JPH05146956A - トレーサヘツドのスタイラス変位検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ならい制御装置などにおけるトレーサヘッド
のスタイラス変位検出回路において、スタイラスの中心
点が零点位置とずれていても容易にかつ正確に変位検出
ができるようにする。 【構成】 電源が投入されてスタイラス５に変位が入力
されると、スタイラス５の変位に応じて相対変位検出回
路４２から変位量信号ＳＳが出力される。そして、スタ
イラス５が変位入力後初めて零点復帰すると、零点復帰
検出回路４１からグリッド信号ＧＳが出力され、フリッ
プフロップ４３の制御信号ＰＳが立ち上がる。制御信号
ＰＳが立ち上がると、ゲート回路４４は変位量信号ＳＳ
に応じたカウント信号ＣＴＳを出力する。これにより、
スタイラス５のＸ軸方向の変位量εｘがデジタイジング
制御装置１に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はならい制御装置などにお
けるトレーサヘッドのスタイラス変位検出回路に関し、
特にスタイラスがモデルと接触したときに生じる変位量
を検出するトレーサヘッドのスタイラス変位検出回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ならいによる研削加工を正確に実行する
には、中立点に対するスタイラスの変位量を精度良く求
める必要がある。一般にならい制御装置では、スタイラ
スの変位量に応じた変位量信号がトレーサヘッド内の相
対位置検出回路から制御装置に送られるようになってい
る。変位量信号はパルス信号であり、制御装置はこのパ
ルス信号数をカウントしてスタイラスの変位量を認識
し、これによりトレーサヘッドやカッタの送り速度等を
制御する。

【０００３】ところで、スタイラスは、モデルからの負
荷がない状態での中立点がトレーサヘッドの零点位置と
一致するように、オイルダンパやバネによって調整され
ている。しかし、このオイルダンパやバネを使用する
と、スタイラスの零点復帰性が悪くなり、負荷を受けた
後フリーになっても残留変位が生じ、中立点と零点位置
とのずれが生じるという欠点があった。

【０００４】また、例え残留変位が生じていなくても、
スタイラスがモデルと接触して中立点から変位した状態
で電源が落とされた場合、その後ならいを再開するとき
には、電源が落とされたときのスタイラスの位置が中立
点とされてしまうので、やはり中立点と零点位置とのず
れが生じることになる。

【０００５】そこで、従来は、ならい制御を開始すると
きは、基準の部材を用いて中立点と零点位置とのずれを
オペレータが測定し、出力される変位量を補正するよう
にしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ならい制御装
置の電源投入の度にこうした調整操作を行うことは、作
業効率の低下を招くという問題点があった。

【０００７】他方、トレーサヘッドに絶対位置を検出す
る検出器を使用すれば、こうした問題は解決するが、測
定精度の低下やコスト高を招くという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ス
タイラスの中立点が零点位置とずれていても容易にかつ
正確なスタイラス変位検出を行うことのできるトレーサ
ヘッドのスタイラス変位検出回路を提供することを目的
とする。

【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、スタイラスがモデルと接触したときに生
じる変位量を検出するトレーサヘッドのスタイラス変位
検出回路において、前記スタイラスの変位量に応じて変
位量信号を出力する相対変位出力手段と、前記スタイラ
スが零点復帰したときグリッド信号を出力する零点復帰
検出手段と、前記トレーサヘッドへの変位入力開始後の
最初のグリッド信号が出力されるまで、前記相対変位出
力手段の変位量信号を抑制する抑制手段と、を有するこ
とを特徴とするトレーサヘッドのスタイラス変位検出回
路が提供される。

【０００９】

【作用】トレーサヘッドが変位を受け始めてから最初の
グリッド信号が出力されるまでは、相対変位出力手段か
らの変位量信号が抑制手段により抑制される。したがっ
て、スタイラスが変位を受け始めた後零点復帰した時点
からその変位が検出される。

