JPH04189452A - 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
- Publication number
- JPH04189452A JPH04189452A JP2314806A JP31480690A JPH04189452A JP H04189452 A JPH04189452 A JP H04189452A JP 2314806 A JP2314806 A JP 2314806A JP 31480690 A JP31480690 A JP 31480690A JP H04189452 A JPH04189452 A JP H04189452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- model
- tracer head
- model surface
- rotation
- inclination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101100325756 Arabidopsis thaliana BAM5 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150046378 RAM1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100476489 Rattus norvegicus Slc20a2 gene Proteins 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
- B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
- B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
- B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
- B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
- B23Q35/128—Sensing by using optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical 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 programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical 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 programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
- G05B19/4202—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the programme medium using a drawing, a model
- G05B19/4207—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the programme medium using a drawing, a model in which a model is traced or scanned and corresponding data recorded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Copy Controls (AREA)
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〕
本発明は非接触のデジタイジング制御装置に関し、特に
非接触でモデル面をならい、モデルの形状に関するなら
いデータを生成するデジタイジン ゛グ制御
装置に関する。
非接触でモデル面をならい、モデルの形状に関するなら
いデータを生成するデジタイジン ゛グ制御
装置に関する。
モデルにスタイラスが接触しながら倣い、同時にワーク
をモデルと同じ形状に加工するならい機能を有するなら
い装置に代えて、光学式距離検出器を使用して、モデル
形状データを非接触で取り込むならい制御装置が開発さ
れている。また、ならい機能をＮＣ装置内部に持たせれ
ば、ＮＣ装置とならい制御装置とは直接に結合せずに、
モデルの形状についてのならいデータが生成できる。
をモデルと同じ形状に加工するならい機能を有するなら
い装置に代えて、光学式距離検出器を使用して、モデル
形状データを非接触で取り込むならい制御装置が開発さ
れている。また、ならい機能をＮＣ装置内部に持たせれ
ば、ＮＣ装置とならい制御装置とは直接に結合せずに、
モデルの形状についてのならいデータが生成できる。
一般に、モデル形状をならい、その軌跡データを時々刻
々に検出してＮＣテープなどに自動的に出力する機能を
持つ装置は、デジタイジング制御装置と呼ばれている。
々に検出してＮＣテープなどに自動的に出力する機能を
持つ装置は、デジタイジング制御装置と呼ばれている。
非接触のデジタイジング制御装置では、検出器をモデル
面に押しつけなくても軌跡データが得られる。したがっ
