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JPH0138622B2 - - Google Patents
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JPH0138622B2 - - Google Patents

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JPH0138622B2
JPH0138622B2 JP56054149A JP5414981A JPH0138622B2 JP H0138622 B2 JPH0138622 B2 JP H0138622B2 JP 56054149 A JP56054149 A JP 56054149A JP 5414981 A JP5414981 A JP 5414981A JP H0138622 B2 JPH0138622 B2 JP H0138622B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、倣い制御、数値制御の何れでもワー
クを加工することができる倣い制御及び数値制御
併用装置を使用して、任意方向倣いを行なう際、
加工精度及び加工速度を向上させることができる
倣い制御装置に関するものである。
Ｘ軸或はＹ軸に対して任意の角度で送りを行な
うことができる任意方向倣いを、倣い制御及び数
値制御併用装置を使用して行なう場合、従来は、
数値制御によつてＸ軸、Ｙ軸を制御し、倣い制御
によつてＺ軸を制御してワークの加工を行なつて
いる。即ち、従来は、１軸倣いであつたので、十
分な加工精度が得られず、又、加工速度を速くで
きない欠点があつた。
本発明は、前述の如き欠点を改善したものであ
り、その目的は、倣い制御及び数値制御併用装置
を使用して任意方向倣いを行なう際、加工精度及
び加工速度を向上させることにある。
以下、実施例について詳細に説明する。
第１図は本発明装置を実施する倣い制御及び数
値制御併用装置のブロツク線図であり、１はトレ
ーサヘツド、２はスタイラス、３は変位合成回
路、４，１１，１２は加算器、５，６は速度演算
回路、７は分配回路、８，１０は座標変換回路、
９は変位方向割出回路、１３Ｘ，１３Ｙ，１３Ｚ
はサーボアンプ、１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚはモー
タ、１５Ｘ，１５Ｙは位置検出器、１６，１７は
レジスタ、１８は制御装置、１９はメモリ、２０
はテープリーダ、２１は指令テープ、２２はAD
変換器、２３，２４はDA変換器、２５，２６は
シユミレータである。
トレーサヘツド１内に設けられているＸ，Ｙ，
Ｚ軸対応の３つの差動トランス（図示せず）が周
波数ｆの交流で励磁されており、且つモデル（図
示せず）に接触するスタイラス２の変位ペクトル
ε→が第２図に示すものである時は、トレーサヘツ
ド１から出力される変位信号εX，εY，εZは、2πft
＝ωtとすると、 εX＝εcosψcosθsinεt …(1) εY＝εcosψsinθsinεt …(2) εZ＝εsinψsinεt …(3) で示される。
今、第２図に示したＡ軸に沿つて、原点０から
Ｂ（XB，YB）点まで、倣いを行なう場合を考えて
みる。尚、この場合、指令テープ２１に、数値情
報として、Ｂ点の座標（XB，YB）を記録してお
くものである。
制御装置１８はテープリーダ２０で読取つた指
令テープ２１の数値情報、即ち、Ｂ点の座標
（XB，YB）に基づいて、次式(4)，(5)に示す演算を
行ない、Ｘ軸とＡ軸との成す角の正弦及び余弦を
求める。
そして、制御装置１８は、sin αを示すデイジ
タル信号をDA変換器２３に、cos αを示すデイ
ジタル信号をDA変換器２４に加え、DA変換器
２３は、sin αを示すデイジタル信号をアナログ
信号に変換して第１及び第２の座標変換回路８，
１０に加え、DA変換器２４はcos αを示すデイ
ジタル信号をアナログ信号に変換して座標変換回
路８，１０に加える。
この後、制御装置１８は、倣いを開始させる。
トレーサヘツド１から出力される変位信号εX，
εY，εZは変位合成回路３に加えられ、変位信号
εX，εYは座標変換回路８に加えられ、又、変位信
号εZは変位方向割出回路９に加えられる。変位合
成回路３は、合成変位量ε＝√X 2＋Y 2＋Z 2を求
めて加算器４に加え、加算器４は合成変位量εと
基準変位量ε0との差△εを求めて速度演算回路
５，６に加え、速度演算回路５，６はそれぞれ、
法線方向速度VN、接線方向速度VTを求めて分配
回路７に加える。又、変位信号εX，εY及びsinα，
