WO1991001849A1 - Noncontact profile control unit - Google Patents

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WO1991001849A1
WO1991001849A1 PCT/JP1990/000904 JP9000904W WO9101849A1 WO 1991001849 A1 WO1991001849 A1 WO 1991001849A1 JP 9000904 W JP9000904 W JP 9000904W WO 9101849 A1 WO9101849 A1 WO 9101849A1
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control device
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detectors
distance
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Inventor
Hitoshi Matsuura
Original Assignee
Fanuc Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/28—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04—Control 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
    • B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04—Control 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
    • B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
    • B23Q35/128—Sensing by using optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37425—Distance, range

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact copying control device, and more particularly to a non-contact copying control device with improved copying accuracy.
  • This non-contact distance detector uses an optical distance detector, which is fixed to the tip of the tracer head to detect the distance to the model surface. Since there is no fear of damaging the model, it is possible to use a model made of a soft material, and it is expected that the field of application in contour machining will be expanded. .
  • the measurement optical axis of the distance detector is a model in this part.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a non-contact copying control device with improved copying accuracy.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems.
  • the non-contact tracing control device for tracing a workpiece while tracing a shape of a model in a non-contact manner
  • the non-contact tracing control device inclines by a fixed angle with respect to a predetermined linear axis, and the center is defined by the linear axis and the linear axis
  • First and second non-contact distance detectors attached to a tracer head controlled by a rotating rotating shaft and measuring the distance to the model surface by touch, respectively, and A sampling means for sampling the measured values of the first and second non-contact distance detectors at every sampling time, and the first non-contact distance sampled during the previous sampling.
  • Storage means for storing the first measured value of the detector and the second measured value of the second non-contact distance detector; and the first and second measured values; and Sampled The method of measuring the model surface based on at least three of the first non-contact distance detector third measurement and the second non-contact distance detector fourth measurement.
  • Vector calculation means for calculating a line vector
  • angle calculation means for calculating an angle on the plane of a projection of the normal vector on a plane parallel to the rotation axis, and a direction of the angle
  • a rotating shaft driving means for rotating the rotating shaft.
  • the coordinates of each vertex of a small square on the model surface are obtained from the measured values at the previous and current samplings from the two non-contact distance detectors provided on the tracer, and the required The normal vector is obtained using the coordinates of the three vertices, and the tracer head is rotated in the direction of projection of this normal vector onto the XY plane. Since the measurement axis of the non-contact distance detector is oriented in the direction closest to the vertical to the model surface, high-precision distance measurement can be performed.
  • FIG. 2 is a detailed view of a tracer head in one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a method for calculating the rotation angle of the laser head in one embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart for calculating a rotation angle in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a non-touching control device and peripheral devices according to the present invention.
  • a processor 11 reads out a system program stored in R0M12 via a bus 10 and controls according to the system program. Controls the overall operation of control device 1.
  • the RAMI 3 is a temporary storage device for data, and stores a measured value from a distance detector described later and other temporary data.
  • the non-volatile memory 14 is backed up by a battery (not shown), and various parameters such as a direction, a speed, and the like input from the operation panel 2 via the interface 15 are provided. Stores data etc.
  • the tracer head 4 of the copying machine tool 3 is provided with distance detectors 5a and 5b.
  • a reflected light type distance detector using a semiconductor laser or a light emitting diode as a light source is used, and the distance to the model 6 is measured in a non-contact manner.
  • the measured values L a and L b of these distance detectors are converted into digital values by the AZD converters 16 a and 16 b in the copying control device 1, and are sequentially read by the processor 11 o.
  • the processor 11 calculates the amount of displacement of each axis based on the measured values La and Lb and signals from the current position registers 19 X, 1 y, and 19 z, which will be described later.
  • the speed commands Vx and are generated for each axis by a known technique. These speed commands are converted to digital values by the DZA converters 17x, 17y and 17z and input to the servo amplifiers 18X, 18y and 18z.
