JPH09160617A - Multiaxial simultaneous control system - Google Patents

Multiaxial simultaneous control system

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JPH09160617A
JPH09160617A JP32205095A JP32205095A JPH09160617A JP H09160617 A JPH09160617 A JP H09160617A JP 32205095 A JP32205095 A JP 32205095A JP 32205095 A JP32205095 A JP 32205095A JP H09160617 A JPH09160617 A JP H09160617A
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JP
Japan
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axis
control
measurement
control unit
detection signal
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Pending
Application number
JP32205095A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Fukamachi
章 深町
Hiromi Habuka
浩美 羽深
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.)
SUMIJIYUU TANASHI KIKAI KK
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
SUMIJIYUU TANASHI KIKAI KK
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lighten the load on a control part as much as possible. SOLUTION: A servocontroller 100 is an (n+1)-axis simultaneous control type and controls servo driving systems for (n) axes individually. Measurement controllers 130a and 130b relay a detection signal from a sensor which performs previously determined detecting operation under the movement control of one of the servo driving systems for the (n) axes. A control part 200 performs predetermined processing according to data regarding control from a servocontroller 100 and the detection signal. The output of the remaining one axis of the servocontroller 100 is used for pulse output, which is synchronized with the rotating speed of the servomotor for a reference axis selected out of the servo driving systems for the (n) axes and also outputted as a measurement sampling signal to the control part 200 through a frequency dividing circuit 111. The control part 200 inputs the data regarding the control and the detection signal only when the measurement sampling signal arrives and performs the predetermined processing.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多数軸のサーボ駆動
系を独立して制御する多軸同時制御システムに関し、特
に、前記多数軸のサーボ駆動系に加えて位置や距離等を
検出するセンサの位置も制御しながらセンサからの検出
信号を処理して位置や距離等を計測する機能をも有する
多軸同時制御システムの改良に関する。この種の多軸同
時制御システムは、例えば、船舶用のプロペラや航空機
用のプロペラあるいはタービンブレードのような成形品
の肉厚、輪郭、外径等を計測するための3次元成形品の
形状計測装置に適する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-axis simultaneous control system for independently controlling a multi-axis servo drive system, and more particularly to a sensor for detecting position, distance, etc. in addition to the multi-axis servo drive system. The present invention relates to improvement of a multi-axis simultaneous control system which also has a function of processing a detection signal from a sensor while controlling a position and measuring a position, a distance, and the like. This type of multi-axis simultaneous control system, for example, measures the shape of a three-dimensional molded product for measuring the wall thickness, contour, outer diameter, etc. of a molded product such as a propeller for a ship, a propeller for an aircraft, or a turbine blade. Suitable for equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】3次元成形品の形状計測装置としては、
触針式の計測装置が最も普及している。この計測装置
は、通常、成形品の複数箇所に当てられる計測針を持
ち、計測針の触針位置を検出することで成形品の肉厚を
計測するようにしている。
2. Description of the Related Art As a shape measuring device for a three-dimensional molded product,
The stylus type measuring device is the most popular. This measuring device usually has measuring needles applied to a plurality of points on the molded product, and measures the wall thickness of the molded product by detecting the position of the stylus of the measuring needle.

【0003】この種の計測装置では、精密な計測を行う
場合、指定点毎に計測を行うためポイントを多数設定し
て各ポイント毎にその上方数mmの位置に計測針を移動
させてからゆるやかに計測針を下降させて触針を行う必
要がある。因みに、1ポイント計測のための所要時間は
1秒以上を必要とし、触針のための計測針の移動速度は
数(mm/sec)であるので、成形品の形状が大きく
なるにつれて計測に要する時間は長くなる。
In this type of measuring device, when performing a precise measurement, a large number of points are set in order to perform measurement at each designated point, and the measuring needle is moved to a position several mm above each point and then the measurement needle is gently moved. It is necessary to lower the measuring needle and perform the stylus. Incidentally, the time required for 1-point measurement requires 1 second or more, and the moving speed of the measuring needle for the stylus is several (mm / sec). Therefore, the measurement is required as the shape of the molded product increases. The time will increase.

【0004】また、プロペラの場合、プロペラピッチの
大きい箇所(曲率の大きい箇所)では、計測針の触針位
置の誤差が大きくなるので、高精密な計測を行う場合に
問題となる。加えて、成形品の輪郭を測定するために
は、上記の計測針とは異なる接触針が必要となる。
Further, in the case of a propeller, an error in the position of the stylus of the measuring needle becomes large at a portion having a large propeller pitch (a portion having a large curvature), which causes a problem when performing highly precise measurement. In addition, in order to measure the contour of the molded product, a contact needle different from the above measuring needle is required.

