JP2604003B2 - 非真円形工作物加工用数値制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、カム等の非真円形工作物を加工する研削盤
の数値制御装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 従来、この種の数値制御装置においては、研削盤の心
押台と主軸台間に回転可能に挟持支持された工作物を主
軸の回転に同期させ、砥石車を主軸軸線に垂直な方向に
進退制御し、カム等の工作物を研削加工している。

＜発明が解決しようとする課題＞ この種の数値制御装置において、第６図に示すよう
に、砥石車Ｇを進退制御する場合の砥石車Ｇの位置は、
砥石車Ｇの中心軸OwとカムＣの中心軸Ocを結ぶ線と砥石
車Ｇが交差する砥石車先端部TPaの位置により制御され
る。

しかしながら、カムＣを砥石車Ｇにより研削加工する
場合には、カムＣのサイド部CSが砥石車Ｇとの接触点TP
aではなく、接触点TPbとなってしまい、接触点TPbの位
置と砥石車先端部TPaの位置との間に誤差量εが生じて
しまう。このため、この誤差量εによるプロフィル誤差
を防ぐために、工作物のリフトデータと砥石径から理論
的に求め、このようにして求めた理論的なプロフィルデ
ータにより一度工作物を加工し、この加工された工作物
のプロフィルデータと理論的なプロフィルデータとのプ
ロフィル誤差を求め、理論的なプロフィルデータにこの
プロフィル誤差を補正することにより、実際に加工する
工作物加工用プロフィルデータを作成している。

従って、実際の工作物加工までの段取り時間が多くか
かるという問題があった。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、第１図のブロック図で示すように、リフトデー
タを記憶するリフトデータ記憶手段100と、砥石径を記
憶する砥石径記憶手段101と、主軸の回転数を読出す主
軸回転数読出手段102と、前記リフトデータと前記砥石
径に基づいて砥石車を進退移動させた場合の工作物中心
軸と前記砥石車の中心軸間の心間距離を演算する心間距
離演算手段103と、この心間距離演算手段により演算さ
れた心間距離から心間距離の変化量を演算する心間距離
変化量演算手段104と、この心間距離の変化量と回転位
置を対応付けて記憶する心間距離変化量記憶手段105
と、前記心間距離の変化量が許容値内に入るような補正
係数を記憶する補正係数記憶手段106と、この補正係数
記憶手段に記憶された補正係数と前記心間距離の変化
量，前記主軸の回転数から求められた補正値により前記
リフトデータを補正するリフトデータ補正手段107と、
このリフトデータ補正手段にて補正された補正リフトデ
ータからプロフィルデータを作成するプロフィルデータ
作成手段108とを備えたものである。

＜作用＞ 非真円形工作物の回転角とリフト量との関係を示した
リフトデータと砥石径から、主軸位置に対応した砥石軸
中心と工作物軸中心間の心間距離が求め、この心間距離
から心間距離の変化量を求め、この心間距離の変化量と
主軸の回転数から補正値を求め、この補正値に補正係数
を掛けることにより、リフトデータを補正するためのリ
フトデータ補正値が演算され、このリフトデータ補正値
によりリフトデータを補正し、この補正されたリフトデ
ータからプロフィルデータが作成される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２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上には送りネ
ジ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。また、テーブル11上の右端には心押台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
カムシャフトからなる工作物Ｗが挟持されている。工作
物Ｗは主軸13に突設された位置決めピン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、工作台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、図略の送りネジを介してサーボモータ23に連結さ
れ、このサーボモータ23の正逆転により進退される。

ドライブユニット50,51,52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23,14,16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３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にはNCプロフィルデータを記
憶する加工用NCプロフィルデータ領域321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23,14,16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50,51,52に出力する回路である。

70は前記数値制御装置30に接続された自動プログラミ
ング装置で、リフトデータと砥石径からプロフィルデー
タを自動作成するものである。

この自動プログラミング装置30は、フロントCPU71とR
AM72と入出力インタフェース73とで構成されている。RA
M72には複数の工作物のリフトデータLiを記憶するリフ
トデータ領域721と、リフトデータLiを極座標変換し記
憶する極座標リフトデータ領域722と、極座標リフトデ
ータPiの補正値Hiを記憶する補正データ領域723と、補
正された極座標リフトデータHPiを記憶する補正極座標
データ領域724と、補正座標データHPiをプロフィルデー
タCXに変換したデータを記憶するプロフィルデータ領域
725と、工作物Ｗの中心軸ＯWから砥石車Ｇの中心軸ＯG
間の心間距離Diの加速度変化量DAiと主軸回転数Siによ
るリフトデータ補正値がリフトデータと同じ単位系にな
るようにするための補正係数αを記憶する補正係数記憶
領域726と、砥石車Ｇの砥石径Ｒを記憶する砥石径記憶
データ領域727と、主軸13の回転数を記憶する主軸回転
数記憶領域728が形成されている。

以上の構成において、作業者によりキーボード44が操
作されデータ入力モードに設定されると、フロントCPU7
1は入出力インターフェース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込みリフト
データ領域721に記憶する。

次に、キーボード44が操作されるプロフィルデータ作
成モードに設定されたときのフロントCPU71の動作につ
いて、第４図のフローチャート、第６図の工作物と砥石
車との接触状態における位置関係を示す図に基づいて説
明する。