  • the servo amplifiers 18X and 18y drive the servo motors 32X and 32y of the machine tool 3 based on the speed command, so that the table 31 is moved (in the axial direction and at right angles to the paper surface). Moves in the Y-axis direction and the servo amplifier 18z -0 Drives 3 2 z to move trace 4 and tool 33 to the tracer in the Z-axis direction.
  • the servo motors 32 x, 32 y and 32 z have detection pulses FP x and?
  • a pulse coder 33X, 33y and 33z for generating Pz is provided.
  • the current position registers 19x, 19y, and 19z in the profile control device 1 apply the detection pulses FPx, FPy, and FPz to the respective force axes Zdown according to the rotation direction, and turn down each axis.
  • the current position data Xa, Ya and Za of the direction are obtained and input to the processor 11.
  • the processor 11 samples the measured values La and Lb of the distance detectors 5a and 5b at predetermined sampling times simultaneously with the control of each axis described above, and uses this sampling data.
  • the normal vector of the surface of model 6 is obtained by the ⁇ method described later, and a rotation command SC corresponding to the direction of projection of the normal vector on the XY plane is generated.
  • the rotation command SC is converted into a digital value by the DZA converter 1 ⁇ .c, and then input to the servo amplifier 18c. Based on this command, the servo amplifier 18c turns the C-axis servo motor 3 2c Drive.
  • FIG. 2 is a detailed view of the train head 4.
  • a distance detector 5a is attached to the tracer head 4 at an angle with respect to the axis, and this is a circle having a predetermined radius at the command angle Oc of the rotation command SC by the C axis. Rotate around.
  • a distance detector 5b is mounted so as to be superimposed on the outside of the distance detector 5a, and the rotation is similarly controlled by the angle of the command angle ®c.
  • the distance a from the distance detector 5a to the measurement point P1 on the model 6 is kept constant by feeding back the measured value of the distance detector 5a to the copying control device. Will be kept.
  • the distance ⁇ a is set to the distance between the intersection of the measurement axis of the distance detector 5a and the axis. Even if the tracer head 4 is rotated by the C axis, the measurement point P 1 does not move, so the distance ⁇ between the train head 4 and the model 6 is also kept constant.
  • the distance detector 5b measures the distance ⁇ b to the measurement point P2 on the model 6, and inputs the measured value to the controller.
  • the tracer head is moved relative to the model 6 in the axial direction at a predetermined speed, and the measured values of the distance detectors 5a and 5b are measured at predetermined time intervals. Based on the sampled values and the current position data output from the current position register, points,, n , and 2, 2 on the model are sampled. —,, And 2 are calculated.
  • N n S l n X S 2 n
  • I n is the X component of the vector N n
  • This angle changes according to the inclination of the model 6, for example, ⁇ c q at the point P 1 q. 'Therefore, the tracer head 4 always has the measurement axis of the distance detector oriented in the direction most perpendicular to the surface of the model 6, and performs high-accuracy distance measurement.
  • Fig. 4 is a flow chart for calculating the rotation angle described above: In the figure, the numeral following S indicates the step number.
  • the normal vector is calculated based on the measured value of one distance detector at the time of the previous sampling and the measured value of both distance detectors at the time of this sampling.
  • at least a similar normal vector can be obtained from at least three points of other combinations of the four measured values obtained by the previous and current samplings. it can.
  • the distance detector besides the reflected light amount type, an optical triangular distance measuring type, an eddy current type, an ultrasonic type or the like can also be used.
  • the normal vector of the model surface is calculated based on the measurement values at the time of previous and current sampling from the two non-contact distance detectors provided on the train head.
  • the tracer head is controlled to rotate in the direction of projection by projecting this normal vector onto a predetermined plane, so that the measurement axis of the non-contact distance detector is always the most perpendicular to the model plane. It can be pointed in the near direction and can measure distances with high accuracy, improving the tracing accuracy.
