KR920007647B1

KR920007647B1 - 모방 제어 장치

Info

Publication number: KR920007647B1
Application number: KR1019870700205A
Authority: KR
Inventors: 에쓰오 야마자끼
Original assignee: 후아낙크 가부시기끼가이샤; 이나바 세이우에몽
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1986-07-21
Publication date: 1992-09-14
Also published as: DE3686758T2; EP0226643A4; US4851750A; KR870700452A; DE3686758D1; WO1987000476A1; JPS6224947A; EP0226643B1; EP0226643A1

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

모방 제어 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 실시예의 블록선도.

제2도는 감속 제어 회로(18)의 구성예를 나타낸 블록선도.

제3도는 제2도의 동작 설명도.

제4도는 종래 예의 결점을 설명한 도면이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 모방 제어 장치의 개량에 관한 것으로, 더 상세하게는 모델 형상의 급변점에서의 감속 제어를, 급변점의 형상에 따른 최적의 것으로 만들 수 있는 모방 제어 장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

제4도에 나타낸 바와 같은 형상의 모델(M)을 모방할 경우, 모델 형상의 급변점 (가)∼(다)를 평탄면과 동일한 속도로 모방하여서는, 급변점 (가)에 있어서는 카터가 워크에 먹혀 들어가는 현상이 생기며, 급변점(나)(다)에 있어서는 스타일러스(ST)가 모델(M)로부터 떨어지는 현상이 생긴다. 이와 같은 일을 방지하기 위하여, 종래에는 트레이서 헤드로부터 출력되는 변위신호의 단위 시간당의 변화량과 미리 정해져 있는 설정치를 비교하여, 변화량이 설정치보다 큰 동안 보내기 속도를 소정 속도로 감속시킴으로써 카터의 먹혀 들어감을 방지하도록 하였다. 즉, 트래이서 헤드로부터 출력되는 변위신호는 모델 형상의 급변점에 있어서 급격히 변화하는 것으로써, 변위신호의 단위 시간당의 변화량도 모델 형상의 급변점에서 급격하게 변화하는 것이므로, 상술한 바와 같이 보내기 속도를 제어함으로써 카터의 먹혀 들어감을 방지할수 있게 된다.

그러나, 상술한 종래에는 급변점의 형상에도 불구하고 변위신호의 변화율이 소정치 이상으로 되었을 때, 보내기 속도를 소정 속도까지 감속시키고 있으므로, 급변점의 형상에 따른 최적한 감속 제어를 행할 수 없는 문제가 있었다. 즉, 상술한 종래에는 각도가 급한 코너부를 가공할때에 있어서도 카터가 모델에 먹혀 들어가지 않도록 하기 위하여, 감속시의 보내기 속도를 낮게 설정해 둘 필요가 있으며, 따라서, 각도가 완만한 코너부에서 감속 제어가 행해졌을 경우, 보내기 속도가 급격하게 변화함으로써 가공면 열화 문제가 있다.

[발명의 개시]

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로서, 그 목적은 급변점의 형상에 따른 최적한 감속 제어를 행할 수 있도록 함에 있다.

본 발명은 전술과 같은 문제점을 해결하기 위하여 모델 표면을 추적하는 트레이서 헤드로부터의 변위신호에 의하여 상기 모델과 트레이서 헤드와의 상대적인 보내기 제어하는 모방 제어 장치에 있어서, 상기 트레이서 헤드로부터 출력되는 변위신호의 단위 시간당의 변화량을 검출하는 검술 수단과, 레벨이 각각 다른 복수개의 한계치와 상기 검출 수단에 의하여 감출한 변화량을 비교하고, 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치에 의하여 정해지는 구역의 어디에 속하는가를 판단하는 판단수단과, 이 판단 수단에 의하여 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치 중의 최소 레벨의 한계치 이상으로 되었다고 판단된 후 상기 최소 레벨의 한계치 이하로 되돌아갔다고 판단될때까지의 동안, 상기 트레이서 헤드와 모델과의 상대적인 보내기 속도를 상기 판단 수단의 판단 결과에 대응한 속도로 감속시켜, 유지하는 감속 제어 수단을 형성한 것이다.

