JPS6254656A

JPS6254656A - 倣い制御方法

Info

Publication number: JPS6254656A
Application number: JP19118185A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Torisawa; 鳥澤　由男; Hiroshi Ooyama; 博司大山
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-10
Also published as: JPH021628B2

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方法に関し、
特に任意のセンタラインを指定し、このセンタラインに
沿った倣い領域を倣う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、
工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工程を行わせる倣い制御
装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１周知のよう
に倣い装置のト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、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量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
おいて上記トレーサヘッドのモデル表面上での倣い方向
は、一方向に限られている。

そこで、例えば、モデルの端部等を倣う場合、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問
題点があり、倣い誤差を最小限にするために、モデル形
状によっては倣い領域を細かく分割し、できる限りモデ
ル形状に沿った倣いが行なわれるようにしている。とこ
ろが、倣い領域を多数設定するということは、それだけ
倣いリミットを設定しなければならず、その都度計算し
なければならない上に、各倣い領域毎にアプローチしな
ければならず。

オペレータに多大な負担をかけるという問題点がある。

例えば、第７図に示すように、倣い領域を３分割して倣
いを実施する場合、それぞれ１点鎖線で示す倣いリミッ
ト交１１及び立１２．１２１及び１２２　、旦３１及び
文３２と、２点鎖線で示す倣い終了リミットｌｉｅ、　
１２ｅ、１３ｅの計９木のリミットで囲まれる３つの倣
い領域を指定して倣い領域を指定し、まず同図に示すよ
うにトレーサへラドを倣いの開始点であるアプローチ点
Ｐ＾１にアプローチし、上記倣いリミット交！１及び交
１２で囲まれる倣い領域内を上記倣いリミットに直交す
る方向に往復倣いを実施し、倣い終了リミット交１ａま
で倣う（その軌跡を実線で示す）。

この１つの倣い領域の倣いを終了すると、トレーサヘッ
ドを次のアプローチ点ＰＡ２にアプローチし、上記倣い
リミット１２１及び！１２２で囲まれる倣い領域内を、
上述のように倣い終了リミット！１２ｅまで倣う（その
軌跡を実線で示す）、そして、さらにトレーサヘッドを
次のアプローチ点ＰＡ３にアプローチし、上記倣いリミ
ット１３１及び又３２で囲まれる倣い領域内を、上述の
ように倣い終了リミット１３ｅまで倣う（その軌跡を実
線で示す）ことになる。

そこで、同図に示すように、上記倣いリミット文１１−
見３２見及び倣い終了リミットｕｌｅ−文３ｅを計算し
て指定し、さらにアプローチ点ＰＡｌ−ＰＡ３を指定し
て、各倣い領域毎にそれぞれアプローチしな【すればな
らず、倣い工程に要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事情からなされたものであり、
この発明の目的は、任意に指定したセンタラインと直交
する方向に倣い、このセンタラインと平行にピックフィ
ードすることにより、センタラインを指定するだけで、
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
い制御方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
ｒＡ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上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、任意の点列を指定
してセンタラインを想定し、このセンタラインに対する
右側倣い幅及び左側倣い幅を指定することによって倣い
リミットを設定し、上記センタラインに直交する方向に
倣うようにしたものである。

（発明の実施例）第２図に示すように、例えば、倣いたい領域のほぼ中心
を通る線分を想定し、この線分の始点ＰＩ、曲折点Ｐ２
　、　Ｐ３及び終点Ｐ４を指定すると、この点２１〜Ｐ
４を結ぶセンタラインが想定できる。そして、このセン
タラインを中心に、右側に倣う幅ＬＱＲ及び左側に倣う
輻ＬＱＬを指定し、上記センタラインに平行な線分１１
２．　ｆＬ２２．　ｕ３２及びｕ　１１．見２１．　Ｊ
Ｌ３１を倣いリミットとして想定する。さらに、各セン
タライン毎における倣い終了リミットｌｌｅ、１２ｅと
、終点Ｐ４を通りセンタラインと直交する線分！Ｌ３ｅ
を倣い終了リミットとして指定し、上記想定した倣いリ
ミットと上記倣い終了リミットとで囲まれる倣い領域を
倣うようにすれば、任意の倣い領域と倣い方向が指定で
きることになる。そこで、従来のように倣い領域を細か
く分割しなくても、モデル形状に応じた適切な倣い工程
が容易にできることになる。

第１図は、上述のようなこの発明の倣い制御方法を実施
する一手段を示すブロック構成図である。同図において
、テーブル８上に配こされたモデル９の表面にトレーサ
ヘッド８０に接続したスタイラス８１が当接するように
、後述する表面任意方向倣い制御部３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（ＮＸ、）ＩＹ、＞！Ｚ）８Ａ、６８．
８Ｃで駆動すると共に、このサーボモータ８Ａ〜８Ｃ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ｎ検出器（ＳＸ、ＳＹ、ＳＺ）？Ａ、７８．７Ｃ
テ検出し、この検出された座標値及びスタイラスのｘ、
ｙ。

