JPH0151307B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0151307B2 JPH0151307B2 JP13898284A JP13898284A JPH0151307B2 JP H0151307 B2 JPH0151307 B2 JP H0151307B2 JP 13898284 A JP13898284 A JP 13898284A JP 13898284 A JP13898284 A JP 13898284A JP H0151307 B2 JPH0151307 B2 JP H0151307B2
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- JP
- Japan
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- axis
- plane
- tracing
- normal
- copying
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Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims description 12
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 claims description 10
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B23Q35/121—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing
- B23Q35/123—Means 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動形状追従倣い装置に関する。
従来例えば、型彫機の表面倣いにおける倣い方
向は、三方向に固定されており、第１図に示すよ
うにＸ軸−Ｙ軸平面を考えるとき、Ｘ軸及びＹ軸
と平行な方向１とこれら軸と45゜をなす方向２と
が決められている。また、ピツクフイードの方向
３は、第１図の如くＸ軸又はＹ軸と平行な方向と
なつている。
向は、三方向に固定されており、第１図に示すよ
うにＸ軸−Ｙ軸平面を考えるとき、Ｘ軸及びＹ軸
と平行な方向１とこれら軸と45゜をなす方向２と
が決められている。また、ピツクフイードの方向
３は、第１図の如くＸ軸又はＹ軸と平行な方向と
なつている。
ところが、このような倣い方向及びピツクフイ
ードの方向を有する型彫機では、次のような欠点
を有する。
ードの方向を有する型彫機では、次のような欠点
を有する。
第１図に示す如きコーナ部分では、倣い方向
をＸ方向、45゜方向、Ｙ方向のいずれかに分け
て加工しなければならず、倣い操作が繁雑であ
る。
をＸ方向、45゜方向、Ｙ方向のいずれかに分け
て加工しなければならず、倣い操作が繁雑であ
る。
削り残しを避けるためには、三つの倣い方向
を同じ箇所にて互いに重複させる必要がある
が、この同じ所を削るための加工時間が無駄と
なる。
を同じ箇所にて互いに重複させる必要がある
が、この同じ所を削るための加工時間が無駄と
なる。
倣い方向がXY軸及び45゜の三つに固定されて
いるので、例えば第１図中の45゜に削る場合の
如く、傾斜面に対して斜め方向に上昇又は下降
させて削ることが生ずるので、精度が良くな
い。
いるので、例えば第１図中の45゜に削る場合の
如く、傾斜面に対して斜め方向に上昇又は下降
させて削ることが生ずるので、精度が良くな
い。
例えば傾斜面の斜め方向加工に際し、同じピ
ツクフイード量でも傾きによつて変化すること
になるので仕上げ加工が困難になる。
ツクフイード量でも傾きによつて変化すること
になるので仕上げ加工が困難になる。
そこで、本発明は、上述の欠点に鑑み、倣い操
作が簡単で、重複加工の無駄を省き、斜めの加工
をせずに精度を向上させ、仕上げ加工を容易にし
た自動形状追従倣い装置の提供を目的とする。
作が簡単で、重複加工の無駄を省き、斜めの加工
をせずに精度を向上させ、仕上げ加工を容易にし
た自動形状追従倣い装置の提供を目的とする。
かかる目的を達成する本発明は、モデルの表面
でトレーサヘツドのスタイラスで倣う部分である
倣い面に対して垂直な法線のＸ−Ｙ平面における
投影成分を上記トレーサヘツドの信号により演算
するベクトル演算部と、このベクトル演算部から
の出力である上記投影成分と上記Ｘ−Ｙ平面にて
一致する倣い方向及びピツクフイードの方向を演
算する倣い方向演算部と、この倣い方向演算部に
よる倣い方向及びピツクフイード方向をＸ、Ｙ各
軸方向成分に分ける分配回路と、この分配回路の
出力を増幅して各送り軸の電動機を駆動するサー
ボアンプとを有することを特徴とする。
でトレーサヘツドのスタイラスで倣う部分である
倣い面に対して垂直な法線のＸ−Ｙ平面における