  • complicated 3D models It becomes possible to follow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

- 叨 細 書 非接触ならい制御装置 技 術 分 野
本発明は非接触ならい制御装置に関し、 特にならい精度を 向上させた非接触ならい制御装置に関する。 背 景 技 術
近年、 非接触距離検出器を使用してモデルの形状をならう
' 非接触ならい制御装置が開発されている。 この非接触距離検 出器には光学式距離検出器が使用され、 これを ト レーサへッ ドの先端に固定してモデル面までの距離を検出してならいを 行う。 モデルを傷つける心配がないので、 柔らかい材質のモ デルを使用することができ、 ならい加工における適用分野の 拡大が期待されている。.
しかし、 従来の非接触ならい制御装置ではモデルの傾斜角 度が大きい部分ではならい精度が低下してしまう 題があつ' た。 すなわち、 この部分では距離検出器の測定光軸がモデル
' 面に対して平行に近くなり、 モデル面上のスポッ トが楕円状 に拡大されて距離検出器の分解能が低下し、 ならい精度が低 下する。 特に、 三角測距式の距離検出器では、 こ'の傾斜角度 によっては測定光軸がモデル面と干渉して測定不能になって しまうこともあった。 • 発 明 の 開 示
本発明ば ^このような点に鑑みてなされたものであり、 なら い精度を向上させた非接触ならい制御装置を提供することを 目的とする。
本発明 は上記課題を解決するために、
モデルの形钦を非接触でならいながらワークをならい加工 する非接触ならい制御装置において、 所定の直線軸に対して それぞれ一定の角度だけ傾斜させて、 前記直線軸及び前記直 線軸を中心と して回転する回転軸によつて制御される ト レー サへッ ドに取りつけられ、 それぞれ前記モデル面までの距離 を非接.触で測定する第 1 及び第 2の非接触距離検出器と、 所 定のサクプリ ング時間毎に前記第 1及び第 2の非接触距離検 出器のそれぞれの測定値をサンプリ ングするサンプリ ング手 段と、 前回のサンプリ ング時にサンプリ ングされた前記第 1 の非接触距離検出器の第 1 の測定値及び前記第 2の非接触距 離検出器の第. 2の測定値を記憶する記憶手段と、 前記第 1及 び第 2の測定値と、 今回のサンプリ ング時にサンプリ ングさ れた前記第 1 の非.接触距離検出器の第 3の測定値及び前記第 2の非接触距離検出器の第 4の測定値のうちの少なく とも三 ' つの測定值に基づいて前記モデル表面の法線べク トルを算出 するベク トル算出手段と、 前記法線べク トルを前記回転軸に 平行な平面に投影した射影の前記平面上での角度を算出する 角度算出手段と、 前記角度の方向に前記回転軸を回転させる 回転軸駆動手段と、 を有することを特徴とする非接触ならい 制御装置^提供ざれる。 ト レーサ ッ ドに設けられた二つの非接触距離検出器から の前回と今回のサンプリ ング時の測定値よりモデル面上の微 小な四角形の各頂点の座標値を得て、 このうちの所要の三つ の頂点の座標値を用いて法線べク ト ルを求め、 この法線べク ト ルの X— Y平面への射影の方向に ト レーサへッ ドを回転す る。 非接触距離検出器の測定軸がモデル面に対して最も垂直 に近く なる方向に向けられるので、 高精度の距離測定ができ る 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明の一実施例の非接触ならい制御装置の構成 を示したプロ ッ ク図、
第 2図は本発明の一実施例における ト レーサヘッ ドの詳細 図、
第 3図は本発明の一実施例における ト レーザへッ ドの回転 角度の算出方法の説明図、
