JPS6195858A - 倣い加工の同期運転方法 - Google Patents

倣い加工の同期運転方法

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JPS6195858A
JPS6195858A JP21609784A JP21609784A JPS6195858A JP S6195858 A JPS6195858 A JP S6195858A JP 21609784 A JP21609784 A JP 21609784A JP 21609784 A JP21609784 A JP 21609784A JP S6195858 A JPS6195858 A JP S6195858A
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JP
Japan
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copying
data
block
machining
stylus
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Pending
Application number
JP21609784A
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English (en)
Inventor
Yuzo Matsunaga
松永 有三
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS6195858A publication Critical patent/JPS6195858A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/121Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing
    • B23Q35/123Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing the feeler varying the impedance in a circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

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〉 この発明は、倣い@減と加工81械とを機械的に分離し
た電気的結合方式の装置における倣い加工の同期運転方
法に関する。
〈従来の技術〉 従来、倣い加工はスタイラスを先端につけたトレーサヘ
ッドと、加工用主軸とが機械的に一体化した装置を用い
て行うのが一般的であったが、例えば第2図(alに示
すような倣う原型の形状急変箇所で、第2図fblに示
すように喰込み、あるいは削り残しを生起したり、また
加工例カッタの振動の影響をスタイラスが拾って精度を
悪くするなど問題があった。
これらの問題を解決する方法として、スタイラスで検出
したデータを切削側にて時間的にまにあうように機械的
にカッタ位置よりスタイラス位置を先行させて喰込み低
減を図る方法、あるいはスタイラスとカッタを#M械的
に分離させて電気的結合を図り振動を無くす方法等が糎
々考案されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 このため、スタイラスをカッタ位置より先行させて原型
から倣いデータを得ると同時に、これを電気的結合を介
して加工機側に指令することが望ましいが、最近の倣い
加工の高精度化要求に対応するには、前述の機械的又は
電気的いずれかの方法では限界がある。また高精度化の
要請と共に、倣い動作の高速化のニーズも強く、スタイ
ラスをカッタに対して先行させて倣わせているにもかか
わらず見掛は上回位置を倣っているように同期運転させ
る方法も期待されている。
ところが仮に、高精度化の要請を満たすべきスタイラス
を先行させ電気的結合を施したとしても、すなわちスタ
イラスを先行させた時間だけ電気的結合回路で遅れ時間
をおいて、加工機側にそのまま倣い情報を転送しても、
なお喰込みまたは削り残しの現象は全熱解消できないと
いうところにあり、従来の倣い用制御装置はこの欠点を
持っているために、このまま前述の同期運転による高速
化した時の精度悪化には無防備になっている。従って倣
い機械と加工機械とを電気的に結合した装置でスタイラ
スをカンタに先行させつつ高精度加工を行ないしかも高
速な倣い加工を行なう同期運転方法は従来顕著なものが
無かった。
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高速の
高精度な倣い加工が可能となる倣い機械と加工機械間の
同期運転方法を提供することを目的とする。
く問題を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明の構成は、倣い機械でモデル
を倣って得る倣いデータを電気信号に変換し、この信号
を加工4j!A減の加工情報として用いる倣い加工方法
において、倣いデータの直線近似化によって加工用ブロ
ックデータを算出するとき1ブロックの長さを一定長さ
