JPH0664487B2 - 輪郭投影グラインダの投影スクリーン上の目標外形線の選定点の記憶装置 - Google Patents

輪郭投影グラインダの投影スクリーン上の目標外形線の選定点の記憶装置

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JPH0664487B2
JPH0664487B2 JP57154751A JP15475182A JPH0664487B2 JP H0664487 B2 JPH0664487 B2 JP H0664487B2 JP 57154751 A JP57154751 A JP 57154751A JP 15475182 A JP15475182 A JP 15475182A JP H0664487 B2 JPH0664487 B2 JP H0664487B2
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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B17/00Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor
    • B24B17/04Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor involving optical auxiliary means, e.g. optical projection form grinding machines
    • B24B17/06Special adaptations of machines or devices for grinding controlled by patterns, drawings, magnetic tapes or the like; Accessories therefor involving optical auxiliary means, e.g. optical projection form grinding machines combined with electrical transmission means, e.g. controlled by photoelectric cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は輪郭投影グラインダの投影スクリーン上の目標
外形線の選定点の記憶装置に関し、目標外形線を一致す
るようワークピースの輪郭を研削するときの研削輪位置
の制御を行うことができるものである。
輪郭投影グラインダでは、位置制御の可能な研削輪及び
これにより加工すべきワークピースの像は、研削輪とワ
ークピースとの係合部位が、投影ビームを介し投影スク
リーン上に拡大して表示される。この場合、スクリーン
上には目標外形線の軌跡を有した透明なオーバレイ(上
紙:Overlay)が載置される。研削輪の適正な位置制御手
段、例えば複合テーブルによってワークピースが目標外
形線に沿って研削されるように研削輪を制御するのが可
能となる。これはスクリーン上で正確に観測することが
できる。即ち、理想的な場合は、暗(ワークピース)と
明(伝達光)との間の境界が目標外形線と一致するから
である。
研削工程のためには、研削輪のそれぞれの位置は電子制
御システム、即ちCNC(コンピュータ式数値演算制御)
システムによって決定される。この種のシステムでは研
削輪のホルダは複数のスライドを組み合わせたテーブル
等を介して駆動される。かかる組合せ型のテーブルはサ
ーボモータにより駆動される。
今日まで、キーボード、パンチテープ、又は他のデータ
担体を介して単一の制御点を目標外形線のデータの入力
制御システムに数値的に入れるのが普通であった。デー
タの取得はこの方法では極度に時間を要する。
本発明の目的は、目標外形線の、輪郭投影グラインダへ
の入力を迅速に行うことが可能であり、その精度の改善
を図ることのできる装置を提供することにある。
本発明装置では、投影システムによって投影スクリーン
上に結像されるマーカは輪郭投影グラインダの研削輪を
保持するキャリヤ上に設けられる。
マーカは研削輪の係合位置に対し正確に規定された位置
を持つ。そのため、マーカがスクリーン上の目標外形線
の例えば原点に位置したとき、ワークピースに現実に加
工さるべき輪郭の原点に対する研削輪の正確な位置もま
た知ることが可能である。かくして、研削輪とマーカ間
の距離に相当する研削輪の正確に知ることが可能な変位
によって、研削輪を研削すべき輪郭の原点まで正確に動
かすことができる。
目標外形線上に特定された他の点に対しても同様な操作
が可能であり、そのため、目標外形線を形成したオーバ
レイ上に穿孔等が形成される。マーカがスクリーン上の
選定点を指すと即座にこの位置に相当するオーバレイの
位置データは記憶され、この方法は、目標外形線の重要
な特性が制御回路に数値データの形で収納されるまで目
標外形線に沿ってより多くの数の選定点で行われる。こ
れらの全てのデータにつき、記憶の際、研削輪の位置は
係合点から或る距離のところに固定維持される。しかし
ながら、しかしながら、この付加的な距離は全ての点で
同一であり、研削輪の以後の制御に容易に反映させるこ
とができる。
この方法の最も大きな利点は、特に、投影ビームの倍率
が大きいことによりキャリヤの位置決定が極めて精度良
好となり、極度に高い精度が得られることである。更
に、目標外形線の追尾はキャリヤの位置を手動操作する
ことによって極めて簡便に行うことができる。即ち、こ
のような操作は輪郭投影グラインダでワークピースの加
工をするとき作業員がいつもする操作であり、何の異和
感もなく行うことができる。
マーカが投影光のビーム光路に投入する第1位置とビー