본 발명의 모방 제어 장치는 변위신호의 단위 시간당의 변화량이 복수개의 한계치에 의하여 정해지는 구역의 어디에 속하는가에 따라서, 감속 제어시의 보내기 속도를 결정하는 것이므로, 급변전의 형상에 따른 최적한 감속 제어를 행할 수 있게 된다. 또, 감속 제어 수단은 변화량이 복수개의 한계치 중의 최소 레벨의 한계치를 넘어서 최소 레벨의 한계치 이하로 되돌아갈때까지 감속 제어를 속행하는 것이므로, 감속, 감속해제가 반복되는 일이 없다.

[발명의 최량 실시 형태]

제1도는 본 발명의 실시예의 블록선도로서, 참고부호 1은 트레이서 헤드, 참고부호 2는 스타일서스, 참고부호 3은 변위 합성회로, 참고부호 4는 가산기, 참고부호 5,6은 속도 연산회로, 참고부호 7은 분배회로, 참고부호 8은 게이트회로, 참고부호 9는 절환회로, 참고부호 10은 할출회로, 참고부호 11X, 11Y, 11Z는 각각 X,Y,Z축의 앰프, 참고부호 12X, 12Y, 12Z는 각각 X,Y,Z축의 모우터, 참고부호 13은 마이크로 프로세서, 참고부호 14는 메모리, 참고부호 15는 출력부, 참고부호 16,17은 DA변환기, 참고부호 18은 감속 제어 회로이다.

트레이서 헤드(1)는 모델과 접촉하여 이동하는 스타일러스(2)의 X,Y,Z축 방향의 변위량에 대응한 변위 신호(ε_X,ε_Y,ε_Z)를 출력하고, 이 변위신호(ε_X,ε_Y,ε_Z) 변위 합성회로(3), 절환회로(9) 및 감속 제어회로(18)에 가해진다. 변위 합성회로(3)는 합성 변위신호

을 구하여 가산기(4)에 가하며, 가산기(4)는 합성 변위신호(ε)와 마이크로 프로세서(13)로부터 출력부(15), DA변환기(16)를 통하여 가해지는 기준 변위신호(ε_θ)와의 차 △ε=ε-ε_θ를 구하여 속도 연산회로(5,6)에 가한다. 속도 연산회로(5,6)는 각각 상기차 △ε에 의하여 사선 방향 속도회로(V_N), 접선절환회로(9)는 트레이서 헤드(1)로부터 출력되는 변위신호(ε_X,ε_Y,ε_Z)중 모방 평면을 구성하는 축에 대응한 것을 할출 회로(10)에 가하며 할출회로(10)는 절환회로(9)를 통하여 가해지는 변위신호에 의하여, 변위 방향 신호 sinθ, cosθ을 작성한다. 그리고, 모방 평면이 X-Z평면이면, X,Y축의 변위신호(ε_X,ε_Z)가, 절환회로(9)를 통하여 할출회로(1 0)로부터의 가해지는 변위 방향 신호 sinθ, cosθ 의하여 지령 속도 신호를 작성하고, 이 지령 속도 신호는 게이트회로(8)에 의하여 선택된 앰프에 가해지며, 이로써 무터가 구동하여, 트레이서 헤드(1)와 모델과의 상대적인 보내기가 행해진다. 상술과 같은 동작은 모방 제어로서 주지이므로, 더 상세한 설명은 생략한다.

또 제2도는 모델 형상에 따라서 보내기 속도를 제어하는 감속 제어회로(18)의 구성예를 나타낸 블록선도로서, 참고부호 21∼23은 미분회로, 참고부호 24는 연산회로, 참고부호 25∼27은 비교기, 참고부호 28∼30은 입상 검출회로, 참고부호 31∼33은 하강 검출회로, 참고부호 34, 35는 카운터, 참고부호 36은 비교기, 참고부호 37은 영 검출회로, 참고부호 38은 감쇄기, 참고부호 39은 가감속회로, 참고부호 40은 일치 검출회로, 참고부호 41은 비교기, OR1, OR2는 논리합 게이트, AND는 논리곱 게이트이다.

