JPH04129602A - 非真円創成装置 - Google Patents
非真円創成装置Info
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- G05B19/184—Generation of cam-like surfaces
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、工作物を非真円形状に切削加工する非真円創
成装置に関するものである。
成装置に関するものである。
[従来の技術j
非真円創成装置において、加工データである工作物の非
真円形状はフーリエ級数により与えられる。これは、切
削工具を圧電アクチュエータとりニアモータの2つのア
クチュエータの複合動作により進退駆動して非真円形状
に切削加工する場合、それぞれ2つのアクチュエータが
担当すべき動作の分配を容易に決定できることと、サー
ボ系の動作特性の改善を容易に行うことができる、とい
う2つの利点があるからである。
真円形状はフーリエ級数により与えられる。これは、切
削工具を圧電アクチュエータとりニアモータの2つのア
クチュエータの複合動作により進退駆動して非真円形状
に切削加工する場合、それぞれ2つのアクチュエータが
担当すべき動作の分配を容易に決定できることと、サー
ボ系の動作特性の改善を容易に行うことができる、とい
う2つの利点があるからである。
[発明が解決しようとする課題」
ところが、非真円創成装置により切削加工される形状は
、図面により工作物の位相角とその位相角における半径
及びその半径に対する許容誤差が1組となった点群のデ
ータにより表される。そして、そのデータは一定の角間
隔5°〜10°毎に表されるため、フーリエ級数データ
に変更する場合、ます前記位相角間のデータをスプライ
ン補間によって2″個に拡張した後、フーリエ変換して
いる。このフーリエ変換は適当な次数で打ち切るので、
誤差が必然的に生じるが、この誤差と前記した半径に対
する許容誤差とを関係づけることができなかった。この
ため、フーリエ変換により得たデータが位相角によって
は、所定の許容誤差内に入らなくなり必要な精度を確保
できないという問題点があった。
、図面により工作物の位相角とその位相角における半径
及びその半径に対する許容誤差が1組となった点群のデ
ータにより表される。そして、そのデータは一定の角間
隔5°〜10°毎に表されるため、フーリエ級数データ
に変更する場合、ます前記位相角間のデータをスプライ
ン補間によって2″個に拡張した後、フーリエ変換して
いる。このフーリエ変換は適当な次数で打ち切るので、
誤差が必然的に生じるが、この誤差と前記した半径に対
する許容誤差とを関係づけることができなかった。この
ため、フーリエ変換により得たデータが位相角によって
は、所定の許容誤差内に入らなくなり必要な精度を確保
できないという問題点があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、工作物の非真円形状を表す加工データを周波数間数に
より近似するとともに、その各係数を求める際半径の許
容誤差に基づく重み付けを行うことにより、許容誤差内
に入る周波数関数を演算することができる非真円創成装
置を提供することを目的とするものである。
、工作物の非真円形状を表す加工データを周波数間数に
より近似するとともに、その各係数を求める際半径の許
容誤差に基づく重み付けを行うことにより、許容誤差内
に入る周波数関数を演算することができる非真円創成装
置を提供することを目的とするものである。
「課題を解決するための手段」
上記目的を達成するための具体的手段として、工作物の
非真円形状を表す加工データに基づいて、工作物の回転
に同期して切削工具を進退駆動させ工作物を非真円形状
に切削加工する非真円創成装置において、前記加工デー
タを工作物の位相角とその位相角における半径により表
し、これを所定次数の周波数関数により近似して入力す
る加工データ入力手段と、周波数関数の各係数を最小2
乗法により演算する演算手段と、その演算の際半径の許
容誤差に基づいた重み付けをする重み付け手段とを備え
たことを特徴とする非真円創成装置が提供される。
非真円形状を表す加工データに基づいて、工作物の回転
に同期して切削工具を進退駆動させ工作物を非真円形状
に切削加工する非真円創成装置において、前記加工デー
タを工作物の位相角とその位相角における半径により表
し、これを所定次数の周波数関数により近似して入力す
る加工データ入力手段と、周波数関数の各係数を最小2
乗法により演算する演算手段と、その演算の際半径の許
容誤差に基づいた重み付けをする重み付け手段とを備え
たことを特徴とする非真円創成装置が提供される。
「作用」
上記非真円創成装置によれば、加工データ入力手段によ
り工作物の位相角とその位相角における半径により表さ
れる加工データが、所定次数の周波数関数により近似さ
れて入力され、該周波数関数の各係数を演算手段が最小
2乗法により演算するが、この際重み付け手段により半
径の許容誤差に基づく重み付けがなされて前記各係数が
求められ、周波数関数が演算される。
り工作物の位相角とその位相角における半径により表さ
れる加工データが、所定次数の周波数関数により近似さ
れて入力され、該周波数関数の各係数を演算手段が最小
