JPH074739B2 - デジタイジング方法 - Google Patents
デジタイジング方法Info
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- JPH074739B2 JPH074739B2 JP60144157A JP14415785A JPH074739B2 JP H074739 B2 JPH074739 B2 JP H074739B2 JP 60144157 A JP60144157 A JP 60144157A JP 14415785 A JP14415785 A JP 14415785A JP H074739 B2 JPH074739 B2 JP H074739B2
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- G05B2219/30—Nc systems
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- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はデジタイジング方法に係り、特に少なくとも１
軸を数値制御により移動制御すると共に、別の軸をなら
い制御により移動制御して物体の三次元形状を特定する
ための数値データを得るデジタイジング方法に関する。
軸を数値制御により移動制御すると共に、別の軸をなら
い制御により移動制御して物体の三次元形状を特定する
ための数値データを得るデジタイジング方法に関する。
＜従来技術＞ ならい制御によりモデル外形に沿ってトレーサヘッドを
移動させ、各制御軸の現在位置を所定時間毎にサンプリ
ングしてモデルの三次元形状を特定するデジタイジング
方法がある。たとえば、Ｘ−Ｙ平面においては数値制御
によりトレーサヘッドを移動させ、Ｚ軸方向にはならい
制御によりトレーサヘッドを移動させ、所定時間毎に各
制御軸の現在値をサンプリングして三次元形状をデジタ
イジングする。
移動させ、各制御軸の現在位置を所定時間毎にサンプリ
ングしてモデルの三次元形状を特定するデジタイジング
方法がある。たとえば、Ｘ−Ｙ平面においては数値制御
によりトレーサヘッドを移動させ、Ｚ軸方向にはならい
制御によりトレーサヘッドを移動させ、所定時間毎に各
制御軸の現在値をサンプリングして三次元形状をデジタ
イジングする。
ところで、かかる従来のデジタイジング方法において
は、数値制御軸については指令位置をそのまま現在位置
とするものであるが、ならい制御軸についてはフォロー
アップの手法で現在位置を得るものであった。
は、数値制御軸については指令位置をそのまま現在位置
とするものであるが、ならい制御軸についてはフォロー
アップの手法で現在位置を得るものであった。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、フォローアップによる現在位置監視方法におい
ては、軸を駆動するモータが所定量回転する毎に発生す
るパルスを計数して該軸方向の現在位置を監視するもの
である。換言すれば、従来のデジタイジング方法におけ
るならい制御軸の現在位置は実際の機械位置である。
ては、軸を駆動するモータが所定量回転する毎に発生す
るパルスを計数して該軸方向の現在位置を監視するもの
である。換言すれば、従来のデジタイジング方法におけ
るならい制御軸の現在位置は実際の機械位置である。
このため、従来のデジタイジング方法では数値制御軸は
指令位置、ならい制御軸は機械位置を示し、数値制御軸
とならい軸の位置間にサーボ系の遅れ分に相当する誤差
が存在し、精度の良いデジタイジングできない問題があ
った。
指令位置、ならい制御軸は機械位置を示し、数値制御軸
とならい軸の位置間にサーボ系の遅れ分に相当する誤差
が存在し、精度の良いデジタイジングできない問題があ
った。
以上から、本発明の目的は数値制御軸及びならい制御軸
