WO1991002624A1 - Profile control apparatus - Google Patents

Description

明 細 書 ならい制御装置 技 術 分 野

本発明はならい制御装置に関し、 特にコ一ナ部等で力 ッタ がワークにく い込むことがないならい制御装置に関する。 背 景 技 術

ならい制御装置はスタィ ラスに加わる各軸の変位量を ト レ 一サへッ ドにより検出し、 この変位量を用いてならい演算回 路において各軸の速度指令値を演算する。 そして、 この速度 指令値により各軸のモータを駆動して力 ッタをワークに対し て相対的に移動させると共に、 同速度でト レーサへッ ドをモ デル面に沿つて移動させ、 これら動作を繰り返してワークに モデルの形状と同形の加工を施している。

しかし、 この種のならい制御装置ではモデルの急変部分を 正確にならえない問題があった。 すなわち、 スタイ ラスがモ デルのコーナ部等に突き当たると、 サ一ボ系の遅れのために ト レーサへッ ドが行き過ぎ、 結果的に力ッタも同じ量だけヮ ークにく い込み、 コーナ部の加工精度が低下する。 . 発 明 の 開 示

•本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 コー ナ部において力 ッタがワークにくい込むことがない、 すなわ ち精度の良いならい制御装置を提供することを目的とする。 本発叨では上記課題を解決するために、

ト レーザへッ ドにより検出された変位量を用いて各軸の速 度指令値を演算し、 前記速度指令値で前記各軸の速度を制御 してカ ツタをワークに対して相対的に移動させると共に、 前 記ト レーサへッ ドをモデル面に沿って移動して、 前記ワーク にならい加工を施すならい制御装置において、 前記各軸毎の 速度指令値の変化分に比例した所定値を算出する演算手段と， 前記各所定値を移動量としてモデルのみをそれぞれ前記各軸 と平行に移動する移動制御手段と、 を有することを特徴とす るならい制御装置が提供される。

ならい工作機械のメ ィ ンテーブル上に、 モデルのみを乗せ るサブテ一ブルを設け、 このサブテ一ブルを速度指令値の変 化分に比例した量、 例えばサーボ系の.遅れ量だけ、 メ イ ンテ 一ブルの移動方向と同方向に移動させる。 この結果、 ト レー サへッ ドはカ ツタに対して常に先行して移動し、 ト レーサへ ッ ドがコーナ部に突き当たって軸速度が減少すると、 その減 少分に相当する量だけサブテーブルが戻る。 この戻り量はそ の軸方向の ト レーサへッ ドのく い込み量に相当する。 したが つて、 カ ツタの移動量はト レーサへッ ドに比較してこのくい 込み量だけ減少し、 カツタのくい込みを防止できる。

図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1図は本発明の一実施例のならい制御装置のハ ードゥエ ァのブロック図、 第 2図は本発明の一実施例のならい制御装置に接続される な い工作機械の構成図、

第 3図はモデルのコ一ナ部を示した図、

第 4図は本発明の一実施例のコーナ部における ト レ一サへ ッ ドとカ ツタの動きを示したグラフである。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第 1図は本発明の一実施例のならい制御装置のハードウュ ァのブロ ッ ク図である。 図において、 プロセッサ 1 1 はバス 1 0を介して R O M 1 2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ならい制御装置 1の全体の動作を制御する。 R A M 1 3には後述す.る ト レー サヘッ ドで検出された各軸の変位量 ε 、 ε _y、 ε ζや、 そ の他の一時的なデータが格納される。 不揮発性メモリ 1 4は 図示されていないバッテ リでバッ クアツプされており、 イ ン ターフ ェ ース 1 5を介して操作盤 2より入力されたならい方 向、 ならい速度等の各種のパラ メ ータを格納する。

プロセッサ 1 1 は.変位量 ε χ、 及び ε ζ 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、 各軸の速度指令値 V X及び V ζを発生する。 速度 _指令値 V x 及び V zは D Z A変換器 1 6 及び 1 6 2でァナログ変換さ れた後、 サーボア ンプ 1 7 X及び 1 Ί zによって増幅して出 力され、 後述するな'らい工作機械の X軸、 Y軸の各メ ィ ンモ 一夕が駆動される。 一方、 これとは別に速度指令値 V X及び V zは演算回路 1

8 u及び 1 8 wでそれぞれ l Z G x及び l Z G z (但し、 G X及び G zはそれぞれ X軸及び Z軸のサーボ系のゲイ ン） に 除算され、 変換回路 1 9 u及び 1 9 wで指令値 S u及び S w に変換される。 指令値 S u及び S wは D Z A変換器 2 0 u及 び 2 0 wでアナ口グ変換された後、 サーボアンプ 2 1 u及び 2 1 wによって増幅して出力され、 ならい工作機械の U軸、 W軸の各サブモータが駆動される。