2乗法により演算するが、この際重み付け手段により半
径の許容誤差に基づく重み付けがなされて前記各係数が
求められ、周波数関数が演算される。
「実施例」
本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
第1図(a)は本発明に係る非真円創成装置における切
削工具の駆動部を示した縦断正面図である。
削工具の駆動部を示した縦断正面図である。
また第1図(b)は第1図(a)II−II線断面図で
ある。
ある。
ベース10上には、油圧静圧軸受11を載置固定した固
定基台12と、リニアモータであるボイスコイルモータ
31(以下VCMと略祢する)を載置固定した固定基台
32とを設ける。油圧静圧軸受11により断面矩形のラ
ム13を進退自在に支持する。ラム13の先端部には、
嵌装孔14を形成し圧電アクチュエータ15を嵌装する
とともに、スペーサ17を介して2枚のダイヤフラム1
818を固定し、該ダイヤフラム18.18により工具
嵌着部19を支持する。工具嵌着部には切削工具20を
嵌着する。そして、前記圧電アクチュエータ15には押
圧駆動部材21を当接させるとともに、そのフランジ2
2を前記ダイヤフラム18に連結し、圧電アクチュエー
タ15に入力される駆動指令信号に応じて切削工具20
を進出駆動する。前記2枚のダイヤフラム18,18は
圧電アクチュエータ15の作動により進出した切削工具
20を後退させる。23は変位センサであって、圧電ア
クチュエータ15の作動による切削工具20の変位を検
出する。ラム13にはリニアスケール24を固定し、油
圧静圧軸受11に固設した読取ヘッド25を跨装し、ラ
ム13の変位を検出する。
定基台12と、リニアモータであるボイスコイルモータ
31(以下VCMと略祢する)を載置固定した固定基台
32とを設ける。油圧静圧軸受11により断面矩形のラ
ム13を進退自在に支持する。ラム13の先端部には、
嵌装孔14を形成し圧電アクチュエータ15を嵌装する
とともに、スペーサ17を介して2枚のダイヤフラム1
818を固定し、該ダイヤフラム18.18により工具
嵌着部19を支持する。工具嵌着部には切削工具20を
嵌着する。そして、前記圧電アクチュエータ15には押
圧駆動部材21を当接させるとともに、そのフランジ2
2を前記ダイヤフラム18に連結し、圧電アクチュエー
タ15に入力される駆動指令信号に応じて切削工具20
を進出駆動する。前記2枚のダイヤフラム18,18は
圧電アクチュエータ15の作動により進出した切削工具
20を後退させる。23は変位センサであって、圧電ア
クチュエータ15の作動による切削工具20の変位を検
出する。ラム13にはリニアスケール24を固定し、油
圧静圧軸受11に固設した読取ヘッド25を跨装し、ラ
ム13の変位を検出する。
前記固定基台32上に載置固定したVCM31は、固定
マグネット33.33と、ムービングコイル34.34
を巻装した可動子35とから構成され、可動子35の先
端と前記ラム13の後端とを直列状に連結する。工作物
Wは主軸26に装架され回転角速度ωで回転する。
マグネット33.33と、ムービングコイル34.34
を巻装した可動子35とから構成され、可動子35の先
端と前記ラム13の後端とを直列状に連結する。工作物
Wは主軸26に装架され回転角速度ωで回転する。
尚、第1図(a)、(b)では油圧静圧軸受11に対す
る油圧配管及びVCM31駆動用の電源を供給するため
の電気配線等は省略しである。
る油圧配管及びVCM31駆動用の電源を供給するため
の電気配線等は省略しである。
第2図は、非真円創成装置の制御系を示す概略のブロッ
ク図であって、制御装置40と前記圧電アクチュエータ
15の制御系41及びVCM31の制御系42とからな
り、それぞれバスにより接続されている。
ク図であって、制御装置40と前記圧電アクチュエータ
15の制御系41及びVCM31の制御系42とからな
り、それぞれバスにより接続されている。
制御装置40は、中央処理装置CPU、データ入出力装
置51及びメモリ52等により精成されるコンピュータ
50により制御されるデータ処理部53と繰り返し制御
部55からなる。
置51及びメモリ52等により精成されるコンピュータ
50により制御されるデータ処理部53と繰り返し制御
部55からなる。
データ処理部53では、まず工作物の非真円形状を表す
加工データを、所定次数の周波数関数で近似する演算処
理が行われる。
加工データを、所定次数の周波数関数で近似する演算処
理が行われる。
第3図はその処理を示したフローチャートである。ステ
ップ100で、第4図に示すように位相角θ(θ=ωt
)、半径r、半径許容誤差△rからなる工作物の非真円
形状を表す点群データが入力される。
ップ100で、第4図に示すように位相角θ(θ=ωt
)、半径r、半径許容誤差△rからなる工作物の非真円
形状を表す点群データが入力される。
ステップ101では、前記点群データを近似する所定の
次数の周波数関数が入力される。6次までの周波数関数
とすれば以下の通りである。
次数の周波数関数が入力される。6次までの周波数関数
とすれば以下の通りである。
f(θ)=a o+a + COSθ+b+slnθ+
・+a6cos6θ+bgsin6θ 続いてステップ102では、上記周波数関数の各係数を
最小2乗法により求めるため以下のように連立方程式を
たてる。
