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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988010173A1
    申请号:PCT/JP1988/000608
    申请日:1988-06-20
    公开日:1988-12-29
    发明作者:Hitoshi Matsuura；Osamu Tsukamoto
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23Q35-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 輪郭倣い装置
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は、 モ デルの輪郭形状 に沿 っ て ワー ク の外部或 い ほ そ の内部を削 り 取る切削加工を行な う た め の輪郭倣 い装置 に 関す る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 一般 に ワ ー ク を機械加工す る に は、 ワ ー ク を所望形状 に 荒加工 し た後、 仕上げ加工を行 っ て い る 。 特 に ム ク 材 ( ワ ーク ） か ら金型を加工す る時 に は、 荒加工工程が大 き な比重を占め る場合が多い。 こ の金型加工 に 自動化、 即ち数値制御 （ N C ) 化が進んでい る が、 中で も.荒加工 工程の能率向上が要求さ れて い る 。
    [0007] 従来、 ボ ケ ヅ ト な ど の荒加工 に お い て は、 第 1 0 図 ( A ) に示す様 に Z i の高さ で刃物 2 を X Y平面内で移 動さ せ、 ワーク 1 の指定の領域 A R 1 を削 り 取 り 、 次 に 第 1 0 図 （ B ) の如 く 刃物 2 を Z 2 の高さ に下げて、 そ の高さ での ワ ーク 1 の領域 A R 2 , A R 3 を削 り 取る と い つ た 2 次元の フ ラ イ ス加工を行 っ て い る 。
    [0008] し か し なが ら 、 こ う し た従来の フ ラ イ ス加工 に よ る荒 加ェで は時間がかか り 、 加工効率が悪い と い う 問題点が あ つ た。 特 に金型加工 に おい て ほ荒加工 に時間がかか る だ け で な く 、 そ の後 に行なわれ る仕上げ加工の効率を向 上さ せ る ため に は、 加工面を出来る だ け滑 ら か に す る こ と が要求 さ れて い た。 発 明 の 開 示
    [0009] 本発明 は、 こ う し た問題点を解決すべ く な さ れ た も の で、 荒加工の時間を短縮する と と も に加工面を滑 ら か に 形成す る よ う に し た輪郭倣い装置を提供する こ と を 目 的 と し てい る。
    [0010] 本発明に よ れば、 モデル形状に沿っ て 3 軸方向に移動 可能な ト レーサへ ッ ド を有 し、 こ の 卜 レーサへ ッ ド の変 位に同期 し て切削工具の動作量を制御す る輪郭倣い装置 に お い て、 前記 卜 レ ーサへ ヅ ド の 1 軸 に っ レ、 て リ ミ ツ 卜 を設定す る と と も に該 リ ミ ツ 卜 で決定さ れる移動平面内 で の移動方向 に対 し て平行 な リ ミ ッ 卜 及ぴ直交す る リ ミ 、ソ 卜 を設定す る リ ミ ッ .ト 設定手段 と、 前記 ト レ ーサ.. へ ッ ド の移動方向に対 して設定さ れる リ ミ ツ 卜 の極性を 判別す る 極性判別手段 と 、 前記設定 さ れ た リ ミ ツ 卜 に よ っ て規定される範囲で輪郭倣いをク ラ ン プする ク ラ ン ブ手段 と を具備す る こ と を特徴 と す る輪郭倣い装置が提 供で き る 。
    [0011] 従っ て本発明の輪郭倣い装置は、 モ デル形状に沿っ て 3 軸方向に移動可能な ト レーサへ ッ ド に同期 し て切削ェ 具の動作を制御 し て、 モデル形状が凹型の場合や ώ型の 場合のいずれで あ っ て も、 設定さ れた リ ミ ッ ト の規定す る範囲で輪郭倣いを ク ラ ン プ し て荒加工を行な う と と も に、 ク ラ ン プが解除さ れた と こ ろ で ほ仕上げ加工 と同程 度の輪郭倣い に よ る切削加工を行な う こ と がで き 、 荒加 ェ と 同時に輪郭做い機能を利用 し て効率良く 且つ滑 ら か な加工面を形成す る こ と がで き る。
    [0012] 図面の簡単な説明
    [0013] 第 1 図乃至第 8 図は本発明 に よ る倣い動作を説明す る 図、 第 9 図は、 本発明の輪郭倣い装置の一例を示す構成 説明図、 第 1 0 図 （ A ) , ( B ) は、 従来の荒加工の一 例を示す説明図で あ る。
    [0014] 発明を実施す る ための最良の形態
    [0015] 以下、 図面を用い て本発明の一実施例 に つい て詳細 に 説明す る 。