第 2図は上記のならい制御装置に接続されるならい工作機 械の構成図である。 図において、 ト レーサヘッ ド 3 1 は、 そ の先端のスタィ ラ ス 3 2がモデル 3 3に接触することにより ' 生じる X軸、 Y軸及び Z軸方向の各変位量 ε x、 t y及び ε ζを検出し、 ならい制御装置 1 に入力している。

ト レーサへッ ド 3 1及びカ ツタ 3 4は共にコ ラム 3 5に装 着され、 コ ラ ム 3 5はメ イ ンモータ 3 6 ζによって Ζ軸方向 に移動される。 また、 メ イ ンテーブル 3 7はメ イ ンモータ 3 6 Xによって X軸方向に移動される。 一方、 これらのメ イ ン モータの他に、 モデル 3 3を乗せたサブテーブル 3 8のみを X軸と平行な U軸方向に移動するサブモータ 3 9 uと、 同じ くサブテーブル 3 8のみを Ζ軸と平行な W軸方向に移動する サブモータ 3 9 wがメ イ ンテーブル 3 7内に設けられている。 ワーク 4 0はメ イ ンテーブル 3 7上に固定される。 - そして、 メ ィ ンモータ 3 6 X及び 3 6 Ζは前述した速度指 令値 V X及び V yに従って回転し、 サブモータ 3 9 u及び 3

9 wは指令值 S u及び S wに従って.回転する。 さて、 指令値 S u及び S wは速度指令値 V X及び V yをそ れぞれ X軸及び Y軸のサーボ系のゲイ ンで除算した値に比例 しており、 換言すれば各軸のサ一ボ系の遅れに比例している。 したがって、 ならいを開始すると、 ト レーザへッ ド 3 1 は力 ッタ 3 4に対して常にこの遅れ量だけ先行して進むことにな る

この状態で、 ト レーサへッ ド 3 1が例えば第 3図のような モデルのコ ー .ナ.部 C Nに突き当たって X軸方向の速度が減少 (この場合には 0 ) すると、 その直後にサブテーブル 3 8が 先行していた方向と逆方向に移動を開始し、 最終的には ト レ —ザへッ ド 3 1 の今までの X軸方向の先行量がキャ ンセルさ れる。 すなわち、 この時点でカ ツタ 3 4が卜 レーサヘッ ド 3 1 に追いつく。

この様子を'第 4図に示す。 図において、 縦軸は X軸上の位 置、 横軸は時間であり、 実線は ト レーサへッ ドの動き、 点線 はカ ツ夕の動きを示す。 ト レ一サへッ ドがモデルにく い込む と、 く い込んだ位置から正常な位置に戻った時点でカツ夕と ト レ―サへッ ドの位置が一致する。 すなわち、 カ ツタの X軸 方向の移動量は ト レ一サへッ ドに比較してくい.込み量だけ減 少し、 削りすぎる事態は生じない。

なお、 上記の説明ではコ ラムとメ イ ンテーブル間の移動、 及びト レ一サへッ ドとサブテーブル間の移動をそれぞれ 2軸 で行ったが、 これらの軸数は適宣増減できる。

以上説明したように本発.明では.、 速度指令値の変化分に比 例した所定量を求め、 これを位置指令値としてモデルのみを 移動させるので、 コーナ部等で ト レーサへッ ドがモデルにく い込んでも、 カ ツ タはワークにく い込まず、 ならい加工の精 度が向上する'。

Claims

求 の 範 囲

1' . ト レーサへッ ドにより検出された変位量を用いて各軸 の速度指令'値を演算し、 前記速度指令値で前記各軸の速度を 制御して力 ッタをワークに対.して相対的に移動させると共に、 前記 ト レーサへッ ドをモデル面に沿って移動して、 前記ヮー クにならい加工を施すならい制御装置において、

前記各軸毎の速度指令値の^化分に比例した所定値を算出 する演算手段と、

前記各所定値を移動量と してモデルのみをそれぞれ前記各 軸と平行に移動する移動制御手段と、

を有することを特徴とするならい制御装置。

2 . 前記各所定値を前記各軸毎のサーボ系の遅れ量とする ことを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載のならい制御装

3 . 前記遅れ量は前記速度指令値を対応する軸のサーボ系 のゲイ ンで除算して求めることを特徵とする特許請求の範囲 第 1項記載のならい制御装置。