て、非接触でモデル面をならうトレーサヘッドの変位情
報から、モデル面を傷付けないでテ゛ジタイジングデー
夕が算出できる。この場合に従来の光学式距離検出器の
多くは、モデルにスポット光を当てて、モデル面から検
出器の受光面までの距離を検出する、スポット方式が採
用されている。
面に押しつけなくても軌跡データが得られる。したがっ
て、非接触でモデル面をならうトレーサヘッドの変位情
報から、モデル面を傷付けないでテ゛ジタイジングデー
夕が算出できる。この場合に従来の光学式距離検出器の
多くは、モデルにスポット光を当てて、モデル面から検
出器の受光面までの距離を検出する、スポット方式が採
用されている。
このようなスポット方式では、モデル面に対してトレー
サヘッドを制御して、自動的に検出器の受光面を最適方
向に向ける必要がある。モデルから検出器までの距離の
検出精度は、デジタイジングデータに影響するからであ
る。
サヘッドを制御して、自動的に検出器の受光面を最適方
向に向ける必要がある。モデルから検出器までの距離の
検出精度は、デジタイジングデータに影響するからであ
る。
ところで、距離検出器はトレーサヘッドに固定されてい
て、通常は基準距離だけ離れた位置でモデル面を追従し
ている。したがって、モデル面の傾斜が小さいところで
は、距離の検出誤差はそれほど問題にならない。しかし
、モデル面の傾斜角度が大きくなれば、トレーサヘッド
とモデル面の法線とのなす角度も大きくなり、あるいは
モデル面からの距離が基準距離から大きく変化する。こ
のため、モデルから検出器までの距離の検出精度が低下
し、モデル面と干渉したり、ならい精度にも影響する。
て、通常は基準距離だけ離れた位置でモデル面を追従し
ている。したがって、モデル面の傾斜が小さいところで
は、距離の検出誤差はそれほど問題にならない。しかし
、モデル面の傾斜角度が大きくなれば、トレーサヘッド
とモデル面の法線とのなす角度も大きくなり、あるいは
モデル面からの距離が基準距離から大きく変化する。こ
のため、モデルから検出器までの距離の検出精度が低下
し、モデル面と干渉したり、ならい精度にも影響する。
そこで発明者等は、モデルの形状に関するならいデータ
からモデル面の法線を求め、法線方向の変動に応じてト
レーサヘッドを回転制御するようにした発明を［非接触
ならい制御装置」として、既に出願している（特願平１
−１９４５００号明細書）。
からモデル面の法線を求め、法線方向の変動に応じてト
レーサヘッドを回転制御するようにした発明を［非接触
ならい制御装置」として、既に出願している（特願平１
−１９４５００号明細書）。
ところが、モデル面が水平に近づいてくると、法線の演
算誤差や距離の測定誤差に起因して、回転制御されるト
レーサヘッドの姿勢が安定しないという問題があった。
算誤差や距離の測定誤差に起因して、回転制御されるト
レーサヘッドの姿勢が安定しないという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、モ
デル面の傾斜に最適な方向にトレー勺ヘッドを回転制御
するとともに、非接触で安定したならい動作を可能とす
るデジタイジング制御装置を提供することを目的とする
。
デル面の傾斜に最適な方向にトレー勺ヘッドを回転制御
するとともに、非接触で安定したならい動作を可能とす
るデジタイジング制御装置を提供することを目的とする
。
本発明では上記課題を解決するために、トレーサヘッド
が非接触でモデルをならいながら、前記モデルの形状に
関するならいデータを生成するデジタイジング制御装置
において、前記トレーサヘッドをモデルの設置面に対し
て垂直方向に位置決めする制御軸及びＹｉＪ記トレー勺
ヘッドを前記制御軸廻りに所定角度傾斜しつつ回転制御
する回転軸を制御する制御手段と、前記トレーサへラド
からモデル面までの距離を測定する距離測定手段と、前
記モデルの形状に関するならいデータからモデル面の傾
斜を算出する演算手段と、前記モデル面の傾斜を基準角
度と比較する比較手段と、前記モデル面の傾斜が前記基
準角度以内の場合に前記トレーサヘッドの回転制御を禁
止する禁止手段と、を有することを特徴とするデジタイ
ジング制御装置が、提供される。
が非接触でモデルをならいながら、前記モデルの形状に
関するならいデータを生成するデジタイジング制御装置
において、前記トレーサヘッドをモデルの設置面に対し
て垂直方向に位置決めする制御軸及びＹｉＪ記トレー勺
ヘッドを前記制御軸廻りに所定角度傾斜しつつ回転制御
する回転軸を制御する制御手段と、前記トレーサへラド
からモデル面までの距離を測定する距離測定手段と、前
記モデルの形状に関するならいデータからモデル面の傾
斜を算出する演算手段と、前記モデル面の傾斜を基準角
度と比較する比較手段と、前記モデル面の傾斜が前記基
準角度以内の場合に前記トレーサヘッドの回転制御を禁
止する禁止手段と、を有することを特徴とするデジタイ
ジング制御装置が、提供される。
モデル面の傾斜の状態に応じてトレーサヘッドを回転制
御して、距離測定手段における測定精度が低下しないよ
うに制御し、さらにモデル面の傾斜が基準角度以内の場
合にトレーサヘッドの回転□ 制御を禁止して、距離測定が安定して行われるように制
御している。
御して、距離測定手段における測定精度が低下しないよ
うに制御し、さらにモデル面の傾斜が基準角度以内の場
合にトレーサヘッドの回転□ 制御を禁止して、距離測定が安定して行われるように制
御している。
従って、非接触でモデル面をならって、精度の良いなら