ステップ200において、リフトデータ領域721からリフ
トデータLiを読込む。次のステップ201により前記ステ
ップ200により読込まれたリフトデータLiを第５図に示
すように、カムＣの外形線上の点列を回転角θと動径の
長さｒ（θ）で特定した極座標リフトデータPiに変換
し、極座標リフトデータ領域722に記憶する。

ステップ202では砥石径データ領域727に記憶された砥
石車Ｇの現在の砥石径Ｒを読出す。

ステップ203では、補正係数αを補正係数記憶領域726
から読み込む。

ステップ204では、極座標リフトデータ領域722に記憶
された極座標リフトデータをカムＣの全周に渡って読出
すための読出カウンタｉの値を１にセットする。

ステップ205では、前記極座標リフトデータ領域722の
中からｉ番目の極座標リフトデータPiを読込む。

ステップ206では、前記ステップ202により読込まれた
砥石径Ｒと、前記ステップ205により読込まれた極座標
リフトデータPiから、工作物Ｗの中心軸Owと砥石車Ｇの
中心軸ＯG間の心間距離Diが演算される。

ステップ207では、前記ステップ206で演算された心間
距離Diの加速度変化量DAiを演算する。

ステップ208では、作業者により主軸回転数記憶領域7
28に予め設定された主軸13の回転数Siを読出す。

次のステップ209では、前記ステップ203,207,208によ
り、それぞれ読込まれた補正係数α、心間距離Diの加速
度変化量DAi、主軸13の回転数Siから心間距離Diの加速
度変化量DAiがカムＣのトップ部Ｔのように加速度変化
量DAiがベース円部Ｂよりも急激に増加する部分につい
ては加速度変化量DAiが減少するようにする補正値Hiを
演算し、補正データ領域723に記憶する。

ステップ210では、極座標リフトデータPiが全周に渡
って読込まれたかどうか判定する。この判定がNoであれ
ば、次のステップ211に移行し、カウンタｉに１を加算
し、再び前記ステップ205に移行する。

前記ステップ210の判定がYesであれば、ステップ212
に移行し、極座標リフトデータ領域722に記憶された極
座標リフトデータPiと前記補正データ領域723に記憶さ
れた補正値Hiを読出し、補正極座標リフトデータHPiを
演算し、この補正極座標リフトデータHPiを補正極座標
データ領域724へ記憶する。

次に、ステップ213では、この補正極座標リフトデー
タHPiからプロフルデータCXを作成し、プロフィルデー
タ領域725に記憶する。

このようにして、プロフィルデータCXが作成された
後、プロフィルデータ転送の操作がされると、このプロ
フィルデータ領域725に記憶されたプロフィルデータCX
がフロントCPU71,メインCPUを介してNCプロフィルデー
タ領域321へ転送される。

そして、操作盤45から加工指令が入力されると、メイ
ンCPU31はNCプロフィルデータ領域321に記憶されている
NCプロフィルデータに従ってカムＣの研削が行われる。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本願発明においては、工作物中心軸
と砥石中心軸間の心間距離の変化量を求め、この変化量
の大きさに応じて、リフトデータの補正値を求め、この
補正値によりリフトデータを補正し、プロフィルデータ
を作成するようにしたので、砥石車と工作物との接触点
が変動しても正確なプロフィルデータを作成できる。ま
た、作業者はリフトデータを入力するだけで、作成され
たプロフィルデータを変更する操作をすることなく、加
工する１本目の工作物から所望の非真円形形状に加工で
きる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明するためのブロック図、第
２図は本発明の実施例を示す数値制御研削盤の全体構成
図、第３図は数値制御装置の構成を説明するためのブロ
ック図、第４図はフロントCPUの動作を説明するための
フローチャート、第５図は極座標リフトデータを説明す
るための図、第６図は工作物と砥石車との接触状態にお
ける位置関係を説明するための図である。 10……ベット、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、Ｃ…
…カム、Ｇ……砥石車、Ｗ……工作物。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非真円形の工作物の形状を特定するリフト
   データと砥石車の砥石径に応じて、主軸と工具送り軸を
   数値制御して前記工具に前記非円形工作物の仕上げ形状
   に沿ったプロフィール創成運動を行わせるプロフィルデ
   ータを求め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、前記砥石径を記憶する砥石径記憶手
   段と、前記主軸の回転数を読出す主軸回転数読出手段
   と、前記リフトデータと前記砥石径に基づいて前記砥石
   車を進退移動させた場合の前記工作物中心軸と前記砥石
   車の中心軸間の心間距離を演算する心間距離演算手段
   と、この心間距離演算手段により演算された心間距離か
   ら心間距離の変化量を演算する心間距離変化量演算手段
   と、この心間距離の変化量と前記主軸の回転位置を対応
   付けて記憶する心間距離変化量記憶手段と、前記心間距
   離の変化量が許容値内に入るような補正係数を記憶する
   補正係数記憶手段と、この補正係数記憶手段に記憶され
   た補正係数と前記心間距離の変化量，前記主軸の回転数
   から求められた補正値により前記リフトデータを補正す
   るリフトデータ補正手段と、このリフトデータ補正手段
   にて補正された補正リフトデータからプロフィルデータ
   を作成するプロフィルデータ作成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。