の現在位置を共に機械位置とすることができ、精度の高
いデジタイジングができるデジタイジング方法を提供す
ることである。
の現在位置を共に機械位置とすることができ、精度の高
いデジタイジングができるデジタイジング方法を提供す
ることである。
＜問題点を解決するための手段＞ 図は本発明のデジタイジング方法を実現するシステムの
ブロック図である。
ブロック図である。
101は数値制御装置、 102はならい制御装置、 103Zはならい軸であるＺ軸のサーボ回路、 103X,103Yは数値制御軸であるY,Z軸のサーボ回路、 104X〜104Zはパルス分配器である。
数値制御装置101はならい制御軸（Ｚ軸）を駆動するモ
ータ（MZ）が所定角度回転する毎に発生するパルス（F
z）を用いてフォローアップの手法で該ならい制御軸の
現在位置を得ると共に、数値制御による指令位置からサ
ーボ系の遅れ量を減算して数値制御軸であるＸ軸及びＹ
軸の現在位置を得る。
ータ（MZ）が所定角度回転する毎に発生するパルス（F
z）を用いてフォローアップの手法で該ならい制御軸の
現在位置を得ると共に、数値制御による指令位置からサ
ーボ系の遅れ量を減算して数値制御軸であるＸ軸及びＹ
軸の現在位置を得る。
＜作用＞ 少なくとも１つの軸（X,Y軸）を数値制御により、他の
軸（Ｚ軸）をならい制御により移動制御すると共に、所
定時間毎に各軸の現在位置を読み取ることにより物体の
三次元形状を特定するための数値データを得るデジタイ
ジング方法である。
軸（Ｚ軸）をならい制御により移動制御すると共に、所
定時間毎に各軸の現在位置を読み取ることにより物体の
三次元形状を特定するための数値データを得るデジタイ
ジング方法である。
ならい制御においては速度が指令されるため指令位置と
いうものはなく、従って軸の現在位置は必ず機械位置に
なる。そこで、数値制御軸については指令位置からサー
ボ系の遅れ量を減算して機械位置を得、該機械位置を現
在位置とする。
いうものはなく、従って軸の現在位置は必ず機械位置に
なる。そこで、数値制御軸については指令位置からサー
ボ系の遅れ量を減算して機械位置を得、該機械位置を現
在位置とする。
尚、数値制御においてX,Y軸方向の指令位置Xa,Yaは所定
時間ΔＴ毎に発生する各軸の移動量をΔX,ΔＹとすれば
次式 Xa±ΔＸ→Xa,Ya±ΔＹ→Ya の演算をΔＴ毎に行うことにより得られる。又、各軸の
サーボ系の遅れは各軸サーボ回路103X,103Yに含まれる
誤差レジスタERx,ERyの内容Ex,Eyに一致する。
時間ΔＴ毎に発生する各軸の移動量をΔX,ΔＹとすれば
次式 Xa±ΔＸ→Xa,Ya±ΔＹ→Ya の演算をΔＴ毎に行うことにより得られる。又、各軸の
サーボ系の遅れは各軸サーボ回路103X,103Yに含まれる
誤差レジスタERx,ERyの内容Ex,Eyに一致する。
＜実施例＞ 図は本発明を実現するシステムのブロック図であり、Ｚ
軸をならい制御により、Ｘ及びＹ軸を数値制御により制
御する場合である。
軸をならい制御により、Ｘ及びＹ軸を数値制御により制
御する場合である。
101は数値制御装置（NC装置）、102はならい制御装置、
103X〜103Zは各軸サーボ回路、104X〜104Zはパルス分配
器である。
103X〜103Zは各軸サーボ回路、104X〜104Zはパルス分配
器である。
数値制御により制御されるＸ軸及びＹ軸のサーボ回路10
3X,103Yは全く同一の構成を有しており、それぞれ誤差
レジスタERx,ERy、DA変換器DCx,DCy、速度制御部VCx,VC
y、モータMx,My及びパルス発生器PGx,PGyで構成されて
いる。
3X,103Yは全く同一の構成を有しており、それぞれ誤差
レジスタERx,ERy、DA変換器DCx,DCy、速度制御部VCx,VC
y、モータMx,My及びパルス発生器PGx,PGyで構成されて
いる。
又、ならい制御により制御されるＺ軸のサーボ回路103Z
は誤差レジスタERz、合成回路ADC、DA変換器DCz、速度
