JP3682832B2 - Non-circular workpiece processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、NC工作機械の技術分野に属し、より具体的には、カムシャフトやクランクシャフト等の非真円形工作物に研削加工または切削加工等の加工を行うNC研削盤やNC旋盤等の数値制御自動加工装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術の非真円形工作物加工装置の一例として研削盤を例に取り、研削盤における加工開始前の主軸および砥石台の位置設定について説明する。
NC研削盤の中には、工作物を保持して回転駆動する主軸の回転運動と主軸軸線に垂直な方向への砥石台の進退運動とを同期制御し、カムシャフト等の非真円形工作物の研削加工を可能としたものがある。この種の研削盤においては、非真円形工作物を主軸に取り付けて加工を開始する際や、複数の被研削個所がある非真円形工作物のうち次に研削すべき被研削個所に砥石を移動させるに際して、工具台としての砥石台と主軸との位置決めを行う必要がある。すなわち、研削加工を始める直前に位置設定して加工準備を完了させる目的で、主軸の回転角度位置(位相)の位置決めと砥石台の進退位置の位置決めとを行っておく位置決め動作が必要である。
【0003】
この位置決め動作に当たっては、非真円形工作物の凸部と工具である砥石との干渉(接触)を避けなければならない。それゆえ、図6および図7に示すように、先ず主軸の回転角度位置を予め定められた位置に設定する位置決めが行われ、しかる後に砥石台を予め定められた加工準備完了位置にまで前進させる位置決めが行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術の研削盤では、主軸の位置決めが行われた後に砥石台の位置決めが行われるので、研削加工前の位置決め動作に時間がかかり、サイクルタイムを増大させる原因となっている。
そこで本発明は、非真円形工作物の加工前の位置決め動作が短時間で行われ、サイクルタイムが短縮される非真円形工作物加工装置を提供することを解決すべき課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明した。
(第1手段)
本発明の第1手段は、請求項1記載の非真円形工作物加工装置である。
ここで、非真円形工作物とは、カムシャフトやクランクシャフトのように、主軸軸線を中心とした同心円とは異なる外周面の形状に加工する必要がある工作物のことである。また、非真円形工作物加工装置とは、主にNC研削盤を指すが、NC旋盤などのその他のNC加工装置をも含む概念である。
【0006】
本手段は、研削盤等の非真円形工作物加工装置に装備されている各モータ等の駆動手段を数値制御する制御装置を有し、この制御装置は、数値制御プログラムとして早送り手段を持つ。早送り手段は、非真円形工作物の加工を開始する準備として主軸および工具台の位置決めをするに当たり、主軸の位置決めと工具台の位置決めとを並行して行う機能をもつ。
【0007】
すなわち、本手段では、加工開始前に、主軸により非真円形工作物を回転駆動して所定の回転角度位置に位置決めする動作と並行して、工具が非真円形工作物に接触しないように工具台の進退位置を調整しつつ工具台が所定位置に早送りされる。それゆえ、本手段では主軸の位置決めと工具台の位置決めとが並行して行われるので、加工直前の位置決め動作に要する時間が大幅に短縮され、おおむね半減する。
【0008】
したがって本手段によれば、非真円形工作物の加工前の位置決め動作が短時間で行われ、サイクルタイムが短縮されるという効果がある。その結果、制御装置の制御プログラムを変更するだけで、安価に非真円形工作物加工装置の生産性を向上させることができるという効果が生じる。
(第2手段)
本発明の第2手段は、請求項2記載の非真円形工作物加工装置である。
【0009】
本手段では、制御装置は、真円形工作物を加工するに当たり、主軸の回転と工具台の進退とをプロフィルデータに基づいて制御する機能をもつ。それと共に、制御装置の早送り手段は、工具台の早送り移動量と、主軸の早送り移動量に伴うプロフィルデータに基づいた工具台の移動量との合成として、工具台の進退位置を定める機能をもつ。
【0010】
すなわち、工具台の進退位置は、工具台の早送り移動量と、主軸の早送り移動量に伴うプロフィルデータに基づいた工具台の移動量との合成として、早送り手段により定められる。その結果、わずかな演算量で工具台の進退位置が設定されるので、リアルタイムで非真円形工作物の加工前の位置決め動作を行うことがより容易になる。
【0011】
したがって本手段によれば、前述の第1手段の効果に加えて、リアルタイムで非真円形工作物の加工前の位置決め動作を行うことがより容易になるという効果がある。
(第3手段)
本発明の第3手段は、請求項3記載の非真円形工作物加工装置である。
【0012】
本手段では、早送り手段は、工具台の後退速度がその限界値を超えると算定された場合には、主軸の回転速度を適正に低減させて工具台の後退速度を限界値以下に設定する作用を持つ。逆に言えば、本手段では、工具台の後退速度がその限界値を超えると算定された場合には、工具台の後退速度がその限界値以下になるように、主軸の回転速度が適正に低減される。
【0013】
したがって本手段によれば、前述の第2手段の効果に加えて、工具台の後退速度がその限界値を超えると算定された場合にも、異常停止させることなく非真円形工作物加工装置の運転を続けることができるという効果がある。
(第4手段)
本発明の第4手段は、請求項4記載の非真円形工作物加工装置である。
【0014】
本手段では、早送り手段は、工具台の前進速度がその限界値を超えると算定された場合には、工具台の前進速度を限界値に設定する作用を持つ。すなわち、工具台の前進速度がその限界値を超えると算定された場合には、工具台は前進速度の限界値(全速力)で前方へ送られる。