cosαを示すアナログ信号が加えられている座標
変換回路８は、次式６に示す送り軸方向の変位成
分信号ε〓を出力し、変位方向割出回路９に加え
る。尚、座標変換回路８としては、例えば、特願
昭54―14098号（特開昭55―106753号）に示され
ている座標変換器２２を使用することができる。
ε〓＝εXcosα＋εYsinα …(6) 変位方向割出回路９は、第１の座標変換回路８
からの信号ε〓とトレーサヘツド１からの変位信号
εZとに基づいて、Ａ―Ｚ平面内の角度βの割出し
を行ない、変位方向の余弦信号cosβsinεtと正弦
信号sinβsinεtとを求める。これらの余弦信号
cosβsinεt、正弦信号sinβsinεtと、速度演算回路
５，６から出力される法線方向速度VN，接線方
向速度VTとを分配回路７に加え、分配回路７内
の例えば乗算回路、合成回路等によつて、Ａ軸方
向の速度V〓及びＺ軸方向の速度VZの制御信号が
分配される。このＺ軸方向の速度VZの制御信号
はサーボアンプ１３Ｚに加えられ、その出力によ
り、モータ１４Ｚが駆動される。
又、Ａ軸方向の速度VAの制御信号は、第２の
座標変換回路１０及びAD変換器２２に加えられ
る。第２の座標変換回路１０は、Ａ軸方向の速度
VAの制御信号とDA変換器２３，２４からの
sinα，cosαを示すアナログ信号と乗算するもの
であり、従つて、座標変換回路１０の出力信号
は、Ｘ軸方向の速度VX及びＹ軸方向の速度VYの
制御信号に変換されたものとなり、サーボアンプ
１３Ｘ，１３Ｙに加えられ、それらの出力により
モータ１４Ｘ，１４Ｙが駆動され、Ａ軸方向の送
りが行なわれる。尚、座標変換回路１６として
は、特願昭54―14098号に示されている座標変換
器２３を使用することができる。
このように、本発明方式は、倣い制御及び数値
制御併用装置を使用して任意方向倣いを行なう
際、従来方式のように、数値情報に基づいてＡ軸
方向の送りを制御するのではなく、数値情報は、
単に送り方向を決定する為に使用するものであ
り、Ａ軸方向の送りの制御も倣い制御によつて行
なつているものであるから、加工精度、加工速度
を向上させることができる。
又、本実施例は、以下に説明するように、レジ
スタ１６，１７、シユミレータ２５，２６、位置
検出器１５Ｘ，１５Ｙ等を設け、オフセツト電圧
等の影響により、送り方向にずれが生じないよう
にしている。
今、第３図に示すように、Ａ軸に沿つて原点Ｏ
からＣ（XC，YC）点まで倣いを行なう場合を考え
てみる。尚、この場合、指令テープ２１には、Ｃ
点の座標（XC，YC）が記録されているとする。
制御装置１８はAD変換器２２を介して分配回
路７から加えられるＡ軸方向の速度VAの制御信
号を一定時間△Ｔ毎にサンプリングし、次式(7)に
示す演算を行なつて、一定時間△Ｔ毎のＡ軸方向
の移動量PAoを求める。但し、ｎは整数である。
PAo＝VA・△ｔ …(7) 次に制御装置１８は、次式(8)，(9)に示す演算を
行なつて一定時間△Ｔ毎のＸ，Ｙ軸方向の移動量
PXo，PYoを求め、シユミレータ２５，２６を介し
てレジスタ１６，１７に加える。但し、ｎは整
数、αはＸ軸とＡ軸との成す角である。
レジスタ１６，１７の他の力端子には、位置検
出器１５Ｘ，１５Ｙの検出結果が加えられてお
り、レジスタ１６，１７は、それぞれ、この検出
結果とシユミレータ２５，２６を介して加えられ
る単位時間△Ｔ毎のＸ，Ｙ軸方向の移動量PXo，
PYoとに差分が発生した場合、差分に対応した信
号△Ｘ，△Ｙを加算器１１，１２に加え、Ｘ，Ｙ
軸方向の指令速度を修正するものである。尚、制
御装置１８で求めた単位時間△Ｔ毎の移動量PXo，
PYoと位置検出器１５Ｘ，１５Ｙの検出結果の差
分を直接求めず、シユミレータ２５，２６の出力
と位置検出器１５Ｘ，１５Ｙとの差分を求めるよ
うにしたのは、モータ機械可動部等の駆動系の遅
れ時間を考慮した為である。即ち、位置検出器１
５Ｘ，１５Ｙの検出結果は、モータ、又は機械可
動部の動作に基づいて求めたものであり、分配回
路７の出力信号に基づいて求めた移動量PXo，PYo
よりも、駆動系の遅れ時間だけ遅れて出力される
ものであるから、両者の時間差をなくす為に、シ
ユミレータ２５，２６の出力と位置検出器１５
Ｘ，１５Ｙの検出結果との差分を求めるようにし
たものである。
制御装置１８は、式(8)に基づいて求めた単位時
間△Ｔ毎の移動量PXo、或いは式(9)に基づいて求
めた単位時間△Ｔ毎の移動量PYoを順次累積し、
その累積値がＣ点のＸ座標或はＹ座標の座標値
XC，YCに一致した時、シユミレータ２５，２６
への出力を零にすると共に、速度演算回路６に制
御信号STを加えて接線方向速度VTを零にする。
