JPH077296B2 - 非真円形工作物加工用数値制御装置 - Google Patents
非真円形工作物加工用数値制御装置Info
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- JPH077296B2 JPH077296B2 JP63083424A JP8342488A JPH077296B2 JP H077296 B2 JPH077296 B2 JP H077296B2 JP 63083424 A JP63083424 A JP 63083424A JP 8342488 A JP8342488 A JP 8342488A JP H077296 B2 JPH077296 B2 JP H077296B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
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- B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
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- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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- G05B2219/35098—Automatic coarse, rough and finish cutting path generation
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
本発明は、カム等の非真円形工作物（以下、単に「工作
物」という。）を加工制御するための数値制御装置に関
する。
物」という。）を加工制御するための数値制御装置に関
する。
従来、数値制御装置により主軸軸線に垂直な方向の砥石
車の送りを主軸回転に同期して制御し、カム等の工作物
を研削加工する方法が知られている。砥石車の送りを同
期制御するには数値制御装置にプロフィルデータを付与
することが必要である。このプロフィルデータは砥石車
を工作物の仕上げ形状に沿って往復運動、すなわちプロ
フィル創成運動させるように、主軸の単位回転角毎の砥
石車の移動量を与えるものである。 そして、そのプロフィルデータは非真円形工作物のリフ
トデータと砥石径とから求められるが、その唯一のプロ
フィルデータを用いて、荒加工から仕上げ加工まで行わ
れていた。
車の送りを主軸回転に同期して制御し、カム等の工作物
を研削加工する方法が知られている。砥石車の送りを同
期制御するには数値制御装置にプロフィルデータを付与
することが必要である。このプロフィルデータは砥石車
を工作物の仕上げ形状に沿って往復運動、すなわちプロ
フィル創成運動させるように、主軸の単位回転角毎の砥
石車の移動量を与えるものである。 そして、そのプロフィルデータは非真円形工作物のリフ
トデータと砥石径とから求められるが、その唯一のプロ
フィルデータを用いて、荒加工から仕上げ加工まで行わ
れていた。
このように、仕上げ形状から決定されたプロフィルデー
タは仕上げ形状を忠実に実現させるものであるため、大
きな加速度成分が含まれている。 ところが、サーボ系の応答性の制約から大きな加速度成
分が含まれる程、加工速度を遅くする必要が生じる。 このため、唯一の仕上げ形状から決定されたプロフィル
データで荒加工を高速に行うと、加速度が大きい所では
切り残し量が多くなり、仕上げ加工を行う時に、切り残
しの最も多い所から始めなくてはならず、加工速度を遅
くした場合とサイクルタイム上大差なく、最悪の場合荒
加工で削り過ぎのため不良品を作る可能性があった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、荒加工において、主軸
の回転数を高速化させて、焼き割れを防止し、さらに、
切り残し加工形状誤差を、できる限り均一に抑えると共
に、サイクルタイムを短くすることである。
タは仕上げ形状を忠実に実現させるものであるため、大
きな加速度成分が含まれている。 ところが、サーボ系の応答性の制約から大きな加速度成
分が含まれる程、加工速度を遅くする必要が生じる。 このため、唯一の仕上げ形状から決定されたプロフィル
データで荒加工を高速に行うと、加速度が大きい所では
切り残し量が多くなり、仕上げ加工を行う時に、切り残
しの最も多い所から始めなくてはならず、加工速度を遅
くした場合とサイクルタイム上大差なく、最悪の場合荒
加工で削り過ぎのため不良品を作る可能性があった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、荒加工において、主軸
の回転数を高速化させて、焼き割れを防止し、さらに、
切り残し加工形状誤差を、できる限り均一に抑えると共
に、サイクルタイムを短くすることである。
上記課題を解決するための発明の構成は、非真円形工作
物の仕上げ形状を特定するリフトデータと砥石径に応じ
て、主軸の回転角と工具送り軸の位置との関係を示すプ
ロフィルデータを作成し、プロフィルデータに応じて非
真円形工作物の加工を制御する数値制御装置において、
リフトデータを記憶するリフトデータ記憶手段と、この
リフトデータを近似する曲線を求めるスムージング手段
と、このスムージング手段によって得られた曲線におけ
る主軸の回転角に対する工具送り軸の加速度成分を計算
する加速度成分計算手段と、スムージング手段によって
得られた曲線のリフトデータに対する偏差が、仕上げ加
工時の仕上げ取代量の許容値内であることを判別する第
１判別手段と、加速度成分計算手段によって計算された
加速度成分が予め定められた設定値内にあることを判別
する第２判別手段と、第１判別手段と第２判別手段が満
たされた時にスムージング手段によって得られた曲線に
基づいて荒加工用リフトデータを求め、その荒加工用リ
フトデータから荒加工用プロフィルデータを作成する第
１プロフィルデータ作成手段と、リフトデータから仕上
げ加工用プロフィルデータを作成する第２プロフィルデ
ータ作成手段と、荒加工用プロフィルデータ、又は、仕
上げ加工用プロフィルデータに基づいて主軸と工具送り
