JPH0388004A - デジタイジング制御装置 - Google Patents
デジタイジング制御装置Info
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- JPH0388004A JPH0388004A JP22504189A JP22504189A JPH0388004A JP H0388004 A JPH0388004 A JP H0388004A JP 22504189 A JP22504189 A JP 22504189A JP 22504189 A JP22504189 A JP 22504189A JP H0388004 A JPH0388004 A JP H0388004A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 claims abstract description 31
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
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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。
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、デジタイジンク制御装置に関し、特にモデル
表面をスタイラスにてスキャニングすることにより得ら
れるモデル形状データにトレランス処理等のデータ圧縮
処理を行なって数値制御加工用プログラムの生成及び出
力を行なうデジタイジンク制御装置に関する。
表面をスタイラスにてスキャニングすることにより得ら
れるモデル形状データにトレランス処理等のデータ圧縮
処理を行なって数値制御加工用プログラムの生成及び出
力を行なうデジタイジンク制御装置に関する。
（従来、の技術）
従来、複雑な三次元形状の加工を行なう場合、三次元形
状のモデルを実際に作成して倣いフライス盤等でモデル
定対する倣い加工を行なっていた。しかしながら近年に
おいては、三次元モデルの表面をスタイラスにてスキャ
ニングすることにより得られるモデル形状データにトレ
ランス処理等のデータ圧縮処理を行なって数値制御（Ｎ
Ｃ）加ニブログラムの生成及び出力を行なうデジタイジ
ンク制御装置と、そのＮＣ加ニブログラムに従って工具
の軌跡を制御しワークに対して加工を行なうＮＣ加工機
とにより加工を行なっていた。
状のモデルを実際に作成して倣いフライス盤等でモデル
定対する倣い加工を行なっていた。しかしながら近年に
おいては、三次元モデルの表面をスタイラスにてスキャ
ニングすることにより得られるモデル形状データにトレ
ランス処理等のデータ圧縮処理を行なって数値制御（Ｎ
Ｃ）加ニブログラムの生成及び出力を行なうデジタイジ
ンク制御装置と、そのＮＣ加ニブログラムに従って工具
の軌跡を制御しワークに対して加工を行なうＮＣ加工機
とにより加工を行なっていた。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、上述した従来のデジタイジンク制御装置にお
いては、スキャニングと加工を独立して行なっているた
めスキャニング速度はかなり向上されているが、スキャ
ニングの方向の制御をスタイラスの変位ベクトルの方向
とその大きさに基づいて行なっていたため、摩擦により
モデル表面の法線方向とスタイラスの変位ベクトルの方
向にずれが生じる結果となっていた。従って、それによ
り正確なスキャニング方向の制御ができず、スキャニン
グ速度を一層向上させようとする際の問題点となってい
る。
いては、スキャニングと加工を独立して行なっているた
めスキャニング速度はかなり向上されているが、スキャ
ニングの方向の制御をスタイラスの変位ベクトルの方向
とその大きさに基づいて行なっていたため、摩擦により
モデル表面の法線方向とスタイラスの変位ベクトルの方
向にずれが生じる結果となっていた。従って、それによ
り正確なスキャニング方向の制御ができず、スキャニン
グ速度を一層向上させようとする際の問題点となってい
る。
本発明は上述のような事情から威されたものであり、本
発明の目的は、スキャニング方向の制御をモデル表面の
形状に合わせてより正確に行なうことにより、スキャニ
ング性能を一層向上させることができるデジタイジンク
