JP2661974B2 - 非真円ワークの加工方法 - Google Patents
非真円ワークの加工方法Info
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- JP2661974B2 JP2661974B2 JP18489688A JP18489688A JP2661974B2 JP 2661974 B2 JP2661974 B2 JP 2661974B2 JP 18489688 A JP18489688 A JP 18489688A JP 18489688 A JP18489688 A JP 18489688A JP 2661974 B2 JP2661974 B2 JP 2661974B2
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- Japan
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- frequency
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、軸線に直交する断面形状が非真円をなすワ
ークを加工するための非真円ワークの加工方法に関する
ものである。
ークを加工するための非真円ワークの加工方法に関する
ものである。
「従来の技術」 非真円形状を一定の周波数の周期波形曲線で近似し、
その近似曲線と所定の非真円形状との偏差を算出して補
正装置により、前記周期波形曲線に基づいて一定周期で
進退する刃具の位置補正を行うようにしたものがある
（特開昭61−182703）。
その近似曲線と所定の非真円形状との偏差を算出して補
正装置により、前記周期波形曲線に基づいて一定周期で
進退する刃具の位置補正を行うようにしたものがある
（特開昭61−182703）。
「発明が解決しようとする課題」 前記の場合、刃具の進退移動はワークの回転に対し
て、一定の回転比で回転するクランク軸に連結する揺動
部材の一定周期の揺動により行い、また前記位置補正
は、補正装置による揺動部材の揺動軸の位置制御により
行うものであって、両者の合成運動により刃具の進退を
制御して所定の形状を加工するものである。揺動部材の
周期及び振幅は、前記回転比及びクランク軸の偏心量に
より決定されるものであって、刃具の位置補正は専ら揺
動軸の位置制御により行われる。
て、一定の回転比で回転するクランク軸に連結する揺動
部材の一定周期の揺動により行い、また前記位置補正
は、補正装置による揺動部材の揺動軸の位置制御により
行うものであって、両者の合成運動により刃具の進退を
制御して所定の形状を加工するものである。揺動部材の
周期及び振幅は、前記回転比及びクランク軸の偏心量に
より決定されるものであって、刃具の位置補正は専ら揺
動軸の位置制御により行われる。
このため、非真円形状が複雑になったり、近似曲線と
所定の非真円形状との偏差を極力小さくして加工精度を
確保しようとすると、関連の機構部分を含んだ極め細か
な制御が必要となって補正信号が複雑となり該信号に対
する機構部分の追従遅れ等が発生して、高速化を図るこ
とができない等の問題点がある。
所定の非真円形状との偏差を極力小さくして加工精度を
確保しようとすると、関連の機構部分を含んだ極め細か
な制御が必要となって補正信号が複雑となり該信号に対
する機構部分の追従遅れ等が発生して、高速化を図るこ
とができない等の問題点がある。
本発明は、前記問題点を解決することを目的としてな
されたものであり、高速加工可能であってしかも所定形
状に対して誤差の少ない高精度の加工が可能な非真円ワ
ークの加工方法を提供することを課題とするものであ
る。
されたものであり、高速加工可能であってしかも所定形
状に対して誤差の少ない高精度の加工が可能な非真円ワ
ークの加工方法を提供することを課題とするものであ
る。
「課題を解決するための手段」 前記課題を解決するための具体的手段は、位相角θ
（θ＝ωｔ）における真円に対する偏差とθとの関数が
周波数ωの周期関数の波形曲線に一致若しくは近似する
非真円形状ワークの加工において、ワークを角速度ω０
で回転するとともに、その角速度ω０を基本波の周波数
とする高調波発振器から、前記周期関数の波形曲線の周
波数ωと等しい第ｎ（ｎ＝ω／ω０）高調波を発振し、
その高調波により所定の振幅で刃具の進退動作を制御
し、前記ワークの回転の角速度ω０若しくは刃具の制御
信号の周波数ωのいずれか一方を、高調波発振器から発
振される高調波を含む補正値により補正した制御信号に
基づいて、ワークの回転若しくは刃具の進退動作を制御
することを特徴とするものである。
（θ＝ωｔ）における真円に対する偏差とθとの関数が
周波数ωの周期関数の波形曲線に一致若しくは近似する
非真円形状ワークの加工において、ワークを角速度ω０
で回転するとともに、その角速度ω０を基本波の周波数
とする高調波発振器から、前記周期関数の波形曲線の周
波数ωと等しい第ｎ（ｎ＝ω／ω０）高調波を発振し、
その高調波により所定の振幅で刃具の進退動作を制御
