JPS6062448A - 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】 発明の技１４・饅）野 本発明は、倣い制御方式、　’ｔ！ｉ−にモデルの凹部
を倣うのに適した倣い制御方式に関するものである。

従来技術と問題点 倣い制御方式は、トレーサヘッドでモデル表面を倣いつ
つこの１−レーサヘ・ノ１゛からの変位信号に基づいて
カッタ等の加］二々其位’＋１’−ｅを制御３−ること
により、加工対象（ワーク）をモデルと同一の形状に加
工するだめの制御方式として良く知られζいる。

従来、モデルの凹部を倣う方法として２本出願人の出願
に係わる特願昭５４−１０２２８号や同５６−１４５３
３０号等に開示されたクランプ倣い制御方式が知られて
いる。このクランプ倣い制御方式は、１−レーザヘッド
の先端（スタイラス）をモデルの上面からその四部の内
壁に沿って所定深さだり下降させた後、この所定深さを
保持（クランプ）さゼつつ（即ちトレーザヘラドの先端
をモデル凹部の底面から離間させた状態で）所定方向に
移動させ、Ｉ・レーザヘノ１の先端が１１ｆ度モデル四
部の反対側の内壁に接触するとこの内壁に沿って再度モ
デル上面まで引上げ、モデル上面においてピックフィー
ドを行いつつ且つモデル凹部内においては上記所定深さ
くクランプレベル）を保持しつつモデルの全面にわたっ
て上記の動作を繰返すことによりワーク上に上記クラン
プレベルに等しい均一な深さの四部を形成し、これが終
了するとクランプレベルを漸次増加せしめつつ上記の動
作を繰返すものである。

しかしながら、このクランプ倣い制御方式によれば、ク
ランプレベルが増加されるたびに既に加」ニ済みのワー
ク内壁の上部が繰返し加工される（゛　ここにカッタが
繰返し１９１Ｑｉ：される）ため、加工時間に無駄が生
じるだけでなく、カッタが既に加工済みのワーク内壁に
こすられることにより寿命を縮めてしまうと云う問題が
ある。

発明の目的 本発明は上記従来のクランプ倣い制御方式の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は。

加工時間の無駄とカッタの磨耗を軽減する倣い制御方式
を提供することにある。

発明の（ｌｌ）成 上記目的を達成する本発明は、（ａ）Ｉ−レーサヘラ１
−の先端をモデル四部の所定深さのＺ軸位置にクランプ
し、　（ｂ）該クランプ状態を保持したままモデル四部
の内壁の全周に沿って輪郭倣いを行いつつ該輪郭倣い径
路上においてＸ又はＹ方向の座標が最大及び最小となる
最大点及び最小点の座標を蓄積し、　（Ｃ）該輪輪郭い
の終了後前記クランプ状態を保持したままｉ；」記最大
点又は最小点のうら最寄りのものの内側にトレーサヘッ
ド最大点まで前記クランプ状態を保持したままモデル凹
部の内壁に対してＸ−Ｙ平面倣いを行い。

（ｅ）該Ｘ−Ｙ平面倣いの終了位置からモデル凹部の内
壁に沿ってトレーザヘラドの先端を更に下降せしめて所
定の深さの新たなＺ軸位置にクランプし、該新たなりラ
ンプ状態のもとで、上記（ｂ）から（ｅ）までの一連の
動作を、トレーサヘッドの先端が所定の深さになるまで
繰返すように構成されている。

