JPS6099549A - 任意方向ならい方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は任意方向ならい方法にかかり、特にトレ−サヘ
ッドから出力される変位信号とならい方向を特定する通
路データとから該ならい方向の速度７人を演算し、該速
度ＶＡとならい方向を特定する通路データとでパルス分
配演算を実行してトレーサヘッドをならい方向に速度Ｖ
Ａで移動させるＮＴＣ装置（数値制御ならい装置）にお
ける任意方向ならい方法に関する。

〈従来技術〉 表面ならい（１８０”ならい）は、通常Ｘ軸あるいはＹ
軸方向に送り方向を規定するものであるが、モデルの形
状によってはＸ軸あるいはＹ軸方向にならい送りを行う
よりも任意の角度でならい送りを行った方が精度が向上
する場合がある。たとえばモデルの形状が四角形である
場合、その四隅の部分はＸ軸あるいはＹ軸方向にならう
よりもＸ軸、Ｙ軸に対して任意の角度でならった方がよ
り高精度のならいができる。

このため、従来より任意方向ならいが提案されて実用化
されている。この従来方法は、第１図を参照するとＸ−
Ｙ平面におけるならい方向（角度θ）を特定する数値デ
ータ　（Ｘａ、Ｙａ）を用いてトレーサヘッドＴＣを該
ならい方向（Ａ軸）に移動させると共に、モデルＭＤＬ
形状（Ｚ−Ａ平面による断面形状のみが示されている）
に応じて該トレーサヘッドをＺ軸方向に移動させてモデ
ルをなられせるものであり、ならい方向の速度ＶＡ。

Ｚ軸方向の速度ＶＢはトレーサヘッドの変位に依存して
制御されるものである。すなオ〕も、予め、第２図に示
すようにトレーサヘッドの合成変位量Ｅと基準変位量Ｅ
ｏとの差Ｅｏｖ（＝Ｅ−Ｅｏ）が零の時にならい方向の
速度ＶＡが指令速度Ｆｏとなるように、又Ｅ　ｏｖ　＝
±Ｅｅの時にＶＡ＝０となるように、かっＥｏｖがθ〜
±Ｅｃ間でＶＡがリニアに変化するようにＶＡ−Ｅｏｖ
特性を設定しておき、又差Ｅｏｖに比例するようにＺ軸
方向の速度ＶＢ（ＶＢ−Ｅｏｖ特性特性膜定しておき、
トレーサヘッドの変位に応じたＶＡ、ＶＢを発生し、な
らい方向には速度ＶＡで、Ｚ軸方向には速度ＶＢで移動
させてモデルを任意方向ならいする。

〈従来技術の欠点〉 第３図に示すように角度θの傾斜をもつモデルＭＤＬを
速度ＶＡでならっている場合、＼上方向（Ｚ軸方向）に
トレーサヘッドＴＣをＶＡ−ｔａｎθで移動できれば、
該トレーサヘッドＴＣは正しく斜面上を移動する。とこ
ろで、従来方法は次式により示されるＺ軸方向の速度Ｖ
Ｂ Ｖ　Ｂ＝　Ｇ　−Ｅ　ｏｖ （但し、Ｇはゲイン）を発生するものであった。

そして、 ＶＡ−ｔａｎθ）Ｇ−Ｅｏｖ の場合には、トレーサヘッドＴＣが斜面上をおりてくる
時にモデルＭＤＬから離れ、斜面上を上がる時モデルＭ
ＤＬにくい込んでしまう。すなわち、ならい方向の速度
ＶＡは ＶＡ≦Ｇ　−Ｅ　ｏｖ／　ｔａｎθ・・・（１）を満足
するように決定しなくてはならず、傾斜がきつくなるに
従ってＶＡは速い値をどれな（なる。

このように従来方法ではならい方向の速度に（１）式の
制約があるため高速、高精度のならいができなかった。

〈発明の目的〉 本発明はならい方向の送り速度に（１）式の制約がなく
、従って高速、高精度の任意方向ならいができる任意方
向ならい方法を提供することである。

〈発明の概要〉 Ｘ−Ｙ平面におけるならい方向を特定する数値制御デー
タを用いてトレーサヘッドを該ならい方向に移動させる
と共に、モデル形状（ζ応して該トレーサヘッドをＺ軸
方向に移動させてモデルをなられせる任、意方向ならい
方法であり、トレーサヘッドから出力される変位信号と
ならい方向とから該ならい方向の速度ｖ人とＺ軸方向の
速度ＶＢを演算し、該ならい方向の速度７人とならい方
向を特定する数値データを用いてパルス分配演算を実行
し、得られたパルスによりトレーサヘッドをならい方向
に速度ＶＡで移動させ、Ｚ軸方向には速度ＶＢで移動さ
せる。