軸とを数値制御する位置制御手段とを有することを特徴
とする。
物の仕上げ形状を特定するリフトデータと砥石径に応じ
て、主軸の回転角と工具送り軸の位置との関係を示すプ
ロフィルデータを作成し、プロフィルデータに応じて非
真円形工作物の加工を制御する数値制御装置において、
リフトデータを記憶するリフトデータ記憶手段と、この
リフトデータを近似する曲線を求めるスムージング手段
と、このスムージング手段によって得られた曲線におけ
る主軸の回転角に対する工具送り軸の加速度成分を計算
する加速度成分計算手段と、スムージング手段によって
得られた曲線のリフトデータに対する偏差が、仕上げ加
工時の仕上げ取代量の許容値内であることを判別する第
１判別手段と、加速度成分計算手段によって計算された
加速度成分が予め定められた設定値内にあることを判別
する第２判別手段と、第１判別手段と第２判別手段が満
たされた時にスムージング手段によって得られた曲線に
基づいて荒加工用リフトデータを求め、その荒加工用リ
フトデータから荒加工用プロフィルデータを作成する第
１プロフィルデータ作成手段と、リフトデータから仕上
げ加工用プロフィルデータを作成する第２プロフィルデ
ータ作成手段と、荒加工用プロフィルデータ、又は、仕
上げ加工用プロフィルデータに基づいて主軸と工具送り
軸とを数値制御する位置制御手段とを有することを特徴
とする。
非真円形工作物の形状は、回転角とリフト量との関係を
示したリフトデータで与えられる。そして、そのリフト
データは非真円形工作物の仕上げ形状を点列により特定
するものである。この点列からなるリフトデータを用い
て、まず、その点列データと曲線との偏差が、仕上げ加
工時の仕上げ取代量の許容値内に存在し、かつ、その曲
線において主軸の回転角に対する工具送り軸の加速度が
設定値以下となるように滑らかに変化する曲線を求め、
その曲線に基づいてで与えられた荒加工用リフトデータ
が求められる。その後、その荒加工用リフトデータが回
転角に対する砥石車の位置を表した荒加工用プロフィル
データが作成される。 又、仕上げ形状を特定したリフトデータと砥石径とから
回転角に対する砥石車の位置を表した仕上げ加工用プロ
フィルデータが作成される。そして、上記荒加工用プロ
フィルデータ、又は、仕上げ加工用プロフィルデータに
基づいて、主軸と工具送り軸の位置が同期制御されて、
非真円形工作物の荒加工及び仕上げ加工がそれぞれ専用
のプロフィルデータを用いて行われる。
示したリフトデータで与えられる。そして、そのリフト
データは非真円形工作物の仕上げ形状を点列により特定
するものである。この点列からなるリフトデータを用い
て、まず、その点列データと曲線との偏差が、仕上げ加
工時の仕上げ取代量の許容値内に存在し、かつ、その曲
線において主軸の回転角に対する工具送り軸の加速度が
設定値以下となるように滑らかに変化する曲線を求め、
その曲線に基づいてで与えられた荒加工用リフトデータ
が求められる。その後、その荒加工用リフトデータが回
転角に対する砥石車の位置を表した荒加工用プロフィル
データが作成される。 又、仕上げ形状を特定したリフトデータと砥石径とから
回転角に対する砥石車の位置を表した仕上げ加工用プロ
フィルデータが作成される。そして、上記荒加工用プロ
フィルデータ、又は、仕上げ加工用プロフィルデータに
基づいて、主軸と工具送り軸の位置が同期制御されて、
非真円形工作物の荒加工及び仕上げ加工がそれぞれ専用
のプロフィルデータを用いて行われる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
１図は数値制御研削盤を示した構成図である。10は数値
制御研削盤のベッドで、このベッド10上には螺子送り機
構を介してサーボモータ16により駆動されるテーブル11
が主軸軸線に平行なＺ軸方向に摺動可能に配設されてい
る。テーブル11上には主軸13を軸架した主軸台12が配設
され、その主軸13はサーボモータ14により回転される。
又、テーブル11上、右端には心押台15が載置され、心押
台15のセンタ19と主軸13のセンタ17とによってカムシャ
フトから成る工作物Ｗが挾持されている。工作物Ｗは主
軸13に突設された位置めピン18に嵌合し、工作物Ｗの回
転位相は主軸13の回転位相に一致している。 ベッド10の後方には工作物Ｗ側に向かって進退可能な工
具台20が案内され、工具台20にはモータ21によって回転
駆動される砥石車Ｇが支承されている。この工具台20
は、送り螺子を介してサーボモータ23に連結され、サー
ボモータ23の正逆転により前進後退される。 ドライブユニット51,52,53は数値制御装置30から指令パ
ルスを入力して、それぞれサーボモータ14,16,23を駆動
する回路である。 数値制御装置30は主として制御軸の回転を数値制御し
て、工作物Ｗの研削加工と砥石車Ｇの修正を制御する装
置である。数値制御装置30は第２図に示すように、研削
盤を制御するためのメインCPU31と制御プログラムを記
憶したROM33と入力データ等を記憶するRAM32とで主とし
て構成されている。RAM32上にはNCプロフィルデータを
記憶する荒加工用NCプロフィルデータ領域321と、仕上
げ加工用NCプロフィルデータ領域322とが形成されてい
る。 数値制御装置30には、その他サーボモータ14,16,23の駆
動系として、ドライブCPU36とRAM35とパルス分配回路37
が設けられている。RAM35はメインCPU31から砥石車Ｇ、
テーブル11、主軸13の位置決めデータを入力する記憶装
置である。 ドライブCPU36は加工に関する制御軸の送りに関しスロ
ーアップ、スローダウン、目標点の補間等の演算を行い
補間点の位置決めデータを定周期で出力する装置であ
り、パルス分配回路37はパルス分配ののち、動指令パル
スを各ドライブユニット51,52,53に出力する回路であ
る。 数値制御装置30に接続された自動プログラミング装置70
はリフトデータと砥石径からプロフィルデータを自動作
成する装置である。その装置はフロントCPU71とRAM72と
入出力インタフェース73とで構成されている。RAM72に
は複数の工作物のリフトデータを記憶するリフトデータ
領域721と、リフトデータから荒加工用リフトデータを
作成し記憶する荒加工用リフトデータ領域722と、荒加