    [0016] 第 9 図は本発明の一実施例の説明図であ る 。 輪郭倣い 装置 T D M は、 ト レーサヘ ッ ド T C と カ ツ タ C T を有 し て レヽ る。 ト レ ーサヘ ッ ド T C は先端 に ス タ イ ラ ス 4.を有 し、 ス タ イ ラ ス 4 は Z 軸， X軸 ·， Y軸方向 に微小可動 し う る様 に保持さ れ、 ス タ イ ラ ス 4 の微小可動を変位量 e と し て差動検出器で検出 し て 出力す る も の であ る 。 カ ツ タ C T は例え ば切削工具 5 であ り 、 M D L は前述のモデ ル、 W K は前述の ワ ーク 1 であ る 。 C L M は コ ラ ム であ り 、 ト レーサヘ ッ ド T C 及びカ ツ タ C T が装着 さ れて お り 、 Z M は Z 軸モ ー タ で あ り 、 コ ラ ム C L M を Z 軸方向 に送 り 駆動す る 。 T B L は テーブルであ り 、 モ デル M D L 及びワ ーク W K が こ こ に搭載さ れ、 X , Y方向 に移動 可能 に な っ てい る 。 X M , Y M ほ各々 X軸， Y 軸モータ で あ り 、 各々 テー ブル T B L を X軸， Y 軸 に送 り 駆動す る も の であ る 。 こ れ ら に よ り 輪郭倣い装置 T D M は構成 さ れ て い る 。 S V X , S V Y , S V Z は各 々 X 軸 ， Y 軸， Z 軸のサーボ回路であ り 、 N C は倣い制御装置であ る 。 P C は倣い制御装置のプロ セ ッ サであ り 、 通常の倣 い演算を行 う も の、 M E M は倣い制御装置 N C の メ モ リ で あ り 、 プ ロ グ ラ ム 、 デ ー タ 等 を 記憶す る も の で あ る 。
    [0017] 次に上記輪郭倣い装置 T D M に お け る倣い動作につい て説明す る。 本発明で は、 モデル形状が ώ型の場合に は 収束型の動作を行ない、 凹型の場合に は発散型の動作を 行な う よ う に制御さ れる。
    [0018] 第 1 図 （ Α ) は、 モ デルの側面形状を示すも の で、 ま ず こ こ で、 Ζ 軸 につい ての ス ト ッ プ点が設定さ れる 。 こ れは輪郭倣い装置の繰 り 返し機能に よ り 複数の X - Υ平 面を設定す る も の で、 例えば、 第 1 図 （ Β ) に示す よ う なス ト ッ プ点で リ ミ 、ソ ト さ れる X - Υ平面上に スタ ー ト 点を決定する もの と す る。
    [0019] 決定さ れたス ター 卜 点がモデル M D L上あ る い ほモデ ル内に な ければ Ζ 軸をク ラ ン プ し て、 『 な ら い方向』 の 設定に応じ て指定さ れた 『初期移動量 A 』 に よ る移動距 離 a だ け ト レ ーサへ ヅ ド を移動す る 。 こ の 『 な ら い方 向』 は、 スタ ー ト 点か ら ± X , 土 Y のいずれを選択す る こ と が可能であ り 、 『初期移動量 A 』 は符号な しのイ ン ク リ メ ンタ ル量と し て設定さ れる。
    [0020] ト レーサへ ッ ド は こ う して上記 『 な ら い方向』 に よ り 規定さ れる移動方向 に対 して、 リ ミ ッ ト の極性が設定さ れ、 こ の設定された リ ミ 卜 の規定する範囲で輪郭倣い が ク ラ ン プ さ れ た状態で点 A に移動す る 。 こ こ で は、 点 A に到達す る ま で に 、 ト レ ーサへ ヅ ド は モ デル に接触 し な い。
    [0021] 点 A で は、 そ れ ま で の リ ミ ッ ト に 換 え て 、 そ れ に直交 す る 新 た な リ ミ ッ ト が設定 さ れ る 。 A 点 で の回転方向 は、 第 2 図 に示す様 に、 『 十 』 記号に よ り 反時計周 り が 指定さ れ、 『 - 』 記号に よ り 時計周 り の方向が指定さ れ る 。 こ こ で は、 『回転方向』 が 『 一 』 と 指定さ れて、 且 つ第 2 の 『初期移動量 B 』 と し て距離 b が指定さ れて い る 。
    [0022] 点 B で も 、 A 点で と 同様 に時計周 り に新た な リ ミ ツ 卜 が設定さ れ、 且つ上記距離 a の値 に 『切込量 d 』 を加算 し た 値が、 'こ こ で の移動量 と し て 指定 さ れ る 。 そ の結 果、 点 C で再び新た な ！) 'ミ ツ 卜 を設定す る 際 に、 ト レー サ ヘ ッ ド は モ デ ル に 少 し接近す る 。 こ う し て ト レ ー サ ヘ ッ ド は点 D , E , F … と 輪郭倣い が ク ラ ン プ さ れ た状 態で移動 し、 点 H で の リ ミ ッ ト に規定さ れ る移動方向に おいて、 モ デルの表面 と 接触す る 。