감속 제어회로(18)내의 미분회로(21∼23)는 트레이서 헤드(1)로부터 가해지는 변위신호(ε_X,ε_Y,ε_Z)를 미분하여 연산회로에 가하는 것이며, 연산회로(24)는 미분회로(21∼23)의 출력신호ε_X',ε_Y',ε_Z'에 의하여

신호를 작성, 출력하는 것이다. 또 비교기(25∼27)는 각각 연산회로(24)의 출력신호(ε')와 미리 정해져 있는 한계치 L₁,L₂,L₃(L₁＜L₂＜L₃)를 비교하여 연산회로(24)의 출력신호(ε')의 쪽이 큰 동안, 그 출력신호(a,b,c)를 ＂1＂로 하는 것이다. 또 입상 검출회로(28∼30)는 각각 비교기(25-27)의 출력신호(a∼c)하강에 있어서, 그 출력신호를 소정 시간 T만 ＂1＂로 하는 것이며, 하강 검출회로(31∼33)는 각각 비교기(25∼27)의 출력신호(a∼c)하강에 있어서 그 출력신호를 소정 시간 T만 ＂1＂로 하는 것이다.

또, 카운터(34)는 입상 검출회로(28∼30)의 출력신호의 논리합을 취하는 논리합 게이트(OR1)의 출력신호(d)가 ＂1＂이 될 때마다 그 카운트 값 CA를 +1하고 논리곱 AND의 출력신호(i)가 ＂1＂로 됨으로써 리세트 되어 그 카운트 값 CA를 「0」으로 하는 것이다. 또 카운터(35)는 +단자에 가해지는 논리합 게이트(OR1)의 출력신호(d)가 ＂1＂로 될 때마다 그 카운트 값 CB를 +1로하고, -단자에 가해지는 논리합 게이트(OR2)의 출력신호(e)가 ＂1＂로 될 때마다 그 카운트 값 CB를 -1로 하는 것이다. 또 비교기(36)은 카운터(34,35)의 카운트 값 CA,CB를 비교하여, CA＞CB의 조건이 만족되어 있을 때, 그 출력신호(f)를 ＂1＂로 하는 것이다. 또, 영 검출회로(37)는 카운터(35)의 카운트 값 CB가 「0」인때, 그 출력신호(g)를 ＂1＂로 하는 것이다.

또, 감쇄기(38)는 카운터(34)의 카운트 값 CA에 따른 감쇄율(카운트 값 CA가 「0」인때는 감쇄율을 영으로하여, 카운트 값 CA가 많아짐에 따라서 감쇄율을 크게 한다.)로 마이크로 프로세서(13)로부터 DA 변환기(17)을 통하여 가해지는 지령 속도신호 Vcmd를 감쇄시키는 것이다. 또 가감속회로(39)는 비교기(41)의 출력신호(K)가 ＂1＂인 때에는, 시정수가 τ₁의 필터로서 동작하며, 비교기(41)의 출력신호(K)가 영인때에는 시정수 τ₂(τ₂＞τ₁)의 필터로서 동작하여, 그 출력신호(Vd)를 속도 연산회로(6)에 가하는 것이다. 단,비교기(41)는 감쇄기(38)의 출력신호(Va)와 가감속회로(39)의 출력신호(Vb)를 비교하여, Vb＞Va의 동안, 그 출력신호(K)를 ＂1＂로 하는 것으로서, 따라서 가감속회로(39)는 감속시에 있어서는 시정수 τ₁의 필터로서 동작하며, 복귀시에 있어서는 시정수 τ₂의 필터로서 동작하게 된다. 또, 일치 검출회로(40)는 감쇄기(38)의 출력신호(Va)와 가감속회로(39)의 출력신호(Vb)가 일치 했을 때, 그 출력신호(h)를 ＂1＂로 하는 것이다. 또 속도 연산회로(6)는 가감속회로(39)의 출력신호 (Vb)의 레벨이 낮아질수록, 동일한 입력 레벨에 대한 출력레벨(Vb)의 레벨에 따라서, 그 입출력 특성을 변화시키는 것으로서, 신호(Vb)의 레벨이 낮아질수록, 동일한 입력 레벨에 대한 출력레벨(접선방향 속도 신호 V_T)을 감소시키는 것이다.