したがって本手段によれば、前述の第2手段の効果に加えて、工具台の前進速度がその限界値を超えると算定された場合にも、異常停止させることなく非真円形工作物加工装置の運転を続けることができるという効果がある。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の非真円形工作物加工装置の実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。
[実施例1]
(実施例1の構成)
本発明の実施例1の非真円形工作物加工装置としては、図1に示すように、研削盤を例にとって説明する。すなわち、本実施例の研削盤は、非真円形工作物Wを保持して回転駆動する主軸25をもつ主軸台24と、主軸25に平行な砥石軸周りに研削加工用工具としての砥石42を軸支して回転駆動し主軸24と直交する方向に相対的に進退可能な工具台としての砥石台4と、主軸24および砥石台4を数値制御する制御装置8とを有する。
【0016】
主軸台24および心押台23は、主軸テーブル2に互いに対向して搭載されており、主軸25と心押台23との間に非真円形工作物Wを挟持する主軸台24は、主軸テーブル2に固定装備されている。非真円形工作物Wの主軸25側の端部と主軸25の間には、主軸25の回転角度位置(位相)と非真円形工作物Wの回転角度位置を一致させるための基準ピン251が固定されている。
【0017】
主軸テーブル2は、ベッド1に形成されたガイドレール13に沿ってZ軸方向に移動可能であり、Z軸モータ15に回転駆動されるボールねじ14によって移動させられる。それゆえ、主軸25は砥石台4に対してZ軸方向に移動可能である。
ここで、主軸台24の主軸に沿った平行移動を示す軸をZ軸と称する。また、主軸25の回転軸をC軸と称し、C軸は主軸25周りの回転運動を示す軸である。なお、主軸台24の砥石台4側の側面には、モータにより回転駆動される円盤状の切刃をもったツルア26が固定装備されている。
【0018】
一方、砥石台4は、工具としての回転する円盤状の砥石42とその砥石軸43と、両者42,43を回転駆動する砥石モータ46とを備えており、ベッド1に形成されたガイドレール17に沿ってX軸方向に移動可能である。ここで、X軸とは主軸25に直交して主軸25の方向を向いた軸であり、砥石台4の平行移動を示す。砥石台4は、X軸モータ19に回転駆動されるボールねじ18によってX軸方向に送られる。それゆえ、砥石台4は主軸25に対してX軸方向に移動可能である。
【0019】
以上の主軸台24、主軸25および砥石台4等は、全て制御装置8によって、予め定められた制御プログラムに従い精密かつ迅速に数値制御される。制御装置8は、非真円形工作物Wの加工を開始する準備として主軸25および砥石台4の位置決めをするに当たり、主軸25により非真円形工作物Wを回転駆動して所定の回転角度位置に位置決めする動作と並行して、砥石42が非真円形工作物Wに接触しないように砥石台4の進退位置を調整しつつ砥石台4を所定位置に送る早送り手段をもつ。
【0020】
この早送り手段は、主軸25の回転角度位置に同期した進退位置と、非真円形工作物Wの回転角度位置に同期した進退位置との合成として、砥石台4の進退位置を定める機能をもつ。なお、この早送り手段は、数値制御プログラム(NCプログラム)として制御装置8に格納されている。
(実施例1の作用)
本実施例の研削盤は、以上のように構成されているので、以下のような作用効果を発揮する。本実施例の研削盤の作用については、非真円形工作物Wとしてカムシャフトのカム研削を行う場合を例として取り上げて説明する。
【0021】
制御装置8によって実行されるNCプログラムは、図2に示すように、非真円形工作物Wに適合した研削モードを宣言する第一行と、X軸およびC軸の加工開始位置および移動速度を設定する第二行と、研削加工の条件を設定する第三行とを含む。
すなわち、先ず第一行N001が実行されると、コードG101が読み込まれて制御装置8はカムモードに設定され、非真円形工作物であるカムシャフトのカムを研削加工するプロフィルデータP1234を読みに行くように制御装置8が設定される。
【0022】
次に第二行N002が実行されると、コードG00が読み込まれて制御装置8は早送りモードに設定され、X軸およびC軸の送り条件が読み込まれ、主に同送り条件に基づいて砥石台4および主軸25が送られる。送り条件は、待機位置である初期位置から研削加工を開始する準備位置である加工開始位置まで砥石台4および主軸25を送る送り速度および加工開始位置で定義されている。
【0023】
この場合の送り条件は、X軸の送り速度が基本的には5000で送り位置−30にまで砥石台4が送られ、C軸の回転数は50で0°の位置にまで送られるように設定されている。この早送りモードでのX軸およびC軸の送りについては、本発明の要部であるので、後ほど図4および図5を参照しつつ、より詳しく説明する。
【0024】
最後に第三行N003が実行されると、コードG01が読み込まれてカムの研削加工が行われる。この際の研削加工条件は、X軸の初期切り込み量が0.1で主軸一回転当たりの切り込み量が0.1であり、主軸一回転当たりの研削速度が0.1で主軸回転数が20である。
以上の動作について、NCプログラムの制御ロジックを示す図3のフローチャートを参照つつ、以下に説明する。
【0025】
先ず、処理ステップS100で前述のNCプログラムの第一行が読み込まれ、コードはG101に設定される。すると、ステップS102,S104,S105,S106,S110を素通りした上で、制御ロジックは判断ステップS120に至る。判断ステップS120では読み込まれているコードがG101であるから制御ロジックは処理ステップS121に進み、処理ステップS121で制御装置8はカムモードに設定される。しかる後、制御ロジックは残りの判断ステップを素通りしてスタートに戻る。
【0026】