ム光路から外れる第2位置間で動き得るようにすること
が有利である。従ってこの第2の位置ではマーカは切削
工程の邪魔とならない。マーカは好適には電動モータ若
しくは機械駆動手段によって上記2つの位置間を動くこ
とができる。これにより制御システム自体により駆動制
御ができる。
好ましい変形ではマーカは透明レチクル(reticle)を
持つホルダに保持され、レチクルはクロスヘアー若しく
は一部透明又は不透明のディスクを備え、投影光の通過
を許容する小孔を有し、その直径は好ましくは0.1mmで
ある。マーカのスクリーン上での位置を正確に読むこと
ができ50倍の投影ビームで不透明ディスクの孔が0.1mm
の直径であったとき、1〜2μmの程度の位置精度が得
られる。
以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
輪郭投影グラインダの複合テーブル1は2つのスライダ
2及び3を有し、これらのスライダはサーボモータ4及
び5の夫々により相互に垂直に動くことができる。テー
ブル1上において、キャリヤ6は上部キャリッジ3上に
位置し、ホルダ7を坦持する。ホルダ7は垂直方向に動
くことができる。ホルダ7上に、回転可能な機械駆動の
研削輪8が水平軸上で取付いている(第1、2図)。第
2の複合テーブル9はワークピース10を坦持し。そのワ
ークピース10は、複合テーブルの一方又は双方を動かす
ことによって研削輪と係合せしめられる。
接触点は投影ビームによって投影される。その投影ビー
ムは光源11、投影レンズ12及び2つの方向変換鏡13及び
14を備えており、投影スクリーン15上に研削輪の像16及
びワークピースの像17が再生される。ワークピースが切
削後に呈すべき輪郭を表わす目標外形線18はスクリーン
15上に直接的に描かれるか、又は目標外形線18の部分が
黒くなった透明オーバレイを使用する。
ワークピースの切削のため複合テーブル1のスライド2
及び3が手廻し車19及び20又はCNCシステム21及びサー
ボモータ4及び5によって調節される。
ホルダ22は垂直軸線の廻りで揺動することができ、その
自由端は異った構造のマーカとしてのディスク24の挿入
のための開口23を持つ。ホルダ22は、キャリヤ6を持つ
上部スライド3上に位置している。電動モータ25によ
り、ホルダは第2図の実線で示す第1位置に達し、この
位置ではディスク24を挿入した開口は投影ビームの光路
に位置する。第2図の破線で示す第2位置では開口23は
投影ビームの光路から外れる。
開口23に挿入されるディスクはスクリーン上に作られる
その像26の位置が目標外形線18に対する最大の精度で決
定されるように設計される。ディスクA,B及びCは、投
影光の伝達を許容し、かつディスクの中心27を識別する
線を持つ。ディスクAは2つの垂直線と中心28の廻りの
同心円とを持つ。Bでは、4個の線29が中心30で45゜で
相互に交差する。Cでは2つの垂直マーキング線対が中
心32で交差するよう設けられる。Dは直径0.1mmの小開
口33を中央に有した投影光のための部分的に又は完全に
不透明なディスクを示す。
作動位置では、例A,B及びCの夫々の線27、29及び31は
スクリーン上に像26として投影され、その結果目標外形
線18に対する夫々の中心28、30及び32の位置が正確に決
定される。例Dでは、開口33の像が暗視野中に明点とし
て現われ、それ故に、同様に正確に位置決めすることが
できる。
目標外形線18の進路を記憶するため、目標外形線18はス
クリーン上の異なった位置に識別され、その結果、点34
が選ばれる。複合テーブル1は手廻し車19及び20によっ
て調節され、その結果マーカ(ディスク21)の像26の中
心が目標外形線の原点上に正確に位置せしめられる。2
つのスライダ2及び3のそれぞれの位置が位置センサ
(位置検出手段)によって決定され、その位置センサの
生ずる信号はCNCシステムの記憶部に記憶される。同様
に、像26の中心は手動輪19及び20を操作することによっ
て付加的に選定した点と一致せしめられ、複合テーブル
1のキャリッジ位置の座標がそのたびごとに記憶され
る。ここに述べた、キャリヤ1の手動操作によって外形
線18の複数の選定点34にマーカの像を一致させた際の、
各選定点34で位置センサにより計測された計測情報をCN
Cシステム内の前記記憶部に格納せしめる機能は本発明
の位置情報処理手段によって達成される。位置センサは
独立型(図持せず)でもよく、又はサーボモータ4及び
5を位置センサとして使用することができる。スライダ
2及び3の運動はことごとくサーボモータ4,5によって
行われることから、サーボモータ4,5の運動を制御するC
NCシステムは如何なる運動にあってもその位置を知るこ
とができる。
直接若しくは曲線の端部又は直線セグメント間の中断部
は選定点として利用することができる。これらの選定点
の位置を制御システムが認識すると直ちに、プログラム
に従ってこの選定点間の正確な進路を計算することがで
きる、制御器21はこの計算結果に応じて複合テーブル1
のスライド2及び3即ち研削輪8を動かし、テーブル9
上に保持されるワークピース10に所望の形状が研削付与
される。
選定された点の座標の決定精度は、上記方法では、マー
カが投影ビーム光路によって大きく拡大されるので、著
じるしく高めることができる。更に、この方法は作業者
によって容易かつ迅速に実行可能である。複合テーブル
1はワークピース10の手動研削を行うのと同様な手法で
手廻し車19及び20によって調節を行うこともできる。
中心孔を持つディスク24の例Dは、選定点に対応するデ
ータの記憶の際に複合テーブル1のスライド2及び3の
自動変位のため特に適している。極めて小さい中心孔を
備えたディスクの構造の故に、像26は暗視野の中の明る