以下２本発明の更に詳細を実施例によって説明する。

発明の実施例 本発明の一実施例が適用される倣い制御装置は、直行３
軸方向のそれぞれについて設けられたサーボモータによ
って３軸方向に駆動される倣い加工機械、その上に装着
されたモデル、１−レーサヘラド、ワーク及びカッタ、
トレーナヘッドから出力された３軸方向の変位量から合
成変位量を作成する変位合成回路、同じく３軸方向の変
位量から変位方向信号を作成する？１す出回１ｉ１’ｒ
　、合成変位Ｉｎと基準変位量の差分から一ノ線方向と
法線方向への送り速度を算出゛」−る速度′６！ｉ　’
ｔ’Ｊ、　ｌ＋ｊｌ路、各軸方向の送り速度と変位方向
信号に基づき３軸方向の各サーボモータに駆動信号を分
配する分配回路、各サーボモータの回転角から１−レー
ザヘッドの位置を検出する位置検出器及びカウンタ、各
種の制御データを蓄積するデータメモリ７制御プログラ
ムを？’７ｆｆ！するプログラムメモリ、データの入出
力装置、上記各回路及び装置を制御するプロセツサ、こ
のプロセッサに指令を与える１Ｍ作パネル及びキーボー
ド並びに各種のＡ　／　Ｉ）変換、Ｄ／Ａ変換回路を備
えた公知のものである。従っ乙その構成及び動作に関す
る更に詳細な説明を省略するが、必要ならば上記特許出
願等を参１１（（されたい。

第１図は本発明の一実ｈｉｆｉ例に４３りるモデルやワ
ークの形状及びこれらとスタイラスＳ′ＦやカッタＣＴ
の位；６関係を例示する概念図、第２図及び第３図はそ
の制御力法を説明するだめのフローチャー１−である。

以下これらの図を参照しつつ本発明の一実施例を説明す
る。

第１図Ａに示すように、平板上に椀状の凹部を有するモ
デル形状を想定し、また同図に示すような直交３軸を想
定する。

倣い制御装置のプロセッサは制御動作を開始すると、第
１図１３及び第２図のステップ】に示すように、トレー
ザヘラド（先端のスタイラスＳＴで代表する）をモデル
凹部上方の適宜な箇所まで移動させた後これを下降させ
るとにより、スタイラスを凹部内の所定深さの位置にク
ランプ（ｉｌ’ｂさを固定）する。このクランプが終−
」′ずイ）と、ステップ２において、スタイラスＳ′Ｆ
をモデル四部の内壁に接触するまで−Ｙ方向に送る。こ
の接触が終了すると、ステップ３において、クランプ状
態を保持したまま反時計回り方向に内壁の輪静倣いを行
う。第１図において、矢印を（＝ｔ　した実線はスタイ
ラスの中心の移動（￥路を示している。上記各ステップ
ｌ乃至３により、ワーク上には第１図Ｃに示すような加
工ｌｄｔ跡が描かれる。

上記の輪郭倣いと並行して、ステップ４において、プロ
セソザシ、１輪９旧〕・１のＸ座標に関する最大値及び
最小値を検出してこれらの値を蓄積する。即ち、ステッ
プ４１におい“ζ、スターｆラスのＸ方向の座標位置が
増加し始めた１１．１に“１”、減少し始めた時に“０
”が設定されたフラグの内容が検査される。Ｘが増加中
であるときは、ステップ４２において現時点でＸが減少
し始めたか否かが？１′す定される。この判定結果が１
′１定的であれば、現時点のＸ座標（正６（「には１ザ
イクル１１１１のＸ座標）がＸ座標の最大値Ｘ　ｍａｘ
とし″Ｃデータメモリ部に蓄積される。同時に、このＸ
　ｉ’ｌ＜標に苅ｊＩＬ、するＹ座標もＹ座標の最大値
Ｙ　ｍａｘとし゛ζ蓄積される。一方。

Ｘが減少中であるときは、ステップ４５において現時点
でＸが増加し始めたか否かが判定される。

この判定結果が１１°定的であれば、現時点のＸ座標（
正確にば１ザイクル前のＸ座標）がＸ　ＩＪＥ標の最小
値Ｘ　ｍｉｎとしてデータメ′むり部に蓄積される。

同時に、このＸ座標に対応Ｊ゛るＹ　１４Ｅ標もＹ　Ｉ
ＪＥ標の最小値Ｙ　ｍｉｎとして蓄積される。−」二連
のようにして、最大値又は最小値のＷｉ積が行われたと
きには、それぞれステップ４４及び４７においＵ、　Ｘ
座標が減少中又は増加中であることを示すためにフラグ
の内容の反転が行われる。

上述の輪郭倣いとＸ座標の最大、最小値の蓄積は、ステ
ップ５においてスタイラスＳＴがモデルの内壁に沿って
１周したことが判定されるまで繰返される。１周し終る
と、ステップ６において。