制御装置を提供することにある。
発明の目的は、スキャニング方向の制御をモデル表面の
形状に合わせてより正確に行なうことにより、スキャニ
ング性能を一層向上させることができるデジタイジンク
制御装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、モデルの表面をスタイラスにてスキャニング
することにより得られるモデル形状データにトレランス
処理等のデータ圧１ｉｉ処理を行なって数値制御用ニブ
ログラムの生成及び出力を行なうデジタイジンク制御装
置に関するものであり、本発明の上記目的は、モデルの
表面にスタイラスを接触させてその変位の大きさを一定
に保ちながらスキャニングヘッドを相対移動させ、得ら
れるスキャニングヘッドの位置座標とスタイラスの変位
量とに基づいて数値制御加工用プログラムの出力を行な
うデジタイジンク制御装置において、前記位置座標及び
前記変位量を加算して得られる前記スタイラスの中心を
表わす位置ベクトルの軌跡から前記モデルの接線ベクト
ルの算出を行なう接線ベクトル算出手段と、前記変位量
に基づく変位ベクトル及び前記接線ベクトルに基づいて
その接線ベクトルに直交する法線ベクトルの算出を行な
う法線ベクトル算出手段と、前記法線ベクトルの方向に
ついて前記スキャニングヘッドを相対移動させるべきス
キャニング速度の接線方向成分及び法線方向成分の算出
を行なうスキャニング速度算出手段とを具備することに
よって達成される。
することにより得られるモデル形状データにトレランス
処理等のデータ圧１ｉｉ処理を行なって数値制御用ニブ
ログラムの生成及び出力を行なうデジタイジンク制御装
置に関するものであり、本発明の上記目的は、モデルの
表面にスタイラスを接触させてその変位の大きさを一定
に保ちながらスキャニングヘッドを相対移動させ、得ら
れるスキャニングヘッドの位置座標とスタイラスの変位
量とに基づいて数値制御加工用プログラムの出力を行な
うデジタイジンク制御装置において、前記位置座標及び
前記変位量を加算して得られる前記スタイラスの中心を
表わす位置ベクトルの軌跡から前記モデルの接線ベクト
ルの算出を行なう接線ベクトル算出手段と、前記変位量
に基づく変位ベクトル及び前記接線ベクトルに基づいて
その接線ベクトルに直交する法線ベクトルの算出を行な
う法線ベクトル算出手段と、前記法線ベクトルの方向に
ついて前記スキャニングヘッドを相対移動させるべきス
キャニング速度の接線方向成分及び法線方向成分の算出
を行なうスキャニング速度算出手段とを具備することに
よって達成される。
（作用）
本発明にあっては、モデル表面をスタイラスにてスキャ
ニングすることにより得られるスキャニングヘッドの位
置座標とスタイラスの変位量とを加算した結果のスタイ
ラスの中心を表わす位置ベクトルの軌跡からモデルの接
線ベクトルの算出を行ない、前記変位量に基づく変位ベ
クトルと前記接線ベクトルとに基づいてその接線ベクト
ルに直交する法線ベクトルの算出を行ない、その法線ベ
クトルの方向に対してスキャニング速度の算出を行なう
ことにより、スタイラスとモデルの間の摩擦による影響
を排除してスキャニング方向を決定できる。
ニングすることにより得られるスキャニングヘッドの位
置座標とスタイラスの変位量とを加算した結果のスタイ
ラスの中心を表わす位置ベクトルの軌跡からモデルの接
線ベクトルの算出を行ない、前記変位量に基づく変位ベ
クトルと前記接線ベクトルとに基づいてその接線ベクト
ルに直交する法線ベクトルの算出を行ない、その法線ベ
クトルの方向に対してスキャニング速度の算出を行なう
ことにより、スタイラスとモデルの間の摩擦による影響
を排除してスキャニング方向を決定できる。
（実施例）
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明のデジタイジンク制御装置における一
実施例のブロック図である。図において、スタイラス位
置座標・変位蚤読込合成部３は、機械位置検出器（図示
せず）から得られるスキャニングヘッド位置（Ｐｘ、Ｐ
ｙ、Ｐｚ）とスキャニングヘッドＨから得られる変位量
（Ｅｘ 、 Ｅｙ 、 Ｅｚ）を読込み、これらの和で
あるスタイラスＳの中心位置ベクトルＣ０と変位量の大
きさεとを出力する。スタイラスＳの中心位置ベクトル
Ｃｔは、スタイラス中心位置記憶部４に記憶される。ス
キャニング方向算出部２は、スタイラス位置座標・変位
量読込み合成部３からの時刻ｔにおける中心位置ベクト
