JPS63295161A - 非接触ならい方式 - Google Patents

非接触ならい方式

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JPS63295161A
JPS63295161A JP12903287A JP12903287A JPS63295161A JP S63295161 A JPS63295161 A JP S63295161A JP 12903287 A JP12903287 A JP 12903287A JP 12903287 A JP12903287 A JP 12903287A JP S63295161 A JPS63295161 A JP S63295161A
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JP
Japan
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tracing
distance
speed signal
axis
contact
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Pending
Application number
JP12903287A
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English (en)
Inventor
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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Publication date
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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〉 本発明は非接触ならい方式に係り、特に非接触で距離を
測定できる距離測定プローブによりモデル面をならわせ
る非接触ならい方式に関する。
〈従来技術〉 従来のならい制御は、スタイラスをモデルに接触させな
がら移動させると共に、該スクイラスとモデルとの接触
によりトレーサヘッドから発生する3次元の各軸変位量
を用いてならい演算を行って各軸方向のならい速度を発
生し、該各軸方向の速度信号によりスタイラスをモデル
表面に接触させながら該モデルをなられせるものであっ
た。
〈発明が解決しようとしている問題点〉かかる接触なら
い方式によっても精度の高いならい制御ができるがスタ
イラスがモデルと接触するものであるためスタイラスが
摩耗し、スタイラスの交換が必要になると共に、交換し
ないと精度の高いならい制御ができなくなるという問題
がある。
以上から、本発明の目的は非接触でならい制御ができる
非接触ならい方式を提供することである。
く問題点を解決するための手段〉 第1図は本発明方式を実現する装置のプローブ図である
11はならい制御装置、14Z、14Xは2軸及びX軸
駆動用のモータ、162,16Xは各軸現在位置レジス
タ、17は非接触の距離測定プローブである。
ならい制御装置11において、llaはならい方向演算
部、llbは加算器、11Cは法線方向の速度信号発生
部、11d(よ接線方向の速度信号発生部、11eは各
軸方向の速度信号発生部である。
く作用〉 距離測定プローブ17により測定された測定距離りと基
準圧ili!L0との誤差量ΔLを用いて速度信号発生
部lie、lidで法線方向速度信号v7と接線方向速
度信号V工を発生する。又、ならい方向演’111’R
S 11 aにおいて前々回のタイムスロッ1−におけ
るならい方向θn−1と前回のタイムスロットにおける
ならい方向θnどの差分Δθ、と、前回のならい方向θ
nとを用いて、θn+(1/n)・Δθ→θn+1によ
り今回のタイムスロットにおけるならい方向θn+、を
演算する。
速度信号発生部lieは各速度信号VN、V工とならい
方向信号θn+1を用いて各軸の速度信号Vよ。
v2を発生し、該各軸方向のならい速度信号を用いて距
離測定プローブ17を各軸方向に同時に移動させてモデ
ル面をならわせる。
〈実施例〉 第2図は本発明にかかる非接触ならい方式の概略説明図
である。さて、非接触ならいとは、レーザ測長プローブ
のような非接触で距離が測定できるプローブセンサ(距
#測定プローブ)PBを用いて該プローブをモデルMD
Lに接触させることなくモデル面をならわせるならい方
式である。
この非接触型の距離測定プローブPBは一般に基準圧M
L0を持っており、実際の測定距#Lと基準圧#L0の
差を誤差量ΔLとして出力できろようになっている。尚
、非接触の距#測定プローブとしては、たとえば光学的
