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JPS6042482B2 - 数値制御工作方法 - Google Patents
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JPS6042482B2 - 数値制御工作方法 - Google Patents

数値制御工作方法

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Publication number
JPS6042482B2
JPS6042482B2 JP14664680A JP14664680A JPS6042482B2 JP S6042482 B2 JPS6042482 B2 JP S6042482B2 JP 14664680 A JP14664680 A JP 14664680A JP 14664680 A JP14664680 A JP 14664680A JP S6042482 B2 JPS6042482 B2 JP S6042482B2
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JP
Japan
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point
numerical information
diameter
stylus
cutter
Prior art date
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JP14664680A
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JPS5771009A (en
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良治 今関
悦雄 山崎
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/408Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
    • GPHYSICS
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50298Trace with feelers of different diameter, from the two loci calculate offset
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は倣い動作により数値情報を得てそれに従つて数
値制御加工を行なう数値制御工作方法の改良に関するも
のである。
モデル形状に沿つてトレーサヘッドを追従させて倣い動
作を行なわせ、その倣い動作の軌跡上の所要点をサンプ
リングして数値情報を得、この得られた数値情報に従つ
て数値制御加工を行なう数値制御加工方法は、計算によ
つては数値化し難い複雑な形状の加工も通常の数値制御
装置を使用して行なうことができる利点を有していると
ころから、最近各種の分野に適用され賞用されている。
ところで、この種の方法においては、倣い動作により数
値情報を得るときのスタイラスの径と数値制御加工時に
おけるカッタの径とが異なる場合には、得られた数値情
報どおりに加工を行なうと誤差が生じるので、カッタ径
とスタイラス径との差だけ工具径補正する必要がある。
このような工具径補正は、従来、トレーサヘッドの変位
置からモデル形状の法線方向を検出し、この検出した法
線方向を各軸の成分Δx、Δy、Δzとして指令テープ
に記録しておき、加工時にカッタ径とスタイラス径との
差分だけその方向にシフトした位置にカッタを位置決め
することにより行なつていた。しかし、この従来方法で
は、検出される法線方向はトレーサヘッドの検出精度及
びスタイラスとモデルとの間の摩擦力等の影響を受けて
誤差を含んているので、実際には工具径補・正は正しく
法線方向に対して為されす、従つて、補正精度が保証て
きるのは工具径差が1〜27$程度の狭い範囲に限定さ
れていた。そのため、それ以上の工具径差の場合には新
たに数値情報を得なければならない等の不利不便があり
、汎用性に欠門ける欠点があつた。本発明はこのような
従来の欠点を改善したものであり、その目的は、高精度
に工具径補正することができる範囲を大幅に拡大して汎
用性を高めることにある。
以下実施例について詳細に説明する。第1図〜第5図は
