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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988004216A1
    申请号:PCT/JP1987/000872
    申请日:1987-11-11
    公开日:1988-06-16
    发明作者:Hitoshi Matsuura
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23Q35-00
    专利说明:
    [0001] 一 一
    [0002] 明 細 書
    [0003] 回転体な ら い方法
    [0004] 技術分野
    [0005] 本発明は回転体な ら い方法に係 り 、 待に 回転体で あ る モ デル の回転角速度を モ デル に接触す る ス タ イ ラ ス の中 心 と モ デル 回転中心閭の距離に応じ て可変制御す る 回転 体な ら い方法に関す る 。
    [0006] 背景技術
    [0007] な ら い制御に お いて 、 表面な ら い方法は第 3 図に示す よ う に ス タ ィ ラ ス S T を送 り 軸で あ る X軸方向にな ら い 領域で あ る X t〜 X 2の範囲内で移動さ せ る と 共に 、 モ デ ル M D L の形状に応じ て な ら い軸で あ る Z 軸方向に上下 さ せ、 結果的に ス タ イ ラ ス を し て モ デル M D L を な らわ せて 図示し な い カ ツ タ で ワ ー ク に モ デル形状通 り の加工 を施すも のであ る 。 そ し て 、 かか る表面な ら い方法に お いて は 、 送 り 軸 （ X軸） よ り 上方のモ デル形状のみがな ら われ る 。
    [0008] と こ ろで、 カ ム や ゴル フ の ク ラ ブへジ ド を な ら い加工 す る 場合に は、 片面だけではな く 表裏両面を な ら い加工 す る 必要があ る 。 かか る表裹両面のな ら い において前述 の表面な ら い方法を適用 し よ う と す る と第 4 図に示す よ う に ス タ ィ ラ ス S T を表面な ら いか ら裏面な ら いに移行 す る 時 1 8 0 ° 回転 さ せな く て はな ら な い （第 4 図点線参 照） 。 し か し 、 ス タ イ ラ ス を 1 8 0 ° 回転さ せて な ら い を 行わせ る構成は複雑 と な り 、 好ま し く な い 。 - - そ こ で 、 ス タ イ ラ ス を回転させる必要がない回転体な らい方法が提案され、 実用化されて い る 。 この回転体な らい方法は、 第 5 図に示すよ う にモ デル M D L を所定の 回転軸の回 り に回転させる と共に、 モ デル に接触する ス タ イ ラ ス S Tを、 該ス タ イ ラ ス の中心 0 s と 回転中心 0 M を結ぶ方向 （ Z軸方向） に モ デル形扰に応 じ て前後退さ せてな ら い制御を行 う も ので あ る 。
    [0009] と こ ろ で 、 従来の回転体な らい にお いて は モ デル M D L をー定の角速度で回転させる も のであ り 、 こ のため、 モ デル の回転中心と ス タ ィ ラ ス の モ デル接触点閭の距離
    [0010] L に応じて ス タ イ ラ ス と モ デル の相対速度が変化レ、 果的にカツ タ と ワ ー ク の相対速度 （切削速度） が変 す る も ので あ っ た 。 こ のた め従来は距離 Lが最大となる点 に おけ る切削速度 （最大切削速度） が許容速度を纖 な い よ う に角速度を浃定する必要があ り 、 角速度を大き く とれず加工効率が低いと い う 問題があった。
    [0011] - 上か ら、 本発明の目的はモデル の角速度を可変制御 でき、 加工効率を向上でき る回転体な らい方法を提供す る こ と で あ る 。
    [0012] 発明の開示
    [0013] 本発明はモ デルを回転さ せてな らい制御を行う 回転体 な らい制御に関する。
    [0014] スタ イ ラ ス の中心と モデル の回転中心を結ぶ第 1 の方 向 （ Z軸方向） 及び該第 1 方向に直交する第 2 の方向 ( X方向） の速度成分 V ， V X を そ れ ぞれス タ イ ラ ス の - - 三次元変位量を用いて演算す る と共に、 ス タ イ ラ ス の中 心と モ デ ル の回転中心間の距離 L を監視し 、 該距離乙 と 第 2 方向の速度成分 VXを用いて モ デル の回転角速度を求 め 、 速度成分 vzに よ り ス タ イ ラ ス を第 1 方向に移動さ せ 、 求めた角速度でモ デ ルを回転させてな らい制御を行 う 。
    [0015] 図面の簡単な説明
    [0016] 第 1 図は本発明方法の概略説明図、
    [0017] 第 2 図は本発明を実現する装置のブロ ッ ク 図、
    [0018] 第 3 図乃至第 5 図は従来方法説明図であ る 。
    [0019] 発明を実施する ため の最良の形態 第 1 図は本発明方法の概略説明図で、 同図 （ A ) ば初 期状態、 同図 （ B ) はモ デル が 9 0 °回転し た後の状態 め る 。
