JP2022110834A - Grinder and control device of grinder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削盤および研削盤の制御装置に関する。 The present invention relates to a grinding machine and a control device for the grinding machine.
従来、工作物の表面を削り、所定の形状や寸法精度に仕上げる研削加工において、工作物を連続回転させた状態で研削を行う方法と、工作物を回転停止させた状態で研削を行う方法がある。 Conventionally, in the grinding process of cutting the surface of a workpiece and finishing it to a predetermined shape and dimensional accuracy, there is a method of grinding while the workpiece is continuously rotating, and a method of grinding while the workpiece is stopped rotating. be.
工作物を連続回転させた状態で研削を行う装置として、例えば、特許文献1のように、工作物と砥石車をそれぞれ連続回転させながら、筒状の工作物の内周面を研削する研削盤が知られている。そして、工作物を回転停止させた状態で研削を行う装置として、例えば、特許文献2のように、主軸によって工作物を回転停止させた状態で保持しながら、砥石車を連続回転させ、筒状の工作物の内面に、軸方向から見て円弧状に窪んだ溝を研削する研削盤が知られている。また、これらの異なる複数の研削加工を1台で行う、複合加工可能な研削盤も知られている。
As an apparatus for grinding a workpiece while it is continuously rotated, for example, as in
複合加工を行う従来の研削盤では、工作物を保持する主軸の制御は、1種類のサーボパラメータを用いて行われている。つまり、工作物を連続回転させた状態で研削を行う際のサーボパラメータと同一のパラメータが、工作物を回転停止させた状態で研削を行う際にも用いられている。 In a conventional grinder that performs compound machining, control of a spindle that holds a workpiece is performed using one type of servo parameter. In other words, the same servo parameters as those used when grinding the workpiece while it is continuously rotating are also used when grinding the workpiece while the rotation is stopped.
ところで、ある大きさのモータを用い、そのモータが主軸を駆動して工作物を回転または回転停止状態で保持する場合、工作物の大きさが大きくなるにつれて、モータの構成部品であるロータと工作物との慣性モーメント比は大きくなる。 By the way, when a motor of a certain size is used and the motor drives a spindle to hold a workpiece in a rotating or non-rotating state, as the size of the workpiece increases, the rotor, which is a component part of the motor, and the workpiece become larger. The moment of inertia ratio with the object becomes large.
ロータに対する工作物の慣性モーメント比が、例えば、50以下のような比較的小さい値である場合、複合加工を行う従来の研削盤のように、工作物を連続回転させた状態で研削を行う際のパラメータと同一のパラメータを、工作物を回転停止させた状態で保持しながら研削を行う際に用いたとしても、回転停止時に生じる主軸の角度のずれは加工精度に影響しない程度であるため、問題にはならない。しかしながら、同じ大きさのモータを使用し、より大きな工作物を複合加工する場合には問題が生じる。ロータに対する工作物の慣性モーメント比が、例えば、50を超えるような非常に大きな値である場合、工作物を連続回転させた状態で研削を行う際のパラメータと同一のパラメータを、工作物を回転停止させた状態で保持しながら研削を行う際に用いると、モータの回転停止時の保持力が加工抵抗を下回るため、回転停止時に主軸の角度のずれが大きく、加工精度を満足することができない。この問題を解決するために、より容量の大きなモータを用い、工作物との慣性モーメント比を低減させることは容易に考えられるが、その場合、装置の大型化が避けられないという欠点がある。 When the moment of inertia ratio of the workpiece to the rotor is relatively small, for example, 50 or less, grinding is performed while the workpiece is continuously rotated like a conventional grinding machine that performs compound machining. Even if the same parameters as the parameters of are used when grinding while holding the workpiece in a state where rotation is stopped, the deviation of the spindle angle that occurs when rotation is stopped does not affect the machining accuracy. Not a problem. However, a problem arises when using the same size motor for compound machining of larger workpieces. If the moment of inertia ratio of the workpiece to the rotor is very large, e.g. greater than 50, the workpiece is rotated with the same parameters as those for grinding with the workpiece continuously rotated. If it is used for grinding while holding it in a stopped state, the holding force when the motor stops rotating is less than the machining resistance, so the angle deviation of the spindle when rotation stops is large, and machining accuracy cannot be satisfied. . In order to solve this problem, it is easily conceivable to use a motor with a larger capacity to reduce the moment of inertia ratio with the workpiece, but in that case, there is a disadvantage that the size of the apparatus is unavoidable.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、慣性モーメントが非常に大きな工作物であっても、小容量のモータを用いて、精度よく連続回転加工および回転停止加工をすることのできる研削盤を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to achieve continuous rotary machining and rotation with high accuracy using a small-capacity motor even for workpieces with a very large moment of inertia. To provide a grinding machine capable of stop machining.