三角測距方式を採用したものがあり、かかるプローブで
は発光素子(半導体レーザ)から出たレーザ光が投光レ
ンズを介してモデル表面に照射され、その際に拡散反射
した光線の一部が受光レンズを介して位置検出素子上に
スポットを作ゆ、該スポット位置がモデル表面比の距離
に応じて変化することにより距離が測定されるようにな
っている。
今、第2図に示すようなモデルMDLをなるものとし、
又A、B、C点を適当に選ばれたサンプリング点とした
場合、まずA点での距#L1(=L0+ΔL□)を測定
しこれが基準距離L0に比べてΔL、たけ誤差がある時
、その誤差分だけ測定軸方向(光軸方向)に補正動作を
掛けながら次のサンプリング点已に向かう。そして、B
点における誤差量ΔL2を求めて同様に該誤差分だけ補
正するように0点に向かい、以後同様な処理を行うこと
によりモデル面を非接触でならうことが出来ろ。
第1図は本発明方式を実現する装置のプローブ図であり
、11はならい制御装置、122,12Xはならい制御
装置から発生するデジタルの各軸速度信号VN、V2を
DA変換するDA変換器、13Z、13X1.を各軸ノ
サーホ回路、14Z。
14XはZ軸及びX軸駆動用のモータ、15Z。
15Xは対応するモータが所定角度回転する毎にパルス
P2. Pxを発生する位置検出用のパルスコーダ、1
6Z、16Xは対応するパルスコーダから発生するパル
スを移動方向に応じて可逆計数して各軸現在位置(X、
+、、 Z、や、)を監視する各軸現在位置レジスタ、
17はレーザを用いて非接触でモデル表面比の距離を測
定できる距離測定プローブである。
ならい制御装置11において、llaはならい方向θn
1を割り出す(予測する)ならい方向演算部、llbは
測定距離りと基準圧giL0の差分ΔLを演算する加算
器(尚、後述する距離測定プローブがΔLを出力できろ
場合にはこの加算器は不要となる)、11Cは法線方向
速度信号vNを発生する速度信号発生部、11dは接線
方向速度信号VTを発生する速度信号発生部、11eは
速度信号v、1゜V工及びならい方向θn+、を用いて
各軸方向速度信号VN、 V2を発生する速度信号発生
部である。
以下、第1図の全体的動作を説明する。
図示しない操作パネルからならい速度V。M。、ならい
範囲、ならい方法(表面ならいとする)等積々のならい
制御に必要なデータが入力された後、非接触ならいの起
動が掛かり、プローブ17から測定距離りが入力される
と、加算器11bは基準圧等り。と測定距glLとの誤
差量ΔLを計算して速度信号発生部11c、lidに入
力する。
速度信号発生部11c、lldは第3図及び第4図に示
すΔL−VN特性、ΔL−VT特性に従って法線方向速
度信号vNと接線方向速度信号VTを発生する。
一方、ならい方向演算部11aは、非接触ならい開始か
らの時間を所定のサンプリング時間T9毎に分割する時
、前々回のタイムスロットにおけるならい方向θn−1
(第5図参照)と前回のタイムスロットにおけるならい
方向θ、との差分Δθn並びに前回のならい方向θnを
用いて、 θ、+(1/n)  ・Δθ、→θn1(1)(nは適
宜に決めた定数:通常1/2)により今回のタイムスロ
ットにおけるならい方向θn0を演算する。尚、現サン
プリング時刻T 、、、+ 1より2サンプリング時間
前の時刻T、、におけるプローブ位置をPn−、(X、
、−1,Z、、) 、1サンプリング時間前の時刻T、
におけるプば一ブ位置をp、 (x、、 z、)、現サ
ンプリング時刻のプローブ位置をp、、+1(xn+1
’ Z+、+1’とすれば、ポイント P、、−、P、
間の傾斜角θn−1は次式 %式% により求まり、ポイントP、、P、、+1間の傾斜角θ
nは次式 %式% により求まり、傾斜の増分Δθnは次式θ −θ  →
Δθ により求まる。
速度信号発生部lieはまず、各速度信号vN。
vTとならい方向信号θn+1を用いて、通常V  −
cos  θ   →v(2)V  −5in θ  
 →v(3)に より各軸速度信号vx、v2を発生し、該各軸方向(7
)ナライ速度信号vx、v2ヲDA変換wj12X。
12Z及びサーボ回路13X、13Zを介してモータ1
4X、14Zに印加して距離測定プローブ17を各軸方
向に同時に移動させモデル面をならわせる。尚、プロー
ブ17はならい方向演算部11aで計算された方向θn
+Iの方向に移動する。
ところで、ならい方向θn□が正確にモデルMDLのな
らい面の方向と一致していれば良いが、該計算されたな
らい方向はならい面の方向と異なり若干の誤差を含んで
いろ。このため、(2L(31式で求まる各軸速度信号
vx、v2によりモータ14X。
142it駆動し続けると、プローブ17がならい面か
らどんどん離れてしまうか、あるいはモデル面に接近、
接触してしまい、精度の高いならいができな(なる。そ
こで、本発明においては速度信号発生部lieが以後所
