JPH05104413A - デイジタイジング制御装置 - Google Patents
デイジタイジング制御装置Info
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- JPH05104413A JPH05104413A JP3267681A JP26768191A JPH05104413A JP H05104413 A JPH05104413 A JP H05104413A JP 3267681 A JP3267681 A JP 3267681A JP 26768191 A JP26768191 A JP 26768191A JP H05104413 A JPH05104413 A JP H05104413A
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- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
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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
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- 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
- G05B19/41—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 interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
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- 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
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
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- G05B2219/30—Nc systems
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディジタイジングデータを補正して、本来の
ならい経路に沿った滑らかなデータを出力する。 【構成】 演算手段１０１は、モデル面上にならい経路
を指令する指令座標データと検出器のならい測定点にお
ける測定変位とを加算して、ディジタイジングされたモ
デル面についての座標データを演算する。補正手段１０
２は、これらの複数のならい測定点における座標データ
を、ならい経路を含むならい平面上の新たな座標点で近
似されたディジタイジングデータに補正する。補正され
た座標データは、本来のならい経路に沿った滑らかなデ
ィジタイジングデータとして出力される。
ならい経路に沿った滑らかなデータを出力する。 【構成】 演算手段１０１は、モデル面上にならい経路
を指令する指令座標データと検出器のならい測定点にお
ける測定変位とを加算して、ディジタイジングされたモ
デル面についての座標データを演算する。補正手段１０
２は、これらの複数のならい測定点における座標データ
を、ならい経路を含むならい平面上の新たな座標点で近
似されたディジタイジングデータに補正する。補正され
た座標データは、本来のならい経路に沿った滑らかなデ
ィジタイジングデータとして出力される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３次元のモデル面をなら
う検出器の測定変位からモデル形状のディジタイジング
データを出力するディジタイジング制御装置に関し、特
にならい測定点が本来のならい経路を外れたディジタイ
ジングデータを補正するようにしたディジタイジング制
御装置に関する。
う検出器の測定変位からモデル形状のディジタイジング
データを出力するディジタイジング制御装置に関し、特
にならい測定点が本来のならい経路を外れたディジタイ
ジングデータを補正するようにしたディジタイジング制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元のモデル面をならってディ
ジタイジングデータを出力する場合には、モデル面に設
定された直線などをならい経路として指令して、検出器
を移動させながら一定の時間間隔でデータを取り込むよ
うにしている。モデルの表面が検出器の移動方向に対し
て急激に変化していない場合には、検出器の測定点はほ
ぼならい経路に沿ってモデル表面から距離データを取り
込むことになるが、モデルの傾斜が急変する場所では、
検出器に設定された見掛け上の測定原点がモデル面に食
い込んだり、モデル面から離れたりする。
ジタイジングデータを出力する場合には、モデル面に設
定された直線などをならい経路として指令して、検出器
を移動させながら一定の時間間隔でデータを取り込むよ
うにしている。モデルの表面が検出器の移動方向に対し
て急激に変化していない場合には、検出器の測定点はほ
ぼならい経路に沿ってモデル表面から距離データを取り
込むことになるが、モデルの傾斜が急変する場所では、
検出器に設定された見掛け上の測定原点がモデル面に食
い込んだり、モデル面から離れたりする。
【０００３】この結果、例えば非接触の光検出器では、
モデルに対する測定点がならい経路を外れて出力され
る。そのためにディジタイジングデータとしては、測定
時点での実際の測定器の位置に測定点の変位を加算した
値が出力される。
モデルに対する測定点がならい経路を外れて出力され