し、前記ワークの回転の角速度ω０若しくは刃具の制御
信号の周波数ωのいずれか一方を、高調波発振器から発
振される高調波を含む補正値により補正した制御信号に
基づいて、ワークの回転若しくは刃具の進退動作を制御
することを特徴とするものである。
「作用」 前記具体的手段によれば、位相角θにおける真円との
偏差とθとの関数が、周波数ωの周期関数の波形曲線に
一致若しくは近似する非真円形状を加工する刃具の進退
を制御する制御信号として、ワークの回転の角速度ω０
を基本波の周波数とする高調波発振器により、発振され
る高調波を用い、前記周期関数の波形曲線と加工する非
真円形状と真円との偏差の間に位相の進み遅れが生じる
場合は、その進み遅れを算出してワークの回転角速度ω
０若しくは刃具の制御信号である高調波の周波数のいず
れか一方に対して、高調波を含む補正値により補正し
て、前記位相の進み遅れを解消して誤差の少ない非真円
加工を行うことができる。
偏差とθとの関数が、周波数ωの周期関数の波形曲線に
一致若しくは近似する非真円形状を加工する刃具の進退
を制御する制御信号として、ワークの回転の角速度ω０
を基本波の周波数とする高調波発振器により、発振され
る高調波を用い、前記周期関数の波形曲線と加工する非
真円形状と真円との偏差の間に位相の進み遅れが生じる
場合は、その進み遅れを算出してワークの回転角速度ω
０若しくは刃具の制御信号である高調波の周波数のいず
れか一方に対して、高調波を含む補正値により補正し
て、前記位相の進み遅れを解消して誤差の少ない非真円
加工を行うことができる。
「実施例」 本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の概要システム構成図を示したもの
である。
である。
非真円加工ワークＷは、ワーク保持装置10に保持さ
れ、ワーク回転用モータ11により該保持装置10が回転駆
動され刃具12の進退動作により所定の非真円形状に加工
される。
れ、ワーク回転用モータ11により該保持装置10が回転駆
動され刃具12の進退動作により所定の非真円形状に加工
される。
前記ワーク回転用モータ11は、回転速度制御装置13か
らの制御信号により基本角速度ω０で回転駆動される。
また刃具12は、所定の振幅指令が入力される進退動作制
御装置14からの制御信号により制御される。
らの制御信号により基本角速度ω０で回転駆動される。
また刃具12は、所定の振幅指令が入力される進退動作制
御装置14からの制御信号により制御される。
高調波発振器15は、前記基本角速度ω０を基本波の周
波数とし、入力される次数指令に対応する高調波を発振
する。所定の次数の高調波は前記刃具12の進退動作制御
装置14へ出力され、算出された補正値に対応する次数の
高調波は、補正信号回路16に入力され、所定の補正信号
を前記回転速度制御装置13若しくは進退動作制御装置14
のいずれか一方へ出力する。
波数とし、入力される次数指令に対応する高調波を発振
する。所定の次数の高調波は前記刃具12の進退動作制御
装置14へ出力され、算出された補正値に対応する次数の
高調波は、補正信号回路16に入力され、所定の補正信号
を前記回転速度制御装置13若しくは進退動作制御装置14
のいずれか一方へ出力する。
本発明方法は、前記システム構成により実施されるも
のであって、軸線に直交する断面が楕円形状をなす内燃
機関のピストンを加工する場合の、補正値の算出、各種
パラメータの値の決定等について以下に説明する。
のであって、軸線に直交する断面が楕円形状をなす内燃
機関のピストンを加工する場合の、補正値の算出、各種
パラメータの値の決定等について以下に説明する。
第２図（ａ），（ｂ）に示すようにピストンの断面形
状である楕円の長径と等しい直径で短径との差が2Rとな
る円と、正規の楕円との偏差Δは位相角θの周期関数で
表され、 と近似することができる。ここでピストンの回転角速度
をω０とすると、θ＝ω0tであるから（ｉ）式は、 となり、これを基準波形曲線とする。基準波形曲線は、
断面を楕円形状とするピストンを創成加工するための刃
具の進動動作を制御する制御信号の基準となるものであ
る。
状である楕円の長径と等しい直径で短径との差が2Rとな
る円と、正規の楕円との偏差Δは位相角θの周期関数で
表され、 と近似することができる。ここでピストンの回転角速度
をω０とすると、θ＝ω0tであるから（ｉ）式は、 となり、これを基準波形曲線とする。基準波形曲線は、
断面を楕円形状とするピストンを創成加工するための刃
具の進動動作を制御する制御信号の基準となるものであ
る。
この基準波形曲線と、正規の楕円曲線に対して求めら
れる実偏差ΔＲは、第３図に示すように位相のズレがあ
って、実偏差ΔＲに対して（ii）式の値を、位相の進み
遅れで表すと第４図に示される。この進み遅れを打ち消
すように（ii）式の角速度を補正すれば、該式（ii）は
前記楕円曲線に対する実偏差ΔＲと一致する。
れる実偏差ΔＲは、第３図に示すように位相のズレがあ
って、実偏差ΔＲに対して（ii）式の値を、位相の進み
遅れで表すと第４図に示される。この進み遅れを打ち消