工用リフトデータから荒加工用プロフィルデータを作成
し記憶する荒加工用プロフィルデータ領域723と、リフ
トデータから仕上げ加工用リフトデータを作成し記憶す
る仕上げ加工用リフトデータ領域724と、仕上げ加工用
リフトデータから仕上げ加工用プロフィルデータを作成
し記憶する仕上げ加工用プロフィルデータ領域725と、
工作物の仕上げ加工時の仕上げ取代量の許容値、即ち、
荒仕上げ形状の仕上げ形状に対する偏差の上限値を荒公
差として記憶する荒公差データ領域726と、工作物の仕
上げ形状に対する仕上げ加工時の許容誤差を仕上げ公差
として記憶する仕上げ公差データ領域727と、滑らかな
加工を行うためのサーボ系の追従性能から決定される主
軸の回転角に対する工具送り軸の加速度の上限値を予め
定めて記憶する加速度設定値データ領域728と、プロフ
ィルデータを生成するときの砥石径を記憶する砥石径デ
ータ領域729とが形成されている。 又、フロントCPU71には入出力インタフェース73を介し
てリフトデータ等を入力するテープリーダ41とデータの
入力を行うキーボード42とデータの表示を行うCRT表示
器43とが接続されている。 次に、作用を説明する。 本装置がデータ入力モードに設定されると、フロントCP
U71は入出力インタフェース73を介して、テープリーダ4
1から加工に必要な全てのリフトデータを読み込みリフ
トデータ領域721に記憶する。 次に、装置がプロフィルデータ作成モードに設定される
と、まず、フロントCPU71は第３図のプログラムを実行
する。 ステップ100において、リフトデータ領域721に記憶され
ているリフトデータを読み込む。 次にステップ102に移行し、荒加工用データ作成モード
にセットされる。 次にステップ104に移行して、荒加工用データ作成モー
ドであれば、ステップ106に移行し、点列化されたリフ
トデータを滑らかな曲線で近似する場合の対象点の数を
与えるスムージング対象点数が初期値の全点数にセット
される。 次にステップ108に移行して、その点列を最も近似した
滑らかな曲線の方程式が回帰多項式により求められる。
即ち、動作特性上の要請から与えられたリフトデータか
ら、この点列データを滑らかに近似する曲線が求められ
ることになる。 次にステップ110に移行して、近似する曲線に対する加
速度成分の計算が行われる。 次にステップ112に移行し、求められた曲線と点列のリ
フトデータとの各点における偏差が演算され、その偏差
が荒公差データ領域726に記憶されている荒公差内に在
るか否かが判定される。 この荒公差は仕上げ形状に対する荒仕上げ形状の偏差の
上限値を示すものであり、仕上げ加工に要する時間上の
制約や仕上げ加工時の砥石にかかる負荷上の制約から決
定される。 スムージング対象点数が初期値の全点数の場合には、当
然、荒公差内の条件を満たすことになる。 そして、スムージング対象点数が減少するに連れて、曲
線は滑らかになるため仕上げ形状との偏差が大きくな
り、荒公差内の条件を満たさなくなる。 上記偏差が荒公差内の時は、ステップ114に移行して、
ステップ110にて演算された加速度成分が加速度設定デ
ータ領域728に記憶されている加速度の設定値内に在る
か否かが判定される。 リフトデータの加速度が大きいと、サーボ系の追従性能
上の制約から高速研削ができないので、高速研削を可能
とするには、この加速度を制約する必要がある。 従って、判定の基準となる設定値は荒仕上げ加工に要す
る時間上の制約から決定される。 その加速度成分が設定値内に存在しない場合には、リフ
トデータの点列を忠実に近似し過ぎたことを意味してい
るので、ステップ116へ移行し、点列を等間隔又は曲線
の変化率の大きい所の点列を適当に間引く等の処理をし
て、スムージング点数を減少させ、ステップ108へ戻
り、再び、回帰多項式により曲線が演算される。 このように、ステップ112の判定がYES、即ち、求められ
た曲線と点列のリフトデータとの各点における偏差が荒
公差内に存在するという条件を満たした状態で、ステッ
プ114において、加速度成分が設定値内に存在すると判
定されるまで、例えば、第６図における設定値以下の、
荒加工用と示されている曲線のようになるまで、ステッ
プ108からステップ116が繰り返される。 そして、上記偏差が荒公差内であって加速度成分が設定
値内に存在すると判定されると、ステップ118に移行し
て、求められた回帰多項式から各回転角毎に動径の長さ
が演算されることにより荒加工用リフトデータが生成さ
れ、その荒加工用リフトデータは荒加工用リフトデータ
領域722に記憶される。 次にステップ120に移行し、砥石径データ領域729に記憶
されている現砥石径を読み込む。 次にステップ122に移行して、上記現砥石径と荒加工用
リフトデータ領域722に記憶されている荒加工用リフト
データとから荒加工用プロフィルデータが演算され、荒
加工用プロフィルデータ領域723に記憶される。 そして、ステップ124で仕上げ加工用データ作成モード
にセットして、ステップ104に戻る。 すると、装置は仕上げ加工用データ作成モードにセット
されているので、ステップ126に移行し、リフトデータ
が仕上げ公差データ領域727に記憶されている仕上げ公
差を考慮して、仕上げ加工用データとしてスムージング
される。 次にステップ128に移行し、滑らかに近似された曲線か
ら主軸の各回転角毎に動径の長さが演算されることによ
り仕上げ加工用リフトデータが生成され、その仕上げ加
工用リフトデータは仕上げ加工用リフトデータ領域724
に記憶される。 次にステップ130に移行し、砥石径データ領域729に記憶
されている現砥石径を読み込む。 次にステップ132に移行して、上記現砥石径と仕上げ加
工用リフトデータ領域724に記憶されている仕上げ加工
用リフトデータとから仕上げ加工用プロフィルデータが
演算され、仕上げ加工用プロフィルデータ領域725に記
憶され、本プログラムが終了する。 尚、ステップ112において、上記偏差が荒公差内に存在
しないと判定された場合には、荒公差条件及び加速度条
件を満たす滑らかな曲線が存在しないことを意味してい
るので、上記荒公差又は加速度の設定値を変更する必要
がある。従って、この場合には、ステップ134に移行し
て、設定値エラーとしてエラー信号を出力して終了す
る。 ただし、スムージング対象点数を離散的に減少させてい