    [0020] S T は ス タ イ ラ ス 、 M D L は モ デ ル 、 O S は ス タ イ ^ ス の中心、 0„ は モ デ ル の回転中心、 S は ス タ イ ラ ス半径、 R は ス タ ィ ラ ス の最下端点と モ デル回転中心 0„閭の距離、 Lは 03 0„閩の距離であ る 。 尚、 ス タ イ ラ ス の中心点 O s ' と モ デ ル の回転中心 0„を結ぶ方向が Z軸方向 （垂直方向） であ り 、 Z軸に直交する方向が X軸方向 （水平方向） で あ る 。
    [0021] モ デル M D L は回転中心 O m の回 り を時計方向 （ Q軸方 向） に回転し 、 ま たモ デ ル M D L に接触する ス タ イ ラ ス
    [0022] S T は Z軸方向に モ デ ル形状に応じて上下する よ う にな つ て い る 。
    [0023] 本発明の回転体な ら い方法においては、 ス タ ィ ラ ス S T の三次元変位量を用いて ζ軸方向及び Ζ軸に直交する
    [0024] X軸方向 （水平方向） の速度成分 ν ζ , νχ ¾周知の表面 な らい方法におけ る手法と同一の手法で演算する。 そ し て 、 ス タ イ ラ ス の中心 0 s と モデル の回転中心 0 閩の鉅 離 L を監視し、 該距離 L と水平速度成分 V xを用いてモ デ ルの西転角速度 wを求め、 速度成分 v zに よ り ス タ イ ラ ス
    [0025] S T を Z軸方向に移動させ、 求めた角速度 Wでモ デル M D L を回転さ せてな らい制御を行う 。
    [0026] 第 2 図は本発明を実現する装置のブロッ ク 図であ る。
    [0027] D G は変位合成回路、 C C は切替回路、 I N D は割出 回路、 A R N , A R T は速度演算回路、 A D D 1 は加箕 器、 D C は ;8·配回路、 D A I , D A 2 は D A変換器、 C P Uはコ ン ピュ ータ構成の制御装置、 M E Mはメ モ リ 、 K B はキー ボー ド、 M Z , M Qは Z軸及び回転輸 あ る Q軸のサーボモータ 、 D Ft Z , D R Qは Z軸及び Q軸 サ一 ボ モータ を駆動する驥動回路、 P Z ， P Qは位置検 出器、 C Z , C Q は現在位置を記億する アツ プ/ダ ウ ン カ ウ ン タ （現在位置カ ウ ン タ ） 、 T R は ト レ ーサ へ ッ ド 、 S T はス タ イ ラ ス 、 C T は 力 タ タ 、 B は ベル ト 、 W K は ワ ー ク 、 M D L は モ デルで ある o 尚、 ト レ ーサ へ 、ジ ド T R と カツ タ C Tは一体に Z方向に移動する よ う になつて お り 、 ま たモデル M D L と ワ ー ク 1 W K は ベル ト を介し て 同一の回転を行 う よ う にな つてい る。
    [0028] 以下、 第 1 図、 第 2 図に従って本発明方法を説明する。 予め、 キ 一 ボー ド K B か ら ス タ ィ ラ ス S T の半径 S と 、 一 —
    [0029] 初期状態 （第 1 図 （ A ) 参照） に おけ る ス タ イ ラ ス の最 下端点と モ デ ル回転中心 0„閩の距離 R。 と を入力し て メ モ リ M E M に設定してお く o
    [0030] こ の状態にお い て 、 モ デ ル M D L を初期状態位置に位 置させ、 ついで回転体な らいの起動をかけて ア プ ロ ーチ 動作に よ り ス タ イ ラ ス S T をモ デ ル に接触させる （第 1 図 （ A ) 参照） 。
    [0031] ス タ ィ ラ ス S T が モ デ ル M D L に接触してア プ ロ ー チ が終了すれば以下に示す本発明にかかる 回転体な らいが 開始する 。
    [0032] ト レ 一 サ へ ク ド T R は 、 モ デ ル M D L に接触す る ス タ ィ ラ ス S T の三次元変位に応じ た変位信号 ε χ ， ε γ , ε - を出力し 、 変位合成回路 D G は、 変位信号 ε χ ， ε γ , ε
    [0033] 2 2
    [0034] か ら合成変位信号 s = ε ^ + ε： Υ + ε； Ζ を作成しで靠 器 A D D 1 に加え、 加算器 A D D 1 は合成変位信号 s と 基準変位信号 ε 。 と の差.を求めて速度演算回路 A R N ， A R T に加え、 速度演算回路 A R N ， A R T は、 それぞれ 法線方向速度信号 VN及び接線方向速度信号 ντを求めて 分配回路 D C に加え る 。 又、 切替回路 C C は、 変位信号 ε χ ε ζを割出回路 I N D に加え、 割出回路 I N Dは変位 ί言号 ε χ , ε ζに基づいて変位方向 ί言号 s i nな， c o s なを作 成し 、 分配回路 D C に加え る 。 分配回路 D C は、 変位方 向信号 s i ii cr, C O S cr、 法線方向速度信号 VN及び接線方向 速度信号 VTか ら X軸， Ζ軸方向の指令速度信号 Vx , V 2 を作成する 。 以上は直交座標系におけ る表面な ら い制御 と全ぐ同じであ り 周知である 。
    [0035] 一方、 制御装置 c P Uは所定のサ ン プ リ ン グ時閩厶 T 毎に現在位置カ ウ ン タ c Zか ら Z軸の現在位置 z aを読み 取る 共に、
    [0036] Z - Z . → 厶 Z .