すように（ii）式の角速度を補正すれば、該式（ii）は
前記楕円曲線に対する実偏差ΔＲと一致する。
そこで、角速度の補正値をAsin2ω0tとし（ii）式の
周波数２ω０に加えて、 とする。
周波数２ω０に加えて、 とする。
前記補正値の周波数は、第４図のグラフに示す位相の
進み遅れを打ち消すようにするため、即ち進み遅れの状
態が一サイクル毎に２度生ずることから（ii）式の周波
数２ω０と一致させる。そうすることにより、第３図に
於いて位相角θが０〜π/2では偏差Δは位相が遅れ、π
/2〜πでは位相が進み、角度θにおける刃具12の切り込
み量が変化して誤差が少なくなる。一般的には、第４図
に示すグラフを作図し、零点をクロスする数により決定
される。
進み遅れを打ち消すようにするため、即ち進み遅れの状
態が一サイクル毎に２度生ずることから（ii）式の周波
数２ω０と一致させる。そうすることにより、第３図に
於いて位相角θが０〜π/2では偏差Δは位相が遅れ、π
/2〜πでは位相が進み、角度θにおける刃具12の切り込
み量が変化して誤差が少なくなる。一般的には、第４図
に示すグラフを作図し、零点をクロスする数により決定
される。
前記（iii）式に対して、実際の数値を代入し補正値
のパラメータＡを求める。
のパラメータＡを求める。
パラメータＡの各値に対して、（iii）式により求め
られる偏差Δと前記実偏差ΔＲとの誤差を15の位相角
（θ＝ω0t）（deg）毎に求め、これらの各誤差の２乗
の平均が最小になる値を、パラメータＡの最適値として
求める。
られる偏差Δと前記実偏差ΔＲとの誤差を15の位相角
（θ＝ω0t）（deg）毎に求め、これらの各誤差の２乗
の平均が最小になる値を、パラメータＡの最適値として
求める。
前記のようにパラメータＡを算出決定し、高調波発振
器15から基本波の周波数ω０の２倍の周波数の高調波を
発振し、振幅指令により振幅を決定するとともに、補正
信号回路16により補正信号を加えて、刃具12の進退動作
制御信号として、（iv）式を用いて刃具12の進退動作を
制御する。この時ワークＷはワーク保持装置11により保
持され、ワーク回転用モータ11により角速度ω０で回転
駆動すると、前記許容誤差範囲内の非真円ワークを加工
することができる。
器15から基本波の周波数ω０の２倍の周波数の高調波を
発振し、振幅指令により振幅を決定するとともに、補正
信号回路16により補正信号を加えて、刃具12の進退動作
制御信号として、（iv）式を用いて刃具12の進退動作を
制御する。この時ワークＷはワーク保持装置11により保
持され、ワーク回転用モータ11により角速度ω０で回転
駆動すると、前記許容誤差範囲内の非真円ワークを加工
することができる。
本発明方法による補正対象は、基本波形曲線で近似さ
れる真円からの偏差Δと実際の非真円形状と真円との実
偏差ΔＲとの位相の進み遅れである。この位相の進み遅
れは、刃具の進動動作とワークの回転との相対的なもの
であるので、前記実施例と異なり、ワークの回転の角速
度に対して、高調波発振器から発振される高調波を含む
補正信号により、補正を行うことも可能である。
れる真円からの偏差Δと実際の非真円形状と真円との実
偏差ΔＲとの位相の進み遅れである。この位相の進み遅
れは、刃具の進動動作とワークの回転との相対的なもの
であるので、前記実施例と異なり、ワークの回転の角速
度に対して、高調波発振器から発振される高調波を含む
補正信号により、補正を行うことも可能である。
さらに、刃具の進退動作はクランク機構等の他に、圧
電素子やリニアモータ等を用いて行うこともできる。
電素子やリニアモータ等を用いて行うこともできる。
「発明の効果」 本発明方法は、前記具体的手段及び作用の説明で明ら
かにしたように、周期関数の波形曲線と加工する非真円
形状と真円との偏差の間に位相の進み遅れが生じる場合
は、その進み遅れを算出してワークの回転角速度ω０若
しくは刃具の制御信号である高調波の周波数のいずれか
一方に対して、高調波を含み補正値により補正して、前
記位相の進み遅れを解消するようにしたから、従来技術
のように刃具の進退動作に対する位置補正が、ワークの
回転により一義的に決定される揺動部材の揺動軸の位置
制御として行われるのではないので、関連機構部分を考
慮した複雑な補正信号を必要とすることもなく、最適な
パラメータ値を求めることにより、補正された連続制御
信号を得ることができるとともに、制御対象をワークの
回転と刃具の進退動作とに分離したから、機構的に簡単
となり、精度の確保が容易となり加工の高速化を図るこ
とができる等の効果がある。
かにしたように、周期関数の波形曲線と加工する非真円
形状と真円との偏差の間に位相の進み遅れが生じる場合
は、その進み遅れを算出してワークの回転角速度ω０若
しくは刃具の制御信号である高調波の周波数のいずれか
一方に対して、高調波を含み補正値により補正して、前
記位相の進み遅れを解消するようにしたから、従来技術
のように刃具の進退動作に対する位置補正が、ワークの
回転により一義的に決定される揺動部材の揺動軸の位置
制御として行われるのではないので、関連機構部分を考
