JPH06242816A - Profiling controller - Google Patents

Profiling controller

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Publication number
JPH06242816A
JPH06242816A JP5324293A JP5324293A JPH06242816A JP H06242816 A JPH06242816 A JP H06242816A JP 5324293 A JP5324293 A JP 5324293A JP 5324293 A JP5324293 A JP 5324293A JP H06242816 A JPH06242816 A JP H06242816A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copying
scanning direction
unit
vector
scanning
Prior art date
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Pending
Application number
JP5324293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshifumi Takahashi
悌史 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5324293A priority Critical patent/JPH06242816A/en
Publication of JPH06242816A publication Critical patent/JPH06242816A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a tracer controller which can tracer even a plane having an optional slope to an X-Y plane. CONSTITUTION:The velocities are calculated in both tangential and normal directions on the surface of a model according to the deviation between the reference displacement amount of a tracer head 34 set by a command generating part 38 and the synthesizing result of a displacement amount synthesizing part and also according to a tracing range set by the part 38. Then these tangential and normal velocities are converted into the velocity components of a machine coordinate system based on an optional tracing direction set in a three- dimensional space by the part 38 and the displacement amount of the triaxial direction obtained by the head 34.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、モデルの表面形状を
計測する倣い制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copying control device for measuring the surface shape of a model.

【0002】[0002]

【従来の技術】図14は例えば特公昭60−23938
号公報に示された従来の倣い制御装置を示す構成図であ
り、図において、1X、1Y、1Zはモデルの表面形状
に応じて3軸方向の変位量εX ,εY ,εZ を出力する
トレーサヘッドの差動トランス、2は差動トランス1
X,1Y,1Zの励磁回路、3は差動トランス1X,1
Y,1Zにより出力された3軸方向の変位量εX ,ε
Y ,εZ を合成する変位合成回路、4は変位合成回路3
の合成結果とトレーサヘッドの基準変位量ε0 の偏差ε
t を求める加算器、5は加算器4の出力εt からモデル
の表面の法線方向の速度VN を演算する速度成分演算回
路、6は加算器4の出力εt からモデルの表面の接線方
向の速度VT を演算する速度成分演算回路である。
2. Description of the Related Art FIG. 14 shows, for example, Japanese Patent Publication No. 60-23938.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional copying control device disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-A, 1X, 1Y, 1Z outputs displacement amounts ε X , ε Y , ε Z in three axial directions according to the surface shape of a model. Tracer head differential transformer, 2 differential transformer 1
Excitation circuit for X, 1Y, 1Z, 3 is a differential transformer 1X, 1
Displacement amounts ε X , ε in the three axis directions output by Y, 1Z
Displacement synthesis circuit for synthesizing Y and ε Z , 4 is a displacement synthesis circuit 3
Deviation of the reference displacement amount ε 0 of the tracer head
An adder for obtaining t , 5 is a velocity component calculation circuit for calculating the velocity V N in the normal direction of the model surface from the output ε t of the adder 4, and 6 is a tangent line of the model surface from the output ε t of the adder 4. It is a speed component calculation circuit for calculating the speed V T in the direction.

【0003】また、7は座標変換器、8はcosα(た
だし、αは倣い方向角)を示すディジタル信号をD/A
変換するD/A変換器、9はsinαを示すディジタル
信号をD/A変換するD/A変換器、10〜13は乗算
器、14、15は加算器である。
Further, 7 is a coordinate converter, and 8 is a digital signal D / A which indicates cos α (where α is the scanning direction angle).
A D / A converter for conversion, 9 is a D / A converter for D / A converting a digital signal indicating sin α, 10 to 13 are multipliers, and 14 and 15 are adders.

【0004】また、16は加算器14,15の出力であ
る変位成分信号εα(倣い方向であるA軸方向の変位成
分信号),εα+90°を必要に応じて次段の方向変位
割出回路17に出力する切換回路、17は切換回路16
から出力される変位成分信号εαまたはεα+90°の
何れかと差動トランス1Zから出力されるZ軸の変位量
εZ に基づいて、A−Z平面内の角度βを割り出し、変
位量εZ の余弦信号cosβ・sinωtと正弦信号s
inβ・sinωtを演算する方向変位割出回路、18
は速度成分演算回路5,6に演算された法線速度VN
接線速度VT 及び上記余弦信号・正弦信号に基づいてA
軸方向(倣い方向)の速度VαとZ軸方向の速度VZ
出力する制御信号分配回路である。
Reference numeral 16 is a displacement component signal εα (displacement component signal in the A-axis direction, which is the scanning direction), εα + 90 °, which are outputs of the adders 14 and 15, and a directional displacement indexing circuit 17 of the next stage, if necessary. Switching circuit for outputting to
Based on either the displacement component signal εα or εα + 90 ° output from the differential transformer 1Z and the displacement amount ε Z of the Z axis output from the differential transformer 1Z, the angle β in the AZ plane is calculated, and the cosine of the displacement amount ε Z is calculated. Signal cos β · sin ωt and sine signal s
Directional displacement indexing circuit for calculating inβ · sinωt, 18
Is the normal velocity V N calculated by the velocity component calculation circuits 5 and 6,
A based on the tangential velocity V T and the cosine signal / sine signal
The control signal distribution circuit outputs the velocity Vα in the axial direction (scanning direction) and the velocity V Z in the Z-axis direction.

【0005】また、19は座標変換器、20はD/A変
換器8の出力であるcosαと制御信号分配回路18の
出力であるA軸方向の速度VαからX軸方向の速度VX
を求める乗算器、21はD/A変換器9の出力であるs
inαと制御信号分配回路18の出力であるA軸方向の
速度VαからY軸方向の速度VY を求める乗算器、22
X〜22Zはサーボアンプ、23X〜23Zはモータで
ある。
Reference numeral 19 is a coordinate converter, and 20 is a cos α output from the D / A converter 8 and a speed V α in the A axis direction output from the control signal distribution circuit 18 to a speed V X in the X axis direction.
, 21 is the output of the D / A converter 9 s
a multiplier 22 for obtaining the speed V Y in the Y-axis direction from the speed V α in the A-axis direction which is the output of inα and the control signal distribution circuit 22
X to 22Z are servo amplifiers, and 23X to 23Z are motors.

【0006】次に動作について説明する。まず、差動ト
ランス1X,1Y,1Zは、モデルの表面形状に応じて
3軸方向の変位量εX ,εY ,εZ を出力するが、励磁
回路2により周波数fの交流で励磁されているので、変
位量εX ,εY ,εZ は下記のように示される。 εX =ε・cosΦ・cosθ・sinωt ・・・(1) εY =ε・cosΦ・sinθ・sinωt ・・・(2) εZ =ε・sinΦ・sinωt ・・・(3) ここで、εはトレーサヘッドの変位ベクトル(図15参
照) ωt=2πft
Next, the operation will be described. First, the differential transformers 1X, 1Y, 1Z output displacements ε X , ε Y , ε Z in the three axial directions according to the surface shape of the model, but are excited by the excitation circuit 2 with an alternating current of frequency f. Therefore, the displacement amounts ε X , ε Y , ε Z are expressed as follows. ε X = ε · cos Φ · cos θ · sin ωt ・ ・ ・ (1) ε Y = ε · cos Φ · sin θ · sin ωt ・ ・ ・ (2) ε Z = ε · sin Φ · sin ωt ・ ・ ・ (3) where ε Is the displacement vector of the tracer head (see FIG. 15) ωt = 2πft

【0007】次に、変位合成回路3は、差動トランス1
X,1Y,1Zの出力である変位量εX ,εY ,εZ
下記のように合成して出力する。
Next, the displacement synthesis circuit 3 includes the differential transformer 1
The displacement amounts ε X , ε Y and ε Z , which are the outputs of X, 1Y and 1Z, are combined and output as follows.

【0008】[0008]

【数1】 [Equation 1]

【0009】そして、この合成変位量εと基準変位量ε
0 の偏差εt を加算器4で求められ、この偏差εt がそ
れぞれ速度成分演算回路5,6に入力される。ここで、
速度成分演算回路5,6は図17に示す関数に基づいて
モデルの表面の法線方向の速度VN 、接線方向の速度V
T を演算する。
Then, the combined displacement amount ε and the reference displacement amount ε
The deviation ε t of 0 is obtained by the adder 4, and the deviation ε t is input to the speed component calculation circuits 5 and 6, respectively. here,
The velocity component calculation circuits 5 and 6 are based on the function shown in FIG. 17, and the velocity V N in the normal direction of the model surface and the velocity V in the tangential direction
Calculate T.

【0010】一方、座標変換器7,19は、X−Y平面
内において倣い方向(図15ではA軸方向)を任意の方
向に設定できるようにべく、A軸方向の成分をX軸,Y
軸,Z軸方向の成分に分解する。即ち、図15に示すよ
うに、A軸方向に倣いを行う場合、倣い方向角αを設定
するために、D/A変換器8,9にそれぞれcosα,
sinαを入力する。そして、D/A変換器8の変換結
果を乗算器10,13に入力するとともに、D/A変換
器9の変換結果を乗算器11,12に入力する。また、
差動トランス1Xの出力である変位量εX を乗算器1
0,12に入力するとともに、差動トランス1Yの出力
である変位量εY を乗算器11,13に入力する。
On the other hand, the coordinate converters 7 and 19 set the components in the A-axis direction to the X-axis and Y-axis so that the scanning direction (the A-axis direction in FIG. 15) can be set to any direction in the XY plane.
Decompose into axial and Z-axis components. That is, as shown in FIG. 15, when the copying is performed in the A-axis direction, cos α, D is set in the D / A converters 8 and 9 in order to set the scanning direction angle α.
Enter sin α. Then, the conversion result of the D / A converter 8 is input to the multipliers 10 and 13, and the conversion result of the D / A converter 9 is input to the multipliers 11 and 12. Also,
The displacement amount ε X which is the output of the differential transformer 1X is multiplied by the multiplier 1
The displacement amount ε Y which is the output of the differential transformer 1Y is input to the multipliers 11 and 13 as well as being input to the multipliers 0 and 12.