    [0023] こ の よ う に ト レーサへ ッ ド がク ラ ン プ さ れた状態で移 動中 に モ デル と 接触す る と 、 ク ラ ン プ状態は解除さ れ、 モ デ ルの形状 に沿 つ た輪郭倣いが実行さ れ る 。 そ し て 、 図の よ う に X軸方向の移動距離が点 H で規定 し た所定距 離を越え た場合で も 、 なお ト レ ーサヘ ッ ド がモ デル に接 触 し て いればク ラ ン プ解除状態は維持さ れ、 ひ き続 き モ デル形状 に沿 つ た輪郭倣いが続行 さ れ る 。 以上の動作を 次の条件が成立す る ま で繰 り 返す。
    [0024] つ ま り 、 4 回の リ ミ ッ ト の再設定に よ り モ デルの周囲 を ト レ ーサヘ ッ ド が 1 周す る が、 そ の間 に 、 ト レ ーサ へ ド のス タ.ィ ラ スが常時モ デルあ る い は後述す る終了 リ ミ ッ ト の い ず れか に触れ てい た場合、 又 は、 『切込 量』 d に よ り 更新されて き た移動距離 a , b のいずれか の値が負 に な っ た場合に ト レーサへ ッ ド の移動ほ終了す る 。
    [0025] 第 3 図は、 第 1 図 （ A ) と 同様な側面形状のモデル に おいて、 特定の Z軸のス ト 、ジ ブ点を設定し た時に決定さ れる移動平面の一例であ る。 こ の場合に第 1 図 （ B ) と 同様の、 单に中心に向か っ て収束す る輪郭倣いを行な う と 、 中央部で窪ん だモデル形状の斜線部分に削 り 残 しが 生 じ る。
    [0026] 第 4 図は、 こ う し た削 り 残し を防止す るため、 『 目標 点』 M を設定し て、 ト レーサへ 、ジ ド の移動の終了点が こ の 『 目標点』 に近づ く よ う に リ ミ ッ ト を設定 し た も の で あ る。 こ の点の設定に際 し て は、 こ れを原点 と する X , γ軸の各半直線がモデルの輪郭 と 2 回以上交わ ら ない こ と が条件 と な る。
    [0027] 第 5 図は、 凹型モデルの場合に行なわれる発散型のク ラ ン プ倣いの例であ る。
    [0028] スタ ー ト 点から の回転方向は、 第 6 図に示すよ う に、
    [0029] + で反時計方向、 一 で時計方向 と規定さ れて い る 。 こ の 発散型のク ラ ン プ倣いが、 上述の収束型と異な る の は、 切込量 d の符号 と 終了条件で あ り 、 又、 ス タ ー ト 点の設 定は、 発散型の終了点 と 同様 に、 こ れを原点 と す る X , Y 軸の各半直線がモ デルの輪郭 と 2 回以上交わ ら ない こ と が条件であ る 。
    [0030] な お 、 切 削 工 具 の 移 動 速 度 に つ い て ほ 、 第 7 図 ( A ) , ( B ) に示す通 り 、 各パス毎に e の部分 に減速 領域が設定さ れる 。 つ ま り 、 1 回のパス上での残 り 量が 特定の シス テ ム パ ラ メ ータ （ # 7 9 4 1 ) に設定さ れた 値以下 に な る と 、 別 の シ ス テ ム ノヽ ' ラ メ 一 タ （ # 7 9 4 2 ) に設定さ れた速度に変更さ れる 。 但 し、 指令速度が シス テ ム パ ラ メ ータ の規定す る速度以下の時 に は、 速度 は変 ら ない。
    [0031] 第 8 図は、 発散型の場合の終了 リ ミ ツ ト を設定す る方 法 を示 し て い る 。 発散型の場合 に は 、 ± X , 土 Y の リ ミ ツ ト を設定 し て、 加工のエ リ ア を指定す る こ と がで き る 。 図の例で は、 一 Y を越え て Y軸を負方向 に移動さ せ て加工す る こ と が禁止さ れ る 。
    [0032] 以上、 本発明の一実施例を説明 し たが、 本発明 は こ れ に限定さ れる も の で な く 、 本発明の要旨の範囲内で種々 の変形が可能であ っ て、 こ れ ら を本発明の範囲か ら排除 す る も ので は ない。
    [0033] 産業上の利用可能性
    [0034] 本発明の輪郭倣い装置は、 モ デル形状が凹型の場合や 凸型の場合のいずれで あ っ て も 、 設定さ れ た リ ミ ツ ト の 規定す る範囲で輪郭倣い を ク ラ ン ブ し て荒加工を行な う 同時に輪郭倣い機能を利用 し て効率良 く 且つ滑 ら か な 加工面を形成す る こ と がで き る 。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    ( 1 ) モ デ ル形状 に 沿 つ て 3 軸方向 に 移動可能 な 卜 レ ー サ へ ッ ド を有 し、 こ の' ト レ ーサヘ ッ ド の変位 に 同期 し て切削ェ具の動作量を制御す る輪郭倣い装置は、 次を 含む ：
    前記 ト レ一サへ ッ ド の 1 軸に つい て リ ミ ヅ 卜 を設定す る と と ち に該 リ ミ ッ ト で決定さ れ る移動平面内での移動 方向 に対 し て平行な リ ミ ツ 卜 及び直交す る リ ミ ツ 卜 を設 定す る リ ミ ッ 卜 設定手段 ；
