DE3688273T2 - Profilregler in jeder richtung. - Google Patents

Profilregler in jeder richtung.

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DE3688273T2
DE3688273T2 DE8686901485T DE3688273T DE3688273T2 DE 3688273 T2 DE3688273 T2 DE 3688273T2 DE 8686901485 T DE8686901485 T DE 8686901485T DE 3688273 T DE3688273 T DE 3688273T DE 3688273 T2 DE3688273 T2 DE 3688273T2
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
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    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
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    • B23Q35/123Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using mechanical sensing the feeler varying the impedance in a circuit

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine in jeder Richtung wirkende Profilregeleinheit, die einen Fühlstiftkopf und ein Modell in die Lage versetzt, sich relativ zueinander längs eines Weges zu bewegen, der durch numerische Information definiert ist.
  • Eine herkömmliche Einheit dieser Art ist beispielhaft in Fig. 2 gezeigt. In Fig. 2 bezeichnen das Bezugszeichen 1 einen Fühlstiftkopf, das Bezugszeichen 2 einen Fühlstift, das Bezugszeichen 3 ein Modell, das Bezugszeichen 4 einen Generator zum Erzeugen eines zusammengesetzten Auslenkungssignals, das Bezugszeichen 5 einen Addierer, das Bezugszeichen 6 einen Multiplizierer, das Bezugszeichen 7 einen Spannungs/Frequenz-Wandler, die Bezugszeichen 8X, 8Y u. 8Z X-, Y- u. Z-Achsen-Fehlerregister, die Bezugszeichen 9X, 9Y u. 9Z X-, Y- u. Z-Achsen-Verstärker und die Bezugszeichen 10X, 10Y u. 10Z X-, Y- u. Z-Achsen-Motoren zum Bewegen des Fühlstiftkopfes 1 und des Modells 3 relativ zueinander in den X-, Y- u. Z-Richtungen, die Bezugszeichen 11X, 11Y u. 11Z X-, Y- u. Z-Achsen-Positionssensoren, das Bezugszeichen 12 einen Mikroprozessor, das Bezugszeichen 13 ein Befehlsband, das Bezugszeichen 14 einen Bandleser, das Bezugszeichen 15 einen RAM, das Bezugszeichen 16 einen ROM, das Bezugszeichen 17 einen Ausgabeabschnitt, das Bezugszeichen 18 einen Linearinterpolator, das Bezugszeichen 19 einen Kreisinterpolator, das Bezugszeichen 20 ein Übersteuerungswert- Einstellregister, die Bezugszeichen 21 u. 22 Multiplizierer und die Bezugszeichen 23 u. 24 ODER-Glieder.
  • Der Fühlstiftkopf 1 gibt X-, Y- u. Z-Achsen-Auslenkungssignale εx, u. εz aus, die der Auslenkung des Fühlstifts 2 in den X-, Y- u. Z-Richtungen entsprechen, der sich in Berührung mit dem Modell 3 bewegt. Der Generator 4 zum Erzeugen des zusammengesetzten Auslenkungssignals leitet ein zusammengesetztes Auslenkungssignal
  • aus den Auslenkungssignalen x, εy u. εz ab, die von dem Fühlstiftkopf 1 zur Verfügung gestellt werden. Der Addierer 5 gewinnt die Differenz Δε - εC zusammengesetzten Auslenkungssignal ε und einem Referenz-Auslenkungssignal ε&sub0; und liefert diese an den Multiplizierer 6 und das Übersteuerungswert-Einstellregister 20. Der Multiplizierer 6 multipliziert die zuvor genannte Differenz Δε mit einer vorbestimmten Konstanten K und legt an dem Spannungs/Frequenz-Wandler 7 eine Spannung, die dem Ergebnis der Multiplikation entspricht. Der Spannungs/Frequenz-Wandler 7 versorgt das Fehlerregister 8Z mit Impulsen einer Frequenz, die proportional zu der Ausgangsspannung des Multiplizierers 6 ist. Das Fehlerregister 8Z legt an den Verstärker 9Z eine Spannung, die proportional zu der Differenz zwischen der Anzahl von Impulsen aus dem Spannungs/Frequenz-Wandler 7 und der Anzahl von Rückkopplungsimpulsen aus dem Positionssensor 11Z ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 9Z wird an den Motor 10Z gelegt, um diesen zu treiben, was den Fühlstiftkopf 1 und das Modell 3 relativ zueinander in der Z-Richtung bewegt. Das bedeutet, daß die relative Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 und des Modells 3 in der Z-Richtung in Übereinstimmung mit den Auslenkungssignalen εx, εy u. εz geregelt wird, die von dem Fühlstiftkopf 1 zugeführt werden.
