JP2009214289A - Copy grinding method and apparatus for the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、倣い研削方法及びその装置に関し、特にCCDカメラなどの撮像手段とパソコン等の制御装置を用いて実際のワークの取り付け状態や砥石の形状を反映してワークの高精密な研削加工を行う倣い研削方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a copying grinding method and an apparatus thereof, and in particular, performs high-precision grinding of a workpiece by reflecting an actual workpiece mounting state and the shape of a grindstone using an imaging means such as a CCD camera and a control device such as a personal computer. The present invention relates to a copy grinding method and an apparatus therefor.
図13及び図14を参照するに、従来の倣い研削盤101は、回転する円盤状の砥石103が移動しながらテーブル105上に固定したワーク107を研削加工するもので、ワーク107と砥石103の先端の研削加工部分を上方に設けた投影機109のレンズ111で20倍、25倍又は50倍に拡大してスクリーン113(例えば、540×420mmの大きさ)に投影する。また、上記のスクリーン113には、プロッタで20倍、25倍又は50倍に作図したチャート紙115を貼り付ける。このとき、チャート紙115に作図された加工ライン117がスクリーン113のワーク画像119の所定の位置に合わせて貼り付けられる。したがって、スクリーン113のワーク画像119にはチャート紙115の加工ライン117の位置が表示されることになる。
Referring to FIGS. 13 and 14, a
次いで、作業者はスクリーン113を見ながら加工ライン117に基づいて砥石画像121を移動し、つまり実際の砥石103を移動して研削加工を行う。スクリーン113では、ワーク画像119のハッチングの部分が研削されることになる。すなわち、砥石103は平面でX、Y方向と、上下のZ方向に移動されるもので、例えば、砥石103がワーク107よりZ方向に上昇下降しながらX方向、Y方向へ移動することで、ワーク107の箇所が研削される。以上の動作を繰り返すことにより、ワーク107の全体が研削加工されることとなる。
Next, the operator moves the
なお、上記の研削加工の際には、まず、粗加工用の砥石103を用いて、加工ライン117の手前までを粗加工される。その後、仕上げ加工用の砥石103を用いて、加工ライン117の位置に沿って仕上げ加工が行われる。この倣い研削加工は、手動で行われる場合も、あるいはNC加工で行われる場合がある。なお、NC加工で行う場合は、いずれにしても、スクリーン113上にはワーク107と砥石103が拡大されて投影され、ワーク画像119と砥石画像121が映し出されるので、これを見ながら細部の部分も正確に加工できるものである。しかも、従来の研削加工は、ワーク107の傾きを考慮されないで図形を基にNC加工データを作成している。
In the above-described grinding process, first, roughing is performed up to the front of the
このような倣い研削盤101としては、特許文献1が該当するものである。なお、特許文献1では、上記の投影機の他にCCDカメラを用いて研削加工部分の細部を高精度に測定を行うことが記載されている。つまり、ワークの全形は投影機により目視しながら、細部の精密測定はCCDカメラで行い、このCCDカメラの画像を画像処理装置により処理した数値データをアウトプットし、この数値データを用いてNC制御することが記載されている。
また、特許文献2では、砥石がNC加工プログラムに基づいてテーブル上に把持されたワークに研削加工を行う際に、まず試し研削加工をNC加工プログラムに基づいてダミーワークに対して行う。そのダミーワークの加工形状を計測装置(CCDカメラ)にて計測する。この計測結果から所望の研削加工に対する砥石形状の適否を判断し、適当でない場合は砥石のドレッシングを行った後に、再度ダミーワーク加工及び計測を行い、NC加工プログラムに基づいて実ワークに対して研削加工を行うものである。
ところで、従来の倣い研削盤101においては、投影機109のレンズ111やスクリーン113は高価であり、研削加工では特に細部においては高精度が必要であるが、投影機109では若干歪むという問題点があった。さらに、投影機109のレンズ111による拡大の倍率は現状では20倍、25倍と50倍と固定されるので、高精度の研削加工には限度がある。また、プロッタで20倍、25倍又は50倍に作図したチャート紙115を作成する必要があるので手間がかかると共に、チャート紙115をスクリーン113に貼り付ける際にワーク107と位置合わせする必要があるので、位置合わせの精度と作業効率が良くないという問題点があった。
By the way, in the conventional
また、特許文献1では、CCDカメラを用いて研削加工部分の細部を高精度に計測することが記載されているとしても、投影機と併用しており、CCDカメラによる画像の数値データをどのように用いてNC制御するかを具体的に記載されていない。
Further, even if
また、特許文献2では、計測装置(CCDカメラ)は砥石に対して最適なドレッシングを行うためにダミーワークの加工形状を計測するものである。
In
この発明は、CCDカメラなどの撮像手段とパソコン等の制御装置を用いて加工シミュレーションや実際のワークの取り付け状態や加工状態や砥石の形状をリアルタイムに反映してワークの高精密な研削加工を行うことを目的とする。 The present invention performs high-precision grinding of a workpiece by reflecting a machining simulation, an actual workpiece mounting state, a machining state, and a grinding wheel shape in real time using an imaging means such as a CCD camera and a control device such as a personal computer. For the purpose.
