは相対的に独立して、前記トレーサヘッドをそれぞ
れ各ならい軸方向に駆動する駆動手段と、前記トレーサ
ヘッドの実際の位置と前記スタイラスの各軸変位量とに
基づいて、前記トレーサヘッドに対する前記スタイラス
の相対変位量に対応して前記カッタヘッドのカッタ中心
の速度指令を補正する補正手段と、を有することを特徴
とするならい制御装置。 - 【請求項２】 前記演算手段は、前記カッタヘッドの
移動量と前記駆動手段による前記トレーサヘッドの移動
量との和によって、前記トレーサヘッドの実際の位置を
演算することを特徴とする請求項１に記載のならい制御
装置。 - 【請求項３】 前記駆動手段は、前記トレーサヘッド
の各ならい軸と同一の方向にそれぞれカッタヘッドを移
動させる手段に重畳して設けられ、タンデム型の構成を
有することを特徴とする請求項１に記載のならい制御装
置。 - 【請求項４】 前記駆動手段には、前記トレーサヘッ
ドのならい軸の各軸速度信号と、前記カッタヘッドのカ
ッタ中心についての補正された指令位置に基づくカッタ
速度との差が指令されることを特徴とする請求項３に記
載のならい制御装置。 - 【請求項５】 前記カッタヘッドのカッタ中心につい
ての補正された指令位置をデジタイジングデータとして
記憶する記憶手段を設け、一旦ならいを行って前記記憶
手段にデジタイジングデータを格納してからワークを加
工することを特徴とする請求項１乃至４に記載のならい
制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125149A JPH04331048A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | ならい制御装置 |
| PCT/JP1992/000516 WO1992019418A1 (en) | 1991-04-26 | 1992-04-21 | Copy control device |
| EP92908333A EP0536413A1 (en) | 1991-04-26 | 1992-04-21 | Copy control device |
| US07/949,830 US5341079A (en) | 1991-04-26 | 1992-04-21 | Tracking control system |
| KR1019920703326A KR950013510B1 (ko) | 1991-04-26 | 1992-04-21 | 형상 추적 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125149A JPH04331048A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | ならい制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331048A true JPH04331048A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14903084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3125149A Pending JPH04331048A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | ならい制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5341079A (ja) |
| EP (1) | EP0536413A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04331048A (ja) |
| KR (1) | KR950013510B1 (ja) |
| WO (1) | WO1992019418A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5463296A (en) * | 1993-06-30 | 1995-10-31 | Allen-Bradley Company, Inc. | Motion controller with remote linking |
| JPH07204995A (ja) * | 1994-01-14 | 1995-08-08 | Fanuc Ltd | ならい制御方式 |
| US5768122A (en) * | 1995-11-14 | 1998-06-16 | Coard Technology | Virtual motion programming and control |
| US7245982B2 (en) * | 2002-10-11 | 2007-07-17 | Fidia S.P.A. | System and process for measuring, compensating and testing numerically controlled machine tool heads and/or tables |
| FR2870933B1 (fr) | 2004-05-28 | 2008-03-14 | Essilor Int | Appareil de lecture de contour comportant un capteur d'effort |
| ES2769304T3 (es) * | 2012-04-05 | 2020-06-25 | Fidia Spa | Dispositivo para corrección de errores para máquinas CNC |
| US10663945B2 (en) * | 2018-07-05 | 2020-05-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerical control device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1139157B (it) * | 1981-09-14 | 1986-09-24 | Mecof Spa | Fresatrice a copiare,con almeno due montanti mobili |
| JPS5890205A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-28 | Fanuc Ltd | 位置制御方式 |
| JPS5942254A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-08 | Fanuc Ltd | ならい装置の喰い込み低減装置 |
| JPS59192446A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-10-31 | Fanuc Ltd | 倣い制御装置 |
| US4719578A (en) * | 1985-12-09 | 1988-01-12 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Profiling control apparatus and control method thereof |
| DE3836703A1 (de) * | 1988-10-28 | 1990-05-03 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Winkelmesseinrichtung |
| JPH0386447A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-11 | Fanuc Ltd | ならい制御装置 |
| JPH0386446A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-11 | Fanuc Ltd | ならい制御装置 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3125149A patent/JPH04331048A/ja active Pending
-
1992
- 1992-04-21 WO PCT/JP1992/000516 patent/WO1992019418A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1992-04-21 US US07/949,830 patent/US5341079A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-21 KR KR1019920703326A patent/KR950013510B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-04-21 EP EP92908333A patent/EP0536413A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930701269A (ko) | 1993-06-11 |
| EP0536413A1 (en) | 1993-04-14 |
| US5341079A (en) | 1994-08-23 |
| WO1992019418A1 (en) | 1992-11-12 |
| EP0536413A4 (ja) | 1994-08-31 |
| KR950013510B1 (ko) | 1995-11-08 |
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