JP2750959B2 - NC non-circular processing machine - Google Patents

NC non-circular processing machine

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JP2750959B2
JP2750959B2 JP3122675A JP12267591A JP2750959B2 JP 2750959 B2 JP2750959 B2 JP 2750959B2 JP 3122675 A JP3122675 A JP 3122675A JP 12267591 A JP12267591 A JP 12267591A JP 2750959 B2 JP2750959 B2 JP 2750959B2
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acceleration
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は旋削・研削等で非円形形
状を加工するためのNC非円形加工機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an NC non-circular processing machine for processing a non-circular shape by turning or grinding.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、楕円ピストン,カムシャフト等の
断面形状が非円形形状の工作物を高速,高能率で加工す
るために、一般にカム倣い方式やNC方式による非円形
加工機例えばピストン加工旋盤,カム研削盤等が用いら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to process a workpiece having a non-circular cross-section such as an elliptical piston or a camshaft at high speed and with high efficiency, a non-circular processing machine generally using a cam copying method or an NC method, for example, a piston processing lathe. , Cam grinders and the like are used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように非円形加工
機では工具を工作物と一体のカムの回転に倣わせるか、
NCで同期させ、非円形形状に追従するように揺動させ
て加工を行っている。このため工作物の回転を高速にす
ると可動部の慣性力が増大して反転する際の反力が大き
くなり機械が振動を起こして加工形状誤差が大きくな
る。そこで誤差を小さくするに反力を小さくするため
可動部重量の軽量化を計る。反転する際の加速度を小
さくするため工作物回転速度を不等速となるように制御
する。製品を加工する前に試切削を行い、工作物の形
状誤差を測定し、マスタカムの修正やプロフィールデー
タを修正する。などの対策が講じられているが、未だ目
的とする十分な高速性と高精度が経済的に達成されない
という問題があってユーザの要求が満足されていない。
As described above, in a non-circular processing machine, a tool is made to follow the rotation of a cam integrated with a workpiece,
Processing is performed by synchronizing with NC and swinging so as to follow a non-circular shape. For this reason, when the rotation speed of the workpiece is increased, the inertia force of the movable portion increases, the reaction force at the time of reversal increases, and the machine vibrates to increase the machining shape error. Therefore, the weight of the movable part is reduced to reduce the reaction force in order to reduce the error. In order to reduce the acceleration at the time of reversing, control is performed so that the rotational speed of the workpiece becomes unequal. Before machining the product, trial cutting is performed, the shape error of the workpiece is measured, and the master cam and profile data are corrected. However, there has been a problem that the desired high speed and high accuracy cannot be achieved economically, and the demands of users have not been satisfied.

【0004】発明者らは種々の研究で誤差発生原因を追
求した結果、非円形形状を加工する場合、図6に示すよ
うに、実際の工具の軌跡xa(θ)は指令形状xc
(θ)に機械のたわみ・振動による誤差δ(θ)が加算
され、xa(θ)=xc(θ)+δ(θ)となる。ここ
で、誤差δ(θ)を補正値として目標形状xo(θ)か
ら減算した形状、すなわち xc(θ)=xo(θ)−δ(θ) を指令すれば実際の工具軌跡xa(θ)は xa(θ)=xc(θ)+δ(θ) =(xo(θ)−δ(θ))+δ(θ) = xo(θ) となり、目標形状通りの加工が可能となる。このことは
つまり誤差δ(θ)を正確に検出し補正することにより
高精度な非円形形状加工が可能であることを示してい
る。
[0006] As a result of pursuing the cause of error generation in various studies, when machining a non-circular shape, as shown in FIG. 6, the actual tool trajectory xa (θ) is changed to the command shape xc as shown in FIG.
An error δ (θ) due to bending and vibration of the machine is added to (θ), and xa (θ) = xc (θ) + δ (θ). Here, if a shape obtained by subtracting the error δ (θ) from the target shape xo (θ) as a correction value, that is, xc (θ) = xo (θ) -δ (θ) is specified, the actual tool path xa (θ) Is xa (θ) = xc (θ) + δ (θ) = (xo (θ) −δ (θ)) + δ (θ) = xo (θ), and machining according to the target shape is possible. This indicates that highly accurate non-circular processing can be performed by accurately detecting and correcting the error δ (θ).

【0005】非円形形状加工中の工具の軌跡xa(θ)
は誤差δ(θ)を含んでいるため、 xa(θ)=xo(θ)+δ(θ) ………… となる。この時工具の移動加速度αa(θ)は式より θ=ωt ω:ワークの回転角速度(rad/s
ec) t:時間(sec) とし、時間tで2回微分すると αa(θ)=ω2 {(d2 xo(θ)/dθ2 )+(d2 δ(θ)/dθ2 )} ………… となる。ここで ω2 ・{d2 xo(θ)/dθ2 } は工具が誤差=0で移動した場合の理論加速度である。
The trajectory xa (θ) of the tool during machining of a non-circular shape
Includes an error δ (θ), so that xa (θ) = xo (θ) + δ (θ)... At this time, the moving acceleration αa (θ) of the tool is given by the following equation: θ = ωt ω: rotational angular velocity of the work (rad / s)
ec) t: time (sec), and when differentiated twice at time t, αa (θ) = ω 2 {(d 2 xo (θ) / dθ 2 ) + (d 2 δ (θ) / dθ 2 )} ............ Here, ω 2 · {d 2 xo (θ) / dθ 2 } is a theoretical acceleration when the tool moves with an error = 0.

