JPH04336942A - Tracer control device - Google Patents

Tracer control device

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JPH04336942A
JPH04336942A JP13187691A JP13187691A JPH04336942A JP H04336942 A JPH04336942 A JP H04336942A JP 13187691 A JP13187691 A JP 13187691A JP 13187691 A JP13187691 A JP 13187691A JP H04336942 A JPH04336942 A JP H04336942A
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correction
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tracer head
axis
tool
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仁 松浦
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Abstract

PURPOSE:To avoid bite to a work by delaying a machine shop tool against a tracer head by a given time and by forming a correction command always complied with the displacement of a copying shaft. CONSTITUTION:There is provided an auxiliary shaft control means for driving a tracer head on each shaft of a machine shop tool by a submotor 37 superimposed on a main motor 36 respectively. A correction arithmetic means 5 determines a correction command value VxC to a feed shaft driving command by multiplying a displacement amount epsilonX accepted by the tracer head against every feed shaft by a predetermined correction gain. A copying speed command value Vx is corrected based on the correction command value VxC and is then temporarily stored in a delay memory means 1 and is finally outputted by delaying against each shaft of a machine tool by a predetermined time. A speed command value obtained by reducing the feed shaft driving command from the copying speed command value is given to the auxiliary shaft control means.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はならい制御装置に関し、
特にトレーサヘッドがカッタによる加工に先行してモデ
ルをならう場合に、コーナ部でカッタ通路を変更するよ
うにしたならい制御装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a profile control device.
In particular, the present invention relates to a tracing control device that changes the cutter path at a corner when a tracer head traces a model prior to machining with a cutter.

【0002】0002

【従来の技術】従来のならい制御装置では、ならい工作
機械のカッタ(工具)軸がトレーサヘッドと機械的に一
体に結合されていることを前提にして、ならい制御を行
っていた。すなわち、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
動させる。これら動作を繰り返して、モデルの形状と同
形の加工をワークに施すならい制御が実行される。
2. Description of the Related Art Conventional profiling control devices perform profiling control on the premise that the cutter (tool) shaft of a profiling machine tool is mechanically coupled integrally with a tracer head. That is, the profiling control device detects the amount of displacement of each axis applied to the stylus using the tracer head, and uses this amount of displacement to calculate a speed command for each axis in the profiling calculation circuit. Then, the motors of each axis are driven by this speed command to move the cutter relative to the workpiece, and the tracer head is moved along the model surface at the same speed. By repeating these operations, tracing control is executed to process the workpiece in the same shape as the model.

【0003】このように、従来のならい制御装置でなら
い速度指令値によりカッタ等の工具とワークとを相対移
動させる場合には、トレーサヘッドと工具とは形成され
た送り軸駆動指令で一体に同時駆動され、特に、カッタ
軸に対してトレーサヘッドを先行させるような機能を有
していなかった。
[0003] In this way, when a conventional profiling control device moves a tool such as a cutter and a workpiece relative to each other using a profiling speed command value, the tracer head and the tool are moved together and simultaneously by the feed axis drive command formed. In particular, the tracer head did not have the function of leading the tracer head relative to the cutter shaft.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかし、トレーサヘッ
ドの先端に設けたスタイラスでモデルをならう場合に、
スタイラスがモデルのコーナ部等に突き当たると、一時
的にトレーサヘッドがモデルに食い込んだ状態と等価と
なる。トレーサヘッドの駆動部を構成するサーボ系の遅
れ、機械の慣性等の影響等によりトレーサヘッドが行き
過ぎようとするからである。
[Problem to be solved by the invention] However, when tracing a model with a stylus provided at the tip of the tracer head,
When the stylus hits a corner of the model, it is equivalent to the tracer head temporarily biting into the model. This is because the tracer head tends to go too far due to delays in the servo system that constitutes the drive section of the tracer head, inertia of the machine, and other factors.

【0005】この結果、カッタもトレーサヘッドと同じ
量だけワークに食い込み、コーナ部での加工精度が低下
する。そこで、発明者は先にトレーサヘッドに対して工
具を一定時間遅らせて同一の経路でならいを行えるなら
い制御装置を提案し、出願している(整理番号FAP1
121、提出日平成3年2月5日)。
As a result, the cutter also bites into the workpiece by the same amount as the tracer head, reducing machining accuracy at the corner. Therefore, the inventor previously proposed and filed an application for a tracing control device that can delay the tool for a certain period of time with respect to the tracer head and trace the same path.
121, submission date February 5, 1991).