上記の課題を解決するために、この発明の倣い研削方法は、予め図形データに基づいてNC用図形データを作成すると共に、実際のワークと砥石の研削加工部分を撮像手段で撮像し、
前記NC用図形データとワーク画像と砥石画像を制御装置により表示装置の画面上に加工ラインとワーク画像と砥石画像を重ねて表示し、
この表示された画面上において前記加工ラインに基づいて前記砥石画像でワーク画像を加工する画面上加工動作を確認しながら手動又は自動で実際の砥石でワークを研削加工することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the profile grinding method of the present invention creates NC graphic data based on graphic data in advance, and images an actual workpiece and a grinding portion of a grindstone with an imaging means,
The NC graphic data, the work image, and the grindstone image are displayed on the screen of the display device by the control device so as to overlap the processing line, the work image, and the grindstone image.
The workpiece is ground manually or automatically with an actual grindstone while confirming the on-screen machining operation for machining the workpiece image with the grindstone image based on the machining line on the displayed screen. is there.
この発明の倣い研削方法は、予め図形データに基づいてNC用図形データを作成すると共に、実際のワークと砥石の研削加工部分を撮像手段で撮像し、
前記NC用図形データとワーク画像と砥石画像を制御装置により表示装置の画面上に加工ラインとワーク画像と砥石画像を重ねて表示し、
図形データに変換した砥石図形で、表示された画面上の前記加工ラインに基づいてNC加工プログラムを作成し、前記砥石図形とその動きの図形をワーク画像に重ねてシミュレーションしてから砥石の軌跡を確認し、前記NC加工プログラムに基づいて自動的に実際の砥石でワークを研削加工することを特徴とするものである。
The profile grinding method of the present invention creates NC graphic data based on graphic data in advance and images an actual workpiece and a grinding portion of a grindstone with an imaging means.
The NC graphic data, the work image, and the grindstone image are displayed on the screen of the display device by the control device so as to overlap the processing line, the work image, and the grindstone image.
An NC machining program is created based on the machining line on the displayed screen with the grinding wheel graphic converted into graphic data, and the grinding wheel trajectory is simulated after overlaying the grinding wheel graphic and its movement graphic on the workpiece image. The workpiece is automatically ground with an actual grindstone based on the NC machining program.
また、この発明の倣い研削方法は、前記倣い研削方法において、前記砥石図形は、実際の砥石または実際の砥石で試験材料を研削して得られた研削跡を撮像し、この撮像した画像をベクトルデータに変換処理することが好ましい。 Further, in the profile grinding method of the present invention, in the profile grinding method, the grindstone image is obtained by imaging a grinding trace obtained by grinding a test material with an actual grindstone or an actual grindstone, and vectoring the captured image. It is preferable to convert the data.
また、この発明の倣い研削方法は、前記倣い研削方法において、前記砥石図形は、研削加工して削り残った加工軌跡データを撮像手段で撮像し、この撮像された加工軌跡データを基にして元の砥石の磨耗量を算出し、この算出された磨耗量を基にして算出された実際の磨耗後の砥石形状の画像をベクトルデータに変換処理することが好ましい。 The profile grinding method of the present invention is the profile grinding method according to the above profile grinding method, wherein the grindstone figure is obtained by imaging the machining locus data left uncut by grinding with an imaging means, and based on the imaged machining locus data. It is preferable to calculate the wear amount of the whetstone and to convert the image of the whetstone shape after the actual wear calculated based on the calculated wear amount into vector data.
この発明の倣い研削装置は、テーブル上に固定したワークを研削すべく回転して移動する円盤状の砥石と、
この砥石と前記ワークの研削加工部分を撮像する撮像手段と、
図形データに基づいてNC用図形データを作成すべく計算する第1演算装置と、前記NC用図形データとワーク画像と図形データに変換した砥石図形を画面上に加工ラインとワーク画像と砥石図形を表示すると共に前記加工ラインとワーク画像を重ねて表示する表示装置と、を備えた制御装置と、
で構成されていることを特徴とするものである。
The profile grinding apparatus of the present invention includes a disk-shaped grindstone that rotates and moves to grind a workpiece fixed on a table,
Imaging means for imaging the grinding wheel and the grinding portion of the workpiece,
A first arithmetic unit that calculates to create NC graphic data based on graphic data, and a processing line, a work image, and a grindstone graphic on the screen of the NC graphic data, work image, and graphic data converted into graphic data. A display device that displays and displays the processing line and the work image in an overlapping manner;
It is characterized by comprising.