いスポット状を呈する。一方、選定点34の像の背後の位
置に光電池が配置され、一方、テーブル1のスライダ2
及び3は個別的な駆動手段に連結されている。位置決め
がされていない状態ではディスク24の中心開口33のスポ
ット状の像は選定点34の像に一致しないため光電池で検
出する光量は少ない。駆動手段によってスライダ2及び
3を光電池による検出光量が増加する方向に移動させ
る。光量の最大はディスク24の中心開口33の像が選定点
34の像と一致したとき得られる。このときのスライダ2
及び3が停止され、その位置がセンサによって検出さ
れ、CNCシステム内の記憶部に記憶される。
【図面の簡単な説明】
第1図は輪郭投影グラインダの最重要部品の概略斜視
図、 第2図は第1図の部分拡大斜視図、 第3図は研削輪キャリヤの位置の正確検知のため投影ビ
ームの近路中に導入されるディスクの4つの例を示す
図、 第4図は目標外形線及びマーカ像がある投影スクリーン
の該略図。 1……テーブル、2……スライダ、 3……キャリッジ、4、5……モータ、 6……キャリヤ、7……ホルダ、 8……研削輪、11……光源、 12……レンズ、15……スクリーン、 17……像、22……ホルダ、 24……ディスク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルル−ヨアチム・コルブ ドイツ連邦共和国デ−−6987クルシエイム −テイエフエンタル・ホフガト・テイエフ エンタル(番地なし) (56)参考文献 特開 昭50−145783(JP,A)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークピースのためのホルダと、ホルダ上
    におけるワークピースを所望の輪郭に研削する研削輪
    と、ホルダと研削輪との間の相対移動を惹起させるキャ
    リヤと、投影スクリーンと、研削輪の像を投影スクリー
    ンに投影する投影手段と、キャリヤによってホルダ上の
    ワークピースに凹刻するべき所望の輪郭に相当した所望
    の外形線を投影スクリーン上に表示する表示手段と、研
    削操作の間における研削操作を制御するコンピュータ式
    数値演算装置と、非自動操作時におけるキャリヤの手動
    操作のための手動操作手段と、コンピュータ式数値演算
    装置に対してキャリヤの位置情報を付与するべくキャリ
    ヤと関連付けられる位置検出手段とを有した輪郭投影グ
    ラインダにおいて、前記研削輪に対して所定の間隔にお
    いて前記キャリヤ上に設けられ、前記投影手段によって
    その像が前記スクリーン上に投影されるマーカと、前記
    コンピュータ式演算装置に設けられ、前記位置検出手段
    からの位置情報を格納するための記憶部と、手動操作手
    段によってキャリヤを手動で操作することにより前記外
    形線上の複数の選定点にマーカの像を位置決めする際
    の、各選定点での位置検出手段からのキャリヤの位置情
    報を前記記憶部に格納するべき処理を行う位置情報処理
    手段とを具備することを特徴とする輪郭投影グラインダ
    の投影スクリーン上の目標外形線の選定点の記憶装置。
  2. 【請求項2】研削輪はキャリヤに取り付けられているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲1に記載の装置。
  3. 【請求項3】前記マーカは、キャリヤ位置情報をコンピ
    ュータ式演算装置に格納すべきときに使用される第1位
    置から該第1位置と異った研削操作を行う第2位置ま
    で、キャリヤにより変位されることを特徴とする特許請
    求の範囲1に記載の装置。
  4. 【請求項4】マーカは原動機によって第1位置と第2位
    置との間を操作可能であることを特徴とする特許請求の
    範囲3に記載の装置。
  5. 【請求項5】マーカは一つの点を規定する線を有する透
    明十字線を保持するホルダを具備することを特徴とする
    特許請求の範囲1に記載の装置。
  6. 【請求項6】マーカは不透明な環状領域によって包囲さ
    れた細孔を有するディスクを保持するホルダを具備する
    ことを特徴とする特許請求の範囲1に記載の装置。
  7. 【請求項7】前記細孔は0.1mmの直径を持つことを特徴
    とする特許請求の範囲6に記載の装置。
JP57154751A 1981-09-12 1982-09-07 輪郭投影グラインダの投影スクリーン上の目標外形線の選定点の記憶装置 Expired - Lifetime JPH0664487B2 (ja)

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DE3136241A DE3136241C2 (de) 1981-09-12 1981-09-12 Verwendung eines mit der Schleifscheibe einer NC-repetiergesteuerten Projektionsformenschleifmaschine verfahrbaren Tastelements und Tastelement für diese Verwendung
DE3136241.9 1981-09-12

Publications (2)

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JPS58149510A JPS58149510A (ja) 1983-09-05
JPH0664487B2 true JPH0664487B2 (ja) 1994-08-22

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