JPH07285051A - ならい制御方式 - Google Patents

ならい制御方式

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JPH07285051A
JPH07285051A JP6076948A JP7694894A JPH07285051A JP H07285051 A JPH07285051 A JP H07285051A JP 6076948 A JP6076948 A JP 6076948A JP 7694894 A JP7694894 A JP 7694894A JP H07285051 A JPH07285051 A JP H07285051A
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tracing
displacement amount
profile
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JP6076948A
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English (en)
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Hitoshi Matsuura
仁 松浦
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Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/02Copying discrete points from the pattern, e.g. for determining the position of holes to be drilled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control 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
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/121Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing
    • B23Q35/123Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing the feeler varying the impedance in a circuit

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モデル面形状をならい測定するためのならい
制御方式において、より正確なデジタイジングデータが
得られるようにする。 【構成】 トレーサヘッド1がモデル2面をならうと、
位置検出手段3がトレーサヘッド1の位置を検出し、変
位量検出手段4がトレーサヘッド1に設けられたスタイ
ラス1aの変位量を検出すると、ならいデータ格納手段
5が、検出された位置および変位量を所定周期で格納す
る。位置増分量算出手段6は、所定周期毎にならい平面
の各軸について位置および変位量を検出し、位置の前回
検出された値からの増分量を変位量で補正して位置増分
量として算出する。移動ベクトル値算出手段7は、算出
された位置増分量に基づいて前回の移動区間の移動ベク
トル値を算出し、軸移動制御手段8が、算出された移動
ベクトル値を今回の移動区間におけるならい方向とし、
トレーサヘッドの軸移動を制御する。

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をならい測
定するためのならい制御方式に関し、特にスタイラスに
よってモデル面形状をならうならい制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図7はスタイラスをモデル面に接触させ
てモデル面形状をならう従来のならい制御方式を示す図
である。ここでは、ならい平面をX−Z平面にとった場
合を示す。従来のならい制御方式では、モデル72面を
スタイラス71の先端でならっていく際、スタイラス7
1の各軸方向の変位量εx,εy,εzの合成変位量ε
を算出し、この合成変位量εの方向ベクトルをならい平
面に投影した方向ベクトル成分εxzに対して直角方向
をならいの送り方向として算出する。そして、このなら
いの送り速度成分Vtと、その補正値である補正速度成
分Vnとを算出し、補正送り速度Vsを決定する。この