【0011】そして、乗算器10,11の出力が加算器
14に入力され、乗算器12,13の出力が加算器15
に入力されることにより、下記に示すように、変位成分
信号εα,εα+90°が求められる。 εα =εX ・cosα+εY ・sinα ・・・(5) εα+90°=εY ・cosα−εX ・sinα =εX ・cos(α+90°)−εY ・sin(α+90°) ・・・(6)
The outputs of the multipliers 10 and 11 are input to the adder 14, and the outputs of the multipliers 12 and 13 are added to the adder 15.
By inputting into the, the displacement component signals εα and εα + 90 ° are obtained as shown below. εα = ε X · cosα + ε Y · sinα ··· (5) εα + 90 ° = ε Y · cosα-ε X · sinα = ε X · cos (α + 90 °) -ε Y · sin (α + 90 °) ··· (6 )

【0012】次に、切換回路16は、加算器14,15
の出力である変位成分信号εαとεα+90°とを必要
に応じて切り換えて方向変位割出回路17に出力するも
のであるが、これにより、方向角を90°変えることが
できるようになる。
Next, the switching circuit 16 includes adders 14 and 15
The displacement component signals .epsilon..alpha. And .epsilon..alpha. + 90.degree., Which are the outputs of the above, are switched as necessary to be output to the directional displacement indexing circuit 17, which makes it possible to change the directional angle by 90.

【0013】次に、方向変位割出回路17は、切換回路
16から変位成分信号εαが出力されている場合、この
変位成分信号εαと差動トランス1Zの出力であるZ軸
の変位量εZ からA−Z平面内の角度βの割り出しを行
い、変位量εZ の余弦信号cosβ・sinωtと正弦
信号sinβ・sinωtを演算する。
Next, when the displacement component signal εα is output from the switching circuit 16, the directional displacement indexing circuit 17 and this displacement component signal εα and the Z-axis displacement amount ε Z which is the output of the differential transformer 1Z. Then, the angle β in the AZ plane is calculated from the above, and the cosine signal cos β · sin ωt and the sine signal sin β · sin ωt of the displacement amount ε Z are calculated.

【0014】次に、制御信号分配回路18は、制御信号
分配回路18内の乗算回路、合成回路等を用い、速度成
分演算回路5,6に演算された法線速度VN 、接線速度
T及び上記余弦信号・正弦信号に基づいてA軸方向の
速度VαとZ軸方向の速度VZ を出力する。そして、Z
軸方向の速度VZ は制御信号としてサーボアンプ22Z
に加えられ、その出力により、モータ23Zが駆動され
る。
Next, the control signal distribution circuit 18 uses the multiplication circuit, the combination circuit, etc. in the control signal distribution circuit 18 to calculate the normal velocity V N and the tangential velocity V T calculated by the velocity component calculation circuits 5 and 6. Also, the velocity Vα in the A-axis direction and the velocity V Z in the Z-axis direction are output based on the cosine signal / sine signal. And Z
The speed V Z in the axial direction is the servo amplifier 22Z as a control signal.
The motor 23Z is driven by its output.

【0015】また、乗算器20には、そのA軸方向の速
度VαとD/A変換器8の変換結果であるcosαが入
力され、乗算器21には、そのA軸方向の速度VαとD
/A変換器9の変換結果であるsinαが入力されるこ
とにより、それぞれX軸方向の速度VX 、Y軸方向の速
度VY を求める。そして、このX軸方向の速度VX 、Y
軸方向の速度VY は制御信号としてそれぞれサーボアン
プ22X,22Yに加えられ、その出力により、モータ
23X,Yが駆動される。
Further, the speed Vα in the A-axis direction and cosα which is the conversion result of the D / A converter 8 are input to the multiplier 20, and the speed Vα and D in the A-axis direction are input to the multiplier 21.
By inputting sinα which is the conversion result of the / A converter 9, the speed V X in the X-axis direction and the speed V Y in the Y-axis direction are obtained. Then, the velocity V X , Y in the X-axis direction
The axial speed V Y is applied as a control signal to the servo amplifiers 22X and 22Y, respectively, and the output thereof drives the motors 23X and Y.

【0016】最後に、以上の説明を要約すると、従来の
倣い制御装置は、倣い方向をD/A変換器8,9に入力
するcosα,sinαによって決定し、その倣いは図
15のA軸に沿って行われる。ここで、その進行方向
(A軸方向)に図16に示すようにモデル等の障害があ
る場合、Z軸方向にも速度成分が発生し、結果として倣
いはA軸とZ軸とを含む平面(点A0 ,A1 ,A2 ,A
3 を通る平面)上で移動することになる。
Finally, to summarize the above description, the conventional scanning control device determines the scanning direction by cos α and sin α input to the D / A converters 8 and 9, and the scanning is performed on the A axis of FIG. Along the way. Here, when there is an obstacle such as a model in the traveling direction (A-axis direction) as shown in FIG. 16, a velocity component also occurs in the Z-axis direction, and as a result, the scanning is a plane including the A-axis and the Z-axis. (Points A 0 , A 1 , A 2 , A
It will move on the plane that passes through 3 ).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来の倣い制御装置は
以上のように構成されているので、αの値を変えること
でX軸、Y軸に対する倣い方向角を任意に設定すること
ができるが、Z軸に対してはX−Y平面に垂直な平面の
倣いしか行うことができず、例えば図16の点A0 ,A
1 ,B2 ,B3 を通る平面のように、X−Y平面に対し
て任意の傾きをもった平面については倣いを行うことが
できないなどの問題点があった。
Since the conventional copying control device is constructed as described above, the copying direction angle with respect to the X axis and the Y axis can be arbitrarily set by changing the value of α. , Z-axis, only a plane perpendicular to the XY plane can be copied. For example, points A 0 and A in FIG.
There is a problem in that it is not possible to perform copying on a plane having an arbitrary inclination with respect to the XY plane, such as a plane passing through 1 , B 2 , and B 3 .

【0018】請求項1及び請求項3の発明は上記のよう
な問題点を解消するためになされたもので、X−Y平面
に対して任意の傾きをもった平面についても倣いを行う
ことができる倣い制御装置を得ることを目的とする。
The inventions of claims 1 and 3 have been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to perform copying even on a plane having an arbitrary inclination with respect to the XY plane. An object is to obtain a copying control device that can be performed.

【0019】また、請求項2及び請求項4の発明は、上
記目的に加え、制御始動時及び停止時においてモータに
無理な加速度やトルクが加わらないように、滑らかな加
減速制御を行うことができる倣い制御装置を得ることを
目的とする。
Further, in addition to the above objects, the inventions of claims 2 and 4 can perform smooth acceleration / deceleration control so that unreasonable acceleration or torque is not applied to the motor at the time of starting and stopping the control. An object is to obtain a copying control device that can be performed.

【0020】さらに、請求項5〜請求項10の発明は、
倣い範囲または倣い方向の設定を容易に行うことができ
る倣い制御装置を得ることを目的とする。
Further, the inventions of claims 5 to 10 are:
An object of the present invention is to obtain a copying control device capable of easily setting a copying range or a copying direction.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る倣
い制御装置は、指令作成部により設定されたトレーサヘ
ッドの基準変位量と変位量合成部の合成結果との偏差並
びに該指令作成部により設定された倣い範囲に基づい
て、モデルの表面の接線方向及び法線方向の速度を演算
するとともに、該指令作成部により設定された3次元空
間内の任意の倣い方向及び該トレーサヘッドにより出力
された3軸方向の変位量に基づいてそのモデルの表面の
接線方向及び法線方向の速度を機械座標系の速度成分に
変換するようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a copying control apparatus, wherein a deviation between a reference displacement amount of a tracer head set by a command creating unit and a synthesis result of a displacement amount synthesizing unit, and the command creating unit. Based on the scanning range set by, the tangential and normal velocities of the surface of the model are calculated, and the scanning direction in the three-dimensional space set by the command creating unit and output by the tracer head are output. The velocity in the tangential direction and the normal direction of the surface of the model is converted into the velocity component of the machine coordinate system based on the displacement amount in the triaxial direction.

【0022】請求項2の発明に係る倣い制御装置は、機
械座標系の速度成分並びに指令作成部により設定された
倣い範囲に基づいて倣い残し距離を演算し、その倣い残
し距離に応じてモデルの表面の接線方向の速度を加減速
するようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a copying control apparatus which calculates a non-copying distance based on a velocity component of a machine coordinate system and a copying range set by a command creating section, and calculates a model according to the non-copying distance. The tangential speed of the surface is accelerated and decelerated.

【0023】請求項3の発明に係る倣い制御装置は、指
令作成部により設定されたトレーサヘッドの基準変位量
と変位量合成部の合成結果との偏差並びに該指令作成部
により設定された倣い範囲に基づいて、モデルの表面の
接線方向及び法線方向の速度を演算するとともに、該指
令作成部により設定された3次元空間内の任意の倣い方
向及び該トレーサヘッドにより出力された3軸方向の変
位量に基づいてそのモデルの表面の接線方向及び法線方
向の速度を機械座標系の位置成分に変換するようにした
ものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a copying control apparatus in which the deviation between the reference displacement amount of the tracer head set by the command creating section and the synthesis result of the displacement synthesizing section, and the copying range set by the command creating section. Based on the above, the tangential and normal velocities of the surface of the model are calculated, and at the same time the arbitrary scanning directions within the three-dimensional space set by the command creating unit and the three axial directions output by the tracer head are calculated. The tangential and normal velocities of the surface of the model are converted into position components in the machine coordinate system based on the displacement amount.

【0024】請求項4の発明に係る倣い制御装置は、機
械座標系の位置成分並びに指令作成部により設定された
倣い範囲に基づいて倣い残し距離を演算し、その倣い残
し距離に応じてモデルの表面の接線方向の速度を加減速
するようにしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a copying control apparatus which calculates a remaining copying distance based on a position component of a machine coordinate system and a copying range set by a command creating unit, and calculates a model remaining distance according to the remaining copying distance. The tangential speed of the surface is accelerated and decelerated.

【0025】請求項5の発明に係る倣い制御装置は、倣
い範囲を示す倣い範囲平面の法線ベクトルを用いて倣い
範囲を設定するようにしたものである。
In the copying control apparatus according to the invention of claim 5, the copying range is set by using the normal vector of the copying range plane showing the copying range.

【0026】請求項6の発明に係る倣い制御装置は、倣
い方向を示す倣い方向平面の法線ベクトルを用いて倣い
方向を設定するようにしたものである。
In the copying control apparatus according to the invention of claim 6, the copying direction is set by using the normal vector of the copying direction plane indicating the copying direction.

【0027】請求項7の発明に係る倣い制御装置は、少
なくとも2つ以上の倣い方向指定ベクトルを設定し、そ
の倣い方向指定ベクトルから倣い方向を決定するように
したものである。
According to a seventh aspect of the invention, there is provided a copying control device in which at least two or more copying direction designating vectors are set and the copying direction is determined from the copying direction designating vectors.

【0028】請求項8の発明に係る倣い制御装置は、少
なくとも2つ以上の倣い方向指定ベクトルを設定し、そ
の倣い方向指定ベクトルの各成分をスムージング処理し
たのち、その倣い方向指定ベクトルから倣い方向を決定
するようにしたものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a copying control device, wherein at least two or more copying direction designating vectors are set, each component of the copying direction designating vector is smoothed, and then the copying direction designating vector is used. Is decided.

