JPH0230460A - 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】 〈産業」二の利用分野〉 本発明は倣い制御方法に係り、特にトレーサヘラ１への
変位検出（倒れ誤差）を補正できる倣い制御方法に関す
る。

〈従来技術〉 倣い制御は第５図を参照すると、通常モデルに接触する
スタイラス１の各軸変位量Ｅｘ　＋　Ｅｙ　＋Ｆ工を１
へレーザヘット２て検出し、合成回路３て各軸変位量を
合成してなる合成変位量ε　（ただし、ε−εｙ′＋６
７′十Ｆ２′）を割算し、該合成変位量Ｅと基準変位量
ε。どの誤差Δεを加算回路４で求め、速度信号発生部
５においてΔＥ　−Ｖ　、特性に基いて法線方向速度信
号Ｖ、、を発生し、速度信号発生部６においてΔｃ−Ｖ
、特性に基いて接線方向速度信号ｖ７を発生する。一方
、倣い方向演算回路７は切換回路８から出力された倣い
制御平面における各軸変位量εつ、Ｆ７．ε２を用いて
倣い方向Ｏの余弦Ｃｏ５０および正弦ｓ〕ｎＯを発生し
、軸速度信号発生部９はＶｏ、　■、　、　　ｃａｓｅ
。

５ｉｎＯを用いて倣い制御平面における各軸速度Ｖ、。

■２を発生し、該速度でスタイラス１をモデルに沿って
移動させ、以後同様な処理を繰り返して倣い制御を実行
する。

上記のような１−レーザヘット２による変位量の検出に
おいては、通常スタイラス１か受ける変位分たけスタイ
ラス１が平行移動し、この移動した距離を・検出すると
いう方法を採用している（第６図（ａ）参照）。第６図
（ｂ）はＸ軸についてスタイラスが短い場合における入
力変位に対する出力変位を表す特性図である。人力変位
Ｘはスタイラス１に加わる実際の変位量に相当し、出力
変位ｙは１へレーサヘノド２が実際に検出する変位量ト
、に相当する。図示のようにスタイラス１が短い場合に
は１〜レーサヘノ１〜２により検出される変位量ｙ（＝
Ｆｙ）はスタイラス１が受ける変位量Ｘに比例している
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、第７図（ａ）、（ｂ）に示すようにスタイラ
ス１か長いものを使用した場合、スタイラス自身のモー
メントにより平行移動の他に回転が加わり、検出される
変位量Ｆｙはスタイラス１か受ける変位量Ｘに対して／
Ｊ１さくなり、入力変位／出力変位間の比例関係が無く
なってしまう。このため、従来技術では使用可能なスタ
イラスすなわち１ヘレーサヘツ１くの長さに制限があり
、限度具」−の１〜レーサヘツドを使うと倒れ誤差を生
し、正しい変位量を・検出できないという問題点かあっ
た。

以上から本発明の１」的は、トレーサヘッドが長くなっ
ても倒れ誤差を補正でき、長いトレーサヘッドへの使用
を可能とする倣い制御方法を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の概略説明図である。

１はスタイラス、２は［−レーサヘツ１く、Ｍ　Ｉ）　
Ｌはモデル、Ｘはスタイラス］に加わる変位量、ｙは検
出変位量、ｇ（ｘ）は検出変位量ｙ＆変位量Ｘで表した
関数、ｆ（ｘ）は補正関数である。

〈作用〉 スタイラス１に加わる所定軸の変位量ｘ、　　ｌ〜レー
ザヘット２により検出された変位量をｙとする時、検出
変位量ｙを実際の変位量Ｘで表現する関数ｇ（ｘ）を求
め、該関数を用いて実際の変位量Ｘと補止後の変位量ｙ
′との関係がリニアとなる補正関数ｆ（χ）を求め、検
出変位量ｙにｆ（ｘ）を乗算して得られる値を補正変位
量ｙ′として用いてモデルＭ、　Ｄ　Ｌ面の倣いを行う
。

〈実施例〉 第２図は本発明にかかる倣いシステムのブロック図、第
３図は倣い制御ユニツ１へのブロック図である。

第２図において、ＴＲＭは倣い工作機械、ＴＣＣは倣い
制御を実行する倣い制御ユニット、ｏｐＰは倣いに必要
な各種テークを設定する操作パネル、ｓｖｘ、ｓｖｙ、
ｓｖｚは各軸サーボ回路である。