第 4図は本発明の一実施例における回転角度の算出時のフ ロ ーチ ヤ -: トである。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第 1図は本発明の非接.触ならい制御装置及び周辺装置の構 成を示したブロック図である。 図において、 プロセッサ 1 1 はバス 1 0を介して R 0 M 1 2 に格納されたシステムプログ ラムを読みだし、 このシステムプログラムに従ってならい制 御装置 1 の全体の動作を制御する。 R A M I 3はデータの一 時記憶装置であり、 後述する距離検出器からの測定値、 及び その他の一時的なデータを記憶する。 不揮発性メ モ リ 1 4は 図示されていなぃバッテ リでバックアツプされてぉり、 イ ン ターフ ュース 1 5を介して操作盤 2より入力されたならい方 向、 ならい速度等の各種のパラ メ ータ等を格納する。
ならい工作機械 3のト レーサへッ ド 4には距離検出器 5 a 及び 5 bが設けられている。 距離検出器 5 a及び 5 bには半 導体レーザあるいは発光ダイォー ドを光源とした反射光量式 の距離検 tti器が使用され、 それぞれモデル 6までの距離を非 接触で測定する。 これらの距離検出器の測定値 L a及び L b は、 ならい制御装置 1 内の A Z D変換器 1 6 a及び 1 6 bで ディ ジタル値に変換されて逐次プロセ ッ サ 1 1 に読み取られ o
プロセッサ 1 1 は測定値 L a及び L bと後述する現在位置 レジスタ 1 9 X、 1 y及び 1 9 zからの信号に基づいて各 軸変位量を算出すると共に、 この変位量と指令されたならい 方向、 な い速度に基づいて、 周知の技術により、 各軸の速 度指令 V x、 及び を発生する。 これらの速度指令は D Z A変換器 1 7 x、 1 7 y及び 1 7 zでディ ジタ ル値に変 換され、 サーボア ンプ 1 8 X、 1 8 y及び 1 8 zに入力され る。 サーボアンプ 1 8 X及び 1 8 yはこの速度指令に基づい てならい工作機械 3のサ一ボモータ 3 2 X及び 3 2 yを駆動 し、 これによりテーブル 3 1が）（軸方向及び紙面と直角な Y 軸方向に移動する。 また、 サーボア ンプ 1 8 zがサーボモー ― 0 タ 3 2 zを駆動し、 ト レーサへソ ド 4及び工具 3 3が Z軸方 向に移動する。
サ一ボモータ 3 2 x、 3 2 y及び 3 2 zには、 これらが所 定量回転する毎にそれぞれ検出パルス F P x、 及び？ P zを発生するパルスコ一.ダ 3 3 X、 3 3 y及び 3 3 zが設 けられている。 ならい制御装置 1 内の現在位置レジスタ 1 9 x、 1 9 y及び 1 9 z は検出パルス F P x、 F P y及び F P zをそれぞれ回転方向に応じて力ゥ ン ト ァップ Zダウ ンして 各軸方向の現在位置データ X a、 Y a及び Z aを求め、 プロ セッサ 1 1 に入力している。
一方、 プロセッサ 1 1 は上記の各軸の制御と同時に、 距離 検出器 5 a及び 5 bの測定値 L a及び L bを所定のサンプリ ング時間毎にサンプリ ングし、 このサンプリ ングデータを用 いて後述する^法によりモデル 6 の表面の法線べク トルを求 め、 法線べク ト ルの X— Y平面上の射影の方向に対応した回 転指令 S Cを発生する。 回転指令 S Cは D Z A変換器 1 Ί. c でディ ジタル値に変換された後、 サ一ボアンプ 1 8 cに入力 され、 この指令に基づいてサーボア ンプ 1 8 cが C軸のサー ボモータ 3 2 cを駆'動する。