【0029】請求項9の発明に係る倣い制御装置は、1
つの倣い方向指定ベクトルを設定するとともに、トレー
サヘッドにより出力された3軸方向の変位量を入力し、
その倣い方向指定ベクトルとその3軸方向の変位量から
倣い方向を決定するようにしたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a copying control device comprising:
Set two scanning direction designation vectors and input the displacement amount in the three axis directions output by the tracer head,
The scanning direction is determined from the scanning direction designating vector and the displacements in the three axial directions.

【0030】請求項10の発明に係る倣い制御装置は、
目標位置を設定するとともに、駆動部からトレーサヘッ
ドの現在位置を入力し、その現在位置及び目標位置から
倣い方向を決定するようにしたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a copying control device including:
In addition to setting the target position, the current position of the tracer head is input from the drive unit, and the scanning direction is determined from the current position and the target position.

【0031】[0031]

【作用】請求項1の発明における倣い制御装置は、指令
作成部により設定されたトレーサヘッドの基準変位量と
変位量合成部の合成結果との偏差並びに該指令作成部に
より設定された倣い範囲に基づいて、モデルの表面の接
線方向及び法線方向の速度を演算するとともに、該指令
作成部により設定された3次元空間内の任意の倣い方向
及び該トレーサヘッドにより出力された3軸方向の変位
量に基づいてそのモデルの表面の接線方向及び法線方向
の速度を機械座標系の速度成分に変換する演算部を設け
たことにより、X−Y平面に対して任意の傾きをもった
平面についても倣いが行われる。
According to another aspect of the invention, in the copying control apparatus, the deviation between the reference displacement amount of the tracer head set by the command creating unit and the combined result of the displacement amount combining unit and the copying range set by the command creating unit are set. Based on this, the tangential and normal velocities of the surface of the model are calculated, and the arbitrary scanning directions within the three-dimensional space set by the command creating unit and the displacements in the three axial directions output by the tracer head are calculated. A plane having an arbitrary inclination with respect to the XY plane is provided by providing an arithmetic unit that converts the tangential and normal velocities of the surface of the model into velocity components of the machine coordinate system based on the quantity. Is also copied.

【0032】請求項2の発明における倣い制御装置は、
機械座標系の速度成分並びに指令作成部により設定され
た倣い範囲に基づいて倣い残し距離を演算し、その倣い
残し距離に応じてモデルの表面の接線方向の速度を加減
速する演算部を設けたことにより、トレーサヘッドは、
始動時は徐々に加速され、停止時は徐々に減速される。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a copying control device,
A calculation unit is provided to calculate the unprinted distance based on the velocity component of the machine coordinate system and the copying range set by the command creation unit, and to accelerate or decelerate the tangential speed of the model surface according to the unprinted distance. Therefore, the tracer head is
It is gradually accelerated at the start and gradually decelerated at the stop.

【0033】請求項3の発明における倣い制御装置は、
指令作成部により設定されたトレーサヘッドの基準変位
量と変位量合成部の合成結果との偏差並びに該指令作成
部により設定された倣い範囲に基づいて、モデルの表面
の接線方向及び法線方向の速度を演算するとともに、該
指令作成部により設定された3次元空間内の任意の倣い
方向及び該トレーサヘッドにより出力された3軸方向の
変位量に基づいてそのモデルの表面の接線方向及び法線
方向の速度を機械座標系の位置成分に変換する演算部を
設けたことにより、X−Y平面に対して任意の傾きをも
った平面についても倣いが行われる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a copying control device,
Based on the deviation between the reference displacement amount of the tracer head set by the command creating unit and the synthesis result of the displacement amount synthesizing unit and the scanning range set by the command creating unit, the tangential direction and the normal direction of the surface of the model The velocity is calculated, and the tangential direction and the normal line of the surface of the model are calculated based on the arbitrary scanning direction in the three-dimensional space set by the command creating unit and the displacement amount in the three axial directions output by the tracer head. By providing the arithmetic unit that converts the velocity in the direction into the position component of the machine coordinate system, copying is performed even on a plane having an arbitrary inclination with respect to the XY plane.

【0034】請求項4の発明における倣い制御装置は、
機械座標系の位置成分並びに指令作成部により設定され
た倣い範囲に基づいて倣い残し距離を演算し、その倣い
残し距離に応じてモデルの表面の接線方向の速度を加減
速する演算部を設けたことにより、トレーサヘッドは、
始動時は徐々に加速され、停止時は徐々に減速される。
According to another aspect of the invention, there is provided a copying control device,
A calculation unit is provided to calculate the unprinted distance based on the position component of the machine coordinate system and the copying range set by the command creation unit, and to accelerate or decelerate the tangential velocity of the surface of the model according to the unprinted distance. Therefore, the tracer head is
It is gradually accelerated at the start and gradually decelerated at the stop.

【0035】請求項5の発明における倣い制御装置は、
倣い範囲を示す倣い範囲平面の法線ベクトルを用いて倣
い範囲を設定する指令作成部を設けたことにより、倣い
範囲の設定が容易になる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a copying control device,
The provision of the command creating unit that sets the scanning range using the normal vector of the scanning range plane indicating the scanning range facilitates the setting of the scanning range.

【0036】請求項6の発明における倣い制御装置は、
倣い方向を示す倣い方向平面の法線ベクトルを用いて倣
い方向を設定する指令作成部を設けたことにより、倣い
方向の設定が容易になる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a copying control device,
The provision of the command creating unit for setting the copying direction by using the normal vector of the copying direction plane indicating the copying direction facilitates the setting of the copying direction.

【0037】請求項7の発明における倣い制御装置は、
少なくとも2つ以上の倣い方向指定ベクトルを設定し、
その倣い方向指定ベクトルから倣い方向を決定する指令
作成部を設けたことにより、倣い方向の設定が容易にな
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a copying control device,
Set at least two scanning direction designation vectors,
By providing the command creating unit that determines the copying direction from the copying direction designating vector, it becomes easy to set the copying direction.

【0038】請求項8の発明における倣い制御装置は、
少なくとも2つ以上の倣い方向指定ベクトルを設定し、
その倣い方向指定ベクトルの各成分をスムージング処理
したのち、その倣い方向指定ベクトルから倣い方向を決
定する指令作成部を設けたことにより、倣い方向の設定
が容易になるとともに、その倣い方向指定ベクトルから
決定される倣い方向の向きが急変しなくなるため倣い制
御の方向が急変しなくなる。
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a copying control apparatus,
Set at least two scanning direction designation vectors,
The smoothing process is performed on each component of the scanning direction designating vector, and the command creating unit that determines the scanning direction from the scanning direction designating vector is provided. Since the direction of the determined copying direction does not change suddenly, the direction of copying control does not change suddenly.

【0039】請求項9の発明における倣い制御装置は、
1つの倣い方向指定ベクトルを設定するとともに、トレ
ーサヘッドにより出力された3軸方向の変位量を入力
し、その倣い方向指定ベクトルとその3軸方向の変位量
から倣い方向を決定する指令作成部を設けたことによ
り、倣い方向の設定が容易になるとともに、倣い方向の
平面がモデルの表面に対し常に垂直になるようになる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a copying control device,
A command creating unit is provided which sets one scanning direction designating vector, inputs the displacement amounts in the three axis directions output from the tracer head, and determines the scanning direction from the scanning direction designating vector and the displacement amounts in the three axis directions. The provision makes it easy to set the copying direction, and the plane in the copying direction is always perpendicular to the surface of the model.

【0040】請求項10の発明における倣い制御装置
は、目標位置を設定するとともに、駆動部からトレーサ
ヘッドの現在位置を入力し、その現在位置及び目標位置
から倣い方向を決定する指令作成部を設けたことによ
り、倣い方向の設定が容易になる。
According to the tenth aspect of the present invention, there is provided a command control unit for setting the target position, inputting the current position of the tracer head from the drive unit, and determining the scanning direction from the current position and the target position. This facilitates the setting of the scanning direction.

【0041】[0041]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の実施例1による倣い制御装置を
示す構成図であり、図において、従来のものと同一符号
は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a copying control apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those of the conventional one indicate the same or corresponding portions, and therefore the description thereof will be omitted.

【0042】31は工作機械、32XはX軸テーブル、
32YはY軸テーブル、32ZはZ軸テーブル、34は
モデル36の表面形状に応じて3軸方向の変位量εX
εY,εZ を出力する倣いプローブなどのトレーサヘッ
ド、35はトレーサヘッド34の先端に取り付けられた
スタイラス、36はモデルである。
31 is a machine tool, 32X is an X-axis table,
32Y is a Y-axis table, 32Z is a Z-axis table, 34 is a displacement amount ε X in three axial directions according to the surface shape of the model 36,
A tracer head such as a scanning probe that outputs ε Y and ε Z , 35 is a stylus attached to the tip of the tracer head 34, and 36 is a model.

【0043】また、37はトレーサヘッド34により出
力された3軸方向の変位量εX ,εY ,εZ を合成する
変位合成回路(変位量合成部)、38は倣い範囲及びト
レーサヘッド34の基準変位量ε0 を設定するととも
に、3次元空間内の任意の倣い方向を設定する指令作成
部である。
Further, 37 is a displacement synthesizing circuit (displacement synthesizing section) for synthesizing the displacements ε X , ε Y , ε Z in the three axial directions output from the tracer head 34, and 38 is the scanning range and the tracer head 34. It is a command creating unit that sets the reference displacement amount ε 0 and sets an arbitrary scanning direction in the three-dimensional space.