補正送り速度Vsは、次式(11),(12)で表され
る各ならい平面軸X,Z上の速度成分V1およびV2に
分配される。
【0003】 ここで、θは合成変位量εの方向ベクトル成分εxzの
X軸に対する角度である。また、送り方向正のときVt
>0、スタイラス変位εが基準変位量ε0 より大きいと
きにはVn>0である。
【0004】このように速度成分V1およびV2がなら
い制御中は常時求められ、これに従ってスタイラス71
が移動制御される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような制
御方式では、合成変位量εの方向ベクトル成分εxzが
モデル72面の方線L11からズレる度に補正速度成分
Vnを発生させ、送り速度成分Vtを補正して補正送り
速度Vsを算出している。この補正はならい制御中は連
続して行われるので、スタイラス71の軌道に波がで
き、ならい測定後のデジタイジングデータが不正確にな
る虞があった。
【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、より正確なデジタイジングデータを得ること
のできるならい制御方式を提供することを目的とする。
【0007】
【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、モデル面形状をならい測定するためのな
らい制御方式において、トレーサヘッドの位置を検出す
る位置検出手段と、前記トレーサヘッドに設けられたス
タイラスの変位量を検出する変位量検出手段と、前記検
出された位置および変位量を所定周期で格納するならい
データ格納手段と、前記所定周期毎にならい平面の各軸
について前記位置および変位量を検出し、前記位置の前
回検出された値からの増分量を前記変位量の前回検出さ
れた値からの増分量で補正して位置増分量として算出す
る位置増分量算出手段と、前記算出された位置増分量に
基づいて前回の移動区間の移動ベクトル値を算出する移
動ベクトル値算出手段と、前記算出された移動ベクトル
値を今回の移動区間におけるならい方向とし、前記トレ
ーサヘッドの軸移動を制御する軸移動制御手段と、を有
することを特徴とするならい制御方式が提供される。
【0008】
【作用】位置検出手段がトレーサヘッドの位置を検出
し、変位量検出手段がトレーサヘッドに設けられたスタ
イラスの変位量を検出すると、ならいデータ格納手段
が、検出された位置および変位量を所定周期で格納す
る。位置増分量算出手段は、所定周期毎にならい平面の
各軸について位置および変位量を検出し、位置の前回検
出された値からの増分量を変位量の前回検出された値か
らの増分量で補正して位置増分量として算出する。移動
ベクトル値算出手段は、算出された位置増分量に基づい
て前回の移動区間の移動ベクトル値を算出し、軸移動制
御手段が、算出された移動ベクトル値を今回の移動区間
におけるならい方向とし、トレーサヘッドの軸移動を制
御する。
【0009】これにより、補正速度成分の発生によるな
らい送り方向の微小変動を減少させることができる。特
に、モデル面形状の変動が小さいときにはほぼ一定のな
らい送り方向を得ることができ、正確なデジタイジング
データが得られる。
【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1は本実施例のならい制御方式の機能の概念
を示すブロック図である。トレーサヘッド1がモデル2
面をならうと、位置検出手段3がトレーサヘッド1の位
置を検出し、変位量検出手段4がトレーサヘッド1に設
けられたスタイラス1aの変位量を検出すると、ならい
データ格納手段5が、検出された位置および変位量を所
定周期で格納する。位置増分量算出手段6は、所定周期
毎にならい平面の各軸について位置および変位量を検出
し、位置の前回検出された値からの増分量を変位量の前
回検出された値からの増分量で補正して位置増分量とし
て算出する。移動ベクトル値算出手段7は、算出された
位置増分量に基づいて前回の移動区間の移動ベクトル値
を算出し、軸移動制御手段9が、算出された移動ベクト
ル値を今回の移動区間におけるならい方向とし、トレー
サヘッドの軸移動を制御する。
【0011】図2は本発明の一実施例のならい・加工シ
ステムの構成を示すブロック図である。このならい・加
工システムは、主にならい制御装置10とならい工作機
械20とから構成される。ならい制御装置10のプロセ
ッサ11は、バス19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
ムに従ってならい制御装置10の全体の動作を制御す