  • Die relative Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 und des Modells 3 in den X- u. Y-Richtungen wird auf der Grundlage der numerischen Information, die auf dem Befehlsband 13 aufgezeichnet ist, geregelt. Beispielsweise ist im Falle einer Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 direkt von einem Punkt A zu einem Punkt B gemäß Fig. 3(A) numerische Information eines Formats (A), das im folgenden angegeben ist, auf dem Befehlsband 13 voraufgezeichnet, und im Falle einer Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 von einem Punkt C zu einem Punkt D längs einer Kreisbogens mit Mittelpunkt bei einem Punkt E gemäß Fig. 3(B) ist numerische Information eines Formats (B), das im folgenden angegeben ist, auf dem Befehlsband 13 voraufgezeichnet:
  • GO1 X x1Y f1 ...(A)
  • GO2 X x2Y y2I i1K k1F f2 ...(B)
  • In dem Vorstehenden bezeichnen x1 u. y1 die X- u. Y-Koordinaten
  • des Punkts B, x2 u. y2 die X- u. Y-Koordinaten des Punkts D, f1 u. f2 vorgeschriebene Vorschubraten, i1 den Abstand zwischen dem Mittelpunkt E des Kreisbogens und dem Punkt C in der X-Richtung und kl den Abstand zwischen dem Mittelpunkt E des Kreisbogens und dem Punkt C in der Y-Richtung.
  • Wenn der Bandleser 14 die numerische Information des Formats (A) ausliest, die auf dem Befehlsband 13 aufgezeichnet ist, liefert der Mikroprozessor 12 über den Ausgabeabschnitt 17 die X- u. Y-Koordinaten x1 u. y1 des Punkts B an den Linearinterpolator 18 und die vorgeschriebene Vorschubrate f1 an den Multiplizierer 21. Der Multiplizierer 21 führt eine Multiplikation der vorgeschriebenen Vorschubrate f1 aus dem Mikroprozessor 12 und eines Übersteuerungswerts aus dem Übersteuerungswert-Einstellregister 20 durch und beliefert den Linearinterpolator 18 mit dem multiplizierten Ausgangssignal als ein Signal, das die Geschwindigkeit der Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 in der X-Y-Ebene angibt. Das Übersteuerungswert-Einstellregister 20 gibt einen Übersteuerungswert aus, der umgekehrt proportional zu der Differenz Δε zwischen dem zusammengesetzten Auslenkungssignal ε und der Referenz-Auslenkung ε&sub0; ist, die von dem Addierer 5 zur Verfügung steht. Das bedeutet, daß da die zuvor genannte Differenz Δε mit einem Ansteigen der Neigung der Oberfläche des Modells 3 ansteigt, die Geschwindigkeit der Bewegung, die durch den Linearinterpolator 18 befohlen wird, mit einem Ansteigen der Neigung der Oberfläche des Modells 3 abnimmt.