る場合には、一度に減少し過ぎた場合もあるので、その
場合には、スムージング対象点数を増加させてステップ
108に戻るようにしても良い。 次に、装置が工作物加工モードに設定されると、フロン
トCPU71は第４図のプログラムを実行する。 ステップ200において、砥石径が変化しているかを調べ
て、変化している場合には、ステップ202に移行して、
砥石径データ領域729に記憶されている現砥石径を読み
込む。 次にステップ204に移行して、上記現砥石径と荒加工用
リフトデータ領域722に記憶されている荒加工用リフト
データとから荒加工用プロフィルデータが演算され、荒
加工用プロフィルデータ領域723に記憶される。 次にステップ206に移行して、上記現砥石径と仕上げ加
工用リフトデータ領域724に記憶されている仕上げ加工
用リフトデータとから仕上げ加工用プロフィルデータが
演算され、仕上げ加工用プロフィルデータ領域725に記
憶される。 そして、ステップ208に移行して、カムの実際の加工の
ために、荒加工用プロフィルデータ領域723に記憶され
た荒加工用プロフィルデータと、仕上げ加工用プロフィ
ルデータ領域725に記憶された仕上げ加工用プロフィル
データは、フロントCPU71とメインCPU31を介して荒加工
用NCプロフィルデータ領域321、又は、仕上げ加工用NC
プロフィルデータ領域322へ転送され本プログラムが終
了する。 ここで、ステップ200において、砥石径が変化していな
い場合は、ステップ208に移行し、初期値として、荒加
工用プロフィルデータ領域723に記憶されている荒加工
用プロフィルデータと仕上げ加工用プロフィルデータ領
域725に記憶されている仕上げ加工用プロフィルデータ
について、上記転送が行われ、本プログラムは終了とな
る。 そして、加工指令信号が操作盤45から付与されると、メ
インCPU31は第５図のプログラムを実行する。 ステップ300において、NCデータを解読して、荒加工か
否かが判定され、荒加工が指令されている時は、ステッ
プ302に移行して、荒加工用NCプロフィルデータ領域321
に記憶されている荒加工用NCプロフィルデータが呼び出
され、次に、ステップ304に移行して、そのNCプロフィ
ルデータに従って加工指令が出力されることにより、荒
加工サイクルのカム研削が実施される。 次にステップ306に移行して、NCデータを解読して、仕
上げ加工か否かが判定され、仕上げ加工が指令されてい
る時は、ステップ308に移行して、仕上げ加工用NCプロ
フィルデータ領域322に記憶されている仕上げ加工用NC
プロフィルデータが呼び出され、次に、ステップ310に
移行して、そのNCプロフィルデータに従って加工指令が
出力されることにより、仕上げ加工サイクルのカム研削
が実施され、本プログラムが終了する。 尚、上記ステップ300において、荒加工が指令されてい
ない時は、ステップ306に移行し、以下の仕上げ加工の
プログラムを実行し、上記ステップ306において、仕上
げ加工が指令されていない時は、本プログラムは終了と
なる。 尚、上記実施例において、スムージング手段はステップ
106,108,116で、加速度成分計算手段はステップ110で、
第１判別手段はステップ112で、第２判別手段ステップ1
14で、第１プロフィルデータ作成手段はステップ118〜1
22で、第２プロフィルデータ作成手段はステップ126〜1
32で具体的に実現される。
１図は数値制御研削盤を示した構成図である。10は数値
制御研削盤のベッドで、このベッド10上には螺子送り機
構を介してサーボモータ16により駆動されるテーブル11
が主軸軸線に平行なＺ軸方向に摺動可能に配設されてい
る。テーブル11上には主軸13を軸架した主軸台12が配設
され、その主軸13はサーボモータ14により回転される。
又、テーブル11上、右端には心押台15が載置され、心押
台15のセンタ19と主軸13のセンタ17とによってカムシャ
フトから成る工作物Ｗが挾持されている。工作物Ｗは主
軸13に突設された位置めピン18に嵌合し、工作物Ｗの回
転位相は主軸13の回転位相に一致している。 ベッド10の後方には工作物Ｗ側に向かって進退可能な工
具台20が案内され、工具台20にはモータ21によって回転
駆動される砥石車Ｇが支承されている。この工具台20
は、送り螺子を介してサーボモータ23に連結され、サー
ボモータ23の正逆転により前進後退される。 ドライブユニット51,52,53は数値制御装置30から指令パ
ルスを入力して、それぞれサーボモータ14,16,23を駆動
する回路である。 数値制御装置30は主として制御軸の回転を数値制御し
て、工作物Ｗの研削加工と砥石車Ｇの修正を制御する装
置である。数値制御装置30は第２図に示すように、研削
盤を制御するためのメインCPU31と制御プログラムを記
憶したROM33と入力データ等を記憶するRAM32とで主とし
て構成されている。RAM32上にはNCプロフィルデータを
記憶する荒加工用NCプロフィルデータ領域321と、仕上
げ加工用NCプロフィルデータ領域322とが形成されてい
る。 数値制御装置30には、その他サーボモータ14,16,23の駆
動系として、ドライブCPU36とRAM35とパルス分配回路37
が設けられている。RAM35はメインCPU31から砥石車Ｇ、
テーブル11、主軸13の位置決めデータを入力する記憶装
置である。 ドライブCPU36は加工に関する制御軸の送りに関しスロ
ーアップ、スローダウン、目標点の補間等の演算を行い
補間点の位置決めデータを定周期で出力する装置であ
り、パルス分配回路37はパルス分配ののち、動指令パル
スを各ドライブユニット51,52,53に出力する回路であ
る。 数値制御装置30に接続された自動プログラミング装置70
はリフトデータと砥石径からプロフィルデータを自動作
成する装置である。その装置はフロントCPU71とRAM72と
入出力インタフェース73とで構成されている。RAM72に
は複数の工作物のリフトデータを記憶するリフトデータ
領域721と、リフトデータから荒加工用リフトデータを
作成し記憶する荒加工用リフトデータ領域722と、荒加
工用リフトデータから荒加工用プロフィルデータを作成
し記憶する荒加工用プロフィルデータ領域723と、リフ
トデータから仕上げ加工用リフトデータを作成し記憶す
る仕上げ加工用リフトデータ領域724と、仕上げ加工用