【0044】また、39は指令作成部38により設定さ
れたトレーサヘッド34の基準変位量ε0 と変位合成回
路37の合成結果εとの偏差εt 並びに指令作成部38
により設定された倣い範囲に基づいて、モデル36の表
面の接線方向の速度VT 及び法線方向の速度VN を演算
するとともに、指令作成部38により設定された倣い方
向及びトレーサヘッド34により出力された3軸方向の
変位量εX ,εY ,εZ に基づいてそのモデル36の表
面の接線方向の速度VT 及び法線方向の速度VN を機械
座標系の速度成分VX ,VY ,VZ に変換する演算部、
40は指令作成部38により設定されたトレーサヘッド
34の基準変位量ε0 と変位合成回路37の合成結果ε
との偏差εt を求める加算器、41は加算器40により
求められた偏差εt 及び後述する加減速処理部46によ
り最大速度Vtmaxに基づいてモデル36の表面の接線方
向の速度VT を演算する接線速度計算部、42は加算器
40により求められた偏差εt に基づいてモデル36の
表面の法線方向の速度VNを演算する法線速度計算部で
ある。
Further, 39 is a deviation ε t between the reference displacement amount ε 0 of the tracer head 34 set by the command creating unit 38 and the synthesis result ε of the displacement synthesizing circuit 37, and the command creating unit 38.
Based on the scanning range set by, the speed V T in the tangential direction and the speed V N in the normal direction of the surface of the model 36 are calculated, and the scanning direction set by the command creating unit 38 and output by the tracer head 34. The tangential velocity V T and the normal velocity V N of the surface of the model 36 are converted into velocity components V X and V of the machine coordinate system based on the displacements ε X , ε Y , and ε Z in the three-axis directions. An operation unit for converting into Y and V Z ,
Reference numeral 40 is the reference displacement amount ε 0 of the tracer head 34 set by the command creation unit 38 and the synthesis result ε of the displacement synthesis circuit 37.
Adder for obtaining a difference epsilon t the, the tangential velocity V T of the surface of the model 36 based on the maximum velocity V tmax by deceleration processing unit 46 a deviation epsilon t and later determined by 41 the adder 40 A tangential velocity calculation unit for calculation 42 is a normal velocity calculation unit for calculating the velocity V N in the normal direction of the surface of the model 36 based on the deviation ε t obtained by the adder 40.

【0045】43は指令作成部38により設定された倣
い方向及びトレーサヘッド34により出力された3軸方
向の変位量εX ,εY ,εZ に基づいて、そのモデル3
6の表面の接線方向の速度VT 及び法線方向の速度VN
を機械座標系の速度成分VX,VY ,VZ に変換する座
標変換部、44は座標変換部43により変換された機械
座標系の速度成分VX ,VY ,VZ を積分して機械座標
系の位置成分Xt ,Yt ,Zt を求める積分器、45は
指令作成部38により設定された倣い方向及び倣い範囲
と積分器44に求められた機械座標系の位置成分Xt
t ,Zt に基づいて倣い残し距離(これから倣いを行
う距離)を計算する倣い距離計算部、46は倣い距離計
算部45により計算された倣い残し距離に応じて接線速
度VT、法線速度VN を加減速する加減速処理部であ
る。
Reference numeral 43 is a model 3 based on displacements ε X , ε Y and ε Z in the scanning direction set by the command creating unit 38 and in the three axis directions output by the tracer head 34.
The tangential velocity V T and the normal velocity V N of the surface of 6
The coordinate converter for converting the velocity component V X of the machine coordinate system, V Y, the V Z, 44 is by integrating the velocity component V X of the machine coordinate system converted by the coordinate conversion section 43, V Y, the V Z An integrator for obtaining the position components X t , Y t , Z t of the machine coordinate system, and 45 is the scanning direction and the scanning range set by the command creating unit 38 and the position component X t of the machine coordinate system obtained by the integrator 44. ,
A copy distance calculation unit for calculating a copy remaining distance (distance for copying from now on) based on Y t , Z t , and 46, a tangential velocity V T , a normal line according to the copy remaining distance calculated by the copy distance calculation unit 45. An acceleration / deceleration processing unit that accelerates / decelerates the speed V N.

【0046】また、47は座標変換部43により変換さ
れた機械座標系の速度成分VX ,VY ,VZ に従って工
作機械31のモータ23X〜23Zを駆動するサーボ制
御部(駆動部)である。
Reference numeral 47 is a servo control unit (driving unit) which drives the motors 23X to 23Z of the machine tool 31 in accordance with the velocity components V X , V Y and V Z of the machine coordinate system converted by the coordinate conversion unit 43. .

【0047】次に動作について説明する。この実施例で
は、図2に示すように、トレーサヘッド34をS点か
ら、倣い方向を指定する倣い方向平面H1に沿って、倣
い範囲を指定する倣い範囲平面H2と交差するE点まで
移動させる場合について考える。
Next, the operation will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the tracer head 34 is moved from a point S along a scanning direction plane H1 that specifies a scanning direction to a point E that intersects a scanning range plane H2 that specifies a scanning range. Think about the case.

【0048】ここで、倣い方向平面H1と倣い範囲平面
H2が交わってできる直線を交線L1とする。そして、
倣い方向平面H1と倣い範囲平面H2の方程式をそれぞ
れ下記のように示す。 a1・X+b1・Y+c1・Z+d1=0 ・・・(7) a2・X+b2・Y+c2・Z+d2=0 ・・・(8)
Here, a straight line formed by intersecting the scanning direction plane H1 and the scanning range plane H2 is defined as an intersection line L1. And
The equations of the scanning direction plane H1 and the scanning range plane H2 are shown below. a1 ・ X + b1 ・ Y + c1 ・ Z + d1 = 0 (7) a2 ・ X + b2 ・ Y + c2 ・ Z + d2 = 0 (8)

【0049】従って、交線L1の方程式は下記のように
表せる。
Therefore, the equation of the intersection line L1 can be expressed as follows.

【0050】[0050]

【数2】 [Equation 2]

【0051】まず、指令作成部38が、倣い制御指令を
作成し出力する。指令としては、倣い方向平面H1の方
程式の係数a1,b1,c1,d1(法線ベクトルV1
は(a1,b1,c1))、倣い範囲平面H2の方程式
の係数a2,b2,c2,d2、倣い速度指令Vmax
トレーサヘッド34の基準変位量ε0 である。
First, the command creating section 38 creates and outputs a scanning control command. As the command, the coefficients a1, b1, c1, d1 of the equation of the scanning direction plane H1 (normal vector V1
Is (a1, b1, c1)), the coefficients a2, b2, c2, d2 of the equation of the scanning range plane H2, the scanning speed command V max ,
The reference displacement amount ε 0 of the tracer head 34.

【0052】また、トレーサヘッド34は、スタイラス
35のモデル36の接触状態に応じてX軸、Y軸、Z軸
方向の変位量εX ,εY ,εZ を出力する(変位量ε
X ,ε Y ,εZ を変位ベクトルをEとおく)。この変位
量εX ,εY ,εZ はスタイラス35がモデル36と接
触している表面の傾きに対応したものとなっている。な
お、トレーサヘッド34の変位量εX ,εY ,εZ
0、即ち、スタイラス35がモデル36と接触していな
いと想定した場合のスタイラス35の中心座標をP0
(P0X ,P0Y ,P0Z )とすると、スタイラス中心
座標はPc(P0X +εX ,P0Y +εY ,P0Z +ε
Z )で表せる。
The tracer head 34 is a stylus.
X-axis, Y-axis, Z-axis depending on the contact state of 35 model 36
Direction displacement εX , ΕY , ΕZ Is output (displacement ε
X , Ε Y , ΕZ Let E be the displacement vector). This displacement
Quantity εX , ΕY , ΕZ Stylus 35 contacts model 36
It corresponds to the inclination of the surface being touched. Na
The displacement amount ε of the tracer head 34X , ΕY , ΕZ But
0, that is, the stylus 35 is not in contact with the model 36
If it is assumed that the center coordinate of the stylus 35 is P0
(P0X , P0Y , P0Z ), Then the stylus center
The coordinates are Pc (P0X + ΕX , P0Y + ΕY , P0Z + Ε
Z ).

【0053】次に、変位合成回路37は、トレーサヘッ
ド34から出力された変位量εX ,εY ,εZ を、従来
の変位合成回路3と同様にして合成し、その合成結果ε
を出力する。そして、加算器40は、基準変位量ε0
その合成結果εとの偏差を求める。
Next, the displacement synthesizing circuit 37 synthesizes the displacement amounts ε X , ε Y , ε Z output from the tracer head 34 in the same manner as the conventional displacement synthesizing circuit 3, and the synthesis result ε.
Is output. Then, the adder 40 obtains the deviation between the reference displacement amount ε 0 and the combined result ε.

【0054】次に、接線速度計算部41及び法線速度計
算部42は、加算器40の偏差が0になるようにすべ
く、従来の速度成分演算回路5,6と同様に、図3のよ
うな関数計算を行い、接線速度VT 及び法線速度VN
求める。但し、接線速度VT 及び法線速度VN の最大値
は、図3のVtmax,Vnmaxで指令するが、Vtmaxは加減
速処理部46が制御する(詳細は後述する)。
Next, the tangential velocity calculation unit 41 and the normal velocity calculation unit 42, as well as the conventional velocity component calculation circuits 5 and 6, in FIG. 3 are arranged so that the deviation of the adder 40 becomes zero. The tangential velocity V T and the normal velocity V N are calculated by performing such a function calculation. However, the maximum values of the tangential velocity V T and the normal velocity V N are commanded by V tmax and V nmax of FIG. 3, but V tmax is controlled by the acceleration / deceleration processing unit 46 (details will be described later).

【0055】次に、座標変換部43は、接線速度計算部
41と法線速度計算部42の出力VT ,VN を、指令作
成部38から出力される倣い方向平面H1の法線ベクト
ルV1(a1,b1,c1)とトレーサヘッド34から
出力される変位ベクトルE(εX ,εY ,εZ )を用い
て、機械座標系のX軸、Y軸、Z軸の速度成分VX ,V
Y ,VZ を計算して出力し、サーボ制御部47を制御す
る。これにより、工作機械31のモータ23X〜23Z
が駆動されてトレーサヘッド34が移動し、倣い制御が
行われる。
Next, the coordinate conversion unit 43 converts the outputs V T and V N of the tangential velocity calculation unit 41 and the normal velocity calculation unit 42 into the normal vector V1 of the copying direction plane H1 output from the command generation unit 38. Using (a1, b1, c1) and the displacement vector E (ε X , ε Y , ε Z ) output from the tracer head 34, the velocity components V X of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the machine coordinate system. V
Y and V Z are calculated and output to control the servo control unit 47. Thereby, the motors 23X to 23Z of the machine tool 31
Is driven to move the tracer head 34, and the copying control is performed.