【0006】上記提案によれば、工作機械の各軸上の送
り軸それぞれに重畳してトレーサヘッドを駆動する補助
軸を設け、この補助軸を補助軸制御手段によって制御し
、トレーサヘッドを工具に先行させて、モデルをならわ
せる。これによってモデルのコーナ部などの形状急変部
分におけるトレーサヘッドの食い込みを検出して、工具
によるならい加工におけるコーナ部での食い込みを未然
に防止することができる。
According to the above proposal, an auxiliary axis for driving the tracer head is provided superimposed on each feed axis on each axis of the machine tool, and this auxiliary axis is controlled by an auxiliary axis control means, so that the tracer head is connected to the tool. Take the lead and align the model. As a result, it is possible to detect biting of the tracer head in a part of the model where the shape changes suddenly, such as a corner, and prevent biting in the corner during tracing machining using a tool.

【0007】上記提案のならい制御装置では、形状急変
部分の検出は可能であるが、単にトレーサヘッドの通路
を、ある量だけ遅れてカッタが追従するだけであれば、
食い込みは防止できず、食い込みが発生した場合にカッ
タの移動を強制的に停止させなくてはならない。或いは
、工具による連続したならい加工を実行しようとすれば
、工具通路をモデルの形状急変部分で変更する必要があ
り、いずれも加工精度を低下させる原因となっていた。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ト
レーサヘッドに対して工具を一定時間遅らせながら、常
にならい軸の変位に応じた補正指令を形成することによ
ってワークへの工具の食い込みを確実に回避できるなら
い制御装置を提供することを目的とする。
[0007] With the profiling control device proposed above, it is possible to detect a sudden change in shape, but if the cutter simply follows the path of the tracer head with a certain amount of delay,
Biting cannot be prevented, and if biting occurs, the movement of the cutter must be forcibly stopped. Alternatively, if continuous tracing machining is to be performed using a tool, it is necessary to change the tool path at a portion of the model where the shape changes suddenly, both of which cause a decrease in machining accuracy. The present invention was made in view of these points, and it prevents the tool from digging into the workpiece by constantly forming a correction command according to the displacement of the tracing axis while delaying the tool relative to the tracer head for a certain period of time. It is an object of the present invention to provide a profiling control device that can reliably avoid this.

【0008】[0008]

【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、トレーサヘッドで検出された変位量をな
らい演算して工具各軸のならい速度指令値を求め、これ
らならい速度指令値により前記工具とワークとを相対移
動させる送り軸駆動指令を形成するならい制御装置にお
いて、送り軸に重畳して設けられた補助軸を制御して、
前記送り軸に平行して前記トレーサヘッドをモデルに対
して相対移動させる補助軸制御手段と、前記送り軸毎に
前記トレーサヘッドが受ける変位量に所定の補正ゲイン
を乗じて前記送り軸駆動指令に対する補正指令値を決定
する補正演算手段と、前記ならい速度指令値と前記補正
指令値とに基づいて補正された送り軸駆動指令を一定時
間だけ遅延して出力する遅延記憶手段と、前記遅延記憶
手段で遅延して出力された送り軸駆動指令の値を前記な
らい速度指令値から減算して、前記補助軸制御手段への
速度指令値を出力する減算手段と、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。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention calculates the displacement amount detected by the tracer head to obtain a tracing speed command value for each axis of the tool, and uses these tracing speed command values. In the profiling control device that forms a feed axis drive command for relatively moving the tool and the workpiece, controlling an auxiliary axis provided superimposed on the feed axis,
auxiliary axis control means for moving the tracer head relative to the model parallel to the feed axis; a correction calculation means for determining a correction command value; a delay storage means for delaying and outputting a feed axis drive command corrected based on the profiling speed command value and the correction command value; and the delay storage means. profiling control characterized in that it has a subtraction means for subtracting the value of the feed axis drive command delayed and output from the profiling speed command value and outputting the speed command value to the auxiliary axis control means. Equipment is provided.