次に、処理ステップS100でNCプログラムの第二行が読み込まれ、コードはG00に設定される。すると、ステップS102,S104を素通りした上で、制御ロジックは判断ステップS105に至る。判断ステップS105では、読み込まれているコードがG00であるから制御ロジックは処理ステップS2に進み、処理ステップS2で制御装置8は早送りモードに設定される。
【0027】
ここで、制御装置8はカムモードかつ早送りモードに設定されている。それゆえ、判断ステップS132,S134を素通りしたうえで、判断ステップS135でカムモードかつ早送りモードであると判定され、制御ロジックは処理ステップS1に至る。処理ステップS1では、早送りパルス分配が行われ、主軸25および砥石台4が後述の位置決めロジックに従って並行して早送りされて、初期位置から加工開始位置へと速やかに移動する。この移動が完了すると、制御ロジックは再びスタートに戻る。
【0028】
最後に、処理ステップS100でNCプログラムの第三行が読み込まれ、コードはG01に設定される。すると、判断ステップS102,S104,S105を素通りした上で、制御ロジックは判断ステップS106に至る。判断ステップS106では、読み込まれているコードがG01であるから、制御ロジックは処理ステップS108に進み、処理ステップS108で制御装置8は研削送りモードに設定される。
【0029】
ここで、制御装置8はカムモードかつ研削送りモードに設定されている。それゆえ、判断ステップS110,S120,S132を素通りしたうえで、判断ステップS134でカムモードかつ研削送りモードであると判定され、制御ロジックは処理ステップS140に至る。処理ステップS140では、カム創成パルス分配が行われ、主軸25および砥石台4が前述の研削加工条件に従って同期して送られて、カムの研削が行われる。
【0030】
カムの研削加工が終了すると、制御ロジックはまたスタートに戻る。そして、前述の図2では省略されている第四行以下のNCプログラムに従い、処理ステップS144でカムの仕上げ加工であるスパークアウト加工が行われる。
以上の制御ロジックのうち、ステップS1,S2,S105,S135以外のステップは、特許第2611123号公報に開示されており、ステップ番号も共通している。それゆえ、より詳しく図3に示した制御ロジックを知りたい方は、同公報を参照されたい。
【0031】
さて、前述の処理ステップS1で実行される早送りパルス分配は、図4に示す位置決めロジックに従って行われる。
すなわち、先ず処理ステップS10では、前述のNCプログラム(図2参照)の第二行(G00コード)で設定されたC軸の送り条件が呼び出される。そして、図5の上半部に示すように、C軸を加工開始位置に一定の速度で送るための単位時間(補間周期)当たりのC軸の移動量が算出される。そのうえで、NCプログラムの第一行(G101コード)で宣言されたプロフィルデータP1234に基づいて、図5の下半部の細い曲線に示すように、C軸の回転に同期したX軸の単位時間当たりの移動量が算出される。つまり、前述のカムのプロフィルデータに基づいて、主軸25の回転に同期した砥石台4の単位時間当たりの移動量が演算される。
【0032】
次に処理ステップS11(図4参照)では、同じくNCプログラムの第二行で指定された送り位置および送り速度に基づいて、X軸を指定された加工開始位置に移動させる単位時間(補間周期)当たりの移動量(送り速度)が算出される。すなわち、図5の下半部の細い直線に示すように、初期位置から一定の速度で加工開始位置へと移動する砥石台4の単位時間当たりの移動量が演算される。
【0033】
そして処理ステップS12(図4参照)では、ステップS10で算出されたX軸の単位時間当たりの移動量に、ステップS11で算出されたX軸の単位時間当たりの移動量が加算される。その結果、図5の下半部の太線に示すように、実際に砥石台4を送るべきX軸の単位時間当たりの移動量が合成される。この移動量を合成移動量と称することにする。
【0034】
ここで判断ステップS13によって、X軸の合成移動量がX軸の単位時間当たりの移動量の限界値VXMAX を超えていないかが判定される。X軸の合成移動量が限界値VXMAX を超えてしまった場合には、位置決めロジックは異常処理を行う処理ステップS15に進み、制御装置8は、前述のコードG00で指令した送り速度が大きすぎる旨をCRT表示で操作員に報知して、主軸25および砥石台4の送りを停止させる。逆に、X軸の合成移動量が限界値VXMAX を超えていない場合が正常であって、この場合には位置決めロジックは次の処理ステップS14に進む。
【0035】
次の処理ステップS14では、前述のC軸の単位時間当たりの移動量とX軸の合成移動量とに基づいて、サーボモータである主軸モータおよびX軸モータ19(図1参照)へパルス出力が送られる。その結果、再び図5の上下のグラフの太線に示すように、主軸25の回転と砥石台4の送りとが並行して速やかに行われる。
【0036】
最後の判断ステップS16では、ワンサイクル毎に主軸25および砥石台4が加工開始位置への移動を完了したか否かが判定され、完了したと判定されるまで前述のステップS10〜S14が繰り返される。その結果、主軸25の回転角度位置と砥石台4の送り位置は加工開始位置に達して止まり、しかる後、研削加工が行われる。
【0037】
(実施例1の効果)
以上の機能を発揮する早送り手段を制御装置8は制御ロジックとして内蔵しているので、本実施例の研削盤によれば、以下のような効果が発揮される。
すなわち、研削加工開始前に、主軸25により非真円形工作物Wを回転駆動して加工開始位置に位置決めする動作と並行して、砥石42が非真円形工作物Wに接触しないように砥石台4の進退位置を調整しつつ砥石台4が加工開始位置に早送りされる。それゆえ、主軸25の位置決めと砥石台4の位置決めとが並行して行われるので、加工直前の位置決め動作に要する時間が大幅に短縮され、おおむね半減する。この効果は、本実施例の位置決め動作を示す図5と従来技術の位置決め動作を示す図7とを比較すれば、明らかである。