る。そのためにディジタイジングデータとしては、測定
時点での実際の測定器の位置に測定点の変位を加算した
値が出力される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ならい測定点
が本来のならい経路を外れて出力されたディジタイジン
グデータに基づいて実際のならい加工を行うと、工具が
ワークに対して上下方向だけでなくて、当初設定された
ならい経路を中心にして左右方向にも細かく振動する。
このため工具位置を制御する工作機械に悪影響を与え
る。また、工具がジグザグに制御されることから、ワー
クの加工面を滑らかに仕上げることができないという問
題点があった。
が本来のならい経路を外れて出力されたディジタイジン
グデータに基づいて実際のならい加工を行うと、工具が
ワークに対して上下方向だけでなくて、当初設定された
ならい経路を中心にして左右方向にも細かく振動する。
このため工具位置を制御する工作機械に悪影響を与え
る。また、工具がジグザグに制御されることから、ワー
クの加工面を滑らかに仕上げることができないという問
題点があった。
【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ディジタイジングデータを補正して、本来の
ならい経路に沿った滑らかなデータを出力するディジタ
イジング制御装置を提供することを目的とする。
のであり、ディジタイジングデータを補正して、本来の
ならい経路に沿った滑らかなデータを出力するディジタ
イジング制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、３次元のモデル面をならう検出器の測定
変位からモデル形状のディジタイジングデータを出力す
るディジタイジング制御装置において、前記モデル面上
にならい経路を指令する座標データと前記検出器のなら
い測定点における測定変位とを加算して、ディジタイジ
ングされたモデル面についての座標データを演算する演
算手段と、前記各ならい測定点の座標データを前記なら
い経路を含むならい平面上の新たな座標点で近似された
ディジタイジングデータに補正する補正手段と、を有す
ることを特徴とするディジタイジング制御装置が、提供
される。
決するために、３次元のモデル面をならう検出器の測定
変位からモデル形状のディジタイジングデータを出力す
るディジタイジング制御装置において、前記モデル面上
にならい経路を指令する座標データと前記検出器のなら
い測定点における測定変位とを加算して、ディジタイジ
ングされたモデル面についての座標データを演算する演
算手段と、前記各ならい測定点の座標データを前記なら
い経路を含むならい平面上の新たな座標点で近似された
ディジタイジングデータに補正する補正手段と、を有す
ることを特徴とするディジタイジング制御装置が、提供
される。
【０００７】
【作用】ディジタイジング制御装置から検出器の移動指
令が与えられて、モデル形状に応じた測定変位が検出さ
れる。この検出器の測定変位を指令されているならい経
路の座標データに加算して、モデル上のならい測定点の
座標データを演算し、更に、各ならい測定点の座標デー
タを、検出器のならい経路を含むならい平面上の新たな
座標点で近似したディジタイジングデータに補正してい
る。
令が与えられて、モデル形状に応じた測定変位が検出さ
れる。この検出器の測定変位を指令されているならい経
路の座標データに加算して、モデル上のならい測定点の
座標データを演算し、更に、各ならい測定点の座標デー
タを、検出器のならい経路を含むならい平面上の新たな
座標点で近似したディジタイジングデータに補正してい
る。
【０００８】
【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、本発明のディジタイジング制御装置の
概略構成を示す図である。なお、図には本発明を実施す
るために必要な最小限の構成のみが示されている。
明する。図１は、本発明のディジタイジング制御装置の
概略構成を示す図である。なお、図には本発明を実施す
るために必要な最小限の構成のみが示されている。
【０００９】演算手段１０１は、モデル面上にならい経
路を指令する指令座標データと検出器のならい測定点に
おける測定変位とを加算して、ディジタイジングされた
モデル面についての座標データを演算する。
路を指令する指令座標データと検出器のならい測定点に
おける測定変位とを加算して、ディジタイジングされた
モデル面についての座標データを演算する。
【００１０】また、補正手段１０２は、演算手段１０１
で演算された複数のならい測定点における座標データ
を、ならい経路を含むならい平面上の新たな座標点で近
似されたディジタイジングデータに補正して、出力す
る。
で演算された複数のならい測定点における座標データ
を、ならい経路を含むならい平面上の新たな座標点で近
似されたディジタイジングデータに補正して、出力す
る。
【００１１】図２は本発明のディジタイジング制御装置
及び周辺装置の構成を示すブロック図である。図におい
て、プロセッサ（ＣＰＵ）１１はディジタイジング制御
装置１の全体の動作を制御する。ＲＯＭ１２には、ＥＰ
ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭが使用され、ディジタイジング
制御装置１を制御するためのシステムプログラムを格納
する。従って、プロセッサ１１はバス１０を介してＲＯ
Ｍ１２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ディジタイジング制御装
置１の動作を制御する。
及び周辺装置の構成を示すブロック図である。図におい
て、プロセッサ（ＣＰＵ）１１はディジタイジング制御
装置１の全体の動作を制御する。ＲＯＭ１２には、ＥＰ
ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭが使用され、ディジタイジング
制御装置１を制御するためのシステムプログラムを格納
する。従って、プロセッサ１１はバス１０を介してＲＯ
Ｍ１２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ディジタイジング制御装
置１の動作を制御する。
【００１２】ＲＡＭ１３は各種のデータを一時的に記憶
するものであり、後述する光学式距離検出器５ａ及び５
ｂからの測定値、及びその他の一時的なデータを記憶す
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、インタフェース１５を介して
操作盤２から入力されるならい方向、ならい速度等の各
種のパラメータ等を格納する。
するものであり、後述する光学式距離検出器５ａ及び５
ｂからの測定値、及びその他の一時的なデータを記憶す
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、インタフェース１５を介して
操作盤２から入力されるならい方向、ならい速度等の各
種のパラメータ等を格納する。
【００１３】ならい工作機械３のトレーサヘッド４に
は、光学式の距離検出器５ａ及び５ｂが互いに近接して
設けられている。光学式距離検出器５ａ及び５ｂは半導
体レーザ又は発光ダイオードを光源とする反射光量式の
センサで構成されており、それぞれに設定された基準距
離からの変位として、モデル６までの距離を非接触で測
定する。これらの距離検出器の測定値Ｌａ及びＬｂは、
ディジタイジング制御装置１内のＡ／Ｄ変換器１６ａ及
び１６ｂでディジタル値に変換されて、逐次にプロセッ
サ１１に読み取られる。
は、光学式の距離検出器５ａ及び５ｂが互いに近接して
設けられている。光学式距離検出器５ａ及び５ｂは半導
体レーザ又は発光ダイオードを光源とする反射光量式の
センサで構成されており、それぞれに設定された基準距
離からの変位として、モデル６までの距離を非接触で測
定する。これらの距離検出器の測定値Ｌａ及びＬｂは、
ディジタイジング制御装置１内のＡ／Ｄ変換器１６ａ及
び１６ｂでディジタル値に変換されて、逐次にプロセッ
サ１１に読み取られる。
【００１４】プロセッサ１１は測定値Ｌａ及びＬｂと後
述する現在位置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及び１９ｚから
の信号に基づいて各軸の変位を算出すると共に、この変
位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及びＶｚを
発生する。これらの速度指令はＤ／Ａ変換器１７ｘ、１
７ｙ及び１７ｚでアナログ値に変換され、サーボアンプ
１８ｘ、１８ｙ及び１８ｚに入力される。サーボアンプ
１８ｘ及び１８ｙはこの速度指令に基づいてならい工作
機械３のサーボモータ３２ｘ及び３２ｙを駆動し、これ
によりテーブル３１がＸ軸方向及び紙面と直角なＹ軸方
向に移動する。また、サーボアンプ１８ｚがサーボモー
タ３２ｚを駆動し、トレーサヘッド４及び工具３４がＺ
軸方向に移動する。
述する現在位置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及び１９ｚから
の信号に基づいて各軸の変位を算出すると共に、この変
位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及びＶｚを
発生する。これらの速度指令はＤ／Ａ変換器１７ｘ、１
７ｙ及び１７ｚでアナログ値に変換され、サーボアンプ
１８ｘ、１８ｙ及び１８ｚに入力される。サーボアンプ
１８ｘ及び１８ｙはこの速度指令に基づいてならい工作
機械３のサーボモータ３２ｘ及び３２ｙを駆動し、これ
によりテーブル３１がＸ軸方向及び紙面と直角なＹ軸方
向に移動する。また、サーボアンプ１８ｚがサーボモー
タ３２ｚを駆動し、トレーサヘッド４及び工具３４がＺ
軸方向に移動する。
【００１５】サーボモータ３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚに
は、これらが所定量回転する毎にそれぞれ検出パルスＦ
Ｐｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚを発生するパルスコーダ３３
ｘ、３３ｙ及び３３ｚが設けられている。ディジタイジ
ング制御装置１内の現在位置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及
び１９ｚは検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚをそれ
ぞれ回転方向に応じてカウントアップ／ダウンして各軸
方向の現在位置データＸａ、Ｙａ及びＺａを求め、プロ
セッサ１１に入力している。
は、これらが所定量回転する毎にそれぞれ検出パルスＦ
Ｐｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚを発生するパルスコーダ３３
ｘ、３３ｙ及び３３ｚが設けられている。ディジタイジ
ング制御装置１内の現在位置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及
び１９ｚは検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚをそれ
ぞれ回転方向に応じてカウントアップ／ダウンして各軸
方向の現在位置データＸａ、Ｙａ及びＺａを求め、プロ
セッサ１１に入力している。
【００１６】一方、プロセッサ１１は上記の各軸の制御