【0009】[0009]

【作用】工具の各軸毎に、トレーサヘッドがそれぞれ送
り軸に重畳する補助軸を有し、補助軸制御手段によって
トレーサヘッドを制御しているから、トレーサヘッドは
工具軸と独立して駆動される。補正演算手段は、送り軸
毎に前記トレーサヘッドが受ける変位量に所定の補正ゲ
インを乗じて前記送り軸駆動指令に対する補正指令値を
決定する。ならい速度指令値は補正指令値に基づいて補
正されてから一旦、遅延記憶手段に格納され、工作機械
の各軸に対して所定時間だけ遅延して出力される。補助
軸制御手段には、ならい速度指令値から送り軸駆動指令
を減算した速度指令値が与えられる。その結果、トレー
サヘッドを工具軸に先行させて、モデルをならわせると
ともに、モデルに対するトレーサヘッドの通路とは異な
った、補正された通路指令によって工具を制御して、食
い込みを未然に防止することができる。
[Operation] The tracer head has an auxiliary axis superimposed on the feed axis for each axis of the tool, and the tracer head is controlled by the auxiliary axis control means, so the tracer head is driven independently of the tool axis. Ru. The correction calculation means determines a correction command value for the feed axis drive command by multiplying a displacement amount received by the tracer head for each feed axis by a predetermined correction gain. After the profiling speed command value is corrected based on the correction command value, it is temporarily stored in the delay storage means, and is output to each axis of the machine tool with a predetermined time delay. The auxiliary axis control means is given a speed command value obtained by subtracting the feed axis drive command from the profile speed command value. As a result, the tracer head is placed in front of the tool axis to align the model, and the tool is controlled by a corrected path command that is different from the path of the tracer head relative to the model to prevent digging. Can be done.

【0010】0010

【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主要な制御要素を示す
ブロック図である。図では工具をならい制御する3軸の
内のX軸に対応する部分の構成のみが示されているが、
例えばY軸、あるいはZ軸の制御要素も同様に構成され
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the main control elements of the profile control device. The figure shows only the configuration of the part corresponding to the X-axis of the three axes that control the tool, but
For example, the Y-axis or Z-axis control elements are similarly configured.

【0011】X軸方向のならい速度指令値Vxは、トレ
ーサヘッドで検出された変位量をならい演算して、一定
の演算周期で求められる。このならい速度指令値Vxは
合成回路2を介して送り軸駆動指令としてFIFOメモ
リ1に入力されている。このFIFOメモリ1は、ディ
レイバッファ機能を持つ、いわゆる先入れ先出しの遅延
記憶手段である。
[0011] The tracing speed command value Vx in the X-axis direction is obtained at a constant calculation cycle by tracing the amount of displacement detected by the tracer head. This profiling speed command value Vx is input to the FIFO memory 1 via the synthesis circuit 2 as a feed axis drive command. The FIFO memory 1 is a so-called first-in first-out delay storage means having a delay buffer function.

【0012】ならい速度指令値Vxは、このFIFOメ
モリ1に入力された順に複数の送り軸駆動指令データと
して記憶され、その記憶容量があふれた時点で最初に入
力されたデータから順に出力する。したがって、ならい
速度指令値VxはこのFIFOメモリ1において一定時
間記憶されることにより、必要時間だけ遅延されたX軸
駆動指令VxBとして、X軸メインモータ(Xm)36
に出力される。なお、このFIFOメモリ1の遅延時間
はトレーサヘッドが工具に対して先行するべき距離に応
じて、外部からの遅延時間設定信号などにより自由に設
定される。
The profiling speed command values Vx are stored in the FIFO memory 1 as a plurality of feed axis drive command data in the order in which they are input, and when the storage capacity is full, the data are output in the order starting from the data input first. Therefore, the profiling speed command value Vx is stored in this FIFO memory 1 for a certain period of time, so that it can be used as the X-axis drive command VxB delayed by the necessary time to drive the X-axis main motor (Xm) 36.
is output to. Note that the delay time of the FIFO memory 1 can be freely set by an external delay time setting signal, etc., depending on the distance that the tracer head should precede the tool.

【0013】上記ならい速度指令値Vxは更に、減算回
路3に加算信号として入力されている。この減算回路3
では、ならい速度指令値Vxから上記FIFOメモリ1
で遅延して出力されたX軸駆動指令VxBを減算してい
る。この減算回路3の減算結果は、更に補正用の演算回
路4で補正され、X軸サブモータ(Xs)37への速度
指令値として出力される。
The profile speed command value Vx is further inputted to a subtraction circuit 3 as an addition signal. This subtraction circuit 3
Now, from the profiling speed command value Vx, the FIFO memory 1 is
The delayed X-axis drive command VxB is subtracted. The subtraction result of the subtraction circuit 3 is further corrected by a correction arithmetic circuit 4 and output as a speed command value to the X-axis sub-motor (Xs) 37.