따라서, 여기서 예를 들면 시각 t₁에 있어서 가공위치가 모델 형상의 급변점으로 되었다고 하면, 연산회로(24)의 출력신호(ε＇)는 제3a도에 나타낸 바와 같이 시각 t₁에 있어서 급격히 증가하게 된다.그리하여, 신호 ε'가 격히 증가함으로써, 비교기(25 ∼27)의 출력신호(a∼c)는 각각 동도(B)∼(D)에 나타낸 바와 같이 순차로 ＂0＂으로부터 ＂1＂이 되며, 이에 따라서 입상 검출회로(28∼30)의 출력신호의 논리합을 취하는 논리합 게이트(OR1)의 출력신호 (d)는 동도(E)에 나타낸 바와 같이 신호(a∼c)의 입상에 있어서 ＂1＂로 된다.

또, 논리합 게이트(OR1)의 출력신호(d)가, 동도(E)에 나타낸 바와 같이 변화함으로써 카운터(34,35)의 카운트 값 CA, CB는 각각 동도(G),(H)에 나타낸 바와 같이 「0」「1」…로 점차 증가한다. 또, 카운터(34)의 카운트 값 CA가 증가함으로써, 감쇄기(38)의 감쇄율이 증가하여 감쇄기(38)의 출력신호(Va)는 동도(K)에 실선으로 나타낸 바와 같이, 단계 상으로 감소하며, 이에 수반하여 가감속 회로(39)의 출력신호(Vb)도 동도(K)에 점선으로 나타낸 바와 같이 시정수 τ₁로 Vcmd로부터 점차로 감소한다.

그리하여, 가감속회로(39)의 출력신호(Vb)의 레벨 저하에 비례적으로 속도 연산회로(6)로부터 출력되는 접선방향 속도신호(Vγ)의 레벨이 저하하여, 보내기 속도가 감속된다.

그리고, 이후, 연산회로(24)의 출력신호(ε＇)가 감소하면, 비교기(27,26,25)의 출력신호(c,b,a)는 각각 동도(D),(C),(B)에 나타난 바와 같이 순차 ＂1＂로부터 ＂0＂으로 변화하며, 이에 따라서 하강 검출회로(31∼33)의 출력신호의 논리합을 취하는 논리합 게이트(OR2)의 출력신호(e)는 동도(F)에 나타낸 바와 같이 신호(c∼a)이 하강에 있어서 ＂1＂로 된다. 또 논리합 게이트(OR2)의 출력신호(e)가 동도(F)에 나타낸 바와 같이 변화함으로써, 카운터(35)의 카운트 값 CB는 동도(H)에 나타낸 바와 같이 점차로감소하며, 카운트 값 CB가 「2」로 됨으로써, 비교기(36)의 출력(f)은 동도(I)에 나타낸 바와 같이 ＂1＂로 되며, 카운트값 CB가 (시각 t2)로 됨으로써 영 검출회로(37)의 출력신호 (g)는 동도(J)에 나타낸 바와 같이 ＂1＂로 된다.

그리고 시각 t₂에 있어서 영 검출회로(37)의 출력신호(g)가 ＂1＂로 됨으로써, 동도(I)에 나타낸 비교기(36)의 출력신호(f)와 동도(J)에 나타낸 영 검출회로(37)의 출력신호(g)와 동도(L)에 나타낸 일치 검출회로(40)의 출력신호(h)와의 논리곱을 취하는 논리곱 게이트(AND)의 출력신호 (i)는 동도(M)에 나타낸 바와 같이 ＂1＂로 된다. 이로써, 카운터(34)가 리세트되어, 그 카운트 값 CA가 「0」으로 되므로, 감쇄기(38)의 감쇄율은 영으로 되어, 그 출력신호(Va)의 레벨은 동도(K)에 실선으로 나타낸 바와 같이 Vcmd로 된다. 또 감쇄기(38)의 출력신호(Va)의 레벨이 상승함으로써, 가감속회로 (39)의 출력신호(Vb)도 동도(K)에 점선으로 나타낸 바와 같이 상승한다. 단, 이 경우, Va＞Vb이고, 비교기(41)의 출력신호(K)는 ＂0＂으로 되어 있으므로, 신호(Va)는 시정수 τ₂로 점차로 증가하게 된다.