サーボ回路ｓ　ｖ　ｘ、　−ｓ　ｖ　ｚは倣い制御ユニ
ットＥ’　ＣＧからテジタルで与えられる速度指令Ｖア
〜■２をＤ／ハ変換すると共に各軸モータ（図示せず）
を速度制御する各軸の速度指令を発生する。

ＰＭは各軸のモータか所定量回転する毎に発生する検出
パルスＦＰ、〜ｒ’ｐ２を回転方向に応してカウントア
ツプ／ダウンして各軸方向の現在位置ｘＡ、ｙＡ、ｚ、
を監視するポジションメモリである。

倣い工作機械ＴＲＭには、図示しないが（］）テーブル
Ｔ　Ｅ　Ｌをそれぞれｘ、Ｙ軸方向に駆動するＸ軸およ
びＹ軸モータと、 （ｊｊ）Ｉ〜レーサヘソ１−２およびカッタヘノ＋−：
　ｃ　ＴをＺ軸方向に駆動するＺ軸モータ とが設けられると共に、各軸モータが所定量回転する毎
に１個の検出パルスＦ’Ｐ、、ＦＰＹ、ＦＰ２を発生す
るパルス発生器が設けられている。テーブル゛ｒ　Ｂ　
ＬにはモデルＭ、　Ｄ　ＬとワークＷＫとが固定され、
トレーサヘッド２に取付けたスタイラス１はモデルＭＤ
Ｌの表面に当接して所定の倣いを行い、カンタヘットＣ
ＴはワークＷＫにモデルＭＤＬ形状通りの加工を施す。

トレーサヘッドは周知のごとく、モデルＭ　Ｄ　Ｌの表
面のｘ、Ｙ。

２各軸の変位量εＺ　ｒ　Ｆｖ　＋　ε２を検出するも
のである。

第３図の倣い制御二二ツ１〜において、土はスタイラス
、２は１−レーサヘツ１−１３は合成回路、４は加算回
路、５，６はそれぞれ法線方向速度信号ＶＮおよび接線
方向速度信号Ｖ□を発生する速度信号発生部、７は倣い
方向演算部、８は倣い制御平面を構成する変位量をそれ
ぞれε□ｌ　　Ｅ２　とし出力する切換回路、９は倣い
制御平面を構成する軸方向の速度信号■□、Ｖ２　を発
生する軸速度信号発生部、１０は速度信号’、７．．Ｖ
２を倣い平面を構成する軸方向の速度指令として前述し
た各軸のサーボ回路５ＶＸ−８ＶＺに分配する分配回路
、１」、は操作パネル○ｐｐ（第２図参照）に設定され
た倣い制御に必要なデータおよび各軸現在位置ｘＡ、ｙ
Ａ、ｚＡを用いて全体の倣い制御を行う制御部、］２は
本発明による検出変位量の補正を行う変位量補正部であ
る。

以下第１図ないし第３図を参照しながら変位量補正部］
２で行う補正動作を説明する。なお、説明を簡略化する
ためスタイラス１はＸ軸方向に表面倣い制御を行うもの
とし、スタイラス１に加わるＸ　’ｌ’ｌ１１方向の実
際の変位量をｘ、ｌ□レーサヘッド２により検出される
Ｘ軸方向変位量Ｅアをｙとする。

倣い制御を行う前にスタイラス］−をＸ軸方向に種々変
位させ（変位量をＸと表現する）、１〜レーサヘツド２
によりその時の変位量ｙを検出する。

次いで検出変位量ｙを実際の変位量Ｘで表現する関数 ｙ　＝　ｇ　（ｘ）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１）を算出する（第１図参照）。

次に関数ｙ＝ｇ（ｘ）を用いて実際の変位量Ｘと補正後
の変位量ｙ′との関係がリニアとなる補正関数ｆ（、ｘ
）を算出しておく。すなわち、ｙ’＝Ｋｘ（Ｋば定数）
　　　　　・・　・（２）を満足する補正関数ｆ　（ｘ
）を求めておく、なお、補正関数ｆ　（ｘ）は以下のよ
うにして求まる。今、検出変位量ｙに補正関数ｆ（ｘ）
を乗算したものを補正検出料ｙ′とすれば次式 ％式％（３） か成立する。故に（２）、　（３）式より補正関数ｆ（
ｘ、）は次式 ％式％（４） そして、実際の倣い加工時には、Ｉ〜レーサヘッド２に
より検出される変位量ｙに補正関数１（Ｘ）を乗算して
得られる値Ｙ′を倣い制御を行う際の変位量として用い
る。すなわち、ｙ　＝　ｇ　（ｘ）を満足するＸを求め
、該Ｘをｆ　（ｘ）に代入して得られた値をｙに乗算し
て補正変位量ｙ′を得、該ｙ′により倣い処理を行う。

