JPH0825185A - ならい制御方式 - Google Patents
ならい制御方式Info
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- JPH0825185A JPH0825185A JP17082394A JP17082394A JPH0825185A JP H0825185 A JPH0825185 A JP H0825185A JP 17082394 A JP17082394 A JP 17082394A JP 17082394 A JP17082394 A JP 17082394A JP H0825185 A JPH0825185 A JP H0825185A
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- angle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モデル面形状を測定するためのならい制御方
式において、モデル面との摩擦の影響を補正してより正
確なデジタイジングデータが得られるようにする。 【構成】 角度差算出手段５は、トレーサヘッド１の位
置およびスタイラス１ａの変位量に基づいて所定区間の
ならい方向のベクトルを算出し、そのベクトルに垂直な
方向の角度とスタイラスの変位角度との角度差を算出す
る。そして、この算出された角度差を角度差記憶手段６
が記憶する。割り出し手段７は、角度差記憶手段６から
角度差を読み出し、スタイラス１ａの現在の変位角度を
角度差で補正し、その補正した変位角度に基づいて割り
出し信号を生成する。割り出し信号およびスタイラスの
変位量等に基づいて送り速度算出手段８が送り速度を算
出すると、軸移動制御手段９がその送り速度に応じてト
レーサヘッド１の軸移動を制御する。
式において、モデル面との摩擦の影響を補正してより正
確なデジタイジングデータが得られるようにする。 【構成】 角度差算出手段５は、トレーサヘッド１の位
置およびスタイラス１ａの変位量に基づいて所定区間の
ならい方向のベクトルを算出し、そのベクトルに垂直な
方向の角度とスタイラスの変位角度との角度差を算出す
る。そして、この算出された角度差を角度差記憶手段６
が記憶する。割り出し手段７は、角度差記憶手段６から
角度差を読み出し、スタイラス１ａの現在の変位角度を
角度差で補正し、その補正した変位角度に基づいて割り
出し信号を生成する。割り出し信号およびスタイラスの
変位量等に基づいて送り速度算出手段８が送り速度を算
出すると、軸移動制御手段９がその送り速度に応じてト
レーサヘッド１の軸移動を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモデル面形状を測定する
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。
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６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６２面を
スタイラス６１の先端でならっていく際、スタイラス６
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、ならい速度Ｖｓを決定する。このな
らい速度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。
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６２面を
スタイラス６１の先端でならっていく際、スタイラス６
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、ならい速度Ｖｓを決定する。このな
らい速度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。ただし、図６では、Ｖｎ＜０の
場合が示してある。
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。ただし、図６では、Ｖｎ＜０の
場合が示してある。
【０００４】このように、ならい制御中は、速度成分Ｖ
１およびＶ２が常時求められ、これに従ってスタイラス
６１が移動制御される。
１およびＶ２が常時求められ、これに従ってスタイラス
６１が移動制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スタイラス
６１とモデル６２面との間では、常に摩擦が生じてい
る。このため、スタイラス６１の合成変位量εの方向ベ
クトル成分εｘｚは、モデル６２面の法線方向に一致し
ない。しかし、従来のならい制御方式では、この摩擦を
考慮した制御を行っていないため、補正速度成分Ｖｎが
モデル面から離れるように発生する傾向にあり、摩擦が
大きい場合には正確なならい送り方向算出ができなかっ
た。
６１とモデル６２面との間では、常に摩擦が生じてい
る。このため、スタイラス６１の合成変位量εの方向ベ
クトル成分εｘｚは、モデル６２面の法線方向に一致し
ない。しかし、従来のならい制御方式では、この摩擦を
考慮した制御を行っていないため、補正速度成分Ｖｎが
モデル面から離れるように発生する傾向にあり、摩擦が
大きい場合には正確なならい送り方向算出ができなかっ
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、より正確なならい送り方向算出ができるなら
い制御方式を提供することを目的とする。
のであり、より正確なならい送り方向算出ができるなら
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、前記トレーサ
ヘッドの位置およびスタイラスの変位量に基づいて所定
区間のならい方向のベクトルを算出し、前記ベクトルに
垂直な方向の角度と前記スタイラスの変位角度との角度
差を算出する角度差算出手段と、前記算出された角度差
を記憶する角度差記憶手段と、前記角度差記憶手段から
前記角度差を読み出し、前記スタイラスの現在の変位角
度を前記角度差で補正し、前記補正した変位角度に基づ