【0056】ここで、上記計算について詳述する。接線
速度VT は機械座標系の各軸方向の速度成分に分解で
き、それらをVtX,VtY,VtZとすると、接線速度VT
は速度ベクトルVT (VtX,VtY,VtZ)で表せる。同
様に、法線速度VN も速度ベクトルVN (VnX,VnY
nZ)で表せる。速度ベクトルVT は、現在のモデル3
6の計測点の表面の法線ベクトルと前記法線ベクトルV
1に直交するようなベクトルにとると、速度ベクトルV
T は、ワーク表面に平行かつ倣い方向平面H1と平行な
ベクトルとなる。また、現在のワークの計測点の表面の
法線ベクトルは、トレーサヘッド34の出力、即ち、変
位ベクトルE(εX ,εY ,εZ )にほぼ近い値になる
ので、これを表面の法線ベクトルEとすると、VT は下
記に示すように、EとV1の外積によって計算できる。
Here, the above calculation will be described in detail. The tangential velocity V T can be decomposed into velocity components in each axis direction of the machine coordinate system, and when these are V tX , V tY , and V tZ , the tangential velocity V T
Can be represented by a velocity vector V T (V tX , V tY , V tZ ). Similarly, the normal velocity V N is also the velocity vector V N (V nX , V nY ,
V nZ ). The velocity vector V T is the current model 3
6 surface normal vector and the normal vector V
If a vector that is orthogonal to 1 is taken, the velocity vector V
T is a vector parallel to the work surface and parallel to the scanning direction plane H1. Further, the surface normal vector of the current measurement point of the workpiece becomes a value which is almost close to the output of the tracer head 34, that is, the displacement vector E (ε X , ε Y , ε Z ). Assuming the line vector E, V T can be calculated by the cross product of E and V 1, as shown below.

【0057】[0057]

【数3】 [Equation 3]

【0058】式(16)から、VT は((c1・εY
b1・εZ ),(a1・εZ −c1・εX ),(b1・
εX −a1・εY ))となり、接線速度VT の各軸移動
量VtX,VtY,VtZは下記のようになる。
From equation (16), V T is ((c1ε Y
b1 · ε Z ), (a1 · ε Z −c1 · ε X ), (b1 ·
ε X −a1 · ε Y )), and the amounts V tX , V tY , and V tZ of movement of each axis of the tangential velocity V T are as follows .

【0059】[0059]

【数4】 [Equation 4]

【0060】同様に、速度ベクトルVN (VnX,VnY
nZ)は、前記速度ベクトルVT と直交するベクトルで
あり、また、前記法線ベクトルV1に直交するようにと
ると、倣い方向平面H1と平行なベクトルとなり、速度
ベクトルVN は下記に示すように、VT とV1の外積に
よって計算できる。
Similarly, the velocity vector V N (V nX , V nY ,
V nZ ) is a vector orthogonal to the velocity vector V T, and when taken to be orthogonal to the normal vector V1, it becomes a vector parallel to the scanning direction plane H1, and the velocity vector V N is shown below. Thus, it can be calculated by the outer product of V T and V 1.

【0061】[0061]

【数5】 [Equation 5]

【0062】式(20)から、VN は((c1・VtY
b1・VtZ),(a1・VtZ−c1・VtX),(b1・
tX−a1・VtY))となり、接線速度VN の各軸移動
量VnX,VnY,VnZは下記のようになる。
From the equation (20), V N is (( c1V tY
b1 · V tZ ), (a1 · V tZ −c1 · V tX ), (b1 ·
V tX −a1 · V tY )), and the movement amounts V nX , V nY , and V nZ of each axis of the tangential velocity V N are as follows .

【0063】[0063]

【数6】 [Equation 6]

【0064】従って、機械座標系の各軸の速度成分V
X ,VY ,VZ は下記のように計算することができる。 VX =VtX+VnX ・・・(24) VY =VtY+VnY ・・・(25) VZ =VtZ+VnZ ・・・(26)
Therefore, the velocity component V of each axis of the machine coordinate system
X , V Y and V Z can be calculated as follows. V X = V tX + V nX (24) V Y = V tY + V nY (25) V Z = V tZ + V nZ (26)

【0065】次に、積分器44は、座標変換部43の出
力を積分し、現在の時刻tにおけるスタイラス35の位
置指令Pt (Xt ,Yt ,Zt )、即ち、機械座標系の
位置成分を計算する。ここで、位置指令Pt の1サンプ
リング時間前の位置指令をPtd(Xtd,Ytd,Ztd)と
すると、位置指令Pt (Xt ,Yt ,Zt )は下記のよ
うにして求められる。 Xt =Xtd+VX ・ΔT ・・・(27) Yt =Ytd+VY ・ΔT ・・・(28) Zt =Ztd+VZ ・ΔT ・・・(29)
Next, the integrator 44 integrates the output of the coordinate conversion unit 43 and outputs the position command P t (X t , Y t , Z t ) of the stylus 35 at the current time t, that is, the machine coordinate system. Calculate the position component. Here, the position command before one sampling time of the position command P t P td (X td, Y td, Z td) When the position command P t (X t, Y t , Z t) is as follows Required. X t = X td + V X · ΔT (27) Y t = Y td + V Y · ΔT (28) Z t = Z td + V Z · ΔT (29)

【0066】次に、倣い距離計算部45は、積分器44
で計算された現在のスタイラス35の位置指令Xt ,Y
t ,Zt から倣い範囲平面H2(倣い終了点)に到達す
るまでの倣い残し距離Dres を計算し出力する。倣い
は、倣い方向平面H1に沿って行われるため、倣い範囲
平面H2に到達するまでの最短の倣い残し距離は現在の
位置指令Pt (Xt ,Yt ,Zt )の位置から前記交線
L1へ下ろした垂線の足の長さで求められる。
Next, the scanning distance calculation unit 45 uses the integrator 44.
Position command X t , Y of the current stylus 35 calculated by
The unprinted distance D res from t , Z t until reaching the copy range plane H2 (copying end point) is calculated and output. Since the copying is performed along the copying direction plane H1, the shortest remaining uncopying distance until reaching the copying range plane H2 is from the position of the current position command P t (X t , Y t , Z t ) to the intersection. It is calculated by the length of the foot of the perpendicular line drawn to the line L1.

【0067】ここで、交線L1を、指令作成部38で指
定した倣い範囲平面H2と倣い方向平面H1の各係数か
ら、式(10)〜(15)を用いて計算する。そして前
記垂線を直線L2とし、この直線L2と交線L1との交
点をPtC(XtC,YtC,ZtC)とすると、倣い残し距離
res は下記のように求められる。
Here, the intersecting line L1 is calculated from the coefficients of the scanning range plane H2 and the scanning direction plane H1 designated by the command creating section 38 using the equations (10) to (15). If the perpendicular is the straight line L2 and the intersection of the straight line L2 and the intersecting line L1 is PtC ( XtC , YtC , ZtC ), the non- copy distance D res is obtained as follows.

【0068】[0068]

【数7】 [Equation 7]

【0069】但し、交点PtC(XtC,YtC,ZtC)の求
め方は、まず、直線L2の方程式を求め、次にこの直線
L2と倣い範囲平面H2の交点を求めるという方程式を
用いればよい。直線L2は、倣い方向平面H1の法線ベ
クトルV1(a1,b1,c1)と交線L1の方向ベク
トルV3(a3,b3,c3)に垂直な方向ベクトルを
もつ。従って、直線L2の方向ベクトルをV4(a4,
b4,c4)とすると、V4は下記に示すように、V1
とV3の外積によって求められる。
However, the method of obtaining the intersection point P tC (X tC , Y tC , Z tC ) is to first obtain the equation of the straight line L2 and then obtain the intersection point of the straight line L2 and the scanning range plane H2. Good. The straight line L2 has a direction vector perpendicular to the normal vector V1 (a1, b1, c1) of the scanning direction plane H1 and the direction vector V3 (a3, b3, c3) of the intersection line L1. Therefore, the direction vector of the straight line L2 is V4 (a4
b4, c4), V4 becomes V1 as shown below.
And V3.

【0070】[0070]

【数8】 [Equation 8]

【0071】式(31)から、直線L2の方向ベクトル
V4は、(a4,b4,c4)=((b1・c3−c1
・b3),(c1・a3−a1・c3),(a1・b3
−b1・a3))となる。また、直線L2は、点(X
t ,Yt ,Zt )を通るので、直線L2の方程式は、下
記に示すようになる。
From the equation (31), the direction vector V4 of the straight line L2 is (a4, b4, c4) = ((b1.c3-c1
.B3), (c1.a3-a1.c3), (a1.b3)
-B1 · a3)). The straight line L2 is a point (X
t , Y t , Z t ), the equation of the straight line L2 is as shown below.

【0072】[0072]

【数9】 [Equation 9]

【0073】従って、交点PtC(XtC,YtC,ZtC
は、式(8)と式(32)を用いて求めると、下記のよ
うになる。
Therefore, the intersection point P tC (X tC , Y tC , Z tC )
Is obtained using the equations (8) and (32) as follows.

【0074】[0074]

【数10】 [Equation 10]

【0075】倣い距離計算部45は、このようにして、
倣い残し距離を求めると同時に、倣い残し距離Dres
0になったとき、即ち、スタイラス35の位置指令Pt
が倣い範囲平面H2に到達したとき倣い完了の信号を指
令作成部38に送信する。
In this way, the copying distance calculation unit 45
Simultaneously with obtaining the unprinted distance, when the unprinted distance D res becomes 0, that is, the position command P t of the stylus 35.
When reaches the scanning range plane H2, a signal of completion of scanning is transmitted to the command creating unit 38.

【0076】次に、加減速処理部46は、指令作成部3
8から出力される速度指令Vmax と倣い距離計算部45
で求められた倣い残し距離Dres に応じて接線速度VT
の最大値Vtmaxを制御する。加減速処理部46は、ま
ず、速度指令Vmax が速度指令として妥当であるか否か
を判断する。即ち、現在の速度指令Vmax において、加
速度が大きくならないように徐々に減速、停止するのに
必要な減速距離をDdecel とし、下記の式が成立するか
どうかを判断する。 Dres ≧Ddecel +Vmax ・ΔT ・・・(36)
Next, the acceleration / deceleration processing unit 46 causes the command generation unit 3
Speed command V max output from 8 and the copy distance calculation unit 45
The tangential velocity V T according to the unprinted distance D res obtained in
Control the maximum value V tmax of The acceleration / deceleration processing unit 46 first determines whether the speed command V max is valid as a speed command. That is, in the current speed command V max , the deceleration distance required for gradually decelerating and stopping so as not to increase the acceleration is D decel, and it is determined whether the following formula is satisfied. D res ≧ D decel + V max · ΔT (36)

【0077】式(36)が成立する場合、速度指令V
max が速度指令として妥当であると判断する。これは、
速度指令としてVmax を指令しても、倣い残し距離D
res が減速、停止するのに十分な距離があるということ
を意味する。従って、加減速処理部46は、速度指令V
max を接線速度VT の最大値Vtmaxとして出力する。 Vtmax=Vmax ・・・(37)
When the equation (36) is satisfied, the speed command V
Judge that max is a valid speed command. this is,
Even if V max is commanded as a speed command, the unprinted distance D
It means that res has enough distance to slow down and stop. Therefore, the acceleration / deceleration processing unit 46 determines that the speed command V
max is output as the maximum value V tmax of the tangential velocity V T. V tmax = V max (37)

【0078】逆に、式(36)が成立しない場合、つま
り、下記の場合、 Dres <Ddecel +Vmax ・ΔT ・・・(38) 加減速処理部46は、速度指令Vmax が速度過大と判断
し、接線速度VT の最大値Vtmaxを下記のものとして出
力する。 Vtmax=(Dres −Ddecel )/ΔT ・・・(39)
On the contrary, when the expression (36) is not satisfied, that is, in the following case, D res <D decel + V max · ΔT (38) The acceleration / deceleration processing unit 46 determines that the speed command V max is too high. The maximum value V tmax of the tangential velocity V T is output as the following. V tmax = (D res −D decel ) / ΔT (39)

【0079】但し、加減速処理部46は、前記のごとく
接線速度VT の最大値Vtmaxを出力するに際し、Vtmax
が滑らかに変化するように加減速処理を施す。加減速処
理方法としては、例えば、従来よく行われている指数関
数の加減速方法あるいは台形加減速方法(例えば、特開
平1−237806号公報)等を用いればよい。
[0079] However, upon acceleration or deceleration processing unit 46 outputs the maximum value V tmax of the tangential velocity V T as described, V tmax
Acceleration / deceleration processing is performed so that changes smoothly. As the acceleration / deceleration processing method, for example, a conventionally well-known exponential function acceleration / deceleration method or a trapezoidal acceleration / deceleration method (for example, JP-A-1-237806) may be used.

