JPH07171738A - デジタイジングシステムの変位補正方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モデル面形状の測定データを補正するデジタ
イジングシステムの変位補正方式において、デジタイジ
ングデータの食い込みを防止する。 【構成】 ならい機械３には、先端部にスタイラス５を
有するトレーサヘッド４が設けられている。デジタイジ
ング制御装置１の位置制御手段１ａは、このトレーサヘ
ッド４のモデル６との相対的な位置を制御する。位置制
御手段１ａに帰還される位置データに基づき、位置検出
手段１ｂはトレーサヘッド４の現在位置を検出する。変
位検出手段は、トレーサヘッド４から送られる変位デー
タに基づき、スタイラス５の変位量を検出する。遅延処
理手段１ｄは、トレーサヘッド４の現在位置のデータを
所定時間だけ遅延処理して出力し、この遅延処理された
トレーサヘッド４の現在位置に、デジタイジングデータ
生成手段１ｅが、スタイラス５の変位量を加減算してデ
ジタイジングデータを生成する。この生成されたデジタ
イジングデータは、図示されていないメモリ等に格納さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はモデル面形状の測定デー
タを補正するデジタイジングシステムの変位補正方式に
関し、特にスタイラスの変位の急変部における補正を行
うデジタイジングシステムの変位補正方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタイジングシステムによって
モデル面形状を測定するためには、先端部にスタイラス
を有するトレーサヘッドのモデルとの相対的な位置を制
御し、その位置データにスタイラスの変位量を加算して
位置データを補正することによってデジタイジングデー
タを生成するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スタイラスの
変位量にはデータの検出遅れがあり、モデルへのアプロ
ーチ時などの変位の急変部においては、データの検出遅
れが顕著となる。このため、生成されたデジタイジング
データに食い込みデータが生じる虞があった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、急変部等における食い込みデータを防止する
ことのできるデジタイジングシステムの変位補正方式を
提供することを目的とする。

【０００５】

【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、モデル面形状の測定データを補正するデ
ジタイジングシステムの変位補正方式において、先端部
にスタイラスを有するトレーサヘッドの前記モデルとの
相対的な位置を制御する位置制御手段と、前記トレーサ
ヘッドの現在位置を検出する位置検出手段と、前記スタ
イラスの変位量を検出する変位検出手段と、前記トレー
サヘッドの現在位置のデータを所定時間だけ遅延処理し
て出力する遅延処理手段と、前記遅延処理されたトレー
サヘッドの現在位置に前記スタイラスの変位量を加減算
してデジタイジングデータを生成するデジタイジングデ
ータ生成手段と、を有することを特徴とするデジタイジ
ングシステムの変位補正方式が提供される。

【０００６】

【作用】先端部にスタイラスを有するトレーサヘッドの
モデルとの相対的な位置を位置制御手段により制御す
る。一方、位置検出手段によりトレーサヘッドの現在位
置を検出し、変位検出手段によりスタイラスの変位量を
検出する。遅延処理手段は、トレーサヘッドの現在位置
のデータを所定時間だけ遅延処理して出力し、デジタイ
ジングデータ生成手段が、遅延処理されたトレーサヘッ
ドの現在位置にスタイラスの変位量を加減算してデジタ
イジングデータを生成する。

【０００７】

【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は本実施例のデジタイジングシステムの補
正方式の機能の概念図である。ならい機械３には、先端
部にスタイラス５を有するトレーサヘッド４が設けられ
ている。デジタイジング制御装置１の位置制御手段１ａ
は、このトレーサヘッド４のモデル６との相対的な位置
を制御する。位置制御手段１ａに帰還される位置データ
に基づき、位置検出手段１ｂはトレーサヘッド４の現在
位置を検出する。変位検出手段１Ｃは、トレーサヘッド
４から送られる変位データに基づき、スタイラス５の変
位量を検出する。

