JPS624552A - 倣い制御方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は倣い制御装置における倣い制御力Ｕ：に関し
、特にモデル形状に沿った倣い方向を指定する倣い制御
方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 倣い装置にモデル形状を倣わせ、倣った形状どおりに、
［作機械にワークを加工させる倣い制御装置において、
プログラムを用いて複数の倣いＩｆを行わせる倣い制ｇ
４ＳＬ置が広く使われるようになってきている。この倣
い制御装置において、モデル形状を倣うのには、周知の
ように倣い装置のｉ・レーサヘッドに接続したスタイラ
スをモデル表面に当接させて倣わせている。

従来、このようなモデル表面倣い制御方法においては、
倣いの範囲を示す倣いリミットを指定して倣い領域を指
定し、この倣い領域内において倣い方向に従い上記トレ
ーサヘッドをモデル表面に当接させて移動させ、このモ
デル表面の法線方向の変位ｊ、）を計測することにより
、倣い制御が行なわれるようになっている。ところが、
ここにおいてＬ記トレーサヘッドのモデル表面りでの倣
い方向は、−・方向に限られている。

そこで、たとえば、第５図に示すような側面に湾曲面を
イｆする円錐台状のモデル９の表面を倣う場合において
、第６図（Ａ）に示す如く、このモデル９の投影図８Ａ
に対して、２点鎖線で示すリミタ）Ｌで囲まれる１つの
倣い領域を指定し、同図に示すようにトレーサヘッドを
倣いの開始点であるアプローチ点Ｐ＾からＹ軸に沿った
倣い方向に往復倣い（その軌跡を実線で示す）を実行す
ると、同図に破線で囲って示す部分ＡＩ及びＡ２’３モ
デルの端部において、トレーサヘットはモデルの表面形
状によって上記倣い平面（Ｙ−Ｚ平面）と直交する方向
（Ｘ軸）に力を受け、倣い軌跡がいわゆる“波打ち”を
起し、上述のように１つの倣い領域だけで倣いを行うと
倣い精度が悪くなるという闇題点がある。そこで、この
闇題点を解決するためには、上記倣い平面に対して直交
する方向の力の影！を受けない方向に倣い平面を定める
ことが必要となり、たとえば、第６図（Ｂ）に示すよう
に４つの倣いリミットＬ１〜Ｌ４を指定し、４つの倣い
領域に分解し、それぞれアプローチ点ＰＡＬ、　ＰＡＤ
、　ＰＡ：＋及びρへ４から１−述のような表面倣いを
行えば。

１−述のようなモデル表面形状による倣い平面に直交す
る方向の力の影響は、１−記１つの領域での倣いに比べ
て受けにくくなるが、必らずしもモデル形状に沿った方
向の倣いはできず、完全にこの影響を除去することはで
きない、また、同図に示すように倣い領域に玉なりが生
じ、無駄な工程を発生するばかりではなく、上記倣いリ
ミットＬ１〜Ｌ４及びアプローチ点Ｐへ１〜Ｐｎａ　を
指定しなければならず、各倣い領域毎にそれぞれアプロ
ーチすることになり倣い工程に安する時間が多くなり、
オペレータにも多大な負担をかけることになる。

（発明の目的） この発明は上述のような・ト情からなされたものであり
、この発明の目的は、任意に指定した点を中心にモデル
形状の水モ面トに放射状の軌跡を描くように倣うことに
より、モデル形状に沿った倣いが容易に行い得るように
した倣い制御力法を提供することにある。

（発明の概要） この発明は、モデル表面を追跡するトレーサヘッドの出
力からこのトレーサヘッドとモデルとの相対送り速度を
演算指令し、この倣い送り速度指令により各軸に設けら
れたモータを駆動して−Ｆ記トレーサヘッドにモデル表
面を倣わせる倣い制御方法において、任、αに設定した
点を通り機械のＺ軸と平行な磨面に対して、倣い領域を
指定する内側倣いリミット及び外側倣いリミットを指定
し、この内側倣いリミット及び外側倣いリミットの間を
、この外側倣いリミットにおける倣い間隔か−・定とな
るようにピックフィードｒｉを調整して倣うようにした
ものである。

（ｆｆｉ川の実施例） 第２図に示すように、たとえば、側面に湾曲面を有する
円錐台状のモデル９の表面を倣う方法として、このモデ
ルの中心を通る東向方向（Ｚ軸）の中心ＢＣ−ｃ′がモ
デル表面と交叉する放射中心点ＰＣを指定し、この中心
線ｃ−ｃ”を含みＺ軸に並行な面Ｃ１〜Ｃｎを所定の規
則に従って設定し、この放射状に設定した而Ｃ１〜Ｏｎ
とモデル表面との交線」二をＬ記放射中心点ＰＣから外
側に、あるいは外側から放射中心点ＰＣに向って倣うよ
うにすれば、上述のようにモデル形状による倣い平面に
直行する方向の力をトレーサヘッドに受けることがなく
安定した正確な倣い工程ができるこよになる。

