JPS60146658A - ならい制御方法 - Google Patents

ならい制御方法

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JPS60146658A
JPS60146658A JP251784A JP251784A JPS60146658A JP S60146658 A JPS60146658 A JP S60146658A JP 251784 A JP251784 A JP 251784A JP 251784 A JP251784 A JP 251784A JP S60146658 A JPS60146658 A JP S60146658A
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JP
Japan
Prior art keywords
model
speed signal
tracing
tracer head
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP251784A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Kishi
甫 岸
Mitsuo Matsui
光夫 松井
Hitoshi Matsuura
仁 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Publication of JPS60146658A publication Critical patent/JPS60146658A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control 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
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/121Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)

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法に係ル、特にトレーサ)ラドが
振動しても誤動作することがないならい制御方法を提供
することである。
〈従来技術〉 ならい加工においては1.トレーサヘッドをしてモデル
をなられせると共に、トレーサヘッドの動きに応じて工
具を移動させ、該工具によシワークにモデル形状に応じ
た加工を行なう。すなわち、トレーサヘッドから発生す
る各軸変位量の合成変位εと基準変位量−〇との差分△
εに応じてモデル接線方向の速度信号VT とモデル法
線方向の速度信号Vにをそれぞれ発生すると共に、変位
方向6を割出し、VN、Vr、 θ とからならい平面
(X−2平面)における各軸速度信号vx、yz を演
算し、Vx、Vz によシトレーサヘッド及び工具を移
動させ、該工具によりワークにモデル形状に応じたなら
い加工を実行する。
〈従来技術の欠点〉 ところで、ならい工作機械によシ重切削している時、ト
レーサー・ラドが振動する場合がある。か\る重切削時
に振動が生じこれが大きくなると、VTが減速されてV
T = 0 とカる場合があり、以後vyに基いてのみ
ならい制御が行われるが、振動が継続すると該振動分が
増幅されて、vNの振動として現われ、トレーサヘラr
がモデルに突込み、或いはモデルから離れ、離れても振
動によシ凹凸のはげしいモデルをならっているものとみ
なし、離れていることが検出できずトレーサヘッドはあ
らぬ方向に移動してならいの誤動作が発生する。たとえ
ばX−2面における表面ならいにおいてならい平面にお
ける各軸速度信号vx、yz は次式によシ VX=Vr−m#4−VN−as6 ■z=−Vr、Bfl+VN edmθ演算され、該V
X、VZ によpトレーサヘッドが移動制御されるが、
上式においてvr = o となると、VX、VZ は
VNのみに大きく依存し、しかも振動方向によJVXの
符号が変わる場合もちシトレーサヘッドの移動方向が不
定となってモデルに突込み或いLモデルから離れて誤動
作が生じる。
〈発明の目的〉 本発明の目的は、振動が発生してもトレーサヘッドがあ
らぬ方向に移動して誤動作することがないならい制御方
法を提供することである。
本発明の別の目的は、vT=0となったらΔ6とvNの