  • Auf der Grundlage der Koordinatenwerte (x1, y1) des Punkts B, die von dem Mikroprozessor 12 geliefert werden, und des Geschwindigkeitssignals aus dem Multiplizierer 21 erzeugt der Linearinterpolator 18 Befehlsimpulse für die Bewegung des Fühlstiftkopfes in den X- u. Y-Richtungen und liefert die X-Richtungs-Befehlsimpulse über das ODER-Glied 23 an das Fehlerregister 8X und die Y-Richtungs-Befehlsimpulse über das ODER-Glied 24 an das Fehlerregister 8Y. Als Ergebnis davon werden die Motoren 10X u. 10Y getrieben, wodurch sich der Fühlstiftkopf 1 längs eines Weges A-B bei einer Geschwindigkeit bewegt, die dem Ausgangssignal des Multiplizierers 21 entspricht.
  • Wenn die numerische Information des Formats (B), die auf dem Befehlsband 13 aufgezeichnet ist, durch den Bandleser 14 ausgelesen wird, liefert der Mikroprozessor 12 numerische Information x2, y2, i1 u. k1 an den Kreisinterpolator 19 und die vorgeschriebene Vorschubrate f2 an den Multiplizierer 22. Der Multiplizierer 22 multipliziert die vorgeschriebene Vorschubrate f2 aus dem Mikroprozessor 12 und den Übersteuerungswert aus dem Übersteuerungswert- Einstellregister 20 und versorgt den Kreisinterpolator 19 mit dem multiplizierten Ausgangssignal als ein Signal, das die Geschwindigkeit der Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 in der X-Y-Ebene angibt. Auf der Grundlage der numerischen Information x2, y2, i1 u. k1 aus dem Mikroprozessor 12 und des Geschwindigkeitsbefehls aus dem Multiplizierer 22 erzeugt der Kreisinterpolator 19 Befehlsimpulse für die Bewegung des Fühlstiftkopfes in den X- u. Y-Richtungen und liefert die X-Richtungs-Befehlsimpulse an das Fehlerregister 8X über das ODER-Glied 23 und die Y-Richtungs-Befehlsimpulse an das Fehlerregister 8Y über das ODER-Glied 24. Als Ergebnis davon werden die Motoren 10X u. 10Y getrieben, wodurch sich der Fühlstiftkopf 1 längs eines Kreisbogens, der seinen Mittelpunkt bei dem Punkt E hat, bei einer Geschwindigkeit bewegt, die dem Ausgangssignal des Multiplizierers 22 entspricht.
  • Wie zuvor beschrieben, erzielt die herkömmliche Einheit, die in Fig. 2 gezeigt ist, eine Abtastung in beliebiger Richtung durch Bewegen des Fühlstiftkopfes 1 und des Modells 3 relativ zueinander in den X- u. Y-Richtungen in Übereinstimmung mit numerischer Information und in der Z-Richtung in Übereinstimmung mit den Auslenkungssignalen, die von dem Fühlstiftkopf 1 zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall tritt indessen, da das Abtasten oder Abfühlen eindimensional erfolgt, ein Nachführungsfehler auf einem steilen Oberflächenteil des Modells 3 auf, was es unmöglich macht, eine hochgenaue Bearbeitung zu erzielen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf das zuvor beschriebene Problem mit dem Ziel gerichtet, die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern.