【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２は本発明のデジタイジング制御装置の構成
を示すブロック図である。プロセッサ１１はバス１０を
介してＲＯＭ１２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ジタイジン
グ制御装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３は一時的なデ
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から入力されたならい方向、およ
びならい速度等の各種のパラメータを記憶する。

【００１１】ならい機械３に設けられているトレーサヘ
ッド４には、後述するスタイラス変位検出回路が内蔵さ
れており、スタイラス５がモデル６に接触することによ
り生じるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各変位量εｘ、εｙお
よびεｚを検出してプロセッサ１１に入力する。

【００１２】プロセッサ１１はこれらの変位量と、指令
されたならい方向、ならい速度に基づいて、周知の技術
により、各軸のＶｘ、Ｖｙ、Ｖｚを発生する。これらの
速度指令はサーボアンプ１７ｘ、１７ｙおよび１７ｚに
入力され、その出力によってならい機械３のサーボモー
タ３２ｘ、３２ｙおよび３２ｚが駆動される。これによ
り、トレーサヘッド４は、モデル６との相対的位置関係
が一定に保たれるようにＺ軸方向に移動するとともに、
モデル６を載せたテーブル３１がＸ軸方向および紙面に
垂直なＹ軸方向に移動してならいが行われる。

【００１３】パルスコーダ３３ｘ、３３ｙおよび３３ｚ
は、サーボモータ３２ｘ、３２ｙおよび３２ｚが所定角
度回転する毎にパルス信号ＦＰｘ、ＦＰｙおよびＦＰｚ
を発生する。デジタイジング制御装置１内の現在位置レ
ジスタ１８ｘ、１８ｙおよび１８ｚは、これらのパルス
信号をそれぞれ可逆計数して各軸の現在位置データＸ
ａ、ＹａおよびＺａを求め、プロセッサ１１に入力す
る。

【００１４】プロセッサ１１はこれらの位置データを一
定時間毎に、あるいは位置データの変動量が所定のトレ
ランス値を越えたときに取り込み、ＮＣデータを生成す
る。このＮＣデータはインタフェース１９を介して外部
記憶機器２１に入力され、ＮＣテープが作成される。ま
た、インタフェース１９に図示されていない数値制御工
作機械を直接接続することにより、オンラインで高精度
のならい加工を行うこともできる。

【００１５】図１はトレーサヘッド４に内蔵されるスタ
イラス変位検出回路の構成を示すブロック図である。な
お、ここでは説明を簡単にするため、スタイラスのＸ軸
方向の変位検出についてのみ説明する。スタイラス変位
検出回路４０は、零点復帰検出回路４１、相対変位検出
回路４２、フリップフロップ４３、およびゲート回路４
４から構成される。

【００１６】零点復帰検出回路４１は、スタイラス５が
零点復帰したときにグリッド信号ＧＳを出力する回路で
ある。スタイラス５には図示されていないリミットスイ
ッチが設けられており、零点復帰したときにこのリミッ
トスイッチがオンになる。これを零点復帰検出回路４１
が検出してグリッド信号ＧＳを出力する。

【００１７】相対変位検出回路４２は、スタイラス５が
モデル６と接触して変位する毎に、所定間隔のパルス信
号である変位量信号ＳＳを出力する回路である。スタイ
ラス５には図示されていないＸ軸スケールが設けられて
おり、スタイラス５が所定量変位する毎に正弦波を出力
する。これを相対変位検出回路４２が検出し、パルス信
号に変換し変位量信号ＳＳとして出力する。

【００１８】フリップフロップ４３は、零点復帰検出回
路４１からのグリッド信号ＧＳが一回でも入力される
と、その後は制御信号ＰＳを出力し続ける。ただし、制
御信号ＰＳは電源投入時のクリア信号ＣＳによりクリア
され、動作開始後スタイラス５が初めて零点復帰してグ
リッド信号ＧＳが入力されるまでは、制御信号ＰＳは出
力されない。