と同時に、距離検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＬ
ｂを所定のサンプリング時間毎にサンプリングし、この
サンプリングデータを用いてモデル６表面の法線ベクト
ルを求め、法線ベクトルのＸ−Ｙ平面上の射影の方向に
対応した回転指令ＳＣを発生する。回転指令ＳＣはＤ／
Ａ変換器１７ｃでアナログ値に変換された後、サーボア
ンプ１８ｃに入力され、この指令に基づいてサーボアン
プ１８ｃがＶ軸のサーボモータ３２ｃを駆動する。
と同時に、距離検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＬ
ｂを所定のサンプリング時間毎にサンプリングし、この
サンプリングデータを用いてモデル６表面の法線ベクト
ルを求め、法線ベクトルのＸ−Ｙ平面上の射影の方向に
対応した回転指令ＳＣを発生する。回転指令ＳＣはＤ／
Ａ変換器１７ｃでアナログ値に変換された後、サーボア
ンプ１８ｃに入力され、この指令に基づいてサーボアン
プ１８ｃがＶ軸のサーボモータ３２ｃを駆動する。
【００１７】これにより、トレーサヘッド４は指令角度
βに応じて回転すると共に、モデル６との間隔を一定の
基準距離に保つように制御される。また、同時にテーブ
ル３１が指令されたならい方向、ならい速度で移動し
て、トレーサヘッド４と同じくＺ軸制御される工具３４
によってワーク３５にモデル６と同様の形状の加工が施
される。
βに応じて回転すると共に、モデル６との間隔を一定の
基準距離に保つように制御される。また、同時にテーブ
ル３１が指令されたならい方向、ならい速度で移動し
て、トレーサヘッド４と同じくＺ軸制御される工具３４
によってワーク３５にモデル６と同様の形状の加工が施
される。
【００１８】以下、本発明のディジタイジング制御装置
における自動測定点補正演算方法について、図３、図４
及び図５を参照して説明する。図３は、トレーサヘッド
４を構成する距離検出器５の概略図である。図におい
て、距離検出器５が形成するスポットは黒丸により示し
ている。トレーサヘッド４には、Ｚ軸方向の垂直軸（Ｖ
軸）に対して角度θだけ傾斜させて距離検出器５ａ及び
５ｂが取り付けられている。また、テーブル３１に置か
れる基準試料７は少なくとも一つの面がテーブル３１に
対して垂直な基準面を有する物体（例えば、立方体）で
あって、ここでは基準面がテーブル３１に設定された座
標系のＸ軸と直交するようにテーブル３１に置かれてい
る。これら距離検出器５ａ及び５ｂはＶ軸によって回転
指令ＳＣの指令角度βで所定の半径の円周上を回転す
る。この図では、距離検出器５の基準距離に基準試料７
を配置し、その零点Ｓ０にスポットが形成されている状
態を示している。
における自動測定点補正演算方法について、図３、図４
及び図５を参照して説明する。図３は、トレーサヘッド
４を構成する距離検出器５の概略図である。図におい
て、距離検出器５が形成するスポットは黒丸により示し
ている。トレーサヘッド４には、Ｚ軸方向の垂直軸（Ｖ
軸）に対して角度θだけ傾斜させて距離検出器５ａ及び
５ｂが取り付けられている。また、テーブル３１に置か
れる基準試料７は少なくとも一つの面がテーブル３１に
対して垂直な基準面を有する物体（例えば、立方体）で
あって、ここでは基準面がテーブル３１に設定された座
標系のＸ軸と直交するようにテーブル３１に置かれてい
る。これら距離検出器５ａ及び５ｂはＶ軸によって回転
指令ＳＣの指令角度βで所定の半径の円周上を回転す
る。この図では、距離検出器５の基準距離に基準試料７
を配置し、その零点Ｓ０にスポットが形成されている状
態を示している。
【００１９】そして、距離検出器５は光を出射し、スポ
ットで反射した光を受光して、検出器とスポットとの間
の距離を計測する。また、計測されたデータはプロセッ
サ１１によって所定の処理がなされ、測定点Ｓｎ（Ｘ
ｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）としてＲＡＭ１３等に記憶される。な
お、ｎは１以上の整数を表す。
ットで反射した光を受光して、検出器とスポットとの間
の距離を計測する。また、計測されたデータはプロセッ
サ１１によって所定の処理がなされ、測定点Ｓｎ（Ｘ
ｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）としてＲＡＭ１３等に記憶される。な
お、ｎは１以上の整数を表す。
【００２０】次に、このトレーサヘッド４をモデル面に
沿って移動させ、所定の位置で座標値を取得した場合の
ディジタイジングデータへの補正方法について説明す
る。図４は、モデル面をトレースするならい経路Ｌと機
械位置を特定する機械座標（Ｘ−Ｙ軸）平面内でのＸ軸
との角度差を表す図である。トレーサヘッド４が、なら
い経路Ｌに沿って矢印Ｌａの方向に向かって移動すると
き、Ｘ軸とならい経路Ｌとは、機械座標平面内で角度Ｄ
をなしている。
沿って移動させ、所定の位置で座標値を取得した場合の
ディジタイジングデータへの補正方法について説明す
る。図４は、モデル面をトレースするならい経路Ｌと機
械位置を特定する機械座標（Ｘ−Ｙ軸）平面内でのＸ軸
との角度差を表す図である。トレーサヘッド４が、なら
い経路Ｌに沿って矢印Ｌａの方向に向かって移動すると
き、Ｘ軸とならい経路Ｌとは、機械座標平面内で角度Ｄ
をなしている。
【００２１】図５は、モデル面におけるディジタイジン
グデータへの補正方法を示す概略図である。図におい
て、ならい経路Ｌは、トレーサヘッド４が矢印Ｌａの方
向に向かって、モデル面Ｆ上を移動する経路である。軸
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、図３で示したセンサの回転中心で
あるＶ軸を表す。
グデータへの補正方法を示す概略図である。図におい