関係曲線の傾き(変換ゲイン)を小さくし、これによシ
振動の増幅作用を低下して、トレーサヘッドが振動によ
シモデルに突込み、あるいはモデルから離れてならい加
工が行なえなくなるという事態をなくずことができるな
らい制御方法を提供することである。
〈発明の概要〉 トレーサヘッドから発生する各軸変位量の合成変位と基
準変位量との差分Δεに応じてモデル接線方向の速度信
号vr とモデル法線方向の速度信号vyを発生すると
共に、変位方向θを割出し、VN、VT、e とからな
らい平面における各軸速度信号を演算し、該各軸速度信
号によシトレーサヘッドを移動させてならい加工を行な
い、速度信号vTが零になったとき、ΔCと速度信号V
Nとの関係曲−の傾きを小さくし、vTが零でなくなり
たときΔeとVNの関係曲線の傾きを元に戻す。
この発明によれば、重切削時に振動が生じてトレーサヘ
ッドがモデルから離れてしまっても、その後振動を増幅
して発振することをおさえることができ、又トレーサヘ
ッドの移動方向が不定となってモデルに突込みあるいは
モデルから離れてしまったらそれを検出することができ
る。
〈実施例〉 第1図は本発明を適用できるならい工作機械の構成図で
あシ、テーブルTBLをX軸方向に駆動するX軸のモー
タXMと、トレーサヘッドTC及びカッタヘッドCTが
装着されたコラムCLMを2軸方向に駆動する2軸のモ
ータZMと、テーブルTBLをY軸方向に動かすY軸の
モータYMと、X軸モータXMが所定量回転する毎に1
個の/4’ルスpXを発生するノ4ルス発生器PGXと
、2軸モ一タZMが所定量回転する毎に1個のノ母ルス
piを発生するパルス発生器PGZと、Y軸モータYM
が所定量回転する毎に1個の・母ルスpyを発生する・
母ルス発生器PGYが設けられている。テーブルTBL
にはモデルMDLとワークWKとが固定され、トレーサ
ヘッドTCはモデルMDLの表面に当接してならい、カ
ッタヘッドCTはワークWKにモデル形状通シの刀ロエ
を施す。トレーサヘッドTCは周知の如く、モデルMD
Lの表面のx、y、z各軸の変位ax、gyX gzを
検出する構成のものであり、トレーサヘッドTCにより
検出された各軸方向変位はならい制御装置TCCに入力
され、こ\で周知のならい演算が行なわれて各軸方向の
速度成分が発生する。たとえば、ならいとしてX−2面
における表面往復ならいを考えると往路のならいにおい
て速度成分Vx、Vz が発生し、これらはそれぞれチ
ー2回路svx、s■zを介してX軸及び2軸のモータ
XM、ZMに印加され、これら各軸モータXM、ZMを
回転させる。この結果、カッタヘッドCTがワークWK
に対して相対的に移動して、該ワークにモデルJT?5
状通シの加工が施され、又トレーサヘッドTCはモデル
MDLの表面をならうことになる。
又、各ハルス発生器PGX、PGZ、PGYから発生す
るノ4ルスPX、Pz、pyはならい制御装置TCC内
の図示しない各軸現在位置レジスタに入力される。各軸
現在位置レジスタはノ4?ルスPX%Py、Pz が入
力され\ば移動方向に応じてその内容をカウントアツプ
或いはカウントダウンする。
そして、X軸方向の現在位置Xaがならい領域の第1境
界線のX座標値に等しくなれば、ならい制御装置TCC
はならい平面をy−z面として速度成分Vy、Vz を
発生する。速度成分vyはサーが回路SvYに印加され
この結果、テーブルTBLはY軸方向に移動しY−Z平
面における表面ならいが行なわれる。Y軸方向へのテー
ブルTBLの移動量が予め設定されているピッフィード
量Pに等しくなれば、ならい制御装置TCC−は以後な
らい平面をX−Z面として速度成分−VX、VZを発生
し、X軸の現在位置がならい領域の第2境界線のX座標
値に等しくなる迄復路のならい力五行なわれる。以後、
ビックフィード、往路の表面ならい、ピックフィード、
復路の表面ならいを繰シ返えし、Y軸方向現在位置がY
軸方向のならい領域境界点に到達すれば表面往復ならい
が終了する。
第2図は本発明にか\るならい制御方法を実現するなら
い制御装置のブロック図である。このならい制御装置は
変位合成回路101、加算器102、速度信号演算回路
103.104、方向割出回路105、各軸速度演算回
路106、速度信号監視回路107、分配回路108、
各軸の現在位置レジスタ109X、109Y、109z
、位置監視回路110、比較回路111、アプローチ送
シ速度信号発生回路112、操作・母ネル113を有し
てる。。
変位合成回路101はトレーサヘッドTC(第1図参照