リフトデータから仕上げ加工用プロフィルデータを作成
し記憶する仕上げ加工用プロフィルデータ領域725と、
工作物の仕上げ加工時の仕上げ取代量の許容値、即ち、
荒仕上げ形状の仕上げ形状に対する偏差の上限値を荒公
差として記憶する荒公差データ領域726と、工作物の仕
上げ形状に対する仕上げ加工時の許容誤差を仕上げ公差
として記憶する仕上げ公差データ領域727と、滑らかな
加工を行うためのサーボ系の追従性能から決定される主
軸の回転角に対する工具送り軸の加速度の上限値を予め
定めて記憶する加速度設定値データ領域728と、プロフ
ィルデータを生成するときの砥石径を記憶する砥石径デ
ータ領域729とが形成されている。 又、フロントCPU71には入出力インタフェース73を介し
てリフトデータ等を入力するテープリーダ41とデータの
入力を行うキーボード42とデータの表示を行うCRT表示
器43とが接続されている。 次に、作用を説明する。 本装置がデータ入力モードに設定されると、フロントCP
U71は入出力インタフェース73を介して、テープリーダ4
1から加工に必要な全てのリフトデータを読み込みリフ
トデータ領域721に記憶する。 次に、装置がプロフィルデータ作成モードに設定される
と、まず、フロントCPU71は第３図のプログラムを実行
する。 ステップ100において、リフトデータ領域721に記憶され
ているリフトデータを読み込む。 次にステップ102に移行し、荒加工用データ作成モード
にセットされる。 次にステップ104に移行して、荒加工用データ作成モー
ドであれば、ステップ106に移行し、点列化されたリフ
トデータを滑らかな曲線で近似する場合の対象点の数を
与えるスムージング対象点数が初期値の全点数にセット
される。 次にステップ108に移行して、その点列を最も近似した
滑らかな曲線の方程式が回帰多項式により求められる。
即ち、動作特性上の要請から与えられたリフトデータか
ら、この点列データを滑らかに近似する曲線が求められ
ることになる。 次にステップ110に移行して、近似する曲線に対する加
速度成分の計算が行われる。 次にステップ112に移行し、求められた曲線と点列のリ
フトデータとの各点における偏差が演算され、その偏差
が荒公差データ領域726に記憶されている荒公差内に在
るか否かが判定される。 この荒公差は仕上げ形状に対する荒仕上げ形状の偏差の
上限値を示すものであり、仕上げ加工に要する時間上の
制約や仕上げ加工時の砥石にかかる負荷上の制約から決
定される。 スムージング対象点数が初期値の全点数の場合には、当
然、荒公差内の条件を満たすことになる。 そして、スムージング対象点数が減少するに連れて、曲
線は滑らかになるため仕上げ形状との偏差が大きくな
り、荒公差内の条件を満たさなくなる。 上記偏差が荒公差内の時は、ステップ114に移行して、
ステップ110にて演算された加速度成分が加速度設定デ
ータ領域728に記憶されている加速度の設定値内に在る
か否かが判定される。 リフトデータの加速度が大きいと、サーボ系の追従性能
上の制約から高速研削ができないので、高速研削を可能
とするには、この加速度を制約する必要がある。 従って、判定の基準となる設定値は荒仕上げ加工に要す
る時間上の制約から決定される。 その加速度成分が設定値内に存在しない場合には、リフ
トデータの点列を忠実に近似し過ぎたことを意味してい
るので、ステップ116へ移行し、点列を等間隔又は曲線
の変化率の大きい所の点列を適当に間引く等の処理をし
て、スムージング点数を減少させ、ステップ108へ戻
り、再び、回帰多項式により曲線が演算される。 このように、ステップ112の判定がYES、即ち、求められ
た曲線と点列のリフトデータとの各点における偏差が荒
公差内に存在するという条件を満たした状態で、ステッ
プ114において、加速度成分が設定値内に存在すると判
定されるまで、例えば、第６図における設定値以下の、
荒加工用と示されている曲線のようになるまで、ステッ
プ108からステップ116が繰り返される。 そして、上記偏差が荒公差内であって加速度成分が設定
値内に存在すると判定されると、ステップ118に移行し
て、求められた回帰多項式から各回転角毎に動径の長さ
が演算されることにより荒加工用リフトデータが生成さ
れ、その荒加工用リフトデータは荒加工用リフトデータ
領域722に記憶される。 次にステップ120に移行し、砥石径データ領域729に記憶
されている現砥石径を読み込む。 次にステップ122に移行して、上記現砥石径と荒加工用
リフトデータ領域722に記憶されている荒加工用リフト
データとから荒加工用プロフィルデータが演算され、荒
加工用プロフィルデータ領域723に記憶される。 そして、ステップ124で仕上げ加工用データ作成モード
にセットして、ステップ104に戻る。 すると、装置は仕上げ加工用データ作成モードにセット
されているので、ステップ126に移行し、リフトデータ
が仕上げ公差データ領域727に記憶されている仕上げ公
差を考慮して、仕上げ加工用データとしてスムージング
される。 次にステップ128に移行し、滑らかに近似された曲線か
ら主軸の各回転角毎に動径の長さが演算されることによ
り仕上げ加工用リフトデータが生成され、その仕上げ加
工用リフトデータは仕上げ加工用リフトデータ領域724
に記憶される。 次にステップ130に移行し、砥石径データ領域729に記憶
されている現砥石径を読み込む。 次にステップ132に移行して、上記現砥石径と仕上げ加
工用リフトデータ領域724に記憶されている仕上げ加工
用リフトデータとから仕上げ加工用プロフィルデータが
演算され、仕上げ加工用プロフィルデータ領域725に記
憶され、本プログラムが終了する。 尚、ステップ112において、上記偏差が荒公差内に存在
しないと判定された場合には、荒公差条件及び加速度条
件を満たす滑らかな曲線が存在しないことを意味してい
るので、上記荒公差又は加速度の設定値を変更する必要
がある。従って、この場合には、ステップ134に移行し
て、設定値エラーとしてエラー信号を出力して終了す
る。 ただし、スムージング対象点数を離散的に減少させてい
る場合には、一度に減少し過ぎた場合もあるので、その
場合には、スムージング対象点数を増加させてステップ
108に戻るようにしても良い。 次に、装置が工作物加工モードに設定されると、フロン