て、ならい経路Ｌは、トレーサヘッド４が矢印Ｌａの方
向に向かって、モデル面Ｆ上を移動する経路である。軸
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、図３で示したセンサの回転中心で
あるＶ軸を表す。
【００２２】また、距離検出器５の出射方向Ｍ１，Ｍ
２，Ｍ３は、トレーサヘッド４のＶ軸との交点が距離検
出器５の零点となるように決定されている。この距離検
出器５から出射した光がモデル面Ｆ上に形成するスポッ
トは、それぞれ測定点Ｓ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），Ｓ２
（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）及びＳ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）と
する。
２，Ｍ３は、トレーサヘッド４のＶ軸との交点が距離検
出器５の零点となるように決定されている。この距離検
出器５から出射した光がモデル面Ｆ上に形成するスポッ
トは、それぞれ測定点Ｓ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），Ｓ２
（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）及びＳ３（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）と
する。
【００２３】ここで、測定点Ｓ１は前々回測定した点で
あり、測定点Ｓ２は前回測定した点であり、測定点Ｓ３
は今回測定した点である。また、測定点Ｓ２における機
械位置をｍ（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とする。
あり、測定点Ｓ２は前回測定した点であり、測定点Ｓ３
は今回測定した点である。また、測定点Ｓ２における機
械位置をｍ（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とする。
【００２４】さらに、測定点Ｓ１とＳ３の中点をｇ、こ
の中点ｇと測定点Ｓ２を通るベクトルをＧ（Ｘｖ，Ｙ
ｖ，Ｚｖ）とし、また、ベクトルＧとならい平面との交
点を補正点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。なお、ならい平面
とは、ならい経路Ｌと軸Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とを含む平面
をいう。以下に、測定点Ｓ２の補正点Ｐの座標値の算出
方法について説明する。
の中点ｇと測定点Ｓ２を通るベクトルをＧ（Ｘｖ，Ｙ
ｖ，Ｚｖ）とし、また、ベクトルＧとならい平面との交
点を補正点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。なお、ならい平面
とは、ならい経路Ｌと軸Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３とを含む平面
をいう。以下に、測定点Ｓ２の補正点Ｐの座標値の算出
方法について説明する。
【００２５】まず、測定点Ｓ１，Ｓ２及びＳ３について
ＲＡＭ１３等に記憶された座標データから、中点ｇと測
定点Ｓ２とを通るベクトルＧは、 Ｘｖ＝Ｘ２−（Ｘ１＋Ｘ３）／２ ・・・（１） Ｙｖ＝Ｙ２−（Ｙ１＋Ｙ３）／２ ・・・（２） Ｚｖ＝Ｚ２−（Ｚ１＋Ｚ３）／２ ・・・（３） によって求められる。このとき、測定点Ｓ２から補正点
Ｐへの単位ベクトルは、ベクトルＧの単位ベクトルと一
致するから、次の式（４）が成り立つ。
ＲＡＭ１３等に記憶された座標データから、中点ｇと測
定点Ｓ２とを通るベクトルＧは、 Ｘｖ＝Ｘ２−（Ｘ１＋Ｘ３）／２ ・・・（１） Ｙｖ＝Ｙ２−（Ｙ１＋Ｙ３）／２ ・・・（２） Ｚｖ＝Ｚ２−（Ｚ１＋Ｚ３）／２ ・・・（３） によって求められる。このとき、測定点Ｓ２から補正点
Ｐへの単位ベクトルは、ベクトルＧの単位ベクトルと一
致するから、次の式（４）が成り立つ。
【００２６】 （Ｘ−Ｘ２）／Ｘｖ＝（Ｙ−Ｙ２）／Ｙｖ＝（Ｚ−Ｚ２）／Ｚｖ＝ｔ （ｔは定数） ・・・（４） この式（４）は、Ｘ，Ｙ，Ｚについて整理すると、 Ｘ＝ｔ・Ｘｖ＋Ｘ２ ・・・（５） Ｙ＝ｔ・Ｙｖ＋Ｙ２ ・・・（６） Ｚ＝ｔ・Ｚｖ＋Ｚ２ ・・・（７） となる。
【００２７】また、補正点Ｐは常にならい平面上にあ
り、図４で示したように、ならい経路Ｌ上を移動する機
械位置ｍも同様にこのならい平面上に存在するから、式 Ｙ−Ｙｍ＝ｔａｎＤ・（Ｘ−Ｘｍ） ・・・（８） が成り立つ。そこで、式（８）を式（５）及び式（６）
へ代入して、ｔを求めると、 （ｔ・Ｙｖ＋Ｙ２）−Ｙｍ＝ｔａｎＤ・（（ｔ・Ｘｖ＋Ｘ２）−Ｘｍ） ｔ・Ｙｖ−ｔａｎＤ・ｔ・Ｘｖ＝−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ） ｔ＝（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ） ・・・（９） となる。そして、式（９）を式（５）、式（６）及び式（７）へ代入すると、 Ｘ＝Ｘｖ・（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ）＋Ｘ２ ・・・（10） Ｙ＝Ｙｖ・（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ）＋Ｙ２ ・・・（11） Ｚ＝Ｚｖ・（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ）＋Ｚ２ ・・・（12） により、補正点Ｐの座標値が求められる。