これにより、 ト レーサヘッ ド 4が指令された角度に回転さ れると共に、 モデル 6 との間隔が後述する一定距離を保つよ うに制御され、 同時にテーブル 3 1が指令されたならい方向、 ならい速度で移動して、 ト レーサヘッ ド 4 と同じく Z軸制御 される工具 3 4によってワーク · 3 5にモデル 6 と同様の形状 の加工が施される。 第 2図は ト レ一サヘッ ド 4の詳細図である。 図において、 ト レ—サへッ ド 4には 軸に対して角度 だけ傾斜させて距 離検出器 5 aが取りつけられ、 これが C軸によって回転指令 S Cの指令角度 O cで所定の半径の円周上を回転する。 また、 距離検出器 5 aの外側に重ねて距離検出器 5 bが取りつけら れており、 同様に指令角度 ® cの角度で回転制御される。 前述したょゔに、 距離検出器 5 aの測定値がならい制御装 置にフィ ー ドバッ ク されることにより、 距離検出器 5 aから モデル 6上の測定点 P 1 までの距離 aは一定に保たれる。 また、 この距離 ί aは距離検出器 5 aの測定軸と 軸との交 点までの距離に設定されており、 ト レ一サへッ ド 4が C軸に よって回転しても測定点 P 1 は移動せず、 したがって ト レ一 サヘッ ド 4 とモデル 6 との距離 ί も一定に保たれる。
距離検出器 5 bはモデル 6上の測定点 P 2までの距離^ b を測定してならい制御装置に入力している。
次に、 ト レーサヘッ ド 4の回転角度の算出方法について第 3図を参照して説明する。 図に いて、 ト レーサヘッ ド を モデル 6に対して相対的に、 軸方向に所定のならい速度で 移動させてならいを行うと共に、 所定時間毎に距離検出器 5 a及び 5 bの.測定値をサンプリ ングし、 これらの測定値と現 在位置レジスタから出力される現在位置データに基づいて、 モデル 上の点 、 、 n 、 及び 2 、 2 。—， 、 2 の座標値を求めていく。
そして、 例えば点 1 の座.標値 （ 1 1 ) と、 点 2 の座標値 （ 2 2 ， 2 n ) から、 表面ベク ト ル S i n [ X 2 n - X 1 n , Y 2 n - Y i n , Z
2 n - Z 1 n を求める。 また、 点 P 1 n の座標値 （X 1 n ， Y i n , Z 1 n ) と、 点 P 1 n— ! の座標値 （ X 1 n— h Y
1 „_ , , Ζ.1 η― , ) から、 表面べク トル S 2 η 〔X 1 η— , -
X 1 η , Υ 1 η- , - Υ 1 η , Ζ ΐ η— , — Ζ 1 η 〕 を求める。 次に次式、
N n = S l n X S 2 n
(但し、 N n， S i n , S 2 nはべク トルを表す）
によって表面べク ト ル S 1 n と S 2 nの外積を演算して点 P nにおける法線ベク トル K nを求める。
そして、 法線べク ト ル N nを X— Y平面上に投影した射影 1 n の X軸となす角度 Θ c nを次式、
B c n = t a n -1 ( J n / I n )
但し、 I n ： ベク ト ル N n の X成分
J n ： べク ト ル N nの Y成分
で求め、 この角度 Θ c.nを C軸の指令値として出力する。
この角度はモデル 6の傾斜に対応して変化していき、 例え ば点 P 1 qでは Θ c qとなる。 ' したがって、 ト レーサへッ ド 4は距離検出器の測定軸が常 にモデル 6の表面に対して最も垂直に近い方向に向けられ、 高精度の距離測定が行われる。
第 4図は上記の回転角度の算出時のフ ローチ 'ヤ ー トである： 図において、 Sに続く数値はステップ番号を示す。
〔 S 1 〕 所定時間^に距離検出器 5 a及 5 bの測定値をサ ンプリ ングする。 〔 S 2〕 それぞれの距離検出器の今回の測定値からべク トル S 1を求める。
〔 S 3〕 距離検出器 5 aの今回の測定値と前回の測定値から ベク ト ル S 2を求める。
〔 S 4〕 ベク トル S 1 とベク トル S 2の外積を演算して表面 べク トル Nを求める。
〔 S 5〕 表面べク ト ル Nを X— Y平面に投影した射影の X軸 となす角度 Θ cを算出する。