  • Die Druckschrift EP-A-0 076 330 offenbart eine Fühlstiftregelungseinheit, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine in jeder Richtung wirkende Profilregeleinheit zum Steuern einer relativen Bewegung eines Fühlstiftkopfes und eines Modells in einem XYZ-Koordinatenraum vorgesehen, die umfaßt:
  • Profilarithmetikmittel zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals in einer Profilverfolgungs-Vorschub-richtung in der XY-Ebene und eines Geschwindigkeitssignals in der Z-Richtung durch Durchführen von Profilarithmetik-Operationen zum Profilverfolgen auf der Grundlage von X-, Y- u. Z-Richtungs-Auslenkungssignalen aus dem Fühlstiftkopf, der die Oberfläche des Modells abtastet, und eines Richtungssignals, das die Profilverfolgungs-Vorschubrichtung bezeichnet, ein Z-Richtungstreibermittel zum Treiben des Modells und des Fühlstiftkopfes relativ zueinander in der Z-Richtung in Übereinstimmung mit dem Z-Richtungs-Geschwindigkeitssignal, das durch die Profilarithmetikmittel erzeugt ist,
  • Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Befehlsimpulssignals in der X-Richtung und eines Befehlsimpulssignals in der Y-Richtung auf der Grundlage numerischer Information, die den Weg der Bewegung des Fühlstiftkopfes in der XY-Ebene bezeichnet, und des Geschwindigkeitssignals in der Profilverfolgungs-Vorschubrichtung, das durch die Profilarithmetikmittel erzeugt ist,
  • X- u. Y-Richtungs-Treibermittel zum Treiben des Modells und des Fühlstiftkopfes relativ zueinander in den X- u. Y-Richtungen in Übereinstimmung mit den X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulssignalen, die durch die Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel erzeugt sind, und
  • ein Richtungssignal-Erzeugungsmittel zum Erzeugen des Richtungssignals, das die Profilverfolgungs-Vorschubrichtung in der XY-Ebene bezeichnet, wobei das Richtungssignal den Profilarithmetikmitteln zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • die Profilarithmetikmittel außerdem auf ein Geschwindigkeits- Befehlssignal ansprechen, das eine Vorschubrate bezeichnet, die der numerischen Information entspricht,
  • die Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel einen LinearInterpolator zum Erzeugen von Befehlsimpulsen in Reaktion auf numerische Information, die eine lineare Bewegung des Fühlstiftkopfes in der XY-Ebene bezeichnet, und einen Kreis-Interpolator zum Erzeugen von Befehlsimpulsen in Reaktion auf numerische Information, die eine kreisförmige Bewegung des Fühlstiftkopfes in der XY-Ebene bezeichnet, enthalten, wobei beide Interpolatoren das Geschwindigkeitssignal in der Profilverfolgungs-Vorschubrichtung aufnehmen, und daß
  • das Richtungssignal-Erzeugungsmittel eine arithmetische Schaltung umfaßt, die schaltungsmäßig so angeordnet ist, daß sie die Ausgangssignale der beiden Interpolatoren aufnimmt.
  • Das Geschwindigkeitssignal kann in der Abfühlvorschubrichtung durch das das Profilarithmetikmittel gewonnen werden, und die X- u. Y-Richtungs-Geschwindigkeitssignale können durch das Geschwindigkeitsignal-Erzeugungsmittel auf der Grundlage des Geschwindigkeitssignals in der Abfühlvorschubrichtung und der numerischen Information, die den Weg der Bewegung des Fühlstiftkopfes definiert, gewonnen werden. Da die Geschwindigkeiten in den X-, Y- u. Z-Richtungen alle durch die Profilarithmetikoperationen zum Abtasten oder Abfühlen gewonnen werden, kann die Bearbeitung mit einem höheren Genauigkeitsgrad erzielt werden.
  • Im folgenden wird beispielhaft auf die Figuren Bezug genommen.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Beispiel aus dem Stand der Technik darstellt.
  • Fig. 3 zeigt Wege der Bewegung des Fühlstiftkopfes.
  • In Fig. 1 bezeichnen das Bezugszeichen 30 eine Indizierungsschaltung, die Bezugszeichen 31 u. 32 Geschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltungen zum Erzeugen eines Tangentialrichtungs-Geschwindigkeitsignals VT bzw. eines Senkrechtrichtungs-Geschwindigkeitssignals VN, das Bezugszeichen 33 eine Verteilerschaltung, das Bezugszeichen 34 einen Spannungs/Frequenz-Wandler, das Bezugszeichen 35 einen A/D-Wandler und das Bezugszeichen 36 eine arithmetische Schaltung. Die weiteren Bezugszeichen, die mit denjenigen in Mol-%2 identisch sind, bezeichnen gleiche Teile wie in Fig. 2.