また、この発明の倣い研削装置は、前記倣い研削装置において、前記制御装置は、前記表示装置の画面上の前記加工ラインに基づいて前記砥石図形でワーク画像を加工する画面上加工動作をNC加工プログラムに変換すべく計算する第2演算装置と、前記NC加工プログラムに基づいて実際のワークを砥石で研削加工する指令を与える指令部と、を備えていることが好ましい。 Further, the profile grinding apparatus of the present invention is the profile grinding apparatus, wherein the control unit performs NC processing on-screen processing operation for processing a workpiece image with the grindstone graphic based on the processing line on the screen of the display device. It is preferable to include a second arithmetic unit that calculates to convert the program into a program and a command unit that gives a command to grind an actual workpiece with a grindstone based on the NC machining program.
また、この発明の倣い研削装置は、前記倣い研削装置において、前記制御装置は、前記指令部が前記第2演算装置で計算されたNC加工プログラムに基づいて、予め前記表示装置の画面上において砥石図形でワーク画像を加工するシミュレーションを行う指令を与える機能を有し、前記シミュレーションの画面上加工動作を修正したときの内容を反映して修正NC加工プログラムを作成すべく計算する第3演算装置を備えていることが好ましい。 Further, the profile grinding apparatus according to the present invention is the profile grinding apparatus, wherein the control unit is configured to preliminarily grind the grinding wheel on the screen of the display device based on the NC machining program calculated by the second arithmetic unit. A third arithmetic unit having a function of giving a command for performing a simulation for processing a workpiece image with a figure, and performing calculation to create a corrected NC processing program reflecting the content when the processing operation on the screen of the simulation is corrected It is preferable to provide.
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の倣い研削方法及びその装置によれば、手動方式では、従来のようにチャート紙を作成する必要がなく手間が省け、コストダウンを図ることができる。画像の拡大率は、従来のように20倍、25倍又は50倍だけではなく、例えば600倍位まで任意で大きな倍率に自由に設定することができるので、より精度の高い精密な研削加工を行うことができる。さらに、従来のような高価なスクリーンが要らないので、倣い研削装置をコンパクトにできる。 As will be understood from the means for solving the problems as described above, according to the profile grinding method and apparatus of the present invention, the manual method eliminates the need for creating chart paper as in the prior art, and saves labor. Cost can be reduced. The enlargement ratio of the image is not limited to 20 times, 25 times or 50 times as in the conventional case, but can be freely set to an arbitrarily large magnification, for example, up to about 600 times. It can be carried out. Further, since an expensive screen as in the prior art is not required, the profile grinding apparatus can be made compact.
また、この発明の倣い研削方法及びその装置によれば、自動方式では、上記の手動方式の効果に加えて、画面上に表示した加工ラインとワーク画像と砥石図形を見ながら画面上加工動作を設定してNC加工プログラムを作成でき、このNC加工プログラムに基づいて自動的に研削加工を行うことができる。 Further, according to the profile grinding method and apparatus of the present invention, in the automatic method, in addition to the effects of the manual method described above, the on-screen processing operation is performed while viewing the processing line, the work image and the grindstone figure displayed on the screen. An NC machining program can be created by setting, and grinding can be automatically performed based on the NC machining program.
また、実際の砥石を撮像手段で撮像してベクトル変換した画像であるので、実際の砥石の形状をリアルタイムに描画されることから、砥石の減りによる研削加工精度の低下を防ぐことができる。また、ワーク画像の位置や傾きに合わせて位置決めされた加工ラインを基にNC加工プログラムを作成するので、図形のみで作成されたNC加工プログラムに比べて高精度の加工ができる。 In addition, since the actual grindstone is imaged by the imaging means and vector-converted, the actual grindstone shape is drawn in real time, so that it is possible to prevent a reduction in grinding accuracy due to the reduction of the grindstone. Further, since the NC machining program is created based on the machining line positioned in accordance with the position and inclination of the workpiece image, it is possible to perform machining with higher accuracy than the NC machining program created only with figures.