いデータを生成できる。
いデータを生成できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は非接触のデジタイジング制御装置及び周辺装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
デジタイジング制御装置１側では、プロセッサ１１がバ
ス１０を介してＲＯＭ１２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デジ
タイジング制御装置１の全体の動作を制御する。ＲＡＭ
１３はデータの一時記憶装置であり、後述するならい工
作機械の光源やカメラからの測定データ、及びその他の
一時的なデータを記憶する。不揮発性メモリ１４は図示
されていないバッテリでバックアップされており、イン
ターフェース１５を介して操作盤２より人力されたなら
い方向、ならい速度等の各種のパラメータ等を格納する
。
ス１０を介してＲＯＭ１２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デジ
タイジング制御装置１の全体の動作を制御する。ＲＡＭ
１３はデータの一時記憶装置であり、後述するならい工
作機械の光源やカメラからの測定データ、及びその他の
一時的なデータを記憶する。不揮発性メモリ１４は図示
されていないバッテリでバックアップされており、イン
ターフェース１５を介して操作盤２より人力されたなら
い方向、ならい速度等の各種のパラメータ等を格納する
。
ならい工作機械３のトレーサヘッド４には、距離検出器
５ａ及び５ｂが設けられている。距離検出器５ａ及び５
ｂには、半導体レーザあるいは発光ダイオードを光源と
した反射光量式のセンサ等が使用される。モデル面まで
の距離の測定値Ｌ ａ及びＬｂは、デジタイジング制御
装置１内のＡ／Ｄ変換器１６ａ及び１６ｂでディジタル
値に変換され、逐次プロセッサ１１に読み取られる。
５ａ及び５ｂが設けられている。距離検出器５ａ及び５
ｂには、半導体レーザあるいは発光ダイオードを光源と
した反射光量式のセンサ等が使用される。モデル面まで
の距離の測定値Ｌ ａ及びＬｂは、デジタイジング制御
装置１内のＡ／Ｄ変換器１６ａ及び１６ｂでディジタル
値に変換され、逐次プロセッサ１１に読み取られる。
プロセッサ１１はＡ／Ｄ変換されたディジタル値と後述
する現在位置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及び１９ｚからの
信号に基づいて各軸変位量を算出すると共に、この変位
予と指令されたならい方向、ならい速度に基づいて、周
知の技術により、各軸の速度指令Ｖｘ、Ｖｙ及びＶｚを
発生する。これらの速度指令はＤ／Ａ変換器１７ｘ、１
７ｙ及び１７ｚでディジタル値に変換され、サーボアン
プ１８ｘ、１８ｙ及び１８ｚに人力される。サーボアン
プ１８ｘ及び１８３７はこの速度指令に基づいてならい
工作機械３のサーボモータ３２ｘ及び３２ｙを駆動し、
これによりテーブル３１をＸ軸方向及び紙面に垂直なＹ
軸方向に移動する。また、サーボアンプ１８ｚはサーボ
モータ３２ｚを駆動し、トレーサヘッド４及び工具３４
を２軸方向に移動する。
する現在位置レジスタ１９ｘ、１９ｙ及び１９ｚからの
信号に基づいて各軸変位量を算出すると共に、この変位
予と指令されたならい方向、ならい速度に基づいて、周
知の技術により、各軸の速度指令Ｖｘ、Ｖｙ及びＶｚを
発生する。これらの速度指令はＤ／Ａ変換器１７ｘ、１
７ｙ及び１７ｚでディジタル値に変換され、サーボアン
プ１８ｘ、１８ｙ及び１８ｚに人力される。サーボアン
プ１８ｘ及び１８３７はこの速度指令に基づいてならい
工作機械３のサーボモータ３２ｘ及び３２ｙを駆動し、
これによりテーブル３１をＸ軸方向及び紙面に垂直なＹ
軸方向に移動する。また、サーボアンプ１８ｚはサーボ
モータ３２ｚを駆動し、トレーサヘッド４及び工具３４
を２軸方向に移動する。
サーボモータ３２ｘ、３２ｙ及び３２ｚには、これらが
所定量回転する毎にそれぞれ検出パルスＦＰｘＳＦＰｙ
及びＦＰｚを発生するパルスコーダ３３ｘ、３３ｙ及び
３３ｚが設けられている。
所定量回転する毎にそれぞれ検出パルスＦＰｘＳＦＰｙ
及びＦＰｚを発生するパルスコーダ３３ｘ、３３ｙ及び
３３ｚが設けられている。
デジタイジング制御装置１内の現在位置レジスタ１９ｘ
、１９ｙ及び１９ｚは検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦ
Ｐｚをそれぞれ回転方向に応じてカウントアツプ／ダウ
ンして各軸方向の現在位置データＸａ、Ｙａ及びＺａを
求め、制御データとしてプロセッサー１に入力している
。
、１９ｙ及び１９ｚは検出パルスＦＰｘ、ＦＰｙ及びＦ
Ｐｚをそれぞれ回転方向に応じてカウントアツプ／ダウ
ンして各軸方向の現在位置データＸａ、Ｙａ及びＺａを
求め、制御データとしてプロセッサー１に入力している
。
一方、プロセッサー１は上記各軸の制御と同時に、距離
検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＩ４ｂを所定のサ
ンプリング時間毎にサンプリングし、これを使用して後
述する方法によってモデル面の法線ベクトルを求釣る。
検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＩ４ｂを所定のサ