り、図４で示したように、ならい経路Ｌ上を移動する機
械位置ｍも同様にこのならい平面上に存在するから、式 Ｙ−Ｙｍ＝ｔａｎＤ・（Ｘ−Ｘｍ） ・・・（８） が成り立つ。そこで、式（８）を式（５）及び式（６）
へ代入して、ｔを求めると、 （ｔ・Ｙｖ＋Ｙ２）−Ｙｍ＝ｔａｎＤ・（（ｔ・Ｘｖ＋Ｘ２）−Ｘｍ） ｔ・Ｙｖ−ｔａｎＤ・ｔ・Ｘｖ＝−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ） ｔ＝（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ） ・・・（９） となる。そして、式（９）を式（５）、式（６）及び式（７）へ代入すると、 Ｘ＝Ｘｖ・（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ）＋Ｘ２ ・・・（10） Ｙ＝Ｙｖ・（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ）＋Ｙ２ ・・・（11） Ｚ＝Ｚｖ・（−Ｙ２＋Ｙｍ＋ｔａｎＤ・（Ｘ２−Ｘｍ）） ／（Ｙｖ−ｔａｎＤ・Ｘｖ）＋Ｚ２ ・・・（12） により、補正点Ｐの座標値が求められる。
【００２８】したがって、この補正点Ｐの座標値をディ
ジタイジングデータに変換して出力することにより、本
来のならい経路を含むならい平面に規制されることにな
る。このため、ワークに対する加工の跡が滑らかにな
り、研削加工などの際に工作機械自体への振動などの悪
影響が無くなる。
ジタイジングデータに変換して出力することにより、本
来のならい経路を含むならい平面に規制されることにな
る。このため、ワークに対する加工の跡が滑らかにな
り、研削加工などの際に工作機械自体への振動などの悪
影響が無くなる。
【００２９】図６は、本発明のディジタイジング制御装
置における自動測定点補正演算処理を実行するためのフ
ローチャートである。図において、Ｓの後に続く数字は
ステップ番号を示す。
置における自動測定点補正演算処理を実行するためのフ
ローチャートである。図において、Ｓの後に続く数字は
ステップ番号を示す。
【００３０】〔Ｓ６１〕測定点があるか否かを判定す
る。すなわち、新たな測定点があるか否かの判定を行
う。もし、新たな測定点がある（ＹＥＳ）ならばステッ
プＳ６２に進み、新たな測定点がない（ＮＯ）ならば本
演算処理を終了する。
る。すなわち、新たな測定点があるか否かの判定を行
う。もし、新たな測定点がある（ＹＥＳ）ならばステッ
プＳ６２に進み、新たな測定点がない（ＮＯ）ならば本
演算処理を終了する。
【００３１】〔Ｓ６２〕測定点の座標値を算出する。具
体的には、機械位置（機械座標）に、距離検出器による
測定変位を加算して現在の測定点の座標値を求める。 〔Ｓ６３〕座標データの設定を行う。すなわち、ステッ
プＳ６２で求めた座標を測定点Ｓ３とし、一つ前に測定
した座標を測定点Ｓ２とし、二つ前に測定した座標を測
定点Ｓ１とする。
体的には、機械位置（機械座標）に、距離検出器による
測定変位を加算して現在の測定点の座標値を求める。 〔Ｓ６３〕座標データの設定を行う。すなわち、ステッ
プＳ６２で求めた座標を測定点Ｓ３とし、一つ前に測定
した座標を測定点Ｓ２とし、二つ前に測定した座標を測
定点Ｓ１とする。
【００３２】〔Ｓ６４〕ベクトルＧを算出する。具体的
には、式（１），（２）及び（３）によってベクトルＧ
を算出する。 〔Ｓ６５〕ならい平面との交点を算出する。具体的に
は、式（10），（11）及び（12）によって補正点Ｐの座
標値を算出する。
には、式（１），（２）及び（３）によってベクトルＧ
を算出する。 〔Ｓ６５〕ならい平面との交点を算出する。具体的に
は、式（10），（11）及び（12）によって補正点Ｐの座
標値を算出する。
【００３３】〔Ｓ６６〕補正点Ｐの座標値をディジタイ
ジングデータとして出力する。すなわち、ステップＳ６
５によって求められた交点のデータをディジタイジング
データへ変換して出力する。その後、次の測定点の処理
のためにステップＳ６１に戻る。
ジングデータとして出力する。すなわち、ステップＳ６
５によって求められた交点のデータをディジタイジング
データへ変換して出力する。その後、次の測定点の処理
のためにステップＳ６１に戻る。
【００３４】以上の説明では、測定点Ｓ１，Ｓ２に設定
する座標値について、以前に計測した測定点の座標を使
用したが、自動測定点補正演算処理によって以前に求め
た交点を使用してもよい。
する座標値について、以前に計測した測定点の座標を使
用したが、自動測定点補正演算処理によって以前に求め
た交点を使用してもよい。
【００３５】また、検出器の測定変位と指令されている
ならい経路の座標データに基づいて、各ならい測定点の
座標データを検出器のならい経路を含むならい平面上の
新たな座標点で近似されたディジタイジングデータに補
正したが、検出器の測定変位のうちＺ軸方向の測定変位
に基づいて、検出器のＸ−Ｙ平面内の移動距離に比例す
るＺ軸位置を新たな座標点とするようにしてもよい。
ならい経路の座標データに基づいて、各ならい測定点の
座標データを検出器のならい経路を含むならい平面上の
新たな座標点で近似されたディジタイジングデータに補
正したが、検出器の測定変位のうちＺ軸方向の測定変位
に基づいて、検出器のＸ−Ｙ平面内の移動距離に比例す
るＺ軸位置を新たな座標点とするようにしてもよい。
【００３６】すなわち、補正手段１０２において、新た
な座標点のうちＺ軸データのみを、以下のように求める
ことができる。図５において、現在の測定点Ｓ３のＸ座
標及びＹ座標は、機械位置ｍ３のＸ座標及びＹ座標とす
る。また、一つ前の測定点をＳ２とし、このときの機械
位置をｍ２とし、同様にディジタイジング座標のＺ座標
をＺd2とする。そして、Ｘ−Ｙ平面について、Ｓ３とＳ
