JPH0719273B2 - 円形走査式光パターン・トレーサ - Google Patents
円形走査式光パターン・トレーサInfo
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- JPH0719273B2 JPH0719273B2 JP60055788A JP5578885A JPH0719273B2 JP H0719273 B2 JPH0719273 B2 JP H0719273B2 JP 60055788 A JP60055788 A JP 60055788A JP 5578885 A JP5578885 A JP 5578885A JP H0719273 B2 JPH0719273 B2 JP H0719273B2
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- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 title claims description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K11/00—Methods or arrangements for graph-reading or for converting the pattern of mechanical parameters, e.g. force or presence, into electrical signal
- G06K11/02—Automatic curve followers, i.e. arrangements in which an exploring member or beam is forced to follow the curve
- G06K11/04—Automatic curve followers, i.e. arrangements in which an exploring member or beam is forced to follow the curve using an auxiliary scanning pattern
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光パターン・トレーサの制御装置、特に米
国特許第3,883,735号に記載された型式の円形走査式で
非ステアリング（non−steering）の制御装置に関する
ものである。
国特許第3,883,735号に記載された型式の円形走査式で
非ステアリング（non−steering）の制御装置に関する
ものである。
［従来の技術］ 円形走査式光パターン・トレーサは、通常、パターンの
一部をミラーにより光検知デバイスに反射させることに
よって前記パターンを走査する。その際にミラーは回転
させられて、パターンの見られる部分を中心のまわりに
回転させかつ円形走査を生じさせる。光検知デバイスに
よって発生された信号は処理されて座標速度信号を生じ
る。この座標速度信号を使って光パターン・トレーサに
一定の正接速度で前記パターンを追従させることができ
る。ミラーの回転点は、従って走査点とは違う。このよ
うな走査系は前述した米国特許に述べられている。
一部をミラーにより光検知デバイスに反射させることに
よって前記パターンを走査する。その際にミラーは回転
させられて、パターンの見られる部分を中心のまわりに
回転させかつ円形走査を生じさせる。光検知デバイスに
よって発生された信号は処理されて座標速度信号を生じ
る。この座標速度信号を使って光パターン・トレーサに
一定の正接速度で前記パターンを追従させることができ
る。ミラーの回転点は、従って走査点とは違う。このよ
うな走査系は前述した米国特許に述べられている。
前述した米国特許に記載された型式の円形走査式光学系
に依存する光パターン・トレーサは、角を曲がるときに
回転点とパターンの実際の走査点との差によって引き起
こされる誤差が生じがちである。この誤差は、進みと呼
ばれ、装置の動作にとって重要である。所要の進み量は
追従速度に依存する。進み量が大きくなればなる程、角
でのアンダーシュートも大きくなる傾向がある。前記米
国特許の装置では、円形走査がパターンと交差する。ス
キャナの位置のデカルト座標値を表す一対の電圧波形
（一方が正弦関数を表し且つ他方が余弦関数を表す）の
瞬時値から円形走査中、正弦波および余弦波並びに走査
がパターンと交差する瞬間を表す検知パレスを発生する
ための適当な電子装置が提供される。前記一対の電圧波
形はサンプル／ホールド回路でサンプリングされ、かつ
そのサンプルは走査点がパターンと交差する時点で取り
出される。これが起きるのは、ホトスキャナが信号を発
生する時点である。米国特許第3,883,735号に前述され
ているように、サンプル／ホールド回路は、一般にサン
プリング・パルスこの場合は走査点がパターンと交差す
る時点を示す検知パルスを発生してこれを時に応じて正
弦波または余弦波と組み合わせるための手段から成る。
サンプル／ホールド回路は、通常、サンプリング・パル
スによって決定された時点で正弦破または余弦波の振幅
をサンプリングしてその値をコンデンサに記憶する。コ