    [0037] に よ り 、 1 サ ンプ リ ン グ時閭厶 τ の閭の Z軸方向移動量 Δ Z を求める と共に （ Z , は Δ T前の時刻におけ る現在 位置） 、 初期位置 （第 1 図 （ B ) 点線参照） と現位置
    [0038] (第 1 図 （ B ) 実線参照） に お け る ス タ イ ラ ス中心 Os の Z軸方向変位量 Δ Z を次式
    [0039] Δ Z + 厶 Z . — 厶 Z
    [0040] に よ り 更新する 。
    [0041] つ い で 、 制御装置 C P U は次式
    [0042] R0+S +厶 Z→L
    [0043] に よ り 、 ス タ イ ラ ス S T の中心 0„ と モデル の回転中心 O„閭の距離 L を演算する 。 尚、 第 1 図 （ B ) に お いて Δ Z の符号は マ イ ナ ス と な っ て い る 。
    [0044] しかる後、 制御装置 C P Uは分配回路 D Cか ら X軸方 向速度 Vxを読み取 り 、 前記求めた距離 L と速度成分 Vx を用いて該水平逮度 Vxに応じたモ デル の回転角速度 Wを 次式
    [0045] Ϋノ L→W
    [0046] に よ り 求めて出力する 。
    [0047] D A変換器 D A I , D A 2 はそれぞれ Z軸速度成分 Vz 角速度 Wをア ナ ロ グ の速度指令電圧に変換して駆動回路 D R Z ， D R Q に入力 し 、 対応のサ ー ボ モ ータ M Z , M Q を 回転さ せ る 。 こ れに よ り 、 モ デ ル M D L が回転す る と 共に ス タ イ ラ ス S T が Z 方向に移動し 、 同様に ワ ー ク W K がモ デ ル と 一体に回転す る と 共に カ ツ タ C T がス タ ィ ラ ス と 一体に移動し て ワ ー ク に モ デ ル形状通 り の加工 が施さ れる 。 そ し て 、 以後新たな変位量に基づ いて上記 動作が繰 り 返さ れ る 。
    [0048] 以上本発明に よ ればモ デ ル の回転角速度を 、 モ デ ル 回 転中心点 と ス タ ィ ラ ス の中心点閩の距離 L に応じ て可変 制御す る よ う に構成し たか ら 、 常時切削面速度一定の加 ェがで き 、 加工効率を向上す る こ と がで き る 。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1 、 モ デルを回転させる と共に、 モ デル に接触する ス タ イ ラ スを該回転中心方向にモデル形状に応じて前後退 ざせてな らい制御を行う 回転体な らい方法において、 ス タ イ ラ ス中心と前記モ デル回転中心を結ぶ第 1 の方 向及び該第 1方向に直交する第 2 の方向の速度成分 V z，
    V xを それぞれス タ イ ラ ス の三次元変位量を用いて演算す る と共-に、 ス タ イ ラ ス の中心と前記もデル の回転中心閭 の距離 L を監視し、
    該距離 L と第 2 方向の速度成分 v xを用いてモデル 回 転角速度 w 求め、
    速度成分 v zに よ スタ イ ラ ス を第 1 方向に移動 ¾、 前記求めた角速度でモデルを回転させてな らい制鶴秦行 う こ と を特徵とする回転体な らい方法。
    2 ♦ 回転角速度 Wを次式
    V v / L W
    に よ り 演算する こ と を特徵とする待許請求の範囲第 1 項 記載の回転体な らい方法。
    3 . ス タ イ ラ ス の半径 S と 、 初期状態に お け る ス タ イ ラス下端点と モ デル回転中心閭の距離を R。 と を予め入力 してお く と共に、 初期位置か らス タ イ ラ ス中心までの Z 軸方向変位量△ Z を監視し、
    R 0 + S +厶 Z — L
    に よ り 、 ス タ ィ ラ ス中心と モ デル回転中心閩の距離 L を 算出する こ と を待徵とする特許請求の範囲第 1 項記戴の 回転体な らい方法
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    法律状态:
    1988-06-16| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1988-06-16| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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