また、予め、表示装置の画面上に表示したワーク画像に対する砥石図形の画面上加工動作をシミュレーションして確認できるので、NC加工プログラムの作成ミスをなくすことができ、ワークと砥石の衝突を防止することができる。 Moreover, since the on-screen machining operation of the grindstone figure with respect to the workpiece image displayed on the screen of the display device can be confirmed in advance, an NC machining program creation error can be eliminated and the collision between the workpiece and the grindstone can be prevented. be able to.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(A),(B)を参照するに、この実施の形態に係る倣い研削装置1は、回転する円盤状の砥石3が移動しながらテーブル5上に固定したワーク7を研削加工するもので、ワーク7と砥石3の先端の研削加工部分を上方に設けた撮像手段としての例えばCCDカメラ9で撮像する。なお、上記のCCDカメラ9の左右またはワークの下には照明装置11が設けられている。
Referring to FIGS. 1A and 1B, the
また、上記の砥石3は、砥石駆動装置13により平面で互いに直交するX方向、Y方向と、上下のZ方向に移動されるものである。例えば、砥石3は図示しない砥石ヘッドに支持されており、この砥石ヘッドは砥石駆動装置13を構成する図示しないX軸テーブルによりX方向へ、Y軸テーブルによりY方向へ、Z軸テーブルによりZ方向へ移動される。また、前記砥石駆動装置13はその動作を制御するNC制御装置15に接続されており、前記NC制御装置15は全体の研削加工を制御する主制御装置17に接続されている。
Further, the
また、上記のCCDカメラ9には、当該CCDカメラ9で撮像した画像を処理するための画像処理ソフト19が内蔵されている。なお、この画像処理ソフト19では、前記CCDカメラ9で撮像した画像がベクトルデータに変換処理されて砥石図形を作成する。
The
図2を併せて参照するに、主制御装置17は、中央処理装置としてのCPU21が備えられており、このCPU21には、種々のデータやプログラム等を入力するキーボードやタッチパネルなどの入力装置23と、CRTや液晶などの画面25を有する表示装置27と、入力装置23から入力されたプログラムや種々の検知データ、さらには前記画像処理を行った画像や、NC加工プログラムなどを記憶するメモリ29とが備えられている。
Referring also to FIG. 2, the
さらに、前記CPU21には、図形データに基づいてX軸−Y軸座標などの位置座標でNC用図形データを作成すべく計算する第1演算装置31が接続されている。なお、前記表示装置27は、前記第1演算装置31で作成したNC用図形データと、ワーク画像データと砥石図形を、画面25上に加工ライン33(NC用図形データ)とワーク画像35と砥石図形37として表示するものである。さらに、表示装置27では、前記加工ライン33とワーク画像35を重ねて表示するものである。
Further, the
さらに、前記CPU21には、前記表示装置27の画面25上において前記加工ライン33に基づいて前記砥石図形37でワーク画像35を加工する画面上加工動作をNC加工プログラムに変換すべく計算する第2演算装置39と、前記NC加工プログラムに基づいて実際のワーク7を砥石3で研削加工する指令を前記NC制御装置15へ与える指令部41が接続されている。
Further, the
なお、前記第2演算装置39は、表示装置27の画面25上の加工ライン33とワーク画像35と砥石図形37に基づいて前記入力装置23にて入力した研削加工の設定条件により設定された画面上加工動作をNC加工プログラムに変換すべく計算する機能を有している。
The second
また、前記指令部41は、前記第2演算装置39で計算されたNC加工プログラムに基づいて、予め前記表示装置27の画面25上において砥石図形37でワーク画像35を加工するシミュレーションを行う指令を与える機能を有している。
Further, the
さらに、前記CPU21には、上記の前記指令部41の指令でシミュレーションを行ったときに、画面上加工動作を修正したときの内容を反映して修正NC加工プログラムを作成すべく計算する第3演算装置43が接続されている。
Further, the
上記構成により、この実施の形態の倣い研削装置1を用いて倣い研削方法について図面を参照して説明する。なお、倣い研削方法としては、手動加工方法と自動加工方法がある。
A profile grinding method using the
まず、手動加工方法について説明する。 First, the manual processing method will be described.