〈実施例〉 第４図は本発明の実施例ブロック図、第５図は各信号の
ベクトル説明図である。

トレーサヘッド内蔵の差動トランスＩＸ、ＩＹ。

ＩＺは励磁回路２によって周波数ｆの交流で励磁されて
おり、モデルに接触するトレーサヘッドの変位によって
これら差動トランスから変位信号Ｅｘ。

１ｉｌｙ、Ｅｚが発生ずる。尚、変位信号Ｅｘ、　Ｅｙ
、　Ｅｚばトレーサヘッドの変位ベクトルＥを第５図の
如（とると Ｅ　ｘ　＝　Ｅ　−ｅｏｓ３’　Ｃｏｓθ　ｓｉｎωｔ
　・・　（２ａ）Ｅ　ｙ　＝　Ｅ　°ｃｏｓ’ｆＳｉｎ
θ・ｓｉｎωｔ−・　（２ｂ）Ｅ　ｚ　＝　Ｅ　−ｓｉ
ｎ！ｆ−ｓｉｎωｔ　−・（２ｃ）（但し、ωｔ＝２π
ｆｔ）となる。これら変位信号は変位合成回路３に入力
される。変位合成回路３は次式 ％式％（３） の演算を行って合成変位量Ｅを出力し、加算回路４は合
成変位量Ｅと基準変位量Ｅｏとの差分Ｅｏｖを演算し、
速度成分演算回路５．６に入力する。速度成分演算回路
５は第１図のＶ　Ａ　−Ｅ　ｏｖ特性と同一特性である
Ｖ　Ｎ−Ｅ　ｏｖ特性に従ってモデルの法線方向の速度
成分（法線速度信号）ＶＮを発生し、又速度成分演算口
Ｍ８６は第１図のＶ　Ａ　−Ｅ　ｏｖ特性と同一の特性
であるＶ　Ｔ　−Ｅ　ｏｖ特性に従ってモデルの接線方
向の速度成分（接線速度信号）　ＶＴを発生ずる。

数値制御部７はならい方向を特定する数値データ　（通
路データ）に基づいてならい方向（角度ａ）の正弦値ｓ
ｉｎα及び余弦値ｃｏｓαを演算して、座標変換部８に
入力する。

尚、数値制御部７はコンピュータ構成になっており、プ
ロセッサ７ａと、制御プログラムを記憶するＲＯＭ７　
ｂと、ＲＡＭ７ｃと、パルス分配器７ｄと、数値データ
入力装置７ｅと、座標変換部８へｃｏｓα、５ｉｎａを
出力するデータ出カニニット（Ｄｏユニット）７ｆと、
後述するならい軸速度演算部９から出力されるならい軸
（Ａ軸）方向の速度Ｖ八を取り込むデータ入カニニット
（ＤＩユニット）７ｇと、操作盤７ｈを有している。

ＲＡＭ７ｃには予め、データ入力装置７ｅからＸ−Ｙ平
面におけるならい通路データが入力されて、記憶されて
いる。たとえば、第６図に示ずＸ−Ｙ平面上のポイント
ＰａからポイントＰｂに向けてトレーサヘッドを移動さ
せ、ついでポイントＰｂからポイントＰｃに向けてトレ
ーサヘッドを移動させ、以下同様にトレーサヘッドを移
動させてモデルをなられせる場合には以下に示す各ブロ
ックの通路データ Ｘ　ｘａ　Ｙ　ｙａｉ ｙｙｂｙｙｂ； がデータ入力装置７ｅより入力されて、ＲＡＭ７Ｃに記
憶される。プロセッサ７ａは操作盤７ｈ上の図示しない
起動釦が押されると、第１ブロツクの通路データを読み
出し次式 ％式％） ） の演算を行って、ｅｏｌｉα、　ｓｉｎαをめ、これら
をＤＯユニット７ｆを介して座標変換部８に入力すると
共に、ならい軸速度演算部９から出力されているならい
軸（Ａ軸）方向の速度ＶＡと第１ブロツクの各軸インク
リメンタル値ｘａ、ｙａとを用いて以下の通路制卸を実
行する。すなわち、プロセッサ７ａは、６１秒毎にＡ軸
方向速度ＶＡを読み取ると共に（△Ｔは予めＲＡ　Ｍ　
７　ｃに設定されているサンプリング時間でたとえば８
　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ　）次式により Ｆｘ　＝ｘａ・ＶＡ／　９　・・・（５ａ　）Ｆｙ　＝
ｘｂ・Ｖａ１５７〒ｙａ−（５ｂ）Ｘ軸、Ｙ軸方向の速
度成分Ｆｘ、Ｆｙを演算し、ついで次式により △Ｘ＝Ｆｘ−△Ｔ−（６ｎ） △ｙ＝Ｆｙ・△Ｔ・・・　（６ｂ） △Ｔ秒間に移動すべき各軸移動量△ｘ１△Ｙをめ、パル
ス分配器７ｄに出力する。パルス分配器７ｄは△Ｘ１△
Ｙに基づいて周知の同時２軸のパルス分配演算を実行し
て分配パルスｘｐ、Ｙｐを発生しＸ軸サーボ回路１０Ｘ
、Ｙ軸サーボ回路１０Ｙに入力する。これにより、Ｘ軸
サーボモータ１１Ｘ、Ｙ軸サーボモーターＩＹは回転し
、トレーラヘッドはＸ−Ｙ平面上においてポインＩ−Ｐ
　ａからポイントＰｂに向けて移動する。