【0080】上述のように、Vtmaxは加減速制御されて
いるので、接線速度計算部41で求められる接線速度V
T も加減速制御されたものとなり、接線速度VT は、始
動時も停止時も滑らかな加速、減速制御が行われ、倣い
制御が倣い範囲平面H2に到達したとき、接線速度VT
が0となるように制御される。即ち、図2では、S点を
速度0で出発し、徐々に接線速度VT を加速し(最大V
max まで加速される)、倣い方向平面H1に沿って倣い
を行いながら、倣い範囲平面H2に接近すると徐々に接
線速度VT を減速し、E点に達したとき(倣い範囲平面
H2に到達したとき)接線速度VT が0となるように制
御される。
As described above, since V tmax is subjected to acceleration / deceleration control, the tangential velocity V calculated by the tangential velocity calculating section 41 is calculated.
T becomes to that acceleration and deceleration control, the tangential speed V T is the time is also stopped during startup is also smooth acceleration, deceleration control is performed, when it reaches the range plane H2 copying control is scanning, the tangential speed V T
Is controlled to be zero. That is, in FIG. 2, the point S starts at a velocity of 0 and the tangential velocity V T is gradually accelerated (maximum V
( accelerated to max ), the tangential velocity V T is gradually reduced when approaching the scanning range plane H2 while performing scanning along the scanning direction plane H1, and when the point E is reached (the scanning range plane H2 is reached). When the tangential velocity V T is controlled to 0.

【0081】実施例2.上記実施例1では、座標変換部
43が機械座標系の速度成分(VX ,VY ,VZ )をサ
ーボ制御部47に出力してトレーサヘッド34を制御す
るものについて説明したが、図4に示すように、積分器
44が機械座標系の位置成分(Xt ,Yt ,Zt )をサ
ーボ制御部(駆動部)51に出力してトレーサヘッド3
4を制御するようにしてもよい。
Example 2. Although the coordinate conversion unit 43 outputs the velocity components (V X , V Y , V Z ) of the machine coordinate system to the servo control unit 47 to control the tracer head 34 in the first embodiment, FIG. , The integrator 44 outputs the position component (X t , Y t , Z t ) of the machine coordinate system to the servo control unit (driving unit) 51 to output the tracer head 3
4 may be controlled.

【0082】実施例3.上記実施例1では、倣い方向を
指定する倣い方向平面H1を法線ベクトルV1(a1,
b1,c1)を直接設定するものについて説明したが、
図5に示すように、法線ベクトルV1を2つの倣い方向
指定ベクトルV3(a3,b3,c3)、V4(a4,
b4,c4)を用いて設定するようにしてもよい。
Example 3. In the first embodiment, the scanning direction plane H1 that specifies the scanning direction is defined by the normal vector V1 (a1,
I explained the method of setting b1 and c1) directly.
As shown in FIG. 5, the normal vector V1 is converted into two scanning direction designation vectors V3 (a3, b3, c3) and V4 (a4.
You may make it set using b4, c4).

【0083】即ち、指令作成部52では、倣い方向平面
H1の代わりに、2つの倣い方向指定ベクトルV3,V
4を設定する。法線ベクトル計算部53では、指令作成
部52の出力V3,V4を入力し、倣い方向平面H1を
法線ベクトルV1を計算する。
That is, in the command creating section 52, instead of the scanning direction plane H1, two scanning direction designating vectors V3, V are used.
Set 4. The normal vector calculation unit 53 inputs the outputs V3 and V4 of the command generation unit 52 and calculates the normal vector V1 of the scanning direction plane H1.

【0084】ここで、この計算について詳述する。V1
とV3,V4の関係は図6から分かるように、下記の関
係がある。 V1=V3*V4 ・・・(40)
Here, this calculation will be described in detail. V1
As shown in FIG. 6, the relationship between V3 and V3 and V3 has the following relationship. V1 = V3 * V4 (40)

【0085】例えば、図7に示すように、倣い方向平面
H1をX−Y平面に常に垂直であるように設定した場
合、倣い方向指定ベクトルV3をX−Y平面に垂直な方
向にとればよい。進行方向は、もう一つの倣い方向指定
ベクトルV4で指定すればよい。また、倣い方向指定ベ
クトルV3,V4を図7のようにとると、倣い方向平面
H1の法線ベクトルV1は図7に示すとおりになり、倣
いの進行方向はO点からS点に決定される。
For example, as shown in FIG. 7, when the scanning direction plane H1 is set to be always perpendicular to the XY plane, the scanning direction designation vector V3 should be set in the direction perpendicular to the XY plane. . The traveling direction may be designated by another scanning direction designation vector V4. When the scanning direction designating vectors V3 and V4 are taken as shown in FIG. 7, the normal vector V1 of the scanning direction plane H1 is as shown in FIG. 7, and the traveling direction of the scanning is determined from the point O to the point S. .

【0086】実施例4.上記実施例3では、2つの倣い
方向指定ベクトルから倣い方向平面H1の法線ベクトル
V1を設定するものについて説明したが、3つ以上の倣
い方向指定ベクトルから設定するようにしてもよい。
Example 4. In the third embodiment, the normal vector V1 of the scanning direction plane H1 is set from two scanning direction designating vectors, but it may be set from three or more scanning direction designating vectors.

【0087】実施例5.上記実施例1では、速度指令V
max を直接設定するものについて説明したが、図8に示
すように、2つの倣い方向指定ベクトルV3(a3,b
3,c3)、V4(a4,b4,c4)を用いて設定す
るようにしてもよい。
Example 5. In the first embodiment, the speed command V
Although the method of directly setting max has been described, as shown in FIG. 8, two scanning direction designation vectors V3 (a3, b
3, c3) and V4 (a4, b4, c4) may be used for setting.

【0088】次に動作について説明する。速度指令計算
部55は、倣い方向指定ベクトルV3,V4の長さ|V
3|,|V4|を合成し、その合成結果|V3+V4|
を速度指令Vmax とするものである。
Next, the operation will be described. The speed command calculation unit 55 determines the length | V of the scanning direction designation vectors V3 and V4.
3 |, | V4 | are combined, and the combined result | V3 + V4 |
Is the speed command V max .

【0089】図8の場合、倣い方向指定ベクトルV3の
長さ|V3|を用いて速度指令Vma x を計算する例であ
り、下記のようにして計算される。
[0089] In the case of Figure 8, following the length of the direction designated vector V3 | V3 | an example of calculating a speed command V ma x with, are calculated as follows.

【0090】[0090]

【数11】 [Equation 11]

【0091】例えば、倣い方向指定ベクトルV4を、X
−Y平面に垂直なベクトル(1,0,0)に設定し、倣
い方向指定ベクトルV3のa3,b3,c3を機械座標
系のX軸、Y軸、Z軸の送り速度指令VX1,VY1,VZ1
に設定すると、倣い方向平面H1はX−Y平面に常に直
交しながら、倣い方向平面H1の方向はVX1,VY1,V
Z1の比に対応した方向となり、速度指令Vmax は下記の
ように設定されるので、VX1,VY1,VZ1を変化させる
ことで自由な倣いパスと速度を設定できるようになる。
For example, the scanning direction designation vector V4 is set to X
-The vector (1, 0, 0) perpendicular to the Y plane is set, and the a3, b3, c3 of the scanning direction designating vector V3 are set to the X-axis, Y-axis, and Z-axis feed velocity commands V X1 , V of the machine coordinate system. Y1 , V Z1
When set to, the scanning direction plane H1 is always orthogonal to the XY plane, while the scanning direction plane H1 is oriented in the directions V X1 , V Y1 , V
Since the direction corresponds to the ratio of Z1 , and the speed command V max is set as follows, it becomes possible to set a free copying path and speed by changing V X1 , V Y1 , and V Z1 .

【0092】[0092]

【数12】 [Equation 12]

【0093】実施例6.上記実施例5では、2つの倣い
方向指定ベクトルV3,V4を用いて速度指令Vmax
設定するものについて説明したが、倣い方向指定ベクト
ルV3の向きが急変すると倣い方向が急変し、工作機械
31に過大な加速度が加わることになる結果、モータ2
3X〜23Zに過電流が加わり、工作機械31を損傷す
る可能性があるので、この実施例では、倣い方向が急変
を防ぐため、倣い方向指定ベクトルV3(a3,b3,
c3)、V4(a4,b4,c4)の各要素にスムージ
ングフィルタ57,58(各3つのフィルタで構成され
ている)を用いている(図9参照)。
Example 6. In the fifth embodiment described above, the speed command V max is set using the two scanning direction designating vectors V3 and V4. However, when the direction of the scanning direction designating vector V3 suddenly changes, the scanning direction suddenly changes, and the machine tool 31. As a result of excessive acceleration being applied to the motor 2,
Since overcurrent may be applied to 3X to 23Z and damage the machine tool 31, in this embodiment, the copying direction designating vector V3 (a3, b3, a3, a3, b3) in order to prevent a sudden change in the copying direction.
c3) and V4 (a4, b4, c4) are provided with smoothing filters 57 and 58 (composed of three filters) (see FIG. 9).