  • Der Fühlstiftkopf 1 liefert an den Generator 4 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Auslenkungssignals und an die Indizierungsschaltung 30 die Auslenkungssignale εx, εy, εz, die der Auslenkung des Fühlstiftes 2 in den X-, Y- u. Z-Richtungen entsprechen, der sich in Berührung mit dem Modell 3 bewegt. Der Generator 4 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Auslenkungssignals erzeugt das zusammengesetzte Auslenkungssignal
  • der Addierer 5 gewinnt die Differenz Δε zwischen dem zusammengesetzten Auslenkungssignal ε und dem Referenz-Auslenkungssignal ε&sub0; und die Geschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltungen 31 u. 32 erzeugen das Tangentialrichtungs-Geschwindigkeitssignal VT und das Senkrechtrichtungs-Geschwindigkeitssignal VN auf der Grundlage der zuvor genannten Differenz Δε. Die Indizierungsschaltung 30 gewinnt ein Auslenkungskomponentensignal in der Richtung der Auslenkung
  • εa = εxcosA + εysinA
  • aus den Auslenkungssignalen εx u. εy in den X- u. Y-Richtungen, die von dem Fühlstiftkopf 1 erzeugt werden, und den Richtungssignalen sinA und cosA (wobei A den Winkel zwischen der X-Achse und der Abfühlvorschubrichtung bezeichnet), die die Abfühlvorschubrichtung angeben, welche von der später zu beschreibenden arithmetischen Schaltung 36 erzeugt werden. Dann gewinnt die Indizierungsschaltung ein Sinussignal
  • und ein Cosinussignal
  • auf der Grundlage des Auslenkungskomponentensignals εa und des Auslenkungssignals εz in der Z-Richtung, das von dem Fühlstiftkopf 1 bereitgestellt ist. Die Indizierungsschaltung 30 kann beispielsweise durch eine Kombination aus einer Auslenkungsrichtungs-Indizierungsschaltung 17 und eines Koordinatentransformators 22 gebildet sein, die in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 14098/79 offenbart sind.
  • Die Verteilerschaltung 33 leitet von dem Sinussignal sind und dem Cosinussignal cosβ, die von der Indizierungsschaltung 30 zugeführt werden, und dem Tangentialrichtungs-Geschwindigkeitssignal VT und dem senkrechtrichtungs-Geschwindigkeitssignal VN aus den Geschwindigkeits-Erzeugungsschaltungen 31 u. 32 ein Geschwindigkeitssignal Va in der Abfühlvorschubrichtung und ein Geschwindigkeitssignal Vz in der Z-Richtung ab. Das Geschwindigkeitssignal Vz in der Z-Richtung wird durch den Spannungs/Frequenz-Wandler 34 in Impulse einer Frequenz umgesetzt, die proportional zu dem Spannungswert des Geschwindigkeitssignals ist. Die Impulse, die auf diese Weise gewonnen sind, werden dem Fehlerregister 8Z zugeführt, wodurch der Motor 10Z getrieben wird, was den Fühlstiftkopf 1 relativ zu dem Modell 3 in der Z-Richtung bei einer Geschwindigkeit bewegt, die dem Geschwindigkeitssignal Vz entspricht. Das bedeutet, daß die relative Auslenkung des Fühlstiftkopfes 1 und des Modells 3 in der Z- Richtung in Übereinstimmung mit den Auslenkungssignalen εx, εy u. εz geregelt wird, die von dem Fühlstiftkopf 1 ausgegeben werden.
  • Die relative Auslenkung des Fühlstiftkopfes 1 und des Modells 3 in den X- u. Y-Richtungen wird in Übereinstimmung mit der numerischen Information, die den Weg der Bewegung des Fühlstiftkopfes 1 definiert, welche auf dem Befehlsband 13 aufgezeichnet ist, und dem Geschwindigkeitssignal Va in der Abfühlvorschubrichtung geregelt, das von der Verteilerschaltung 33 erzeugt wird.