いて割り出し信号を生成する割り出し手段と、前記割り
出し信号および前記スタイラスの変位量等に基づいて送
り速度を算出する送り速度算出手段と、前記送り速度に
応じて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。
決するために、モデル面形状を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、前記トレーサ
ヘッドの位置およびスタイラスの変位量に基づいて所定
区間のならい方向のベクトルを算出し、前記ベクトルに
垂直な方向の角度と前記スタイラスの変位角度との角度
差を算出する角度差算出手段と、前記算出された角度差
を記憶する角度差記憶手段と、前記角度差記憶手段から
前記角度差を読み出し、前記スタイラスの現在の変位角
度を前記角度差で補正し、前記補正した変位角度に基づ
いて割り出し信号を生成する割り出し手段と、前記割り
出し信号および前記スタイラスの変位量等に基づいて送
り速度を算出する送り速度算出手段と、前記送り速度に
応じて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】位置検出手段はトレーサヘッドの位置を検出
し、一方、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。角度差算出手段は、
トレーサヘッドの位置およびスタイラスの変位量に基づ
いて所定区間のならい方向のベクトルを算出し、そのベ
クトルに垂直な方向の角度とスタイラスの変位角度との
角度差を算出する。そして、この算出された角度差を角
度差記憶手段が記憶する。割り出し手段は、角度差記憶
手段から角度差を読み出し、スタイラスの現在の変位角
度を角度差で補正し、その補正した変位角度に基づいて
割り出し信号を生成する。割り出し信号およびスタイラ
スの変位量等に基づいて送り速度算出手段が送り速度を
算出すると、軸移動制御手段がその送り速度に応じてト
レーサヘッドの軸移動を制御する。
し、一方、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。角度差算出手段は、
トレーサヘッドの位置およびスタイラスの変位量に基づ
いて所定区間のならい方向のベクトルを算出し、そのベ
クトルに垂直な方向の角度とスタイラスの変位角度との
角度差を算出する。そして、この算出された角度差を角
度差記憶手段が記憶する。割り出し手段は、角度差記憶
手段から角度差を読み出し、スタイラスの現在の変位角
度を角度差で補正し、その補正した変位角度に基づいて
割り出し信号を生成する。割り出し信号およびスタイラ
スの変位量等に基づいて送り速度算出手段が送り速度を
算出すると、軸移動制御手段がその送り速度に応じてト
レーサヘッドの軸移動を制御する。
【０００９】
【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機能の概念図
である。位置検出手段３はトレーサヘッド１の位置を検
出し、一方、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。角度差算
出手段５は、トレーサヘッド１の位置およびスタイラス
１ａの変位量に基づいて所定区間のならい方向のベクト
ルを算出し、そのベクトルに垂直な方向の角度とスタイ
ラスの変位角度との角度差を算出する。そして、この算
出された角度差を角度差記憶手段６が記憶する。
明する。図１は本実施例のならい制御方式機能の概念図
である。位置検出手段３はトレーサヘッド１の位置を検
出し、一方、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。角度差算
出手段５は、トレーサヘッド１の位置およびスタイラス
１ａの変位量に基づいて所定区間のならい方向のベクト
ルを算出し、そのベクトルに垂直な方向の角度とスタイ
ラスの変位角度との角度差を算出する。そして、この算
出された角度差を角度差記憶手段６が記憶する。
【００１０】割り出し手段７は、角度差記憶手段６から
角度差を読み出し、スタイラス１ａの現在の変位角度を
角度差で補正し、その補正した変位角度に基づいて割り
出し信号を生成する。割り出し信号およびスタイラスの
変位量等に基づいて送り速度算出手段８が送り速度を算
出すると、軸移動制御手段９がその送り速度に応じてト
レーサヘッド１の軸移動を制御する。これによりモデル
２面形状データが測定される。
角度差を読み出し、スタイラス１ａの現在の変位角度を
角度差で補正し、その補正した変位角度に基づいて割り
出し信号を生成する。割り出し信号およびスタイラスの
変位量等に基づいて送り速度算出手段８が送り速度を算
出すると、軸移動制御手段９がその送り速度に応じてト
レーサヘッド１の軸移動を制御する。これによりモデル
２面形状データが測定される。
【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。
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。
【００１２】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、ならい平面、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１
４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。さらに、不揮発性メモリ１４には、後述する角度差
Δθが格納される。
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、ならい平面、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１
４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。さらに、不揮発性メモリ１４には、後述する角度差
Δθが格納される。
【００１３】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およびびεｚを検出し、その