【0014】ところで合成回路2には、ならい速度指令
値Vxの他に補正演算回路5より補正指令値VxCが入
力されている。補正演算回路5は、この補正指令値Vx
Cをトレーサヘッドがモデルに押し当てられることで生
じるX軸の変位量εxiから所定の演算周期(i,i+
1,i+2,…)毎に決定している。ならい速度指令値
Vxは合成回路2で補正演算回路5から指令される補正
指令値VxCと合成され、FIFOメモリ1にX軸駆動
指令VxBとして入力される。
Incidentally, in addition to the profile speed command value Vx, a correction command value VxC is inputted to the synthesis circuit 2 from a correction calculation circuit 5. The correction calculation circuit 5 uses this correction command value Vx
A predetermined calculation period (i, i+
1, i+2,...). The profiling speed command value Vx is combined with the correction command value VxC commanded from the correction calculation circuit 5 in the synthesis circuit 2, and inputted to the FIFO memory 1 as the X-axis drive command VxB.

【0015】上記補正演算回路5では、補正ゲインGが
トレーサヘッドの食い込み量とワークを加工するための
工具の径に応じて決定され、外部から設定される。また
、トレーサヘッドが受ける変位量εxiが所定の演算時
間s毎に入力され、補正指令値VxCiは、次の式から
逐次に演算されている。           VxCi=εxi×G/s   
                     …(1)
In the correction calculation circuit 5, the correction gain G is determined according to the amount of bite of the tracer head and the diameter of the tool for machining the workpiece, and is set from the outside. Further, the amount of displacement εxi that the tracer head receives is inputted every predetermined calculation time s, and the correction command value VxCi is calculated sequentially from the following equation. VxCi=εxi×G/s
...(1)

【0016】トレーサヘッドが受ける変位量に応じて補
正指令値が所定の演算周期毎に決定されているから、工
具には常に補正された通路が指令される。したがって、
トレーサヘッドが形状急変部分を検出した場合には、メ
インモータ36は単にトレーサヘッドの通路をある量だ
け遅れて工具が追従するように制御するだけでなく、食
い込みを防止すべく補正指令値VxCを決定して、ワー
クへの工具の食い込みを回避しつつ連続したならい加工
を可能にするものである。なお、補正演算回路5は、所
定の演算周期毎にトレーサヘッドの各軸毎の変位ベクト
ルεx,εy,εzと基準変位との差に応じて補正指令
値VxCiを決定し、それを合成回路2でならい速度指
令値Vxと合成するようにしても良い。
Since the correction command value is determined every predetermined calculation cycle in accordance with the amount of displacement that the tracer head receives, a corrected path is always commanded to the tool. therefore,
When the tracer head detects a sudden change in shape, the main motor 36 not only controls the path of the tracer head so that the tool follows it with a certain amount of delay, but also sets a correction command value VxC to prevent digging. This enables continuous tracing machining while avoiding the tool from digging into the workpiece. Note that the correction calculation circuit 5 determines a correction command value VxCi according to the difference between the displacement vectors εx, εy, εz of each axis of the tracer head and the reference displacement every predetermined calculation cycle, and sends it to the synthesis circuit 2. It may be combined with the irregular speed command value Vx.

【0017】更に、上記補正指令値VxCによってX軸
駆動指令VxBがならい速度指令値Vxから変動する等
の原因で、一時的にトレーサヘッドがカッタの移動軌跡
と異なってくる。そこで、例えばトレーサヘッドが現実
に工具に対して先行している距離(実先行量La)に基
づいて、X軸サブモータ37への速度指令値を補正する
信号を形成し、補正用の演算回路4に入力するようにし
ている。
Furthermore, the tracer head temporarily differs from the cutter's movement locus due to the X-axis drive command VxB following the correction command value VxC and fluctuating from the speed command value Vx. Therefore, for example, a signal for correcting the speed command value to the X-axis sub-motor 37 is formed based on the distance that the tracer head actually leads with respect to the tool (actual leading amount La), and the correction arithmetic circuit 4 I am trying to input it into .