制御部VCz、モータMz及びパルス発生器PGzで構成されて
いる。尚、ならい軸がＺ軸であるため誤差レジスタERz
の内容は×印部でゲートされ合成回路ADCには入力され
ない。
は誤差レジスタERz、合成回路ADC、DA変換器DCz、速度
制御部VCz、モータMz及びパルス発生器PGzで構成されて
いる。尚、ならい軸がＺ軸であるため誤差レジスタERz
の内容は×印部でゲートされ合成回路ADCには入力され
ない。
デジタイジングの起動がかかれば、NC装置101のプロセ
ッサ101aはメモリ101bから予め記憶されている通路デー
タ（NCデータ）を読み取り、周知の方法で所定時間ΔＴ
の間に移動すべきX,Y軸方向の移動量ΔX,ΔＹを演算
し、該移動量ΔX,ΔＹを該所定時間ΔＴ毎にパルス分配
器104X,104Yに入力する。
ッサ101aはメモリ101bから予め記憶されている通路デー
タ（NCデータ）を読み取り、周知の方法で所定時間ΔＴ
の間に移動すべきX,Y軸方向の移動量ΔX,ΔＹを演算
し、該移動量ΔX,ΔＹを該所定時間ΔＴ毎にパルス分配
器104X,104Yに入力する。
尚、直線移動の場合現在位置から目標位置迄のインクリ
メンタル値をXi，YI、指令移動速度をＦとすれば次式 によりΔX,ΔＹが演算される。
メンタル値をXi，YI、指令移動速度をＦとすれば次式 によりΔX,ΔＹが演算される。
パルス分配器104X,104Yは移動量ΔX,ΔＹに基づいてパ
ルス分配演算を実行して分配パルスPX，PYを誤差レジス
タERx,ERyに入力する。誤差レジスタERx,ERyは分配パル
スPX，PYが発生する毎に１づつその内容Exをカウントア
ップし、移動方向が負方向の場合には分配パルスPX，PY
が発生する毎に１づつ内容Exをカウントダウンする。誤
差レジスタERx,ERyの内容Ex,EyはDA変換器DCx,DCyによ
りアナログの速度電圧に変換され、該速度電圧は速度制
御部VCx,VCyに入力されてモータMx,Myを駆動する。モー
タMx,Myが所定角度回転する毎にパルス発生器PGx,PGyか
ら１個の位置パルスFX，FYが発生し、該位置パルスは誤
差レジスタERx,ERyにフィードバックされる。誤差レジ
スタERx,ERyは正方向移動の場合には位置パルスFX，FY
が発生する毎に１づつ内容Ex,Eyをカウントダウンし、
負方向移動の場合にはFX，FYが発生する毎に１づつ内容
をカウントアップする。この結果、定常状態時には誤差
レジスタERx,ERyの内容Ex,Eyが一定になりモータMx,My
は一定速度で回転し、又可動部は一定速度で移動する。
尚、誤差レジスタERx,ERyの内容Ex,Eyはサーボ系の遅れ
量である。
ルス分配演算を実行して分配パルスPX，PYを誤差レジス
タERx,ERyに入力する。誤差レジスタERx,ERyは分配パル
スPX，PYが発生する毎に１づつその内容Exをカウントア
ップし、移動方向が負方向の場合には分配パルスPX，PY
が発生する毎に１づつ内容Exをカウントダウンする。誤
差レジスタERx,ERyの内容Ex,EyはDA変換器DCx,DCyによ
りアナログの速度電圧に変換され、該速度電圧は速度制
御部VCx,VCyに入力されてモータMx,Myを駆動する。モー
タMx,Myが所定角度回転する毎にパルス発生器PGx,PGyか
ら１個の位置パルスFX，FYが発生し、該位置パルスは誤
差レジスタERx,ERyにフィードバックされる。誤差レジ
スタERx,ERyは正方向移動の場合には位置パルスFX，FY
が発生する毎に１づつ内容Ex,Eyをカウントダウンし、
負方向移動の場合にはFX，FYが発生する毎に１づつ内容
をカウントアップする。この結果、定常状態時には誤差
レジスタERx,ERyの内容Ex,Eyが一定になりモータMx,My
は一定速度で回転し、又可動部は一定速度で移動する。
尚、誤差レジスタERx,ERyの内容Ex,Eyはサーボ系の遅れ
量である。
以上の制御と並行して、NC装置101のプロセッサ101aは
