JPH0310747A - ならい制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はならい制御方式に関し、特に３次元でならい領
域を設定することのできるならい制御方式に関する。

〔従来の技術〕

ならい加工では工具としてボールエンドミルが使用され
ることが多い。一方、このボールエンドミルは先端が半
球形であるため、コーナ部のある形状を加工する場合に
は必然的に削り残し部分が生ずる。例えば、第６図に示
すようなワーク５０に対して、そのコーナ部を直角に加
工しようとしても５１に示す部分が削り残される。

このため、この種のならい加工では全体の加工を行った
後で、スタイラス及びボールエンドミルを小径のものに
交換して、コーナ部の周辺のみを再度仕上げ加工してい
る。

第５図はこのときのならい方法を示した図である。図に
おいて、モデル１上のコーナ部の付近の範囲２がならい
を必要とする部分である。ここで、電位線Ｌ１〜Ｌ６に
よりｘ−Ｙ平面上でならい範囲５が指定され、図示され
ていないスタイラスをならい開始点Ｐｓよりならい幅Ｗ
ＩＯ、ピックフィード量Ｗｌｌのならい軌跡６で移動さ
せて、終点Ｐａまでをならう。

また、これとは別な方法として、Ｘ−Ｙ平面上でモデル
１のコーナ部に沿った位置にセンターラインを設定し、
このセンターラインの右側及び左側を所定の幅でならう
方法もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、いずれの方法にしても、Ｘ−Ｙ平面上でならい
領域が設定されているため、Ｚ軸に平行な面１ａに関し
てはならい範囲が定まらず、ならい範囲２のみを正確に
ならうことができない。すなわち、スタイラスはならい
範囲２以外にＺ軸方向に高さＨＯｌＸ−Ｙ平面で幅ＷＯ
だけ無駄な動きをして、効率的なならいが行えない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、３
次元でならい領域を設定することのできるならい制御方
式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、互いに直交する
第１、第２及び第３の軸で構成される３次元座標空間に
配置されたモデルの形状をならうならい制御方式におい
て、与えられた複数の点列を順次結んで前記３次元座標
空間にベースラインを設定し、前記ベースラインを前記
第１及び第２の軸で構成される所定の平面上へ投影した
ラインに対して垂直に、且つならい開始点を含む位置に
ならい平面を創成し、前記ならい平面上の所定の領域内
をならうことを特徴とするならい制御方式が提供される
。

〔作用〕

各ならいパス毎に、３次元で設定したベースラインに沿
って専用のならい平面を生成し、その所定の領域内のみ
をならう。

〔実施例〕

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（ａ）は本発明の一実施例のならい制御方式の説
明図である。図において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及
びＺ軸で構成される３次元座標空間にモデル１があり、
モデル１上のコーナ部に沿って、その近傍をならうもの
である。なお、面１ａはＺ軸に略平行である。

まず、オペレータから操作盤のキー操作による数値入力
、あるいはスタイラスを手動でモデル１の面上に接触さ
せながら実際の座標値を教示する現在値転送機能による
操作により、コーナ部に沿った点Ｐ１、−　・ＰＬＯ１
゛・・Ｐ２Ｏの座標値が入力される。座標値が人力され
ると、これらを順次直線で結ぶことによりベースライン
３を設定する。

次に、ベースライン３をＸ−Ｙ平面上へ投影したライン
３ａに対して垂直に、且つならい開始点Ｐｓを含む位置
にならい平面１１を創成する。また平面１１上に、なら
い平面１１とベースライン３との交点Ｐｃｌを中心とし
て、半径Ｒの円形の領域１１ａを決める。なお、Ｒの具
体的な数値はオペレータが任意に指定することができる
。

ここで、図示されていないスタイラスをならい開始点Ｐ
ｓより予め指定されたならい送り方向にしたがって所定
の送り速度で移動させると共に、Ｚ軸方向にモデル１の
形状に沿って上下させ、ならいを実行する。ならいが進
んで、スタイラスが領域１１ａの境界に達すると、その
点よりベースライン３に平行に、点Ｐ１、　　　　　Ｐ
２Ｏの順序の方向に、あるいはその逆方向に指定された
幅のピックフィードを行う。そして、ピックフィードを
終了した点を新たなならい開始点として、この点を含み
、且つライン３ａに対して垂直な位置に別のならい平面
を生成し、このならい平面上を前回のならい方向とは逆
方向にならう。

