JPH021630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光倣い研削盤の自動化方法に関わり、
更に詳細には、光倣い研削盤によつて外面に曲線
を含む凹凸を研削するにあたり、所望の形状の変
化点位置を実際に、スクリーン上にはりつけた素
材の同倍率拡大図形に手動によつて砥石車の先端
部を位置させるか、或いは素材を研削して位置さ
せ、その位置の座標を制御装置に記憶させ、上記
各形状変化点間の加工速度、加工順序、及び直線
補間によるか曲線補間によるかをも記憶させ、或
いはテープ化しておくことで、爾後の加工を完全
に自動化する光倣い研削盤の自動化方法に関する
ものである。

従来上記のような外面に曲線を含む輪郭研削は
総形砥石車を図面に一致させてドレツシングして
研削するか、光学倣い研削盤を使つて、断面した
態様においては先端部が微小円弧状の砥石車をス
クリーン上の図形に合わせて移動させるか、或い
は製作図面の形状変化点をすべて計算して座標化
し、加工順序、移動速度、直線補間、曲線補間を
テープ化して全自動によつて研削していたのであ
る。

上記の総形砥石車による研削は、砥石車の摩耗
の毎にドレツシングを行うものであり、全体の凹
凸が決まつてしまうから専用の砥石車となつて汎
用性がないことと、全面が均一に摩耗しないため
に不経済で不合理な加工方法である。

第２の光学倣い研削方式は、摩耗の少いダイヤ
モンドホイールなども使え、輪郭の変化に広く対
応できる長所はあるが、研削油を使用できず、Ｘ
軸、Ｙ軸方向の２軸を同時に手動で制御して完全
な直線や円弧を研削するには、高度の熟練を必要
としたのである。

第３の所望の輪郭図形の変化点を図上計算によ
つて算出し、途中の移動条件を加えてテープ化し
完全自動で研削する研削方式は、理想的ではある
が砥石車の先端点及び２番部分の状態を無視した
加工方法であつて、数学に熟達したプログラマー
が専門に従事する必要があることから、誰でもで
きるという性質のものではないのである。

本発明で上記した従来の研削方法の欠点を克服
すべくなされたもので、専門のプログラマーでな
くても比較的容易に完全自動研削を達成した研削
方法を提供するものである。

以下に図面にもとづいて本発明の好適実施例を
詳細に説明する。

第１図、第２図は光倣い研削盤１で、特に加工
情報を記憶装置に入力し、これから出力するため
の操作盤３を備えている。この操作盤は記憶装置
及び記憶装置にもとづく研削盤の自動制御装置を
収めた框体５を附属している。

光倣い研削盤１は、従来から公知のもので簡単
に説明すると、機台７の上部左側に砥石車９を保
持する砥石ヘツド１１が、砥石車９を軸１３のま
わりに回動自在に支承しており、砥石ヘツド１１
は砥石昇降枠体１５に沿つて昇降自在に設けてあ
る。砥石ヘツド１１の回動を案内するコラム１７
の裏面に設けられた電動機の如き駆動手段１９に
よりベルトを介して砥石車９を回転して研削を行
うものである。

コラム１７は下面に摺動面を有し、受台２１の
上面に形成した案内溝に沿い、第１図の前後方向
（Ｘ軸方向）に移動する。

受台２１の下面には、Ｘ軸方向に砥石車９、砥
石ヘツド１１、コラム１７を移動自在な移動台２
３が設けられ、移動台２３の下面には砥石車９、
砥石ヘツド１１、コラム１７を第１図における左
右方向（Ｙ軸方向）に移動するＹ軸移動手段２５
が設けられている。

機台７の前面には、Ｘ軸ハンドル２７、Ｙ軸ハ
ンドル２９が設けられ、砥石車９、砥石ヘツド１
１、コラム１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向へ手動によ
り移動可能に構成されている。機台７の上面右側
の砥石車９と対向する位置には、被加工物を挾持
するテーブル３１が設けられ、テーブル３１は下
面に設けらたＸ軸移動台３３の案内面に沿つてＸ
軸ハンドル３５によつて、Ｘ軸方向に移動自在に
設けられている。

Ｘ軸移動台３３の下面には、Ｙ軸方向に移動自
在な案内面を有するＹ軸移動台３７が設けられ、
Ｙ軸移動台３７の右端部に設けられたＹ軸ハンド
ル３９の回転により、Ｘ軸移動台３３をＹ軸方向
へ移動するものである。

Ｙ軸移動台３７は、上下方向（Ｚ軸方向）に移
動自在あり、電動機のごときＺ軸駆動手段４１に
より昇降するものである。

砥石車９と被加工物の研削面の上方には、研削
面を投影する投影器が設けられ、機台７の上方に
設けられたスクリーン４３に、砥石車９と被加工
物を投影するように設けられ、この投影の倍率は
数段階選択可能に設けられている。