変位量に応じたアナログ信号をインタフェース（ＩＮ
Ｔ）１８に送る。インタフェース１８は各アナログ信号
をディジタル信号に変換してプロセッサ１１側に送る。
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およびびεｚを検出し、その
変位量に応じたアナログ信号をインタフェース（ＩＮ
Ｔ）１８に送る。インタフェース１８は各アナログ信号
をディジタル信号に変換してプロセッサ１１側に送る。
【００１４】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、ならい平面、およ
びならい速度に基づいて、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、１
６ｙ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２２ｘ、２２ｙおよび２２
ｚが駆動される。
びεｚと、指令されたならいモード、ならい平面、およ
びならい速度に基づいて、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、１
６ｙ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２２ｘ、２２ｙおよび２２
ｚが駆動される。
【００１５】これにより、トレーサヘッド２６が移動す
ると共にテーブル２１がＸ軸および紙面と直角なＹ軸方
向に移動する。このとき、トレーサヘッド２６とモデル
２８間の相対的位置関係は、一定に保たれるように制御
される。そして、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。
ると共にテーブル２１がＸ軸および紙面と直角なＹ軸方
向に移動する。このとき、トレーサヘッド２６とモデル
２８間の相対的位置関係は、一定に保たれるように制御
される。そして、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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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、ならい平面、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
い平面、ならい速度等は、インタフェース３２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。
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、ならい平面、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
い平面、ならい速度等は、インタフェース３２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。
【００１８】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。
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。
【００１９】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ε
ｘ、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、εｙ
およびεｚは、合成回路４１および切換回路４２に入力
される。
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ε
ｘ、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、εｙ
およびεｚは、合成回路４１および切換回路４２に入力
される。
【００２０】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＝（εｘ 2 ＋εｙ2 ＋ε
ｚ2 ）1/2 を求めて演算器４３に入力する。演算器４３
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＝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Δ
ε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Δ
εに比例させて、スタイラス変位方向の補正速度成分
（法線方向速度成分）Ｖｎを発生し、分配回路４６に送
る。
よびεｚから合成変位量ε＝（εｘ 2 ＋εｙ2 ＋ε
ｚ2 ）1/2 を求めて演算器４３に入力する。演算器４３
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＝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Δ
ε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Δ
εに比例させて、スタイラス変位方向の補正速度成分
（法線方向速度成分）Ｖｎを発生し、分配回路４６に送
る。
【００２１】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、ならい動作開始から所定距離だけ移動す
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。
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、ならい動作開始から所定距離だけ移動す
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。
【００２２】 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６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ε