【0094】実施例7.この実施例では、2つの倣い方
向指定ベクトルV3,V4の一方に、トレーサヘッド3
4の変位ベクトルE(εX ,εY ,εZ )を用いる構成
としてものである。変位ベクトルEは、モデル36の計
測点付近の表面の法線ベクトルとなっているので、倣い
方向指定ベクトルV3を変位ベクトルEにとると、図1
0に示すように倣い方向平面H1はモデル36の表面に
対し常に垂直となるため、良好な倣いが可能になる。進
行方向は、倣い方向指定ベクトルV4により決定すれば
よい。
Example 7. In this embodiment, the tracer head 3 is added to one of the two scanning direction designating vectors V3 and V4.
The displacement vector E of 4 (ε X , ε Y , ε Z ) is used. Since the displacement vector E is a normal vector of the surface near the measurement point of the model 36, when the scanning direction designating vector V3 is taken as the displacement vector E, FIG.
As shown in 0, the scanning direction plane H1 is always perpendicular to the surface of the model 36, and thus a good scanning is possible. The traveling direction may be determined by the scanning direction designation vector V4.

【0095】なお、本実施例の構成は図11のようにな
るが、法線ベクトル計算部53では、倣い方向指定ベク
トルV4(a4,b4,c4)と変位ベクトルE(ε
X ,εY ,εZ )を入力し、実施例3と同様に、倣い方
向平面H1の法線ベクトルV1を、E*V4で計算す
る。
The configuration of this embodiment is as shown in FIG. 11, but in the normal vector calculation unit 53, the scanning direction designation vector V4 (a4, b4, c4) and the displacement vector E (ε
X , ε Y , ε Z ) is input and the normal vector V1 of the scanning direction plane H1 is calculated by E * V4 as in the third embodiment.

【0096】実施例8.本実施例では、実施例3の2つ
の倣い方向指定ベクトルの一方を、目標点と現在のトレ
ーサヘッド34の位置から計算したものを用い、もう一
方を、実施例7のようにトレーサヘッド34の変位ベク
トルE(εX ,εY ,εZ )を用いる。また、現在のト
レーサヘッド34の位置から目標点までの距離を倣い残
し距離Dres として、速度指令Vmax を加減速する構成
とする。
Example 8. In the present embodiment, one of the two scanning direction designation vectors of the third embodiment is calculated from the target point and the current position of the tracer head 34, and the other is used as in the seventh embodiment. The displacement vector E (ε X , ε Y , ε Z ) is used. Further, the speed command V max is configured to be accelerated or decelerated by setting the distance from the current position of the tracer head 34 to the target point as an unprinted distance D res .

【0097】このような構成とすることにより、図12
に示すように、倣い方向平面H1はモデル36の表面に
対して常に垂直に保持される倣いが行われ、良好な倣い
が可能になるとともに、倣いの方向は、目標点の方向と
なり、倣いの範囲は目標点までの距離で求めるので、倣
い方向と範囲を簡単に設定できるようになる。
By adopting such a configuration, FIG.
As shown in FIG. 5, the copying direction plane H1 is always kept perpendicular to the surface of the model 36, and a good copying is possible, and the copying direction is the direction of the target point, Since the range is obtained by the distance to the target point, the scanning direction and range can be easily set.

【0098】なお、本実施例の構成は図13のようにな
るが、倣い方向ベクトル計算部61は、指令作成部69
の目標点Ptg(Xtg,Ytg,Ztg)と積分器44の出力
である現在のトレーサヘッド34の位置指令Pt (X
t ,Yt ,Zt )とを入力し、前記目標点への方向ベク
トルV5(a5,b5,c5)を下記に示すように計算
する。 a5=Xtg−Xt ・・・(43) b5=Ytg−Yt ・・・(44) c5=Ztg−Zt ・・・(45)
The configuration of the present embodiment is as shown in FIG. 13, but the scanning direction vector calculation unit 61 includes the command generation unit 69.
Target point P tg (X tg , Y tg , Z tg ) and the current position command P t (X t of the tracer head 34, which is the output of the integrator 44.
t , Y t , Z t ) and the direction vector V5 (a5, b5, c5) to the target point is calculated as shown below. a5 = X tg -X t ··· ( 43) b5 = Y tg -Y t ··· (44) c5 = Z tg -Z t ··· (45)

【0099】なお、倣い距離計算部45は、a5,b
5,c5を用いて目標点までの距離Dres を計算する。
It should be noted that the scanning distance calculation unit 45 uses the a5, b
The distance D res to the target point is calculated using 5 and c5.

【0100】[0100]

【数13】 [Equation 13]

【0101】[0101]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、指令作成部により設定されたトレーサヘッドの基準
変位量と変位量合成部の合成結果との偏差並びに該指令
作成部により設定された倣い範囲に基づいて、モデルの
表面の接線方向及び法線方向の速度を演算するととも
に、該指令作成部により設定された3次元空間内の任意
の倣い方向及び該トレーサヘッドにより出力された3軸
方向の変位量に基づいてそのモデルの表面の接線方向及
び法線方向の速度を機械座標系の速度成分に変換するよ
うに構成したので、X−Y平面に対して任意の傾きをも
った平面についても倣いを行うことができるなどの効果
がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, the deviation between the reference displacement amount of the tracer head set by the command creating unit and the synthesis result of the displacement amount synthesizing unit, and the setting by the command creating unit. The tangential and normal velocities of the surface of the model are calculated based on the traced range, and are output by the tracer head and any traceable direction in the three-dimensional space set by the command creating unit. Since the tangential and normal velocities of the surface of the model are converted into velocity components of the machine coordinate system based on the displacements in the three axis directions, the model has an arbitrary inclination with respect to the XY plane. There is an effect that copying can be performed even on a flat surface.

【0102】請求項2の発明によれば、機械座標系の速
度成分並びに指令作成部により設定された倣い範囲に基
づいて倣い残し距離を演算し、その倣い残し距離に応じ
てモデルの表面の接線方向の速度を加減速するように構
成したので、始動時及び停止時の加減速が滑らかにな
り、工作機械、モータに無理な加速度やトルクが加わる
のを防止できるなどの効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the non-copying distance is calculated based on the velocity component of the machine coordinate system and the copying range set by the command creating unit, and the tangent line of the surface of the model is calculated according to the non-copying distance. Since the speed in the direction is configured to be accelerated / decelerated, the acceleration / deceleration at the time of starting and stopping becomes smooth, and it is possible to prevent an unreasonable acceleration or torque from being applied to the machine tool or the motor.

【0103】請求項3の発明によれば、指令作成部によ
り設定されたトレーサヘッドの基準変位量と変位量合成
部の合成結果との偏差並びに該指令作成部により設定さ
れた倣い範囲に基づいて、モデルの表面の接線方向及び
法線方向の速度を演算するとともに、該指令作成部によ
り設定された3次元空間内の任意の倣い方向及び該トレ
ーサヘッドにより出力された3軸方向の変位量に基づい
てそのモデルの表面の接線方向及び法線方向の速度を機
械座標系の位置成分に変換するように構成したので、X
−Y平面に対して任意の傾きをもった平面についても倣
いを行うことができるなどの効果がある。
According to the third aspect of the invention, based on the deviation between the reference displacement amount of the tracer head set by the command creating unit and the synthesis result of the displacement amount synthesizing unit, and the scanning range set by the command creating unit. , The tangential direction and the normal direction of the surface of the model are calculated, and the displacement amounts in the arbitrary scanning directions in the three-dimensional space set by the command creating unit and the three-axis directions output by the tracer head are calculated. Based on the configuration, the tangential and normal velocities of the surface of the model are converted into the position components of the machine coordinate system.
There is an effect that copying can be performed even on a plane having an arbitrary inclination with respect to the −Y plane.

【0104】請求項4の発明によれば、機械座標系の位
置成分並びに指令作成部により設定された倣い範囲に基
づいて倣い残し距離を演算し、その倣い残し距離に応じ
てモデルの表面の接線方向の速度を加減速するように構
成したので、始動時及び停止時の加減速が滑らかにな
り、工作機械、モータに無理な加速度やトルクが加わる
のを防止できるなどの効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the non-copying distance is calculated based on the position component of the machine coordinate system and the copying range set by the command creating unit, and the tangent line of the surface of the model is calculated according to the non-copying distance. Since the speed in the direction is configured to be accelerated / decelerated, the acceleration / deceleration at the time of starting and stopping becomes smooth, and it is possible to prevent an unreasonable acceleration or torque from being applied to the machine tool or the motor.

【0105】請求項5の発明によれば、倣い範囲を示す
倣い範囲平面の法線ベクトルを用いて倣い範囲を設定す
るように構成してので、倣い範囲を容易に設定すること
ができるなどの効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, since the copying range is set using the normal vector of the copying range plane indicating the copying range, the copying range can be easily set. effective.

【0106】請求項6の発明によれば、倣い方向を示す
倣い方向平面の法線ベクトルを用いて倣い方向を設定す
るように構成したので、倣い方向を容易に設定すること
ができるなどの効果がある。
According to the sixth aspect of the invention, since the scanning direction is set by using the normal vector of the scanning direction plane indicating the scanning direction, it is possible to easily set the scanning direction. There is.

【0107】請求項7の発明によれば、少なくとも2つ
以上の倣い方向指定ベクトルを設定し、その倣い方向指
定ベクトルから倣い方向を決定するように構成したの
で、倣い方向の設定をさらに容易に行うことができるな
どの効果がある。
According to the invention of claim 7, at least two or more scanning direction designating vectors are set, and the scanning direction is determined from the scanning direction designating vectors. Therefore, the scanning direction can be set more easily. There is an effect that can be done.

【0108】請求項8の発明によれば、少なくとも2つ
以上の倣い方向指定ベクトルを設定し、その倣い方向指
定ベクトルの各成分をスムージング処理したのち、その
倣い方向指定ベクトルから倣い方向を決定するように構
成したので、倣い方向を容易に設定することができると
ともに、その倣い方向指定ベクトルから決定される倣い
方向の向きが急変しなくなるため倣い制御の方向が急変
しなくなり、その結果、工作機械、モータに無理な加速
度やトルクが加わるのを防止できるなどの効果がある。
According to the present invention, at least two or more scanning direction designating vectors are set, each component of the scanning direction designating vector is smoothed, and then the scanning direction is determined from the scanning direction designating vector. With this configuration, the copying direction can be easily set, and the direction of the copying direction determined by the copying direction designation vector does not suddenly change, so that the direction of the copying control does not suddenly change. This has the effect of preventing unreasonable acceleration and torque from being applied to the motor.