又、光倣い研削盤だけの制御に用いられる制御
搬４５が機台７の第１図正面左上方に設けられて
おり、第２図の右端には、研削粉末の集塵装置４
７が備えられている。

第３図は、前記した操作盤３を拡大して示した
もので、より詳細には、状態表示部４９と、記憶
装置操作部５１と、記憶装置に情報を入力する状
態を砥石車９の移動と関連して作り出す研削盤の
操作部５３とから成つている。

第４図は、本発明の方法を説明する図であつ
て、図によつてその方法の１例を具体的に説明す
る。

初めに、投影器のスクリーン４３上に、被加工
物の拡大率に相応する原図５５を貼りつける。第
４図は原図５５と被加工物の撮像を使用する場合
とをいつしよに記載してあつて、原図５５の加工
面に斜線を附した部分だけ大きな撮像を原図とと
もに被加工物を投影して情報を用意する場合に用
いられるが、情報を作る過程は、被加工物が輪郭
線の変化する位置で研削されてしまうという点を
除けば同じであるからまとめて説明する。まづ、
操作盤３を操作し、Ｘ軸手動ハンドル２７、Ｙ軸
手動ハンドル２９を手動で回動して、スクリーン
上の原図５５の正面に離れて砥石車９の先端を位
置させる。図には砥石車９の先端だけを拡大して
示してあり、砥石車先端アールの曲率中心を十字
形で示してある。砥石車の先端部が上記の位置に
位置を占めた時ＡのＸ軸、Ｙ軸座標値を座標原点
として記憶装置に登録する。

次に移動速度として早送りを入力しておいて、
手動で砥石車先端アール部が、原図の左方向に大
きく直線で延びている部分の砥石車側延長線と接
する位置Ｂまで専らＹ軸方向にだけ移動し、Ｘ
軸、Ｙ軸座標値を登録する。この場合砥石車９は
手動によつて実際にＡからＢまで移動しているの
で、Ｂ点の座標値は光倣い研削盤１の備えた制御
盤４５に表示されたＸ軸、Ｙ軸座標値から、Ａ点
（原点）座標値を加減した値が登録される。

次にＢ点からＣ点までの研削移動速度を入力す
る。次いで砥石車先端を手動送りで任意の経路を
移動させ、上記直線部が円弧移動に切り換るＣ点
に合わせ、Ｃ点のＸ軸、Ｙ軸座標値を登録する。

Ｂ点からＣ点までの移動は直線移動であるが、
直線移動は特に補間条件を入力しない。

ところで、一般的に、制御装置の演算部は各種
の演算機能を奏し得るので、砥石車の像を直線部
の任意の複数箇所に接触せしめ、その各接触位置
の座標値に基づいて直線部の式を求めることも可
能である。

次にＣ点からＤ点までの移動は円弧移動である
から円弧補間信号を入力し、Ｄ点のＸ軸、Ｙ軸座
標を登録し、円弧補間の曲率半径R₁（被加工物の
アールから砥石車先端アールを減した寸法）を設
計図から算出し、入力する。

この場合、円弧上の３点以上に砥石車の像を接
触せしめ、各点における座標値に基づいて演算部
の演算処理により円の式を求めることが可能であ
る。そして、前記直線と円の接点をも演算部の演
算処理により求めることも可能である。すなわち
直線や円弧およびそれらの交点は、直線上あるい
は円弧上の複数点の座標値に基づいて、制御装置
の演算部において演算処理により求めることも可
能である。

次にＤ点からＥ点への移動は直線移動にもどる
ので直線補間の信号を入力し、Ｅ点のＸ軸、Ｙ軸
座標値を登録する。

次のＦ点は砥石車が被加工物から離れた位置で
あり、Ｘ軸座標値はＥ点のそれと同じく、Ｙ軸座
標値は後述するＧ点のＹ軸座標値になるべく近い
任意の位置に設定登録し、Ｅ点からＦ点間の移動
送度として早送りの指定信号を入力しておく。

Ｇ点、Ｈ点の座標を登録し、Ｇ点からＨ点まで
の移動は再び研削送りを入力しておく。Ｆ点から
Ｇ点までと、Ｇ点からＨ点までは何れも直線補間
で良いから特に補間指定は不要である。

Ｈ点からＩ点までは円弧補間指令が必要であ
り、曲率半径R₂（この場合は被加工物アールに砥
石車先端アールを加算した数値）と、円弧中心座
標値を入力しておき、Ｉ点の座標値も登録してお
く。