以下同様に、各ならいバス毎にベースライン３に沿って
専用のならい平面１１〜１ｎを生成し、その中の領域１
１ａ〜ｌｎａ内のみをならう。

第１図（ｂ）にならい軌跡を示す。図において、ならい
軌跡４はならい開始点Ｐｓより出発し、各領域１１ａ〜
ｌｎａで３次元的に定められた幅のならいバスＴ１、Ｔ
２、−−−−　Ｔｎと、幅Ｗｐのピックフィードの区間
を交互に繰り返して終点Ｐｅまで移動する軌跡となり、
半径Ｒの値を適当に選ぶことによって、ならいを必要と
する範囲２の部分のみをならうことができる。

第２図は他の形状のモデルにおけるならい軌跡を示した
図である。図において、モデル１０の面１０ａは全てＺ
軸に平行な平らな面である。これに対し、面１０ｂの一
方の辺１０１ｂではＺ軸、すなわち面１０ａとなす角度
はＳ１であり、他方の辺１０２ｂに近づくにつれて減少
し、辺１０２ｂでは略直角の０２となる。このモデル１
０のコーナ部分についてならいを行うものであり、ベー
スライン１３はモデル１０のコーナ部に沿って設定され
ている。

したがって、このときのならい軌跡１４は、第１図（ｂ
）のならい軌跡４と同様に、領域２１ａ１・−２ｎａで
定められる幅のならいバスＴ１０、　・−Ｔｉｎと、幅
Ｗｐのピックフィードを繰り返す軌跡となる。

ここで、図で明らかなように、ならいバスＴ１０の面１
０ｂ上でのならい幅、及び面１０ａ上でのならい幅はＲ
であり、また、ならいバスＴｉｎの面１０ｂ上でのなら
い幅、及び面１０ａ上でのならい幅もＲである。これら
の中間に位置するならいバスの幅も同様に、それぞれＲ
である。このようにコーナ角度が一定でないモデルでも
、ならい幅を定める領域の形状を円形とすることにより
、コーナ部の両側を指定された幅で正確にならうことが
できる。

第３図は本発明の一実施例のならい制御方式のフローチ
ャートである。図において、Ｓに続く数値はステップ番
号を示す。

〔Ｓ１〕与えられた点列を順次結んでベースラインを設
定する。

〔Ｓ２〕ベースラインをＸ−Ｙ平面上へ投影したライン
に対して垂直に、且つならい開始点を含む位置にならい
平面を創成する。

〔Ｓ３〕ならい平面上における領域を決定する。

〔Ｓ４〕指定された送り速度でならいを開始する。

［：Ｓ５〕終点に到達したかどうかを判断し、到達した
場合は終了し、到達していない場合はＳ６へいく。

〔Ｓ６〕領域の境界に到達したかどうかを判断し、到達
した場合はＳ７へいき、到達していない場合はＳ４へ戻
ってならいを継続する。

〔Ｓ７〕ベースラインに平行に、指定された幅のピック
フィードを行って、その点を新たなならい開始点として
Ｓ２へ戻る。

第４図は本発明のならい制御方式を実施するためのハー
ドウェアの構成を示したブロック図である。ならい制御
装置２０はプロセッサ２０ａ１制御プログラムを記憶す
るＲＯＭ２０　ｂ、ＲＡＭ２０Ｃ及び不揮発性メモリ２
０　ｄを有し、ならい工作機械４０の各軸の変位景εｘ
１εｙ及びＳ２を入力して速度指令ＶｘＳＶｙ及びＶｚ
を出力する。

また、操作パネル２１を介してオペレータからベースラ
インを設定するための各座標値、ならい平面内の領域を
決定するための円の半径、ピックフィード量等、ならい
に必要な各種のデータを入力する。

サーボアンプ３０Ｘ、３０Ｙ及び３０２はならい制御装
置２０から出力された速度指令ＶｘＳＶｙ及びＶｚを増
幅してならい工作機械４０に設けられた次に述べる各軸
のモータを駆動する。