上記目的を達成するために、この発明では、主軸を制御するサーボパラメータを加工方法に応じて複数用いられるものとした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of servo parameters for controlling the spindle are used according to the machining method.
具体的には、第1の発明では、工作物を保持する主軸によって、該工作物を連続回転させた状態および回転停止させた状態で複合加工を行う研削盤であって、前記主軸が前記工作物を保持するための保持トルクを決定するサーボパラメータを、該工作物を連続回転させた状態または回転停止させた状態での加工方法に応じて複数記憶する記憶部と、前記主軸を制御する主軸制御部と、実行される加工方法に応じた前記サーボパラメータを前記記憶部から取得して前記主軸制御部に設定するパラメータ切替部と、を有する制御装置を備え、前記パラメータ切替部は、前記工作物を回転停止させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合に、前記主軸が加工負荷に抗して前記工作物を回転停止させた状態で保持できるよう、該工作物を連続回転させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合よりも高い保持トルクを前記主軸に与える前記サーボパラメータへ切り替えることを特徴とする。 Specifically, in the first invention, the grinder performs compound machining while the workpiece is continuously rotated and stopped rotating by a spindle holding the workpiece, wherein the spindle holds the workpiece. A storage unit that stores a plurality of servo parameters that determine a holding torque for holding an object according to a machining method in which the workpiece is continuously rotated or stopped rotating, and a spindle that controls the spindle. and a parameter switching unit that acquires the servo parameters corresponding to the machining method to be executed from the storage unit and sets them in the spindle control unit. When a machining method for grinding an object while holding it in a non-rotating state is performed, the workpiece is continuously held so that the main shaft can hold the workpiece in a non-rotating state against the machining load. It is characterized by switching to the servo parameter that gives a higher holding torque to the main spindle than when a machining method of grinding while holding it in a rotated state is carried out.
上記の構成によると、複数のサーボパラメータから加工方法に応じたサーボパラメータが取得されることで、加工精度を向上させることができる。特に、工作物を回転停止させた状態では、工作物を連続回転させた状態で保持しながら研削する場合よりも高い保持トルクを付与できるサーボパラメータへ切り替えられるため、主軸が加工負荷に抗して工作物を保持できるようになり、主軸の角度ズレが生じない。このような構成によって、慣性モーメントが非常に大きな工作物であっても、小容量のモータを用いて、精度よく連続回転加工および回転停止加工をすることが可能となる。 According to the above configuration, the machining accuracy can be improved by acquiring the servo parameter corresponding to the machining method from the plurality of servo parameters. In particular, when the workpiece is stopped rotating, the servo parameters can be switched to provide a higher holding torque than when grinding while holding the workpiece in a continuously rotating state. The workpiece can be held, and the angular displacement of the spindle does not occur. With such a configuration, even if the workpiece has a very large moment of inertia, it is possible to perform continuous rotation machining and rotation stop machining with high accuracy using a small-capacity motor.
第2の発明では、前記工作物を連続回転させた状態または回転停止させた状態での加工方法に応じて、前記主軸が前記工作物を保持するための保持トルクを決定するサーボパラメータが複数記憶された記憶部から、実行される加工方法に応じて該サーボパラメータが取得され、取得された該サーボパラメータが、前記主軸を制御する主軸制御部に設定されるパラメータ切替ステップを含み、前記パラメータ切替ステップでは、前記工作物を回転停止させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合に、前記主軸が加工負荷に抗して前記工作物を回転停止させた状態で保持できるよう、該工作物を連続回転させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合よりも、高い保持トルクを前記主軸に与える前記サーボパラメータが取得されることを特徴とする。 In the second invention, a plurality of servo parameters are stored for determining a holding torque for the spindle to hold the workpiece according to a machining method in which the workpiece is continuously rotated or stopped rotating. a parameter switching step of acquiring the servo parameters according to the machining method to be executed from the stored storage unit, and setting the acquired servo parameters to a spindle control unit that controls the spindle; In the step, when a machining method is implemented in which the workpiece is ground while holding the workpiece in a non-rotating state, the main shaft can hold the workpiece in a non-rotating state against the machining load. It is characterized in that the servo parameters are obtained that give a higher holding torque to the spindle than when a machining method is performed in which the workpiece is ground while holding the workpiece in a continuously rotating state.