【0038】
したがって、本実施例の研削盤によれば、非真円形工作物Wの加工前の位置決め動作が短時間で行われ、サイクルタイムが短縮されるという効果がある。その結果、制御装置8の制御プログラムを変更するだけで、安価に研削盤の生産性を向上させることができるという効果が生じる。
(実施例1の変形態様1)
本実施例の変形態様1として、再び図4に示す異常処理ステップS15の内容を改め、C軸およびX軸を停止させることなく研削盤の運転を続けることが可能な制御装置8を持った研削盤の実施が可能である。
【0039】
本変形態様では、判断ステップS13で砥石台4の後退速度がその限界値VXMAX を超えると判定された場合には、処理ステップS15で主軸25の回転速度が適正に低減されて砥石台4の後退速度が限界値以下に設定される。逆に言えば、砥石台4の後退速度がその限界値を超えると判定された場合には、砥石台4の後退速度がその限界値以下になるように、主軸25の回転速度が適正に低減される。
【0040】
したがって本変形態様によれば、砥石台4の後退速度がその限界値を超えると判定された場合にも、異常停止させることなく研削盤の運転を続けることができるという効果がある。
また、本変形態様では逆に、判断ステップS13で砥石台4の前進速度がその限界値VXMAX を超えると判定された場合には、処理ステップS15で砥石台4の前進速度は限界値に設定される。すなわち、砥石台4の前進速度がその限界値を超えると判定された場合には、砥石台4は前進速度の限界値(全速力)で前方へ送られる。
【0041】
したがって本変形態様によればさらに、砥石台4の前進速度がその限界値を超えると判定された場合にも、異常停止させることなく研削盤の運転を続けることができるという効果がある。
[実施例2]
(実施例2の構成および作用効果)
本発明の実施例2の非真円形工作物加工装置は、実施例1またはその変形態様1の研削盤をNC旋盤に置き換えたものである。すなわち、本実施例のNC旋盤は、砥石台4の代わりに、工具としてのバイトを保持する工具台がX軸方向に進退可能に取り付けられており、その他の部分はほぼ実施例1またはその変形態様1と同様の構成をしている。また、制御装置8も実施例1またはその変形態様1とほぼ同様の制御ロジックをもつ。
【0042】
したがって、本実施例のNC旋盤によれば、実施例1またはその変形態様1と同様の効果が得られる。
(実施例2の変形態様)
実施例2のNC旋盤に代わって、バイトの代わりに他の工具を保持した工具台が進退可能に装備されている他のNC加工装置であっても、本発明の各実施例と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1としての研削盤の構成を示す平面図
【図2】 実施例1の研削盤のNCプログラムリスト
【図3】 実施例1の研削盤の制御ロジックを示すフローチャート
【図4】 実施例1の研削盤の位置決めロジックを示すフローチャート
【図5】 実施例1の研削盤の位置決め動作を示すタイムチャート
【図6】 従来技術による研削盤の位置決め動作を示す模式図
【図7】 従来技術による研削盤の位置決め動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
1:ベッド
13:ガイドレール 14:ボールねじ 15:Z軸モータ
17:ガイドレール 18:ボールねじ 19:X軸モータ
2:主軸テーブル
23:心押台
24:主軸台 25:主軸 251:基準ピン 26:ツルア
4:砥石台
42:砥石 43:砥石軸 46:砥石モータ
8:制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of NC machine tools, and more specifically, NC grinders and NC lathes that perform grinding or cutting on non-round workpieces such as camshafts and crankshafts. It belongs to the technical field of numerically controlled automatic processing equipment.
[0002]
[Prior art]
Taking a grinding machine as an example of a prior art non-circular workpiece processing apparatus, the position setting of the spindle and the grindstone head before starting processing in the grinding machine will be described.
In the NC grinder, the rotational movement of the spindle that holds and rotates the workpiece and the advancing and retreating movement of the grinding wheel head in the direction perpendicular to the spindle axis are controlled synchronously, and non-round workpieces such as camshafts There is one that made it possible to grind. In this type of grinding machine, when a non-round workpiece is attached to the main shaft and