プロセッサ７ａはまた、６１秒毎にＲＡＭ７ｃに記憶さ
れているＸ軸及びＹ軸の現在位置Ｘａ。

Ｙａを次式により Ｘａ±△Ｘ→Ｘａ・・・・　（７ａ） Ｙａ±ΔＹ−ｈＹａ　・・−−（７ｂ）更新しく符号は
移動方向に依存する）、更に６１秒毎にＲＡＭ７ｃに記
憶されているＸ軸及びＹ軸の残移動量Ｘｒ　、　Ｙｒ　
（Ｘｒ　、　Ｙｒの初期値はｘａ。

ｙａある）を次式により Ｘｒ−△ｘ→ｘｒ　・・・　（８ａ） Ｙｒ−ΔＹ−４Ｙｒ　・・・　（８ｂ）更新する。そし
て、 ｘｒ−Ｙｒ＝０　・・・・　（９） となれば、次のブロックの数値データを読み出し同様の
処理を繰り返す。

一方、座標変換部８は数値制御部７から入力されたｅＯ
５α、ｓｉｎα及び差動トランスＩＸ、　ＩＹ、　ＩＺ
から入力された各軸の変位信号Ｅｘ　、　Ｅｙ　、　Ｅ
Ｚを用いてＡ−Ｚ平面内の角度β（第５図参照）を割り
出す。すなわち、乗算器８ａはＥｘとｃｏｓ　ａの乗算
を行い、乗算器８ｂはＥｙとｓｉｎａの乗算を行い、乗
算器８ＣはＥｘとｓｉｎａの乗算を行い、乗算器８ｄは
Ｅｙとｃｏｓａの乗算を行う。そして、加算器８ｅは乗
算器３ａ、８ｂの出力を加算して次式に示す信号Ｅα Ｅα＝　Ｅｘ　拳ｅｏｓα＋Ｅｙ　−ｓｉｎａ・−−（
■ｉｌｌを出力し、又加算器８ｆは乗算器８Ｃ１８ｄの
出力を加算して次式に示す信号Ｅα Ｅａ　＋９０１１＝　Ｅｙ　−ｃｏｓａ　−Ｅｘ　°５
Ｉｎａ＝Ｅｘ−ｃｏｓ（α＋９０”　）＋Ｅｙ−ｓｉｎ
（α＋９０″）　・−・（Ｉｌｌを出力する。尚、ベク
トルＥ、　Ｅａ、Ｅａ＋９０″及びその軸成分のベクト
ル関係図は第５図に示されている。但し、ＥａのＸ軸方
向成分ＥａｘはＥａ・ＣＱＳＱとなり、Ｙ軸成分Ｅａｙ
はＥ（ｚ−ｓｉｎａとなる。又、Ｅａ＋’ａＯ。