慮した複雑な補正信号を必要とすることもなく、最適な
パラメータ値を求めることにより、補正された連続制御
信号を得ることができるとともに、制御対象をワークの
回転と刃具の進退動作とに分離したから、機構的に簡単
となり、精度の確保が容易となり加工の高速化を図るこ
とができる等の効果がある。
添付図面は本発明方法の実施例を示したもので、第１図
は概要システム構成図、第２図（ａ）は真円と非真円形
状である楕円との偏差を説明した説明図、同図（ｂ）は
位相角θと偏差との関係を示したグラフ、第３図は実偏
差ΔＲと偏差Δの位相のズレを示したグラフ、第４図は
位相のズレを進み遅れで示したグラフである。 10……ワーク保持装置、11……ワーク回転用モータ、12
……刃具、13……回転速度制御装置、14……進退動作制
御装置、15……高調波発振器、16……補正信号回路、Ｗ
……ワーク。
は概要システム構成図、第２図（ａ）は真円と非真円形
状である楕円との偏差を説明した説明図、同図（ｂ）は
位相角θと偏差との関係を示したグラフ、第３図は実偏
差ΔＲと偏差Δの位相のズレを示したグラフ、第４図は
位相のズレを進み遅れで示したグラフである。 10……ワーク保持装置、11……ワーク回転用モータ、12
……刃具、13……回転速度制御装置、14……進退動作制
御装置、15……高調波発振器、16……補正信号回路、Ｗ
……ワーク。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−182703（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】位相角θ（θ＝ωｔ）における真円に対す
る偏差とθとの関数が周波数ωの周期関数の波形曲線に
一致若しくは近似する非真円形状ワークの加工において ワークを角速度ω０で回転するとともに、その角速度ω
０を基本波の周波数とする高調波発振器から、前記周期
関数の波形曲線の周波数ωと等しい第ｎ（ｎ＝ω／
ω０）高調波を発振し、その高調波により所定の振幅で
刃具の進退動作を制御し、前記ワークの回転の角速度ω
０若しくは刃具の制御信号の周波数ωのいずれか一方
を、高調波発振器から発振される高調波を含む補正値に
より補正した制御信号に基づいて、ワークの回転若しく
は刃具の進退動作を制御することを特徴とする非真円ワ
ークの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18489688A JP2661974B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 非真円ワークの加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18489688A JP2661974B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 非真円ワークの加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236045A JPH0236045A (ja) | 1990-02-06 |
| JP2661974B2 true JP2661974B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=16161219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18489688A Expired - Lifetime JP2661974B2 (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 非真円ワークの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661974B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442218A1 (de) * | 1994-11-26 | 1996-05-30 | Mahle Gmbh | Feinbohrmaschine zur Erzeugung unrunder Bohrungen |
| JP6008294B2 (ja) * | 2013-02-08 | 2016-10-19 | 学校法人金沢工業大学 | 旋削による非円形加工方法 |
| CN107077121B (zh) * | 2014-10-17 | 2019-11-08 | 三菱电机株式会社 | 振动切削加工诊断装置 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP18489688A patent/JP2661974B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0236045A (ja) | 1990-02-06 |
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