【0005】本発明者は、上記のような問題点を解決す
る装置として、レーザセンサを用いた3次元成形品の形
状計測装置を提案した。詳しくは後述するが、この形状
計測装置は、3次元曲面を持つ成形品にレーザを照射し
て距離を測定するレーザセンサを用いて前記成形品の形
状を計測する装置であって、一対の前記レーザセンサを
それらのレーザ照射軸が同一直線上にあるように対向配
置し、前記成形品を、前記一対のレーザセンサの間で前
記レーザ照射軸を周期的に横切るように移動させると共
に、横切る位置が順次変化するように移動させることに
より、前記一対のレーザセンサの出力から前記成形品の
厚さ、輪郭、外径に関する計測値を得るものである。そ
して、レーザセンサの出力から上記のような計測値を得
るために、コンピュータによる制御部が備えられる。ま
た、成形品及びレーザセンサを所定の方向に移動させる
ために、3軸のサーボ駆動系を備えている。
The present inventor has proposed a shape measuring device for a three-dimensional molded product using a laser sensor as a device for solving the above problems. As will be described later in detail, this shape measuring device is a device that measures the shape of the molded product using a laser sensor that measures the distance by irradiating the molded product having a three-dimensional curved surface with a laser. The laser sensors are arranged so as to face each other so that their laser irradiation axes are on the same straight line, and the molded product is moved so as to periodically cross the laser irradiation axis between the pair of laser sensors, and a position where the laser sensors cross each other. Is sequentially changed so as to obtain measured values regarding the thickness, contour, and outer diameter of the molded product from the outputs of the pair of laser sensors. Then, in order to obtain the above-mentioned measured value from the output of the laser sensor, a control unit by a computer is provided. Further, a triaxial servo drive system is provided to move the molded product and the laser sensor in a predetermined direction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、精密な形状
計測を行うためには、計測サンプリング点はできるだけ
多いことが望ましいが、その場合、計測データが膨大に
なり、データ処理を行う制御部の負担が大きくなる。ま
た、3軸のサーボ駆動系を備えていることから、これら
のサーボ駆動系における駆動対象物の位置認識と制御を
も同時に行う必要があり、このことは制御部の負担が更
に大きくなることを意味する。
By the way, in order to perform accurate shape measurement, it is desirable to have as many measurement sampling points as possible, but in that case, the measurement data becomes enormous and the load on the control unit for data processing is increased. Grows larger. Further, since the three-axis servo drive system is provided, it is necessary to simultaneously perform the position recognition and control of the drive target in these servo drive systems, which means that the load on the control unit is further increased. means.

【0007】以上のような事情を考慮して、本発明の課
題は、システム全体の管理及び計測データの処理を行う
制御部の負担をできるだけ軽減することのできる多軸同
時制御システムを提供することにある。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a multi-axis simultaneous control system capable of reducing the load on a control unit for managing the entire system and processing measurement data as much as possible. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による多軸同時制
御システムは、独立して比例制御を行なうn軸のサーボ
駆動系を個別に制御するための多軸同時制御型のサーボ
コントローラと、前記n軸のサーボ駆動系の1つで移動
制御されてあらかじめ定められた検出動作を行うセンサ
の動作を制御すると共に、前記センサからの検出信号を
中継する計測コントローラと、前記サーボコントローラ
から制御に関するデータを受けると共に、前記計測コン
トローラからは前記センサからの検出信号を受け、前記
制御に関するデータと前記検出信号をもとにあらかじめ
定められた処理を行なう制御部とを備え、前記サーボコ
ントローラとして(n+1)軸同時制御型のものを用
い、残る1軸の出力をパルス出力用とし、該パルス出力
を前記n軸のサーボ駆動系の中から選択された基準とな
るべき軸のサーボモータの回転速度に同期させると共
に、分周手段を通して前記制御部に計測サンプリング信
号として出力し、前記制御部は、前記計測サンプリング
信号の到来時のみ、前記制御に関するデータと前記検出
信号とを取り込んで前記あらかじめ定められた処理を行
うことを特徴とする。
A multi-axis simultaneous control system according to the present invention includes a multi-axis simultaneous control type servo controller for individually controlling an n-axis servo drive system which performs independent proportional control. Data relating to control from a measurement controller that relays a detection signal from the sensor while controlling the operation of a sensor that is movement-controlled by one of the n-axis servo drive systems and that performs a predetermined detection operation, and control from the servo controller And a control unit that receives a detection signal from the sensor from the measurement controller and performs predetermined processing based on the control data and the detection signal, and serves as the servo controller (n + 1) A simultaneous axis control type is used, the output of the remaining 1 axis is used for pulse output, and the pulse output is used for the n-axis servo. While synchronizing with the rotation speed of the servo motor of the axis to be the reference selected from the dynamic system, it outputs as a measurement sampling signal to the control section through the frequency dividing means, and the control section receives the measurement sampling signal. Only in this case, the predetermined processing is performed by taking in the data relating to the control and the detection signal.

