JPH06262484A - 数値制御工作機械の送り制御装置 - Google Patents

数値制御工作機械の送り制御装置

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JPH06262484A
JPH06262484A JP5888893A JP5888893A JPH06262484A JP H06262484 A JPH06262484 A JP H06262484A JP 5888893 A JP5888893 A JP 5888893A JP 5888893 A JP5888893 A JP 5888893A JP H06262484 A JPH06262484 A JP H06262484A
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JP
Japan
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machining
workpiece
feed
grindstone
cutting
Prior art date
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Pending
Application number
JP5888893A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Hayashi
寛 林
Yasuji Sakakibara
やすじ 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 工作物を支持し駆動する主軸の回転と、円周
上に切れ刃を持つ回転刃具の切込みとの同時2軸制御に
より、隣接した2つの平面形状を有した工作物を加工す
る場合に、刃具が工作物に対して加工しないエアカット
領域においては刃具を早送りして、加工時間の短縮を図
る。 [構成] 主軸の回転および刃具の送りを同時2軸制御
する主制御装置と、刃具の加工軌跡および前記エアカッ
ト領域の始点と終点とを前記主制御装置に指示する加工
軌跡指示装置とからなる数値制御工作機械により、前記
エアカット領域において刃具の送りを早送りする数値制
御工作機械の送り制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主軸と刃具の同時2軸
制御可能なNC研削盤等の工作機械を使用して、隣接す
る2つの平面形状を有する工作物を加工する場合の送り
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】研削盤の砥石のように円周上に切れ刃を
持つ回転刃具によって隣接する2つの平面形状を有する
工作物を加工する場合、工作物を加工するときの前記回
転刃具の中心軸の移動軌跡を求め、前記移動軌跡上の点
群のデータであるプロフィールデータを作成し、前記プ
ロフィールデータに従ってあらかじめ設定された一定速
度で相対的に工作物に対して刃具が移動することで加工
がなされていた。
【0003】図3[A]を用いて具体的な従来技術の加
工例を説明する。図3[A]は隣接する2つの平面を有
する工作物Wを、主軸(C軸)の回転および砥石の切込
み(X軸)の同時2軸制御可能な研削盤によって加工す
る場合における、工作物Wを固定したときの相対的な砥
石Gの移動軌跡を示した図である。従来、隣接する第1
加工面P1および第2加工面P2を研削する場合、図1
0に示すような、主軸の回転角に対しての砥石Gの切込
み量を決定したプロフィールデータに基づき、工作物W
の回転と砥石Gの切込み送りを行い、相対的に砥石軸1
3が砥石軸移動軌跡線L上を移動して研削加工が行われ
ていた。また、このときの移動速度(詳細には工作物W
の回転速度と砥石Gの切込み送り速度との相対速度)
は、ある一定の速度F0で移動するように制御されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】工作物Wの第1加工面
P1から第2加工面P2に砥石Gを移動するときに、砥
石Gが工作物Wに対して加工を行わずに移動するエアカ
ット領域(図3[A]中Kの部分)が発生する。しかし
従来の場合、前記エアカット領域Kに対しても砥石Gが
工作物Wに対して加工の時と同じ研削速度F0によって
移動がなされていた。このため、加工を必要としない部