Ｘ座標の最大値Ｘ　ｍａｘ及び最小値Ｘ　ｍｉｎがそれ
ぞれ所定量αだり小さな値及び大きな値に変更される。

次にステップ７において、スクイラスの現在の位置（Ｘ
座標）が上記Ｘ座標の最大値Ｘ　ｍａｘ及び最小値Ｘ　
ｍｉｎのどららに近いかが判定される。

現在位置が最大値Ｘｍａχに近かりれば、第１図り及び
第３図のステップ８，９に示ずように、スタイラスは依
然とし゛ζクランプ状状態保ったままＸ座標の最大点Ｐ
ｎ＋ａｘから所定量αだり内側の点まで送られる。一方
、現在位置が最小値Ｘｍ１ｎに近かげれば、第３図のス
テップ１８．１９に示すように、スクイラスは依然とし
てクランプ状態を保ったままＸ座標の最小点Ｐｍ１ｎか
ら所定量αだけ内側の点まで送らＡ１．る。

第１図りに示すように、スタ・ｆラスが最大点Ｐｍａｘ
側に送られたものとすれば、第１図ＩＬに示すように、
第３図の一連のステ・メゾ１０乃至１７から成るＸ−Ｙ
平面倣いが行われる。１１１１ら、まず。

スタイラスＳ　Ｔがモデル四（＋Ｂの内壁に田触するま
で＋Ｙ方向に送られ（ステップ１０）、接触後は反時計
回り方１ｉｉＪ　Ｌこ所定量輪郭倣いが行われ（ステッ
プ１１）、所定■の倣いが終了すると、今度はスタイラ
スがモデル四部の反対側の内壁に接触するまで−Ｙ力力
面送られ（ステップ１４）、接吊；後は時計回り方向に
所定量の輪郭倣いが行われた１＆（ステップｌ　５　）
　、１ｌＦＩＪシーＩＹ方向に送られるという動作が繰
返される。−に記一連のステップ１０乃至１７から成る
クランプ状態を保ったままのＸ−Ｙ平面（Ｍいは、ステ
ン７．■ｚ又は１Ｇにおいて最小点Ｐｍ１ｎから所定量
αだり内側にスクイラスが移動したことが゛「り定され
るまで繰返される。

ステップ３において輪郭倣いが開始されてからＸ−Ｙ平
面倣いによっ°Ｃスタイラスが最小点Ｐｍｉｎの内側に
到達するまで、スタイラスの高さは一貫して固定（クラ
ンプ）されているので、この到達時点において、ワーク
の表面には第１図Ｆに示ずような均−ｌ輩さの凹部が形
成されることになる。

この際、ｘ−ｙ平面倣いは最大点から最小点まで行われ
るので２重複像い箇所を生しることもなく必要な全面を
倣うことができる。

なお、前述のようにステップ７からステップ１Ｂに移行
した場合にも、既に説明したステップ８からステップ１
７までそれぞれの動作に対応したステップ１８からステ
ップ２７までの動作が行われる。但し、この場合には、
最小点Ｐｍ１ｎから最大点Ｐ　ｍａｘに向う方向にＸ−
Ｙ平面倣いが行われる。

このようにし”乙スタイラスが最小点Ｐｍｊｎ又は最大
点Ｐ　ｍａｘの内側に到達すると、ステップ２８におい
てこの終了したばかりのＸ−Ｙ平面倣いが最終回のもの
であるか否かを示すフラグが検査される。最終回のもの
でなければ、ステップ２９乃至３１からなる一連の制御
ゾ１」ツクに移１１シ。

ここにおいζ、これまでのクランプヵ鴨１看され。

スタイラスがＸ−Ｚ倣いで、ＩＩＩｂｘ−ｚ面内でモデ
ル凹部の内壁を倣いながら、所定量だの−Ｚ方向に送ら
れる。この−Ｚカ向への送りループ内のステップ３０に
おいて、スタイラスの高さくＺ）が加工の終了位置に達
したこと、即しスタイラスがモデル凹部の底面に接Ｍ４
：　シたごと又はスタイラスの高さが予めデータとし゛
（’／７７積され−ζいる所定値になりたことが判定さ
れると、送り量がこの値にクランプされ、更に）、フー
ソプ３２において次回のＸ−Ｙ平面倣いが最終回のらの
であることを示すフラグが設定されたｉ＆、前）ホし人
ニスう″−ツブ３に移行しめられ、ここから増加されゾ
こクランプ値の下に」二連したと同様のＸ　Ｙ　、ｌ１
ｉｉｌ＋ｉ倣いが繰返される。