  • Es sei nun angenommen, daß die numerische Information des Formats (A) durch den Bandleser 14 ausgelesen wird, der Mikroprozessor 12 über den Ausgabeabschnitt 17 die X- u. Y-Koordinaten (x1 u. y1) des Punkts B an den Linearinterpolator 18 und die vorgeschriebene Vorschubrate f1 an die Geschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 31 liefert. Beiläufig bemerkt sind die Eingangs/Ausgangs-Charakteristika der Geschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltung 31 derart eingestellt, daß wenn-sie mit der vorgeschriebenen Vorschubrate f1 versorgt wird, das Tangentialrichtungs-Geschwindigkeitssignal VT zu dem Zeitpunkt, zu dem die Differenz A- zwischen dem zusammengesetzten Auslenkungssignal ε und dem Referenz-Auslenkungssignal ε&sub0; Null ist, einen Wert annimmt, der der vorgeschriebenen Vorschubrate f1 entspricht.
  • Auf der Grundlage des Koordinatenwerts (x1, y1) des Punkts B, der von dem Mikroprozessor 12 bereitgestellt ist, und des Geschwindigkeitssignals Va in der Abfühlvorschubrichtung, das von der Verteilerschaltung 33 über den A/D-Wandler 35 bereitgestellt ist, gibt der Linearinterpolator 18 X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulse zum Treiben des Fühlstiftkopfes 1 längs des Weges A-B bei einer Geschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitssignal Va entspricht, aus. Die X-Richtungs-Befehlsimpulse werden über das ODER-Glied 23 dem Fehlerregister 8X und der arithmetischen Schaltung 36 zugeführt. Die Y-Richtungs-Befehlsimpulse werden über das ODER-Glied 24 dem Fehlerregister 8Y und der arithmetischen Schaltung 36 zugeführt. Die Motoren 10X u. 10Y werden durch die Ausgangssignale der Fehlerregister 8X u. 8Y getrieben, und der Fühlstiftkopf 1 wird längs des Weges A-B in der X-Y-Ebene bei einer Geschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitssignal Va entspricht, getrieben.
  • Die arithmetische Schaltung 36 führt die folgende Verarbeitung bei jeder Zeiteinheit ΔT durch:
  • Auf der Grundlage der Anzahlen Nx u. Ny der X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulse, die ihr bei jeder Zeiteinheit AT zugeführt werden, führt die arithmetische Schaltung 36 Operationen gemäß den folgenden Gleichungen (1) u. (2) durch, um die Richtungssignale sinA u. cosA zu erzeugen, die die Abfühlvorschubrichtung bezeichnen, welche Signale der Indizierungsschaltung 30 zugeführt werden:
  • Das bedeutet, daß da die Beträge der Bewegung in den X- u. Y-Richtungen proportional zu den Anzahlen Nx u. Ny der X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulse sind, die Abfühlvorschubrichtung für jede Zeiteinheit ΔT durch Durchführen der Operationen gemäß den Gleichungen (1) u. (2) gewonnen werden können.
  • Wenn die numerische Information des Formats (B) durch den Bandleser 14 ausgelesen ist, liefert der Mikroprozessor 12 über den Ausgabeabschnitt 17 die numerische Information x2, y2, i1 u. k1 an den Kreisinterpolator 19 und die vorgeschriebene Vorschubrate f2 an die Geschwindigkeits-Erzeugungsschaltung 31. Auf der Grundlage der numerischen Information x2, y2, i1 u. k1 aus dem Mikroprozessor 12 und des Geschwindigkeitssignals Va in der Abfühlvorschubrichtung aus der Verteilerschaltung 33 gibt der Kreisinterpolator 19 X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulse zum Treiben des Fühlstiftkopfes 1 längs des Kreisbogens, der seinen Mittelpunkt bei dem Punkt E hat, bei einer Geschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitssignal Va entspricht, aus. Als Ergebnis davon werden die Motoren 10X u. 10Y durch die Ausgangssignale der Fehlerregister 8X u. 8Y getrieben, die den Motoren über die Verstärker 9Y u. 9Y zugeführt werden, und der Fühlstiftkopf 1 bewegt sich längs des Kreisbogens, der seinen Mittelpunkt bei dem Punkt E hat, bei der Geschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitssignal Va entspricht.