ンプリング時間毎にサンプリングし、これを使用して後
述する方法によってモデル面の法線ベクトルを求釣る。
法線ベクトルのＸ−Ｙ平面上の射影ベクトルに対応して
、回転指令ＳＣが形成され、Ｄ／Ａ変換器１７ｃにより
ディジタル値に変換される。サーボアンプ１８ｃはこの
回転指令ＳＣに基づいてサーボモータ３２ｃを駆動し、
トレーサヘッド４を２軸廻りに所定角度傾斜しつつ回転
制御する。そして同時にテーブル３１が指令されたなら
い方向、ならい速度で移動して、トレーサヘッド４と同
じくＺ軸制御される工具３４によってワーク３５にモデ
ル６と同様の形状の加工が施される。
、回転指令ＳＣが形成され、Ｄ／Ａ変換器１７ｃにより
ディジタル値に変換される。サーボアンプ１８ｃはこの
回転指令ＳＣに基づいてサーボモータ３２ｃを駆動し、
トレーサヘッド４を２軸廻りに所定角度傾斜しつつ回転
制御する。そして同時にテーブル３１が指令されたなら
い方向、ならい速度で移動して、トレーサヘッド４と同
じくＺ軸制御される工具３４によってワーク３５にモデ
ル６と同様の形状の加工が施される。
ところが、モデル面が水平に近づいてくると、法線ベク
トルの向きの微小な変化に対して、Ｘ−Ｙ平面上の射影
ベクトルの基準となる軸からの回転角が不安定になる。
トルの向きの微小な変化に対して、Ｘ−Ｙ平面上の射影
ベクトルの基準となる軸からの回転角が不安定になる。
即ち、プロセッサ１１によるモデル面の傾斜の演算誤差
や、距離検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＬｂの誤
差に起因して、回転指令ＳＣが大きく変化することがあ
る。このた必に回転制御されるトレーサヘッドの姿勢が
安定しないという問題を解消すべく、本発明ではプロセ
ッサ１１において、モデル６の傾斜状複を算出し、傾斜
が設定されている基準角度以内の場合には、トレーサヘ
ッド４の回転制御を禁止する処理を行っている。
や、距離検出器５ａ及び５ｂの測定値Ｌａ及びＬｂの誤
差に起因して、回転指令ＳＣが大きく変化することがあ
る。このた必に回転制御されるトレーサヘッドの姿勢が
安定しないという問題を解消すべく、本発明ではプロセ
ッサ１１において、モデル６の傾斜状複を算出し、傾斜
が設定されている基準角度以内の場合には、トレーサヘ
ッド４の回転制御を禁止する処理を行っている。
第２図はトレーサヘッド４の詳細図である。図において
、トレーサヘッド４にはＺ軸に対して角度４５°だけ傾
斜させて距離検出器５ａが取り付けられ、これがＣ軸に
よって回転指令ＳＣの指令角度θＣで所定の半径の円周
上を回転する。また、距離検出器５ａの外側に重ねて距
離検出器５ｂが一体に取り付けられ、同様に指令角度θ
Ｃで回転制御される。
、トレーサヘッド４にはＺ軸に対して角度４５°だけ傾
斜させて距離検出器５ａが取り付けられ、これがＣ軸に
よって回転指令ＳＣの指令角度θＣで所定の半径の円周
上を回転する。また、距離検出器５ａの外側に重ねて距
離検出器５ｂが一体に取り付けられ、同様に指令角度θ
Ｃで回転制御される。
これによって距離検出器５ａ、５ｂは、モデル６の傾斜
に対して最適な方向、即ちモデル面の法線に最も近づい
た位置に回転制御される。
に対して最適な方向、即ちモデル面の法線に最も近づい
た位置に回転制御される。
また前述したように、距離検出器５ａの測定値がデジタ
イジング制御装置１にフィードバックされることにより
、距離検出器５ａからモデル６上の測定点Ｐａまでの距
離βａは一定に保たれる。
イジング制御装置１にフィードバックされることにより
、距離検出器５ａからモデル６上の測定点Ｐａまでの距
離βａは一定に保たれる。
この距離１ａは距離検出器５ａの測定軸とＺ軸との交点
までの距離に設定されており、トレーサヘッド４がＣ軸
によって回転しても測定点Ｐａは移動せず、したがって
トレー勺ヘッド４とモデル６との距離βも一定に保たれ
る。同様に、距離検出器５ｂはモデル６上の測定点ｐｂ
までの距離Ａｂを測定してならい制御装置に人力してい
る。
までの距離に設定されており、トレーサヘッド４がＣ軸
によって回転しても測定点Ｐａは移動せず、したがって
トレー勺ヘッド４とモデル６との距離βも一定に保たれ
る。同様に、距離検出器５ｂはモデル６上の測定点ｐｂ
までの距離Ａｂを測定してならい制御装置に人力してい
る。
次に、トレーサヘッド４の回転角度の算出方法について
第３図を参照して説明する。
第３図を参照して説明する。
トレーサヘッド４をモデル６に対して相対的にＸ軸方向
に、所定のならい速度で移動させてならいを行うと共に
、所定時間毎に２点Ｐｎ、Ｑｎの測定データを同時にサ
ンプリングする。これらの測定値と現在位置レジスタか
ら出力される現在位置データに基づいて、モデル６上の
点Ｐｎ−１、Ｑｎ−１、Ｐｎ、Ｑｎ、Ｐｎ＋１、Ｑｎ＋
１、・・・の座標値を求めていく。
に、所定のならい速度で移動させてならいを行うと共に
、所定時間毎に２点Ｐｎ、Ｑｎの測定データを同時にサ
ンプリングする。これらの測定値と現在位置レジスタか
ら出力される現在位置データに基づいて、モデル６上の
点Ｐｎ−１、Ｑｎ−１、Ｐｎ、Ｑｎ、Ｐｎ＋１、Ｑｎ＋
１、・・・の座標値を求めていく。
そして、例えば点Ｐｎの座標値（Ｘｌ、Ｙｌ。
Ｚｌ）と、点Ｏｎの座標値（Ｘ２．Ｙ２．２２）から、
表面ベクトルＳ１ 〔Ｘ２−ｘｌ、Ｙ２−Ｙｌ、２２−
Ｚｌ’ｌを求める。また、点Ｐｎ−１の座標値（Ｘ３．
Ｙ３，２３）と、点Ｐｎの座標値（Ｘｌ、Ｙｌ、Ｚｌ）