    前記 ト レ一サへ ッ ド の移動方向 に対 し て設定さ れる リ ミ ツ 卜 の極'性を判別す る極性判別手段 ；
    前記設定さ れた リ .ミ ツ ト ，に よ っ て規定さ れる範囲で輪 郭 mぃ を ク ラ ン プす る ク ラ ン プ手段。
    ( 2 ) ト レーサヘ ッ ド がク ラ ン プさ れ た状態で移動中 に モ デ ル と 接触 し た と き ク ラ ン プ状態を解除す る ク ラ ン ブ 解 除 手 段 を 有 す る こ と を 特徴 と す る 請 求 の 範 囲第 ( 1 ) 項記載の輪郭倣い装置。
    ( 3 ) 前記 卜 レ ーサへ ッ ド が所定距離だ け移動 し たの ち 、 前記移動平面内で そ れ ま での リ ミ ッ ト に 直交す る新 た な リ ミ ツ ト を作成す る リ ミ ツ ト 作成手段を有す る こ と を特徵 と す る 請求 の範囲第 （ 1 ) 項記載の輪郭倣い装 o
    ( 4 ) 前記 ト レーサヘ ッ ド が所定距離だ け移動 し た と き モデル と 接触 してい る か否かを検出する検出手段を有 し、 ト レーサヘ ッ ド と モデル と が接触 し ていれば、 前記 ク ラ ン プ解除手段に よ り ク ラ ン プ解除状態を維持する こ 5 と を特徴 と す る請求の範囲第 （ 2 ) 項記載の輪郭倣い装
    ( 5 ) 前記 リ ミ ツ ト 作成手段で作成 さ れ た新 た な リ ミ ツ 卜 がモ デ ル の 内側が否か を判別す る 判別手段を有 0 し 、 モ デルの内側と判別された と き 、 前記 リ ミ ッ ト 設定 手段で設定さ れた リ ミ ッ ト に拘 ら ずク ラ ン プ解除状態を 維持する こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 3 ) 項記載の 輪郭倣い装置。 5 ( 6 ) 前記移動平面内で設定さ れる新た な リ ミ ッ ト が 予め定め ら れた一定値づつ変化す る よ う に移動距離を記 憶す る記憶..手段を有 レ、 モ デ ^形状が凹型の場合に ほ前 記 リ ミ ツ 卜 を拡大 し て、 モデル形状についての輪郭倣い を発散型に ク ラ ン プ し、 凸型の場合に は縮小 して収束型 に ク ラ ン プする こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 3 ) 項 記載の輪郭倣い装置。
    Z 5
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3851877D1|1994-11-24|
    EP0323517A1|1989-07-12|
    EP0323517A4|1991-04-17|
    US5015130A|1991-05-14|
    DE3851877T2|1995-02-23|
    EP0323517B1|1994-10-19|
    JPS63318246A|1988-12-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-12-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1988-12-29| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
    1989-01-25| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988905449 Country of ref document: EP |
    1989-07-12| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988905449 Country of ref document: EP |
    1994-10-19| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988905449 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP15257387A|JPS63318246A|1987-06-19|1987-06-19|Contour copying apparatus|
    JP62/152573||1987-06-19||DE19883851877| DE3851877D1|1987-06-19|1988-06-20|Profilierungsverfahren.|
    DE19883851877| DE3851877T2|1987-06-19|1988-06-20|Profilierungsverfahren.|
    EP19880905449| EP0323517B1|1987-06-19|1988-06-20|Profiling method|
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