以下に制御すると共に、倣い機械と加工機械との位置の
ずれを、上記1ブロックを一定長さ以下にした細切れブ
ロックの各軸移動量の和でとらえ1.このずれ量で倣い
機械あるいは加工機械に速度制限信号を発するようにし
たことを特徴とする。そして、この発明による同期運転
方法は、倣い機械側の条件、加工機械側の条件によって
カッタに対するスタイラスの先行量がある幅を持って変
化してもよいという考えのもとに、カッタ〜スタイラス
間の距離によって倣い速度あるいは加工速度に速度制限
を加えるよう制御し、それによって人間の眼にはほとん
ど同一箇所を倣い、切削しているようにし見えるよう先
行量を決めるようにしたものである。
く実 施 例〉 以下、この発明の一実施例を第1図及び第3図〜第5図
を参照して説明する。第1図において、上段は倣い機械
側であり下段は加工ai減側であって、このうち10は
トレーサヘッド、11は倣い検出器のスタイラス、12
は原型(モデル)、13はスタイラスの変位信号(3軸
分)、14は倣い速度制御部、15は倣い速度指令信号
、16はディジタルアナログ変換譬CD/A変換器)、
17は号−ボアンプ、18は倣い機械の駆動モータ、1
9は速度検出器、20は機械位置検出器、21は速度フ
ィードバック信号、22は位置検出信号、23は機械位
置カウンタ、24はスタイラス中心位置演算部、25は
倣いデータ処理部、26〜33は加工機側のサーボ系位
置決め要素で倣い機械側の前述した16〜23に相当す
るものであり26はD/A変換器、27はサーボアンプ
、28は駆動モータ、29は速度検出器、30はffl
減位置検出器、31は速度フィードバック信号、32は
位置検出信号、33は機械位置カウンタ、34は位置偏
差にループゲインを乗じた加工速度指令信号、35は加
工aiI域側位置イ:号、36は偏差演算部、37は加
工機械への位置指令信号、38は指令レジスタ部、39
は加工機械へ与えるブロックデータ、40は倣い機械制
御部、41は加工機械制御部である。制御部4Q、41
ば例えば1つのマイコンシステムとして一体化したもの
でもよいし、41は独立させた既製のNG装置であって
もよい。また図ではす−ボ系に関わる所は1軸分のみを
記しているが、現実にはこの部分は3軸分おく必要があ
る。
上記構成によるこの発明の一実施例方法について説明す
る。第1図において倣い制御部はスタイラス検出信号1
3と操作信号である倣い速度指令信号15でループが構
成され、スタイラス11が原型12の表面を忠実になぞ
るよう働く。すなわちスタイラス11の3軸分の変位ε
8.C2,C2から求まる原型12の形状を示す法線ベ
クトルε8+ε、+εよがある一定値になるように各軸
のモータ18に倣い速度制御部14から速度指令が与え
られる。このようにスタイラス11が原型12の表面を
滑ってゆくと、刻々と移動する機械位置は、位置検出器
20から発生する検出信号22を積算して、機械位置カ
ウンタ23により求まる。
とのカウンタ23の内容を(xp yp z) とする
と、スタイラス球の中心位置(X、Y。
Z)は、同演算部24において X==X+CY=y+ε、Z=z+c ×p と計算される。このスタイラス中心位置X。
Y、Zは、ごく短いサンプリング同期ごとに取込まれ、
例えば第3図の点P1〜pHのように倣い機械制御部4
0内のメモリに記憶される。これらのデータは倣し1デ
一タ処理部25で、第3図のP、〜P3.P、〜p6.
p6〜P、 JP、〜P11の4本の直線のように直線
近似する。
このようなブロックデータべの転換時に第4図のような
制限をつける。すなわち第4図において(alは原型1
2の表面軌跡、(blはその直線近似化したもの、さら
に(C1は直線近似操作においてそのブロックの長軸の
長さに一定値lという上限をつけてブロック化したもの
である。倣いデータ処理部25はこれらの直線近似した
ブロックデータを順次加工機械制御部41へ送り出すが
、このときメモリ上のバッファにて次のような演算を行
なう。
xL=xL+x、−x。
yL=yL+y、−y。
z  =z  +z  −z ここで、(X、、 y、 z、)は新しく取り込んでブ
ロック化した新ブロックの移動量、(x、# Y、pz
、)は加工機械側に渡したバッファ内の最も古い(n 
) i ] ブブロクの移動量である。倣いデータ処理
部25は上記(xL、yL、T、L)の内の最大値を見
ながら第5図のような速度制限操作を行なう。第5図に
おいて[alは倣い機械側への速度オーバライドカーブ
であり、前記最大値とり、およびl−m&xとの大小に
より速度調整を行なう。同様に(blは加工機械側への
速度オーバライドカーブであり、前記最大値と−との大
小関係により速度調整を行なう。
倣いデータ処理部25が、このように速度調整情報と同
時に送り出す指令ブロックデータ39は、加工機側の指
令レジスタ38に入る。加工機械制御部41は、指令レ
ジスタ38にもらった移動情報に基づいて偏差演算部3
6へ位置指令信号37を与え、ここで加工微減側位置信
号35との偏差がとられ、これにループゲインを乗じて
加工速度指令信号34が計算されてディジタル・アナロ
グ変換器26に伝えられ、以降サーボアンプ27、モー
タ28、速度検出器29から位置検出器30が動作して
、8!減位置カウンタ33が変化し、機械位置信号35