から、表面ベクトルＳ２〔χ３−Ｘｉ、Ｙ３−Ｙｌ、Ｚ
３−Ｚｌ〕を求める。この場合に、点Ｐｎ−１の座標値
は、先行するサンプリングによる測定データをＲＡＭ１
３などに格納しておく。これら２つの表面ベクトルＳ１
、Ｓ２を次式、 Ｎｎ＝５ＩＸＳ２ （但し、Ｎｎ、Ｓｌ、３２はベクトルを表ず）によって
表面ベクトルＳ１とＳ２の外積を演算し、点Ｐｎにおけ
る法線ベクトルＮｎを求めることができる。
表面ベクトルＳ１ 〔Ｘ２−ｘｌ、Ｙ２−Ｙｌ、２２−
Ｚｌ’ｌを求める。また、点Ｐｎ−１の座標値（Ｘ３．
Ｙ３，２３）と、点Ｐｎの座標値（Ｘｌ、Ｙｌ、Ｚｌ）
から、表面ベクトルＳ２〔χ３−Ｘｉ、Ｙ３−Ｙｌ、Ｚ
３−Ｚｌ〕を求める。この場合に、点Ｐｎ−１の座標値
は、先行するサンプリングによる測定データをＲＡＭ１
３などに格納しておく。これら２つの表面ベクトルＳ１
、Ｓ２を次式、 Ｎｎ＝５ＩＸＳ２ （但し、Ｎｎ、Ｓｌ、３２はベクトルを表ず）によって
表面ベクトルＳ１とＳ２の外積を演算し、点Ｐｎにおけ
る法線ベクトルＮｎを求めることができる。
次に、法線ベクトルＮｎをＸ−Ｙ平面上に投影した射影
ベクトルＮのＸ軸となす角度θＣを次式、θｃ＝ｊａｎ
−’ （Ｊｎ／Ｉｎ） 但し、工ｎ：ベクトルＮｎのＸ成分 Ｊｎ：ベクトルＮｎのＹ成分 で求め、この角度θＣをＣ軸の指令値として出力する。
ベクトルＮのＸ軸となす角度θＣを次式、θｃ＝ｊａｎ
−’ （Ｊｎ／Ｉｎ） 但し、工ｎ：ベクトルＮｎのＸ成分 Ｊｎ：ベクトルＮｎのＹ成分 で求め、この角度θＣをＣ軸の指令値として出力する。
この角度θＣはモデル６の傾斜に対応して変化し、例え
ば点ｐｑでは別の角度θｃｑとなる。トレーサヘッド４
はこうした角度θＣ１θｃｑの変化に応じて回転する。
ば点ｐｑでは別の角度θｃｑとなる。トレーサヘッド４
はこうした角度θＣ１θｃｑの変化に応じて回転する。
第４図は測定点での傾斜が基準角度以内の場合のモデル
６面を示す説明図である。
６面を示す説明図である。
ここでＺ軸は、測定点を原点として、モデル６の設置面
（Ｘ−Ｙ平面）に対して垂直方向の軸である。基準ベク
トルはこのＺ軸と基準角度αをなす単位ベクトルである
。
（Ｘ−Ｙ平面）に対して垂直方向の軸である。基準ベク
トルはこのＺ軸と基準角度αをなす単位ベクトルである
。
今、測定されたモデル面の法線ベクトルをＮ（単位ベク
トル）として、その各成分をＮＸ、 ＮＹ、ＮＺとする
。そして、このベクトルＮとＺ軸との間の角度θが、基
準角度αより小さい場合に、モデル面が水平面に近いと
みなしている。したがって、基準角度αの余弦値ｃｏｓ
αと、ｃｏｓθとを０°から１８０°の範囲で比較すれ
ば、モデル面の傾斜が基準角度以上かどうかが判断でき
る。ここで、ＣＯＳ θ＝ＮＺとなるので、ＮＺと基準
角度αの余弦値ｃｏｓαとを比較し、 Ｎ Ｚ ＞ ｃｏｓα の場合に、回転指令ＳＣをＤ／Δ変換器１７ｃに出力し
ないようにして、トレーサヘッド４の回転制御を禁止す
る。
トル）として、その各成分をＮＸ、 ＮＹ、ＮＺとする
。そして、このベクトルＮとＺ軸との間の角度θが、基
準角度αより小さい場合に、モデル面が水平面に近いと
みなしている。したがって、基準角度αの余弦値ｃｏｓ
αと、ｃｏｓθとを０°から１８０°の範囲で比較すれ
ば、モデル面の傾斜が基準角度以上かどうかが判断でき
る。ここで、ＣＯＳ θ＝ＮＺとなるので、ＮＺと基準
角度αの余弦値ｃｏｓαとを比較し、 Ｎ Ｚ ＞ ｃｏｓα の場合に、回転指令ＳＣをＤ／Δ変換器１７ｃに出力し
ないようにして、トレーサヘッド４の回転制御を禁止す
る。
なお、」−記の実施例では前回のサンプリング時の一方
の測定データと、今回のサンプリング時の２点の検出点
についての測定データに基づいて法線ベクトルを求必て
いる。しかし、少なくとも前回と今回のサンプリングに
よって得られたモデル面上の３点が特定されれば、その
内の１点を始点とする２本の表面ベクトルを決定できる
。
の測定データと、今回のサンプリング時の２点の検出点
についての測定データに基づいて法線ベクトルを求必て
いる。しかし、少なくとも前回と今回のサンプリングに
よって得られたモデル面上の３点が特定されれば、その
内の１点を始点とする２本の表面ベクトルを決定できる
。
また、距離検出器には反射光量式の他に、同じく光学式
の三角測距式、あるいは渦電流式、超音波式等の距離検
出器も使用できる。
の三角測距式、あるいは渦電流式、超音波式等の距離検
出器も使用できる。
更に、上記した実施例ではトレーサヘッドの回転軸を制
御軸に対して４５°の角度で傾斜させたが、モデル形状
に応じてこの角度を自由に変更設定するようにしても良
い。
御軸に対して４５°の角度で傾斜させたが、モデル形状
に応じてこの角度を自由に変更設定するようにしても良
い。
なお、モデルを同時加工するならい機能を持たず、モデ
ル形状からのデータをＮＣテープなどに自動的に出力す
る機能のみを持つデジタイジング制御装置についても、
本発明は同様に適用できることは言うまでもない。
ル形状からのデータをＮＣテープなどに自動的に出力す
る機能のみを持つデジタイジング制御装置についても、
本発明は同様に適用できることは言うまでもない。
以」−説明したように本発明では、トレーサヘッドをモ
デル面の傾斜の状態に応じて回転制御して、さらにモデ
ル面の傾斜が基準角度以内の場合にトレーサヘッドの回
転制御を禁止して、距離測定が安定して行われるように
制御している。
デル面の傾斜の状態に応じて回転制御して、さらにモデ