図1及び図3を併せて参照するに、主制御装置17の第1演算装置31により、予め図形データに基づいて作成したNC用図形データは、表示装置27の画面25上に一点鎖線で示されているような加工ライン33として表示される。一方、実際のワーク7と砥石3の研削加工部分がCCDカメラ9で撮像され、表示装置27の画面25上にワーク画像35及び砥石画像37(37A)として表示される。このとき、加工ライン33はワーク画像35の所定の位置に重ねて表示される。
Referring to FIGS. 1 and 3 together, the NC graphic data created based on the graphic data in advance by the first
次に、作業者は表示装置27の画面25を見ながら加工ライン33に基づいて砥石3を移動して研削加工を行う。すなわち、砥石3は平面でX、Y方向と、上下のZ方向に移動されるもので、例えば、図1(A),(B)に示されているように、砥石3がワーク7よりZ方向に上昇下降しながらX方向およびY方向の所望の位置へ移動される。以上の動作を繰り返すことにより、ワーク7の全体が研削加工されることとなる。
Next, the operator moves the
上記の研削加工の際には、まず、粗加工砥石3Aを用いて、加工ライン33の手前までを粗加工が行われる。このとき、作業者は表示装置27の画面25を見ながら加工ライン33に基づいて実際の粗加工砥石3Aを移動していくと、この粗加工砥石3Aの研削加工動作は、CCDカメラ9で同時に撮像した粗加工砥石画像37Aとして画面25に表示されるので、図4に示されているように、表示装置27の画面25上にはリアルタイムな粗加工砥石画像37Aの研削加工動作で表示される。
In the above grinding process, first, roughing is performed up to the front of the
この粗加工が終了した後に、仕上げ加工砥石3Bを用いて仕上げ加工が行われる。作業者は表示装置27の画面25のリアルタイムな仕上げ加工砥石画像37Bを見ながら、加工ライン33に基づいて仕上げ加工を行う。このとき、図5に示されているように、表示装置27の画面25上では、研削加工部分をさらに倍率を上げて拡大することで高精密な研削加工を行うことができる。
After this roughing is finished, finishing is performed using the finishing
図5では加工ライン33と研削加工された箇所が一致していないように見えるが、例えば100倍という高倍率の画像であるので、実際のワーク7では高精密な研削加工が行われている。
In FIG. 5, it seems that the
したがって、この実施の形態の手動の倣い研削方法では次のような効果を奏する。すなわち、従来の方法のようにチャート紙を作成する必要がない。ワーク画像35及び粗加工砥石画像37A、仕上げ加工砥石画像37Bの拡大率は、従来のように20倍、25倍又は50倍だけではなく、例えば600倍位まで倍率を設定することができる。また、拡大率を大きくできるので、より精度の高い研削加工を行うことができる。さらに、従来の高価なスクリーンが要らないので、倣い研削加工装置1をコンパクトにすることができる。
Therefore, the manual copy grinding method of this embodiment has the following effects. That is, there is no need to create chart paper as in the conventional method. The magnification of the
次に、自動加工方法について説明する。なお、前述した手動加工方法と同じ部分の詳しい説明は省略する。 Next, an automatic processing method will be described. Detailed description of the same parts as the manual processing method described above will be omitted.
図1及び図6を併せて参照するに、前述したNC用図形データとワーク画像と砥石図形が表示装置27の画面25上に加工ライン33とワーク画像35と砥石図形37として表示される。
Referring to FIGS. 1 and 6 together, the NC graphic data, the work image, and the grindstone graphic are displayed on the
表示装置27の画面25には、図6に示されているように、種々の研削加工条件を設定するための粗加工用のダイアログボックス45が表示されている。このダイアログボックス45には、例えば、上段の中央には使用する砥石のパラメータ図47、粗加工砥石3Aの厚さT、砥石3Aのコーナの曲率半径Rが入力できるように表示されている。図6ではTが1mmで、Rが0.01mmを入力している。また、上段の右欄にはX軸及びY軸の設定を入力できるように表示されている。
On the
また、中段の中央にはNCデータを作成するための入力部があり、ワーク画像35と図形データに変換した砥石図形37Aとの位置関係図49が表示され、その右側にはその位置関係図49に基づいて、ワーク画像35の加工ライン33に対する仕上げ代F、砥石図形37Aの早送りの位置A、砥石図形37Aが移動を開始する原位置H、砥石図形37Aの送りピッチPが入力できるように表示されている。図6ではFが0.05mmで、Aがワーク画像35の0.5mmの手前まで早送りすることを示し、Pが0.8mmを示している。また、下段にはその他の種々の設定条件の項目を入力できるように表示されている。
In addition, an input unit for creating NC data is provided at the center of the middle stage, and a positional relationship diagram 49 between the
以上のようにして、入力装置23により、画面25上のダイアログボックス45の各種項目の数値を入力することで研削加工の設定条件が入力され、主制御装置17の第2演算装置39で自動的に粗加工のNC加工プログラムが作成されることとなる。この場合、ワーク画像35はX、Y軸とぴったりにはセットできないので、ワーク画像35の位置に加工ライン33を移動、回転して合わせた加工ラインに基づいてNC加工プログラムが作成される。
As described above, by inputting the numerical values of the various items in the
この自動加工方法では、上記のように入力して作成したNC加工プログラムに基づいて指令部41の指令がNC制御装置15に与えられて研削加工することができるが、作業者がシミュレーションを行うよう指令を与えると、指令部41から指令が与えられて、実際の研削加工を行う前に、表示装置27の画面25上だけでシミュレーションすることができる。