【0009】なお、前記制御部に対して前記分周手段の
分周比の設定変更を指示する入力手段を備え、前記制御
部は、該入力手段からの設定変更により前記分周手段に
おける前記分周比の設定変更を行うことが好ましい。
The control unit is provided with input means for instructing to change the setting of the frequency division ratio of the frequency dividing means, and the control portion changes the setting of the frequency dividing means by changing the setting from the input means. It is preferable to change the setting of the circumference ratio.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の具体例を説明する前に、
本発明を適用するのに最も適した本発明者により提案さ
れている3次元成形品の形状計測装置について図2〜図
5を参照して詳しく説明する。ここでは、船舶用のプロ
ペラ10を計測対象として説明する。本装置では、測定
対象物にレーザを照射し、その反射光を受光して照射点
の座標あるいは照射点までの距離を測定する周知のレー
ザセンサを用いる。そして、一対のレーザセンサ20
a,20bを、それらのレーザ照射軸が同一直線上にあ
るように上下に対向配置する点に特徴を有する。プロペ
ラ10は、レーザ照射軸と平行でかつレーザ照射軸から
離れた位置に設けられた回転軸30に取り付けられて回
転可能にされている。回転軸30の延在方向は、以後W
軸と呼ばれる。回転軸30は、減速機31を介してサー
ボモータ32によるサーボ駆動系で駆動される。これら
回転軸30、減速機31、サーボモータ32はまとめて
第1の回転駆動系と呼ばれても良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Before explaining specific examples of the present invention,
The shape measuring apparatus for a three-dimensional molded article, which is most suitable for applying the present invention and is proposed by the present inventor, will be described in detail with reference to FIGS. Here, the propeller 10 for a ship will be described as a measurement target. This apparatus uses a well-known laser sensor that irradiates a laser beam onto an object to be measured and receives the reflected light to measure the coordinates of the irradiation point or the distance to the irradiation point. Then, the pair of laser sensors 20
It is characterized in that a and 20b are vertically opposed to each other so that their laser irradiation axes are on the same straight line. The propeller 10 is attached to a rotating shaft 30 provided in a position parallel to the laser irradiation axis and apart from the laser irradiation axis so as to be rotatable. The extending direction of the rotary shaft 30 will be W
Called the axis. The rotary shaft 30 is driven by a servo drive system by a servo motor 32 via a speed reducer 31. The rotary shaft 30, the speed reducer 31, and the servo motor 32 may be collectively referred to as a first rotary drive system.

【0011】この第1の回転駆動系は、図1の左右の水
平方向(以下、X軸方向と呼ぶ)にスライド可能なX軸
テーブル40上に構成されて、X軸方向に移動可能であ
る。X軸テーブル40は、ボックス41内に収容された
ボールネジ機構及びこれを駆動するサーボモータ(いず
れも図示せず)によるサーボ駆動系で駆動される。これ
らのX軸テーブル40、ボールネジ機構及びサーボモー
タは、まとめて第2の駆動系と呼ばれても良い。
This first rotary drive system is constructed on an X-axis table 40 which is slidable in the left and right horizontal directions in FIG. 1 (hereinafter referred to as the X-axis direction) and is movable in the X-axis direction. . The X-axis table 40 is driven by a servo drive system including a ball screw mechanism housed in a box 41 and a servo motor (not shown) for driving the ball screw mechanism. The X-axis table 40, the ball screw mechanism, and the servomotor may be collectively referred to as a second drive system.

【0012】一対のレーザセンサ20a,20bもま
た、ボックス21内に収容されたボールネジ機構及びこ
れを駆動するサーボモータ(いずれも図示せず)による
サーボ駆動系により常に一定間隔を維持した状態でレー
ザ照射軸方向(以下、Z軸方向と呼ぶ)に移動可能にさ
れている。これらのボールネジ機構及びサーボモータ
は、まとめて第3の駆動系と呼ばれても良い。
The pair of laser sensors 20a and 20b are also lasers with a constant interval maintained by a servo drive system including a ball screw mechanism housed in the box 21 and a servo motor (not shown) for driving the ball screw mechanism. It is movable in the irradiation axis direction (hereinafter referred to as the Z axis direction). These ball screw mechanism and servo motor may be collectively referred to as a third drive system.

【0013】形状測定に際しては、W軸は第1の回転駆
動系による回転によってプロペラ10の羽根が周期的に
レーザ照射軸を横切る位置に設定される。そして、第2
の駆動系はX軸テーブル40を定時間間隔で一定距離だ
けX軸方向に移動させることにより、プロペラ10の羽
根に対するレーザ照射の軌跡が部分的な同心円となるよ
うにされている。
In measuring the shape, the W axis is set at a position where the blades of the propeller 10 periodically cross the laser irradiation axis by the rotation of the first rotary drive system. And the second
The drive system is configured so that the locus of laser irradiation on the blades of the propeller 10 becomes a partial concentric circle by moving the X-axis table 40 in the X-axis direction by a constant distance at constant time intervals.