【0018】この点について、さらに図1における先行
量の補正に対応する構成について説明する。演算回路6
は、ならい速度指令値Vxから上記FIFOメモリ1で
遅延されたX軸駆動指令VxBを減算するものであって
、上記演算回路3に対応している。減算結果は速度指令
を位置指令に変換された後に、指令先行量(理論先行量
)Lとしてレジスタ回路7に入力される。このレジスタ
回路7に格納されるデータは、カッタの動きに先行すべ
きトレーサヘッドに対してならい制御装置から指令され
る指令先行量Lの現在値を示すものである。他方、トレ
ーサヘッドの実先行量Laは、各軸毎のサブモータから
フィードバックされる帰還信号としてレジスタ回路8に
格納される。これら2つのレジスタ回路7,8の出力は
、演算回路9において比較される。即ち、演算回路9に
は減算信号として指令先行量Lが、加算信号として実先
行量Laが入力され、ここでX軸サブモータの補正信号
がこれらLとLaの差分として演算される。演算回路9
の出力は、定数回路10で所定のゲインG1 を乗じて
、上記補正用の演算回路4の減算信号とされる。
Regarding this point, the configuration corresponding to the correction of the advance amount in FIG. 1 will be further explained. Arithmetic circuit 6
is for subtracting the X-axis drive command VxB delayed by the FIFO memory 1 from the profile speed command value Vx, and corresponds to the arithmetic circuit 3. The subtraction result is inputted to the register circuit 7 as a command advance amount (theoretical advance amount) L after converting the speed command into a position command. The data stored in this register circuit 7 indicates the current value of the command leading amount L which is commanded from the tracing control device to the tracer head which is to precede the movement of the cutter. On the other hand, the actual lead amount La of the tracer head is stored in the register circuit 8 as a feedback signal fed back from the sub-motor for each axis. The outputs of these two register circuits 7 and 8 are compared in an arithmetic circuit 9. That is, the commanded advance amount L is input as a subtraction signal and the actual advance amount La is input as an addition signal to the arithmetic circuit 9, and a correction signal for the X-axis sub-motor is calculated as the difference between these L and La. Arithmetic circuit 9
The output is multiplied by a predetermined gain G1 in a constant circuit 10 and used as a subtraction signal for the correction arithmetic circuit 4.

【0019】このように、分配演算された各軸のならい
速度指令値Vx等をカッタ側に出力する際に、FIFO
メモリ1から送り軸駆動指令が必要な時間だけ遅延され
てメインモータ36に出力される。そしてトレーサヘッ
ドとモデルとの相対移動は、メインモータ36の動きに
重畳して制御するサブモータ37によって、ならい速度
指令値Vxと等価に制御される。したがってトレーサヘ
ッドを工具軸に先行させて、モデルをならわせるととも
に、モデルに対するトレーサヘッドの通路とは異なった
、補正された通路指令によって工具を制御することがで
きる。
In this way, when outputting the distributed profiling speed command value Vx etc. of each axis to the cutter side, the FIFO
A feed axis drive command is output from the memory 1 to the main motor 36 after being delayed by a necessary time. The relative movement between the tracer head and the model is controlled equivalently to the profiling speed command value Vx by the sub motor 37 which is controlled superimposed on the movement of the main motor 36. Therefore, the tracer head can be placed in front of the tool axis to align the model, and the tool can be controlled by a corrected path command different from the path of the tracer head with respect to the model.

【0020】また、本発明のならい制御装置では、実先
行量Laを常に指令先行量Lに合わせるように、各軸毎
の先行量に対してフィードバック制御が掛けられるため
、モデル形状に基づく指令速度の変動があっても、カッ
タの移動軌跡は常にトレーサヘッドからその変位量を補
正した経路で制御される。
In addition, in the profiling control device of the present invention, since feedback control is applied to the lead amount for each axis so that the actual lead amount La always matches the command lead amount L, the command speed based on the model shape Even if there is a fluctuation in the cutter, the cutter movement trajectory is always controlled along a path that corrects the amount of displacement from the tracer head.

【0021】図2は、X−Z平面でのカッタ通路、トレ
ーサヘッドの通路及び補正速度の関係の一例を示す。い
ま、ならい演算により算出されるならい速度指令Vx,
Vzによって、トレーサヘッドが速度ベクトルV1 ,
V2,V3 に基づいて座標点Ptから移動し、モデル
の形状急変部でその食い込み量が大きくなった場合を想
定している。上記の(1)式からならい軸に発生する変
位εxと設定されているゲインGにより補正速度ベクト
ルVC1 ,VC2 ,VC3 のX軸成分が演算でき
、同様にして変位εzによりそのZ軸成分が演算できる
FIG. 2 shows an example of the relationship between the cutter path, the tracer head path, and the correction speed in the XZ plane. Now, the profiling speed command Vx calculated by the profiling calculation,
Vz causes the tracer head to change the velocity vector V1,
It is assumed that the model moves from the coordinate point Pt based on V2 and V3, and the amount of intrusion becomes large at a part where the shape of the model suddenly changes. From equation (1) above, the X-axis component of the corrected velocity vectors VC1, VC2, VC3 can be calculated using the displacement εx generated on the tracing axis and the set gain G, and in the same way, the Z-axis component can be calculated using the displacement εz. can.