ｘ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。
間でつくる角度θと同じものである。この場合ε１がε
ｘ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。
【００２３】また、割出回路４７には、位置検出手段４
９で検出された各サーボモータ２２ｘ、２２ｙ、２２ｚ
の現在の位置のデータが送られる。割出回路４７は、こ
れらのデータに基づいて、ならい動作開始から所定距離
移動する間に、後述する手法により角度差Δθを算出
し、不揮発性メモリ１４に格納する。
９で検出された各サーボモータ２２ｘ、２２ｙ、２２ｚ
の現在の位置のデータが送られる。割出回路４７は、こ
れらのデータに基づいて、ならい動作開始から所定距離
移動する間に、後述する手法により角度差Δθを算出
し、不揮発性メモリ１４に格納する。
【００２４】図４は角度差Δθの算出手順を示す図であ
る。まず、所定区間の点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶベクトルＢ
１を求め、さらに、各点Ｐ１、Ｐ２にそれぞれのスタイ
ラス変位量をベクトル加算した点Ｐ１ａ、Ｐ２ａを結ぶ
ベクトルＢ１ａを求める。このとき、ベクトルＢ１ａに
直角なベクトルをＢ２とすると、これは点Ｐ２における
モデル面２８ａの法線ベクトルとほぼ同じ向きとなる。
通常、モデル面２８ａとの摩擦のため、スタイラス２７
の変位はベクトルＢ３（εｘｚ）となる。従来の制御方
式では、このベクトルＢ３に直角の方向のベクトルＢ３
ａを送り方向としていた。このため、実際のモデル面２
８ａの接線方向とはズレた向きを送り方向としてしまっ
ていた。
る。まず、所定区間の点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶベクトルＢ
１を求め、さらに、各点Ｐ１、Ｐ２にそれぞれのスタイ
ラス変位量をベクトル加算した点Ｐ１ａ、Ｐ２ａを結ぶ
ベクトルＢ１ａを求める。このとき、ベクトルＢ１ａに
直角なベクトルをＢ２とすると、これは点Ｐ２における
モデル面２８ａの法線ベクトルとほぼ同じ向きとなる。
通常、モデル面２８ａとの摩擦のため、スタイラス２７
の変位はベクトルＢ３（εｘｚ）となる。従来の制御方
式では、このベクトルＢ３に直角の方向のベクトルＢ３
ａを送り方向としていた。このため、実際のモデル面２
８ａの接線方向とはズレた向きを送り方向としてしまっ
ていた。
【００２５】そこで、本実施例では、この摩擦に影響さ
れたベクトルＢ３と理想の方向のベクトルをＢ２との角
度差Δθを演算する。この角度差Δθは、Ｘ軸に対する
ベクトルＢ３の角度をθ２、ベクトルＢ２の角度をθ１
とすると、 Δθ＝θ２−θ１ と表すことができる。割出回路４７は、この算出された
Δθを不揮発性メモリ１４に格納する。そして、角度差
Δθの演算以後は、前述の式（１）、（２）で求めた割
り出し信号ＥｃおよびＥｓのθをθ−Δθに代えて補正
する。すなわち、補正された割り出し信号ＥｃおよびＥ
ｓは、それぞれ次式（３）、（４）で求められる。
れたベクトルＢ３と理想の方向のベクトルをＢ２との角
度差Δθを演算する。この角度差Δθは、Ｘ軸に対する
ベクトルＢ３の角度をθ２、ベクトルＢ２の角度をθ１
とすると、 Δθ＝θ２−θ１ と表すことができる。割出回路４７は、この算出された
Δθを不揮発性メモリ１４に格納する。そして、角度差
Δθの演算以後は、前述の式（１）、（２）で求めた割
り出し信号ＥｃおよびＥｓのθをθ−Δθに代えて補正
する。すなわち、補正された割り出し信号ＥｃおよびＥ
ｓは、それぞれ次式（３）、（４）で求められる。
【００２６】 図３に戻り、分配回路４６は、このように算出された割
り出し信号Ｅｃ、Ｅｓと、送り速度信号Ｖｔおよび補正
速度成分Ｖｎを用いて次式（５）、（６）を演算する。
り出し信号Ｅｃ、Ｅｓと、送り速度信号Ｖｔおよび補正
速度成分Ｖｎを用いて次式（５）、（６）を演算する。
【００２７】 Ｖ１＝Ｖｔ×Ｅｓ＋Ｖｎ×Ｅｃ ・・・（５） Ｖ２＝−Ｖｔ×Ｅｃ＋Ｖｎ×Ｅｓ ・・・（６） ここで、Ｖ１およびＶ２は、ならい平面の二軸の速度成
分である。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Ｖ
ｘ、ＶｙおよびＶｚとして出力され、サーボアンプ１６
ｘ、１６ｙおよび１６ｚによって増幅される。
分である。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Ｖ
ｘ、ＶｙおよびＶｚとして出力され、サーボアンプ１６
ｘ、１６ｙおよび１６ｚによって増幅される。
【００２８】そして、サーボアンプ１６ｘおよび１６ｙ
の出力によってサーボモータ２２ｘおよび２２ｙが駆動
され、図２で示したテーブル２１が移動する。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。
の出力によってサーボモータ２２ｘおよび２２ｙが駆動
され、図２で示したテーブル２１が移動する。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。
【００２９】図５はこのようなならい制御を行うための
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〕軸移動開始からトレーサヘッド２６が所定距離
だけ移動したか否かを判断し、移動すればステップＳ３
に進み、そうでなければステップＳ２に進む。 〔Ｓ２〕通常の軸の移動制御を行う。 〔Ｓ３〕角度差Δθを算出する。 〔Ｓ４〕角度差Δθに基づいて軸の移動制御を行う。
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〕軸移動開始からトレーサヘッド２６が所定距離
だけ移動したか否かを判断し、移動すればステップＳ３
に進み、そうでなければステップＳ２に進む。 〔Ｓ２〕通常の軸の移動制御を行う。 〔Ｓ３〕角度差Δθを算出する。 〔Ｓ４〕角度差Δθに基づいて軸の移動制御を行う。
【００３０】このように、本実施例では、角度差Δθを
算出し、この角度差Δθでスタイラス２７の変位方向の
ベクトルＢ３を補正するようにしたので、スタイラス２