ンデンサおよびサンプリング・パルスの幅を選択するこ
とにより、低域フィルタの効果を生じることが可能であ
り、かつ値が事実上変化する前にコンデンサへ幾つかの
サンプリング・パルスを印加する必要がある。サンプル
／ホールド回路とサンプリング・パルス発生器は一緒に
なって低域フィルタとして働き、その実行カットオフ周
波数がサンプリング・パルスの幅によって決定される。
に依存する光パターン・トレーサは、角を曲がるときに
回転点とパターンの実際の走査点との差によって引き起
こされる誤差が生じがちである。この誤差は、進みと呼
ばれ、装置の動作にとって重要である。所要の進み量は
追従速度に依存する。進み量が大きくなればなる程、角
でのアンダーシュートも大きくなる傾向がある。前記米
国特許の装置では、円形走査がパターンと交差する。ス
キャナの位置のデカルト座標値を表す一対の電圧波形
（一方が正弦関数を表し且つ他方が余弦関数を表す）の
瞬時値から円形走査中、正弦波および余弦波並びに走査
がパターンと交差する瞬間を表す検知パレスを発生する
ための適当な電子装置が提供される。前記一対の電圧波
形はサンプル／ホールド回路でサンプリングされ、かつ
そのサンプルは走査点がパターンと交差する時点で取り
出される。これが起きるのは、ホトスキャナが信号を発
生する時点である。米国特許第3,883,735号に前述され
ているように、サンプル／ホールド回路は、一般にサン
プリング・パルスこの場合は走査点がパターンと交差す
る時点を示す検知パルスを発生してこれを時に応じて正
弦波または余弦波と組み合わせるための手段から成る。
サンプル／ホールド回路は、通常、サンプリング・パル
スによって決定された時点で正弦破または余弦波の振幅
をサンプリングしてその値をコンデンサに記憶する。コ
ンデンサおよびサンプリング・パルスの幅を選択するこ
とにより、低域フィルタの効果を生じることが可能であ
り、かつ値が事実上変化する前にコンデンサへ幾つかの
サンプリング・パルスを印加する必要がある。サンプル
／ホールド回路とサンプリング・パルス発生器は一緒に
なって低域フィルタとして働き、その実行カットオフ周
波数がサンプリング・パルスの幅によって決定される。
［発明が解決しようとする課題］ 米国特許第3,883,735号では、パータンの変化の検知と
制御装置に応答中のマシーンの応答との間の時間経過の
ために、制御装置は、被制御マシーンによって作動中の
実際の点の前方の或る点（パターン上）を見なければな
らない。高速追従が行われる時に、長い進み時間が必要
なのは、走査点が被制御マシーンの動作点の前方になけ
ればならないからである。鋭い角を持つパターンが追従
される時に、長い進み時間を使えば角を曲がるような場
合に不正確になるという問題点があった。また、正方形
の角は、この角を形成する２本の線が90゜の角度で出合
う角であり、湾曲した角は或る有限の距離に亘る線の90
゜の方向変化による。
制御装置に応答中のマシーンの応答との間の時間経過の
ために、制御装置は、被制御マシーンによって作動中の
実際の点の前方の或る点（パターン上）を見なければな
らない。高速追従が行われる時に、長い進み時間が必要
なのは、走査点が被制御マシーンの動作点の前方になけ
ればならないからである。鋭い角を持つパターンが追従
される時に、長い進み時間を使えば角を曲がるような場
合に不正確になるという問題点があった。また、正方形
の角は、この角を形成する２本の線が90゜の角度で出合
う角であり、湾曲した角は或る有限の距離に亘る線の90
゜の方向変化による。
そこで、この発明は、鋭い角を持つパターンをもっと正
確に追従し、また米国特許第3,883,735号で行われない
半径（角をめぐる線の湾曲の半径）を最適化することを
目的としている。
確に追従し、また米国特許第3,883,735号で行われない
半径（角をめぐる線の湾曲の半径）を最適化することを
目的としている。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る円形走査式パターン・トレーサは、光ス
キャナと、この光スキャナ中にあって基準になる正弦
波、基準になる余弦波、および走査とパターンが交差す
る時点を示す検知パルスを発生するための手段と、サー
ボ・システムを駆動しかつマシーンを前記パターンと接
線方向に動かすのに要する座標速度を表す座標信号を発
生するための一対のサンプル／ホールド回路と、前記正
弦波を一方のサンプル／ホールド回路へ印加するための
手段および前記余弦波を他方のサンプル／ホールド回路
へ印加するための手段と、前記検知パルス発生手段の前
記検知パルスよりサンプリング・パルスを導出して前記
一対のサンプル／ホールド回路へ印加するための手段
と、前記サンプリング・パルスの持続時間が前記サーボ
・システムの周波数応答特性内で前記サンプル／ホール
ド回路の周波数応答を決定するように、前記サンプリン
グ・パルスの持続時間を或る範囲の値に亘って選択的に
変えるための手段とを備えたものである。
キャナと、この光スキャナ中にあって基準になる正弦
波、基準になる余弦波、および走査とパターンが交差す
る時点を示す検知パルスを発生するための手段と、サー
ボ・システムを駆動しかつマシーンを前記パターンと接