  • Darüber hinaus erzeugt die arithmetische Schaltung 36 Richtungssignale sind u. cosα, die die Abfühlvorschubrichtung bezeichnen, und liefert diese an die Indizierungsschaltung 30 in derselben Art und Weise, wie dies zuvor beschrieben ist. Im Falle des Bewegens des Fühlstiftkopfes längs eines Kreisbogens gewinnt die arithmetische Schaltung 36 sequentiell Sinus- u. Cosinuswerte des Kreisbogens in Richtungen tangential dazu.
  • Während das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel durch Hardware gebildet ist, ist es selbstverständlich auch möglich, dieselbe Verarbeitung durch Software durchzuführen.
  • Wie zuvor beschrieben, umfaßt die Fühlstiftregeleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Profilarithmetikmittel (zusammengesetzt aus dem Generator 4 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Auslenkungssignals, dem Addierer 5, der Indizierungsschaltung 30, den Geschwindigkeitssignal-Erzeugungsschaltungen 31 u. 32 und der Verteilerschaltung 33 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel), das ein Geschwindigkeitssignal (Va in dem Ausführungsbeispiel) in der Abfühlvorschubrichtung und ein Geschwindigkeitssignal in der Z-Achsen-Richtung durch Durchführen von Profilarithmetikoperationen zum Abfühlen auf der Grundlage von Auslenkungssignalen in den X-Achsen-, Y-Achsen- u. Z-Achsen-Richtungen, die von einem Fühlstiftkopf zur Verfügung gestellt werden, welcher die Modelloberfläche abfühlt, und von Richtungssignalen (sinα u. cosα aus der arithmetischen Schaltung 36 in dem Ausführungsbeispiel), welche die Abfühlvorschubrichtung in der X-Y-Ebene bezeichnen, Z-Richtungs-Treibermittel (zusammengesetzt aus dem Motor 10Z usw. in dem Ausführungsbeispiel) zum Bewegen des Modells und des Fühlstiftkopfes relativ zueinander in der Z-Richtung in Übereinstimmung mit dem Z-Richtungs-Geschwindigkeitssignal, das durch das Profilarithmetikmittel erzeugt wird, ein Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel (zusammengesetzt aus dem Linearinterpolator 18, dem Kreisinterpolator 19 usf. in dem Ausführungsbeispiel) zum Erzeugen eines Befehlsimpulssignals in der X-Richtung und eines Befehlsimpulssignals in der Y-Richtung auf der Grundlage der numerischen Information, die den Weg der Bewegung des Fühlstiftkopfes in der X-Y- Ebene bezeichnet, und des Geschwindigkeitssignals in der Abfühlvorschubrichtung, das durch das Profilarithmetikmittel erzeugt wird, X- u. Y-Richtungs-Treibermittel (zusammengesetzt aus den Motoren 10X, 10Y usw. in dem Ausführungsbeispiel) zum Bewegen des Modells und des Fühlstiftkopfes relativ zueinander in den X- u. Y- Richtungen in Übereinstimmung mit den X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulssignalen, die durch das Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel erzeugt werden, und ein Richtungssignal-Erzeugungsmittel (zusammengesetzt aus der arithmetischen Schaltung 36 in dem Ausführungsbeispiel) zum Erzeugen des Richtungssignals, das die Abfühlvorschubrichtung in der X-Y-Ebene bezeichnet, auf der Grundlage der X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulssignale, die durch das Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel erzeugt werden, und zum Liefern des Richtungssignals an das Profilarithmetikmittel. Da die Geschwindigkeiten der Bewegung in den X-, Y- u. Z-Richtungen alle durch Profilarithmetikoperationen zum Abfühlen gewonnen werden, besitzt die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß die Bearbeitungsgenauigkeit höher ist, als sie mit dem Beispiel nach dem Stand der Technik, das ein eindimensionales Abfühlen durchführt, erreichbar wäre.