７のモデル面２８ａとの摩擦による変位誤差を補正する
ことができ、より正確なならい送り方向算出が可能とな
る。
算出し、この角度差Δθでスタイラス２７の変位方向の
ベクトルＢ３を補正するようにしたので、スタイラス２
７のモデル面２８ａとの摩擦による変位誤差を補正する
ことができ、より正確なならい送り方向算出が可能とな
る。
【００３１】なお、本実施例では、角度差Δθの算出を
ならい開始時に行うようにしたが、予め角度差Δθを算
出用のならい操作を行い、そのデータのみを不揮発性メ
モリ１４に格納しておくようにしてもよい。
ならい開始時に行うようにしたが、予め角度差Δθを算
出用のならい操作を行い、そのデータのみを不揮発性メ
モリ１４に格納しておくようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、トレー
サヘッドの位置およびスタイラスの変位量に基づいて所
定区間のならい方向のベクトルを算出し、そのベクトル
に垂直な方向の角度とスタイラスの変位角度との角度差
を算出して記憶しておき、スタイラスの現在の変位角度
を記憶してある角度差で補正し、その補正した変位角度
に基づいて割り出し信号、および送り速度を算出してト
レーサヘッドの軸移動を制御するようにしたので、スタ
イラスのモデル面との摩擦による変位誤差を補正するこ
とができ、より正確なならい送り方向算出が可能とな
る。
サヘッドの位置およびスタイラスの変位量に基づいて所
定区間のならい方向のベクトルを算出し、そのベクトル
に垂直な方向の角度とスタイラスの変位角度との角度差
を算出して記憶しておき、スタイラスの現在の変位角度
を記憶してある角度差で補正し、その補正した変位角度
に基づいて割り出し信号、および送り速度を算出してト
レーサヘッドの軸移動を制御するようにしたので、スタ
イラスのモデル面との摩擦による変位誤差を補正するこ
とができ、より正確なならい送り方向算出が可能とな
る。
【図１】本実施例のならい制御方式機能の概念図であ
る。
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。
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。
成を示すブロック図である。
【図４】角度差Δθの算出手順を示す図である。
【図５】プロセッサ側の処理手順を示すフローチャート
である。
である。
【図６】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。
状をならう従来のならい制御方式を示す図である。
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 角度差算出手段 ６ 角度差記憶手段 ７ 割り出し手段 ８ 送り速度算出手段 ９ 軸移動制御手段 １０ ならい制御装置 １１ プロセッサ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ 不揮発性メモリ ２０ ならい工作機械 ２６ トレーサヘッド ２７ スタイラス ２８ モデル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/408
Claims (3)
- 【請求項１】 モデル面形状を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、 前記トレーサヘッドの位置およびスタイラスの変位量に
基づいて所定区間のならい方向のベクトルを算出し、前
記ベクトルに垂直な方向の角度と前記スタイラスの変位
角度との角度差を算出する角度差算出手段と、 前記算出された角度差を記憶する角度差記憶手段と、 前記角度差記憶手段から前記角度差を読み出し、前記ス
タイラスの現在の変位角度を前記角度差で補正し、前記
補正した変位角度に基づいて割り出し信号を生成する割
り出し手段と、 前記割り出し信号および前記スタイラスの変位量等に基
づいて送り速度を算出する送り速度算出手段と、 前記送り速度に応じて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。 - 【請求項２】 前記角度差算出手段は、前記所定区間を
ならい動作開始時に設定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。 - 【請求項３】 前記角度差記憶手段は、不揮発性メモリ
であることを特徴とする請求項１記載のならい制御方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17082394A JPH0825185A (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | ならい制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17082394A JPH0825185A (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | ならい制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825185A true JPH0825185A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15911998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17082394A Pending JPH0825185A (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | ならい制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825185A (ja) |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP17082394A patent/JPH0825185A/ja active Pending
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