上記の構成によると、第1の発明と同様に、複数のサーボパラメータから加工方法に応じたサーボパラメータへ切り替えられることにより、加工精度を向上させることが可能となり、慣性モーメントが非常に大きな工作物でも、小容量のモータを用いて、精度よく連続回転加工および回転停止加工をすることができる。 According to the above configuration, as in the first invention, it is possible to improve the machining accuracy by switching from a plurality of servo parameters to servo parameters according to the machining method, and it is possible to improve the machining accuracy of workpieces with a very large moment of inertia. However, by using a small-capacity motor, continuous rotation machining and rotation stop machining can be performed with high accuracy.
以上説明したように、本発明によれば、加工方法に応じたサーボパラメータによって主軸が制御されることにより、慣性モーメントが非常に大きな工作物であっても、小容量のモータを用いて、精度よく連続回転加工および回転停止加工をすることが可能となる。 As described above, according to the present invention, the spindle is controlled by the servo parameters according to the machining method, so that even a workpiece with a very large moment of inertia can be accurately controlled by using a small-capacity motor. It is possible to perform continuous rotation machining and rotation stop machining well.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. It should be noted that the following description of preferred embodiments is essentially merely illustrative, and is not intended to limit the invention, its applications, or its uses.
(研削盤の構成)
図1は、本発明の実施形態に係る研削盤の一例を示す構成図である。この研削盤1は、工作物Wを保持する主軸2によって、工作物Wを主軸2回りに連続回転させた状態および回転停止させた状態で複合加工を行うものである。研削盤1は、制御装置4を備え、この制御装置4によって、研削工具3による工作物Wの研削動作や主軸2による工作物Wの位置の割り出し、連続回転または回転停止等を含む研削盤1の様々な動きが統括的に制御されるようになっている。
(Grinding machine configuration)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a grinder according to an embodiment of the present invention. The
主軸2は、鉛直方向に延びている。主軸2の上端部にはチャック6が設けられ、主軸2はチャック6を介して工作物Wを保持している。チャック6には図示しない電磁石が取り付けられており、この電磁石に電流が供給されることによって、工作物Wが所定の保持トルクで主軸2に保持される。
The
具体的には、図2に示すように、円筒状の工作物Wが、チャック6を介して主軸2に保持されている。主軸2はモータ5によって回転駆動される。主軸2は、上下の軸受9a,9bを介して、ワークテーブル10に固定された主軸ハウジング2aに回転可能に支持されている。
Specifically, as shown in FIG. 2, a cylindrical workpiece W is held by the
モータ5は、ロータ5aとステータ5bを含む。主軸2の外周にロータ5aが固定され、ロータ5aの外周に、主軸ハウジング2a側に固定されたステータ5bが位置している。ステータ5bへ通電されると、主軸2および主軸2に保持された工作物Wが一体に回転駆動される。モータ5は、後述の制御装置4において設定されるサーボパラメータによって制御される。サーボパラメータはゲイン調整のパラメータを含む。
The
なお、工作物Wの大きさによってチャック6は異なる大きさのものが取り付けられてもよい。 Incidentally, depending on the size of the workpiece W, chucks 6 of different sizes may be attached.