・+a6cos6θ+bgsin6θ 続いてステップ102では、上記周波数関数の各係数を
最小2乗法により求めるため以下のように連立方程式を
たてる。
! 三(rヶーf(θ、)+2=0・・・(1)賢・1
21ae れン) と1愚、(r・ f(θ、)+2= 0 X’−fr、−f(θ、))”=0 ・−・(12>1
.1θa。
21ae れン) と1愚、(r・ f(θ、)+2= 0 X’−fr、−f(θ、))”=0 ・−・(12>1
.1θa。
I 8
;、l;ab−)r、−f (θ−)12=o ・
・ ・ (13)続くステップ103で、位相角θイ
における半径rhの許容誤差△r、、に基づいて、重み
Wにより重み付けする。例えばWアー1/△r++とす
れば、上記連立方程式は以下のようになる。
・ ・ (13)続くステップ103で、位相角θイ
における半径rhの許容誤差△r、、に基づいて、重み
Wにより重み付けする。例えばWアー1/△r++とす
れば、上記連立方程式は以下のようになる。
k上−wwlrw
、、、aa。
f(θ、)l”=0
(2′)
i つ
、玉、 凪w 、(r 、−f (θ、>12=o ・
−・(12’);、 兆VV w I r w f
(θ、)l”=0−−− (13′)ステップ104で
上記連立方程式(1′)〜(13’)を解いて係数a。
−・(12’);、 兆VV w I r w f
(θ、)l”=0−−− (13′)ステップ104で
上記連立方程式(1′)〜(13’)を解いて係数a。
、a 、、b 、・・・a、、b、を求める。
ステップ105で上記係数を代入した周波数間数f(θ
)を出力する。そして、該周波数間数f(θ)を周波数
分離器54により高周波成分と5低周波成分に分離する
。周波数分離器54からの高周波成分は、圧電アクチュ
エータ15の制御系41の指令値用メモリ43に記憶さ
れる。また、周波数分離器52からの低周波成分は、V
CM31の制御系42の指令値用メモリ46に記憶され
る。前記指令値用メモリ43に記憶した高周波成分から
なる非真円加工データに基づいて、実際に圧電アクチュ
エータ15を作動させ、また指令値用メモリ46に記憶
した低周波成分からなる非真円加工データに基づいて、
実際にVCM31を作動させる試し切削動作を行い、そ
れぞれの応答値を応答値用メモリ44及び47に記憶す
る。
)を出力する。そして、該周波数間数f(θ)を周波数
分離器54により高周波成分と5低周波成分に分離する
。周波数分離器54からの高周波成分は、圧電アクチュ
エータ15の制御系41の指令値用メモリ43に記憶さ
れる。また、周波数分離器52からの低周波成分は、V
CM31の制御系42の指令値用メモリ46に記憶され
る。前記指令値用メモリ43に記憶した高周波成分から
なる非真円加工データに基づいて、実際に圧電アクチュ
エータ15を作動させ、また指令値用メモリ46に記憶
した低周波成分からなる非真円加工データに基づいて、
実際にVCM31を作動させる試し切削動作を行い、そ
れぞれの応答値を応答値用メモリ44及び47に記憶す
る。
繰り返し制御部55では、指令値用メモリ43及び46
に配憶した高周波成分と低周波成分の非真円加工データ
の指令値、及び応答値用メモリ44及び47に記憶した
高周波成分と低周波成分の応答値とに基づいて、高周波
成分と低周波成分毎にゲインと位相との偏差を算出する
。そして、算出した偏差に基づいて周波数関数の各係数
を補正した後、その高周波成分と低周波成分とを非真円
加工データの指令値として前記指令値用メモリ43及び
46にそれぞれ記憶して、補正前の各指令値を更新する
繰り返し制御を行う。
に配憶した高周波成分と低周波成分の非真円加工データ
の指令値、及び応答値用メモリ44及び47に記憶した
高周波成分と低周波成分の応答値とに基づいて、高周波
成分と低周波成分毎にゲインと位相との偏差を算出する
。そして、算出した偏差に基づいて周波数関数の各係数
を補正した後、その高周波成分と低周波成分とを非真円
加工データの指令値として前記指令値用メモリ43及び
46にそれぞれ記憶して、補正前の各指令値を更新する
繰り返し制御を行う。
また、圧電アクチュエータ15の制御系41は、指令値
用メモリ43と応答値用メモリ44とを備え、主軸26
の回転に基づいて出力される同期信号により、指令値用
メモリ43に記憶される高周波でストロークの小さなデ
ータに基づく指令値を出力し、圧電アクチュエータ15
の変位センサ23からフィードバックされる位置信号と
の偏差である位置偏差信号を、圧電素子駆動用の高圧電
源45へ出力し圧電アクチュエータ15を制御する。
用メモリ43と応答値用メモリ44とを備え、主軸26
の回転に基づいて出力される同期信号により、指令値用
メモリ43に記憶される高周波でストロークの小さなデ
ータに基づく指令値を出力し、圧電アクチュエータ15
の変位センサ23からフィードバックされる位置信号と
の偏差である位置偏差信号を、圧電素子駆動用の高圧電
源45へ出力し圧電アクチュエータ15を制御する。
VCM31の制御系42は、前記と同様指令値用メモリ
46と応答値用メモリ47とを備え、主軸26の回転に
基づく同期信号により、指令値用メモリ46に記憶され
る低周波でストロークの大きいデータに基づく指令値を
出力し、VCM31の変位を読取ヘッド25から検出し
てフィードバックされる位置信号との偏差である位置偏
差信号を、サーボアンプ48へ出力してVCM31を制