ル面の傾斜が基準角度以内の場合にトレーサヘッドの回
転制御を禁止して、距離測定が安定して行われるように
制御している。
これによって、距離測定手段における測定精度が低下し
ないように、距離測定手段の測定軸はモデル面に対して
最も垂直に近い方向に向けられ、また水平面に近いモデ
ル面をならうときも、トレーサヘッドの制御が安定して
行われるから、高精度の距離測定ができ、ならい精度が
向上する。
ないように、距離測定手段の測定軸はモデル面に対して
最も垂直に近い方向に向けられ、また水平面に近いモデ
ル面をならうときも、トレーサヘッドの制御が安定して
行われるから、高精度の距離測定ができ、ならい精度が
向上する。
したがって、本発明のデジタイジンク制御装置によれば
、モデルにスポット光を当てて距離を検出するスポット
方式を利用して、高速に且つ低コストで、効率良くなら
いデータを得ることができる。
、モデルにスポット光を当てて距離を検出するスポット
方式を利用して、高速に且つ低コストで、効率良くなら
いデータを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の非接触のデジタイジング制
御装置の構成を示すブロック図、第２図は本発明の一実
施例におけるトレーサヘッドの詳細図、 第３図はトレーサヘッドの回転制御を示す説明図、 第４図はモデル面の傾斜と基準角度との関係を示す説明
図である。 １ デジタイジング制御装置 ３ ならい工作機械 ４ −トレーサヘッド ５ａ、５ｂ 距離検出器 ６ モデル １１ プロセッサ １３ ＲＡ Ｍ 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 平成 ３年１１月２７日
御装置の構成を示すブロック図、第２図は本発明の一実
施例におけるトレーサヘッドの詳細図、 第３図はトレーサヘッドの回転制御を示す説明図、 第４図はモデル面の傾斜と基準角度との関係を示す説明
図である。 １ デジタイジング制御装置 ３ ならい工作機械 ４ −トレーサヘッド ５ａ、５ｂ 距離検出器 ６ モデル １１ プロセッサ １３ ＲＡ Ｍ 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 平成 ３年１１月２７日
Claims (3)
- （１）トレーサヘッドが非接触でモデルをならいながら
、前記モデルの形状に関するならいデータを生成するデ
ジタイジング制御装置において、前記トレーサヘッドを
モデルの設置面に対して垂直方向に位置決めする制御軸
及び前記トレーサヘッドを前記制御軸廻りに所定角度傾
斜しつつ回転制御する回転軸を制御する制御手段と、 前記トレーサヘッドからモデル面までの距離を測定する
距離測定手段と、 前記モデルの形状に関するならいデータからモデル面の
傾斜を算出する演算手段と、 前記モデル面の傾斜を基準角度と比較する比較手段と、 前記モデル面の傾斜が前記基準角度以内の場合に前記ト
レーサヘッドの回転制御を禁止する禁止手段と、 を有することを特徴とするデジタイジング制御装置。 - （２）前記制御手段は、前記トレーサヘッドの回転軸を
制御軸に対して４５°の角度で傾斜しつつ回転制御する
ことを特徴とする請求項１記載のデジタイジング制御装
置。 - （３）前記距離測定手段は、モデル面の測定点からの反
射光を検出する光センサから構成されていることを特徴
とする請求項１記載のデジタイジング制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314806A JPH04189452A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | デジタイジング制御装置 |
| DE69121554T DE69121554T2 (de) | 1990-11-20 | 1991-11-12 | Vorrichtung zur steuerung von digitalisierungsvorgängen |
| US07/860,519 US5247233A (en) | 1990-11-20 | 1991-11-12 | Digitizing control device for generating tracing data |
| PCT/JP1991/001552 WO1992008576A1 (en) | 1990-11-20 | 1991-11-12 | Equipment for controlling digitizing |
| EP91919793A EP0511399B1 (en) | 1990-11-20 | 1991-11-12 | Equipment for controlling digitizing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314806A JPH04189452A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | デジタイジング制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04189452A true JPH04189452A (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=18057827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2314806A Pending JPH04189452A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | デジタイジング制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5247233A (ja) |