る。RAM13には一時的なデータが格納される。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、CRT/MDIユニット31の図示
されていないパネル上のキーにより入力されたならいモ
ード、ならい方向、ならい速度等の各種のパラメータが
格納される。また、不揮発性メモリ14には、ならい工
作機械20のトレーサヘッド26で測定したモデル面形
状のデジタイジングデータも格納される。
【0012】ならい工作機械20に設けられているトレ
ーサヘッド26は、その先端のスタイラス27がモデル
28に接触することにより生じるX軸、Y軸およびZ軸
方向の各変位量εx、εyおよびεzを検出し、ディジ
タル変換してプロセッサ11側に送る。
【0013】プロセッサ11は、変位量εx、εyおよ
びεzと、指令されたならいモード、ならい方向、およ
びならい速度に基づいて、後述する手順により、X軸の
速度指令Vx、Y軸の速度指令Vy、およびZ軸の速度
指令Vzを発生する。これらの速度指令は、それぞれサ
ーボアンプ16x、16yおよび16zに入力され、そ
の出力によってならい工作機械20のサーボモータ22
x、22yおよび22zが駆動される。
【0014】これにより、トレーサヘッド26とモデル
28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26がZ軸方向に移動すると共に、テーブル
21がX軸および紙面と直角なY軸方向に移動して、ト
レーサヘッド26と同じくZ軸制御されるカッタ24に
よってワーク25にモデル28と同様の形状の加工が施
される。
【0015】また、サーボモータ22x、22yおよび
22zには、これらが所定量回転する毎にそれぞれ検出
パルスFPx、FPyおよびFPzを発生するパルスコ
ーダ23x、23yおよび23zが設けられている。な
らい制御装置10内の現在位置レジスタ17x、17y
および17zは、検出パルスFPx、FPyおよびFP
zをそれぞれ回転方向に応じてカウントアップ/ダウン
してトレーサヘッド26の現在位置データXa、Yaお
よびZaを求めており、これらの位置データはプロセッ
サ11によって読み取られる。
【0016】プロセッサ11は、ならい加工中の状態を
示す画像表示信号等をバス19を介してCRT/MDI
ユニット31に送る。CRT/MDIユニット31で
は、内蔵されたグラフィック制御装置が送られた画像表
示信号を画像データに変換し、図示されていない表示装
置に表示する。この表示装置では、ならい加工の開始に
当たってならい加工の条件の入力操作画面が表示され
る。オペレータは、図示されていないパネル上のキーを
使用して、ならいモード、ならい方向、ならい速度等を
入力指令する。この入力指令されたならいモード、なら
い方向、ならい速度等は、インタフェース18を介して
バス19上に読み込まれ、不揮発性メモリ14に格納さ
れる。
【0017】また、バス19にはインタフェース15を
介して操作盤30が接続されている。操作盤30では、
ならい加工開始指令や停止指令などが行われる。これら
各指令信号は、インタフェース15およびバス19を介
してプロセッサ11に送られる。
【0018】次に、本実施例のならい制御方式の具体的
な手順を説明する。図3は本実施例のならい制御方式の
機能の具体的な構成を示すブロック図である。トレーサ
ヘッド26は、先端のスタイラス27がモデルに接触す
ることにより生じるX軸、Y軸およびZ軸方向の各変位
量εx、εyおよびεzを検出して、前述のならい制御
装置10のソフトウェア機能である軸制御機能部40に
送る。軸制御機能部40に入力された各変位量εx、ε
yおよびεzは、合成回路41および切換回路42に入
力される。
【0019】合成回路41では、各変位量εx、εyお
よびεzから合成変位量ε(ε=(εx2 +εy2 +ε
2 1/2 )を求めて演算器43に入力する。演算器4
3は、合成変位量εと予め設定された基準変位量ε0と
の差分Δε(Δε=ε−ε0)を演算して速度成分発生
回路44および45に入力する。速度成分発生回路44
は、差分Δεに基づいてスタイラス変位方向に対して直
角方向の送り速度成分(接線方向速度成分)Vtを発生
し、分配回路46に送る。また、速度成分発生回路45
は、差分Δεに比例させて、スタイラス変位方向の送り
速度成分(法線方向速度成分)Vnを発生し、分配回路
46に送る。
【0020】一方、切り換え回路42では、各変位量ε
x、εyおよびεzの中から予めCRT/MDIユニッ
ト31で入力指令されたならい平面を形成する二軸の変
位量ε1、ε2を選択して割出回路47に入力する。割