第１図は、上述のようなこの発明の倣い制御力が、を実
施する一ｆ＝段を示すブロック構成図である。同図のお
いて、テーブル８上に配置されたモデル９の表面にトレ
ーサヘッド８０に接続したスタイラス８Ｉが当接するよ
うに、後述する倣い制御部４からの信号を受けてこのト
レーサヘッド８０をｘ、ｙ、ｚ軸方向にたとえばサーボ
モータ（ＭＸ、ＮＹ、ＮＺ）８＾、８Ｂ、６Ｃ：テ駆動
すると共に、このサーボモータ８Ａ〜６Ｃで移動された
トレーサヘッド８０のｘ、ｙ、ｚ座標値を各軸の位置検
出器（ＳＸ、ＳＹ、５Ｚ）７Ａ、７Ｂ、７Ｇで検出し、
この検出された座標値及びスタイラスのｘ、ｙ、ｚ軸方
向変位にεＸ、εＹ、ｅ／　を基に［、記駆動を以下に
述べる制御装置で制御し、倣い■工程を行なうようにな
っている。：ｊＳ１図において、放射中心点記憶部１０
は、第３図に示すように、実線で示すモデル形状の一行
投影図９Ａの中心点として指定された放射中心点ＰＣの
座標値データを記憶しており、放射方向倣い回転方向記
憶部１１は、この発明による放射力向倣いを時計方向回
り（ＣＷ）に行なうか、：ｊＴｊ３図に示すように゛ト
時計方向回り（ＣＣＷ）に行なうか設定された倣いの進
行方向データを記憶しており、放射方向倣いリミット記
憶部１２は、第３図に２点鎖線で示す倣い範囲を表わす
外側倣いリミットＬ、ｏ、内側倣いリミタ）Ｌｉを示す
点列によって設定されたソフト電位線等予め設定された
倣いリミットデータを記憶しており、放射方向倣いパラ
メータ記憶部１３は、その他倣い工程に必要なパラメー
タである倣い速度、ピックフィード速度、ピックフィー
ドＱＰ及び最初に倣うべき方向（内向か外向か）笠の設
定されたｆ−夕を記憶している０位置監視部２＋ｌＬ記
Ｘ、Ｙ、ＺＭ軸の位置検出Ｗ（ＳＸ。

ＳＹ、５Ｚ）７＾、７Ｂ、７Ｇの位置信号を受は堆り、
ヒ記放射方向倣いリミット記憶部１２及び放射方向倣い
パラメータ記憶部１３に記憶されている倣い領域、ピッ
クフィード星Ｐなどのデータから倣い及びピックフィー
ドの終γを判定する。倣い方向演算部３は、上記放射中
心点記憶部１０．放射方向倣い回転方向記憶部ＩＩ、放
射方向倣いリミット記憶部１２及び放射方向倣いパラメ
ータ記憶部１３に記憶されている設定された上述のよう
な倣い工程に関する指令データと、上記位置監視部で′
監視されたトレーサヘッド８０の座標値信号及び倣い、
ピックフィードの終了信号を受けて放射状の倣い方向及
びピックフィード方向を倣い制Ｗ部４に指令し、この倣
い制御部４は１−述のように指令された倣い方向及び倣
い速度を４−記ｘ、ｙ、ｚ軸の駆動部（ＮＸ、ＮＹ、Ｎ
Ｚ）ＧＡ　、８８．８Ｇに指令し、このＸ、Ｙ、Ｚ各軸
方向の変（＜／　：Ｍε×・εＹ、ε）のデータのフィ
ートノく７りを受けて駆動部を修正しながら、上述のよ
うな放射中心点Ｐ、を中心とした放射状の倣い工程を倣
いリミットし。及びＬｉの範囲で行なうようになってい
る。

ここにおいて、デジタイズデータ収集部５は、上記Ｘ　
、　Ｙ　、　Ｚ軸の位置検出器（ＳＸ、ＳＹ、５Ｚ）７
Ａ、７Ｂ、７Ｃ−ｔ’検出１．　タ座標値及び上記ｘ、
ｙ、ｚ軸方向の変位；政εＸ、εｙ、ｅｚ　をサンプリ
ングしてトレランス処理を行ない、モデル形状のＮＧデ
ータとして図示していないフロッピディスクなどの記憶
装置に記憶されるようになっている。

このような構成により実施されるこの発明の倣い制御方
法の動作につい゛て第４図のフローチャートを参照しな
がら説明する。

この発明の倣い制御力法が開始されると、別途倣いプロ
グラムによる指令、又は手動人力される指令に基づき、
トレーサヘッド８０は第３図に示すアプローチ点ＰＡに
アプローチする。そして、倣いプログラムから読込まれ
て又は手動人力されることにより上記倣い速度、ピック
フィード速度、ピックフィードｊ−Ｐ及び最初放射中心
力向に向かって倣うか放射中心から外側に向かって倣う
かの倣い方向象の指令が行なわれる（ステップＳｔ）　
、次に、倣い方向演算部３は。