Ｚ軸方向変位量εＸ、εＹ、ｅＺを基に上記駆動を以下
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。そこで、法線倣い指令部４は、上記第２図に
示したように、点列ｐｔ〜Ｐ４からなるセンタライン及
び右左の倣い輻ＬＱＲ。

ＬＱＬにより指定される倣い領域を、図に示すように、
３つの倣い領域に分解し、各倣い領域における倣いリミ
ットＪＬＩＩ及び１１２，１２１及び立２２．１３＋及
び文３２と、倣い終了リミットＪｌｌｅ。

１２ｅ、１３ｅを以下のようにして求め、順次上記表面
任意方向倣い制御部３に指令する。ここにおいて、倣い
リミットとは、例えば第３図に示すｊｌｎｌ及びＪｌｎ
２のように、倣い中にこの倣いリミットの位置に達した
時、倣いを中止して予め指定されているビー、クツイー
ド量Ｐ分ビックフィードを行ない、その後、往復倣いな
らば再び逆方向に倣い、一方向倣いならば他方の倣いリ
ミットに戻って予め指定されているビックフィード量Ｐ
分ピックフィートを行ない、再び同一方向に倣いを行な
うようにするものである。

ここにおいて、第３図に示すように、指定される点列ｐ
Ｈ，ＰＪ１＋１　、Ｐｎ◆２から各倣い領域を示す倣い
リミット及び倣い終了リミ−／　）を求めるには、まず
点Ｐｎを通り線分子斤汀と直交する線分を想定し、点Ｐ
ｎから倣い方向に対して右側に距離ＬＱＲノ位置に点Ｐ
ｎｓ　ｒ、左側に距１１ＬＱＬの位置に点Ｐｎｓ　Ｉを
想定する０次に、点Ｐｎ◆２が倣いの進行方向Ａ、すな
わち線分ｎｒ斤の延長線に対して右側にあれば左側に、
左側にあれば右側に、それぞれ距離ＬＱＬ又はＬＱＲ離
れて線分ＦｉＦＴ汀及び線分行ゴ欝すに平行な線分を想
定し、その交点を求める。ここにおいて１点Ｐｎ÷２が
指定されていなければ、線分子阿■の延長線上に点Ｐｎ
＋２を仮想して考え、上述のように上記点Ｐｎ＋１を終
了点として倣い終了リミットを指定する。そこで、第４
図においては、Ｐｎ＋２が線分行酊■の延長線に対して
右側にあるので左側に、上記線分行ｎ■及び線分ｎゴ蕗
ｑと距ｆｌｌＬＱＬ離れた平行線分ＪＬｎｌ及びｌ　ｎ
ｉｌを想定し、その交点をＰ！Ｉｅ　１とする。そして
、この点Ｐｎｅ　Ｉを通り線分行ｎ１に直交する線分上
でセンタライン側に距１１ｍＬＱＬ÷ＬＱＲの位置に点
Ｐｎｅ　ｒを求める。そこで、上記点Ｐｉｓ　ｒ及び点
Ｐｎｅｒ、上記点Ｐｎｓ　Ｉ及び点Ｐｎｅ　ｌを結ぶ線
分ｉｎｌ、ｊＬｎ２が倣いリミットとして、又線分５訂
ｒｉが倣い終了リミット！ｌ！Ｉｅとして求まることに
なる。又、上記線分行行汀とＸ軸とのなす角度が直線倣
い角度Ｏｎとして、倣い方向を与える角度が求まること
になる。

そこで、上記表面任意方向倣い制御部３は、第３図に示
すように、上記法線倣い指令部４からアプローチ点ＰＡ
、倣いリミッ）ｉｎｌ及びＪＬｎ２．倣い終了リミット
ｌｎｅ、ピックフィード量Ｐ及び倣いの進行方向（ピッ
クフィード方向と同一）を示す直線倣い角度θｎを指令
されて、−領域を一方向に、又は同図に示すように往復
して倣うように、上記トレーサへラド８０を駆動する。

“すなわち、上記表面任意方向倣い制御部３は、上記法
線倣い指令部４から指令される上述のような倣い工程に
関する指令データと、上記トレーサヘッド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、ア
プローチ点、倣い方向及びピックフィード方向を上記ｘ
、ｙ、ｚ軸の駆動部（ＭＸ、ＮＹ、ＮＺ）８＾、８８．
８Ｇ　軸指令し、このｘ、ｙ、ｚ各軸方向の変位量＠Ｘ
。