| EP (1) | EP0511399B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04189452A (ja) |
| DE (1) | DE69121554T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992008576A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531653A (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Fanuc Ltd | 非接触倣い制御方式 |
| US5550330A (en) * | 1991-10-16 | 1996-08-27 | Fanuc Limited | Digitizing control apparatus |
| US5436543A (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-25 | Rogers; William D. | Device for duplicating irregular shapes |
| US6166506A (en) * | 1998-06-19 | 2000-12-26 | Tregaskiss, Ltd. | Wireless safety clutch |
| US7245982B2 (en) * | 2002-10-11 | 2007-07-17 | Fidia S.P.A. | System and process for measuring, compensating and testing numerically controlled machine tool heads and/or tables |
| JP4216211B2 (ja) * | 2004-03-10 | 2009-01-28 | ファナック株式会社 | 加工装置及び加工方法 |
| CN100468250C (zh) * | 2004-11-12 | 2009-03-11 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 数控机床程序检验装置及其方法 |
| US20060206233A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Carpenter David A | Method and apparatus for cutting a workpiece |
| DE102005046154B4 (de) * | 2005-09-27 | 2008-07-03 | Siemens Ag | Messvorrichtung und Messsystem zum Inspizieren einer Oberfläche eines Substrates |
| US20150338839A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Caterpillar Inc. | System to verify machining setup |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02272308A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Minolta Camera Co Ltd | 非接触式形状測定装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2551860B1 (fr) * | 1983-09-08 | 1987-05-07 | Sciaky Sa | Installation pour la determination des coordonnees spatiales d'un point d'une piece, notamment pour le controle d'un outillage tel qu'un outillage de soudage de carrosserie de vehicule automobile |
| JPS62264307A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-17 | Fanuc Ltd | 法線ベクトル演算方法 |
| IT212380Z2 (it) * | 1987-10-26 | 1989-07-04 | Advanced Data Processing | Macchina per il rilevamento e la matematizzazione della superficie di modelli tridimensionali partico larmente per la costruzione di stampi con macchine utensili a controllo numerico |