定のサンプリング時間T、’  (T、’ <TSであ
り、第6図に示す関係がある)毎に V ・eQ3θ  →v(4) VT・sinθ  +V −V     (51により
各軸速度信号Vx、 VNを発生し、該速度信号Vx、
V2eDA変換器12X、12Z及びサーボ回#13X
、13Zを介してモータ14X、14Zに印加して距m
測定プローブ17を各軸方向に同時に移動させモデル面
をなられせろ。これによりZ軸方向のプローブ位置がモ
デル表面から所定の距#範囲に保持されるように制御さ
れろ。
以上から、第7図において1点鎖filo1で示す方向
をならい方向演算部11aで計算したならい方向(計算
通路)、実線102で示す方向をモデル表面に平行なな
らい面とすれば、点線103で示すよう、に、プローブ
は計算通路101に平行に移動するが、サンプリング時
刻TS′毎に位置が補正されてならい面102に戻され
る。従って、プローブはならい面102から許容される
所定の誤差範囲内に収まりながらモデルをならうことに
なる。
尚、以上ではならい制御装置11をハードウェア構成で
ブロック化して説明したが、マイクロコンピュータで構
成することもできろ。
〈発明の効果〉 以上本発明によれば、非接触でならい制御ができろよう
に構成したから、検出センサの摩耗の問題がなくなると
共に、プローブの交換が不要となった。又、本発明によ
れば、ならい方向を演算する周期より短い周期で法線方
向信号vNを求め、該v、、に°基づいてZ軸方向の速
度を補正するように構成したから、プローブを常に許容
誤差範囲内に位置させろことができ精度の高い非接触な
らいができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方式を実現する装置のブロック図、 第2図は非接触ならい方式の概略説明図、第3図及び第
4図は法線方向速度v、4、接線方向速度vTと誤差量
ΔLとの関係特性図、第5図はならい方向演算説明図、 第6図はサンプリング時間T、、 T、’の関係説明図
、 第7図は本発明にかかる補正動作説明図である。 11・・ならい制御装置、 11a・・ならい方向演算部、 11c・・速度信号発生部、 lid・・速度信号発生部、 lie・・速度信号発生部 142.14X・・Z軸及びX軸駆動用モータ、162
.16X・・各軸現在位置しジスク、17・・距離測定
プローブ 特許出願人        ファナック株式会社代理人
          弁理±  111藤千幹り、神 第2図 第3図     第4図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 非接触で距離を測定できる距離測定プローブによりモデ
    ル面をならわせる非接触ならい方式において、 基準距離と実際の測定距離との誤差量ΔLを用いて法線
    方向速度信号V_Nと接線方向速度信号V_Tを発生す
    ると共に、 前々回のタイムスロットにおけるならい方向θ_n_−
    _1と前回のタイムスロットにおけるならい方向θ_n
    との差分Δθ_nと、前回のならい方向θ_nとを用い
    て今回のタイムスロットにおけるならい方向θ_n_+
    _1を演算し、 前記各速度信号とならい方向信号を用いて各軸の速度信
    号を発生し、 該各軸方向のならい速度信号を用いて距離測定プローブ
    を各軸方向に同時に移動させてモデル面をならわせるこ
    とを特徴とする非接触ならい方式。 (2)θ_n+(1/n)・Δθ_n→θ_n_+_1
    (nは定数)により今回のタイムスロットにおけるなら
    い方向θ_n_+_1を演算することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の非接触ならい方式。 (3)ならい方向を演算する周期より短い周期でV_T
    ・cosθ_n_+_1→V_X V_T・sinθ_n_+_1+V_N→V_Zにより
    各軸速度信号を発生してプローブ位置を移動させること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の非接触ならい
    方式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02165842A (ja) * 1988-12-20 1990-06-26 Aisin Takaoka Ltd 砂型変形検査方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60127987A (ja) * 1983-12-14 1985-07-08 株式会社日立製作所 ならい制御方法および装置

Patent Citations (1)

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