が前述の偏差演算部36に廻り込んで結果的に指令した
だけ加工tOWを動かす制御ループを働かせる。ここで
倣いデータ処理部25は、スタイラス球の軌跡をブロッ
クデータ化しているので、倣い機械自体は喰込み、削り
残しを生じるような径路を辿ったとしても、加工機械に
与えられるデータは忠実に原型をなぞるものになってい
る。またカッタ〜スタイラス間の先行量について1よ、
例えば前文中の1 、 L、 、 L−rnaxp L
42を1 = 0.1 mm。
L、 =1.0m、 L+ax=2.0+nm、 L、
 =0.5というように与えれば、長軸長−以下の細切
れブロックの連続転送によって滑らかな追従で通常幅0
5〜1、0 mm 、最接近時はカッタか1°スタイラ
ス同位置、最大離反時が211mというように制御され
ろことによる。但しここで各ブロックの移動距離をベク
トル長でなく長軸長で代表させているため、最悪1/1
だけの誤差を持つ可能性がある。しかし目視で気になる
ものでなく、処理を簡単化できるメリットがある。
〈発明の効果〉 本発明によれば、倣い機械と加工機械の同期運転に必要
な両者への速度調整機能をブロックの細切れ化操作と、
それらのブロック座標値の単純な加減算のみでカックル
スタイラス間距離を算出し、これによってオーバライド
をかけるという単純な機構で実現し、同時に加工機械へ
指令するデータは、スタイラスを先行させて得た原型を
忠実になぞるものになっているので、原型に基づいて実
際に切削した結果、喰込みや削り残しを生じた従来法の
欠点を完全に克服できる。現実には形状急変箇所等で倣
いB&減、加工機械とも減速する必要があり、先行量分
だけの時間的ズレがあることによって、カッタ〜スタイ
ラス間は数mmの範囲で伸縮するが、人間の眼で非同期
感を持つほどではなく、使用上何ら問題となるものでは
ない。
従って、この発明によればマイコンシステムのソフトに
よる簡単な演算だけで、高速・高精度倣いを可能とする
倣い加工の同期運転方法を提供でき、優れた効果が奏せ
られろものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第3図ないし第5図は本発明の一実施例を
示し、第1図は実施例説明のためのブロック図、第3図
はサンプリングと直線近似の説明のためのグラフ。 第4図(,1(bl (C1は原型とブロックデータの
対比を示す説明図、第5図(alは倣い装置側第5図[
blは加工機域側の速度オーバライド−距離を示す特性
線図、第2図(al fblは従来の喰込みや削り残し
を説明するための説明図である。 図  中、 10 ・トレーサヘッド、11・・・スタイラス、12
 ・原型、40・・倣い機[制御部、41・−・加工機
械制御部、16〜23・・・倣い81減側位置決め制御
系要素、26〜33・・・加工機械側位置決め制御系要
素 特  許  出  願  人 三菱重工業株式会社 復  代   理  人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 倣い機械でモデルを倣って得る倣いデータを電気信号に
    変換し、この信号を加工機械の加工情報として用いる倣
    い加工方法において、倣いデータの直線近似化によって
    加工用ブロックデータを算出するとき、1ブロックの長
    さを一定長さ以下に制御すると共に、倣い機械と加工機
    械との位置のずれを、上記1ブロックを一定長さ以下に
    した細切れブロックの各軸移動量の和でとらえ、このず
    れ量で倣い機械あるいは加工機械に速度制限信号を発す
    るようにしたことを特徴とする倣い加工の同期運転方法
JP21609784A 1984-10-17 1984-10-17 倣い加工の同期運転方法 Pending JPS6195858A (ja)

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JP21609784A JPS6195858A (ja) 1984-10-17 1984-10-17 倣い加工の同期運転方法

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JPS6195858A true JPS6195858A (ja) 1986-05-14

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JP (1) JPS6195858A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272446A (ja) * 1987-04-28 1988-11-09 Okuma Mach Works Ltd デジタイズ装置による同期運転方式
JPH02274457A (ja) * 1989-04-12 1990-11-08 Fanuc Ltd ならい制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272446A (ja) * 1987-04-28 1988-11-09 Okuma Mach Works Ltd デジタイズ装置による同期運転方式
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