２の測定点間距離をＰｓとし、ｍ３とｍ２の機械位置間
距離をＰｍとすると、現在の測定点Ｓ３のＺ座標Ｚd
3は、 Ｚd3＝（Ｐｍ×（Ｚ３−Ｚ２）／Ｐｓ）＋Ｚd2 で求められる。
な座標点のうちＺ軸データのみを、以下のように求める
ことができる。図５において、現在の測定点Ｓ３のＸ座
標及びＹ座標は、機械位置ｍ３のＸ座標及びＹ座標とす
る。また、一つ前の測定点をＳ２とし、このときの機械
位置をｍ２とし、同様にディジタイジング座標のＺ座標
をＺd2とする。そして、Ｘ−Ｙ平面について、Ｓ３とＳ
２の測定点間距離をＰｓとし、ｍ３とｍ２の機械位置間
距離をＰｍとすると、現在の測定点Ｓ３のＺ座標Ｚd
3は、 Ｚd3＝（Ｐｍ×（Ｚ３−Ｚ２）／Ｐｓ）＋Ｚd2 で求められる。
【００３７】なお、上記の実施例では光学式距離検出器
として反射光量式のものについて説明したが、他に三角
距離計測式の距離検出器を使用したディジタイジング制
御装置にも適用できる。
として反射光量式のものについて説明したが、他に三角
距離計測式の距離検出器を使用したディジタイジング制
御装置にも適用できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、出力さ
れるディジタイジングデータが設定された本来のならい
経路を含むならい平面に規制されるから、モデル面が急
変する場合でもワークに対する加工の跡が滑らかにな
り、研削加工などの際に工作機械自体への振動などの悪
影響が無くなる。また、ならい平面のデータを利用する
ことにより、ディジタイジングデータの圧縮が可能にな
り、ならい加工のための無駄なデータの量が削減でき
る。
れるディジタイジングデータが設定された本来のならい
経路を含むならい平面に規制されるから、モデル面が急
変する場合でもワークに対する加工の跡が滑らかにな
り、研削加工などの際に工作機械自体への振動などの悪
影響が無くなる。また、ならい平面のデータを利用する
ことにより、ディジタイジングデータの圧縮が可能にな
り、ならい加工のための無駄なデータの量が削減でき
る。
【図１】本発明のディジタイジング制御装置の概略構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明のディジタイジング制御装置及び周辺装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図３】トレーサヘッドを構成する距離検出器の概略図
である。
である。
【図４】ならい経路と機械位置（機械座標）との角度差
を表す図である。
を表す図である。
【図５】ディジタイジングデータへの補正方法を示す概
略図である。
略図である。
【図６】ディジタイジング制御装置における自動測定点
補正演算処理を実行するためのフローチャートである。
補正演算処理を実行するためのフローチャートである。
１ ディジタイジング制御装置 ２ 操作盤 ３ ならい工作機械 ４ トレーサヘッド ５ａ，５ｂ 距離検出器 ６ モデル ７ 基準試料 １１ マイクロプロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ 不揮発性メモリ
Claims (3)
- 【請求項１】 ３次元のモデル面をならう検出器の測定
変位からモデル形状のディジタイジングデータを出力す
るディジタイジング制御装置において、 前記モデル面上にならい経路を指令する座標データと前
記検出器のならい測定点における測定変位とを加算し
て、ディジタイジングされたモデル面についての座標デ
ータを演算する演算手段と、 前記各ならい測定点の座標データを前記ならい経路を含
むならい平面上の新たな座標点で近似されたディジタイ
ジングデータに補正する補正手段と、 を有することを特徴とするディジタイジング制御装置。 - 【請求項２】 前記補正手段は、 前記ならい測定点及びその前後の測定点に関する重心と
前記ならい測定点とを接続するベクトルが、前記ならい
経路を含むならい平面と交差する位置を新たな座標点と
することを特徴とする請求項１記載のディジタイジング
制御装置。 - 【請求項３】 前記補正手段は、 前記検出器の測定変位のうちＺ軸方向の測定変位に基づ
いて、前記検出器のＸ−Ｙ平面内の移動距離に比例する
Ｚ軸位置を新たな座標点とすることを特徴とする請求項
１記載のディジタイジング制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3267681A JPH05104413A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | デイジタイジング制御装置 |
| EP93908770A EP0563407B1 (en) | 1991-10-16 | 1992-10-12 | Digitizing controller |
| DE69211531T DE69211531T2 (de) | 1991-10-16 | 1992-10-12 | Steuergerät zum digitalisieren |
| PCT/JP1992/001329 WO1993007991A1 (en) | 1991-10-16 | 1992-10-12 | Digitizing controller |
| KR1019930701802A KR930703116A (ko) | 1991-10-16 | 1993-06-15 | 디지타이징 제어 장치 |