【0014】第1の回転駆動系、第2,第3の駆動系
は、図示しない制御部で駆動される。制御部はまた、プ
ロペラ10の羽根で反射されたレーザ光を光電変換して
得られるレーザセンサ20a,20bからの電気信号を
受け、これら2つの電気信号に対して同期したサンプリ
ングを行い、サンプリング値から羽根の表面の座標を算
出してそれらの差から羽根の肉厚を計算する。このよう
な計算方法の一例について言えば、レーザセンサ20
a,20b間の距離Lが一定であり、レーザセンサ20
aから羽根の上面までの距離La、レーザセンサ20b
から羽根の下面までの距離Lbをサンプリング値から算
出することで上面及び下面のZ軸に関する座標を知るこ
とができるので、これらの差の計算を行うことで、サン
プリングされた測定点の肉厚を算出することができる。
勿論、肉厚T=L−(La+Lb)で計算することもで
きる。
The first rotary drive system and the second and third drive systems are driven by a controller (not shown). The control unit also receives electric signals from the laser sensors 20a and 20b obtained by photoelectrically converting the laser light reflected by the blades of the propeller 10, performs sampling in synchronization with these two electric signals, and outputs a sampling value. Then, the coordinates of the surface of the blade are calculated from the above, and the thickness of the blade is calculated from the difference between them. Speaking of an example of such a calculation method, the laser sensor 20
The distance L between a and 20b is constant, and the laser sensor 20
Laser sensor 20b, distance La from a to the upper surface of the blade
Since the coordinates of the upper surface and the lower surface with respect to the Z axis can be known by calculating the distance Lb from the blade to the lower surface of the blade from the sampling value, the thickness of the sampled measurement point can be calculated by calculating the difference between them. It can be calculated.
Of course, the wall thickness T can be calculated by T = L- (La + Lb).

【0015】図5は、上記のようにして第1の回転駆動
系による回転と第2の駆動系によるX軸方向の移動及び
サンプリング動作により決まる肉厚測定点の一例を示
す。測定点の間隔は数mm〜数十mm程度の値に設定さ
れる。なお、図5に矢印で示すプロペラ10の回転方向
の場合、レーザセンサ20a,20bからの反射光があ
らわれた点及び反射光が無くなった点が図中一点鎖線で
示す羽根の輪郭として検出される。また、羽根の外径は
検出された輪郭から算出される。
FIG. 5 shows an example of wall thickness measurement points determined by the rotation by the first rotary drive system and the movement and sampling operation in the X-axis direction by the second drive system as described above. The interval between the measurement points is set to a value of several mm to several tens of mm. In the case of the rotation direction of the propeller 10 shown by the arrow in FIG. 5, the point where the reflected light from the laser sensors 20a and 20b appears and the point where the reflected light disappears are detected as the outline of the blade indicated by the one-dot chain line in the figure. . Further, the outer diameter of the blade is calculated from the detected contour.

【0016】次に、第3の駆動系の機能について説明す
る。レーザセンサ20a,20bは、通常、距離測定範
囲に制限がある。すなわち、レーザセンサから所定範囲
内にある対象物に対して距離測定が可能であり、所定範
囲は通常、数十cmである。これに対し、船舶用のプロ
ペラのように直径が数mにもなるような場合、測定点の
上下方向の差は数十cm以上となり、レーザセンサ20
a,20bの位置を上記所定範囲で固定とすると、レー
ザセンサ20a,20bが回転するプロペラ10に衝突
するおそれがある。
Next, the function of the third drive system will be described. The laser sensors 20a and 20b usually have a limited distance measurement range. That is, it is possible to measure the distance from the laser sensor to an object within a predetermined range, and the predetermined range is usually several tens cm. On the other hand, when the propeller for a ship has a diameter of several meters, the difference between the measurement points in the vertical direction becomes several tens cm or more, and the laser sensor 20
If the positions of a and 20b are fixed within the above predetermined range, the laser sensors 20a and 20b may collide with the rotating propeller 10.

【0017】そこで、プロペラ10の外形、すなわちお
およその曲面形状をあらかじめプログラムで作成して制
御部内のメモリに格納しておく。制御部は、このプログ
ラムにもとづいて第3の駆動系を制御して、プロペラ1
0が回転してもレーザセンサ20a,20bがプロペラ
10に衝突することのないよう、レーザセンサ20a,
20bのZ軸方向の位置を調整する。勿論、この場合の
レーザセンサ20a,20bの変位量は上記肉厚の算出
に考慮される。ここで、プロペラ10のような場合、羽
根の上下両面は同じ曲率で変化、すなわち同じような曲
面を持つので、レーザセンサ20a,20bのZ軸方向
への移動制御は、レーザセンサ20a,20bの間隔を
一定に保持したままで連動させるようにしている。
Therefore, the outer shape of the propeller 10, that is, an approximate curved surface shape is created in advance by a program and stored in the memory in the control unit. The control unit controls the third drive system based on this program, and the propeller 1
In order to prevent the laser sensors 20a, 20b from colliding with the propeller 10 even if 0 is rotated,
Adjust the position of 20b in the Z-axis direction. Of course, the displacement amounts of the laser sensors 20a and 20b in this case are considered in the calculation of the wall thickness. Here, in the case of the propeller 10, since the upper and lower surfaces of the blade change with the same curvature, that is, have the same curved surface, the movement control of the laser sensors 20a and 20b in the Z-axis direction is performed by the laser sensors 20a and 20b. It is designed to work together with the interval kept constant.