図3は、小容量のモータを用いた場合において、異なる大きさの工作物Wを取り付けた際の、工作物とロータの慣性モーメント比を示す表である。小容量のモータとは、ここでは、慣性モーメント0.06kg・m2のロータ5aを有するモータ5である。実施例1では、ロータ5aにより駆動される主軸2には、慣性モーメント2.9kg・m2の工作物Wが取り付けられている。このロータ5aに対する工作物Wの慣性モーメント比は48であり、比較的小さい値であると言える。実施例2では、実施例1と同じ慣性モーメント0.06kg・m2のロータ5aにより駆動される主軸2に、慣性モーメント16.2kg・m2の工作物Wが取り付けられている。このロータ5aに対する工作物Wの慣性モーメント比は270であり、かなり大きな値であると言える。
FIG. 3 is a table showing the moment of inertia ratio between the workpiece and the rotor when workpieces W of different sizes are attached when a small-capacity motor is used. A small-capacity motor is here a
研削工具3は、工作物Wを研削するための工具である。研削工具3は、鉛直方向に移動可能であり、下端部には工作物Wの研削加工を行う砥石を備える。研削盤1は加工方法に応じて様々な研削工具3を備えることができる。例えば、図1に示すように、研削工具3は、工作物Wの溝加工を行うための砥石3aを有していてもよい。砥石3aは、鉛直方向に対して直交する方向に回転軸を有する砥石車である。このような研削工具3を用いれば、砥石車が回転するとともに下降し、例えば、図4に示すように、円筒状の工作物Wの内周面に対して、主軸方向から見て円弧状に窪んだ溝を研削加工することができる。
The grinding
また、研削工具3は、図5に示すように、工作物Wの円筒加工を行うための砥石3bを有していてもよい。砥石3bは、鉛直方向に回転軸を有する円筒状の砥石である。このような円筒状の砥石3bを有する研削工具3は、回転駆動されるとともに下降し、円筒状の工作物Wの内周面および外周面を所定の寸法精度に研削することができる。
Further, the grinding
(制御装置の構成)
研削盤1を制御する制御装置4は、数値制御によって主軸2および研削工具3を制御する。制御装置4は、工作物Wを回転状態または回転停止状態とするために主軸2のゲインを制御する主軸制御部20を有する。主軸制御部20は、主軸2を駆動するモータ5を制御することにより、主軸2を制御することができる。また、制御装置4は、工作物Wに対する研削動作や位置データ、回転角データ等、研削工具3を制御する工具制御部30を有する。工具制御部30は、研削工具3の回転動作や位置移動の動作を駆動するための図示しない工具駆動用モータを制御することにより、研削工具3を制御することができる。
(Configuration of control device)
A
制御装置4には、研削盤1を制御するために必要な様々なデータやパラメータを記憶する記憶部40が含まれている。記憶部40には、工作物Wを連続回転させた状態または回転停止させた状態で研削加工を行う種々の加工方法の動作プログラムや、主軸2が工作物Wを保持するための保持トルクを決定するサーボパラメータが記憶されている。記憶部40には、工作物Wを連続回転させた状態または回転停止させた状態での加工方法に応じて複数のサーボパラメータが記憶されている。サーボパラメータには、例えば、モデル制御ゲイン、位置制御ゲインおよび速度制御ゲインが含まれる。
The
制御装置4は、研削盤1によって実行される加工方法に対応する各種パラメータを記憶部40から取得し、その取得したパラメータを主軸制御部20や工具制御部30へ設定するパラメータ切替部50を含む。例えば、パラメータ切替部50は、実行される加工方法に対応するサーボパラメータを、記憶部40から取得し、取得したサーボパラメータを主軸制御部20に設定する。
The
パラメータ切替部50は、工作物Wを回転停止させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合に、主軸2が加工負荷に抗して工作物Wを回転停止させた状態で保持できるよう、工作物Wを連続回転させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合よりも高い保持トルクを主軸2に与えるサーボパラメータへ切り替えるように構成されている。パラメータ切替部50の操作は、予め記憶された動作プログラムによって自動的に切り替えられるものであってもよいが、作業者によるモニタ操作やコントローラによる操作等の手動の操作よって適宜切り替えられるものであってもよい。
The
制御装置4における各構成要素や、各構成要素の接続関係は、必ずしも図1に示した構成に限られず、その接続関係も任意である。例えば、主軸制御部20および工具制御部30は、それぞれ独立した構成要素でなくてもよく、1つの制御部が有する複数の機能として各構成部品を制御するものであってもよい。記憶部40は、フラッシュメモリ、RAM(random access memory)、ROM(read only memory)等の各種メモリやHDD(hard disk drive)、SSD(Solid State Drive)等で構成することができる。主軸制御部20および工具制御部30は、CPUやMPU、システムLSI、DSPや専用ハードウエア等で構成することができる。
Each component in the
(研削方法と主軸制御)
主軸制御部20によってサーボパラメータが切り替えられると、ゲインが変更され、モータ5の応答性が変化する。モータ5の応答性の変化に伴い、モータ5が駆動する主軸2の応答性も変化する。主軸2は、より高いゲインが付与される場合は、制御に対する応答性が機敏になり、より低いゲインが付与される場合は鈍重だがスムーズな応答性を示す。具体的には、主軸2を制御するサーボパラメータが低ゲインである場合、主軸2に付与されるトルク感度および最大電流は低くなるように制御され、工作物Wを保持するための保持トルクは低くなる。一方、サーボパラメータが高ゲインである場合、主軸に付与されるトルク感度および最大電流は高くなるように制御され、工作物Wを保持するための保持トルクは高くなる。