所定時間ΔＴ毎に次式 Xa±ΔＸ→Xa Ya±ΔＹ→Ya Xr−ΔＸ→Xr Yr−ΔＹ→Yr の演算を実行してＸ軸及びＹ軸の指令位置Xa,Ya及び現
ブロックの残移動量Xr,Yr（初期値はインクリメンタル
値Xi，Yiである）を更新すると共に、誤差レジスタERx,
ERyの内容Ex,Eyを読み取って次式 Xa−Ex→Xa′ （１） Ya−Ey→Ya′ （２） によりＸ軸及びＹ軸の現在位置Xa′、Ya′を演算してメ
モリ101bに記憶する。すなわち、Xa′,Ya′が所定時間
ΔＴ毎のX,Y軸方向の実際の機械位置となる。
所定時間ΔＴ毎に次式 Xa±ΔＸ→Xa Ya±ΔＹ→Ya Xr−ΔＸ→Xr Yr−ΔＹ→Yr の演算を実行してＸ軸及びＹ軸の指令位置Xa,Ya及び現
ブロックの残移動量Xr,Yr（初期値はインクリメンタル
値Xi，Yiである）を更新すると共に、誤差レジスタERx,
ERyの内容Ex,Eyを読み取って次式 Xa−Ex→Xa′ （１） Ya−Ey→Ya′ （２） によりＸ軸及びＹ軸の現在位置Xa′、Ya′を演算してメ
モリ101bに記憶する。すなわち、Xa′,Ya′が所定時間
ΔＴ毎のX,Y軸方向の実際の機械位置となる。
そして、Xr＝Yr＝０となる迄、上記処理を繰り返しXr＝
Yr＝０となれば次のNCデータを読み取って同様の処理を
行う。
Yr＝０となれば次のNCデータを読み取って同様の処理を
行う。
さて、上記の数値制御によりトレーサヘッドがＸ−Ｙ平
面上を図示しないモデルの外形に沿って移動すると、該
トレーサヘッドはモデルの形状に応じた各軸の変位
εX，εY，εZを発生してならい制御装置102に入力す
る。ならい制御装置102は周知のならい演算を行ってＺ
軸方向の速度指令Vz（デジタル値）を演算し、該速度指
令Vzを合成回路ADCを介してDA変換器DCzに入力する。DA
変換器DCzは入力された速度指令Vzをアナログ値に変換
して速度制御部VCzに入力し、モータMzを回転しトレー
サヘッドをＺ軸方向に移動させる。
面上を図示しないモデルの外形に沿って移動すると、該
トレーサヘッドはモデルの形状に応じた各軸の変位
εX，εY，εZを発生してならい制御装置102に入力す
る。ならい制御装置102は周知のならい演算を行ってＺ
軸方向の速度指令Vz（デジタル値）を演算し、該速度指
令Vzを合成回路ADCを介してDA変換器DCzに入力する。DA
変換器DCzは入力された速度指令Vzをアナログ値に変換
して速度制御部VCzに入力し、モータMzを回転しトレー
サヘッドをＺ軸方向に移動させる。
数値制御101のプロセッサはかかるならい制御装置102に
よるならい制御に並行してフォロウアップの手法でＺ軸
の現在位置を監視する。今、ならい制御装置102からの
速度指令VzによりモータMzが正回転して、パルス発生器
PGzから所定時間ΔＴの間にN1個の位置パルスFZが発生
したとすると誤差レジスタERzの計数値（初期値は零）
は−N1となる。この誤差レジスタERzの計数値−N1は所
定時間ΔＴ毎にNC装置101のプロセッサ101aに読み取ら
れる。そして、NC装置101のプロセッサはメモリ101bに
記憶しているＺ軸の現在位置Za′を次式 Za′＋N1→Za′ により更新すると共に、数値N1をパスル分配器104Zに入
力する。パスル分配器104ZはN1が指令されれば直ちにパ
ルス分配演算を行い所定時間ΔＴ経過前にN1個の分配パ
ルスPZを出力する。分配パルスPZは誤差レジスタERzに
入力され、誤差レジスタERzはその内容を正方向に１づ
つ更新する。従って、モータMzがN1個のパルス発生後停
止すればパルス分配器104ZからN1個のパルス発生により
誤差レジスタERzの内容は零となる。しかしながら、モ
ータMzが回転を継続していれば上記パルス分配演算と並
行して誤差レジスタERzの減算端子に位置パルスFZが依
然として入力され、その内容を負方向に１づつ更新して
いるから、パルス分配器104ZからN1個のパルスが発生し