ルＣ７とスタイラス中心位置記憶部４に記憶された。ｄ
ｔ秒前における中心位置ベクトルＣｔ−Ａｔとを人力し
て、モデルＭの接線ベクトルｔと法線ベクトルｎを算出
して出力する。スキャニング制御部ｌは、スタイラス位
置座標・変位量読込合成部３からの変位量の大きさεと
スキャニング方向算出部２からの接線ベクトルを及び法
線ベクトルｎの情報とを入力してスキャニング速度の法
線方向成分ｖＨ及び接線方向成分ＶＴを算出し、それら
に基づいてスタイラスＳの変位ベクトルεの大きさを一
定に保ちながらスタイラスＳがモデルＭの表面上に沿っ
て移動するようにサーボモータ５ （ｌｌｌＸ、ＭＹ、
Ｍりを駆動する。
実施例のブロック図である。図において、スタイラス位
置座標・変位蚤読込合成部３は、機械位置検出器（図示
せず）から得られるスキャニングヘッド位置（Ｐｘ、Ｐ
ｙ、Ｐｚ）とスキャニングヘッドＨから得られる変位量
（Ｅｘ 、 Ｅｙ 、 Ｅｚ）を読込み、これらの和で
あるスタイラスＳの中心位置ベクトルＣ０と変位量の大
きさεとを出力する。スタイラスＳの中心位置ベクトル
Ｃｔは、スタイラス中心位置記憶部４に記憶される。ス
キャニング方向算出部２は、スタイラス位置座標・変位
量読込み合成部３からの時刻ｔにおける中心位置ベクト
ルＣ７とスタイラス中心位置記憶部４に記憶された。ｄ
ｔ秒前における中心位置ベクトルＣｔ−Ａｔとを人力し
て、モデルＭの接線ベクトルｔと法線ベクトルｎを算出
して出力する。スキャニング制御部ｌは、スタイラス位
置座標・変位量読込合成部３からの変位量の大きさεと
スキャニング方向算出部２からの接線ベクトルを及び法
線ベクトルｎの情報とを入力してスキャニング速度の法
線方向成分ｖＨ及び接線方向成分ＶＴを算出し、それら
に基づいてスタイラスＳの変位ベクトルεの大きさを一
定に保ちながらスタイラスＳがモデルＭの表面上に沿っ
て移動するようにサーボモータ５ （ｌｌｌＸ、ＭＹ、
Ｍりを駆動する。
第２図は、上述した処理動作の詳細手順を示す図である
。同図に基づいて手順を詳細に説明すると、先ずスタイ
ラス位置座標・変位量読込合成部３が機械位置検出器か
ら得られるスタイラスＳの位置ベクトルＰと変位ベクト
ルεを読込んで、これらの和であるスタイラスＳの中心
位置ベクトルＣｔを求め、それがスタイラス中心位置記
憶部４に記憶される（ステップＳｌ）。次に、スキャニ
ング方向算出部２は、スタイラス位置座標・変位量読込
合成部３からの時刻ｔにおける位置ベクトルＣｔとスタ
イラス中心位置記憶部４に記憶されたＪｔ秒前における
位置ベクトルＣｔ−ｊｔとを人力して、第３図に示すよ
うにモデルＭの接線ベクトルｔを（１１式により求める
（ステップＳ２）。
。同図に基づいて手順を詳細に説明すると、先ずスタイ
ラス位置座標・変位量読込合成部３が機械位置検出器か
ら得られるスタイラスＳの位置ベクトルＰと変位ベクト
ルεを読込んで、これらの和であるスタイラスＳの中心
位置ベクトルＣｔを求め、それがスタイラス中心位置記
憶部４に記憶される（ステップＳｌ）。次に、スキャニ
ング方向算出部２は、スタイラス位置座標・変位量読込
合成部３からの時刻ｔにおける位置ベクトルＣｔとスタ
イラス中心位置記憶部４に記憶されたＪｔ秒前における
位置ベクトルＣｔ−ｊｔとを人力して、第３図に示すよ
うにモデルＭの接線ベクトルｔを（１１式により求める
（ステップＳ２）。
ｔ ” Ｃｔ−Ｃｔ−７１ｔ
・・・・・・・・・（１）
次にスキャニング方向算出部２は、以下のようにして法
線ベクトルｎを求める（ステップＳ３）。
線ベクトルｎを求める（ステップＳ３）。
つまり、法線ベクトルｎは、第４図に示されるように変
位ベクトルεと接線ベクトルｔに所定の値を乗したベク
トルに−ｔとに基づいて（２）式で表わされる。
位ベクトルεと接線ベクトルｔに所定の値を乗したベク
トルに−ｔとに基づいて（２）式で表わされる。
ｎ ＝ε 十に−ｔ
・・・・・・・・・（２）
ここで、法線ベクトルｎとの接線ベクトルｔは直交する
ためｎとｔの関係は（３）式のようになる。
ためｎとｔの関係は（３）式のようになる。
・ １＝０
・・・・・・・・・（３）
したがって、（２）
式におけるｋは（４）式で表わ
されることになる。
１２
ゆえに、法線ベクトルｎは（２）
式及び（４）
式か
ら導かれて（５）式で表わされる。
殻に摩擦による変化はスタイラスの移動方向と同じ方向
、即ち接線方向に発生するから、（５）式における法線