分の移動に時間を要し、結果的に1つの工作物の加工時
間が長くなるといった問題を生じた。特に、面取研削加
工のように、加工する部分に対して、エアカット領域の
部分が大きい場合には非常に時間を有した。
【0005】そこで、本発明は上述した問題を解決する
ために、隣接する2つの平面形状を有した工作物の加工
時間を短縮する送り制御装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るためには図1に示すように、工作物Wの加工軌跡を与
える、加工軌跡上の補間点の主軸19の回転軸と刃具G
の送り軸とによって構成される系での座標を算出して記
憶し、さらに、工作物Wの隣接する2つの平面が交差す
る部分の近傍において発生する刃具Gが加工を行わない
領域であるエアカット部の始点の座標および終点の座標
を算出し記憶する加工軌跡指示装置1と、加工軌跡指示
装置1により指示される前記補間点の座標に基づいて切
削指令信号を出力し、主軸19の回転および刃具Gの送
り制御を行う主制御装置2とからなり、前記エアカット
領域で主軸19の回転および刃具Gの切込み送りを早送
り制御する。
【0007】
【作用】加工軌跡指示装置1によりあらかじめ求められ
指示されている補間点に従って刃具Gを移動する。エア
カット領域の始点まで刃具Gが移動したら、主軸19の
回転と刃具Gの送りとを早送り速度にし、エアカット領
域の終点まで刃具Gを移動する。その後に主軸19の回
転速度と刃具Gの送り速度を加工速度にして次の加工を
行う。以上の作用を繰り返して加工を行う。
【0008】
【実施例】以下に本発明の具体的な一実施例を図面に基
づき説明する。図2は本発明を有する面取り研削盤の全
体構成図でありる。面取り研削盤10において11はベ
ッドであり、このベッド11には砥石台12とテーブル
16が配設されている。
【0009】砥石台12は、ベッド11に設けられたX
軸駆動サーボモータ14の駆動により、X軸送りねじ1
5による送りねじ機構を介してX軸方向(図面上下方
向)に往復移動するようになっている。また、砥石台1
2には図略の砥石回転用モータによって回転する砥石軸
13がZ軸方向に取り付けられ、砥石軸13には砥石G
が交換可能に固定されている。
【0010】テーブル16は、ベッド11に設けられた
Z軸駆動サーボモータ22の駆動により、Z軸送りねじ
23による送りねじ機構を介してZ軸方向(図面左右方
向)に往復移動するようになっている。テーブル16上
には心押台17と主軸台18が設けられ、これらの間に
工作物Wが着脱可能に保持されている。主軸台18には
C軸駆動サーボモータ20の駆動によって回転する主軸
19、および主軸19から工作物Wに回転力を伝達する
駆動金具19aが設けられており、またC軸駆動サーボ
モータ20には主軸19(C軸)の回転角を検出するた
めのエンコーダ21が付設されている。
【0011】30は数値制御(NC)装置であり、この
数値制御装置30には、CPU30a、インタフェース
31およびメモリ32が設けられている。インタフェー
ス31には、X軸駆動装置33、Z軸駆動装置34およ
びC軸駆動装置35がそれぞれ接続されており、これに
より前記各X軸、Z軸、C軸サーボモータ14,20,
22をそれぞれ制御するようになっている。また、エン
コーダ21よりの検出値がインタフェース31に入力さ
れるようになっている。そして、主軸19の回転角に対
して、砥石Gの切込み量を制御する同時2軸制御がなさ
れるようになっている。さらに、インタフェース31に
は入力装置であるキーボード36が接続されている。
【0012】メモリ32には、上述した同時2軸制御を
行うためのNC動作プログラム32aと、プロフィール
データを作成するプロフィールデータ作成プログラム3
2b、および、プロフィールデータ作成プログラム32
bによって作成されたプロフィールデータ32cが記憶
されている。なお、特許請求の範囲における加工軌跡指
示装置1および主制御装置2は主に数値制御装置30の
コンピュータシステムにより実現している。
【0013】次に、プロフィールデータ作成プログラム
32bについて説明する。図4は、プロフィールデータ
32c作成までの流れを示したフロチャートであり、図
5はプロフィールデータの補間点を示した図である。ま
ず、ステップ200において、後述する工作物Wの加工
形状パラメータおよび砥石Gの砥石径rを入力する。加
工形状パラメータとは、図3[B]における第1加工面