machining is started, a grindstone is placed at the next location to be ground among non-round workpieces that have multiple locations to be ground. When moving, it is necessary to position the grinding wheel base as a tool base and the spindle. That is, for the purpose of completing the preparation by setting the position immediately before starting the grinding process, a positioning operation for positioning the rotational angle position (phase) of the spindle and the advancing / retreating position of the grindstone base is required.
[0003]
In this positioning operation, interference (contact) between the convex portion of the non-round workpiece and the grindstone as a tool must be avoided. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, first, positioning is performed to set the rotation angle position of the spindle to a predetermined position, and then the grindstone base is advanced to a predetermined machining preparation completion position. Positioning is performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional grinding machine, since the positioning of the grindstone is performed after the spindle is positioned, the positioning operation before the grinding process takes time, which causes the cycle time to increase.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-circular workpiece processing apparatus in which positioning operation before processing of a non-circular workpiece is performed in a short time and the cycle time is shortened.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the inventor has invented the following means.
(First means)
The first means of the present invention is the non-round workpiece processing apparatus according to
Here, the non-circular workpiece is a workpiece that needs to be processed into a shape of an outer peripheral surface different from a concentric circle centered on the main axis, such as a camshaft or a crankshaft. Further, the non-circular workpiece processing apparatus mainly refers to an NC grinder, but is a concept including other NC processing apparatuses such as an NC lathe.
[0006]
This means has a control device that numerically controls drive means such as motors provided in a non-round workpiece processing apparatus such as a grinding machine, and this control device has fast-forward means as a numerical control program. The rapid traverse means has a function of performing the positioning of the spindle and the positioning of the tool base in parallel when positioning the spindle and the tool base as preparation for starting the machining of the non-round workpiece.