【0022】そして、カッタヘッドの座標点Pcから補
正されたカッタ通路を決定する指令速度ベクトルVB1
 ,VB2 ,VB3 は、次のように決定される。               VxBi=Vx(i)+
VxC(i)−VxC(i−1)          
    VzBi=Vz(i)+VzC(i)−VzC
(i−1)ここで、iは今回の演算周期での値、i−1
は前回の演算周期での値であることを示しており、なら
い演算で決定されるトレーサヘッドの速度成分Vx(i
),Vz(i)は、実際には遅延記憶手段であるFIF
Oメモリ1における遅延分だけ遅れた値が使用される。 即ち、トレーサヘッドが受ける各軸毎の変位量に所定の
補正ゲインGを乗じた補正指令値の差分VxC(i)−
VxC(i−1),VzC(i)−VzC(i−1)を
ならい速度指令値Vx(i−1),Vz(i−1)にそ
れぞれ加算した補正速度が、各軸駆動指令VxB(i)
,VzB(i)としてFIFOメモリ1に格納される。
[0022] Then, a command speed vector VB1 that determines the corrected cutter path from the coordinate point Pc of the cutter head.
, VB2 and VB3 are determined as follows. VxBi=Vx(i)+
VxC(i)-VxC(i-1)
VzBi=Vz(i)+VzC(i)-VzC
(i-1) Here, i is the value in the current calculation cycle, i-1
indicates the value in the previous calculation cycle, and the velocity component Vx(i
), Vz(i) is actually a delayed storage means FIF
A value delayed by the delay in O memory 1 is used. That is, the difference in the correction command value obtained by multiplying the displacement amount of each axis received by the tracer head by a predetermined correction gain G is VxC(i)-
The corrected speed obtained by tracing VxC(i-1), VzC(i)-VzC(i-1) and adding them to the speed command values Vx(i-1) and Vz(i-1), respectively, is the axis drive command VxB( i)
, VzB(i) in the FIFO memory 1.

【0023】FIFOメモリ1が例えば10演算周期だ
け遅れて各軸駆動指令VxB(i),VzB(i)をメ
インモータ36に出力するとすれば、カッタはその分だ
け遅れて座標点Pcに到達する。したがって、モデルの
形状急変部でトレーサヘッドの速度ベクトルがV1 か
らV2 にかけてその食い込み量が大きくなった場合で
も、カッタヘッドはその後に補正された各軸駆動指令V
xB(i),VzB(i)に応じて決定されるカッタ通
路をならうことになる。
If the FIFO memory 1 outputs each axis drive command VxB(i), VzB(i) to the main motor 36 with a delay of, for example, 10 calculation cycles, the cutter will arrive at the coordinate point Pc with a delay of that amount. . Therefore, even if the speed vector of the tracer head increases from V1 to V2 at a sudden shape change part of the model and the amount of biting increases, the cutter head will be moved by the corrected drive command V of each axis.
The cutter path is determined according to xB(i) and VzB(i).

【0024】図3は本発明のならい制御装置及びならい
工作機械の全体の構成を示すブロック図である。図にお
いて、ならい制御装置20はならい演算や上述した各種
の演算を実行するCPU11、制御プログラムを記憶す
るROM12、上記レジスタ回路7,8等の記憶手段に
対応するRAM13、及び不揮発性メモリ14を有して
いる。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、操作パネル21より入力さ
れたならい方向やならい速度等に関する各種のパラメー
タが格納されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the profiling control device and profiling machine tool of the present invention. In the figure, a tracing control device 20 includes a CPU 11 that executes tracing calculations and the various calculations described above, a ROM 12 that stores a control program, a RAM 13 that corresponds to storage means such as the register circuits 7 and 8, and a nonvolatile memory 14. are doing. The nonvolatile memory 14 is backed up by a battery (not shown), and stores various parameters related to the tracing direction, tracing speed, etc. that are input from the operation panel 21.