出回路47は、ならい動作の開始からトレーサヘッド2
6が所定距離移動するまでは、変位量ε1およびε2を
用いた次式(1),(2)に基づいて、割り出し信号E
cおよびEsを求める。
【0021】 Ec=ε1/(ε12 +ε22 1/2 =cosθ ・・・(1) Es=ε2/(ε12 +ε22 1/2 =sinθ ・・・(2) ここで、θは、前述した図7におけるεxzがX軸との
間でつくる角度θと同じものである。この場合、ε1が
εxに、ε2がεzに対応している。こうして求められ
たEcおよびEsは、分配回路46に送られる。
【0022】また、割出回路47には、位置検出手段4
9で検出された各モータ22x,22y,22zの現在
の位置のデータが送られる。割出回路47は、送られた
位置のデータを読み取り、トレーサヘッド26が所定距
離(例えば1mm)だけ移動する度に、そのときのトレ
ーサヘッド26の位置およびスタイラス27のならい平
面へ投影した変量ε1、ε2を記憶する。そして、なら
い動作の開始からトレーサヘッド26が所定距離移動し
て定常状態になってからは、それを知らせる切り換え信
号の入力と同時に、割出回路47は、以下の手順により
割り出し信号EcおよびEsを求める。
【0023】図4は定常時の割り出し信号EcおよびE
sの求め方を示す図である。ここでは、前回の検出時に
おけるトレーサヘッド26の位置をPn-1 、今回の位置
をPn としている。なお、位置Pn-1 およびPn の位置
関係は、各検出時におけるスタイラス27の変位量を加
算して補正したものである。また、ここでは、ならい平
面としてX−Z平面の例を示している。さらに、位置P
n-1 ,Pn 間のX軸方向の移動量をdx、Z軸方向の移
動量をdzとする。
【0024】位置Pn-1 ,Pn が求まると、割出回路4
7は、位置Pn-1 から位置Pn に向かう移動ベクトル値
を算出し、これを送り速度成分Vtのベクトル値とす
る。この送り速度成分Vtのベクトル値が決定すると、
図に示すように補正速度成分Vnは、送り速度成分Vt
に対して直角方向に決められる。送り軸をX軸とした場
合、補正速度成分VnのX軸に対する角度をθaとする
と、割り出し信号EcおよびEsはそれぞれ、 Ec=cosθa=−dz/(dx2 +dz2 1/2 Es=sinθa=dx/(dx2 +dz2 1/2 となる。図3に戻り、割出回路47は、これら割り出し
信号EcおよびEsを分配回路46に送る。
【0025】分配回路46は、割り出し信号Ec、E
s、送り速度信号Vtおよび補正速度成分Vnを用いて
次式(3)、(4)を演算する。 V1=Vt×Es−Vn×Ec ・・・(3) V2=−Vt×Ec−Vn×Es ・・・(4) V1およびV2はならい平面の二軸の速度成分であり、
図4においてはそれぞれX軸およびZ軸に対応する。こ
れら速度成分V1およびV2は、出力軸選択回路48を
介してX軸、Y軸およびZ軸の速度信号Vx、Vyおよ
びVzとして出力され、サーボアンプ16x、16yお
よび16zによって増幅される。
【0026】そして、サーボアンプ16xおよび16z
の出力によってサーボモータ22xおよび22zが駆動
され、図2で示したテーブル21が移動する。この結
果、スタイラス26は、モデル28に対して速度成分V
1およびV2の合成速度であるならい速度Va(図4)
の方向に移動される。また、サーボアンプ16zの出力
によってサーボモータ22zが駆動され、トレーサヘッ
ド26と共に、図2で示したカッタ24がZ軸方向に移
動する。
【0027】図5は割出回路47の機能部分における基
本処理手順を示すフローチャートである。 〔S1〕割り出し処理の条件が初期状態であるか否か、
すなわち、トレーサヘッド26がならい動作の開始から
の移動が所定距離以内であるか否かを判断し、そうであ
ればステップS2に進み、そうでなければステップS3
に進む。 〔S2〕スタイラス26の変位方向と直角の方向を送り
速度成分Vtとするならい制御を実行する。 〔S3〕スタイラス26が所定距離移動する毎に前回の
移動区間の移動方向のベクトルを演算し、そのベクトル
値を今回のならいの送り速度成分Vtとするならい制御
を実行する。
【0028】図6は図5のステップS3の具体的な処理
を示すフローチャートである。 〔S11〕スタイラス26の今回の検出位置と前回の検
出位置との差である位置差をならい平面の各軸について
算出する。 〔S12〕スタイラス26のスタイラス27の今回の検
出変位量と前回の検出変位量との差である変位量差をな
らい平面の各軸について算出する。 〔S13〕算出した位置差と変位量差とを加算して、終
了した前回の移動区間における位置の増分量をならい平