【0109】請求項9の発明によれば、1つの倣い方向
指定ベクトルを設定するとともに、トレーサヘッドによ
り出力された3軸方向の変位量を入力し、その倣い方向
指定ベクトルとその3軸方向の変位量から倣い方向を決
定するように構成したので、倣い方向を容易に設定でき
るとともに、倣い方向の平面がモデルの表面に対し常に
垂直になるようになるため、モデルの表面の傾きに応じ
た最適な方向平面が自動的に選択され、良好な倣い制御
を行うことができるなどの効果がある。
According to the ninth aspect of the present invention, one scanning direction designating vector is set, and the displacement amounts in the three axial directions output by the tracer head are input, and the scanning direction designating vector and its three axial directions are input. Since the scanning direction is determined from the amount of displacement, the scanning direction can be set easily, and the plane of the scanning direction is always perpendicular to the model surface. The optimum direction plane is automatically selected, and good scanning control can be performed.

【0110】請求項10の発明によれば、目標位置を設
定するとともに、駆動部からトレーサヘッドの現在位置
を入力し、その現在位置及び目標位置から倣い方向を決
定するように構成したので、倣い方向を容易に設定でき
るなどの効果がある。
According to the tenth aspect of the invention, the target position is set, the current position of the tracer head is input from the drive unit, and the scanning direction is determined from the current position and the target position. The effect is that the direction can be easily set.

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

【図1】この発明の実施例1による倣い制御装置を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a copying control apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作を説明するベクトル図である。FIG. 2 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図3】接線速度及び法線速度を計算するための関数を
示すグラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing functions for calculating tangential velocity and normal velocity.

【図4】この発明の実施例2による倣い制御装置を示す
構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a copying control apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例3による倣い制御装置を示す
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a copying control apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5の動作を説明するベクトル図である。FIG. 6 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図7】図5の動作を説明するベクトル図で る。FIG. 7 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図8】この発明の実施例5による倣い制御装置を示す
構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a copying control device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例6による倣い制御装置を示す
構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a copying control device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】図11の動作を説明するベクトル図である。FIG. 10 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図11】この発明の実施例7による倣い制御装置を示
す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a copying control device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図12】図13の動作を説明するベクトル図である。FIG. 12 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図13】この発明の実施例8による倣い制御装置を示
す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a copying control device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図14】従来の制御装置を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing a conventional control device.

【図15】図14の動作を説明するベクトル図である。FIG. 15 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図16】図14の動作を説明するベクトル図である。16 is a vector diagram illustrating the operation of FIG.

【図17】接線速度及び法線速度を計算するための関数
を示すグラフ図である。
FIG. 17 is a graph showing a function for calculating a tangential velocity and a normal velocity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

36 トレーサヘッド 36 モデル 37 変位合成回路(変位量合成部) 38、52、56、59、60 指令作成部 39、50 演算部 47、51 サーボ制御部(駆動部) 36 Tracer Head 36 Model 37 Displacement Synthesizing Circuit (Displacement Amount Synthesizing Section) 38, 52, 56, 59, 60 Command Creating Section 39, 50 Computing Section 47, 51 Servo Control Section (Drive Section)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モデルの表面形状に応じて3軸方向の変
位量を出力するトレーサヘッドと、上記トレーサヘッド
により出力された3軸方向の変位量を合成する変位量合
成部と、倣い範囲及び上記トレーサヘッドの基準変位量
を設定するとともに、3次元空間内の任意の倣い方向を
設定する指令作成部と、上記指令作成部により設定され
たトレーサヘッドの基準変位量と上記変位量合成部の合
成結果との偏差並びに該指令作成部により設定された倣
い範囲に基づいて上記モデルの表面の接線方向及び法線
方向の速度を演算するとともに、該指令作成部により設
定された倣い方向及び上記トレーサヘッドにより出力さ
れた3軸方向の変位量に基づいてそのモデルの表面の接
線方向及び法線方向の速度を機械座標系の速度成分に変
換する演算部と、上記演算部により変換された機械座標
系の速度成分に従って上記トレーサヘッドを駆動する駆
動部とを備えた倣い制御装置。
1. A tracer head that outputs displacement amounts in the three axial directions according to the surface shape of a model, a displacement amount combining unit that combines displacement amounts in the three axial directions output by the tracer head, a scanning range, and The reference displacement amount of the tracer head is set, and the command generation unit that sets an arbitrary scanning direction in the three-dimensional space, the reference displacement amount of the tracer head set by the command generation unit, and the displacement amount synthesis unit are set. The tangential and normal velocities of the surface of the model are calculated based on the deviation from the combined result and the scanning range set by the command creating unit, and the scanning direction set by the command creating unit and the tracer are set. An arithmetic unit for converting the tangential and normal velocities of the surface of the model into velocity components of the machine coordinate system based on the displacements in the three axis directions output by the head, and And a drive unit for driving the tracer head according to the velocity component of the machine coordinate system converted by the arithmetic unit.
【請求項2】 上記演算部は、上記機械座標系の速度成
分並びに上記指令作成部により設定された倣い範囲に基
づいて倣い残し距離を演算し、その倣い残し距離に応じ
て上記モデルの表面の接線方向の速度を加減速すること
を特徴とする請求項1記載の倣い制御装置。
2. The calculation unit calculates a non-copying distance based on a velocity component of the machine coordinate system and a copying range set by the command creating unit, and calculates a surface of the model according to the non-copying distance. 2. The copying control device according to claim 1, wherein the speed in the tangential direction is accelerated / decelerated.
【請求項3】 モデルの表面形状に応じて3軸方向の変
位量を出力するトレーサヘッドと、上記トレーサヘッド
により出力された3軸方向の変位量を合成する変位量合
成部と、倣い範囲及び上記トレーサヘッドの基準変位量
を設定するとともに、3次元空間内で任意の倣い方向を
設定する指令作成部と、上記指令作成部により設定され
たトレーサヘッドの基準変位量と上記変位量合成部の合
成結果との偏差並びに該指令作成部により設定された倣
い範囲に基づいて上記モデルの表面の接線方向及び法線
方向の速度を演算するとともに、該指令作成部により設
定された倣い方向及び上記トレーサヘッドにより出力さ
れた3軸方向の変位量に基づいてそのモデルの表面の接
線方向及び法線方向の速度を機械座標系の位置成分に変
換する演算部と、上記演算部により変換された機械座標
系の位置成分に従って上記トレーサヘッドを駆動する駆
動部とを備えた倣い制御装置。
3. A tracer head that outputs displacement amounts in the three axis directions according to the surface shape of the model, a displacement amount combining unit that combines the displacement amounts in the three axis directions output by the tracer head, a scanning range and The reference displacement amount of the tracer head is set, and the command generation unit that sets an arbitrary scanning direction in the three-dimensional space, the reference displacement amount of the tracer head set by the command generation unit, and the displacement amount synthesis unit are set. The tangential and normal velocities of the surface of the model are calculated based on the deviation from the combined result and the scanning range set by the command creating unit, and the scanning direction set by the command creating unit and the tracer are set. An arithmetic unit that converts the tangential and normal velocities of the surface of the model into position components of the machine coordinate system based on the displacements output by the head in the three axial directions. And a drive unit that drives the tracer head according to the position component of the machine coordinate system converted by the arithmetic unit.
【請求項4】 上記演算部は、上記機械座標系の位置成
分並びに上記指令作成部により設定された倣い範囲に基
づいて倣い残し距離を演算し、その倣い残し距離に応じ
て上記モデルの表面の接線方向の速度を加減速すること
を特徴とする請求項3記載の倣い制御装置。
4. The computing unit computes a non-copying distance based on a position component of the machine coordinate system and a copying range set by the command creating unit, and calculates a surface of the model according to the non-copying distance. 4. The copying control device according to claim 3, wherein the speed in the tangential direction is accelerated or decelerated.
【請求項5】 上記指令作成部は、倣い範囲を示す倣い
範囲平面の法線ベクトルを用いて倣い範囲を設定するこ
とを特徴とする請求項1から請求項4記載の倣い制御装
置。
5. The copying control apparatus according to claim 1, wherein the command creating unit sets the copying range using a normal vector of a copying range plane indicating the copying range.
【請求項6】 上記指令作成部は、倣い方向を示す倣い
方向平面の法線ベクトルを用いて倣い方向を設定するこ
とを特徴とする請求項1から請求項4記載の倣い制御装
置。
6. The copying control apparatus according to claim 1, wherein the command creating unit sets the copying direction by using a normal vector of a copying direction plane indicating the copying direction.
【請求項7】 上記指令作成部は、上記倣い方向の代わ
りに、少なくとも2つ以上の倣い方向指定ベクトルを設
定し、その倣い方向指定ベクトルから倣い方向を決定す
るようにしたことを特徴とする請求項1から請求項4記
載の倣い制御装置。
7. The command creating unit sets at least two or more scanning direction designation vectors instead of the scanning direction, and determines the scanning direction from the scanning direction designation vectors. The copying control device according to claim 1.
【請求項8】 上記指令作成部は、上記倣い方向の代わ
りに、少なくとも2つ以上の倣い方向指定ベクトルを設
定し、その倣い方向指定ベクトルの各成分をスムージン
グ処理したのち、その倣い方向指定ベクトルから倣い方
向を決定するようにしたことを特徴とする請求項1から
請求項4記載の倣い制御装置。
8. The command creating unit sets at least two or more scanning direction designating vectors instead of the scanning direction, performs smoothing processing on each component of the scanning direction designating vector, and then, the scanning direction designating vector. 5. The copying control apparatus according to claim 1, wherein the copying direction is determined from the scanning direction.
【請求項9】 上記指令作成部は、上記倣い方向の代わ
りに、1つの倣い方向指定ベクトルを設定するととも
に、上記トレーサヘッドにより出力された3軸方向の変
位量を入力し、その倣い方向指定ベクトルとその3軸方
向の変位量から倣い方向を決定するようにしたことを特
徴とする請求項1から請求項4記載の倣い制御装置。
9. The command creating section sets one scanning direction designating vector instead of the scanning direction and inputs the displacement amounts in the three axial directions output from the tracer head to designate the scanning direction. 5. The copying control device according to claim 1, wherein the copying direction is determined from the vector and the displacement amount in the three axial directions thereof.
【請求項10】 上記指令作成部は、上記倣い方向の代
わりに、目標位置を設定するとともに、上記駆動部から
トレーサヘッドの現在位置を入力し、その現在位置及び
目標位置から倣い方向を決定するようにしたことを特徴
とする請求項1から請求項4記載の倣い制御装置。
10. The command creating unit sets a target position instead of the scanning direction, inputs the current position of the tracer head from the driving unit, and determines the scanning direction from the current position and the target position. The copying control device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110100211A (en) * 2016-12-27 2019-08-06 三菱电机株式会社 Numerical control device, program conversion apparatus, numerical control method and program transformation method

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