投影成分を上記トレーサヘツドの信号により演算
するベクトル演算部と、このベクトル演算部から
の出力である上記投影成分と上記Ｘ−Ｙ平面にて
一致する倣い方向及びピツクフイードの方向を演
算する倣い方向演算部と、この倣い方向演算部に
よる倣い方向及びピツクフイード方向をＸ、Ｙ各
軸方向成分に分ける分配回路と、この分配回路の
出力を増幅して各送り軸の電動機を駆動するサー
ボアンプとを有することを特徴とする。
ここで、第２図および第３図を参照して本発明
の実施例を説明する。第２図において、通常の型
彫機４には、そのテーブル５上に加工すべきワー
ク６とモデル７とが取付けてあり、工具と共に上
下に働くようにトレーササポート上にトレーサヘ
ツド８が固定されてモデル７を倣うようになつて
いる。倣い制御装置９には、トレーサヘツド８の
信号を受けてその誤差信号を作り出し、誤差がな
くなるように機械を制御する通常の倣い機能の他
に、モデル表面でのトレーサヘツドのスタイラス
で倣う部分（範囲）である倣い面に対して垂直な
法線のＸ−Ｙ平面における投影成分をトレーサヘ
ツド８からの信号により演算するベクトル演算部
１０と、倣い方向及びピツクフイード方向等を決
める倣い方向演算部１１と、倣い方向をＸ、Ｙ各
軸方向に分ける分配回路１２と、Ｘ−Ｙ各軸毎の
信号を増幅して機械の各送り軸に設けた電動機を
駆動するサーボアンプ１３がある。
の実施例を説明する。第２図において、通常の型
彫機４には、そのテーブル５上に加工すべきワー
ク６とモデル７とが取付けてあり、工具と共に上
下に働くようにトレーササポート上にトレーサヘ
ツド８が固定されてモデル７を倣うようになつて
いる。倣い制御装置９には、トレーサヘツド８の
信号を受けてその誤差信号を作り出し、誤差がな
くなるように機械を制御する通常の倣い機能の他
に、モデル表面でのトレーサヘツドのスタイラス
で倣う部分（範囲）である倣い面に対して垂直な
法線のＸ−Ｙ平面における投影成分をトレーサヘ
ツド８からの信号により演算するベクトル演算部
１０と、倣い方向及びピツクフイード方向等を決
める倣い方向演算部１１と、倣い方向をＸ、Ｙ各
軸方向に分ける分配回路１２と、Ｘ−Ｙ各軸毎の
信号を増幅して機械の各送り軸に設けた電動機を
駆動するサーボアンプ１３がある。
かかる第２図に示す構造により実際の倣い操作
を第３図にて説明する。第３図ｂに示す断面を有
するモデル７につき、モデル７の一点ｂ点（第３
図ｂ中Ｚ方向高さZ0の点）のＸ−Ｙ平面上の軌跡
が第３図ａの曲線Ｂのような形状のモデルで説明
する。すなわち、モデル表面のうち第３図ｂの
ａ，ｂ，ｃに沿うＺ方向（高さ方向）変化を有し
てＢ曲線の方向にわん曲した面であるスタイラス
で倣う部分（範囲）を、倣い面として往復の倣い
を説明する。第３図ｂの点ａ，ｂ，ｃによる倣い
動作を説明するに、線a1b1c1までは曲線ＢはＹ軸
（第１図参照）に平行であり、通常の倣い動作と
なり、よつて、ピツクフイードC1C2と折返し線
c2b2も軸と平行におくられる。往復の倣いを第３
図ａに示す矢印のように進めた結果、スタイラス
による倣いが曲線Ｂを基準にしてＹ軸に平行でな
いわん曲部分に至るとき、たとえば曲線Ｂ上のb2
点においては、このb2点での倣い面に対して垂直
な法線のＸ−Ｙ平面への投影成分を得るベクトル
演算が威力を発揮する。すなわち、b2点での倣い
面の断面が第４図ｂに示すよう傾斜面であるとき
その面に垂直な法線は、第４図ｂの矢印の如く示
され、この法線のＸ−Ｙ平面の投影成分は第４図
ａの如く示される。
を第３図にて説明する。第３図ｂに示す断面を有
するモデル７につき、モデル７の一点ｂ点（第３
図ｂ中Ｚ方向高さZ0の点）のＸ−Ｙ平面上の軌跡
が第３図ａの曲線Ｂのような形状のモデルで説明
する。すなわち、モデル表面のうち第３図ｂの
ａ，ｂ，ｃに沿うＺ方向（高さ方向）変化を有し
てＢ曲線の方向にわん曲した面であるスタイラス
で倣う部分（範囲）を、倣い面として往復の倣い
を説明する。第３図ｂの点ａ，ｂ，ｃによる倣い
動作を説明するに、線a1b1c1までは曲線ＢはＹ軸
（第１図参照）に平行であり、通常の倣い動作と
なり、よつて、ピツクフイードC1C2と折返し線
c2b2も軸と平行におくられる。往復の倣いを第３
図ａに示す矢印のように進めた結果、スタイラス
による倣いが曲線Ｂを基準にしてＹ軸に平行でな
いわん曲部分に至るとき、たとえば曲線Ｂ上のb2
点においては、このb2点での倣い面に対して垂直
な法線のＸ−Ｙ平面への投影成分を得るベクトル
演算が威力を発揮する。すなわち、b2点での倣い
面の断面が第４図ｂに示すよう傾斜面であるとき
その面に垂直な法線は、第４図ｂの矢印の如く示
され、この法線のＸ−Ｙ平面の投影成分は第４図
ａの如く示される。
この法線はトレーサヘツドのスタイラスで倣つ
ている箇所の法線でスタイラスが受ける接触部の
反力方向であり、トレーサヘツドのスタイラスが
Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に自由に変位できる構造とな
つている関係上、曲面上を倣うときスタイラスの
変位が倣つている点の法線方向に比例した変位と
なる。換言すれば、スタイラスのＸ軸方向の変位
は法線のＸ軸方向成分となり、Ｙ軸方向の変位は
法線のＹ軸方向成分となり、そして、Ｚ軸方向の
変位は法成のＺ軸方向成分となり、トレーサヘツ
ドの出力はＸ、Ｙ、Ｚ各軸の変位量として得られ
るので、このトレーサヘツドのＸ軸出力とＹ軸出
力を得れば第５図に示すように法線のＸ軸及びＹ
軸方向成分がわかり、法線のＸ−Ｙ平面における
投影成分の方向が得られる。
ている箇所の法線でスタイラスが受ける接触部の
反力方向であり、トレーサヘツドのスタイラスが
Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に自由に変位できる構造とな
つている関係上、曲面上を倣うときスタイラスの
変位が倣つている点の法線方向に比例した変位と
なる。換言すれば、スタイラスのＸ軸方向の変位
は法線のＸ軸方向成分となり、Ｙ軸方向の変位は
法線のＹ軸方向成分となり、そして、Ｚ軸方向の
変位は法成のＺ軸方向成分となり、トレーサヘツ
ドの出力はＸ、Ｙ、Ｚ各軸の変位量として得られ
るので、このトレーサヘツドのＸ軸出力とＹ軸出
力を得れば第５図に示すように法線のＸ軸及びＹ
軸方向成分がわかり、法線のＸ−Ｙ平面における
投影成分の方向が得られる。
この法線のＸ−Ｙ平面における投影成分の方向
が求まると、その方向に直線距離b2a2（Ｘ−Ｙ平
面上での距離をさす）だけスタイラスを送る。な
お、本実施例ではモデルの高さ方向（Ｚ軸上）Z0
を基準位置として法線方向のベクトル演算を行な
つており、換言すれば高さZ0の軌跡がＢ線である
のでＢ線上ということになるが、この高さZ0に至
つた時点ごとに法線方向が求められ、Ｘ−Ｙ平面
の投影成分つまりその後の倣い方向が求められ
る。ここで、高さZ0は変えることができ、例えば
任意の高さＺに設定すればよい。b2a2の送り量
は、電位線又はソフトウエア電位線で与えられた
位置までとすることもできるし、b1a1のＸ−Ｙ平
面上の距離と同じ距離にすることができる。次
に、直線b1a1の延長線と直線b2a2の延長線との交
点をO2とし、距離b2O2＝b3O2となる半径の弧
b2b3が、与えられたピツクフイード量（軸と平行
な場合のc1c2の量と同じ）になるように直線b3O2
を決め、直線b3O2上O2a2＝O2a3となる点a3を求
めて直線a2a3なるピツクフイードをかける。次
に、直線a3b3上を折返し点b3にて再び法線を求め
てＸ−Ｙ平面への投影成分上の点c3まで送る。こ
こで、直線b2a2と直線b3c3とのそれぞれの延長線
の交点をO3とし、距離b3O3＝b4O3となる半径の
弧b3b4＝b2b3となる直線b4O3の直線を決め、その
延長上の点をc4として距離c3c4となるピツクフイ
ードをかけ、直線c4b4を折返す。こうして、以上
の操作を繰返して形状に追従した方向に倣うこと
ができる。
が求まると、その方向に直線距離b2a2（Ｘ−Ｙ平
面上での距離をさす）だけスタイラスを送る。な
お、本実施例ではモデルの高さ方向（Ｚ軸上）Z0
を基準位置として法線方向のベクトル演算を行な
つており、換言すれば高さZ0の軌跡がＢ線である
のでＢ線上ということになるが、この高さZ0に至
つた時点ごとに法線方向が求められ、Ｘ−Ｙ平面
の投影成分つまりその後の倣い方向が求められ
る。ここで、高さZ0は変えることができ、例えば
任意の高さＺに設定すればよい。b2a2の送り量
は、電位線又はソフトウエア電位線で与えられた
位置までとすることもできるし、b1a1のＸ−Ｙ平
面上の距離と同じ距離にすることができる。次
に、直線b1a1の延長線と直線b2a2の延長線との交
点をO2とし、距離b2O2＝b3O2となる半径の弧
b2b3が、与えられたピツクフイード量（軸と平行
な場合のc1c2の量と同じ）になるように直線b3O2
を決め、直線b3O2上O2a2＝O2a3となる点a3を求
めて直線a2a3なるピツクフイードをかける。次
に、直線a3b3上を折返し点b3にて再び法線を求め
てＸ−Ｙ平面への投影成分上の点c3まで送る。こ
こで、直線b2a2と直線b3c3とのそれぞれの延長線
の交点をO3とし、距離b3O3＝b4O3となる半径の
弧b3b4＝b2b3となる直線b4O3の直線を決め、その
延長上の点をc4として距離c3c4となるピツクフイ
ードをかけ、直線c4b4を折返す。こうして、以上
の操作を繰返して形状に追従した方向に倣うこと
ができる。
上述の説明から判明するように、第３図ｂにお
いて点ab間を倣う場合、換言すればｂ点で折返
す場合、ｂ点でのピツクフイードを曲線Ｂに沿つ
てかけるようにすることによつて上記と同様な方
法で倣うことができる。
いて点ab間を倣う場合、換言すればｂ点で折返
す場合、ｂ点でのピツクフイードを曲線Ｂに沿つ