面の各軸について算出する。 〔S14〕前回の移動区間におけるベクトル値を算出
し、このベクトル値を今回の移動区間におけるならい速
度方向とする。 〔S15〕算出されたベクトル値に基づいてEcおよび
Esを算出し、分配回路46に送る。 〔S16〕検出した位置および変位量を記憶する。
【0029】このように、本実施例では、定常状態にお
いてはスタイラス26が所定距離移動する毎に終了した
前回の移動区間の移動方向の移動ベクトル値を演算し、
その移動ベクトル値を今回のならいの送り速度方向とす
るようにしたので、従来のように補正速度成分を連続的
に求めてその補正速度成分の直角方向を送り速度方向と
するものと比べて、補正速度成分の発生によるならい送
り方向の微小変動を減少させることができる。特に、モ
デル面形状の変動が小さいときにはほぼ一定のならい送
り方向を得ることができ、正確なデジタイジングデータ
が得られる。
【0030】また、本実施例では、ならい動作開始時か
らトレーサヘッド26が所定距離移動完了するまでの割
り出し処理初期状態では、従来のならい制御を行うよう
にしたので、サンプリングデータがなくても正確ななら
い制御が可能である。これは、ならい動作開始時は、ス
タイラス27とモデル28との摩擦が小さいため、補正
速度成分の発生量が小さく、トレーサヘッド27はほぼ
モデル面に平行に移動するものと考えられるためであ
る。
【0031】なお、本実施例では、位置や変位量を検出
する所定周期としてトレーサヘッド26の移動距離が所
定距離移動するときと設定したが、これは所定時間とす
るようにしてもよい。また、所定距離の移動の判断にお
いては、トレーサヘッド26の3次元の合成移動距離で
あってもよいし、特定の軸方向への移動距離であっても
よい。
【0032】また、本実施例では、割出回路47におい
て、位置の今回と前回の検出値の差分と、変位量の今回
と前回の検出値の差分とを別個に算出し、各算出値を加
算することにより増分量を算出するようにしたが、位置
と変位量の今回の各検出値を加算した値と、位置と変位
量の前回の各検出値を加算した値とを別個に算出し、今
回の加算値から前回の加算値を減算するようにしてもよ
い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、所定周
期毎にならい平面の各軸について位置および変位量を検
出し、位置の前回読み出した値からの増分量を変位量の
前回検出された値からの増分量で補正して位置増分量と
して算出し、算出された位置増分量に基づいて前回の移
動区間の移動ベクトル値を算出し、算出された移動ベク
トル値を今回の移動区間におけるならい方向としてトレ
ーサヘッドの軸移動を制御するようにしたので、補正速
度成分の発生によるならい送り方向の微小変動を減少さ
せることができる。特に、モデル面形状の変動が小さい
ときにはほぼ一定のならい送り方向を得ることができ、
正確なデジタイジングデータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のならい制御方式の機能の概念を示す
ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例のならい・加工システムの構
成を示すブロック図である。
【図3】本実施例のならい制御方式の機能の具体的な構
成を示すブロック図である。
【図4】定常時の割り出し信号の求め方を示す図であ
る。
【図5】割出回路の機能部分における基本処理手順を示
すフローチャートである。
【図6】図5のステップS3の具体的な処理を示すフロ
ーチャートである。
【図7】スタイラスをモデル面に接触させてモデル面形
状をならう従来のならい制御方式を示す図である。
【符号の説明】
1 トレーサヘッド 1a スタイラス 2 モデル 3 位置検出手段 4 変位量検出手段 5 ならいデータ格納手段 6 位置増分量算出手段 7 移動ベクトル値算出手段 8 軸移動制御手段 10 ならい制御装置 20 ならい工作機械 11 プロセッサ 26 トレーサヘッド 27 スタイラス 28 モデル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年6月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような制御方式で
は、合成変位量εの方向ベクトル成分εxzがモデル7
2面の方線L11からズレる度に補正速度成分Vnを発
生させ、送り速度成分Vtを補正して補正送り速度Vs
を算出している。しかし、この補正はならい制御中は連
続して行われるので、スタイラス71の軌道に波がで
