JPH0637883Y2 - 位置同期制御装置を備えたcnc研削盤 - Google Patents

位置同期制御装置を備えたcnc研削盤

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JPH0637883Y2
JPH0637883Y2 JP1988123109U JP12310988U JPH0637883Y2 JP H0637883 Y2 JPH0637883 Y2 JP H0637883Y2 JP 1988123109 U JP1988123109 U JP 1988123109U JP 12310988 U JP12310988 U JP 12310988U JP H0637883 Y2 JPH0637883 Y2 JP H0637883Y2
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孝夫 米田
やすじ ▲榊▼原
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Toyoda Koki KK
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Toyoda Koki KK
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本考案は、マスタ軸とスレーブ軸の2つの主軸台に工作
物を固定して研削するCNC研削盤に関する。
【従来技術】
従来、2つの主軸台を有するCNC研削盤で同期制御を行
い工作物を研削するものにおいては、インクリメンタル
位置制御により研削が行われていた。このインクリメン
タル位置制御による研削においては、加工と同時制御
(リアルタイム制御)が可能で同期精度が確保されるか
らである。 しかし、インクリメンタル位置制御により研削を行う場
合には、電源投入後に一度原点復帰をさせ、その原点復
帰時に同期合わせをしてから運転を開始する必要があっ
た。
【考案が解決しようとする課題】
これに対し、アブソリュート位置制御により同期制御
し、工作物の研削を行うCNC研削盤はなかった。何故な
らば、アブソリュート位置制御により研削を行う場合に
は、装置の組み付け時等に原点位置が初期設定されるた
め、電源投入後に原点復帰を必要としないが、インクリ
メンタル位置制御の場合と異なり、角度計算を行うため
の位置検出間隔(時間)を必要とし、リアルタイム制御
ができないため、又、その位置検出間隔(時間)が粗い
ため、研削加工時における同期精度を確保できないとい
う問題があるからである。 本考案は、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、2つの主軸台の同期制
御を行って工作物を研削するCNC研削盤において、電源
投入後に原点復帰を必要とせず、運転準備スイッチをON
とするのみで同期精度を確保した同期制御運転が可能と
なる位置同期制御装置を備えたCNC研削盤を提供するこ
とである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための考案の構成は、マスタ軸とス
レーブ軸の2つの主軸台を有し、それらの主軸台はアブ
ソリュート位置制御による同期制御により工作物を研削
するCNC研削盤において、運転準備状態における前記マ
スタ軸のオフセット位置と前記スレーブ軸のオフセット
位置の角度を登録するオフセット登録手段と、定速回転
状態における前記マスタ軸の位置と前記スレーブ軸の位
置との角度差を所定の時間毎に所定の回数検出する差検
出手段と、前記差検出手段で検出された角度差の平均値
を動特性補正値として算出する補正値演算手段と、前記
オフセット登録手段に登録された角度の差で前記スレー
ブ軸の位置を初期補正し、前記補正値演算手段にて算出
された動特性補正値により、前記スレーブ軸の位置を追
加補正する補正同期制御手段とを有することを特徴とす
る。
【作用】
マスタ軸とスレーブ軸の2つの主軸台の同期制御を行っ
て工作物を研削するCNC研削盤において、マスタ軸とス
レーブ軸の予め取り付けられた角度が登録されており、
運転準備状態の時に、その角度差でスレーブ軸の位置の
初期補正が行われる。更に、研削加工時に、所定の時間
毎のマスタ軸の位置とスレーブ軸の位置との角度差を検
出し、その平均値を求めてスレーブ軸の位置の追加補正
が行われる。この制御は、アブソリュート位置制御によ
る同期制御であるので、電源投入後の原点復帰は必要な
く、工作物を2つの主軸台に固定し、電源投入し、直ぐ
にサーボモータの回転動作に移行して、スローアップ
後、定速回転になりしだい研削加工を開始できる。この
ように、マスタ軸の位置に対してスレーブ軸の位置の初
期補正に加えて追加補正が行われることにより、同期精
度の確保が可能となる。
【実施例】
以下、本考案を具体的な実施例に基づいて説明する。 第1図は位置同期制御装置を備えたCNC研削盤の機械的
構成と電気的構成とを示した構成図である。 10はCNC研削盤のベッドで、このベッド10上には送り螺
子17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上にはマスタ軸13を軸架した主軸台12
及びスレーブ軸19を軸架した主軸台15が配設され、その
マスタ軸13及びスレーブ軸19はそれぞれサーボモータ14