線方向に動かすのに要する座標速度を表す座標信号を発
生するための一対のサンプル／ホールド回路と、前記正
弦波を一方のサンプル／ホールド回路へ印加するための
手段および前記余弦波を他方のサンプル／ホールド回路
へ印加するための手段と、前記検知パルス発生手段の前
記検知パルスよりサンプリング・パルスを導出して前記
一対のサンプル／ホールド回路へ印加するための手段
と、前記サンプリング・パルスの持続時間が前記サーボ
・システムの周波数応答特性内で前記サンプル／ホール
ド回路の周波数応答を決定するように、前記サンプリン
グ・パルスの持続時間を或る範囲の値に亘って選択的に
変えるための手段とを備えたものである。
［作用］ この発明によれば、サンプリング・パルスの幅は調節可
能にされ、従って可変低域フィルタを装置に導入する。
この可変低域フィルタのカットオフ周波数は装置の速度
に依存するようにされ、追従速度が低くなればなる程カ
ットオフ周波数も低くなる。このように、低域フィルタ
によって導入された遅れが進みの効果を補償する場合、
装置は低速でもっと正確に追従するようになされ得る。
装置の応答時間が変えられるので、低域フィルタ効果は
低速でより大きくなるような仕方で制御される。
能にされ、従って可変低域フィルタを装置に導入する。
この可変低域フィルタのカットオフ周波数は装置の速度
に依存するようにされ、追従速度が低くなればなる程カ
ットオフ周波数も低くなる。このように、低域フィルタ
によって導入された遅れが進みの効果を補償する場合、
装置は低速でもっと正確に追従するようになされ得る。
装置の応答時間が変えられるので、低域フィルタ効果は
低速でより大きくなるような仕方で制御される。
［実施例］ 図示の光スキャナOSは、互いに90゜の位相角で正弦波を
発生する２個の正弦波発生器およびホトスキャナを含
む。端子11における出力は正弦波と称され、端子12にお
ける出力は余弦波と称され、そして端子13における出力
はホトスキャナからの信号出力である。端子11,12から
の出力は、それぞれ増幅器14,18を通してサンプル／ホ
ールド回路15,19へ印加される。サンプル／ホールド回
路15,19は、それぞれ端子17,21に出力を発生し、この出
力はそれぞれＹドライブ、Ｘドライブを制御しかつ当業
者に周知であると共に前述の米国特許第3,883,735号明
細書にもっと詳しく述べられている態様でマシーンにパ
ターンを追従させるのに必要な座標信号を表す。端子13
での出力は増幅器22を通して整形回路23へ、ひいてはサ
ンプリング・パルス発生器26へ印加される。このサンプ
リング・パルス発生器26は２個の単安定マルチバイブレ
ータ30および31を含み、これら単安定マルチバイブレー
タは整形回路23からの出力によってトリガされる。単安
定マルチバイブレータ30,31からの出力はそれぞれNAND
回路33,32へ印加され、そして端子34からのエネーブル
信号は両方のNAND回路へ印加される（一方のNAND回路32
へは直接、他方のNAND回路33へはインバータ38を介し
て）。NAND回路32および33からの出力は、NAND回路35へ
印加され、増幅器36を通してサンプル／ホールド回路15
および19へ印加される。単安定マルチバイブレータ30に
よって発生されるサンプリング・パルスの幅は、正常な
速度制御を含むマルチセクション・ポテンシオメータの
一部である抵抗37の値によって決定される。なお、サン
プル／ホールド回路15および19とサンプリング・パルス
発生器26とは一緒になって低域フィルタとして機能す
る。
発生する２個の正弦波発生器およびホトスキャナを含
む。端子11における出力は正弦波と称され、端子12にお
ける出力は余弦波と称され、そして端子13における出力
はホトスキャナからの信号出力である。端子11,12から
の出力は、それぞれ増幅器14,18を通してサンプル／ホ
ールド回路15,19へ印加される。サンプル／ホールド回
路15,19は、それぞれ端子17,21に出力を発生し、この出
力はそれぞれＹドライブ、Ｘドライブを制御しかつ当業
者に周知であると共に前述の米国特許第3,883,735号明
細書にもっと詳しく述べられている態様でマシーンにパ
ターンを追従させるのに必要な座標信号を表す。端子13
での出力は増幅器22を通して整形回路23へ、ひいてはサ
ンプリング・パルス発生器26へ印加される。このサンプ
リング・パルス発生器26は２個の単安定マルチバイブレ
ータ30および31を含み、これら単安定マルチバイブレー
タは整形回路23からの出力によってトリガされる。単安
定マルチバイブレータ30,31からの出力はそれぞれNAND
回路33,32へ印加され、そして端子34からのエネーブル
信号は両方のNAND回路へ印加される（一方のNAND回路32
へは直接、他方のNAND回路33へはインバータ38を介し
て）。NAND回路32および33からの出力は、NAND回路35へ
印加され、増幅器36を通してサンプル／ホールド回路15
および19へ印加される。単安定マルチバイブレータ30に
よって発生されるサンプリング・パルスの幅は、正常な
速度制御を含むマルチセクション・ポテンシオメータの
一部である抵抗37の値によって決定される。なお、サン
プル／ホールド回路15および19とサンプリング・パルス