本発明の一実施例方法を説明するために用いる倣い動作
の軌跡等を示す線図である。
本実施例方法は、まず第1図に示すように、既知の径ψ
1のスタイラスSTlを装着したトレーサヘッドでモデ
ルMDLの形状を倣う。
このときのスタイラスSTlの中心軌跡は曲線C1に示
すものとなる。第1回目のデジタイジングはこの軌跡C
1上における所要点の機械位置をデータとして取り込み
、それらをメモリに記憶する。データの取り込みは、軌
跡C1の形状を許容誤差の範囲内で認識し得る程度の間
隔毎に行なうもので、その方法は、所定距離毎にサンプ
リングしていく方法や、或は例えば第2図に示すように
スタートした点P1と現在位置とを結ぶ直線と軌跡C1
との最大距離が予め設定された誤差量Δに達した点P2
をデータ取り込み点とし、次にこの点P2をスタート点
にして以後同様の処理にてデータを取り込んでいく方法
を採用することができる。次に、第3図に示すように、
先と同じモデル■ルの形状を今度は既知の径ψ2 (図
示ではψ2〉ψ1てあるがψ2〈ψ1であつても良い)
のスタイラスST2を装着したトレーサヘッドで倣いを
行なう。このときのスタイラスST2の中心軌跡は曲線
C2に示すものとなる。第2回目のデジタイジングは、
例えば第4図に示すように、軌跡.C2上の現在位置と
先のデジタイジングで記憶されていた軌跡C1上の点P
nとの距離rを常時検出し、その距離rが最小若しくは
一定値になる点Qnを求め、その点たとえば距離r=r
1の場合には図示の点Ql,Q2,Q3,・・・Qnの
機械位置をデータとしてメモリに記憶する。また、この
点Qnから点Pnへのベクトルq幣精の値をオンライン
またはオフラインで計算して、その値を点Qnに対応さ
せてメモリに記憶する。以上の処理をモデル形状の所要
表面について行クなうと、メモリには、軌跡C1上の所
要点Pnから最小距離若しくは一定距離にある軌跡C2
上の点Qnの機械位置およびベクトルo靜精の各値が記
憶されることになり、これが数値情報となるものである
なお、実際のメモリへの記憶は、以下に示すように点Q
n及びベクトルいの機械座標系軸(例えばX,Y,Z軸
)方向各成分X..,yn,zn)ΔXn9ΔYn9Δ
Znを記憶する。次に、ψ8なる径を有するカッタを使
用して上記数値情報に従つて数値制御加工を行なうとき
は、数値制御装置は、門なる演算を行なつて得た機械位
置Rnに位置決めを行なう。
即ち、点R1から点R2にカッタの中心を位置決めし、
次に点R2から点R3に位置決めする如く、点Pn−1
から点Rnに連続して位置決め指令しながら加工を進め
る。なお、Rnの機械位置”は実際には次式によつて算
出される。Rl,R2,・・・Rnて形成される軌跡は
、第(1)式の内容を図式化した第5図から明らかなよ
うに、モデルMDLの表面からその法線方向にψ8だけ
離れた同図の曲線C3に示すものとなるから、工具径補
正が正しく行なわれることになる。
然も、本発明方式においてはモデル形状の法線方向を検
出しなくて済む為、それに伴うベクトル誤差がなく、従
つて高精度に工具径補正できる範囲は大幅に拡大する。
第6図は本発明の別の実施例方法を説明するために用い
る線図であり、この実施例方法は、第2回目のデジタイ
ジングを同図に示すように第1回目のデジタイジングで
記憶した機械位置Pnとは無関係に、軌跡C2の形状が
許容誤差内で認識できる程度に所要点Qnの機械位置を
データとして取込み、これを一旦メモリに記憶しておく
そして、この記憶した点Qnと第1回目のデジタイジン
グで記憶した点Pnとから、点Qnに最も近い点Pn、
例えば第6図示例では点Q,に対しては点P1、点Q2
に対しては点P2等を求め、且つ、そのベクトノλ?ぷ
を求めて、その両者を先の実施例と同様に数値情報記録
媒体に数値情報として記録しておくものである。なお、
その他の動作は先の実施例方法と同じであり、第(1)
式で与えられる点Rl,R2,・・・Rnに順次位置決
めすることにより工具径補正されて数値制御加工が行な
われる。なお、この実施例方法は比較的簡便であるけれ
ども、数値情報を得る過程において全ての点Pnと点Q
nを一旦記憶しておくだけのメモリ容量が必要となる。
これに対し先の実施例方法では、求めた点Qnを点Pn
が記憶されていた領域に書込むことができるため、必要
とするメモリ容量は少なくて済む利点がある。第7図は
本発明方法を実施する装置の一例を示す要部構成図であ
り、MACは倣い加工機械、CTはカッタ、TRはトレ
ーサヘッド、EX9εY9EZはその出力である変位信
号、STはスタイラス、0Lはモデル、MX,MY,M