)から出力される各軸変位εX% ’Fzayを用いて
次式 %式%(1) の演算を行なって合成変位i−を発生し、加1象器 r
102は合成変位量Cと基準変位−駄ε0 との差分Δ
、(=ε−gB’ ) を演算して速度信号演算回路1
03.104に入力する。速度信号演算回路103は差
分△t(:#−#Q)が零のとき指令されたならい速度
Fを有する速度信号Vrを出方し、且つΔ−NOのとき
差分に反比例した速度信号Vtを出力する。(第3図参
照五速度信号演算回路104は差分Δ6に比例した速度
信号VN(第3図参照)を出力する。第4図は速度信号
演算回路103.104の回路図であり、速度信号演算
回路103は差分Δ6を増幅する増幅器103mと、増
幅器103aの出力電圧の絶対値を演算して出力する絶
対値回路103bと、絶対値回路出力に一定のバイアス
Vをかける加算器103cと、加算器出力の極性を反転
するインバータ103dと、インバータ出力電圧を$が
ルトでフラングするフランジ回路103eを有している
。又、速度信号演算回路104は入力抵抗切換ユニツ)
104mと、抵抗R1〜R4とアン7°APとで構成さ
れた増幅器104bと、極性を反転するインバータ10
4cを有している。入力抵抗切換ユニット104aは後
述する速度信号監視回路107から出力される切換信号
CH8に基いて、vr(0のときにはΔεを抵抗R1に
印加し、vT=oのときにはΔeを抵抗R1に印加し、
増幅器104bのダインを切換える・。伺、抵抗R1の
抵抗値は抵抗R3の抵抗値よシ相当小さく設定されてい
る。
換言すれば、■T=oの場合には、Vr(0のときより
ゲインは小さく、なっておシ、vN−ΔC特性は第3図
点線に示すようになっている。
方向割出回路105はX軸方向と2軸方向の変位信号a
x、gzを用いて次式 %式%(2) (3) によシ変位方向信号画θ、房θを演算する。各軸速度演
算回路106は速度信号7丁、vN と変位方向信号d
n 19 、am eを用いて、次式%式%(4) (5) によシ軸方向の速度信号Va、Vb を発生する。
速度信号監視回路107は速度信号演算回路103から
出力される速度信号VTを監視し、vT=。
のとき切換信号CH8を発生する。分配回路108はな
らい方式、ならい平面、なちい方向、ピックフィード方
向などのデータDT、並びにならい領域の境界線に到達
したかどうかなどに応じて、va、 vb を各軸に分
配する。たとえば、X−Z面における表面往復ならいで
あれば、(a)往路のならい動作時にはVaをX輸送多
速度Vxとし、vbを2軸送り速度Vz として出力し
、(b)復路のならい動作時には−VaをX輸送多速度
VXとしvbを2輸送シ速度VZ として出力し、(C
)ピックフィード時にはValY軸送シ輸送vyとし、
vbを2輸送シ速度Vz として出力する。
位置監視回路110は(、)往路及び復路の表面ならい
時にX軸現在位置X&がならい領域の第1、第2境界線
のX座標値X1、X!に等しくなったかどうか、(b)
Y軸現在位置Yaがならい領域の境界点のY軸座標値y
eに等しくなったかどうか、(c)ビックフィード時Y
軸方向移動量△Yがピックフィード量Pに等しくなった
かどうがなどの監視を行ない、Xa=x1 、Xa=x
t 、△Y=P になれば信号TDENを出力し、Ya
=ys となればならい完了信号TENを出力する。比
較回路111はアプローチ時に合成変位量εが予め設定
されている値ca より大きくなったときアプローチ完
了信号AENを出力する。
さて、各種ならい条件、ならい領域データを操作ノやネ
#113において設定後起動をかければトレーサヘッド
はモデルに向かってアプローチを開始する。同、初期時
アプローチ速度−V a pが2輸送シ速度Vz とし
て、分配回路108から出力される。トレーサヘッドが
モデルに接触すれば該トレーサヘッドから各軸方向の変
位量’Xz ’)’%C3が発生する。変位合成回路1
01は(1)式の演算を行なって金屑変位量eを演算し
、加算器102は合成変位量と基準変位量との差分△e
を演算し方向割出回路105は変位方向信号部θ、虐θ
を演算する。速度信号演算回路103は設定されたなら
い送シ速度Fと差分△6に応じた速度信号Vr を出力
し、又速度信号演算回路104は速度信号VNを出力し
、各軸速度演算回路106は(4)。
(5)式によ多速度信号Va、Vb を発生する。又、
比較回路111は合成変位量eと設定レベルtaの大小
を比較している。従ってトレーサヘッドがモデルに接触