【０００８】遅延処理手段１ｄは、トレーサヘッド４の
現在位置のデータを所定時間だけ遅延処理して出力し、
この遅延処理されたトレーサヘッド４の現在位置に、デ
ジタイジングデータ生成手段１ｅが、スタイラス５の変
位量を加減算してデジタイジングデータを生成する。こ
の生成されたデジタイジングデータは、図示されていな
いメモリ等に格納される。

【０００９】図２は本発明の一実施例のならいデジタイ
ジング制御装置の構成を示すブロック図である。図にお
いて、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だし、このシステ
ムプログラムに従ってならいデジタイジング制御装置１
の全体の動作を制御する。

【００１０】ＲＡＭ１３には、トレーサヘッドで検出さ
れた各軸変位量や、一時的なデータが記憶される。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、インターフェース１５を介して操作
盤２より入力されたならい方向、ならい速度等の各種の
パラメータを記憶する。また、不揮発性メモリ１４に
は、作成されたデジタイジングデータが格納される。

【００１１】ならい機械３に設けられているトレーサヘ
ッド４は、その先端のスタイラス５がモデル６に接触す
ることにより生じるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各変位量ε
ｘ、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、各軸の速度指令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。

【００１３】これにより、トレーサヘッド４とモデル６
間の相対的位置関係が一定に保たれるように、トレーサ
ヘッド４がＺ軸方向に移動すると共に、モデル６を乗せ
たテーブル３１がＸ軸及び紙面と直角なＹ軸方向に移動
してならいが行われる。

【００１４】パルスコーダ３３ｘ、３３ｙ及び３３ｚは
サーボモータ３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚが所定角度回転
する毎にパルス信号ＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦＰｚを発生す
る。ならいデジタイジング制御装置１内の現在位置レジ
スタ１８ｘ、１８ｙ及び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Ｘａ、Ｙ
ａおよびＺａを求め、プロセッサ１１に入力する。

【００１５】デジタイジング時には、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時に取り込
み、後述する手順により変位補正を行い、ＮＣデータを
生成する。

【００１６】このＮＣデータは、インターフェース１９
を介して紙テープリーダ／パンチャー２１に入力され、
ＮＣテープが作成される。また、インターフェース１９
に図示されていない数値制御工作機械を直接に接続する
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。

【００１７】次に、上記ならいデジタイジング制御装置
１による変位補正方式の具体例を説明する。図３は本実
施例のアプローチ時の変位補正方式の具体例を説明する
図である。図中、横軸は時間、縦軸はＺ軸を示す。ま
た、線Ｌ１は、トレーサヘッド４の従来のアプローチ動
作によるデジタイジングデータの軌道を示す線である。
トレーサヘッド４は、アプローチ開始点ｚ₁ からＺ軸に
沿ってモデル６面に向かって下降していく。このときの
軌跡は線Ｌ１ａで示される。このときは、スタイラス５
の変位量は０である。

【００１８】時刻ｔ₁ において、スタイラス５の先端が
モデル６表面（Ｚ座標のｚ₂ ）に到達すると、スタイラ
ス５の変位が始まる。この場合でもトレーサヘッド４自
身は、線Ｌ１ｄのように下降を続ける。そして、スタイ
ラス５の変位量が基準量ε_oになった時刻ｔ₂ において
アプローチが完了する。一方、デジタイジングデータと
しては、トレーサヘッド４の位置からスタイラス５の変
位量を減算した値が出力される。

【００１９】線Ｌ３はスタイラス５の変位量の特性を示
す線である。スタイラス５が線Ｌ３ｂのように変位した
場合、トレーサヘッド４から出力される実際のスタイラ
ス５の変位データ値には遅れが生じ、その特性は線Ｌ３
ａのようになる。トレーサヘッド４からの変位データ出
力に遅れがない場合には、デジタイジング制御装置１側
で生成されるデジタイジングデータは、線Ｌ１ｃのよう
に、スタイラス５の変位に追従した特性を示す。