き、ならい通路が不安定になると同時に、デジタイジン
グデータが不正確になる虞があった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、より安定したならい動作とより正確なデジタ
イジングデータを得ることのできるならい制御方式を提
供することを目的とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】これにより、補正速度成分の発生によるな
らい送り方向の微小変動を減少させることができる。特
に、モデル面形状の変動が小さいときにはほぼ一定のな
らい送り方向を得ることができ、安定したならい動作と
正確なデジタイジングデータが得られる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本実施例のならい制御方式の機能の概念
を示すブロック図である。トレーサヘッド1がモデル2
面をならうと、位置検出手段3がトレーサヘッド1の位
置を検出し、変位量検出手段4がトレーサヘッド1に設
けられたスタイラス1aの変位量を検出すると、ならい
データ格納手段5が、検出された位置および変位量を所
定周期で格納する。位置増分量算出手段6は、所定周期
毎にならい平面の各軸について位置および変位量を検出
し、位置の前回検出された値からの増分量を変位量の前
回検出された値からの増分量で補正して位置増分量とし
て算出する。移動ベクトル値算出手段7は、算出された
位置増分量に基づいて前回の移動区間の移動ベクトル値
を算出し、軸移動制御手段が、算出された移動ベクト
ル値を今回の移動区間におけるならい方向とし、トレー
サヘッドの軸移動を制御する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】合成回路41では、各変位量εx、εyお
よびεzから合成変位量ε(ε=(εx2 +εy2 +ε
2 1/2 )を求めて演算器43に入力する。演算器4
3は、合成変位量εと予め設定された基準変位量ε0と
の差分Δε(Δε=ε−ε0)を演算して速度成分発生
回路44および45に入力する。速度成分発生回路44
は、スタイラス変位方向に対して直角方向の送り速度成
分(接線方向速度成分)Vtを発生し、分配回路46に
送る。また、速度成分発生回路45は、差分Δεに比例
させて、スタイラス変位方向の送り速度成分(法線方向
速度成分)Vnを発生し、分配回路46に送る。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】一方、切り換え回路42では、各変位量ε
x、εyおよびεzの中から予め図2のCRT/MDI
ユニット31で入力指令されたならい平面を形成する二
軸の変位量ε1、ε2を選択して割出回路47に入力す
る。割出回路47は、ならい動作の開始からトレーサヘ
ッド26が所定距離移動するまでは、変位量ε1および
ε2を用いた次式(1),(2)に基づいて、割り出し
信号EcおよびEsを求める。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】図5は割出回路47の機能部分における基
本処理手順を示すフローチャートである。 〔S1〕割り出し処理の条件が初期状態であるか否か、
すなわち、ならい動作の開始からのトレーサヘッド26
移動距離が所定距離以内であるか否かを判断し、そう
であればステップS2に進み、そうでなければステップ
S3に進む。 〔S2〕スタイラス2の変位方向と直角の方向を送り
速度成分Vtとするならい制御を実行する。 〔S3〕トレーサヘッド26が所定距離移動する毎に前
回の移動区間の移動方向のベクトルを演算し、そのベク
トル値を今回のならいの送り速度成分Vtとするならい
制御を実行する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】図6は図5のステップS3の具体的な処理
を示すフローチャートである。 〔S11〕トレーサヘッド26の今回の検出位置と前回
の検出位置との差である位置差をならい平面の各軸につ
いて算出する。 〔S12〕スタイラス27の今回の検出変位量と前回の
検出変位量との差である変位量差をならい平面の各軸に
ついて算出する。 〔S13〕算出した位置差と変位量差とを加算して、終
了した前回の移動区間における位置の増分量をならい平
面の各軸について算出する。 〔S14〕前回の移動区間におけるベクトル値を算出
し、このベクトル値を今回の移動区間におけるならい速
度方向とする。 〔S15〕算出されたベクトル値に基づいてEcおよび