及びサーボモータ24により回転される。そして、マスタ
軸13とスレーブ軸19とのチャック機構(図示略)により
クランクシャフトから成る工作物Wが固定されている。 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22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51,52,53,54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14,16,23,2
4を駆動する回路である。そして、サーボモータ14,24に
はその回転位置を絶対位置として検出するアブソリュー
トエンコーダ(A/E)55,56が接続されており、それらの
出力信号は数値制御装置30のインタフェース38を介して
CPU31に入力している。 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、CNC研削盤を制御するた
めの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。RAM
32にはNCデータを記憶する加工用NC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14,16,23,24
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CPU31から砥石車G、テ
ーブル11、マスタ軸13、スレーブ軸19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、マスタ軸の角度とそれに対す
るスレーブ軸の補正された角度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51,52,5
3,54に出力する回路である。 又、CPU31にはインタフェース34を介してデータ等を入
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、更
に、CPU31には図略のインタフェースを介して加工開始
指令等の信号を出力する操作盤45が接続されている。 次に、その作用について説明する。 先ず、第2図(a),第2図(b)に示すように、本装
置の組み付け時或いはモータ交換時等にマスタ軸13、ス
レーブ軸19を駆動させるサーボモータ14,24に接続され
たアブソリュートエンコーダ(A/E)55,56の取り付け角
度のオフセット角度をそれぞれOFM,OFSとしてオフセッ
ト登録手段により登録する。 そして、本装置がデータ入力モードに設定されると、CP
U31はインタフェース34を介して、テープリーダ41から
加工に必要な全てのデータを読み込みNCデータ領域321
に記憶する。 次に、装置が研削加工モードに設定されると、先ず、CP
U31はスレーブ軸の位置の初期補正である補正同期制御
手段を達成する第3図のプログラムを実行する。 ステップ100において、運転準備がされたか否かが判定
される。ここで、ステップ100にて、装置に電源が投入
され運転準備がONとなっているか否かが判定される。運
転準備がONであれば、ステップ102に移行して、運転準
備ONされた後の本プログラムにおける一回目のフローで
あるか否かが判定される。ここで、運転準備ON後一回目
である時は、ステップ104に移行して、マスタ軸13の現
在位置(M)とマスタ軸13、スレーブ軸19のそれぞれオ
フセット登録された値OFM,OFSとからスレーブ軸19の現
在位置(S)を次式 (S)=(M)−(OFM−OFS) にて求め、その(S)の角度の値までスレーブ軸19を回
転移動させ、スレーブ軸19の現在位置(S)とする。 次に、ステップ106に移行して、マスタ軸13とスレーブ
軸19のオフセット登録された角度の差(OFM−OFS)にて
スレーブ軸19を回転制御(サーボロックと称する)し、
本プログラムを終了する。 尚、ステップ102にて、運転準備ON後一回目でない時に
は、ステップ108に移行して、操作盤45から加工開始の
回転指令の信号が出力されている時には、ステップ110
に移行して、マスタ軸13とスレーブ軸19のオフセット登
録された角度の差(OFM−OFS)にてマスタ軸13とスレー
ブ軸19とを回転制御し、本プログラムを終了する。そし
て、ステップ108にて、回転指令の信号が出力されてい
ない時は、上述のステップ106に移行して、プログラム
が実行される。 次に、CPU31は第4図のプログラムを実行する。 ステップ200において、研削モードが同期回転モードで
あるか否かが判定される。同期回転モードであれば、ス
テップ202に移行して、スローアップ後所定時間内であ
るか否かが判定される。ここで、スローアップ後所定時
間内であれば、差検出手段を達成するステップ204に移
行して、マスタ軸の位置とスレーブ軸の位置との角度差
を所定の時間毎に所定の回数検出する。この検出のタイ
ミングは、工作物Wが定速回転に達すると、例えば2ms
毎の値を所定回数検出する検出動作と同時に研削加工を
開始する。このため、マスタ軸の位置とスレーブ軸の位
置の角度差を検出するための研削加工に対するロスタイ
ムは生じない。 次に、マスタ軸の位置とスレーブ軸の位置との角度差を
所定の時間毎に所定の回数検出し終わると、補正値演算