【0006】 αo(θ)=ω2 ・{d2 xo(θ)/dθ2} とすると、式は αa(θ)=αo(θ)+ω2 ・(d2 δ(θ)/dθ2 ) d2 δ(θ)/dθ2 =ω-2{αa(θ)−αo(θ)}………… となる。よって誤差δ(θ)は、式を時間tで2回積
分して δ(θ)=ω-2 ∬{αa(θ)−αo(θ)}dt ………… となる。αo(θ)を目標形状より算出し、工具移動中
の実加速度αa(θ)を加速度センサにて検出すれば誤
差δ(θ)が算出できる。この値を補正値とすることに
より高精度な非円形形状加工が可能となることに想到し
た。
If αo (θ) = ω 2 · {d 2 xo (θ) / dθ 2 }, the equation is αa (θ) = αo (θ) + ω 2 · (d 2 δ (θ) / dθ 2 ) d 2 δ (θ) / dθ 2 = ω −2 {αa (θ) −αo (θ)}... Therefore, the error δ (θ) is obtained by integrating the expression twice at time t, and δ (θ) = ω −2 ∬ {αa (θ) -αo (θ)} dt... The error δ (θ) can be calculated by calculating αo (θ) from the target shape and detecting the actual acceleration αa (θ) during the movement of the tool by the acceleration sensor. By using this value as a correction value, it has been conceived that highly accurate non-circular shape processing can be performed.

【0007】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは経
済的で十分満足できる高速性と高精度の非円形加工が可
能なNC非円形加工機を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide an NC non-circular shape which is economically and sufficiently satisfactory in high-speed and high-precision non-circular processing. It is intended to provide a processing machine.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、主軸に取付けられた工作物を回転させ、
工具を主軸回転に同期して切込方向に往復移動させるこ
とにより非円形形状に加工するNC加工機において、
記主軸の角度検出器と、前記工具の切込方向の加速度を
慣性力で検出する加速度センサと、該加速度センサで検
出した主軸角度の分割数に対応した実加速度データにも
とづく切込誤差成分を算出する演算手段と、算出された
誤差成分を形状補正値として目標形状データから指令値
データを算出する演算手段とを含んでなり指令値データ
により工具を駆動するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises rotating a workpiece mounted on a main shaft ,
In NC processing machine for processing a non-circular shape by reciprocating the cutting direction in synchronism with the tool to the spindle rotation, before
The angle detector of the spindle and the acceleration in the cutting direction of the tool
An acceleration sensor for detecting an inertial force, a calculating means for calculating a cutting error component based on actual acceleration data corresponding to the number of divisions of the spindle angle detected by the acceleration sensor, and a target for calculating the calculated error component as a shape correction value And calculating means for calculating command value data from the shape data, and drives the tool with the command value data.

【0009】[0009]

【作用】副横送り台上の刃物台20に設けた加速度セン
サ22により主軸角度分割数N個の実加速度データを求
め、このデータαai,主軸回転数n,主軸角度分割数
Nとより形状補正値データXhiを求めて、この値にも
とづき求められた指令値データXciによって工具を駆
動して非円形形状を加工する。
The acceleration sensor 22 provided on the tool post 20 on the sub-horizontal feed stage obtains N pieces of actual acceleration data of the main shaft angle division number, and the shape correction is carried out based on the data αai, the main shaft rotation speed n, and the main shaft angle division number N. The value data Xhi is determined, and the tool is driven by the command value data Xci determined based on the value to process the non-circular shape.

【0010】[0010]

【実施例】以下実施例を旋盤の場合におけるブロック図
の図1にもとづいて説明する。公知の旋盤において図示
しないベッド上に主軸台1が固設され、先端にチャック
2を嵌着した主軸3が軸受によって回転可能に軸承され
ていて、後端のプーリが主軸駆動モータ4の出力軸のプ
ーリとベルトによって回転連結されている。またベッド
上には主軸3と対向して移動位置決め可能な心押台5が
載置されており、心押軸6のセンタで工作物Wが支持さ
れる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a lathe according to an embodiment. In a known lathe, a headstock 1 is fixedly mounted on a bed (not shown), and a spindle 3 having a chuck 2 fitted at the tip is rotatably supported by a bearing. A pulley at a rear end is an output shaft of a spindle drive motor 4. Are rotationally connected by a pulley and a belt. On the bed, a tailstock 5 that can move and position in opposition to the main shaft 3 is placed, and a workpiece W is supported at the center of the tailstock 6.