ならい工作機械４０には、図示しないが、テーブル４１
をそれぞれＸ軸、Ｙ軸方向に駆動するＸ軸モータ及びＹ
軸モータと、トレーサヘッド４２及び工具４４をＺ軸方
向に駆動する２軸モータとが設けられると共に、これら
の各軸モータが所定量回転する毎に検出パルスＦＰｘＳ
ＦＰｙ及びＦＰｚを発生するパルス発生器が設けられて
いる。

テーブル４１にはモデル１とワーク５０とが固定され、
トレーサヘッド４２に取りつけられたスタイラス４３は
モデル１０表面に当接して所定のならいを行い、工具４
４はワーク５０にモデル１の形状通りの加工を施す。

ポジションメモリ３１は検出パルスＦＰｘＳＦＰｙ及び
ＦＰｚを回転方向に応じてカウントアツプ／ダウンして
各軸方向の現在位置ＸａＳＹａ及びＺａを求め、ならい
制御装置２０にフィードバックしている。

なお、上記の実施例ではならい平面上に作成する領域を
円形としたが、この形はモデルの形状に応じて別のもの
に変えることもでき、例えば矩形でも良い。この場合に
は、半径の代わりに長辺及び短辺の長さを指定すること
によって作成される。

また、ベースラインを設定するための座標値の入力の際
に、例えば全ての点の座標について２座標のみを入力し
なければ、この座標値をＯとみなしてベースラインを設
定する。すなわち、このときのベースラインはＸ−Ｙ平
面上に設定される。

同様にして、他の平面上にも設定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、各ならいバス毎に、３
次元で設定したベースラインに沿って専用のならい平面
を生成し、それらの所定の領域内のみをならうので、Ｚ
軸に平行な面に対してもならい幅を設定でき、複雑な立
体形状モデルの任意の範囲のならいが可能となる。これ
により、例えばコーナの削り残しの仕上げ加工等を効率
的に行え、加工時間が短縮する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例のならい制御方式の説
明図、 第１図（ｂ）は本発明の一実施例のならい制御方式によ
るならい軌跡を示した図、 第２図は本発明の一実施例のならい制御方式による他の
モデルでのならい軌跡を示した図、第３図は本発明の一
実施例のならい制御方式のフローチャート、 第４図は本発明を実施するためのならい制御装置のハー
ドウェアの構成を示したブロック図、第５図は従来のな
らい制御方式の説明図、第６図コーナ部の削り残し部分
を示した図である。 １．１０　　°　モデル ２　　　　ならい範囲 ３．１３−−−・ベースライン ３ａ・・・・−・投影したライン ４．１４−　・〜ならい軌跡 １１〜１ｎ−・・−・・　・　ならい平面１１ａ〜１　
ｎ　ａ　−・・・領域 ２１ａ〜２　ｎ　ａ−−・°領域 ２０　　　°・ならい制御装置 ４０　　°　ならい工作機械 Ｐ１〜Ｐ２０　　　　°・入力された点Ｐｓ・−−なら
い開始点 Ｐｅ　　　′終点 Ｐ　ｃ　１〜Ｐ　ｃ　ｎ−交点 Ｔ１〜Ｔｎ　　　　−・・・ならいバスＴＩＯ〜Ｔｌｎ
・　　　・ならいバス ｗ　ｐ　−−ピックフィード量

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに直交する第１、第２及び第３の軸で構成さ
   れる３次元座標空間に配置されたモデルの形状をならう
   ならい制御方式において、 与えられた複数の点列を順次結んで前記３次元座標空間
   にベースラインを設定し、 前記ベースラインを前記第１及び第２の軸で構成される
   所定の平面上へ投影したラインに対して垂直に、且つな
   らい開始点を含む位置にならい平面を創成し、 前記ならい平面上の所定の領域内をならうことを特徴と
   するならい制御方式。
2. （２）前記ならいを実行中に前記領域外との境界に達し
   たら、前記ベースラインに平行にピックフィードし、前
   記ピックフィードを終了した点を新たなならい開始点と
   して前記ならい平面と同様の条件で別のならい平面を生
   成して、このならい平面上を前記ならいの方向と逆方向
   にならうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ならい制御方式。
3. （３）前記領域は前記ならい平面と前記ベースラインと
   の交点を中心とする指定された形状の範囲であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のならい制御方式
   。
4. （４）前記形状は円形であることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載のならい制御方式。
5. （５）前記形状は矩形であることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載のならい制御方式。