【0018】しかし、上下両面が同じような曲率で変化
しない曲面形状を持つ成形品の場合、レーザセンサ20
a,20bの間隔を一定に保持したままで、Z軸方向に
移動させるだけでは、一方のレーザセンサが成形品に衝
突することもあり得る。このような場合を考慮して、レ
ーザセンサ20a,20bを個別に移動制御するように
しても良い。この場合でも、レーザセンサ20a,20
bの個別の移動量を知ることができるので、これらの移
動量を考慮した計算を行うことで肉厚を算出することが
できる。
However, in the case of a molded product having curved surfaces whose upper and lower surfaces do not change with the same curvature, the laser sensor 20
One laser sensor may collide with the molded product only by moving it in the Z-axis direction while keeping the distance between a and 20b constant. In consideration of such a case, the laser sensors 20a and 20b may be individually controlled to move. Even in this case, the laser sensors 20a, 20
Since it is possible to know the individual movement amounts of b, it is possible to calculate the wall thickness by performing the calculation in consideration of these movement amounts.

【0019】以上の説明で明らかにように、この形状計
測装置は、W軸,X軸,Z軸の比例制御による3軸駆動
系を備えると共に、レーザセンサ20a,20bによる
形状計測機能を備え、3軸駆動系を個別に制御しながら
レーザセンサ20a,20bからの検出信号を処理する
必要がある。
As is clear from the above description, this shape measuring apparatus has a three-axis drive system by proportional control of W axis, X axis, and Z axis, and has a shape measuring function by laser sensors 20a and 20b. It is necessary to process the detection signals from the laser sensors 20a and 20b while individually controlling the triaxial drive system.

【0020】図1は上記のような3軸駆動系の個別制御
とレーザセンサ20a,20bからの検出信号を処理す
る機能とを実現するための制御システムのブロック図で
ある。本発明では、3軸駆動系の個別制御に市販の4軸
サーボコントローラ100の3軸分を利用し、残りの1
軸の制御系をパルス出力のために利用する点に特徴を有
する。すなわち、4軸サーボコントローラ100は、サ
ーボボード101、ドライバ102を経由してW軸用の
サーボモータ32を、サーボボード103、ドイバ10
4を経由してX軸用のサーボモータ105を、サーボボ
ード106、ドライバ107を経由してZ軸用のサーボ
モータ108をそれぞれ制御する。4軸サーボコントロ
ーラ100はまた、パルス信号を発生してこのパルス信
号をパルスボード110を通して出力する。このパルス
信号は分周回路111で分周され、計測サンプリング信
号としてインタフェース120を経由して制御部200
に供給する。4軸サーボコントローラ100にはまた、
操作パネル112が接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a control system for realizing the above-described individual control of the three-axis drive system and the function of processing the detection signals from the laser sensors 20a and 20b. In the present invention, three axes of the commercially available four-axis servo controller 100 are used for individual control of the three-axis drive system, and the remaining one
It is characterized in that the axis control system is used for pulse output. That is, the 4-axis servo controller 100 connects the W-axis servo motor 32 to the servo board 103 and the driver 10 via the servo board 101 and the driver 102.
4 controls the X-axis servo motor 105, and controls the Z-axis servo motor 108 via the servo board 106 and the driver 107. The 4-axis servo controller 100 also generates a pulse signal and outputs the pulse signal through the pulse board 110. This pulse signal is frequency-divided by the frequency dividing circuit 111, and is sent as a measurement sampling signal via the interface 120 to the control unit 200.
To supply. The 4-axis servo controller 100 also has
The operation panel 112 is connected.