| JPH01114907A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Komatsu Ltd | ３次元ロボットの教示装置 |
| JP2542653B2 (ja) * | 1987-12-10 | 1996-10-09 | ファナック株式会社 | 非接触倣い方法 |
| FR2629198B1 (fr) * | 1988-03-25 | 1994-07-08 | Kreon Ingenierie Marketing | Procede de determination et de reconstitution des coordonnees spatiales de chacun des points d'un ensemble de points echantillonnant une surface tridimensionnelle, et procede de realisation d'une image tridimensionnelle de cette surface a partir desdites coordonnees |
| US4905315A (en) * | 1988-06-30 | 1990-02-27 | Solari Peter L | Camera tracking movable transmitter apparatus |
| JP2810709B2 (ja) * | 1989-07-27 | 1998-10-15 | ファナック 株式会社 | 非接触ならい制御装置 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2314806A patent/JPH04189452A/ja active Pending
-
1991
- 1991-11-12 EP EP91919793A patent/EP0511399B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-12 DE DE69121554T patent/DE69121554T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-12 US US07/860,519 patent/US5247233A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-12 WO PCT/JP1991/001552 patent/WO1992008576A1/ja active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02272308A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Minolta Camera Co Ltd | 非接触式形状測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1992008576A1 (en) | 1992-05-29 |
| EP0511399B1 (en) | 1996-08-21 |
| DE69121554D1 (de) | 1996-09-26 |
| DE69121554T2 (de) | 1997-01-02 |
| EP0511399A4 (en) | 1993-03-17 |
| EP0511399A1 (en) | 1992-11-04 |
| US5247233A (en) | 1993-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2810709B2 (ja) | 非接触ならい制御装置 | |
| US5243265A (en) | Non-contact tracing control apparatus | |
| JPH04189452A (ja) | デジタイジング制御装置 | |
| US5266811A (en) | Digitizing control equipment utilizing normal vector calculations and a position sensor | |
| EP0446370B1 (en) | Non-contact profile control apparatus | |
| US5343402A (en) | Non-contact digitizing control unit | |
| US5345687A (en) | Noncontact tracing control device | |
| JPH04241603A (ja) | 非接触デジタイジング方法 | |
| WO1993002832A1 (en) | Method of non-contact copy control | |
| US5274563A (en) | Noncontact tracing control system | |
| US5550330A (en) | Digitizing control apparatus | |
| EP0563407B1 (en) | Digitizing controller | |
| WO1994004311A1 (en) | Non-contact profile control method |