【0025】サーボアンプ22,23はならい制御装置
20から指令される送り軸駆動指令を受け、X軸、Z軸
等のメインモータを駆動する。また、サーボアンプ24
,25はならい制御装置20から指令される補助軸駆動
指令を受け、X軸、Z軸等のサブモータを駆動する。 ならい工作機械30は、三次元のならい加工を可能とす
るために、図示しないY軸も含めた3軸それぞれについ
て、送り軸に対して平行に重畳して補助軸が設けられて
いる。そして、ならい工作機械30側のトレーサヘッド
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Z軸方向の各変位
量εx、εy及びεzを検出し、ならい制御装置20に
入力している。
The servo amplifiers 22 and 23 receive feed axis drive commands from the profile control device 20 and drive main motors for the X-axis, Z-axis, etc. In addition, the servo amplifier 24
, 25 receive an auxiliary axis drive command from the profile control device 20 and drive sub motors for the X axis, Z axis, etc. In order to enable three-dimensional profiling, the profiling machine tool 30 is provided with auxiliary axes parallel to and superimposed on the feed axis for each of the three axes including the Y-axis (not shown). Then, the tracer head 31 on the tracing machine tool 30 side detects the displacements εx, εy, and εz in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions caused by the stylus 32 at its tip coming into contact with the model 33, and performs tracing. It is input to the control device 20.

【0026】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36zmによってZ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37xsが装着されており、これらのサブモータ3
7zs及び37xsによって、コラム35の移動に重畳
してトレーサヘッド31はさらにZ軸方向及びX軸方向
に移動する。ワーク38はモデル33とともにテーブル
39上に固定されており、テーブル39はメインモータ
36xmによってX軸方向に移動される。
[0026] The cutter 34 is attached to the column 35,
The column 35 is moved in the Z-axis direction by a main motor 36zm. In addition, the column 35 has a sub motor 37zs
and 37xs are installed, and these sub motors 3
7zs and 37xs, the tracer head 31 further moves in the Z-axis direction and the X-axis direction superimposed on the movement of the column 35. The workpiece 38 and the model 33 are fixed on a table 39, and the table 39 is moved in the X-axis direction by a main motor 36xm.

【0027】そして、メインモータ36xm及び36z
mは送り軸駆動指令Vxm及びVzmに従って回転し、
サブモータ37xs及び37zsはならい速度指令値か
ら演算される速度指令値Vxs及びVzsに従って回転
して、カッタヘッドに対して先行してトレーサヘッドを
駆動する。
[0027] And the main motors 36xm and 36z
m rotates according to feed axis drive commands Vxm and Vzm,
The sub motors 37xs and 37zs rotate according to speed command values Vxs and Vzs calculated from the tracing speed command value, and drive the tracer head in advance of the cutter head.

【0028】上記構成のならい工作機械30は、ならい
制御装置10によってトレーサヘッド31が通過した経
路を補正しながら、一定時間遅れてカッタ34が通過す
る。即ち、カッタ34に先行してトレーサヘッド31が
モデル33をならっており、トレーサヘッド31の食い
込み状態に応じて、カッタ34による切削の経路が補正
される。したがって、食い込みが発生した場合にカッタ
の移動を強制的に停止させることなく、ワーク38に対
して食い込んで切削しないように経路補正し、連続した
ならい加工が実行できる。
In the profiling machine tool 30 having the above configuration, the cutter 34 passes through the cutter 34 after a certain time delay while the profile control device 10 corrects the path traversed by the tracer head 31. That is, the tracer head 31 traces the model 33 in advance of the cutter 34, and the cutting path by the cutter 34 is corrected according to the biting state of the tracer head 31. Therefore, when biting occurs, the path can be corrected so as not to cut into the workpiece 38 without forcibly stopping the movement of the cutter, and continuous tracing machining can be performed.