[0007]
That is, in this means, before starting the machining, in parallel with the operation of rotationally driving the non-circular workpiece by the spindle and positioning it at a predetermined rotational angle position, the tool is prevented from contacting the non-circular workpiece. The tool table is fast-forwarded to a predetermined position while adjusting the advance / retreat position of the table. Therefore, in this means, since the positioning of the spindle and the positioning of the tool base are performed in parallel, the time required for the positioning operation immediately before the machining is greatly shortened and generally halved.
[0008]
Therefore, according to this means, the positioning operation before machining the non-round workpiece can be performed in a short time, and the cycle time can be shortened. As a result, it is possible to improve the productivity of the non-round workpiece processing apparatus at low cost simply by changing the control program of the control apparatus.
(Second means)
The second means of the present invention is the non-round workpiece processing apparatus according to
[0009]
In this means, the control device has a function of controlling the rotation of the spindle and the advance / retreat of the tool table based on the profile data when machining a true circular workpiece. At the same time, the rapid traverse means of the control device has a function of determining the advance / retreat position of the tool base as a combination of the rapid traverse movement amount of the tool base and the travel amount of the tool base based on the profile data accompanying the rapid traverse movement amount of the spindle. .
[0010]
That is, the advancing / retreating position of the tool table is determined by the fast-forwarding means as a combination of the rapid-feed movement amount of the tool table and the movement amount of the tool table based on the profile data accompanying the rapid-feed movement amount of the spindle. As a result, since the advance / retreat position of the tool table is set with a small amount of calculation, it becomes easier to perform the positioning operation before processing the non-round workpiece in real time.
[0011]
Therefore, according to this means, in addition to the effect of the first means described above, there is an effect that it becomes easier to perform the positioning operation before processing the non-round workpiece in real time.
(Third means)
The third means of the present invention is the non-circular workpiece processing apparatus according to claim 3.
[0012]
In this means, the rapid traverse means acts to appropriately reduce the spindle rotation speed and set the tool table retraction speed below the limit value when the retreat speed of the tool table exceeds the limit value. have. In other words, in this method, when the tool table retraction speed is calculated to exceed the limit value, the spindle rotation speed is appropriately adjusted so that the tool table retraction speed is less than the limit value. Reduced.
[0013]
Therefore, according to this means, in addition to the effect of the above-mentioned second means, even when it is calculated that the retreating speed of the tool table exceeds the limit value, the non-circular workpiece processing apparatus can There is an effect that driving can be continued.
(Fourth means)
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the non-round workpiece processing apparatus according to the fourth aspect.
[0014]
In this means, the rapid feed means has an action of setting the advance speed of the tool table to the limit value when it is calculated that the advance speed of the tool table exceeds the limit value. That is, when it is calculated that the advance speed of the tool table exceeds the limit value, the tool table is sent forward at the limit value (full speed) of the advance speed.
Therefore, according to this means, in addition to the effect of the above-mentioned second means, even when it is calculated that the advance speed of the tool table exceeds the limit value, the non-circular workpiece processing apparatus of the non-circular workpiece processing apparatus can be obtained without causing an abnormal stop. There is an effect that driving can be continued.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiments of the non-circular workpiece processing apparatus of the present invention will be described clearly and sufficiently in the following examples so that a person skilled in the art can understand that the embodiments can be implemented.
[Example 1]
(Configuration of Example 1)
As a non-round workpiece processing apparatus according to
[0016]
The
[0017]
The spindle table 2 is movable in the Z-axis direction along a
Here, an axis indicating parallel movement along the main axis of the
[0018]
On the other hand, the grindstone table 4 includes a rotating disc-shaped
[0019]
The
[0020]
This fast-forward means has a function of determining the advance / retreat position of the grindstone table 4 as a combination of the advance / retreat position synchronized with the rotation angle position of the
(Operation of Example 1)
Since the grinding machine of the present embodiment is configured as described above, the following operational effects are exhibited. The operation of the grinding machine of the present embodiment will be described by taking as an example the case where cam grinding of the camshaft is performed as the non-true circular workpiece W.
[0021]
As shown in FIG. 2, the NC program executed by the
That is, first, when the first row N001 is executed, the code G101 is read and the
[0022]
Next, when the second row N002 is executed, the code G00 is read and the
[0023]
The feed conditions in this case are such that the feed speed of the X-axis is basically 5000 and the grindstone table 4 is sent to the feed position -30, and the rotation speed of the C-axis is 50 and sent to the 0 ° position. Is set. Since the X-axis and C-axis feeds in this fast-forward mode are the main part of the present invention, they will be described in more detail later with reference to FIGS.
