JPS61125756A - 倣い機械制御方法 - 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〕 本発明は倣い機械制御方法に関し、特に倣い動作による
倣い機械の変位が変位検出部の検出範囲を逸脱した場合
の制御方法の改良に関する。

（従来の技術〕 一般に、倣い機械において倣い動作の変位を検出する手
段としては、差動トランスが利用されていた。しかし、
上記差動トランスはフルスケールの１／１００位の精度
しか出せないのに対し、前記倣い機械は数ミクロン級の
高精度の倣い動作を行なう。そのため、上記差動トラン
スによる倣い動作の変位検出ＩＩＩ囲は最大±２．ｗ程
度であった。

ところが、たとえば原型形状が急変するコーナ部等にお
いては、上記差動トランスの検出範囲を逸脱するような
オーバーシュートが発生するおそれがある。上記オーバ
ーシュートが発生すると、前記倣い機械をＩＩＩＩｌす
ることができなくなる。仮に、上記オーバーシュート分
も検出範囲に含むような大スケールの変位検出器を製作
すると、非常に大型かつ高価なものとなる。したがって
、従来、検出範囲を逸脱するようなオーバーシュートが
発生した場合には、倣い機械の倣い動作を停止させると
いう方法がとられていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、このようなｉｌｌ制御方法では、倣い速度が
検出範囲によって制限を受けることになり、近年型まれ
ている倣い動作の高速化には応えられない。

そこで本発明は、天蚕かつ高価な変位検出器を用いなく
ても、倣い機械の変位が検出範囲を逸脱するような高速
動作時に上記倣い機械の制御が可能で、倣い動作を安定
に行なうことができる倣い機械制御方法を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じたことを特徴としている。すなわち、
倣い機械に過大変位が発生した場合には、その過大変位
検出信号値を設定された最大限検出値でホールドし、前
記倣い機械が上記最大限検出値に相当する位置に復元す
るまで予め設定された信号により上記倣い機械を制御し
、前記倣い機械が上記最大限検出値に相当する位置に復
元したとき前記ホールドを解除して上記倣い機械を再び
変位検出信号で制御するようにしたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

このような手段を講じたことにより、たとえ倣い機械の
倣い動作が変位検出範囲を逸脱しても、前記倣い機械を
停止させることなく６１１１することができる。

（実施例） 本発明は、倣い機械が過大変位を生じた場合に、上記倣
い機械の移動方向と逆方向に修正動作が行なわれ、必ず
過大変位が生じた位置に復元するという倣い動作の特性
を利用している。すなわち、過大変位発生時には過大変
位検出信号値を設定された最大限の検出値でホールドし
た後、倣い機械の位置を監視し、上記倣い機械の位置が
ホールド時に記憶されている位置まで復元したとき上記
ホールドを解除する。そしてこのホールド期間中は、予
め設定された信号によって前記倣い機械をＩＩＩ御する
ものとなっている。さらに上記ホールド時間が所定値以
上になった場合には警告を発して倣い動作を停止させる
ようになっている。

第１図は本発明を実施するための一実施例の構成を示す
ブロック図である。第１図において１０は倣い機械とし
てのトレーサヘッドであり、原型１１の倣い動作を行な
うスタイラス１２が設けられている。このスタイラス１
２による前°記トレーサヘッドの変位は、このトレーサ
ヘッド１０に備えられた変位検出部においてＸ軸方向、
ｙ軸方向。

ｚ軸方向の３軸分の変位検出信号Ｓ１として検出され、
過大変位信号処理部１３へ送られて過大変位に対する処
理がなされた後、変位処理信号Ｓ２として倣い速度１１
１１１１部１４へ送られるものとなっている。この倣い
速度−１６１１部１４では、上記変位処理信！４Ｓ２か
ら倣い速度指令信号Ｓ３が生成され、この速度指令信号
＄３はＤ／Ａ変換器１５にてアナログ化され、サーボア
ンプ１６にて増幅された後、前記トレーサヘッド１０の
駆動モータ１７へ送られてこの駆動モータ１７の速度制
御を行なうものとなっている。