してε≧ea となれば比較回路111はアプローチ完
了信号AENを出力する。アプローチ完了信号AENが
発生すれば、分配回路108はV&をX輸送シ速度vx
、 vb を2輸送シ速度VZ として出力する。この
結果、往路の表面ならいが実行され、トレーサヘッドは
モデルをならいながら移動し、同様に工具も移動しワー
クにモデル形状通シの加工が施される。同、Xa=x1
 となれば、Vy=Va、 Vz==Vb (Vx=0
 )となってピックフィードが行われ、ピックフィード
完了後Vx=−V aXV z =V bとなって復路
の表面ならいが実行される。
さて、往路又は復路の表面ならい時において、異常な振
動が発生し、該振動によ5)レーサヘッドがモデルに過
度にくいこんだり、モデルから大きく離れたりすると△
砿(=ε−ε。)が大きくなってVr = Qとなる(
第3図参照)。VT = 0 となれば速度信号監視回
路107は直ちにこれを検出して切換信号CH8を発生
する。切換信号CH8が発生すると速度信号演算回路1
040入力抵抗切換ユニツ) 104a(第4図参照)
は、Δ6を抵抗R7側に入力し増幅器104bめケ9イ
ンを小さくする。この結果、速度信号VNは第4図点線
に示す特性に従って減小し、撮動成分も減小する。そし
てVNが減衰せしめられたことによシ、振動による影響
は軽減される。以後、異常振動がおさまり安定なならい
が可能となってVTが発生ずれば、入力抵抗切換ユニツ
)104aは△εを抵抗R。
側に入力し、増幅器104bのダインを元に戻し通常の
表面ならいを継続する。。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば振動によ#)Vr
=OとなればVNを減小させ、振動がおさまってVrが
零でなくなればvNを通常の△6−vy特性に基いて発
生するように構成したから、トレーサヘッドの移動方向
が振動により不定となって、該トレーサヘッドが多らぬ
方向、たとえばモデルに突込み過ぎる方向おるいはモデ
ルから離れてしまう方向に移動することがなく、振動停
止稜再び正常なならいを継続することができる。淘以上
ではVr=oになりたときVyを発生する増幅器のrイ
ンを小にしたがvy = o とするように構成するこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用できるならい工作機械の構成図、
#42図は不発、明にか\るならい制御方法を実現する
ならい制t41装置のブロック図、第3図1dΔa −
VT 、 Δa −VN %性、第4図は速[、(Ii
号演算回路の回路図である。 101・・・変位合成回路、102・・・加算益、10
3゜104・・・速度信号演算回路、105・・・方向
割出回路、106・・・各軸速匿演算回路、107・・
・速度信号監視回路、108・・・分配回路、 110・・・位置監視回路、104m・・・入力抵抗切
換ユニット、104b−・・増幅器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 トレーサヘッドをしてモデルをなられせると共に、トレ
    ーサヘッドの動きに応じて工具を移動させ、該工具によ
    シワークにモデル形状に応じたならい加工を行なうなら
    い制御方法におい七、トレーサヘッドから発生する各軸
    変位量の合成弯位量と基準変位量との差分Δ6に応じて
    モデル接線方向の速度信号Vrとモデル法線方向の速度
    信号VNを発生すると共に、変位方向0を割出し、VN
    。 Vr、、4 とからならい平面における各軸速度信号を
    演算し、該各軸速度信号によシトレーサヘッドを移動さ
    せてならい加工を行ない、速度信号vTが零になったと
    き、ΔIと速度信号VNとの関係曲線の傾きを小さくし
    、vTが零でなくなったときΔ6とVptの関係曲線の
    傾きを元に戻すことを特徴とするならい制御方法。
JP251784A 1984-01-10 1984-01-10 ならい制御方法 Pending JPS60146658A (ja)

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JP251784A JPS60146658A (ja) 1984-01-10 1984-01-10 ならい制御方法

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