なお、 上記の実施例では前回のサ ンプリ ング時の一方の距 離検出器の測定値と、 今回のサ ンプリ ング時の両方の距離検 出器の測定値に基づいて法線べク トルを求めたが、 これに限 らず、 少なく とも前回と今回のサンプリ ングによって得られ た四つの測定値のうちの他の組み合わせによる 3点からも同 様な法線べク ト ルを求めることができる。
また、 距離検出器には反射光量式の他に、 同じく光学式の 三角測距式、 あるいは渦電流式、 超音波式等の距離検出器も 使用できる。
以上説明したように本発明では、 ト レ一サヘッ ドに設けら れた二つの非接触距離検出器からの前回と今回のサンブリ ン グ時の測定値に基づいてモデル面の法線ベク トルを求め、 こ の法線べク トルを所定の平面に投影した射影の方向に ト レー サへッ ドを回転制御するので、 非接触距離検出器の測定軸は 常にモデル面に対して最も垂直に近い方向に向けられ、 高精 度の距離測定ができ、 ならい精度が向上する。 また、 モデル 面との干渉による死角が生じないので、 複雑な 3次元モデル のならいが可能になる

Claims

. - 01849 PCT/JP90/00904
- 1 0 -
求 の 範 囲
ι ·. モデルの形状を非接触でならいながらワークをならい 加工する非接触ならい制御装置において、
所定の直線軸に対してそれぞれ一定の角度だけ傾斜させて、 前記直線軸及び前記直線軸を中心と して回転する回転軸によ つて制御される ト レーサへッ ドに取りつけられ、 それぞれ前 記モデ 面までの距離を非接触で測定する第 1及び第 2の非 接触距離検出器と、
所定のサンプリ ング時間毎に前記第 1及び第 2の非接触距 離検出器のそれぞれの測定値をサンプリ ングするサンプリ ン グ手段と、
前回のサンプリ ング時にサンプリ ングされた前記第 1の非 接触距離検出器の第 1の測定値及び前記第 2の非接触距離検 出器の第 2の測定値を記憶する記憶手段と、
前記第 1及び第 2の測定値と、 今回のサンプリ ング時にサ ンプリ ングされた前記第 1 の非接触距離検出器の第 3の測定 値及び前記第 2の非接触距離検出器の第 4の測定値のうちの 少なく と つの測定値に基づいて前記モデル表面の法線べ ク ト ルを算出するべク ト ル算出手段と、
前記法線べク トルを前記直線軸に直角な平面に投影した射 影の前記平面上での角度を算出する角度算出手段と、
前記角度の方向に前記回転軸を回転させる回転軸駆動手段 と、
を有することを特徴とする非接触ならい制御装置。
2 . 前記べク トル算出手段は、 前記三つの測定値に基づい て前記モデル表面上の異なる 3点の座標値を求め、 前記 3点 の座標値の一点より他の二点へそれぞれ向かう第 1及び第 2 のべク トルを求め、 前記第 1 及び第 2のべク トル間の外積濱 算を行う ことにより前記法線べク トルを算出する-ように構成 したことを特徴とする特許.請求の範囲第 1項記載の非接触な らい制御装置。
3 . 前記第 1及び第 2の非接触距離検出器のうちの一方の 前記モデル面上の測定点が前記回転軸の回転に係わらず前記 直線軸上に位置されるように、 前記直線軸を制御するように 構成したことを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載の非接 触ならい制御装置。
4 . 前記第 1及び第 2の非接触距離検出器は光学式距離検 出器であることを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載の非 接触ならい制御装置。
PCT/JP1990/000904 1989-07-27 1990-07-12 Noncontact profile control unit WO1991001849A1 (en)

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