In this automatic machining method, the command of the
例えば、粗加工砥石3Aを用いて粗加工のシミュレーションが行われる場合、図6のハッチングで示した粗加工砥石図形37AでY軸方向に研削加工をする際に、砥石図形37Aが原位置HからA位置まで早送りされた後に、加工ライン33の手前の仕上げ代0.05mmの位置まで低速で研削加工される。なお、実際の研削加工は前述したように粗加工砥石3AがZ軸方向の上又は下方向移動して研削加工するものである。
For example, when a roughing simulation is performed using the
この研削加工が終了した後に、粗加工砥石図形37Aは原位置Hまで戻り、送りピッチPが0.8mmでX軸方向に移動される。この位置で上述したのと同じようにしてY軸方向に移動して次の研削加工が行われる。図6では砥石3Aの厚さTが1mmで、送りピッチPが0.8mmであるので、研削加工の重ね代が0.2mmとなる。
After this grinding process is completed, the roughing grindstone figure 37A returns to the original position H and is moved in the X-axis direction at a feed pitch P of 0.8 mm. At this position, the next grinding process is performed by moving in the Y-axis direction in the same manner as described above. In FIG. 6, since the thickness T of the
図6では、以上のように砥石図形37Aによる研削加工の動作を繰り返して行われた結果が示されており、ワーク画像35の研削された部分が白くなっているので、シミュレーションの段階でどのように粗加工されるかを確かめることができる。
FIG. 6 shows a result obtained by repeating the grinding operation using the grindstone graphic 37A as described above. Since the ground portion of the
図7を参照するに、上記の粗加工のシミュレーションが終了した後に、図形データに変換した仕上げ加工砥石図形37Bを用いて仕上げ加工のシミュレーションが行われる。この場合も、表示装置27の画面25には、種々の研削加工条件を設定するための仕上げ加工用のダイアログボックス51が表示されている。このダイアログボックス51には、図6の場合と同様に種々の設定条件の項目を入力できるように表示されている。例えば、上段の中央には使用する砥石のパラメータ図47、仕上げ加工砥石図形37Bの厚さT、砥石先端の開き角度V、砥石先端の曲率半径Rが入力できるように表示されている。図7では、3つの仕上げ加工砥石3Bのパラメータが表示され、左側の砥石図形37Bが選定されている。Tが1mmで、Vが10°で、Rが0.05mmを入力している。また、上段の右欄にはX軸及びY軸の設定を入力できるように表示されている。
Referring to FIG. 7, after the rough machining simulation is finished, the finishing machining simulation is performed using the finishing grindstone graphic 37 </ b> B converted into graphic data. Also in this case, a
また、中段の中央にはNCワーク画像35と砥石図形37Bとの位置関係図49が表示され、その右側にはその位置関係図49に基づいて、砥石図形37Bの早送りの位置Aが入力できるように表示されている。図7ではAが0.05mmの早送りの位置を示している。また、下段にはその他の種々の設定条件の項目を入力できるように表示されている。
Further, a positional relationship diagram 49 between the
入力装置23により、上記の各種項目の数値を入力することで研削加工の設定条件が入力され、主制御装置17の第2演算装置39で自動的に仕上げ加工のNC加工プログラムが作成されることとなる。
The setting conditions for grinding are input by inputting the numerical values of the above-mentioned various items by the
上記のように作成したNC加工プログラムに基づいて表示装置27の画面25上だけで仕上げ加工のシミュレーションをする場合、図7のハッチングで示した仕上げ砥石図形37Bで研削加工をするとき、砥石図形37Bが加工ライン33に基づいて研削加工される。さらに、砥石図形37Bが加工ライン33に基づいてX軸並びにY軸方向に繰り返し移動し、仕上げ加工が行われる。なお、図7では、仕上げ加工の途中までが示されており、右側の砥石図形37Bの位置より右側のワーク画像35の表面は粗加工面の状態である。このような粗加工面を右方向に向けて仕上げ加工を行っていくのである。
In the case of performing a finishing simulation only on the
図7に示されているように、ワーク画像35の研削された部分が白くなっているので、シミュレーションの段階でどのように仕上げ加工されるのを確かめることができる。なお、このシミュレーションの段階で必要な修正が行われた場合は、この修正動作が主制御装置17の第3演算装置43により自動的に修正されて修正NC加工プログラムが作成されることになる。
As shown in FIG. 7, since the ground portion of the
上記のシミュレーションで確実に研削加工が行われることが確認された後に、作成したNC加工プログラムに基づいて、主制御装置17の指令部41からNC制御装置15に指令が与えられ、実際に自動的に研削加工が行われることとなる。
After confirming that the grinding process is surely performed by the above simulation, a command is given to the
なお、この実施の形態の自動加工方法では、上記のように予めシミュレーションを行わず、表示装置27の画面25上において前記加工ライン33に基づいて砥石図形37でワーク画像35を加工するNC加工プログラムに変換されて作成され、前記NC加工プログラムに基づいて研削加工することができる。また、前記NC加工プログラムが作成されると同時に研削加工を行うこともできる。