【0029】上記の説明では、補正演算回路5は、トレ
ーサヘッドが受ける変位量に所定の補正ゲインを乗じて
前記送り軸駆動指令に対する補正指令値を決定したが、
所定の演算周期毎に、トレーサヘッドの各軸毎の変位ベ
クトルの成分εx,εy,εzと基準変位との差に応じ
て補正指令値を決定するようにしても良い。
In the above explanation, the correction calculation circuit 5 multiplies the amount of displacement received by the tracer head by a predetermined correction gain to determine the correction command value for the feed axis drive command.
The correction command value may be determined in accordance with the difference between the displacement vector components εx, εy, εz of each axis of the tracer head and the reference displacement at each predetermined calculation cycle.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、補助軸
を設けてトレーサヘッドを工具軸と独立して駆動し、制
御上で工具の移動を遅らせることにより、見掛け上トレ
ーサヘッドを工具に先行してならい速度指令値で移動さ
せ、工具の食い込みを確実に回避できる。しかも、モデ
ルに対するトレーサヘッドの通路とは異なった、補正さ
れた通路指令によって工具を制御して、食い込みを未然
に防止しつつワークに対する連続したならい加工を実行
できる。したがって、コーナ部においてカッタがワーク
に食い込むことがない、精度の良いならい制御が実現さ
れる。
Effects of the Invention As explained above, in the present invention, an auxiliary axis is provided to drive the tracer head independently of the tool axis, and by controlling the movement of the tool to delay it, the tracer head appears to be ahead of the tool. It is possible to reliably avoid tool digging by moving the tool at the following speed command value. Moreover, by controlling the tool using a corrected path command that is different from the path of the tracer head with respect to the model, it is possible to perform continuous tracing machining on the workpiece while preventing biting. Therefore, highly accurate tracing control is realized in which the cutter does not dig into the workpiece at the corner portion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明のならい制御装置の主要な制御要素を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing main control elements of a profiling control device of the present invention.

【図2】カッタ通路、トレーサヘッドの通路及び補正速
度の関係の一例を示すX−Z平面図である。
FIG. 2 is an X-Z plan view showing an example of the relationship between the cutter path, the tracer head path, and the correction speed.

【図3】本発明のならい制御装置及びならい工作機械の
全体の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the profiling control device and profiling machine tool of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  FIFOメモリ 2  合成回路 3  減算回路 4  補正用の演算回路 5  補正演算回路 1 FIFO memory 2 Synthesis circuit 3 Subtraction circuit 4. Calculation circuit for correction 5 Correction calculation circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  トレーサヘッドで検出された変位量を
ならい演算して工具各軸のならい速度指令値を求め、こ
れらならい速度指令値により前記工具とワークとを相対
移動させる送り軸駆動指令を形成するならい制御装置に
おいて、送り軸に重畳して設けられた補助軸を制御して
、前記送り軸に平行して前記トレーサヘッドをモデルに
対して相対移動させる補助軸制御手段と、前記送り軸毎
に前記トレーサヘッドが受ける変位量に所定の補正ゲイ
ンを乗じて前記送り軸駆動指令に対する補正指令値を決
定する補正演算手段と、前記ならい速度指令値と前記補
正指令値とに基づいて補正された送り軸駆動指令を一定
時間だけ遅延して出力する遅延記憶手段と、前記遅延記
憶手段で遅延して出力された送り軸駆動指令の値を前記
ならい速度指令値から減算して、前記補助軸制御手段へ
の速度指令値を出力する減算手段と、を有することを特
徴とするならい制御装置。
1. A tracing speed command value for each axis of the tool is obtained by tracing the displacement amount detected by the tracer head, and a feed axis drive command for relatively moving the tool and the workpiece is formed using these tracing speed command values. The tracing control device includes: an auxiliary axis control means for controlling an auxiliary axis provided superimposed on the feed axis to move the tracer head relative to the model parallel to the feed axis; a correction calculation means for determining a correction command value for the feed axis drive command by multiplying the amount of displacement received by the tracer head by a predetermined correction gain; a delay storage means for outputting a feed axis drive command delayed by a predetermined time; and a value of the feed axis drive command delayed and outputted by the delay storage means is subtracted from the profiling speed command value to control the auxiliary axis. 1. A tracing control device comprising: subtraction means for outputting a speed command value to the means.
【請求項2】  前記補正演算手段の補正ゲインは、前
記トレーサヘッドの食い込み量とワークを加工するため
の工具の径に応じて決定されることを特徴とする請求項
1記載のならい制御装置。
2. The profiling control device according to claim 1, wherein the correction gain of the correction calculating means is determined according to the amount of bite of the tracer head and the diameter of a tool for machining the workpiece.
【請求項3】  前記補正演算手段では、所定の演算周
期毎に前記トレーサヘッドの各軸毎の変位ベクトルの成
分εx,εy,εzと基準変位との差に応じて補正指令
値が決定されることを特徴とする請求項1記載のならい
制御装置。
3. In the correction calculation means, a correction command value is determined in accordance with the difference between the components εx, εy, εz of the displacement vector for each axis of the tracer head and a reference displacement at each predetermined calculation cycle. 2. The tracing control device according to claim 1.
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