【0021】4軸サーボコントローラ100には更に、
X軸についてはX軸テーブル40の基準位置の検出とそ
こからの+方向、−方向への極限移動量を設定するため
のリミットスイッチHLSX,+LSX,−LSXが接
続されている。同様に、Z軸についてもリミットスイッ
チHLSZ,+LSZ,−LSZが接続されている。一
方、W軸については、回転基準位置を検出するためのリ
ミットスイッチHLSWが接続されている。なお、図2
に示した形状計測装置はオペレータに対する安全確保の
ために計測室に収容されている。4軸サーボコントロー
ラ100にはまた、計測室へ出入りするドアの閉を検出
するためのリミットスイッチLS、ドアをクランプ状態
に保持するためのドアクランプ用ソレノイドSOLが接
続されている。
The four-axis servo controller 100 further includes
Regarding the X-axis, limit switches HLSX, + LSX, -LSX for detecting the reference position of the X-axis table 40 and setting the limit movement amount in the + direction and-direction from the reference position are connected. Similarly, limit switches HLSZ, + LSZ, and -LSZ are also connected to the Z axis. On the other hand, with respect to the W axis, a limit switch HLSW for detecting the rotation reference position is connected. Note that FIG.
The shape measuring device shown in (1) is housed in the measuring room to ensure the safety for the operator. The 4-axis servo controller 100 is also connected to a limit switch LS for detecting the closing of the door entering and leaving the measurement chamber, and a door clamp solenoid SOL for holding the door in a clamped state.

【0022】制御部200は、例えばクロック周波数1
00(MHz)、容量16(MB)のメモリ、容量42
0(MB)以上のハードディスクドライバ、3.5イン
チのフロッピーディスクドライバ2台が組込まれてい
る。
The control unit 200 uses, for example, a clock frequency of 1
00 (MHz), capacity 16 (MB) memory, capacity 42
A hard disk driver of 0 (MB) or more and two 3.5-inch floppy disk drivers are incorporated.

【0023】レーザセンサ20a,20bにはそれぞれ
計測コントローラ130a,130bが接続されてい
る。制御部200は、これらの計測コントローラ130
a,130bを通してレーザセンサ20a,20bに対
してオン,オフを指示するコントロール信号を出力した
り、レーザセンサ20a,20bからの検出信号を計測
データとして受ける。
Measurement controllers 130a and 130b are connected to the laser sensors 20a and 20b, respectively. The control unit 200 uses the measurement controller 130.
The control signals for instructing the laser sensors 20a and 20b to turn on and off are output through a and 130b, and the detection signals from the laser sensors 20a and 20b are received as measurement data.

【0024】制御部200には、3つの駆動系に対する
各種設定値の入力を行うためのキーボード201及びマ
ウス202がインタフェース120を介して接続される
他、算出結果、すなわちプロペラ10の羽根の肉厚、輪
郭、外径等を画像にして表示するディスプレイ203、
数値にてプリントアウトするプリンタ204、図5に示
すような測定点とそこの肉厚をプロットするX−Yプロ
ッタ205がそれぞれインタフェース120を介して接
続されている。前述したプログラムの入力は、例えばフ
ロッピーディスクドライバを通して行われる。
A keyboard 201 and a mouse 202 for inputting various set values to three drive systems are connected to the control unit 200 via an interface 120, and the calculation result, that is, the thickness of the blade of the propeller 10 is obtained. , A display 203 for displaying the contour, outer diameter, etc. as an image,
A printer 204 that prints out numerical values, an XY plotter 205 that plots measurement points and wall thicknesses thereof as shown in FIG. 5, are connected via an interface 120. Input of the above-mentioned program is performed through, for example, a floppy disk driver.

【0025】本制御システムの特徴は、前述したよう
に、4軸同時制御型の4軸サーボコントローラ100の
うちの1軸をパルス出力にして、そのパルス出力を3軸
の各軸の制御対象物(サーボ駆動系により移動する部
分)の位置確認のための専用信号として利用する点にあ
る。このため、出力されるパルス信号は比例制御でパル
ス駆動される3軸の中から選択される基準軸のサーボモ
ータ回転速度に同期(比例)させる。ここでは、基準軸
をW軸とする。なお、各軸における制御対象物の移動範
囲内には一定間隔で複数のティーチングポイントが設定
される。このティーチングポイントは、少なくとも計測
開始点と計測終了点の2点あれば良い。そして、各軸に
おける制御対象物が移動する際に通るティーチングポイ
ント間の距離を、制御対象物が1パルス分で移動する距
離の整数倍に設定しておくことにより、各軸毎に駆動パ
ルス数を積算するだけで各軸の制御対象物がティーチン
グポイント間のどの位置にあるかがわかる。また、基準
軸における制御対象物の1パルス当たりの移動距離がわ
かっているので、各軸の速度比からも各軸の制御対象物
の移動距離がわかる。
As described above, one feature of the present control system is that one of the four-axis simultaneous control type four-axis servo controller 100 outputs a pulse, and the pulse output is a controlled object of each of the three axes. It is used as a dedicated signal for confirming the position of (the part moved by the servo drive system). Therefore, the output pulse signal is synchronized (proportional) with the servomotor rotation speed of the reference axis selected from the three axes pulse-driven by proportional control. Here, the reference axis is the W axis. A plurality of teaching points are set at regular intervals within the movement range of the controlled object on each axis. The teaching points may be at least two points, that is, a measurement start point and a measurement end point. Then, by setting the distance between the teaching points through which the controlled object moves on each axis to an integral multiple of the distance that the controlled object moves in one pulse, the number of drive pulses for each axis is set. It is possible to know the position between the teaching points of the controlled object for each axis simply by integrating Further, since the moving distance per pulse of the controlled object on the reference axis is known, the moving distance of the controlled object on each axis can be known from the speed ratio of each axis.