(Grinding method and spindle control)
When the servo parameters are switched by the
このような特性を示す主軸2によって保持される工作物Wを、連続回転状態および回転停止状態で複合加工を行う場合、その研削方法によってサーボパラメータを切り替え、主軸2に最適なゲインが付与されることで、加工精度を向上させることができる。
When the workpiece W held by the
例えば、自動制御がオフにされている状態、工作物Wを連続回転状態で内周面や外周面を研削する場合、または、図4に示すように、円筒状の工作物Wの内周面に対して、主軸方向から見て円弧状に窪んだ溝11を研削加工する場合であって、工作物Wを所定の角度θほど回転させて次の溝加工位置へ割り出しを行う際には、低ゲインのサーボパラメータを用いる。工作物Wを回転状態で研削する場合や位置決め動作をさせる場合は、低ゲインのサーボパラメータを用いてスムーズに動作させることで、研削加工中に振動を発生させることなく、加工精度を満足することができる。このような研削方法に対して、高ゲインのサーボパラメータを用いた場合、加工中に振動が発生してしまい、加工精度を満足することができない。
For example, when the inner and outer peripheral surfaces of the workpiece W are ground while the automatic control is turned off and the workpiece W is continuously rotated, or as shown in FIG. On the other hand, in the case of grinding the
また、例えば、工作物Wを回転停止させた状態で保持し、図4に示すように、円筒状の工作物Wの内周面に対して、主軸方向から見て円弧状に窪んだ溝11を研削加工する際には、研削加工中に発生する研削負荷に抵抗して工作物Wの位置を保持することが求められる。工作物Wを回転停止させた状態で研削加工する場合は、高ゲインのサーボパラメータを用いる。高ゲインのサーボパラメータにより、主軸2に十分な保持トルクを発生させることで、研削工具3による研削負荷によって主軸2が角度ズレを発生させることなく、加工精度を満足することができる。このような加工方法に対して、低ゲインのサーボパラメータを用いると、保持トルクが研削負荷に抵抗することができず、主軸2の角度ズレを発生させてしまい、加工精度を満足することができない。
Also, for example, the workpiece W is held in a state where rotation is stopped, and as shown in FIG. is required to hold the position of the workpiece W against the grinding load generated during the grinding process. When grinding the workpiece W while the rotation is stopped, high-gain servo parameters are used. By generating a sufficient holding torque in the
(溝加工時の主軸制御)
次に、図4に示すように工作物Wの内周面に対して、主軸方向から見て円弧状に窪んだ溝11を周方向に複数研削加工する時の主軸制御について図6のフローチャートに基づいて説明する。
(Spindle control during grooving)
Next, as shown in FIG. 4, spindle control when a plurality of
まず、研削盤1の電源をONにする。作業者が、工作物Wをチャック6に保持させ、研削条件等を図示しない操作パネルで設定することにより、ステップS1においてプログラムが実行され溝加工が開始される。ステップS1は、作業者が設定したプログラムに従い、パラメータ切替部50によって、記憶部40に記憶されたパラメータの中から、主軸2がスムーズに動作できるよう、低い保持トルクを主軸2に与えるような第1サーボパラメータが取得されるパラメータ切替ステップである。なお、電源をONにした状態において、既に第1サーボパラメータが設定されていてもよい。
First, the
ステップS2では、このようなより低ゲインの第1サーボパラメータが設定された状態で、主軸2が所定の角度回転し、工作物Wの加工溝位置へと割り出される。
In step S2, the
次いで、ステップS3では、パラメータ切替部50は、記憶部40に記憶されたパラメータの中から、主軸2が加工負荷に抗して工作物Wを回転停止させた状態で保持できるよう、高い保持トルクを主軸2に与える高ゲインの第2サーボパラメータを取得する。ステップS3はパラメータ切替ステップである。
Next, in step S3, the
高ゲインの第2サーボパラメータが設定された状態で、ステップS4では、主軸2は工作物Wを回転停止させた状態で保持し、砥石3aは、回転しながら下降し、工作物Wの内面に切り込むことで溝11が形成される。
With the high-gain second servo parameter set, in step S4, the
続いて、ステップS5において、溝加工が継続されるか、または終了されるか判定がなされる。この時、砥石3aは上昇して工作物Wから一旦離れた状態である。判定がNOであり、溝加工が引き続き行われる場合、パラメータ切替ステップであるステップS6へ進む。
Subsequently, in step S5, it is determined whether grooving is to be continued or terminated. At this time, the