トCPU71は第４図のプログラムを実行する。 ステップ200において、砥石径が変化しているかを調べ
て、変化している場合には、ステップ202に移行して、
砥石径データ領域729に記憶されている現砥石径を読み
込む。 次にステップ204に移行して、上記現砥石径と荒加工用
リフトデータ領域722に記憶されている荒加工用リフト
データとから荒加工用プロフィルデータが演算され、荒
加工用プロフィルデータ領域723に記憶される。 次にステップ206に移行して、上記現砥石径と仕上げ加
工用リフトデータ領域724に記憶されている仕上げ加工
用リフトデータとから仕上げ加工用プロフィルデータが
演算され、仕上げ加工用プロフィルデータ領域725に記
憶される。 そして、ステップ208に移行して、カムの実際の加工の
ために、荒加工用プロフィルデータ領域723に記憶され
た荒加工用プロフィルデータと、仕上げ加工用プロフィ
ルデータ領域725に記憶された仕上げ加工用プロフィル
データは、フロントCPU71とメインCPU31を介して荒加工
用NCプロフィルデータ領域321、又は、仕上げ加工用NC
プロフィルデータ領域322へ転送され本プログラムが終
了する。 ここで、ステップ200において、砥石径が変化していな
い場合は、ステップ208に移行し、初期値として、荒加
工用プロフィルデータ領域723に記憶されている荒加工
用プロフィルデータと仕上げ加工用プロフィルデータ領
域725に記憶されている仕上げ加工用プロフィルデータ
について、上記転送が行われ、本プログラムは終了とな
る。 そして、加工指令信号が操作盤45から付与されると、メ
インCPU31は第５図のプログラムを実行する。 ステップ300において、NCデータを解読して、荒加工か
否かが判定され、荒加工が指令されている時は、ステッ
プ302に移行して、荒加工用NCプロフィルデータ領域321
に記憶されている荒加工用NCプロフィルデータが呼び出
され、次に、ステップ304に移行して、そのNCプロフィ
ルデータに従って加工指令が出力されることにより、荒
加工サイクルのカム研削が実施される。 次にステップ306に移行して、NCデータを解読して、仕
上げ加工か否かが判定され、仕上げ加工が指令されてい
る時は、ステップ308に移行して、仕上げ加工用NCプロ
フィルデータ領域322に記憶されている仕上げ加工用NC
プロフィルデータが呼び出され、次に、ステップ310に
移行して、そのNCプロフィルデータに従って加工指令が
出力されることにより、仕上げ加工サイクルのカム研削
が実施され、本プログラムが終了する。 尚、上記ステップ300において、荒加工が指令されてい
ない時は、ステップ306に移行し、以下の仕上げ加工の
プログラムを実行し、上記ステップ306において、仕上
げ加工が指令されていない時は、本プログラムは終了と
なる。 尚、上記実施例において、スムージング手段はステップ
106,108,116で、加速度成分計算手段はステップ110で、
第１判別手段はステップ112で、第２判別手段ステップ1
14で、第１プロフィルデータ作成手段はステップ118〜1
22で、第２プロフィルデータ作成手段はステップ126〜1
32で具体的に実現される。
本発明は、リフトデータを近似する曲線を求めるスムー
ジング手段と、この曲線における主軸の回転角に対する
工具送り軸の加速度成分を計算する加速度成分計算手段
と、この曲線のリフトデータに対する偏差が、仕上げ加
工時の仕上げ取代量の許容値内であることを判別する第
１判別手段と、加速度成分が予め定められた設定値内に
あることを判別する第２判別手段と、第１判別手段と第
２判別手段が満たされた時にスムージング手段によって
得られた曲線に基づいて荒加工用リフトデータを求め、
その荒加工用リフトデータから荒加工用プロフィルデー
タを作成する第１プロフィルデータ作成手段と、リフト
データから仕上げ加工用プロフィルデータを作成する第
２プロフィルデータ作成手段と、荒加工用プロフィルデ
ータ、又は、仕上げ加工用プロフィルデータに基づいて
主軸と工具送り軸とを数値制御する位置制御手段とを有
しており、荒加工サイクルタの時には加速度成分が抑え
られた荒加工用プロフィルデータにて加が行われるた
め、主軸の回転数を上げても形状に対して追従性が良
く、従って、切り残し加工誤差が抑えられ、さらに、重
研削が高速で行えるので、焼き割れがなくなる。 又、仕上げ加工サイクルの時には主軸の回転数を下げ
て、仕上げ加工用プロフィルデータにて加工が行われる
ため、加速度成分が大きくても、加工誤差を少なくで
き、結果的に荒加工と仕上げ加工とを総合した加工時間
を短くでき、工作物を所定の形状に精度良く上げること
ができる。
ジング手段と、この曲線における主軸の回転角に対する
工具送り軸の加速度成分を計算する加速度成分計算手段
と、この曲線のリフトデータに対する偏差が、仕上げ加
工時の仕上げ取代量の許容値内であることを判別する第
１判別手段と、加速度成分が予め定められた設定値内に
あることを判別する第２判別手段と、第１判別手段と第
２判別手段が満たされた時にスムージング手段によって
得られた曲線に基づいて荒加工用リフトデータを求め、
その荒加工用リフトデータから荒加工用プロフィルデー
タを作成する第１プロフィルデータ作成手段と、リフト
データから仕上げ加工用プロフィルデータを作成する第
２プロフィルデータ作成手段と、荒加工用プロフィルデ
ータ、又は、仕上げ加工用プロフィルデータに基づいて
主軸と工具送り軸とを数値制御する位置制御手段とを有
しており、荒加工サイクルタの時には加速度成分が抑え
られた荒加工用プロフィルデータにて加が行われるた
め、主軸の回転数を上げても形状に対して追従性が良
く、従って、切り残し加工誤差が抑えられ、さらに、重
研削が高速で行えるので、焼き割れがなくなる。 又、仕上げ加工サイクルの時には主軸の回転数を下げ
て、仕上げ加工用プロフィルデータにて加工が行われる
ため、加速度成分が大きくても、加工誤差を少なくで
き、結果的に荒加工と仕上げ加工とを総合した加工時間
を短くでき、工作物を所定の形状に精度良く上げること
ができる。
第１図は本発明の実施例に係る数値制御研削盤の構成
図。第２図は数値制御装置の電気的構成を示したブロッ
クダイヤグラム。第３図はプロフィルデータ作成モード
に設定された時のフロントCPU71の処理手順を示したフ
ローチャート。第４図は工作物加工モードに設定された