これにより、シユミレータ２５，２６の出力が、
駆動系の遅れ時間に相当する時間関数で零に向か
うと共に座標変換回路１０から出力されるＸ，Ｙ
軸方向の速度VX，VYの制御信号も零となる。そ
して、レジスタ１６，１７の内容が位置検出器１
５Ｘ，１５Ｙの出力によつて零となつた時、モー
タ１４Ｘ，１４Ｙは停止する。このように、本実
施例は、シユミレータ２５，２６の出力と位置検
出器１５Ｘ，１５Ｙの検出結果の差分に基づい
て、修正速度成分△VX，△VYを発生するように
しているものであるから、オフセツト電圧等の影
響により送り方向がずれることはなくなる。
又、前述した動作を繰返し行なうようにするこ
とにより、例えば第４図に示す経路Ｏ→C1→C2
→C3のように、自由な経路で送りを行なうこと
ができる。
以上説明したように、本発明は、倣い制御／数
値制御併用装置を使用して任意方向倣いを行なう
方式に於いて、数値制御装置に経路を示す数値情
報に基づいて、送り軸の角度を表わす信号を作成
する制御装置１８等の信号作成手段を設け、倣い
制御装置に送り軸方向の変位成分信号を作成する
第１の座標変換回路と、前記送り軸の送り速度を
制御する信号を、前記信号作成手段からの信号に
基づいて、Ｘ軸，Ｙ軸の送り速度を制御する信号
に分配する第２の座標変換回路とを設け、倣い制
御によつて送りを制御するものであるから、数値
制御によつて送りを制御する従来方式に比べて、
加工精度、加工速度を向上できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方式を実施する装置のブロツク
線図、第２図は各信号のペクトル関係説明図、第
３図、第４図は本発明方式の説明図である。 １はトレーサヘツド、２はスタイラス、３は変
位合成回路、４，１１，１２は加算器、５，６は
速度演算回路、７は分配回路、８，１０は座標変
換回路、９は変位方向割出回路、１３Ｘ〜１３Ｚ
はサーボアンプ、１４Ｘ〜１４Ｚはモータ、１５
Ｘ，１５Ｙは位置検出器、１６，１７はレジス
タ、１８は制御装置、１９はメモリ、２０はテー
プリーダ、２１は指令テープ、２２はAD変換
器、２３，２４はDA変換器、２５，２６はシユ
ミレータである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ モデル表面を追跡しモデル形状に対応した
    Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の変位信号εX，εY，εZを出力するト
    レーサヘツド、倣い送り軸方向を示す信号と前記
    トレーサヘツドからのＸ，Ｙ軸の変位信号εX，εY
    とに基づいて倣い送り軸方向の変位成分信号ε〓を
    出力する第１の座標変換回路、該第１の座標変換
    回路の出力信号と前記トレーサヘツドのＺ軸の変
    位信号εZとから前記倣い送り軸とＺ軸とを含む平
    面における変位方向を示す信号を出力する変位方
    向割出回路、前記トレーサヘツドのＸ，Ｙ，Ｚ軸
    の変位信号εX，εY，εZの合成変位信号から求めた
    法線方向速度信号と接線方向速度信号と前記変位
    方向割出回路からの出力信号とを加えてＺ軸方向
    送り速度信号VZと倣い送り軸方向速度信号V〓を
    出力する分配回路、該分配回路からの倣い送り軸
    方向速度信号V〓と前記倣い送り軸方向を示す信
    号とに基づいてＸ，Ｙ軸方向の送り速度信号VX，
    VYを出力する第２の座標変換回路とを備え、該
    第２の座標変換回路の出力信号に従つて機械可動
    部を制御し前記モデルと前記トレーサヘツドを相
    対的に移動させ任意方向倣いを行う倣い制御装置
    において、数値情報に基づいて前記倣い送り軸方
    向を示す信号を作成し前記第１の座標変換回路と
    第２の座標変換回路に出力する信号作成手段、前
    記機械可動部のＸ，Ｙ軸方向の位置を検出する位
    置検出器、前記分配回路からの倣い送り軸方向速
    度信号V〓に基づいて一定時間毎のＸ，Ｙ軸方向
    の移動量PX，PYに対応する信号を出力するシユ
    ミレータ、該シユミレータからの出力信号と前記
    位置検出器からの出力信号の差分に対応した修正
    速度成分信号ΔVX，ΔVYを出力する修正速度作成
    手段、該修正速度作成手段の出力信号を前記第２
    の座標変換回路の出力信号に加算する加算手段と
    から成る数値制御装置を備えたことを特徴とする
    倣い制御装置。
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