以」−、モデルＭＤＬに接触するスタイラス１の変位量
ｙは変位量補正部１２で各軸毎に上記の補正を受しづな
がら以降の回路で周知の倣い処理を施され、倣い制御平
面における各軸速度Ｖ１．　Ｖ２が発生する。そして、
この各軸速度ＶよＴＶ２によりカッタヘッドＣＴが移動
してワークＷＫをモデルＭ　Ｄ　Ｌ形状通りに加工する
と共に、スタイラスＪがモデルに沿って移動し、以後同
様な処理が繰り返され、倒れ誤差を補正した変位量ｙ′
により倣い制御が実行される。

なお、以１は関数ｇ（ｘ）が理論的に求まったものとし
て説明したが、求められない場合にはｇ（ｘ）を折線近
似してもよい。第４図はかかる折線近似による倒れ誤差
補正の他の例を示す原理説明図である。

例えばΔ〜Ｂ、Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄ、　　の範囲毎に関数ｇ
（ｘ）Ａ、ｇ（ｘ）８＋　ｇ（ｘＬ　＋　　−・を求め
ておき、該関数ｇ（ｘ）Ａ、ｇ（Ｘ）ｅ　＋　ｇ（ｘ）
ｃ毎に補正関数ｆ（ｘ）Ａ、ｆ、’（ｘ）＝　、　ｆ（
ｘ）、を求め、検出変位量ｙと所定の補正関数ｉ（χン
とを乗算して得ｌられる値を変位量として用いて倣いを
行う。このようにすれば、関数ｇ（ｘ）、補正関数ｆ（
ｘ）が理論的に求められない場合でも、検出変位量の倒
れ誤差を補正できる。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、スタイラスに加わる所定軸の変位
量ｘ、　ｌ〜レーサヘッドにより検出された変位量をｙ
とする時、検出変位量ｙを実際の変位量Ｘで表現する関
数ｇ（ｘ）を求め、該関数を用いて実際の変位量Ｘと補
正後の変位量ｙ′との関係がリニアとなる補正関数ｆ（
ｘ）を求め、検出変位量ｙにｆ（ｘ）を乗算して得られ
る値を補正変位量ｙ′として用いて倣いを行うように構
成したから、トレーサヘッドの倒れ誤差を補正でき、長
いトレーサヘッドを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の概略説明図、第２図は
本発明にかかる倣いシステムのブロック図、 第３図は倣い制御ユニツ１−のブロック図、第４図は倒
れ誤差補正の他の例を示す原理説明図、 第５図は従来の倣い制御ユニットのブロック図、第６図
（ａ）、（ｂ）は入力変位に対する出力変位の説明図、 第７図（ａ）、（ｂ）は従来の問題点説明図である。 １・・スタイラス、 ２・・１へＩノーサヘノド、 Ｍ　Ｄ　Ｌ・・モデル、 Ｘ・・スタイラス１に加わる変位量、 ｙ・・検出変位量、 ｇ（ｘ）・・検出変位量ｙを変位量Ｘで表した関数、ｆ
（ｘ）・・補正関数。 特許出願人　　　　　　　　ファナック株式会社代理人
　　　　　　　　　　弁理士　　齋藤千幹第６ 図 （ａ） （ｂ） 第 図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スタイラスに加わる各軸の変位量をトレーサヘッドによ
   り検出してモデル面の倣いを行う倣い制御方法において
   、 前記スタイラスに加わる所定軸の変位量ｘ、前記トレー
   サヘッドにより検出された変位量をｙとする時、検出変
   位量ｙを実際の変位量ｘで表現する関数ｇ（ｘ）を求め
   、該関数を用いて実際の変位量ｘと補正後の変位量ｙ′
   との関係がリニアとなる補正関数ｆ（ｘ）を求め、検出
   変位量ｙにｆ（ｘ）を乗算して得られる値を補正変位量
   ｙ′として用いて倣いを行うことを特徴とする倣い制御
   方法。