ベクトルｎは摩擦の影響を排除した変位ベクトルを表わ
している。したがって、この法線ベクトルｎは、従来の
変位ベクトルにおける方向に比して真のモデルの法線方
向に近い。
、即ち接線方向に発生するから、（５）式における法線
ベクトルｎは摩擦の影響を排除した変位ベクトルを表わ
している。したがって、この法線ベクトルｎは、従来の
変位ベクトルにおける方向に比して真のモデルの法線方
向に近い。
次に、スキャニング制御部ｌが、（５）式による法線ベ
クトルｎの方向に対して、入力したスタイラスＳの変位
ベクトルεの大きさに基づいてスキャニング速度の法線
方向成分ｖＮを（６）式により求める。
クトルｎの方向に対して、入力したスタイラスＳの変位
ベクトルεの大きさに基づいてスキャニング速度の法線
方向成分ｖＮを（６）式により求める。
■Ｎ＝ｋ （ε−ε。） ・・・・・・
・・・（６）また、（７）式により接線方向成分Ｖアを
求める。
・・・（６）また、（７）式により接線方向成分Ｖアを
求める。
ｖＴ＝、／”Ｗ７ゴ□；７ ・・・・・
・・・・（７）ここで、ε。は基準変位量、ｖｏは指令
スキャニング速度である。
・・・・（７）ここで、ε。は基準変位量、ｖｏは指令
スキャニング速度である。
尚、上述した実施例においては、（’１）式に示すよう
に接線ベクトルｔを現在のスタイラスの中心を表わす位
置ベクトルＣ０とＡｔ秒前のスタイラスの中心を表わす
位置ベクトルＣｔ−Ｊｔとから求めるようにしているが
、現在のスタイラスの中心を表わす位置ベクトルＣｔか
ら一定の距ｔＢＡｄだけ離れたスタイラスの中心を表わ
す位置ベクトルｃｄ！４ｄにより（８）式で求めるよう
にしても良い。
に接線ベクトルｔを現在のスタイラスの中心を表わす位
置ベクトルＣ０とＡｔ秒前のスタイラスの中心を表わす
位置ベクトルＣｔ−Ｊｔとから求めるようにしているが
、現在のスタイラスの中心を表わす位置ベクトルＣｔか
ら一定の距ｔＢＡｄだけ離れたスタイラスの中心を表わ
す位置ベクトルｃｄ！４ｄにより（８）式で求めるよう
にしても良い。
ｔ＝Ｃｔ−ｃｄ！４ｄ
・・・・・・・・・（８）
（発明の効果）
以上のように本発明のデジタイジンク制御装置によれば
、スタイラスとモデルの間の摩擦による影響を排除した
状態でスキャニング方向が求められることになり、モデ
ル形状のスキャニングの高速化、高精度化及び高安定化
が可能となる。
、スタイラスとモデルの間の摩擦による影響を排除した
状態でスキャニング方向が求められることになり、モデ
ル形状のスキャニングの高速化、高精度化及び高安定化
が可能となる。
第１図は本発明のデジタイジンク制御装置における一実
施例のブロック図、第２図は処理動作の手順を示す図、
第３図は接線ベクトルを求めるための図、第４図は法線
ベクトルを求めるための図である。 １・・・スキャニング制御部、２・・・スキャニング方
向算出部、３・・・スタイラス位置座標・変位量読込合
成部、４・・・スタイラス中心位置記憶部、５・・・サ
ーボモータ、Ｓ・・・スタイラス、Ｈ・・・スキャニン
グヘッド、Ｍ・・・モデル。
施例のブロック図、第２図は処理動作の手順を示す図、
第３図は接線ベクトルを求めるための図、第４図は法線
ベクトルを求めるための図である。 １・・・スキャニング制御部、２・・・スキャニング方
向算出部、３・・・スタイラス位置座標・変位量読込合
成部、４・・・スタイラス中心位置記憶部、５・・・サ
ーボモータ、Ｓ・・・スタイラス、Ｈ・・・スキャニン
グヘッド、Ｍ・・・モデル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、モデルの表面にスタイラスを接触させてその変位の
大きさを一定に保ちながらスキャニングヘッドを相対移
動させ、得られるスキャニングヘッドの位置座標とスタ
イラスの変位量とに基づいて数値制御加工用プログラム
の出力を行なうデジタイジンク制御装置において、前記
位置座標及び前記変位量を加算して得られる前記スタイ
ラスの中心を表わす位置ベクトルの軌跡から前記モデル
の接線ベクトルの算出を行なう接線ベクトル算出手段と
、前記変位量に基づく変位ベクトル及び前記接線ベクト
ルに基づいてその接線ベクトルに直交する法線ベクトル
の算出を行なう法線ベクトル算出手段と、前記法線ベク
トルの方向について前記スキャニングヘッドを相対移動
させるべきスキャニング速度の接線方向成分及び法線方
向成分の算出を行なうスキャニング速度算出手段とを具