時のフロントCPU71の処理手順を示したフローチャー
ト。第５図はメインCPU31の処理手順を示したフローチ
ャート。第６図は荒加工用と仕上げ加工用における加速
度成分の差異を示した説明図である。 10……ベッド、11……テーブル、13……主軸 14,16,23……サーボモータ、15……心押台 20……工具台、30……数値制御装置 70……自動プログラミング装置 Ｇ……砥石車、Ｗ……工作物
図。第２図は数値制御装置の電気的構成を示したブロッ
クダイヤグラム。第３図はプロフィルデータ作成モード
に設定された時のフロントCPU71の処理手順を示したフ
ローチャート。第４図は工作物加工モードに設定された
時のフロントCPU71の処理手順を示したフローチャー
ト。第５図はメインCPU31の処理手順を示したフローチ
ャート。第６図は荒加工用と仕上げ加工用における加速
度成分の差異を示した説明図である。 10……ベッド、11……テーブル、13……主軸 14,16,23……サーボモータ、15……心押台 20……工具台、30……数値制御装置 70……自動プログラミング装置 Ｇ……砥石車、Ｗ……工作物
Claims (1)
- 【請求項１】非真円形工作物の仕上げ形状を特定するリ
フトデータと砥石径に応じて、主軸の回転角と工具送り
軸の位置との関係を示すプロフィルデータを作成し、前
記プロフィルデータに応じて前記非真円形工作物の加工
を制御する数値制御装置において、 前記リフトデータを記憶するリフトデータ記憶手段と、 このリフトデータを近似する曲線を求めるスムージング
手段と、 このスムージング手段によって得られた曲線における前
記主軸の回転角に対する前記工具送り軸の加速度成分を
計算する加速度成分計算手段と、 前記スムージング手段によって得られた曲線の前記リフ
トデータに対する偏差が、仕上げ加工時の仕上げ取代量
の許容値内であることを判別する第１判別手段と、 前記加速度成分計算手段によって計算された加速度成分
が予め定められた設定値内にあることを判別する第２判
別手段と、 前記第１判別手段と前記第２判別手段が満たされた時に
前記スムージング手段によって得られた曲線に基づいて
前記荒加工用リフトデータを求め、その荒加工用リフト
データから荒加工用プロフィルデータを作成する第１プ
ロフィルデータ作成手段と、 前記リフトデータから仕上げ加工用プロフィルデータを
作成する第２プロフィルデータ作成手段と、 前記荒加工用プロフィルデータ、又は、前記仕上げ加工
用プロフィルデータに基づいて前記主軸と前記工具送り
軸とを数値制御する位置制御手段と を備えたことを特徴とする非真円形工作物加工用数値制
御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083424A JPH077296B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 非真円形工作物加工用数値制御装置 |
| US07/331,964 US5031107A (en) | 1988-04-05 | 1989-04-03 | Numerical control apparatus for machining non-circular workpieces |
| DE3910893A DE3910893A1 (de) | 1988-04-05 | 1989-04-04 | Numerische steuervorrichtung zur bearbeitung von unrunden werkstuecken |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083424A JPH077296B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 非真円形工作物加工用数値制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255903A JPH01255903A (ja) | 1989-10-12 |
| JPH077296B2 true JPH077296B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=13802055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63083424A Expired - Fee Related JPH077296B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 非真円形工作物加工用数値制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031107A (ja) |
| JP (1) | JPH077296B2 (ja) |
| DE (1) | DE3910893A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01281847A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-13 | Fanuc Ltd | 正面切欠き加工方法 |
| JPH0710482B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1995-02-08 | 豊田工機株式会社 | 非真円創成装置 |
| DE4032770A1 (de) * | 1990-10-16 | 1992-04-23 | Schaudt Maschinenbau Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum schleifen unrunder werkstuecke |
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| JP2805119B2 (ja) * | 1993-02-26 | 1998-09-30 | オークマ株式会社 | 非円形ワーク加工用数値制御装置 |
| GB2327289B (en) * | 1997-07-15 | 1999-09-15 | Honda Motor Co Ltd | Job aiding apparatus |