上記駆動モータ１７には速度検出器１８および機械位置
検出器１９が一体的に設けられている。

上記速度検出器１８の速度検出信号Ｓ４は、前記サーボ
アンプ１６にフィードバックされ速度一定飼御が行なわ
れるものとなっている。一方、機械位置検出器１９の位
置検出信号Ｓ５は、機械位置カウンタ２０にて積算され
た後、スタイラス中心位置演算部２１に送られ、スタイ
ラスの中心位置データが求められる。また上記機械位置
カウンタ２０にて積算された値は前記過大変位信号処理
部１３に過大変位生起時の鳳視用鋼械位置データとして
フィードバックされるものとなっている０ｗｉ記スラス
タイラス中心データは、倣いデータ処理部２２にて原型
形状データに処理された後、メモリ媒体や加工機等の［
１ｊｌ形状デ一タ受信部２３に与えられると共に、前記
倣い速度１１１１１部１４に送られるものとなっている
。

なお第１図においてサーボ系は１軸分のみを示している
が、実際には３軸分が必要となる。

次に本実施例の作用として、まずスタイラス１２による
トレーサヘッド１０の変位が変位検出部における検出範
囲内である場合について説明する。この場合、変位検出
部によって検出された変位検出信号Ｓ１は、過大変位信
号処理部１３をそのまま通過し、変位処理信号＄２とし
て倣い速度制御部１４へ送られる。この倣い速度制御部
１４では、上記変位処理信号Ｓ２と操作信号である倣い
速度指令信号Ｓ３とでループが構成され、前記スタイラ
ス１２が忠実に原型１１の表面をなぞるようにトレーサ
ヘッド１０の速度制御を行なう倣い速度指令信号Ｓ３が
生成され出力される。すなわち、スタイラス１２の３軸
分の変位εＸ、εｙ。

ε２から求まる原型１１の形状を示す法線ベクトルε−
Ｘ　＋εｙ　＋８２　が所定の一定値となるように、各
軸の駆動モータ１７に速度指令が与えられる。

上記倣い速度制御部１４から出力される倣い速度指令信
号Ｓ３は、Ｄ／Ａ変換器１５にて電圧信号に変換され、
サーボアンプ１６にて増幅された後、前記駆動モータ１
７に送られ、上記駆動モータ１７を駆動制御させる。こ
のとき、速度検出器１８による速度検出信号Ｓ４は前記
サーボアンプ１６にフィードバックされて駆動モータ１
７の回転速度が一定となるように制御されている。また
機械位置検出器１９による機械位置検出信号Ｓ５は、機
械位置カウンタ２ｏに出力されて積算された後、スタイ
ラス中心位置演算部２１に送られる。

このスタイラス中心位置演算部２１では積算値からスタ
イラスの中心位置を演算し、その中心位置データを倣い
データ処理部２２に送出する。この倣いデータ処理部２
２では上記中心位置データを処理して原型形状データを
求め、原型形状データ受信部２３に送出する。かくして
、この＠型形状データ受信部２３により上記原型形状デ
ータに基いて加工作業等が行なわれる。

次に、第２図に示す如くスタイラス１２が原型１１の形
状が急変するコーナ部１１ａに衝突し、トレーサヘッド
１０が過大変位ΔＬを生起した場合について説明する。

この場合、トレーサヘッド１０は過大変位ΔＬを一旦生
起しても、そのときの移動方向と逆方向に修正動作が行
なわれる。したがって上記トレーサヘッド１０は第３図
に示すような軌跡を描く。なお第３図においてＰｌはス
タイラス中心位置、Ｐ２は変位検出部有効範囲最大値、
Ｐ３は変位検出部有効範囲逸脱点、Ｐ４は変位検出部有
効範囲復元点を示している。