【0026】一方、分周回路111では、パルス出力を
カウンタにより積算し、あらかじめ設定したパルス数毎
に計測サンプリング信号を出力することで分周を行なっ
ている。したがって、基準軸における制御対象物が一定
距離移動する毎に計測サンプリング信号が出力されるこ
とになる。なお、分周回路111内のカウンタの積算値
は、キーボード201で分周比設定変更の操作を行う
と、制御部200は変更された設定値を指示する分周コ
ントロール信号を分周回路111に出力することで変更
され、計測サンプリング信号のサンプリングタイミング
を自由に変更できる。
On the other hand, in the frequency dividing circuit 111, the pulse outputs are integrated by a counter, and the frequency is divided by outputting a measurement sampling signal for each preset number of pulses. Therefore, the measurement sampling signal is output every time the controlled object on the reference axis moves by a certain distance. In addition, the integrated value of the counter in the frequency dividing circuit 111, when the operation for changing the frequency dividing ratio is performed by the keyboard 201, the control unit 200 sends the frequency dividing control signal indicating the changed setting value to the frequency dividing circuit 111. It is changed by outputting, and the sampling timing of the measurement sampling signal can be freely changed.

【0027】形状計測動作を行なっている間、4軸サー
ボコントローラ100は常に3軸のサーボモータ32,
105,108を同時制御している一方、計測コントロ
ーラ130a,130bはレーザセンサ20a,20b
によって常に座標(あるいは距離)計測を行なってい
る。しかし、4軸サーボコントローラ100から制御部
200には、各軸の制御対象物が通過したティーチング
ポイント位置、ティーチングポイント間のサーボモータ
の回転速度及び計測サンプリング信号が入力されるだけ
である。制御部200は、計測サンプリング信号が到来
すると、その時点から最先に通過した各軸のティーチン
グポイントとそのあと積算された駆動パルス数(4軸サ
ーボコントローラ100で発生したパルス信号の数)か
ら各軸の制御対象物の位置を演算して認識すると共に、
計測コントローラ130a,130bから計測データを
受け取り、各軸の制御対象物の位置と計測データを合成
して計測点の座標(あるいは計測点までの距離)を算出
する。このように、制御部200には必要最小限のデー
タしか入力されないので、制御部200の負担を大幅に
減らすことができる。
While the shape measuring operation is being performed, the 4-axis servo controller 100 keeps the 3-axis servo motor 32,
While controlling 105 and 108 simultaneously, the measurement controllers 130a and 130b are laser sensors 20a and 20b.
The coordinate (or distance) is always measured by. However, the 4-axis servo controller 100 only inputs the teaching point position where the controlled object of each axis passes, the rotation speed of the servo motor between the teaching points, and the measurement sampling signal to the control unit 200. When the measurement sampling signal arrives, the control unit 200 determines each from the teaching point of each axis that has passed first from that point and the number of drive pulses accumulated after that (the number of pulse signals generated by the 4-axis servo controller 100). While calculating and recognizing the position of the controlled object on the axis,
The measurement data is received from the measurement controllers 130a and 130b, and the position of the controlled object on each axis and the measurement data are combined to calculate the coordinates of the measurement point (or the distance to the measurement point). As described above, since only the minimum necessary data is input to the control unit 200, the load on the control unit 200 can be significantly reduced.

【0028】以上、本発明の実施の形態を3軸の駆動系
を持つプロペラの形状計測装置に適用して説明したが、
本発明はプロペラやタービンブレードのような3次元曲
面を持つ成形品の形状計測装置の他、2軸あるいは3軸
以上の多軸同時制御型の工作機械における各軸の位置管
理にも適用できる。
The embodiment of the present invention has been described so far by applying it to a propeller shape measuring apparatus having a triaxial drive system.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied not only to a shape measuring device for a molded product having a three-dimensional curved surface such as a propeller or a turbine blade, but also to position management of each axis in a multi-axis simultaneous control type machine tool having two or more axes.