In the automatic machining method of this embodiment, the NC machining program for machining the
あるいは、前述したように表示装置27の画面25上で入力した研削加工の設定条件により作成したNC加工プログラム及び仕上げNC加工プログラムに基づいて研削加工することも可能である。
Alternatively, as described above, grinding can be performed based on the NC machining program and the finishing NC machining program created according to the grinding machining setting conditions input on the
また、自動でNC加工プログラムを作成した後、さらに高精度な加工が必要な場合には図7による表示装置27の画面25に基づいて修正品柄直接倣い研削加工を行うことも可能である。
In addition, after the NC machining program is automatically created, if a more highly accurate machining is required, it is also possible to perform the corrected product direct copy grinding based on the
また、図8を参照するに、実際の砥石3は研削加工に使用されるにつれて形状が変化するので、理論上の砥石3の形状とは異なるものである。この実施の形態では、実際の砥石3をCCDカメラ9で撮像してベクトル変換した仕上げ加工砥石図形37Bであるので、リアルタイムに実際の砥石3の先端部の形状を反映して研削加工を行うことができる。そのために、より高精度な研削加工を可能とする。
In addition, referring to FIG. 8, the shape of the
また、その他の例としては、図9(A)に示されているように、実際に使用する仕上げ加工砥石3Bでグラファイト等の簡単に削れる材料51に対して研削すると、図9(B)に示されているように、この研削跡53は仕上げ加工砥石3Bの輪郭形状と同じ形状となる。したがって、前記研削跡53をCCDカメラ9で撮像し、この研削跡53の形状を表示装置27の画面25上に仕上げ加工砥石図形37Bで研削加工を行うことができる。上記の材料51の研削跡53は、実際の仕上げ加工砥石3BをCCDカメラ9で撮像した画像より、砥石3Bの輪郭がはっきりと表示できるという点で効果がある。
As another example, as shown in FIG. 9 (A), when grinding is performed on a
さらに、実際の砥石3は種々研削加工を行うと磨耗していくので、磨耗した実際の砥石3を継続して使用すると製品形状に正確な形状にならなくなっている。そこで、別の例としては、図10(A)に示されているように、CCDカメラ9で加工後の画像を取得し、この取得された画像データの輪郭を図10(B)に点線で示されているように、数値化した削り残しのデータを取得する。
Furthermore, since the
そして、図10(C)に示されているように、DXFデータと数値化したデータを重ね合わせた時に、発生する差が実際の削り残し量となる。図10(C)において、ある任意の場所でのDXFデータと取得したデータの差が削り残し量a又はbである。 Then, as shown in FIG. 10C, when the DXF data and the digitized data are superimposed, the difference generated becomes the actual uncut amount. In FIG. 10C, the difference between the DXF data at a certain arbitrary place and the acquired data is the uncut amount a or b.
次に、図11(A)、(B)に示されているように、加工上の任意の位置で磨耗前の砥石3が当たる位置C1、C2、C3、C4を求め、その位置と測定して取得した位置を砥石3の磨耗量として反映する。
Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the positions C1, C2, C3, and C4 where the
詳細には、図11(B)に示されているように、ある任意の位置C1、C2、C3での砥石3の形状内の各形状の磨耗値D1、D2、D3を求める。図11(B)において、砥石3の位置(2)の場合、(2)の中にある形状D2の複数の座標を全て取り出す。なお、図の説明上、3箇所であるが、実際には計算によりピッチを求めて、より細かく座標値を求めるものである。
Specifically, as shown in FIG. 11B, the wear values D1, D2, and D3 of the respective shapes within the shape of the
図12(A)に示されているように、元の砥石3の形状に図11(B)で取得したデータを重ね合わせて磨耗形状を取り出す。そして、重ねた座標値から元の形状内の一番内側の磨耗値を順次求めて取り出すと、図12(B)に示されているように、取り出した座標値を繋げていくと、実線で示すごとき実際の磨耗後の砥石形状が求められる。
As shown in FIG. 12A, the wear shape is taken out by superimposing the data acquired in FIG. 11B on the original shape of the
図12(C)に示されているように、図12(B)で求め直した計算上の実際の砥石形状から、読み込んだDXFデータに対して再度データを作成する。この段階でNCデータは砥石の磨耗を考慮したデータとなっているので、NCデータに基づいて研削加工を行えば、より精度の高い加工を行うことができる。なお、図12(C)において、点線の形状は磨耗前の形状である。 As shown in FIG. 12C, data is created again for the read DXF data from the actual grinding wheel shape calculated in FIG. 12B. At this stage, the NC data is data considering the wear of the grindstone, so that grinding can be performed with higher accuracy if grinding is performed based on the NC data. In addition, in FIG.12 (C), the shape of a dotted line is a shape before abrasion.