Esを算出し、分配回路46に送る。 〔S16〕検出した位置および変位量を記憶する。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】このように、本実施例では、定常状態にお
いてはスタイラス26が所定距離移動する毎に終了した
前回の移動区間の移動方向の移動ベクトル値を演算し、
その移動ベクトル値を今回のならいの送り速度方向とす
るようにしたので、従来のように補正速度成分を連続的
に求めてその補正速度成分の直角方向を送り速度方向と
する方式と比べて、補正速度成分の発生によるならい送
り方向の微小変動を減少させることができる。特に、モ
デル面形状の変動が小さいときにはほぼ一定のならい送
り方向を得ることができ、正確なデジタイジングデータ
が得られる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】また、本実施例では、ならい動作開始時か
らトレーサヘッド26が所定距離移動完了するまでの割
り出し処理初期状態では、従来のならい制御を行うよう
にしたので、サンプリングデータがなくても正確ななら
い制御が可能である。これは、ならい動作開始時は、ス
タイラス27とモデル28との摩擦が小さいため、補正
速度成分の発生量が小さく、トレーサヘッド2はほぼ
モデル面に平行に移動するものと考えられるためであ
る。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、所定周
期毎にならい平面の各軸について位置および変位量を検
出し、位置の前回読み出した値からの増分量を変位量の
前回検出された値からの増分量で補正して位置増分量と
して算出し、算出された位置増分量に基づいて前回の移
動区間の移動ベクトル値を算出し、算出された移動ベク
トル値を今回の移動区間におけるならい方向としてトレ
ーサヘッドの軸移動を制御するようにしたので、補正速
度成分の発生によるならい送り方向の微小変動を減少さ
せることができる。特に、モデル面形状の変動が小さい
ときにはほぼ一定のならい送り方向を得ることができ、
安定した動作と正確なデジタイジングデータが得られ
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モデル面形状をならい測定するためのな
    らい制御方式において、 トレーサヘッドの位置を検出する位置検出手段と、 前記トレーサヘッドに設けられたスタイラスの変位量を
    検出する変位量検出手段と、 前記検出された位置および変位量を所定周期で格納する
    ならいデータ格納手段と、 前記所定周期毎にならい平面の各軸について前記位置お
    よび変位量を検出し、前記位置の前回検出された値から
    の増分量を前記変位量の前回検出された値からの増分量
    で補正して位置増分量として算出する位置増分量算出手
    段と、 前記算出された位置増分量に基づいて前回の移動区間の
    移動ベクトル値を算出する移動ベクトル値算出手段と、 前記算出された移動ベクトル値を今回の移動区間におけ
    るならい方向とし、前記トレーサヘッドの軸移動を制御
    する軸移動制御手段と、 を有することを特徴とするならい制御方式。
  2. 【請求項2】 前記所定周期は前記トレーサヘッドの移
    動距離に対応して設定されていることを特徴とする請求
    項1記載のならい制御方式。
  3. 【請求項3】 前記所定周期は前記トレーサヘッドの移
    動時間に対応して設定されていることを特徴とする請求
    項1記載のならい制御方式。
  4. 【請求項4】 軸移動制御手段は、前記ならい動作の初
    期状態では、前記スタイラスのならい平面への投影変位
    方向と直角の方向を前記ならい方向とするように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載のならい制御方
    式。
  5. 【請求項5】 前記位置増分量算出手段は、前記位置の
    今回と前回の検出値の差分と、前記変位量の今回と前回
    の検出値の差分とを別個に算出し、各算出値を加算する
    ように構成されていること特徴とする請求項1記載のな
    らい制御方式。
  6. 【請求項6】 前記位置増分量算出手段は、前記位置と
    前記変位量の今回の各検出値を加算した値と、前記位置
    と前記変位量の前回の各検出値を加算した値とを別個に
    算出し、前記今回の加算値から前記前回の加算値を減算
    するように構成されていること特徴とする請求項1記載
    のならい制御方式。
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