のＸ軸方向成分Ｅ（α＋９０’）ｘはＥａ＋９０”　・
ｅｏｓ（ｃｒ＋９０°）、Ｙ軸加成分Ｅ（α＋９ｏ’）
ｙはＥａ＋９０°・５Ｉｎ（α＋９０’　）となる。

切替回路８ｇはＥａとＥａ＋９０６とを必要に応じて切
り替えて方向変位割出回路８ｈに加えるものであり、信
号ＥαとＥａ＋９０°を切り替えることにより方向角を
９０°変えることができる。切替回路８ｇから（１０）
式に示される信号Ｅαが出力されている場合には、方向
変位割り出し回路８ｈはこの変換された座標軸Ａの変位
信号Ｅαと差動トランスＩＺより加えられるＺ軸の変位
信号ＥｚとからＡ　−Ｚ平面の角度βの余弦値ｅＯ５β
及びｓｉｎａを次式により ｅＯ５β＝Ｅα／　ｕ　・・・（１２ａ　）ｓｉｎβ＝
　Ｅｚ　／　Ｗ　・・・（１２ｂ　）算出し、これらを
ならい軸速度演算部９に入力する。ならい軸速度演算部
９は次式によりＶ　Ａ＝　Ｖ　Ｔ−ｓｉｎβ＋ＶＮ−ｃ
ｏｓａ・−−（１３ａ）Ｖ　Ｂ＝−Ｖ　Ｔ−ｃｏｓβ＋
ＶＮ−ｓｉｎａ・・（１３ｂ）ならい軸（Ａ軸）方向の
速度ＶＡと、Ｚ軸方向の速度ＶＢを演算し、速度ＶＡを
数値制御部７に入力し、又速度ＶＢをＤＡ変換器１２を
介してＺ軸サーボ回ｖ８１０Ｚに入力する。数値制御部
７は△Ｔ秒毎に速度ＶＡを取り込んで、前述の通路処理
を行ってトレーサヘッドをＡ軸方向に速度Ｖ入で移動さ
せる。

又、Ｚ軸サーボ回Ｒ５１０Ｚは入力された速度ＶＢに応
じた速度でＺ軸のサーボモータ１１２を回転させてトレ
ーサヘッドをＺ軸方向に移動させる。尚、モデルの傾斜
がないとき、換言すればβ−９０°のときには７人、Ｖ
Ｂは ＶＡ＝ＶＴ ＶＢ＝ＶＮ となり、モデルの傾斜形状によりβが変化すれば７人、
ＶＢがそれに応じて変化する。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明はｌ・レーサヘッドから出
力される変位信号Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚとならい軸方向（角
度）とを用いてならい軸方向の速度Ｖ八とＺ軸方向の速
度ＶＢをめ、該速度ＶＡとならい通路データを用いてパ
ルス分配演算を実行してトレーサヘッドを該ならい軸方
向に速度Ｖ八で移動させると共に、Ｚ軸方向にトレーサ
ヘッドをＶＢで移動させるように構成したから、従来の
ようにＶ八に制限がなく、高速、高精度のならいができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の任意方向ならいの説明図、第２図は従来
のならい方向速度Ｖ八及びＺ軸方向速度ＶＢと変位量Ｅ
ＯＶの関係図、第３図ｔま従来の不具合説明図、第４図
は本発明の実施例ブロック図、第５図は各信号のベクト
ル説明図、第６図（よＸ−Ｙ平面におけるトレーサヘッ
ドの通路説明図である。 ＴＣ・・・トレーサヘッド、ＭＤＬ・・・モデル、ＬＸ
ｌｌＹ、ＩＺ・・・差動トランス、３・・・変位合成回
路、４・・・加算器、５．６・・・速度成分演算回路、
７・・・数値制御部、７ｄ・・・パルス分配器、８・・
・座標変換部、９・・・ならい軸速度演算部、ＩＩＸ、
ＩＩＹｌｌｌＺ・・・各軸のサーボ回路、１２Ｘ、１２
Ｙ、１２Ｚ・・・各軸のサーボモータ 特許出願人　ファナック株式会社 代理人　弁理士　齋藤千幹 惨６１図 手続補正書（方式） ％式％ 」　事件の表示 昭和５８年特許願第２０６２８８号 ２　発明の名称 任意方向ならい方法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都日野市旭が丘３丁目５番地１４代理人 住所　〒１０１　東京都千代田区鍛冶町２丁目５番１４
号（発送日　昭和５９年０１１月３１日）６　補正の対
象 （内容に変更なし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ−Ｙ平面におけるならい方向を特定する数値データを
   用いてトレーサヘッドを該ならい方向に移動させると共
   に、モデル形状に応じて該トレーサヘッドをＺ軸方向に
   移動させてモデルをなられせる任意方向ならい方法にお
   いて、トレーサヘッドから出力される変位信号と前記な
   らい方向とから該ならい方向の速度ＶＡとＺ軸方向の速
   度ＶＢを演算し、該ならい方向の速度ＶＡとならい方向
   を特定するデータを用いてパルス分配演算を実行し、得
   られたパルスによりトレーサヘッドをならい方向に速度
   ＶＡで移動させ、Ｚ軸方向には前記Ｚ軸方向の速度ＶＢ
   でトレーサヘッドを移動させることを特徴とする任意方
   向ならい方法。