以上のことから、この実施の形態の自動加工方法では、次に示すような効果を奏する。 From the above, the automatic processing method of this embodiment has the following effects.
(1)予め、表示装置27の画面25上に表示したワーク画像35に対する砥石図形37の画面上加工動作をシミュレーションして確認できるので、NC加工プログラムの作成ミスがなくなる。
(1) Since the on-screen machining operation of the grindstone figure 37 for the
(2)予め、表示装置27の画面25上に表示したワーク画像35に対する砥石図形37の画面上加工動作をシミュレーションして確認できるので、ワーク7と砥石3の衝突を防止することができる。
(2) Since the on-screen processing operation of the grindstone figure 37 with respect to the
(3)表示装置27の画面25上に表示したワーク画像35と砥石図形37を見ながらNC加工データを作成できるので、手動加工方式と同じようなNC加工プログラムを作成できる。
(3) Since NC machining data can be created while looking at the
(4)実際の砥石3をCCDカメラ9で撮像してベクトル変換した画像であるので、リアルタイムに実際の砥石3の先端部の形状を反映してNC加工プログラムを作成できることから、砥石3の減りによる研削加工精度の低下を防ぐことができる。
(4) Since the
1 倣い研削装置
3 砥石
5 テーブル
7 ワーク
9 CCDカメラ(撮像手段)
13 砥石駆動装置
15 NC制御装置
17 主制御装置
19 画像処理ソフト
21 CPU
23 入力装置
25 画面
27 表示装置
29 メモリ
31 第1演算装置
33 加工ライン
35 ワーク画像
37 砥石画像又は砥石図形
39 第2演算装置
41 指令部
43 第3演算装置
45 ダイアログボックス
51 ダイアログボックス
DESCRIPTION OF
13
23
Claims (7)
前記NC用図形データとワーク画像と砥石画像を制御装置により表示装置の画面上に加工ラインとワーク画像と砥石画像を重ねて表示し、
この表示された画面上において前記加工ラインに基づいて前記砥石画像でワーク画像を加工する画面上加工動作を確認しながら手動又は自動で実際の砥石でワークを研削加工することを特徴とする倣い研削方法。 While creating NC graphic data based on the graphic data in advance, the actual workpiece and grinding part of the grindstone are imaged by the imaging means,
The NC graphic data, the work image, and the grindstone image are displayed on the screen of the display device by the control device so as to overlap the processing line, the work image, and the grindstone image.
Copy grinding characterized in that a workpiece is ground manually or automatically with an actual grindstone while confirming the on-screen machining operation for machining the workpiece image with the grindstone image based on the machining line on the displayed screen. Method.
前記NC用図形データとワーク画像と砥石画像を制御装置により表示装置の画面上に加工ラインとワーク画像と砥石画像を重ねて表示し、
図形データに変換した砥石図形で、表示された画面上の前記加工ラインに基づいてNC加工プログラムを作成し、前記砥石図形とその動きの図形をワーク画像に重ねてシミュレーションしてから砥石の軌跡を確認し、前記NC加工プログラムに基づいて自動的に実際の砥石でワークを研削加工することを特徴とする倣い研削方法。 While creating NC graphic data based on the graphic data in advance, the actual workpiece and grinding part of the grindstone are imaged by the imaging means,
The NC graphic data, the work image, and the grindstone image are displayed on the screen of the display device by the control device so as to overlap the processing line, the work image, and the grindstone image.
An NC machining program is created based on the machining line on the displayed screen with the grinding wheel graphic converted into graphic data, and the grinding wheel trajectory is simulated after overlaying the grinding wheel graphic and its movement graphic on the workpiece image. A copy grinding method comprising: confirming and automatically grinding a workpiece with an actual grindstone based on the NC machining program.
この砥石と前記ワークの研削加工部分を撮像する撮像手段と、
図形データに基づいてNC用図形データを作成すべく計算する第1演算装置と、前記NC用図形データとワーク画像と図形データに変換した砥石図形を画面上に加工ラインとワーク画像と砥石図形を表示すると共に前記加工ラインとワーク画像と砥石図形を重ねて表示する表示装置と、を備えた制御装置と、
で構成されていることを特徴とする倣い研削装置。 A disc-shaped grindstone that rotates and moves to grind the workpiece fixed on the table;
Imaging means for imaging the grinding wheel and the grinding portion of the workpiece,
A first arithmetic unit that calculates to create NC graphic data based on graphic data, and a processing line, a work image, and a grindstone graphic on the screen of the NC graphic data, work image, and graphic data converted into graphic data. A display device that displays and displays the processing line, the workpiece image, and the grindstone graphic in an overlapping manner, and
A copying grinding apparatus characterized by comprising:
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