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    • 专利摘要:

    公开号:WO1990011869A1
    申请号:PCT/JP1990/000478
    申请日:1990-04-07
    公开日:1990-10-18
    发明作者:Hitoshi Matsuura；Hitoshi Aramaki
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 ならい制御装置 技 術 分 野
    [0002] 本発明はモデル面をならいながらヮークをならい加工する ならい制御装置に関し、 特に髙速、 髙精度のならい加工を才 ンライ ンで実行可能なならい制御装置に関する。 背 景 技 術
    [0003] 第 2図は従来のならい制御装置の概念図である。 図におい て、 モデル 1 4 3 に接触するスタィ ラス 1 4 2の各軸変位量 ε χ、 e y、 ε zをト レーサヘッ ド 1 4 1で検出し、 合成回 路 1 3 1で合成変位量 ε ( e = ε χ ^ + ε y 2 + ε ζ 2 ) を計算する。 加算回路 1 3 2は合成変位量 εと基準変位量 ε 0との差分 Δ εを計算する。 法線方向速度信号発生回路 1 3 3は差分 Δ εに所定のゲイ ンを乗じて法線方向速度信号 V η を発生し、 接線方向速度信号発生回路 1 3 4は差分 Δ εと指 令ざれたならい速度から接線方向速度 V tを発生する。
    [0004] —方、 切り換え回路 1 3 .5は指令されたならい平面におけ る各軸変位量を選択し、 ならい方向演算回路 1 3 6はこれを 用いてならい方向 ®の余弦 c o s Θ及び正弦 s i η Θを計算 する。 軸速度信号発生回路 1 3 7は V η、 V t、 c 0 s Θ、 s i n Θを用いてならい軸の軸速度信号 V X、 V y、 V zを 発生し、 この軸速度信号によってスタィ ラス 1 4 2をモデル 1 4 3の面上で移動させると共に、 同速度で力 ッターへッ ド 1 6 2を移動させてワーク 1 6 3を加工する。
    [0005] 一方、 上記のならい制御装置においてはならい速度に一定 の限界があり、 ならい速度を上げ過ぎると加工時に形状急変 部でくい込み現象が発生する。
    [0006] これを改良する手段としてデジタイザが開発されている。 デジタィザではならい制御が行われている各軸の位置を時々 刻々とディ ジタル的に位置データとして取り込み、 この位置 データに基づいてモデル面を直線近似すると共に、 例えば形 状急変部では位置データの取り込みを一時中断する等の、 く い込み現象を防止するためのデータ処理を行って N Cデータ を生成する。 この N Cデータを別の数値制御装置 （C N C ) に入力してワークを加工している。
    [0007] しかし、 デジタイザを使用する方法は一旦ならいを行って から加工するので、 工程が増加し、 効率的でない。 発 明 の 開 示
    [0008] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 高速， 高精度のならい加工をォンライ ンで実行可能なならい制御装 置を提供することを目的とする。
    [0009] 本発明では上記課題を解決するために、
    [0010] モデル面をならいながらワークをならい加工するならい制 御装置において、 複数のならい軸を制御して前記モデル面を ならうならい制御回路と、 前記ならい制御回路とバスで接続 され、 前記複数のならい軸の位置を時々刻々と位置データと して取り込むと共に、 くい込み現象を防止するための所定の データ処理を行って、 前記モデル面を直線近似した N Cデー タを生成するデジタィ ジング回路と、 前記デジタィ ジング回 路と前記バスで接続され、 前記 N Cデータに基づいて前記複 数のならい軸の数と同数の加工用の軸を位置制御して前記ヮ ークを加工する数値制御回路とを有することを特徴とするな らい制御装置が、 提供される。
    [0011] ならい制御回路、 デジタィ ジング回路及び数値制御回路を 一つのバスで機能的に結合して構成する。 ならい制御回路で ならいを行いながら、 デジタィ ジング回路によって不要デ一 夕の削除等の処理を行って N Cデータを生成し、 バッファメ モリに格納する。 数値制御回路はこの N Cデータに従って加 ェ用の軸を位置制御する。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明の一実施例のならい制御装置のハ ードウュ ァの構成を示したブロ ック図、
    [0012] 第 2図は従来のならい制御装置の概念図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
    [0013] 第 1図は本発明の一実施例のならい制御装置のハ ードゥエ ァの構成を示したブロック図である。 図において、 プロセッ サ 1 1 はバス 1 0を介して R O M 1 2 に格納されたシステ ムプログラムを読みだし、 このシステムプログラムに従って ならい制御装置 1の全体の動作を制御する。 R A M I 2 bは D R A Mであり、 一時的な計算データや表示データを格納す る。 不揮発性メ モ リ 1 2 c は図示されていないバッテ リでバ ックアツプされており、 ならい制御、 デジタィ ジング及び数 値制御に必要な各種のパラメータ等を格納する。 これらのパ ラメータは操作盤 2より入力される。
    [0014] ならい制御回路 1 3はスタ イ ラス 4 2の各軸変位量 ε χ、 e y、 ε zを入力されると共に、 パス 1 0を介してプロセ ッ サ 1 1からならい平面、 ならい速度等を指令され、 周知の技 術によってならい軸 4 0 x、 4 0 y、 4 0 zの各軸速度信号 V X、 V y、 V zを発生する。 サーボアンプ 1 4 X、 1 4 y、 1 4 zは速度信号 V x、 V y、 V zを増幅して機械側に取り つけられたサーボモータ 3 1 x、 3 1 y、 3 1 zを駆動し、 ト レーサへッ ド 4 1をモデル 4 3の面上に沿って移動させ、 ならい制御を実行する。
    [0015] パルスコーダ 3 2 x、 3 2 y . 3 2 zはサーボモータ 3 1 x、 3 1 y、 3 1 zが所定角度回転する毎にパルス信号を発 生する。 ならい制御装置 1内の現在位置レジスタ 1 5は、 こ れらのパルス信号をそれぞれ可逆計数して各ならい軸 4 0 x、 4 0 y ^ 4 0 zの現在位置を記憶し、 位置データとしてデジ タィ ジング回路 1 6に入力する。