ｌ−記位置監視部２が位置検出器７Ａ〜７Ｃにより検出
したトレーサヘッド８０の現在位置の座標値（最初はア
プローチ点Ｐ＾）と、を記倣い方向指令と、Ｌ記放射中
心点ＰＣとから、第３図に示すように、アプローチ点Ｐ
＾から放射中心点Ｐｃを通り外側に向かう線ＴＩを倣い
方向として決定しくステップＳ２）、倣い制御部４はこ
の決定された倣い軌跡ＴＩに沿って外側倣いリミットＬ
ｏまでＩ−述のように倣い工程を実行する（ステップ５
３）１次いで、倣い方向演算部３は、Ｅ記放射方向倣い
リミットＬｏ、　Ｌｉ及び倣い進行方向ＣＣＷより、外
側倣いリミタ）Ｌｏにおけるピックフィード方向を第３
図に示すように゛ト時計方向回りでＸ軸に一行な方向に
決定しくステップＳ４）。

また、■−記パラメータ設定されたピックフィード−１
：Ｐに従い外側倣いリミットＬ。におけるビツクツイー
ドＭを決定し、　（ステップＳ５）、第３１４に示すよ
うなＸ軸に平行な線分子２に沿ってピックフィードをｈ
Ａのように倣うことによって行なう（ステップＳ６）、
そして、上述のようにして設定した倣い領域内に倣い工
程が残っていれば（ステップＳ７）、上記ステップＳ２
に戻り。

こんどは内側倣いリミッ）Ｌ＋まで放射中心点ＰＣに向
かってｈａのように倣い〒３及び、外側倣いリミッ）Ｌ
ｏにおける倣い間隔がパラメータ設定されたピックフィ
ードＩＰとなるように、内側倣いリミットＬｉにおける
ピックフィード祉を調整してピックフィード丁４を実施
し、以後この動作を繰返して指定した倣い領域における
全倣いＬ程を実施し、また上述のようにデジタイズデー
タ収集部５でトレランス処理されたモデル形状のＮＣデ
ータを記憶？を置に記憶させてこの発明の倣い制御方法
の動作を終了する。

（９，明の変形例） Ｌ、述の実施例においては、倣い方向について内側倣い
リミットと外側倣いリミットの間を往復して倣う例を示
したが、内側から外側に、又は外側から内側に一方向に
倣うようにしてもよい。

また、上述の実施例においては、放射方向の倣いだけを
行なう例を示したが、モデル形状によっては部位に応じ
この発明の放射方向の倣い制御方法と従来から用いられ
ているＸ、Ｙ軸方向の倣いとを組合わせることによりモ
デル形状に応じた最適な倣い［程が実施できることにな
る。

（発明の効果） 以」二のように、この発明によれば、モデル形状に応じ
た最適な倣い領域と倣い方向が容易に設定でき、倣い工
程中においてモデル形状によりトレーサヘットに対して
倣いモ面に直交する方向に拗〈力を防ぐことができ、モ
デル形状によらず倣い精度を向上させて安定した倣いを
行うことがで５る。また、倣い領域の玉なすなどの無駄
もなく時間を短縮化させて効率の良い倣い工程が実施で
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の倣い制御方法を実施する一Ｆ段を示
すブロック構成図、第２図はこの発明の倣い制御方法の
概要を説明する図、第３図はこの発明の倣い制御方法に
よる倣い軌跡を示す図、第４図はこの発明の動作を示す
フローチャート、第５図はモデル形状を示す図、第６同
学 （Ａ）及び（Ｂ）は従来の倣い制御方法を説明する図で
ある。 ２・・・位置監視部、３・・・倣い方向演算部、４・・
・倣い制ｎ部、８Ａ　、８８．６Ｇ・・・サーボモータ
、？Ａ、７８゜７Ｇ・・・位置検出器、８・・・テーブ
ル、９，３Ａ・・・モデル、　１０・・・放射中心点記
憶部、１１・・・放射方向倣い回転方向記憶部、＋２・
・・放射方向倣いリミット記憶部、１３・・・放射方向
倣いパラメータ記憶部、８０・・・トレーサヘッド、　
８１・・・スタイラス。 石　２　因 　３　ｇ 第　４　図 も　５　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モデル表面を追跡するトレーサヘッドの出力から前記ト
   レーサヘッドと前記モデルとの相対送り速度を演算指令
   し、この送り速度指令により各軸に設けられたモータを
   駆動して前記トレーサヘッドにモデル表面を倣わせる倣
   い制御方法において、任意に設定した中心点を通り機械
   のＺ軸と平行な平面に対して、倣い領域を指定する内側
   倣いリミット及び外側倣いリミットを指定し、前記内側
   倣いリミット及び前記外側倣いリミットの間を、前記外
   側倣いリミットにおける倣い間隔が一定となる様にピッ
   クフィード量を調整して倣うことを特徴とする倣い制御
   方法。