新たなりランプ値に辻するフ１ンＣにスタイラスがモデ
ル底面に接触しなりれば、ステップ３ｏ、３１からステ
・７プ３に移行し、この新たなりランプ値の下にＸ−Ｙ
平面倣いが繰返され、ワークの表面には、第ｉｔｇ＋ｃ
に示す、ｊ、・）な、均一な深さを有する新たな凹８１
；が形成されるごとになる。最後には、ステップ１２，
１６．２２又は２６において終了したばかりのＸ−Ｙ平
面倣いが最終回のものであることがステップ２８で検出
され、ステップ３３において全動作が完了する。

上記一連の動作における深さ方向へのクランプ量の間隔
は、モデル凹部の内壁面の勾配、必要な倣い精度等に応
じて適宜な値に設定すればよく。

従ってクランプ量の間隔は各ｘ　−ｙ　１Ｈｚ面倣いご
とにそれぞれ異なるものであってもよい。

また、上記Ｘ−Ｙ平面倣いを所定量の輪郭倣いとＹ及び
−Ｙ方向への送りとの組合せにより行ったが、これに代
えて、所定量の輪郭倣いとＸ及び−Ｘ方向への送りとの
組合わせにより行ってもよいことは勿論である。

発明の９ノ果 以上詳細に説明したように１本発明は、クランプ量を漸
次増加させつつ各クランプ段階において全周にわたる輪
郭倣いとＸ−Ｙ平面倣いを行う構成であるから、従来例
のようにワーク上に既に形成されている内壁の上部が各
クランプ１々階において繰返し加工されることがなくな
り、従ゲζ加工時間の無駄やカッタの磨耗が軽ｊ＋ｌｉ
　ｉきれるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におりるモデルやワークの形
状及びこれらとスタイラスやカッタの位置関係を例示す
る概念図、第２図及び第３図はその制ｇａ１１方法を説
明するためのノＩＩ−チャー１−である。 Ｓ′Ｆ・・スタイラス、にｉ′・・カッタ。 特許出願人　ファナソク株式会ｒ（ 代　理　人　弁理士　カ、犠久五Ｉ’、Ｉ＋１　（外２
名）第１図 Ａ　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トレーサヘッドからの変位信号にＪンづき倣い方向、倣
   い速度を算出してモデル四部の倣いを制御する倣い制御
   方式におい°Ｃ２ （ａ）トレーサヘッドの売品１を−ｅデル凹部の所定深
   さのＺ軸位置にクランプし。 （ｂ）該クランプ状態を保持したままモデル凹部ＩＳの
   内壁の全周に沿って輪郭倣いを行いつつ該輪郭倣い１イ
   路上においてＸ又はＹ方向の座標が最大及び最小となる
   最大点及び最小点の座を蓄積し。 （Ｃ）該輪郭倣いの終了後前記クランプ状態を保持した
   まま前記最大点又は最小点のうし最寄りのものの内側に
   １−レーザヘッドを送り。 （ｄ）該送られた点から反対側の最小点又は最大点まで
   前記クランプ状態を保持したままモデル四部の内壁に対
   してＸ−Ｙ平面倣いを行い。 （ｅ）該ｘ−Ｙ平面倣いの終了位置からモデル四部の内
   壁に沿ゲｉ（＋−レージ・ヘラ１′の先６）：ｊを更に
   下降せしめ”Ｃ所定７Ａ：さの新たなＺ軸位置にクラン
   プし。 該新たなりランプ状態のもとで、上記（ｂ）から（ｅ）
   までの一連の動作を、トレージ′へ・ノドの先α１ｊ、
   １が所定の深さになるまで繰返すことを１・ｈ徴とする
   倣い制御方式。