| US08/401,643 US5550330A (en) | 1991-10-16 | 1995-03-10 | Digitizing control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3267681A JPH05104413A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | デイジタイジング制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104413A true JPH05104413A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17448055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3267681A Pending JPH05104413A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | デイジタイジング制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0563407B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05104413A (ja) |
| KR (1) | KR930703116A (ja) |
| DE (1) | DE69211531T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993007991A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111487928B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-04-20 | 华中科技大学 | 一种基于刀位点增删改指令的数控加工轨迹平滑方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63191554A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-09 | Okuma Mach Works Ltd | ３次元倣いにおける勾配補正方法 |
| JPS6440257A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-10 | Fanuc Ltd | Digitizing device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6399154A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-30 | Fanuc Ltd | ピツクフイ−ドジヤンプ加工方式 |
| JPH0697166B2 (ja) * | 1988-01-26 | 1994-11-30 | オ−クマ株式会社 | ３次元データ修正方法 |
| JPH033760A (ja) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Fanuc Ltd | デジタイジング制御装置 |
| JP2810709B2 (ja) * | 1989-07-27 | 1998-10-15 | ファナック 株式会社 | 非接触ならい制御装置 |
| JPH03121754A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Fanuc Ltd | 非接触ならい制御装置 |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP3267681A patent/JPH05104413A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-12 EP EP93908770A patent/EP0563407B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-12 WO PCT/JP1992/001329 patent/WO1993007991A1/ja active IP Right Grant
- 1992-10-12 DE DE69211531T patent/DE69211531T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-15 KR KR1019930701802A patent/KR930703116A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63191554A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-09 | Okuma Mach Works Ltd | ３次元倣いにおける勾配補正方法 |
| JPS6440257A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-10 | Fanuc Ltd | Digitizing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69211531D1 (de) | 1996-07-18 |
| KR930703116A (ko) | 1993-11-29 |
| EP0563407A4 (en) | 1993-12-22 |
| EP0563407B1 (en) | 1996-06-12 |
| EP0563407A1 (en) | 1993-10-06 |
| DE69211531T2 (de) | 1996-10-10 |
| WO1993007991A1 (en) | 1993-04-29 |
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