ても零にはならない。すなわち、誤差レジスタERzから
その計数値−N1が読み取られたサンプリング時刻をt1、
次のサンプリング時刻t2（＝t1＋ΔＴ）迄にパルス分配
器104zからN1個のパルスPZが発生し、かつN2個の位置パ
ルスFZが発生するものとすれば、時刻t2において誤差レ
ジスタERzの内容は-N2となる。NC装置101のプロセッサ
はサンプリング時刻t2に誤差レジスタERzの計数-N2を再
び読み取り、 Za′＋N2→Za′ の加算演算を行って現在位置Za′を更新すると共に数値
N2をパルス分配器104Zに指令する。以後、所定時刻毎に
プロセッサは誤差レジスタERzの計数値-Ni（ｉ＝1,2,…
…）を読み取り、 Za′＋N1→Za′ （３） の加算演算を行うと共に、数値Niをパルス分配器104Zに
入力する。以後、上記動作を繰り返すことにより常時現
在位置Za′がリアルタイムで更新されることになる。
よるならい制御に並行してフォロウアップの手法でＺ軸
の現在位置を監視する。今、ならい制御装置102からの
速度指令VzによりモータMzが正回転して、パルス発生器
PGzから所定時間ΔＴの間にN1個の位置パルスFZが発生
したとすると誤差レジスタERzの計数値（初期値は零）
は−N1となる。この誤差レジスタERzの計数値−N1は所
定時間ΔＴ毎にNC装置101のプロセッサ101aに読み取ら
れる。そして、NC装置101のプロセッサはメモリ101bに
記憶しているＺ軸の現在位置Za′を次式 Za′＋N1→Za′ により更新すると共に、数値N1をパスル分配器104Zに入
力する。パスル分配器104ZはN1が指令されれば直ちにパ
ルス分配演算を行い所定時間ΔＴ経過前にN1個の分配パ
ルスPZを出力する。分配パルスPZは誤差レジスタERzに
入力され、誤差レジスタERzはその内容を正方向に１づ
つ更新する。従って、モータMzがN1個のパルス発生後停
止すればパルス分配器104ZからN1個のパルス発生により
誤差レジスタERzの内容は零となる。しかしながら、モ
ータMzが回転を継続していれば上記パルス分配演算と並
行して誤差レジスタERzの減算端子に位置パルスFZが依
然として入力され、その内容を負方向に１づつ更新して
いるから、パルス分配器104ZからN1個のパルスが発生し
ても零にはならない。すなわち、誤差レジスタERzから
その計数値−N1が読み取られたサンプリング時刻をt1、
次のサンプリング時刻t2（＝t1＋ΔＴ）迄にパルス分配
器104zからN1個のパルスPZが発生し、かつN2個の位置パ
ルスFZが発生するものとすれば、時刻t2において誤差レ
ジスタERzの内容は-N2となる。NC装置101のプロセッサ
はサンプリング時刻t2に誤差レジスタERzの計数-N2を再
び読み取り、 Za′＋N2→Za′ の加算演算を行って現在位置Za′を更新すると共に数値
N2をパルス分配器104Zに指令する。以後、所定時刻毎に
プロセッサは誤差レジスタERzの計数値-Ni（ｉ＝1,2,…
…）を読み取り、 Za′＋N1→Za′ （３） の加算演算を行うと共に、数値Niをパルス分配器104Zに
入力する。以後、上記動作を繰り返すことにより常時現
在位置Za′がリアルタイムで更新されることになる。
以上により、所定時間ΔＴ毎に（１）〜（３）式の演算
を行うことにより各軸現在位置（実際の機械位置）X
a′、Ya′、Za′が順次サンプリングされてNC装置101の
メモリ101bに記憶され、モデルの三次元形状が該メモリ
に生成される。そして、生成された三次元形状データは
必要に応じて出力される。
を行うことにより各軸現在位置（実際の機械位置）X
a′、Ya′、Za′が順次サンプリングされてNC装置101の
メモリ101bに記憶され、モデルの三次元形状が該メモリ
に生成される。そして、生成された三次元形状データは
必要に応じて出力される。
尚、以上ではNC装置101とならい制御装置102を別個に設
けたが、１つにまとめてもよい。更に、数値制御軸の移