備したことを特徴とするデジタイジンク制御装置。 ２、前記接線ベクトル算出手段が、ある位置ベクトルか
ら一定時間以前又は一定距離手前の位置ベクトルを減算
して、前記スタイラスの中心を表わす位置ベクトルの軌
跡を求めるようになつている請求項１に記載のデジタイ
ジンク制御装置。 ３、前記法線ベクトル算出手段が、前記スタイラスの前
記変位ベクトルと、前記モデルの前記接続ベクトルに得
るべき前記法線ベクトル及び前記接線ベクトルが直角を
なすような所定の数値を乗算したベクトルとを加算して
前記法線ベクトルを得るようになっている請求項１に記
載のデジタイジンク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1225041A JP2634914B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | デジタイジング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1225041A JP2634914B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | デジタイジング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0388004A true JPH0388004A (ja) | 1991-04-12 |
| JP2634914B2 JP2634914B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16823119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1225041A Expired - Lifetime JP2634914B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | デジタイジング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634914B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043779A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toshiba Mach Co Ltd | 自由曲面形状測定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598841A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-18 | Hokuetsu Kogyo Co Ltd | 排土板を備えたバツクホ−の３ポンプ油圧システム |
| JPS5949607A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Fanuc Ltd | 倣い動作の数値情報化方法 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1225041A patent/JP2634914B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598841A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-18 | Hokuetsu Kogyo Co Ltd | 排土板を備えたバツクホ−の３ポンプ油圧システム |
| JPS5949607A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Fanuc Ltd | 倣い動作の数値情報化方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043779A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Toshiba Mach Co Ltd | 自由曲面形状測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2634914B2 (ja) | 1997-07-30 |
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