御する。
46と応答値用メモリ47とを備え、主軸26の回転に
基づく同期信号により、指令値用メモリ46に記憶され
る低周波でストロークの大きいデータに基づく指令値を
出力し、VCM31の変位を読取ヘッド25から検出し
てフィードバックされる位置信号との偏差である位置偏
差信号を、サーボアンプ48へ出力してVCM31を制
御する。
以上のように、圧電アクチュエータ15及びVCM31
が、それぞれの指令値により制御されるとともに、両者
の作動が複合されて非真円プロフィルデータに即して、
切削工具200半径方向の刃先位置を制御し非真円形状
を切削加工する。
が、それぞれの指令値により制御されるとともに、両者
の作動が複合されて非真円プロフィルデータに即して、
切削工具200半径方向の刃先位置を制御し非真円形状
を切削加工する。
「発明の効果」
本発明は上記構成を有し、工作物の位相角とその位相角
における半径により表される加工データを、所定次数の
周波数関数により近似するとともに、重み付け手段によ
り半径の許容誤差に基づく重み付けを行って最小2乗法
により前記各係数を求めるものであるので、前記許容誤
差内に入る周波数関数を演算することができ、周波数関
数の次数を可能な限り低次に押さえて、加速度及び加速
度変動を小さくすることができる周波数関数を決定でき
る。また、半径の許容誤差に基づく重み付けを行うこと
により、低次の周波数関数でも点群データの許容誤差内
を通過させることができる等の効果がある。
における半径により表される加工データを、所定次数の
周波数関数により近似するとともに、重み付け手段によ
り半径の許容誤差に基づく重み付けを行って最小2乗法
により前記各係数を求めるものであるので、前記許容誤
差内に入る周波数関数を演算することができ、周波数関
数の次数を可能な限り低次に押さえて、加速度及び加速
度変動を小さくすることができる周波数関数を決定でき
る。また、半径の許容誤差に基づく重み付けを行うこと
により、低次の周波数関数でも点群データの許容誤差内
を通過させることができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
添付図面第1図(a)は切削工具の駆動部を示した縦断
正面図、第1図(b)は第1図(a)の■−■線切断側
面図、第2図は非真円創成装置の制御系の概略を示すブ
ロック図、第3図はデータ処理部の周波数関数を求める
処理の概略を示したフローチャート、第4図は加工デー
タを示した図である。 15、、、圧電アクチュエータ、 20 、、、切削
工具、 31 、、、VCM(リニアモータ)、 40
.。 制御装置、 53、、、データ処理部、 W9.工作物。 代 理 人
正面図、第1図(b)は第1図(a)の■−■線切断側
面図、第2図は非真円創成装置の制御系の概略を示すブ
ロック図、第3図はデータ処理部の周波数関数を求める
処理の概略を示したフローチャート、第4図は加工デー
タを示した図である。 15、、、圧電アクチュエータ、 20 、、、切削
工具、 31 、、、VCM(リニアモータ)、 40
.。 制御装置、 53、、、データ処理部、 W9.工作物。 代 理 人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 工作物の非真円形状を表す加工データに基づいて、工作
物の回転に同期して切削工具を進退駆動させ工作物を非
真円形状に切削加工する非真円創成装置において、 前記加工データを工作物の位相角とその位相角における
半径により表し、これを所定次数の周波数関数により近
似して入力する加工データ入力手段と、周波数関数の各
係数を最小2乗法により演算する演算手段と、その演算
の際半径の許容誤差に基づいた重み付けをする重み付け
手段とを備えたことを特徴とする非真円創成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2253171A JPH04129602A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 非真円創成装置 |
US07/760,386 US5274564A (en) | 1990-09-20 | 1991-09-16 | Method and apparatus for machining a non-circular workpiece |
EP19910115996 EP0476678A3 (en) | 1990-09-20 | 1991-09-19 | Method and apparatus for machining a non-circular workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2253171A JPH04129602A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 非真円創成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04129602A true JPH04129602A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=17247525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2253171A Pending JPH04129602A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 非真円創成装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5274564A (ja) |