てかけるようにすることによつて上記と同様な方
法で倣うことができる。
また、第３図においてａ，ｂ，ｃ全体の高さが
変化する場合には高さZ0を固定点としないで、
ab間のＺ方向の値の差が一定になるようにｂ点
の高さを変えることにより、上述と同様に倣うこ
とができる。
変化する場合には高さZ0を固定点としないで、
ab間のＺ方向の値の差が一定になるようにｂ点
の高さを変えることにより、上述と同様に倣うこ
とができる。
更に、第３図では往復の倣いを述べたのである
が、片方向（一方向）の倣いも可能である。
が、片方向（一方向）の倣いも可能である。
以上説明したように本発明によれば、モデルの
表面に応じてこの表面の法線方向の倣いを取入れ
たことにより、従来の三方向しかできなかつた倣
いに比較して倣い操作が簡単となり、重複加工の
無駄がなくなり、倣い精度も良くなり、仕上げ加
工も容易にできた。なお、この種機械は型彫機の
みならずスキヤニングマシンや三次元測定機にも
応用できる。
表面に応じてこの表面の法線方向の倣いを取入れ
たことにより、従来の三方向しかできなかつた倣
いに比較して倣い操作が簡単となり、重複加工の
無駄がなくなり、倣い精度も良くなり、仕上げ加
工も容易にできた。なお、この種機械は型彫機の
みならずスキヤニングマシンや三次元測定機にも
応用できる。
第１図は従来の倣い軌跡を示す説明図、第２図
および第３図は本発明の実施例で、第２図は一例
の構成図、第３図ａは倣い軌跡を示す説明図、第
３図ｂはモデルの表面を表す断面図、第４図ａは
b2点付近の軌跡と法線を示す説明図、第４図ｂは
a2b2断面図、第５図は法線のＸ−Ｙ平面への投影
成分とXY各軸成分の説明図である。 図中、１０はベクトル演算部、１１は倣い方向
演算部、ａ，ｂ，ｃ，a1〜a4，b1〜b4，c1〜c4は
モデルの表面のＸ−Ｙ平面上の点である。
および第３図は本発明の実施例で、第２図は一例
の構成図、第３図ａは倣い軌跡を示す説明図、第
３図ｂはモデルの表面を表す断面図、第４図ａは
b2点付近の軌跡と法線を示す説明図、第４図ｂは
a2b2断面図、第５図は法線のＸ−Ｙ平面への投影
成分とXY各軸成分の説明図である。 図中、１０はベクトル演算部、１１は倣い方向
演算部、ａ，ｂ，ｃ，a1〜a4，b1〜b4，c1〜c4は
モデルの表面のＸ−Ｙ平面上の点である。
Claims (1)
- １ モデルの表面でトレーサヘツドのスタイラス
で倣う部分である倣い面に対して垂直な法線のＸ
−Ｙ平面における投影成分を上記トレーサヘツド
の信号により演算するベクトル演算部と、このベ
クトル演算部からの出力である上記投影成分と上
記Ｘ−Ｙ平面にて一致する倣い方向及びピツクフ
イードの方向を演算する倣い方向演算部と、この
倣い方向演算部による倣い方向及びピツクフイー
ド方向をＸ、Ｙ各軸方向成分に分ける分配回路
と、この分配回路の出力を増幅して各送り軸の電
動機を駆動するサーボアンプとを有することを特
徴とする自動形状追従倣い装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13898284A JPS6119547A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 自動形状追従倣い装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13898284A JPS6119547A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 自動形状追従倣い装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119547A JPS6119547A (ja) | 1986-01-28 |
| JPH0151307B2 true JPH0151307B2 (ja) | 1989-11-02 |
Family
ID=15234709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13898284A Granted JPS6119547A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 自動形状追従倣い装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119547A (ja) |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP13898284A patent/JPS6119547A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119547A (ja) | 1986-01-28 |
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