一方、上記変位検出部は第４図に示すような特性を有し
ている。すなわち有効範囲最大値±ＭＡＸを逸脱する変
位の検出は不可能である。

そのため、倣い機械の位置に比例した破線Ａのような信
号か、あるいは簡単にＭＡＸ点飽和特性をもたせた破線
Ｂのような信号を予め設定し、倣い速度制御部１４に出
力する必要がある。

そこでトレーサヘッド１０において過大変位ΔＬが発生
した場合には、過大変位信号処理部１３において、上記
トレーサヘッド１０が検出範囲を逸脱した時点Ｐ３でそ
のときの変位検出信号値をホールドすると共に、逸脱し
た軸および該当軸の機械位置座標を記憶する。そして上
記該当軸に関して方向および変化を図示しない監視回路
により監視し、時点Ｐ３での機械位置をα１次回以後の
サンプル時点での読取り機械位置をβとしたときＩα１
〉１β１となる時点Ｐ４まで、上記信１４に対し、前記
第４図の破線Ａあるいは破線Ｂで示すような信号が変位
処理信号Ｓ２として出力される。また、上記過大変位信
号処理部１３においては、ホールド時間の監視も行なっ
ている。そして上記ホールド時間が所定時間以上になっ
た場合には警報が発せられると同時に倣い動作が浄土さ
れる。

なお、倣い速度制御部１４以降の動作は前述したトレー
サヘッド１０の変位が変位検出部における検出範囲内で
ある場合のときと同様であるので省略する。

このように本実施例によれば、たとえトレーサ　　　　
・ヘッド１０の変位が変位検出部の検出範囲を逸脱して
も、過大変位信号処理部１３から出力される予め設定さ
れた信号（第４図中破線ＡまたはＢ）により前記トレー
サヘッド１０の制御が可能となる。したがって、特別に
大型かつ高価な変位検出器を用いなくてもトレーサヘッ
ド１０による倣い動作の高速化が可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、倣い機械に過大変
位が発生した場合には、その過大変位検出信号値を設定
された最大限検出値でホールドし、前記倣い機械が上記
最大限検出値に相当する位置に復元するまで予め設定さ
れた信号により上記倣い機械を制御し、前記倣い機械が
上記最大限検出値に相当する位置に復元したとき前記ホ
ールドを解除して上記倣い機械を再び変位検出信号で制
御するようにしたので、大型かつ高価な変位検出器を用
いなくても、倣い機械の変位が検出範囲を逸脱するよう
な高速動作時に上記倣い機械の制御が可能で、倣い動作
を安定に行なうことができる倣い機械制御方法を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するための図
で、第１図は構成を示すブロック図、第２図は倣い機械
に過大変位が生じた状態を示す模式図、第３図は過大変
位が生じたときの倣い機械の軌跡の一例を示す図、第４
図は変位検出部における検出特性の一例を示す図である
。 １０・・・トレーサヘッド、１１・・・原型、１２・・
・スタイラス、１３・・・過大変位信号処理部、１４・
・・倣い速度制御部、１５・・・Ｄ／Ａ変換器、１６・
・・サーボアンプ、１７・・・駆動モータ、１８・・・
速度検出器、１９・・・機械位置検出器、２０・・・機
械位習カウンタ、２１・・・スタイラス中心位置演算部
、２２・・・倣いデータ処理部、２３・・・原型形状デ
ータ受信部。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 １ｎ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 倣い機械の変位を検出しその変位検出信号により上記倣
   い機械を制御する倣い機械制御方法において、前記倣い
   機械に過大変位が発生した場合には、その過大変位検出
   信号値を設定された最大限検出値でホールドし、前記倣
   い機械が上記最大限検出値に相当する位置に復元するま
   で予め設定された信号により上記倣い機械を制御し、前
   記倣い機械が上記最大限検出値に相当する位置に復元し
   たとき前記ホールドを解除して上記倣い機械を再び変位
   検出信号で制御するようにしたことを特徴とする倣い機
   械制御方法。