EP (1) | EP0476678A3 (ja) |
JP (1) | JPH04129602A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3038160B2 (ja) * | 1996-12-10 | 2000-05-08 | ファナック株式会社 | 旋盤におけるネジ切リ加工方法 |
US6202521B1 (en) * | 1998-12-14 | 2001-03-20 | Lord Corporation | Method, apparatus and controller for machining non-circular work pieces |
JP2002011617A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-15 | Yamazaki Mazak Corp | 工作機械 |
NL1018387C2 (nl) * | 2001-06-26 | 2003-01-07 | Ecicm B V | Lineaire motor met verbeterde functie-approximator in het besturingssysteem. |
EP1742762B1 (de) | 2004-04-23 | 2008-12-03 | Schott AG | Vorrichtung zur erzeugung von mikrostrukturen |
US7203569B2 (en) * | 2004-08-31 | 2007-04-10 | General Electric Company | Machine tool control methods and designs for fabricating mesoscopic surface structures on substrates |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2724808C3 (de) * | 1977-06-02 | 1980-01-17 | Purolator Filter Gmbh, 7110 Oehringen | Antriebsvorrichtung für die Quervorschubbewegung des Werkzeugs an Einrichtungen zum Materia] abtragenden Bearbeiten von Drehteilen |
FR2482888A1 (fr) * | 1980-05-20 | 1981-11-27 | Renault | Procede d'usinage de surfaces de revolution evolutives et machine-outil a commande numerique pour usinage de telles surfaces |
GB8316428D0 (en) * | 1983-06-16 | 1983-07-20 | Ae Plc | Machine tools |
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 |
JP2672970B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1997-11-05 | 株式会社滝澤鉄工所 | 非円形断面体ワーク加工用工作機械及びその制御方法 |
JPH06104293B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1994-12-21 | 豊田工機株式会社 | 非真円創成制御装置 |
JPH0710482B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1995-02-08 | 豊田工機株式会社 | 非真円創成装置 |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2253171A patent/JPH04129602A/ja active Pending
-
1991
- 1991-09-16 US US07/760,386 patent/US5274564A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-19 EP EP19910115996 patent/EP0476678A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0476678A3 (en) | 1994-09-21 |
EP0476678A2 (en) | 1992-03-25 |
US5274564A (en) | 1993-12-28 |
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