ステップS6は、主軸2を次の加工溝位置へ割り出すための準備段階であり、パラメータ切替部50によって、高ゲインの第2サーボパラメータから、より低ゲインの第1サーボパラメータへ切り替えられる。
Step S6 is a preparatory stage for indexing the
次いで、ステップS2では、より低ゲインの第1サーボパラメータが設定された状態で、主軸2が所定の角度回転し、加工溝位置へと割り出される。
Next, in step S2, the
位置への割り出しの後には、ステップS3において再びより高ゲインの第2サーボパラメータへ切り替えられ、ステップS4において溝加工が行われる。このように、ステップS2からS6が複数回繰り返され、全ての溝加工が終了すると、ステップS5においてYESの判定がなされ、ステップS7においてより低ゲインの第1サーボパラメータへ切り替えられ、工作物Wの加工は終了する。 After indexing to the position, the second servo parameter with a higher gain is again switched in step S3, and grooving is performed in step S4. In this way, steps S2 to S6 are repeated a plurality of times, and when all groove machining is completed, a determination of YES is made in step S5, and the gain is switched to the first servo parameter of a lower gain in step S7. Machining ends.
このように、工作物Wの内面に、主軸方向から見て円弧状に窪んだ溝を周方向に複数研削加工する場合において、主軸2を所定の角度回転させて位置を割り出す場合と、工作物Wを回転停止させた状態で研削加工を行う場合とで、2種類のサーボパラメータを使い分けることにより、研削加工精度を向上させることができる。
In this way, in the case of grinding a plurality of arc-shaped recessed grooves in the inner surface of the workpiece W in the circumferential direction when viewed from the direction of the spindle, the
図7は、サーボパラメータを1種類のみ用いて溝加工を行った場合(比較例1)と、比較例1と同じ研削盤を用い、サーボパラメータを2種類用いて溝加工を行った場合(実施例3)とで、研削加工精度を比較する表である。実施例3では慣性モーメント比が324であり、比較例1では慣性モーメント比115である。実施例3は、比較例1において加工された工作物W1よりも大きな慣性モーメント比を有する工作物W2を加工したにも関わらず、加工後の主軸2の回転方向のズレ量は0.013μm/Nであり、比較例1のズレ量4.05μm/Nよりも低かった。この結果から、工作物を連続回転させた状態または回転停止させた状態での加工方法に応じて複数のサーボパラメータを用いた場合に、1つのサーボパラメータのみを用いた場合よりも、加工精度を向上できることが実証された。このように、複数のサーボパラメータを用いることで、より大きな慣性モーメントを有する工作物を加工することが可能となり、慣性モーメントが非常に大きな工作物であっても、小容量のモータを用いて、精度よく連続回転加工および回転停止加工を行うことが可能である。
FIG. 7 shows a case where grooving is performed using only one type of servo parameter (comparative example 1), and a case where grooving is performed using two types of servo parameters using the same grinding machine as in comparative example 1 (implementation 3) is a table for comparing the grinding accuracy with Example 3). Example 3 has an inertia moment ratio of 324, and Comparative Example 1 has an inertia moment ratio of 115. In Example 3, although the workpiece W2 having a larger moment of inertia ratio than the workpiece W1 machined in Comparative Example 1 was machined, the displacement in the rotational direction of the
なお、図8には、実施例3の加工において用いた低ゲインの第1サーボパラメータと高ゲインの第2サーボパラメータを示す。低ゲインの第1サーボパラメータと比較して、高ゲインの第2サーボパラメータでは、モデル制御ゲイン、位置制御ゲインおよび速度制御ゲインがそれぞれ高い値に設定されている。 FIG. 8 shows the low-gain first servo parameter and the high-gain second servo parameter used in the machining of the third embodiment. The model control gain, the position control gain, and the velocity control gain are each set to a higher value in the high gain second servo parameter than in the low gain first servo parameter.