発生器26とは一緒になって低域フィルタとして機能す
る。
動作 この発明の光パターン・トレーサは、サンプル／ホール
ド回路15および19で正弦波および余弦波をサンプリング
することにより、前述したように事実上作動する。しか
しながら、サンプリング・パルスの幅は簡単な標準のも
のよりむしろ単安定マルチバイブレータ31または30の選
択によって決定される。エネーブル信号が端子34へ印加
されるときに、サンプリング・パルスは単安定マルチバ
イブレータ30から取り出される。逆に、エネーブル信号
が端子34へ印加されていないときには、サンプリング・
パルスが単安定マルチバイブレータ31から取り出され
る。NAND回路32と33の入力端子間に結合されたインバー
タ38は、これらNAND回路を反対のモードで作動させる。
単安定マルチバイブレータ31によって発生されるサンプ
リング・パルスの持続時間は、調節可能であるが選択し
た値の抵抗39によって決定される。他方、単安定マルチ
バイブレータ30からのサンプリング・パルスの幅は、速
度制御用ポテンシオメータの１セクションであるポテン
シオメータ37によって決定される。このポテンシオメー
タ37の値を選択することにより、単安定マルチバイブレ
ータ30からのサンプリング・パルスの持続時間は特定の
トレーサに対して選択され得る。従って、角を曲がる性
能は、パルス幅の選択により装置に導入された低域フィ
ルタの値で改良される。
ド回路15および19で正弦波および余弦波をサンプリング
することにより、前述したように事実上作動する。しか
しながら、サンプリング・パルスの幅は簡単な標準のも
のよりむしろ単安定マルチバイブレータ31または30の選
択によって決定される。エネーブル信号が端子34へ印加
されるときに、サンプリング・パルスは単安定マルチバ
イブレータ30から取り出される。逆に、エネーブル信号
が端子34へ印加されていないときには、サンプリング・
パルスが単安定マルチバイブレータ31から取り出され
る。NAND回路32と33の入力端子間に結合されたインバー
タ38は、これらNAND回路を反対のモードで作動させる。
単安定マルチバイブレータ31によって発生されるサンプ
リング・パルスの持続時間は、調節可能であるが選択し
た値の抵抗39によって決定される。他方、単安定マルチ
バイブレータ30からのサンプリング・パルスの幅は、速
度制御用ポテンシオメータの１セクションであるポテン
シオメータ37によって決定される。このポテンシオメー
タ37の値を選択することにより、単安定マルチバイブレ
ータ30からのサンプリング・パルスの持続時間は特定の
トレーサに対して選択され得る。従って、角を曲がる性
能は、パルス幅の選択により装置に導入された低域フィ
ルタの値で改良される。
端子34へ印加されるエネーブル信号は、オペレータ・コ
ンソール上のスイッチにより或は高速動作と低速動作の
どちらかを選択する速度選択スイッチ上の接点により供
給される。このようにして、装置は低速動作中のみ動作
可能にされ得る。
ンソール上のスイッチにより或は高速動作と低速動作の
どちらかを選択する速度選択スイッチ上の接点により供
給される。このようにして、装置は低速動作中のみ動作
可能にされ得る。
［発明の効果］ この発明によれば、角の追従精度は高速動作と低速動作
の両方において上述した米国特許で得られる精度よりも
はるかに良いという効果が得られる。
の両方において上述した米国特許で得られる精度よりも
はるかに良いという効果が得られる。
図面は、この発明に係る光パターン・トレーサの制御装
置一部の回路略図である。 OSは光スキャナ、14と18は増幅器、15と19はサンプル／
ホールド回路、26はサンプリング・パルス発生器、37と
39はポテンシオメータである。
置一部の回路略図である。 OSは光スキャナ、14と18は増幅器、15と19はサンプル／
ホールド回路、26はサンプリング・パルス発生器、37と
39はポテンシオメータである。
Claims (3)
- 【請求項１】光スキャナと、この光スキャナ中にあって
基準になる正弦波、基準になる余弦波、および走査とパ
ターンが交差する時点を示す検知パルスを発生するため
の手段と、サーボ・システムを駆動しかつマシーンを前
記パターンと接線方向に動かすのに要する座標速度を表
す座標信号を発生するための一対のサンプル／ホールド
回路と、前記正弦波を一方のサンプル／ホールド回路へ
印加するための手段および前記余弦波を他方のサンプル
／ホールド回路へ印加するための手段と、前記検知パル
ス発生手段の前記検知パルスよりサンプリング・パルス
を導出して前記一対のサンプル／ホールド回路へ印加す
るための手段と、前記サンプリング・パルスの持続時間
が前記サーボ・システムの周波数応答特性内で前記サン
プル／ホールド回路の周波数応答を決定するように、前
記サンプリング・パルスの持続時間を或る範囲の値に亘
って選択的に変えるための手段とを備えた円形走査式光
パターン・トレーサ。 - 【請求項２】高速動作時には或る持続時間のサンプリン
グ・パルスが供給され、低速動作時には前記或る持続時
間よりも長い持続時間のサンプリング・パルスが供給さ
れる特許請求の範囲第１項記載の光パターン・トレー
サ。 - 【請求項３】サンプリング・パルスの持続時間がサーボ