【００２０】しかし、トレーサヘッド４からの変位デー
タ出力に遅れが生じると、線Ｌ１ｂのようにトレーサヘ
ッド４の位置は実際のモデル面６よりも食い込んでしま
う。最終的に時刻ｔ₃ においてはデータが追いついて正
しい値になるが、スタイラス５の変位量が基準量ε_o に
なった時刻ｔ₂ では、食い込んだデータが生成されてい
る。

【００２１】そこで、本実施例では、予めパラメータ設
定された時間δだけトレーサヘッド４の位置データを遅
延させてからスタイラス５の変位量との演算を行うよう
にする。このため、デジタイジングデータの特性は線Ｌ
２に示すようになる。線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃは、そ
れぞれ遅延する前の線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃと対応し
ている。時間δは、トレーサヘッド４からの変位データ
出力の遅延時間に設定されている。このため、特性Ｌ２
ｂに示すように、モデル６面との接触後のデジタイジン
グデータは、モデル６面に食い込むことがない。

【００２２】図４はこのような変位補正処理を行うため
のプロセッサ１１側の処理手順を示すフローチャートで
ある。 〔Ｓ１〕スタイラス５の変位およびトレーサヘッド４の
現在位置を検出する。 〔Ｓ２〕検出したトレーサヘッド４の現在位置のデータ
を所定時間δ遅延処理する。 〔Ｓ３〕遅延処理したトレーサヘッド４の現在位置と、
その遅延処理した時間に検出されたスタイラス５の変位
とを加減算してデジタイジングデータを生成する。 〔Ｓ４〕生成したデジタイジングデータを不揮発性メモ
リ１４に格納する。

【００２３】このように、本実施例では、アプローチ実
行時には、遅延処理したトレーサヘッド４の現在位置
と、その遅延処理した時間に検出されたスタイラス５の
変位とを加減算してデジタイジングデータを生成するよ
うにしたので、スタイラス５の変位検出の遅れを補正す
ることができ、デジタイジングデータの食い込みを防止
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
サヘッドの現在位置のデータを所定時間だけ遅延処理し
て出力し、遅延処理されたトレーサヘッドの現在位置に
スタイラスの変位量を加減算してデジタイジングデータ
を生成するようにしたので、スタイラスの変位検出の遅
れを補正することができ、急変部等におけるデジタイジ
ングデータの食い込みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のデジタイジングシステムの補正方式
の機能の概念図である。

【図２】本発明の一実施例のならい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】本実施例のアプローチ時の変位補正方式の具体
例を説明する図である。

【図４】変位補正処理を行うためのプロセッサ側の処理
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】 １ デジタイジング制御装置 １ａ 位置制御手段 １ｂ 位置検出手段 １ｃ 変位検出手段 １ｄ 遅延処理手段 １ｅ デジタイジングデータ生成手段 ３ ならい機械 ４ トレーサヘッド ５ スタイラス ６ モデル １１ プロセッサ（ＣＰＵ） １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ 不揮発性メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モデル面形状の測定データを補正するデ
   ジタイジングシステムの変位補正方式において、 先端部にスタイラスを有するトレーサヘッドの前記モデ
   ルとの相対的な位置を制御する位置制御手段と、 前記トレーサヘッドの現在位置を検出する位置検出手段
   と、 前記スタイラスの変位量を検出する変位検出手段と、 前記トレーサヘッドの現在位置のデータを所定時間だけ
   遅延処理して出力する遅延処理手段と、 前記遅延処理されたトレーサヘッドの現在位置に前記ス
   タイラスの変位量を加減算してデジタイジングデータを
   生成するデジタイジングデータ生成手段と、 を有することを特徴とするデジタイジングシステムの変
   位補正方式。
2. 【請求項２】 前記遅延処理手段による前記データの遅
   延処理は、前記モデル面の急変部において行われるよう
   に構成されることを特徴とする請求項１記載のデジタイ
   ジングシステムの変位補正方式。
3. 【請求項３】 前記急変部は、アプローチ点であること
   を特徴とする請求項２記載のデジタイジングシステムの
   変位補正方式。