P1の傾きφ1および長さm1、並びに第2加工面の傾
きφ2およびm2を意味する。そして、上記加工形状パ
ラメータおよび砥石径rよりステップ201にて、砥石
軸13の移動軌跡である第1砥石軸移動軌跡線L1およ
び第2砥石軸移動軌跡線L2を算出する。
【0014】ステップ202においてエアカット領域K
の始点bと終点cを算出する。エアカット領域Kの始点
bとは、砥石Gが第1加工面P1の研削を完了する時の
砥石軸13の位置であり、工作物Wの端点Tより伸ばし
た第1加工面P1の垂線が第1砥石軸移動軌跡線L1と
交差した位置である。また、エアカット領域Kの終点c
とは、砥石Gが第2加工面P2の研削を開始する時の砥
石軸13の位置であり、工作物Wの端点Tより伸ばした
第2加工面P2の垂線が第2砥石軸移動軌跡線L2と交
差した位置である。
【0015】ステップ203にて、C軸の補間ピッチ角
度θ0 を決定して、研削開始点Sから補間ピッチ角度θ
0 単位で第1、第2砥石軸移動軌跡線L1,L2を分割
して、プロフィールデータとなる補間点(図5中N0〜
N12)を決定する。ただし、第1砥石軸移動軌跡線L
1と第2砥石軸軌跡線L2との交点a、研削終点Eにお
ける砥石軸13の位置e、エアカット領域Kの始点bお
よび、エアカット領域Kの終点cは補間点として必ず選
択されるため、補間ピッチ角度θ0 の設定によっては、
主軸回転角は必ずしも補間ピッチ角度θ0 にはならない
場合がある(図5中θ1 ,θ2 ,θ3 ,θ4 )。
【0016】そして、各補間点(図5中N0〜N11)
における砥石Gのの切込み量(図5中D1〜D11)を
算出する。ステップ204にて補間点間を砥石Gが工作
物Wに対して相対的に移動する移動速度を決定する。こ
の移動速度の決定手順は、研削加工を行っている補間点
に関しては、あらかじめ設定されている研削速度F0に
設定し、エアカット領域K内の補間点に対しては早送り
速度F1とする。以上のステップによりプロフィールデ
ータ32cを完成する。
【0017】次に、図2および図3[B]に基づき本実
施例の作用を説明する。以下の駆動については、上述し
たプロフィールデータ32cに従って駆動しているもの
とする。また、本実施例のプロフィールデータ32cは
テーブル16(Z軸)の駆動に関するデータは記載され
ていないが、実際にはZ軸方向の駆動のデータも持って
いるものとする。
【0018】Z軸駆動用サーボモータ22の駆動によっ
てテーブル16をZ軸方向に移動させ、工作物Wの加工
する面に砥石Gを対向させる。X軸駆動用サーボモータ
14の駆動によって工作物WをC軸を中心として反時計
周りに回転させるとともに、図略の砥石回転用モータの
駆動によって砥石Gを回転させつつ、X軸駆動用サーボ
モータ14の駆動によって砥石台12および砥石GをC
軸と直交するX軸方向に移動させ、工作物Wに対して砥
石軸13が相対的に砥石軸移動軌跡線L1,L2上を移
動する まず、砥石Gを研削開始点Sにおける砥石軸13の位置
sからのエアカット領域Kの始点bまで砥石の移動速度
(詳細には主軸(C軸)の回転速度および砥石Gの切込
み速度の相対速度)を研削速度F0にして移動し、第1
加工面P1を研削する。
【0019】砥石Gがエアカット領域Kの始点bに達し
たら砥石の移動速度を早送り速度F1して第1砥石軸移
動軌跡線L1上の区間b−aおよび第2砥石軸移動軌跡
線L2上の区間a−cをエアカット移動する。砥石Gが
エアカット領域Kの終点cに達したら、砥石Gの移動速
度を研削速度F0に戻し、第2砥石軸移動軌跡線L2上
の区間c−eを移動して研削を行い、砥石Gが研削終点
eに達したら加工を終了する。
【0020】以上に述べたように本実施例は、工作物W
に対して砥石Gが加工を行わない領域であるエアカット
領域Kにおいて、工作物Wに対して砥石Gが相対的に早
送りされるので、加工時間を短縮ができるといった効果
がある。また、上述した実施例においては、砥石Gがエ
アカット領域に達した時に、移動速度(詳細には主軸
(C軸)の回転速度および砥石Gの切込み速度の相対速
度)のデータを早送り速度F1に設定して早送りを実現
しているが後述する手段においてもエアカット領域Kの
早送りが実現できる。
【0021】実際にプロフィールデータ32cを使用し
て加工を行うと補間点の間は研削速度F0で移動され
る。ところが各補間点において、数値演算装置30の演
算処理や追従遅れ等により、次の補間点の処理を行うま
でに微少時間ΔTを必要とする。すなわち、単位研削加