・システムの速度に反比例して変わる特許請求の範囲第
１項記載の光パターン・トレーサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA450133 | 1984-03-21 | ||
| CA000450133A CA1247413A (en) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | Line tracer accuracy control |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217048A JPS60217048A (ja) | 1985-10-30 |
| JPH0719273B2 true JPH0719273B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=4127467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055788A Expired - Lifetime JPH0719273B2 (ja) | 1984-03-21 | 1985-03-22 | 円形走査式光パターン・トレーサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4641021A (ja) |
| EP (1) | EP0155394B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0719273B2 (ja) |
| AU (1) | AU568712B2 (ja) |
| CA (1) | CA1247413A (ja) |
| DE (1) | DE3483159D1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1247412A (en) * | 1984-03-21 | 1988-12-28 | Enn Vali | Pattern tracer slowdown circuit |
| CA1270541A (en) * | 1987-04-01 | 1990-06-19 | Enn Vali | Line tracer improved corner circuit |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA917773A (en) * | 1969-10-20 | 1972-12-26 | Canadian Westinghouse Company Limited | Optical pattern tracer |
| CA950553A (en) * | 1971-01-29 | 1974-07-02 | William Dell | Optical pattern following control system |
| US3727120A (en) * | 1971-07-01 | 1973-04-10 | Westinghouse Canada Ltd | Width controlled samplier pulsing a sample-hold thereby effecting a low-pass filter for a sample-data servo |
| US3883735A (en) * | 1973-12-26 | 1975-05-13 | Westinghouse Canada Ltd | Line tracer |
| CA1247412A (en) * | 1984-03-21 | 1988-12-28 | Enn Vali | Pattern tracer slowdown circuit |
-
1984
- 1984-03-21 CA CA000450133A patent/CA1247413A/en not_active Expired
- 1984-12-18 DE DE8484115731T patent/DE3483159D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-12-18 EP EP84115731A patent/EP0155394B1/en not_active Expired
-
1985
- 1985-01-10 AU AU37581/85A patent/AU568712B2/en not_active Ceased
- 1985-01-22 US US06/693,540 patent/US4641021A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-22 JP JP60055788A patent/JPH0719273B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60217048A (ja) | 1985-10-30 |
| EP0155394A3 (en) | 1987-10-28 |
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