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be construed in a restrictive manner. Furthermore, all modifications and changes within the equivalent range of claims are within the scope of the present invention.
1 研削盤
2 主軸
2a 主軸ハウジング
3 研削工具
3a 砥石
3b 砥石
4 制御装置
5 モータ
5a ロータ
5b ステータ
6 チャック
10 ワークテーブル
11 溝
20 主軸制御部
30 工具制御部
40 記憶部
50 パラメータ切替部
W 工作物
REFERENCE SIGNS
Claims (2)
前記主軸が前記工作物を保持するための保持トルクを決定するサーボパラメータを、該工作物を連続回転させた状態または回転停止させた状態での加工方法に応じて複数記憶する記憶部と、
前記主軸を制御する主軸制御部と、
実行される加工方法に応じた前記サーボパラメータを前記記憶部から取得して前記主軸制御部に設定するパラメータ切替部と、
を有する制御装置を備え、
前記パラメータ切替部は、前記工作物を回転停止させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合に、前記主軸が加工負荷に抗して前記工作物を回転停止させた状態で保持できるよう、該工作物を連続回転させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合よりも高い保持トルクを前記主軸に与える前記サーボパラメータへ切り替えることを特徴とする研削盤。 A grinding machine that performs compound machining while the workpiece is continuously rotated and stopped rotating by a spindle that holds the workpiece,
a storage unit that stores a plurality of servo parameters for determining a holding torque for the spindle to hold the workpiece according to a machining method in which the workpiece is continuously rotated or stopped rotating;
a spindle control unit that controls the spindle;
a parameter switching unit that acquires the servo parameters corresponding to the machining method to be executed from the storage unit and sets them in the spindle control unit;
a controller having
The parameter switching unit is configured to hold the workpiece in a state where the workpiece is stopped from rotating against the machining load of the main spindle when a machining method is performed in which the workpiece is ground while the workpiece is held in a non-rotating state. A grinder characterized in that the servo parameters are switched to provide a higher holding torque to the spindle than when a machining method is implemented in which the workpiece is ground while holding it in a state of continuous rotation so as to be able to do so.
前記工作物を連続回転させた状態または回転停止させた状態での加工方法に応じて、前記主軸が前記工作物を保持するための保持トルクを決定するサーボパラメータが複数記憶された記憶部から、実行される加工方法に応じて該サーボパラメータが取得され、取得された該サーボパラメータが、前記主軸を制御する主軸制御部に設定されるパラメータ切替ステップを含み、
前記パラメータ切替ステップでは、前記工作物を回転停止させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合に、前記主軸が加工負荷に抗して前記工作物を回転停止させた状態で保持できるよう、該工作物を連続回転させた状態で保持しながら研削する加工方法が実施される場合よりも、高い保持トルクを前記主軸に与える前記サーボパラメータが取得されることを特徴とする研削盤の制御方法。 A control method for a grinder that performs compound machining while a workpiece is continuously rotated and stopped rotating by a spindle that holds the workpiece, comprising:
from a storage unit storing a plurality of servo parameters for determining a holding torque for the spindle to hold the workpiece according to the machining method in which the workpiece is continuously rotated or stopped rotating; a parameter switching step of acquiring the servo parameters according to the machining method to be executed and setting the acquired servo parameters to a spindle control unit that controls the spindle;
In the parameter switching step, when a machining method is implemented in which the workpiece is ground while the workpiece is held in a non-rotating state, the main shaft holds the workpiece in a non-rotating state against a processing load. A grinder characterized in that the servo parameter is acquired to give a higher holding torque to the spindle than when a machining method is implemented in which the workpiece is ground while holding it in a state of continuous rotation so as to be able to do so. control method.
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JP2021006493A JP2022110834A (en) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | Grinder and control device of grinder |
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