    [0016] デジタイ ジング回路 1 6はこの位置データを一定時間毎に、 あるいは位置データの変動量が所定のト レラ ンス値を越えた 場合に取り込み、 モデル 4 3の形状を直線近似した N Cデ一 タを生成する。 なお、 デジタイ ジング回路 1 6は N Cデータ を生成する際に、 スタイ ラス 4 1の変位による軌跡の誤差分 を補正する。 また、 位置データが予め設定した一定値を越え て変動した場合には形状急変部であるとみなして、 位置デー タの取り込みを一時的に中断する。 さらに、 指令により、 位 置データを所定の倍率でスケーリ ングする処理、 位置データ を単位変換する処理、 位置データを座標回転する処理等を行 う。 ここで得た N Cデータはバス 1 0を介してバッ フ ァメ モ リ 1 7に格納する。
    [0017] N Cデータがバッ フ ァ メ モ リ 1 7に格納されると、 プロセ ッサ 1 1はこれを逐次読みだしてバス 1 0を介して軸制御回 路 1 8 x、 1 8 y、 1 8 2に加ェ軸 6 0 、 6 0 y、 6 0 z の移動指令として入力し、 軸制御回路 1 8 x、 1 8 y、 1 8 zはこれを位置指令信号 P x、 P y、 P zに変換し、 サーボ アンプ 1 9 x、 1 9 y、 1 9 zに入力する。 サーボアンプ 1 9 x、 1 9 y、 1 9 zは位置指令信号 P x、 P y、 P zを増 幅してサ一ボモータ 5 1 x、 5 1 y、 5 1 zを駆動する。
    [0018] サーボモータ 5 ΐ χ、 5 1 y、 5 1 zには位置検出用のパ ルスコーダ 5 2 x、 5 2 y、 5 2 zが内蔵されており、 所定 の位置信号がパルス列としてサーボアンプ 1 9 x、 1 9 y、 1 9 zにフ ィードバックされる。 なお、 図示しないが、 サー ボアンプ 1 9 x、 1 9 y 1 9 zではこのパルス列を FZV (周波数 Z速度） 変換して速度信号を生成し、 位置フ ィ ー ド ノ、'ックと同時に速度フイードバックも行っている。
    [0019] この結果、 カッターへッ ド 6 2が: Cデータに従って移動 してワーク 6 3がモデル 4 3の形状通り、 あるいは所定の倍 率で加工される。
    [0020] なお、 上記の説明ではトレーサへッ ドを使用してならいを 実行したが、 これとは別に ト レ一サへッ ドに相当するものと して非接触式距離センサを使用することもできる。
    [0021] また、 本実施例ではならい用及び加工用に 3軸の制御軸を 設けたが、 これに限らず本発明は他の軸数で実施することが できる。 - 以上説明'したように本発明では、 ならい制御回路でならい を行いながら、 デジタィ ジング回路によって不要データの削 除等の処理を行って N Cデータを生成し、 数値制御回路がこ の N Cデータに従って加工用の軸を位置制御するので、 くい 込み現象が防止され、 加工精度が向上する。 また、 モデル形 状通りのならい加工の他にスケ一リ ングゃ座標回転等を行う ことができ、 加工の適用範囲が拡大する。
    [0022] さらに、 ならい制御回路、 デジタイジング回路及び数値制 御回路を一つのバスで結合して構成しているので、 単独の機 能の装置を複数個使用して外部で結合するよりも小型で且つ 機能上の無駄がなく、 経済性が向上する。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . モデル面をならいながらワークをならい加工するなら い制御装置において、
    複数のならい軸を制御して前記モデル面をならうならい制 御回路と、
    前記ならい制御回路とバスで接続され、 前記複数のならい 軸の位置を時々刻々と位置データとして取り込むと共に、 く い込み現象を防止するための所定のデータ処理を行って、 前 記モデル面を直線近似した N Cデータを生成するデジタィ ジ ング回路と、
    前記デジタィ ジング回路と前記バスで接続され、 前記 N C データに基づいて前記複数のならい軸の数と同数の加工用の 軸を位置制御して前記ワークを加工する数値制御回路と、 を有することを特徴とするならい制御装置。
    2 . 前記所定のデータ処理は前記スタイ ラスの変位による 軌跡の誤差分を補正する処理、 前記位置データを所定の倍率 でスケーリ ングする処理、 前記位置データを単位変換する処 理、 前記位置データを座標回転する処理の少なく とも一つを 含むことを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載のならい制
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE69025843T2|1996-08-01|
    JPH02274457A|1990-11-08|
    EP0420990B1|1996-03-13|
    EP0420990A1|1991-04-10|
    DE69025843D1|1996-04-18|
    EP0420990A4|1992-09-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-10-18| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1990-10-18| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB IT |
    1990-11-26| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990905652 Country of ref document: EP |
    1991-04-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990905652 Country of ref document: EP |
    1996-03-13| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990905652 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP9275289A|JPH02274457A|1989-04-12|1989-04-12|Copy control device|
    JP1/92752||1989-04-12||EP19900905652| EP0420990B1|1989-04-12|1990-04-07|Profile control device|
    DE1990625843| DE69025843T2|1989-04-12|1990-04-07|Kopiersteuergerät|
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