【００１９】ゲート回路４４は、制御信号ＰＳおよび変
位量信号ＳＳが入力されると、スタイラス５のＸ軸方向
の変位を示すカウント信号ＣＴＳを出力する。この出力
されたカウント信号ＣＴＳは、図示されていない信号変
換回路によってデータ信号に変換され、変位量εｘとし
てデジタイジング制御装置１に送られる。

【００２０】図３はスタイラス変位検出回路４０の各信
号の状態を示すタイムチャートであり、同図（Ａ）は変
位量信号ＳＳの状態、（Ｂ）はグリッド信号ＧＳの状
態、（Ｃ）は制御信号ＰＳの状態、（Ｄ）はカウント信
号ＣＴＳの状態をそれぞれ示すタイムチャートである。

【００２１】まず、電源が投入されてスタイラス５に変
位が加わると、スタイラス５の変位に応じて変位量信号
ＳＳが出力され、ゲート回路４４に入力される。そし
て、スタイラス５が動作開始後初めて零点復帰すると、
グリッド信号ＧＳが出力される。これによりフリップフ
ロップ４３の制御信号ＰＳが立ち上がり、ゲート回路４
４に入力される。ゲート回路４４は、制御信号ＰＳが立
ち上がると変位量信号ＳＳに応じたカウント信号ＣＴＳ
を出力する。これにより、スタイラス５のＸ軸方向の変
位量εｘがデジタイジング制御装置１に送られる。

【００２２】このように、本実施例では、スタイラス５
が動作を開始しても、開始後初めて零点復帰するまでは
その変位量εｘをカウントしないようにしたので、スタ
イラス５の中立点が零点位置と一致してから変位検出を
行うことができる。したがって、オイルダンパやバネ等
の影響によりスタイラス５の中立点が零点位置とずれて
しまっていても、絶対位置検出器を用いることなく容易
にかつ正確に変位量の検出を行うことができる。

【００２３】なお、本実施例では、スタイラス５のＸ軸
方向のみの検出について述べたが、Ｙ軸方向およびＺ軸
方向においても上述のスタイラス変位検出回路を設ける
ことにより、同様にその変位量を検出することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、トレー
サヘッドに変位が入力されてから最初のグリッド信号が
出力されるまでは変位量信号を抑制するようにしたの
で、スタイラスの中立点と零点位置とが一致した時点か
ら変位検出を行うことができる。したがって、オイルダ
ンパやバネ等の影響によりスタイラスの中立点が零点位
置とずれてしまっていても、絶対位置検出器を用いるこ
となく容易にかつ正確に変位量の検出を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタイラス変位検出回路の構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明のデジタイジング制御装置の構成を示す
ブロック図である。

【図３】スタイラス変位検出回路の各信号の状態を示す
タイムチャートであり、同図（Ａ）は変位量信号の状
態、（Ｂ）はグリッド信号の状態、（Ｃ）は制御信号の
状態、（Ｄ）はカウント信号の状態をそれぞれ示すタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１ デジタイジング制御装置 ３ ならい機械 ４ トレーサヘッド ５ スタイラス ６ モデル ４０ スタイラス変位検出回路 ４１ 零点復帰検出回路 ４２ 相対変位検出回路 ４３ フリップフロップ ４４ ゲート回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スタイラスがモデルと接触したときに生
   じる変位量を検出するトレーサヘッドのスタイラス変位
   検出回路において、 前記スタイラスの変位量に応じて変位量信号を出力する
   相対変位出力手段と、 前記スタイラスが零点復帰したときグリッド信号を出力
   する零点復帰検出手段と、 前記トレーサヘッドへの変位入力開始後の最初のグリッ
   ド信号が出力されるまで、前記相対変位出力手段の変位
   量信号を抑制する抑制手段と、 を有することを特徴とするトレーサヘッドのスタイラス
   変位検出回路。
2. 【請求項２】 前記抑制手段は、前記ならい装置の電源
   信号でリセットされ、前記グリッド信号でセットされる
   フリップフロップと、前記フリップフロップによって制
   御されるゲート回路とにより構成されていることを特徴
   とする請求項１記載のトレーサヘッドのスタイラス変位
   検出回路。