Claims (1)

1. In jeder Richtung wirkende Profilregeleinheit zum Steuern einer relativen Bewegung eines Fühlstiftkopfes (1) und eines Modells (3) in einem XYZ-Koordinatenraum, die umfaßt:
Profilarithmetikmittel (4, 5, 30 bis 33) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals (Va) in einer Profilverfolgungs-Vorschubrichtung in der XY-Ebene und eines Geschwindigkeitssignals (Vz) in der Z-Richtung durch Durchführen von Profilarithmetik-Operationen zum Profilverfolgen auf der Grundlage von X-, Y- u. Z-Richtungs- Auslenkungssignalen (εx, εy, εz) aus dem Fühlstiftkopf (1), der die Oberfläche des Modells (3) abtastet, und eines Richtungssignals (sinα, cosα), das die Profilverfolgungs-Vorschubrichtung bezeichnet, ein Z-Richtungstreibermittel (10Z) zum Treiben des Modells (3) und des Fühlstiftkopfes (1) relativ zueinander in der Z-Richtung in Übereinstimmung mit dem Z-Richtungs-Geschwindigkeitssignal (Vz), das durch die Profilarithmetikmittel erzeugt ist,
Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel (18, 19) zum Erzeugen eines Befehlsimpulssignals in der X-Richtung und eines Befehlsimpulssignals in der Y-Richtung auf der Grundlage numerischer Information, die den Weg der Bewegung des Fühlstiftkopfes in der XY- Ebene bezeichnet, und des Geschwindigkeitssignals (Va) in der Profilverfolgungs-Vorschubrichtung, das durch die Profilarithmetikmittel erzeugt ist,
X- u. Y-Richtungs-Treibermittel (10X, 10Y) zum Treiben des Modells (3) und des Fühlstiftkopfes (1) relativ zueinander in den X- u. Y-Richtungen in Übereinstimmung mit den X- u. Y-Richtungs-Befehlsimpulssignalen, die durch die Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel (18, 19) erzeugt sind, und
ein Richtungssignal-Erzeugungsmittel (36) zum Erzeugen des Richtungssignals (sinα, cosα), das die Profilverfolgungs-Vorschubrichtung in der XY-Ebene bezeichnet, wobei das Richtungssignal den Profilarithmetikmitteln (4, 5, 30 bis 33) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilarithmetikmittel (4, 5, 30 bis 33) außerdem auf ein Geschwindigkeits-Befehlssignal (von f1) ansprechen, das eine Vorschubrate bezeichnet, die der numerischen Information entspricht, die Befehlsimpulssignal-Erzeugungsmittel (18, 19) einen Linear- Interpolator (18) zum Erzeugen von Befehlsimpulsen in Reaktion auf numerische Information, die eine lineare Bewegung des Fühlstiftkopfes in der XY-Ebene bezeichnet, und einen Kreis-Interpolator (19) zum Erzeugen von Befehlsimpulsen in Reaktion auf numerische Information, die eine kreisförmige Bewegung des Fühlstiftkopfes in der XY-Ebene bezeichnet, enthalten, wobei beide Interpolatoren das Geschwindigkeitssignal (Va) in der Profilverfolgungs-Vorschubrichtung aufnehmen, und daß
das Richtungssignal-Erzeugungsmittel (36) eine arithmetische Schaltung umfaßt, die schaltungsmäßig so angeordnet ist, daß sie die Ausgangssignale der beiden Interpolatoren (18, 19) aufnimmt.
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