| GB2350207B (en) * | 1999-05-11 | 2003-08-20 | Falcon Machine Tools Co Ltd | Interactive system between machine tool and operator |
| DE102005050209A1 (de) * | 2005-10-20 | 2007-04-26 | Ott, Reinhold, Waterloo | Vorrichtung zur Einspeisung eines Videosignals in eine Anzeigevorrichtung und Betriebsverfahren hierfür |
| DE102005050205A1 (de) * | 2005-10-20 | 2007-04-26 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Kompensieren von Lage-und Formabweichungen |
| US7933677B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-04-26 | Hurco Companies, Inc. | System and method for surface finish management |
| US7797074B2 (en) * | 2007-03-01 | 2010-09-14 | Mori Seiki Usa, Inc. | Machine including grinding wheel and wheel dresser |
| JP5151686B2 (ja) * | 2008-05-26 | 2013-02-27 | 株式会社ジェイテクト | 非真円形状の工作物を加工するためのプロフィールデータの作成方法 |
| CN102059635A (zh) * | 2010-11-22 | 2011-05-18 | 湖南大学 | 一种典型零件磨削工艺优化集成数控磨削系统 |
| GB201813372D0 (en) * | 2018-08-16 | 2018-10-03 | Rolls Royce Plc | Machining error compensation |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1062818A (en) * | 1963-08-09 | 1967-03-22 | Toyo Kogyo Kabushiki Kaisha | Rotating type cam grinding machine |
| US3482357A (en) * | 1965-10-27 | 1969-12-09 | Fujitsu Ltd | Automatically controlled cam grinding system |
| US3917930A (en) * | 1974-11-25 | 1975-11-04 | Cincinnati Milacron Inc | Method and apparatus for adaptively positioning a machine element |
| DE2810646A1 (de) * | 1977-03-18 | 1978-09-21 | Komatsu Mfg Co Ltd | Numerisches steuersystem fuer eine werkzeugmaschine |
| JPS56114660A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-09 | Toyoda Mach Works Ltd | Numerical controller which controls cam machining |
| JPS58177250A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-17 | Richo Denshi Kogyo Kk | 同時１軸ｎｃ工作機械における円弧、テ−パの荒、中仕上げ加工方法 |
| GB2124113B (en) * | 1982-06-21 | 1985-12-04 | Newall Eng | Improvements in or relating to profile machining apparatus |
| JPS601956A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Sony Corp | デイジタルデ−タの変調方法 |
| US4791575A (en) * | 1986-10-31 | 1988-12-13 | The Pratt & Whitney Company, Inc. | Method for generating axis control data for use in controlling a grinding machine and the like and system therefor |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP63083424A patent/JPH077296B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-04-03 US US07/331,964 patent/US5031107A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-04 DE DE3910893A patent/DE3910893A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5031107A (en) | 1991-07-09 |
| JPH01255903A (ja) | 1989-10-12 |
| DE3910893A1 (de) | 1989-11-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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