【0029】[0029]

【発明の効果】多軸同時制御型の制御システムにおいて
は、各軸の制御対象物の位置をそれぞれリニアスケール
やエンコーダを使用して計測する方法が最も一般的であ
るが、複数軸に対して位置計測が必要である場合、軸数
分の位置計測手段が必要である。これに対し、本発明方
式によれば、複数軸を比例制御させる場合、基準となる
軸に同期させてパルスを発生させれば良いので、位置計
測用の出力機構が1個で良い。そして、制御部では、各
軸からの制御に関するデータ及び計測コントローラから
の計測データをすべて取り込むのではなく、計測サンプ
リング信号が入力された時のみデータを取り込んで所定
の演算を行うので、制御部の負担を大幅に減らすことが
できる。
In the multi-axis simultaneous control type control system, the method of measuring the position of the controlled object on each axis using a linear scale or an encoder is the most general method. When position measurement is required, position measurement means for the number of axes is required. On the other hand, according to the method of the present invention, in the case of proportionally controlling a plurality of axes, it suffices to generate the pulse in synchronization with the reference axis, so that only one position measuring output mechanism is required. Then, the control unit does not take in all the data regarding the control from each axis and the measurement data from the measurement controller, but takes in the data only when the measurement sampling signal is input and performs the predetermined calculation. The burden can be greatly reduced.

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

【図1】本発明の制御システムの構成を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system of the present invention.

【図2】本発明が適用される形状計測装置の主要部の構
成を示す正面図である。
FIG. 2 is a front view showing a configuration of a main part of a shape measuring apparatus to which the present invention is applied.

【図3】図2に示された形状計測装置の主要部の平面図
である。
FIG. 3 is a plan view of a main part of the shape measuring device shown in FIG.

【図4】図2に示された形状計測装置の主要部の側面図
である。
FIG. 4 is a side view of a main part of the shape measuring apparatus shown in FIG.

【図5】図2の形状計測装置により測定対象物であるプ
ロペラに対して設定される計測点の分布の一例を示した
図である。
5 is a diagram showing an example of a distribution of measurement points set with respect to a propeller which is an object to be measured by the shape measuring apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 プロペラ 20a,20b レーザセンサ 30 回転軸 31 減速機 32 駆動モータ 40 X軸テーブル 10 Propellers 20a, 20b Laser Sensor 30 Rotating Axis 31 Reducer 32 Drive Motor 40 X Axis Table

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 独立して比例制御を行なうn軸のサーボ
駆動系を個別に制御するための多軸同時制御型のサーボ
コントローラと、 前記n軸のサーボ駆動系の1つで移動制御されてあらか
じめ定められた検出動作を行うセンサの動作を制御する
と共に、前記センサからの検出信号を中継する計測コン
トローラと、 前記サーボコントローラから制御に関するデータを受け
ると共に、前記計測コントローラからは前記センサから
の検出信号を受け、前記制御に関するデータと前記検出
信号をもとにあらかじめ定められた処理を行なう制御部
とを備え、 前記サーボコントローラとして(n+1)軸同時制御型
のものを用い、残る1軸の出力をパルス出力用とし、該
パルス出力を前記n軸のサーボ駆動系の中から選択され
た基準となるべき軸のサーボモータの回転速度に同期さ
せると共に、分周手段を通して前記制御部に計測サンプ
リング信号として出力し、 前記制御部は、前記計測サンプリング信号の到来時の
み、前記制御に関するデータと前記検出信号とを取り込
んで前記あらかじめ定められた処理を行うことを特徴と
する多軸同時制御システム。
1. A multi-axis simultaneous control type servo controller for individually controlling an n-axis servo drive system that performs independent proportional control, and movement control by one of the n-axis servo drive systems. Controls the operation of a sensor that performs a predetermined detection operation, receives a data regarding control from the measurement controller that relays a detection signal from the sensor, and the servo controller, and detects from the sensor from the measurement controller. It is provided with a control unit that receives a signal and performs predetermined processing based on the control data and the detection signal, and uses the (n + 1) axis simultaneous control type servo controller, and outputs the remaining one axis. Is for pulse output, and the pulse output is for the servo motor of the axis to be the reference selected from the n-axis servo drive system. The data is output as a measurement sampling signal to the control unit through a frequency dividing unit while being synchronized with the rotation speed of the data, and the control unit takes in the data regarding the control and the detection signal only when the measurement sampling signal arrives. The multi-axis simultaneous control system, wherein the predetermined processing is performed according to the above.
【請求項2】 請求項1記載の多軸同時制御システムに
おいて、前記制御部に対して前記分周手段の分周比の設
定変更を指示する入力手段を備え、前記制御部は、該入
力手段からの設定変更により前記分周手段における前記
分周比の設定変更を行うことを特徴とする多軸同時制御
システム。
2. The multi-axis simultaneous control system according to claim 1, further comprising an input unit for instructing the control unit to change a setting of a frequency division ratio of the frequency dividing unit, the control unit including the input unit. The multi-axis simultaneous control system is characterized in that the setting of the frequency division ratio in the frequency dividing means is changed by changing the setting from the.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002091090A1 (en) * 2001-04-27 2004-08-26 シチズン時計株式会社 Automatic lathe, its control method and its control device
JP5073864B1 (en) * 2012-04-23 2012-11-14 ヤマト発動機株式会社 Wing surface shape recording device for propeller of outboard motor of race boat

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2002091090A1 (en) * 2001-04-27 2004-08-26 シチズン時計株式会社 Automatic lathe, its control method and its control device
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