手段を達成するステップ206に移行して、ステップ204に
て検出された所定の時間毎の値の平均を算出し動特性補
正値とする。 そして、ステップ206にて動特性補正値の演算が終了し
た後は、スレーブ軸の位置を追加補正する補正同期制御
手段を達成するステップ208に移行して、マスタ軸目標
位置を指令値とした時のスレーブ軸目標位置を、上記ス
テップ206にて算出された動特性補正値とから、次式 スレーブ軸目標位置=マスタ軸目標位置+動特性補正値 にて求められ、その補正されたスレーブ軸目標位置とマ
スタ軸目標位置とにより位置同期制御し、本プログラム
を終了する。 尚、ステップ200にて、研削モードが同期回転モードで
ない時は、ステップ210に移行して、動特性補正値を零
として、つまり、マスタ軸目標位置とスレーブ軸目標位
置とを同じ値とし、上述のステップ208に移行して、プ
ログラムが実行される。 そして、ステップ202にて、スローアップ後所定時間内
を越えている時は、マスタ軸の位置に対するスレーブ軸
の位置の動特性補正値は算出を終了しているので、上述
のステップ208に移行して、プログラムが実行される。 このように、アブソリュート位置制御による同期制御に
おいて、電源投入時にはオフセット登録されたマスタ軸
とスレーブ軸の角度の差(OFM−OFS)にて初期補正さ
れ、スローアップ後の定速回転になり次第、研削加工を
実行できる。同時にマスタ軸の位置とスレーブ軸の位置
との角度差を所定の時間毎に所定の回数検出し、平均値
を動特性補正値として求め、その動特性補正値にて速や
かに定速回転時に追加補正される。 したがって、電源投入時の原点復帰等の操作が必要ない
ことに加えて、アブソリュート位置制御でありながら、
所定の時間毎のマスタ軸の位置とスレーブ軸の位置との
同期精度が確保されると共に、電源投入後の加工時間が
短縮できる位置同期制御装置を備えたCNC研削盤を提供
できる。 尚、上記実施例では動特性補正値を求めるタイミングと
して、スローアップ後所定時間内としているが、その
他、工作物が定速回転している時であれば良い。更に、
その動特性補正値としては、平均値以外の例えば、最大
値と最小値の中間値等の演算値であっても良い。
【考案の効果】
本考案は、運転準備状態におけるマスタ軸のオフセット
位置とスレーブ軸のオフセット位置の角度を登録するオ
フセット登録手段と、定速回転状態におけるマスタ軸の
位置とスレーブ軸の位置との角度差を所定の時間毎に所
定の回数検出する差検出手段と、差検出手段で検出され
た角度差の平均値を動特性補正値として算出する補正値
演算手段と、オフセット登録手段に登録された角度の差
でスレーブ軸の位置を初期補正し、補正値演算手段にて
算出された動特性補正値により、スレーブ軸の位置を追
加補正する補正同期制御手段とを有しているので、アブ
ソリュート位置制御の特徴である電源投入後の原点復帰
を必要としないのは勿論、アブソリュート位置制御にも
拘わらず同期精度が確保されると共に、電源投入から研
削加工における無駄な操作及び作動等を無くし、全加工
時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の具体的な一実施例に係る位置同期制御
装置を備えたCNC研削盤の機械的構成と電気的構成とを
示した構成図。第2図(a)及び第2図(b)は同実施
例に係るマスタ軸及びスレーブ軸のオフセット角度OFM
及びOFSを示した説明図。第3図及び第4図は同実施例
装置で使用されているCPUの処理手順を示したフローチ
ャートである。 10……ベッド、11……テーブル 13……マスタ軸、19……スレーブ軸 14,16,23,24……サーボモータ 30……数値制御装置 51,52,53,54……ドライブユニット 55,56……アブソリュートエンコーダ G……砥石車、W……工作物

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】マスタ軸とスレーブ軸の2つの主軸台を有
    し、それらの主軸台はアブソリュート位置制御による同
    期制御により工作物を研削するCNC研削盤において、 運転準備状態における前記マスタ軸のオフセット位置と
    前記スレーブ軸のオフセット位置の角度を登録するオフ
    セット登録手段と、 定速回転状態における前記マスタ軸の位置と前記スレー
    ブ軸の位置との角度差を所定の時間毎に所定の回数検出
    する差検出手段と、 前記差検出手段で検出された角度差の平均値を動特性補
    正値として算出する補正値演算手段と、 前記オフセット登録手段に登録された角度の差で前記ス
    レーブ軸の位置を初期補正し、前記補正値演算手段にて
    算出された動特性補正値により、前記スレーブ軸の位置
    を追加補正する補正同期制御手段と を有することを特徴とする位置同期制御装置を備えたCN
    C研削盤。
JP1988123109U 1988-09-19 1988-09-19 位置同期制御装置を備えたcnc研削盤 Expired - Lifetime JPH0637883Y2 (ja)

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JPH0243150U JPH0243150U (ja) 1990-03-26
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