[0024]
Finally, when the third row N003 is executed, the code G01 is read and the cam is ground. The grinding conditions in this case are as follows. The initial cut amount of the X axis is 0.1, the cut amount per one rotation of the main shaft is 0.1, the grinding speed per one rotation of the main shaft is 0.1, and the main shaft rotation speed is 20 It is.
The above operation will be described below with reference to the flowchart of FIG. 3 showing the control logic of the NC program.
[0025]
First, in process step S100, the first line of the NC program is read and the code is set to G101. Then, after passing through steps S102, S104, S105, S106, and S110, the control logic reaches a determination step S120. In the determination step S120, since the read code is G101, the control logic proceeds to the processing step S121, and in the processing step S121, the
[0026]
Next, in process step S100, the second line of the NC program is read and the code is set to G00. Then, after passing through steps S102 and S104, the control logic reaches a determination step S105. In the determination step S105, since the read code is G00, the control logic proceeds to the processing step S2, and the
[0027]
Here, the
[0028]
Finally, the third line of the NC program is read in processing step S100, and the code is set to G01. Then, after passing through the determination steps S102, S104, and S105, the control logic reaches the determination step S106. In the determination step S106, since the read code is G01, the control logic proceeds to the processing step S108, and the
[0029]
Here, the
[0030]
When the cam grinding is finished, the control logic returns to the start. Then, in accordance with the NC program in the fourth and subsequent rows, which is omitted in FIG. 2 described above, a spark-out process, which is a cam finishing process, is performed in process step S144.
Of the above control logic, steps other than steps S1, S2, S105, and S135 are disclosed in Japanese Patent No. 2611123, and step numbers are also common. Therefore, for those who want to know the control logic shown in FIG. 3 in more detail, refer to this publication.
[0031]
Now, the fast-forward pulse distribution executed in the above-described processing step S1 is performed according to the positioning logic shown in FIG.
That is, first, in process step S10, the C-axis feed condition set in the second line (G00 code) of the NC program (see FIG. 2) is called. Then, as shown in the upper half of FIG. 5, the amount of movement of the C axis per unit time (interpolation cycle) for sending the C axis to the machining start position at a constant speed is calculated. Then, based on the profile data P1234 declared in the first line (G101 code) of the NC program, as shown in the thin curve in the lower half of FIG. 5, per unit time of the X axis synchronized with the rotation of the C axis. Is calculated. That is, the amount of movement per unit time of the grindstone table 4 synchronized with the rotation of the
[0032]
Next, in processing step S11 (see FIG. 4), a unit time (interpolation period) for moving the X axis to the designated machining start position based on the feed position and feed speed designated in the second line of the NC program. The amount of movement (feed speed) per hit is calculated. That is, as shown by the thin straight line in the lower half of FIG. 5, the amount of movement per unit time of the grindstone table 4 that moves from the initial position to the machining start position at a constant speed is calculated.
[0033]
In processing step S12 (see FIG. 4), the movement amount per unit time of the X axis calculated in step S11 is added to the movement amount of the X axis per unit time calculated in step S10. As a result, as shown by the thick line in the lower half of FIG. 5, the movement amount per unit time of the X axis to which the grindstone table 4 is actually sent is synthesized. This movement amount is referred to as a combined movement amount.
[0034]
Here, in the determination step S13, it is determined whether or not the combined movement amount of the X axis exceeds the limit value VX MAX of the movement amount per unit time of the X axis. If the combined movement amount of the X-axis exceeds the limit value VX MAX , the positioning logic proceeds to processing step S15 for performing an abnormal process, and the
[0035]
In the next processing step S14, a pulse output is sent to the spindle motor and the X-axis motor 19 (see FIG. 1), which are servo motors, based on the aforementioned movement amount per unit time of the C-axis and the combined movement amount of the X-axis. Sent. As a result, as indicated by thick lines in the upper and lower graphs in FIG. 5 again, the rotation of the
[0036]
In the final determination step S16, it is determined whether or not the
[0037]
(Effect of Example 1)
Since the
That is, before starting the grinding process, in parallel with the operation of rotationally driving the non-circular workpiece W by the
[0038]
Therefore, according to the grinding machine of the present embodiment, the positioning operation before the processing of the non-round workpiece W is performed in a short time, and the cycle time is shortened. As a result, the productivity of the grinding machine can be improved at low cost only by changing the control program of the
(
As a
[0039]
In this modified embodiment, when the reverse speed of the
[0040]
Therefore, according to this modification, even if it is determined that the retraction speed of the grindstone table 4 exceeds the limit value, there is an effect that the operation of the grinding machine can be continued without causing an abnormal stop.