εＹ、εＺのデータのフィードバックを受けて駆動量を
修正しながら、上述のようなセンタラインを中心とした
倣い工程を倣いリミットで指定される倣い領域の範囲で
行なうようになってい一方、デジタイズデータ収集部２
は、１記ｘ、ｙ、ｚ軸の位置検出１（ＳＸ、ＳＹ、５Ｚ
）７Ａ、７日、７Ｃで検出した座標値及び上記ｘ、ｙ、
ｚ軸方向の変位量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ＮＯ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方法が開始されると、別途倣いプロ
グラムによる指令、又は手動入力される指令に基づき、
トレーサへラド８０は第５図に示すアプローチ点ＰＡに
アプローチする。そして、倣い速度、ビックフィード速
度、ピックフィードＩＰ及びセンタラインを示す点列等
のデータが、法線倣い指令部４に手動入力されることに
より、又は倣いプログラムから読込まれることにより入
力される（ステップＳｔ）　、そこで、法線倣い指令部
４は、上記第３図に示したように、入力されたセンタフ
ィンを指定する点列Ｐｎ、Ｐｕ１ｌ　、Ｐｎ÷２から倣
い領域を分解し、その分解された倣い領域を示す区分領
域カウンタｎをまず“１°゛にセットする（ステップＳ
２）、そして、上記点列Ｐｎ、Ｐｎ＋１　、Ｐｎ＋２及
び倣い幅ＬＱＲ、ＬＱＬから区分倣い領域を示す倣いリ
ミットＪ１ｎｌ及びｌｎ２．倣い終了リミット１ｎｅ及
び直線倣い方向（角度Ｏｒ＋）を上述のようにして求め
る（ステップＳ３）、そこで、上記表面任意方向倣い制
御部３は、上記法線倣い指令部４で求められ指令された
倣いリミットｕｎｉ及び車道２．倣い終了リミット見ｎ
ｅ及び直線倣い方向（角度Ｏｎ）に従って、Ｌ記１区分
倣い領域の倣い工程を実行する（ステップＳ４）、ここ
において、上記１区分倣い領域における倣いが終Ｙした
時、第６図（Ａ）に示すように、トレーサヘッド８０が
、線分匠■■に対して上記点Ｐｎ＋２と同一側にあれば
。

上記倣い終了リミット文ｆｌｅ上を１回倣わせて（同図
に破線で示す）終ｒし、第６図（Ｂ）に示すように反対
側で終了すれば、そのまま終了して、次の区分倣い領域
に備える意味で終ｒ点を調整する（ステ、プＳ５）。

そして、上述のようにして１区分倣い領域の倣いを終Ｙ
すると、上記区分領域カウンタｎに”　ｉ　”加え（ス
テップＳ６）　、Ｊ：、述のようにして設定した区分倣
い領域が残っていれば（ステップＳ７）、上記ステップ
Ｓ３に戻り、以後この動作を繰返して指定した倣い領域
における全倣い工程を実施し、また上述のようにデジタ
イズデータ収集部２でトレランス処理されたモデル形状
のＮＧデータを記憶装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。

（発明の効果）以上のように、この発明によれば、センタラインを示す
点列と倣い幅を指定するだけで、モデル形状に応じた最
適な倣い領域と倣い方向が区分されて容易に設定でき、
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
を行うことができる。また、各倣い領域毎にその都度ア
プローチするなどの無駄がなくなり、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手段を示
すブロー、り構成図、第２図、第３図、第５図及び第６
図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の倣い制御方法の概要を説
明する図、第４図はこの発明の動作を示すフローチャー
ト、第７図は従来の倣い制御方法を説明する図である。２・・・デジタイズデータ収集部、３・・・表面任意方
向倣い制御部、４・・・方線倣い指令部、　［ｉＡ、８
８゜８Ｃ・・・サーボモータ、７Ａ、７８．７０・・・
位置検出器、８・・・テーブル、９・・・モデル、８０
・・・トレーサヘッド、８１・・・スタイラス。出願人代理人　　安　形　雄　三 × 石　２　図第　３　図Ｌ　５　図Ａ烙　７　図落　６　図手続補正書（方式）％式％特許庁長官　宇　賀　道　部　殿　　　、しゝ１．１バ
件の表示昭和６０年特許願第１９１１８１号２、発明の名称倣い制御方法・バ件との関係　　特許出願人愛知県名古屋市北区辻町１丁目３２番地株式会社　大　
隈　鐵　工　所４、代理人昭和８０年１１月６日（発送日　昭和６０年１１月２６日）ＩＪＩ細：１Ｗ、第１頁第１４行目と第１５行目の間に
「３、発明の詳細な説明」を挿入する。

Claims

【特許請求の範囲】

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、任意の点列を指定してセンタライ
ンを想定し、このセンタラインに対する右側倣い幅及び
左側倣い幅を指定することによって倣いリミットを設定
し、前記センタラインに直交する方向に倣うようにした
ことを特徴とする倣い制御方法。