工距離に対して補間点の数が異なると、砥石Gを等しい
距離移動したとしても、到達時間に差を発生する。そこ
で、砥石Gの移動速度(詳細には工作物Wの回転と砥石
Gの切込みによる相対速度)はプロフィールデータ32
cでは図8に示すように常に研削速度F0に固定してお
き、図7に示すようにエアカット領域Kにおいては補間
点間距離を大きく設定する(正確には主軸の回転角
θ2 ’,θ3 ’を補間ピッチ角度θ0 よりも大きく設定
する)ことで、結果的にエアカット領域Kの移動時間を
早めることができる。
【0022】上述した手段によりエアカット領域Kの早
送りを行うことにより、個々の補間点に対して速度のデ
ータを必要とせず、容易にエアカット領域Kの早送りを
実現できるといった効果をもつ。さらに、本実施例では
工作物Wの主軸19(C軸)回りの回転と砥石Gの切込
み(X軸方向)とによる同時2軸制御の場合について述
べてきたが、図9に示すように工作物WのZ軸方向の移
動とZ軸と直交するX軸方向の砥石Gの切込みとによる
同時2軸制御においても同様にエアカット領域Kを早送
り実現可能である。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、刃具の加
工を行わない領域であるエアカット領域での刃具の移動
を早送りで行うことにより、加工時間を短縮できるとい
った効果がある。これにより、本発明は面取研削のよう
に、エアカット領域が加工する領域に対して大きい加工
には非常に有効である。また、本発明は従来ある工作機
械装置以外に装置を必要としないために、安価に実現で
きるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクレーム対応図である。
【図2】本実施例の面取り研削盤の全体構成図。
【図3】本実施例における砥石の研削軌跡をモデル化し
た図である。
【図4】本実施例のプロフィール作成手順を示したフロ
ーチャートである。
【図5】本実施例の補間点を示した図である。
【図6】本実施例のプロフィールデータを示した図であ
る。
【図7】本実施例の補間点を示した図である。
【図8】本実施例のプロフィールデータを示した図であ
る。
【図9】本実施例の第2実施例の砥石の研削軌跡をモデ
ル化した図である
【図10】従来のプロフィールデータを示した図であ
る。
【符号の説明】
10 面取り研削盤 11 ベッド 14 X軸駆動用サーボモータ 20 C軸駆動用サーボモータ 30 数値制御装置 G 砥石 W 工作物 P1 第1加工面 P2 第2加工面 b エアカット開始点 c エアカット終了点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作物を支持し駆動する主軸の回転と、
    円周上に切刃を有する回転刃具を前記工作物に対して切
    り込む送りとの同時2軸制御により、隣接する2つの平
    面形状を有した前記工作物を加工する数値制御工作機械
    において、前記工作物の加工軌跡を与える、加工軌跡上
    の補間点の前記主軸の回転軸と前記刃具の送り軸とによ
    って構成される系での座標を算出して記憶するととも
    に、前記工作物の前記隣接する2つの平面が交差する部
    分の近傍において発生する前記刃具が加工を行わない領
    域であるエアカット部の始点の座標および終点の座標を
    算出し記憶する加工軌跡指示装置と、前記加工軌跡指示
    装置による前記補間点の座標に基づいて切削指令信号を
    出力し、前記主軸の回転および刃具の送り制御を行う主
    制御装置とを備え、前記エアカット領域で前記主軸の回
    転および前記刃具の切込み送りを早送り制御することを
    特徴とする数値制御工作機械の送り制御装置。
JP5888893A 1993-03-18 1993-03-18 数値制御工作機械の送り制御装置 Pending JPH06262484A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998019822A1 (fr) * 1996-11-07 1998-05-14 Okuma Corporation Procede et appareil de simulation d'usinage par commande numerique
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