그리하여 가감속회로(39)의 출력신호(Vb)의 레벨증가에 따라서, 속도 연산회로(6)로부터 출력되는 접선방향 속도신호(Vr)의 레벨이 증가하여, 감속 제어가 해제된다.

이와 같이, 본 실시예는 연산회로(24)의 출력신호(ε')와 복수개의 한계치(L₁∼L₃)(L₁＞L₂＞L₃)를 비교하고, 신호(ε')의 레벨에 따른 속도까지 보내기 속도를 감속시키는 것이므로, 급변점의 형상에 따른 최적한 감속 제어를 행할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예는 신호(ε')가 일단 한계치(L₁)를 넘은 후에는, 다시 신호(ε')가 한계치 (L₁)로 될 때까지 감속 제어상태를 유지하고 있으므로, 감속 제어시에 감속, 감속 해제가 반복되는 일은 없다.

그리고, 상술한 실시예에 있어서는 한계치를 L₁∼L₃의 3개로 하였으나, 복수개이라면 이에 한정되는 것은아니다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 트레이서 헤드로부터 출력되는 변위신호의 단위 시간당의 변화량을 검출하는 검출수단(실시예에 있어서는 미분회로(21∼23), 연산회로(24)로써 된다)과, 레벨이 각각 다른 복수개의 한계치와 상기 검출수단에 의하여 검출한 변화량을 비교하여, 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치에 의하여 정해지는 구역의 어느 것에 속하는가를 판단하는 판단수단(실시예에 있어서는 비교기(25∼27)과, 이 판단수단에 의하여 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치중의 최소 레벨의 한계치 이상으로 되었다고 판단되고나서 상기 최소 레벨의 한계치 이하로 되돌아왔다고 판단될 때까지의 동안, 상기 트레이서 헤드와 모델과의 상대적인 보내기 속도을 상기 판단수단의 판단 결과에 대응한 상대적인 보내기 속도를 상기 판단수단의 판단결과에 대응한 속도롤 감속시키고, 유지하는 감속제어수단(실시예에 있어서는 입상, 하강 검출회로(28∼33), 논리합 게이트(OR1,OR2), 카운터(34,35), 비교기(36), 영 검출회로(37), 논리곱 게이트(AND), 감쇄기(38)등으로써 된다)를 갖는 것으로서, 변위신호의 단위시간당의 변화량, 즉 급변점의 형상에 의하여 감속시의 보내기 속도를 다르게 할 수가 있으므로, 급변점의 형상에 따라서 최적한 감속 제어를 행할 수 있는 이점이 있다. 또한, 감속 제어수단은 변화량이 복수개의 한계치 중의 최소 레벨의 한계치를 넘어서부터 최소 레벨의 한계치 이하로 되돌아갈때까지의 동안, 감속 제어를 속행하는 것이므로, 감속, 감속 해제가 반복되는 일이 없는 이점도 있다.

Claims

모델 표면을 추적하는 트레이서 헤드로부터의 변위신호에 의하여 상기 모델과 트레이서 헤드와의 상대적인 보내기를 제어하는 모방 제어 장치에 있어서, 상기 트래이서 헤드로부터 출력되는 변위신호의 단위 시간당의 변화량을 검출하는 검출수단과, 레벨이 각각 다른 복수개의 한계치와 상기 검출수단에 의하여 검출한 변화량을 비교하고, 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치에 변화량을 비교하고, 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치 판단 수단과, 이 판단 수단에 의하여 상기 변화량이 상기 복수개의 한계치중의 최소 레벨의 한계치 이상으로 되었다고 판단되고나서 상기 최소 레벨의 한계치 이하로 되돌아갔다고 판단될때까지의 동안 상기 트레이서 헤드와 모델과의 상대적인 보내기 속도를 상기 판단수단의 판단 결과에 대응한 속도로 감쇄시켜서, 유지하는 감속 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 모방 제어 장치.