On the contrary, in this modification, when it is determined in the determination step S13 that the advance speed of the grindstone table 4 exceeds the limit value VX MAX , the advance speed of the grindstone table 4 is set to the limit value in the processing step S15. Is done. That is, when it is determined that the forward speed of the grindstone table 4 exceeds the limit value, the grindstone table 4 is fed forward at the limit value (full speed) of the forward speed.
[0041]
Therefore, according to this modification, even when it is determined that the forward speed of the grindstone table 4 exceeds the limit value, there is an effect that the operation of the grinding machine can be continued without causing an abnormal stop.
[Example 2]
(Configuration and effect of Example 2)
The non-round workpiece processing apparatus according to the second embodiment of the present invention is obtained by replacing the grinding machine according to the first embodiment or the
[0042]
Therefore, according to the NC lathe of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment or the
(Modification of Example 2)
In place of the NC lathe according to the second embodiment, other NC machining apparatuses equipped with a tool table that holds other tools in place of the cutting tool are capable of moving back and forth. An effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a grinding machine as Example 1. FIG. 2 is a NC program list of the grinding machine of Example 1. FIG. 3 is a flowchart showing control logic of the grinding machine of Example 1. Flowchart showing the positioning logic of the grinding machine according to the first embodiment. FIG. 5 is a time chart showing the positioning operation of the grinding machine according to the first embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram showing the positioning operation of the grinding machine according to the prior art. Time chart showing the positioning operation of a grinding machine according to the prior art
1: Bed 13: Guide rail 14: Ball screw 15: Z-axis motor 17: Guide rail 18: Ball screw 19: X-axis motor 2: Spindle table 23: Tailstock 24: Spindle base 25: Spindle 251: Reference pin 26 : Truer 4: Grinding wheel base 42: Grinding wheel 43: Grinding wheel shaft 46: Grinding wheel motor 8: Control device
Claims (4)
該非真円形工作物を加工する工具を保持し、該主軸と交差する方向に相対的に進退可能な工具台と、
該主軸および該工具台を数値制御する制御装置と、
を有する非真円形工作物加工装置において、
前記制御装置は、前記非真円形工作物の加工を開始する準備として前記主軸および前記工具台の位置決めをするに当たり、該主軸により該非真円形工作物を回転駆動して所定の回転角度位置に位置決めする動作と並行して、前記工具が該非真円形工作物に接触しないように該工具台の進退位置を調整しつつ該工具台を所定位置に送る早送り手段をもつ、
ことを特徴とする非真円形工作物加工装置。A headstock with a spindle that rotates and holds a non-round workpiece;
A tool table that holds a tool for machining the non-circular workpiece and is capable of moving back and forth in a direction intersecting the main axis;
A controller for numerically controlling the spindle and the tool table;
In a non-round workpiece processing apparatus having
In preparation for starting the machining of the non-circular workpiece, the control device rotationally drives the non-circular workpiece with the spindle to position it at a predetermined rotational angle position. In parallel with the operation to perform, there is a fast-forwarding means for adjusting the advancing / retreating position of the tool table so that the tool does not contact the non-circular workpiece, and sending the tool table to a predetermined position.
A non-circular workpiece processing apparatus characterized by that.
前記早送り手段は、該工具台の早送り移動量と、該主軸の早送り移動量に伴う該プロフィルデータに基づいた該工具台の移動量との合成として、該工具台の進退位置を定める、
請求項1記載の非真円形工作物加工装置。The control device controls the rotation of the spindle and the advance / retreat of the tool table based on profile data when processing the non-circular workpiece.
The rapid feed means determines an advance / retreat position of the tool table as a combination of a rapid feed movement amount of the tool table and a movement amount of the tool table based on the profile data associated with the rapid feed movement amount of the spindle.
The non-circular workpiece processing apparatus according to claim 1.
請求項2記載の非真円形工作物加工装置。When it is calculated that the retreating speed of the tool table exceeds the limit value, the rapid feed means appropriately reduces the rotation speed of the spindle and sets the retreating speed of the tool table to be equal to or less than the limit value. To
The non-round workpiece processing apparatus according to claim 2.
請求項2記載の非真円形工作物加工装置。The rapid traverse means sets the advance speed of the tool table to the limit value when it is calculated that the advance speed of the tool table exceeds the limit value;
The non-round workpiece processing apparatus according to claim 2.
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