動速度はNCデータで与えられるものとして説明したが、
各軸変位εX，εY，εZを用いて通常のならい演算によ
り求めた速度Vx,VyをＸ軸及びＹ軸方向の移動速度とし
てもよい。
けたが、１つにまとめてもよい。更に、数値制御軸の移
動速度はNCデータで与えられるものとして説明したが、
各軸変位εX，εY，εZを用いて通常のならい演算によ
り求めた速度Vx,VyをＸ軸及びＹ軸方向の移動速度とし
てもよい。
＜発明の効果＞ 以上本発明によれば、ならい制御軸を駆動するモータが
所定角度回転する毎に発生するパルスを計数して該なら
い制御軸の現在位置を得ると共に、指令位置からターボ
遅れ量を減算して数値制御軸の現在位置を得るように構
成したから、各軸の現在位置をすべて実際の機械位置と
することができ精度の高い三次元形状のデジタイジング
ができる。
所定角度回転する毎に発生するパルスを計数して該なら
い制御軸の現在位置を得ると共に、指令位置からターボ
遅れ量を減算して数値制御軸の現在位置を得るように構
成したから、各軸の現在位置をすべて実際の機械位置と
することができ精度の高い三次元形状のデジタイジング
ができる。
図は本発明を実現するシステムのブロック図である。 101……NC装置、102……ならい制御装置、103X〜103Z…
…サーボ回路、104X〜104Z……パルス分配器、ERx〜ERz
……誤差レジスタ、DCx〜DCz……DA変換器、Mx〜Mz……
モータ、PGx〜PGz……パルス発生器
…サーボ回路、104X〜104Z……パルス分配器、ERx〜ERz
……誤差レジスタ、DCx〜DCz……DA変換器、Mx〜Mz……
モータ、PGx〜PGz……パルス発生器
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも１つの軸を数値制御により、他
の軸をならい制御により移動制御すると共に、各軸の現
在位置を監視することにより物体の三次元形状を特定す
るための数値データを得るデジタイジング方法におい
て、ならい制御軸を駆動するモータが所定角度回転する
毎に発生するパルスを計数して該ならい制御軸の現在位
置を得ると共に、指令位置からサーボ遅れ量を減算して
数値制御軸の現在位置を得ることを特徴とするデジタイ
ジング方法。 - 【請求項２】前記パルスをモータの回転方向に応じて計
数すると共に、該パルスの計数方向と逆方向に分配パル
スを計数する計数手段を設け、該計数手段の計数値Niを
所定時間毎に読み取って機械の現在位置Za′をZa′＋Ni
→Za′により更新すると共に、計数値Niに相当する分配
パルスを発生することを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載のデジタイジング方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60144157A JPH074739B2 (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | デジタイジング方法 |
| EP86904362A EP0227842B1 (en) | 1985-07-01 | 1986-07-01 | Digitizing method |
| PCT/JP1986/000339 WO1987000266A1 (fr) | 1985-07-01 | 1986-07-01 | Procede de numerisation |
| KR1019870700172A KR920000790B1 (ko) | 1985-07-01 | 1986-07-01 | 디지타이징 방법 |
| US07/031,559 US4814998A (en) | 1985-07-01 | 1986-07-01 | Digitizing method |
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