Zはサーボモータ、PCX,PCY,PCZは位置検出
器、CONTは倣い制御回路、CNTX,CN′RY,
CNTZは可逆カウンタ、DIはデータ入力装置、ME
Mはメモリ、MDIは手動データ入力装置、FPはフロ
ッピーディスク記憶装置、■はテープパンチヤー、CP
Uはプロセッサ、BUSはそのバス、Tは指令テープで
ある。
倣い制御回路CONTは、トレーサヘッドTRからの変
位信号εX,εッ,ε2を演算処理してそれらの合成変
位置が基準変位置に等しくなるようにサーボモータMX
,MY,MZを駆動して良く知られた倣い動作を行なわ
せるものであり、スタイラスSTの中心座標の現在位置
は、位置検出器PCX,PCY,PCZからのパルスを
カウントする各軸対応の可逆カウンタCNTX,CNT
Y,CNTZに表示される。
データの取り込みは可逆カウンタCNTX,CNTY,
CNTZの内容をデータ入力装置DIを介してプロセッ
サCPUが読取ることにより行なうもので、それらのデ
ータはメモリMEMに記憶される。
そして、所定の演算により求められた点Qn一)の機械
位置及びベクトルQnPnの値は、フロッピーディスク
記憶装置FP内のフロッピーディスク記録媒体または紙
テープパンチヤーTPの紙テープなどの数値情報記録媒
体に記憶される。
なお、この記憶された数値情報から第(1)式の演算を
行なつて数値制御加工を実施する装置は通常の数値制御
装置を使用することができる。以上説明したように、本
発明は同一モデルの形状を径ψ1,ψ2のスタイラスで
各々倣いを行ない、その一方の倣い動作の軌跡上の所要
点Qnの機械位置及び点Qnから他方の倣い動作の軌跡
上 ーーーーウの点PnへのベクトルQ
rlPnの値を数値情報として得、これに基づいてψ8
なる径のカッタで数値制御加工を行なうときは、第(1
)式を満たす機械位置Rnに順次位置決めしながら加工
を行なうようにしたものであり、2度の倣いを必要とす
るものの、従来のようなベクトル誤差を含まないので高
精度に工具径補正できる範囲は大幅に拡大する効果があ
る。従つて、本発明を倣い動作により数値情報を得てそ
れに従つて数値制御加工を行なう数値制御工作方法に適
用すれば、その汎用性等を向上でき非常に有効である。
なお、本発明は先の実施例のみに限定されるものてはな
くその他各種付加変更し得るものであり、例えば先の実
施例では内挿によりRnを求めているが、使用するカッ
タの径等の関係で外挿によりRnを求めるようにしても
良い。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の一実施例方法を説明・するた
めに用いる倣い動作の軌跡等を示す線図、第6図は本発
明の別の実施例方法を説明するために用いる線図、第7
図は本発明方法を実施する装置の一例を表わす要部構成
図てある。 ST,STl,ST2はスタイラス、MDLはモデ,ル
、CONTは倣い制御回路、MACは倣い加工機械、T
Rはトレーサヘッド、PCX,PCY,PCZは位置検
出器、CNTX,CNTY,CN′Y7.は可逆カウン
タ、MEMはメモリ、TPはテープパンチヤー、FPは
フロッピーディスク記憶装置、CPUはプロノセツサで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 既知の径ψ_1のスタイラスを装着したトレーサヘ
    ッドでモデル形状を倣つてその倣い動作の軌跡上の点P
    nの機械位置をデータとしてメモリに記憶させ、次に既
    知の径ψ_2のスタイラスを装着したトレーサヘッドで
    前記モデル形状を再度倣つてその倣い動作の軌跡上にお
    ける前記Pnと所定の位置関係にある点Qnの機械位置
    及び該点Qnから前記Pnへのベクトル▲数式、化学式
    、表等があります▼を求めてこれらを数値情報として数
    値情報記録媒体に記録し、ψ_8なる径を有するカッタ
    を使用して前記数値情報記録媒体に記録された数値情報
    に従つて数値制御加工を行なう場合、前記ベクトル▲数
    式、化学式、表等があります▼を内挿または外挿して前
    記ψ_3なる径を有するカッタの中心位置が通るべき機
    械位置を求め該機械位置に順次位置決めしながら加工を
    進めることを特徴とする数値制御工作方法。
JP14664680A 1980-10-20 1980-10-20 数値制御工作方法 Expired JPS6042482B2 (ja)

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