Ｉ点とＪ点との間は直線補間を指令し、Ｊ点の
座標を登録しておく。

Ｋ点は前記したＦ点と同じく、被加工物から離
れた位置であり、原点Ａに復帰する過程で被加工
物に砥石車先端が触れずに直線補間で移動できる
任意の点でよく、座標位置を登録し、早送り指令
を入力しておくことになる。

Ｋ点から原点（Ａ点）への復帰は、既に両座標
が登録されているから、復帰指令を入力すれば足
りる。

今上記した研削プログラムを取り出して整理す
ると、加工指令は次のように記録されている。

(1) 砥石車先端は、原点Ａに位置せよ。

(2) 砥石車先端は、Ｂ点まで早送りで移動せよ。

(3) 砥石車先端は、Ｃ点まで切削送りで移動せ
よ。

(4) 砥石車先端は、Ｄ点までR₁円弧の円弧補間
で移動せよ。

(5) 砥石車先端は、Ｅ点まで直線補間にもどつて
移動せよ。

(6) 砥石車先端は、Ｆ点まで早送りで移動せよ。

(7) 砥石車先端は、Ｇ点まで移動せよ。

(8) 砥石車先端は、Ｈ点まで切削送りで移動せ
よ。

(9) 砥石車先端は、Ｉ点まで曲率半径R₂の円弧
補間で移動せよ。

(10) 砥石車先端は、Ｊ点まで直線補間にもどつて
移動せよ。

(11) 砥石車先端は、Ｋ点まで早送りで移動せよ。

(12) 砥石車先端は、原点Ａまで復帰せよ。

ということになる。

このようにして、１サイクルの加工情報はすべ
て記憶されたのであるから、同じ加工を行うにあ
たつて、プログラム番号で上記加工１サイクルの
プログラムを呼び出し、全自動で正確な研削作業
が可能となり、実加工中は光倣い機構を使用しな
いため湿式研削が許される効果が得られたのであ
る。

以上のごとき実施例の説明により理解されるよ
うに、要するに本発明の要旨は特許請求の範囲に
記載のとおりであるから、本発明によれば、スク
リーン上に表示された製品の研削すべき部分の形
状変化点に砥石車像を接触せしめて座標値を制御
装置の記憶装置に入力し、かつ移動速度等の必要
なデータを入力することにより、光傚い研削盤の
自動化が可能となり、従来に比較して自動化が容
易なものである。

すなわち本発明によれば、スクリーンを見て、
製品の研削すべき部分の形状変化点と砥石車との
関係座標データを目視する態様において制御装置
に入力できるので、誤りが少なく、自動化が容易
なものである。

なお、本発明は前述の実施例のみに限られるも
のではなく、適宜の変更を行なうことによつては
その他の態様にて実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した光倣い研削盤の正面
図、第２図は同上側面図、第３図は操作盤のパネ
ル拡大正面図、第４図は本発明のプログラミング
方法の説明図である。 図面中の主要部分を表わす符号の説明、１……
光倣い研削盤、３……操作盤、２７……Ｘ軸ハン
ドル、２９……Ｙ軸ハンドル、４３……スクリー
ン、４９……状態表示部、５１……記憶装置操作
部、５３……研削盤操作部、５５……拡大原図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光倣い研削盤の自動化方法にして、少なくと
   も次の(a)〜(g)の各過程を包含することを特徴とす
   る自動化方法。 (a) 光倣い研削盤におけるスクリーン上に製品の
   研削すべき部分の形状を所定倍率にて拡大して
   表示する過程。 (b) スクリーン上に表示された製品の研削すべき
   部分から離れた位置に光倣い研削盤の砥石車の
   像を位置決めし、この位置の座標値を原点位置
   として制御装置の記憶装置に入力する過程。 (c) スクリーン上に表示された製品の研削すべき
   部分の直線部および円弧部のそれぞれの形状変
   化点に砥石車の像を接触せしめて、各接触位置
   の座標値を制御装置の記憶装置に入力する過
   程。 (d) 製品の研削すべき部分から離れた任意の位置
   の砥石車の座標値を制御装置の記憶装置に入力
   する過程。 (e) 上記(b)、(c)、(d)の過程により入力された座標
   値に基づいて砥石車の移動経路を設定すべく前
   記形状変化点の座標値間の直線補間あるいは円
   弧補間を演算して求めて記憶装置に入力する過
   程。 (f) スクリーン上に表示された製品の研削すべき
   部分の研削工程および製品の研削すべき部分か
   ら離れた位置の砥石車の移動工程における砥石
   車の移動速度を定める過程。 (g) 予め定められた研削工程および砥石車の移動
   速度に従つて、スクリーン上に表示された製品
   の研削すべき部分と同形状に製品を研削すべく
   光倣い研削盤を自動制御する過程。