【0011】さらにベッド上の主軸と平行な水平案内面
8上には往復台9が移動可能に載置され、ナットがベッ
ドに軸承された送りねじ10に螺合していてサーボモー
タ11の回転で移動位置決め制御されるようになってい
る。往復台9上にはX軸方向の案内面上に主横送り台1
2が載置されナットが往復台9に軸承された送りねじ1
3と螺合していてサーボモータ14の回転で移動位置制
御されるようになっている。
Further, a carriage 9 is movably mounted on a horizontal guide surface 8 parallel to the main shaft on the bed, and a nut is screwed into a feed screw 10 supported on the bed to rotate the servo motor 11. Is used to control the movement and positioning. On the carriage 9, the main traverse 1 on the guide surface in the X-axis direction
2 is mounted and the nut 1 is mounted on the carriage 9 and the feed screw 1
3, and the movement position is controlled by the rotation of the servomotor 14.

【0012】さらに主横送り台12上にはX軸方向の案
内面上に副横送り台16が載置されナットが主横送り台
12上に軸承された送りねじ17と螺合していて位置検
出器23付のサーボモータ18の回転で移動位置決め制
御されるようになっている(以後この制御の駆動軸をカ
ム軸と称する)。この副横送り台16上にはタレット1
9を有するタレット刃物台20が設けられている。主軸
台1または主軸3に信号発生装置例えば光学式,磁気式
の角度検出器若しくはパルスジェネレータ21が設けら
れている。さらにタレット刃物台20には加速度を慣性
力によって検出する加速度センサ22が取付けられてい
る。
Further, on the main traverse 12, a sub traverse 16 is mounted on a guide surface in the X-axis direction, and a nut is screwed with a feed screw 17 mounted on the main traverse 12. Movement and positioning control is performed by rotation of the servo motor 18 provided with the position detector 23 (hereinafter, a drive shaft for this control is referred to as a cam shaft). The turret 1
A turret tool rest 20 having a turret 9 is provided. A signal generator such as an optical or magnetic angle detector or pulse generator 21 is provided on the headstock 1 or the spindle 3. In addition, the turret tool post 20 has inertia
An acceleration sensor 22 for detecting by force is attached.

【0013】NC装置30は少なくとも以下の構成を有
している。不揮発性のバブルメモリ31はパソコン等の
形状データ作成装置で作成されたデータを記憶するフロ
ッピディスク41からフロッピドライブ42で読みださ
れたデータ或いはテープ43からテープリーダ44で読
み出された各種のデータを記憶する。
The NC device 30 has at least the following configuration. The non-volatile bubble memory 31 stores data created by a shape data creating device such as a personal computer, data read from a floppy disk 41 by a floppy drive 42, or various data read from a tape 43 by a tape reader 44. Is stored.

【0014】メインプロセッサ32は機械全般を制御す
るCPU321及び各種データ用のRAM322が設け
られている。このRAM322には以下のものが含まれ
ている。図2において、工作物を加工する際の主軸回転
数nを記憶する主軸回転数データ領域322a、主軸角
度分割数Nを記憶する主軸角度分割数データ領域322
b、工作物の断面形状を極座標系で表した目標形状デー
タXoiを記憶する目標形状データ領域322c、目標
形状データ,加工の際の主軸回転数,主軸角度分割数に
より計算される理論速度データVoiを記憶する理論速
度データ領域322d、
The main processor 32 is provided with a CPU 321 for controlling the entire machine and a RAM 322 for various data. The RAM 322 includes the following. In FIG. 2, a spindle speed data area 322a for storing a spindle speed n when machining a workpiece, and a spindle angle division number data area 322 for storing a spindle angle division number N.
b, a target shape data area 322c for storing target shape data Xoi representing the cross-sectional shape of the workpiece in a polar coordinate system, the target shape data, the spindle rotation speed during machining, and the theoretical speed data Voi calculated based on the spindle angle division number. Theoretical speed data area 322d for storing

【0015】理論速度データ,主軸回転数,主軸角度分
割数により計算される理論加速度データα0 iを記憶す
る理論加速度データ領域322e、加速度センサ22に
より検出した実加速度データαaiを記憶する実加速度
データ領域322f、実加速度データ,主軸回転数,主
軸角度分割数より計算される実速度データVaiを記憶
する実速度データ領域322g、
A theoretical acceleration data area 322e for storing theoretical acceleration data α 0 i calculated based on theoretical speed data, spindle rotation speed, and spindle axis division number, and actual acceleration data for storing actual acceleration data αai detected by the acceleration sensor 22. An area 322f, an actual speed data area 322g for storing actual speed data Vai calculated from the actual acceleration data, the spindle speed, and the spindle angle division number;

【0016】カム軸の揺動による機械の振動等の誤差を
補正するための形状補正値データXhiを記憶する形状
補正値データ領域322h、目標形状データ,形状補正
値データより計算されカム軸制御に用いる指令値データ
Xciを記憶する指令値データ領域322j、形状補正
値データXhiを計算する過程で一時的にデータを記憶
する一時データ領域322k、が設けられている。
A shape correction value data area 322h for storing shape correction value data Xhi for correcting an error such as machine vibration caused by swinging of the cam shaft, a target shape data, and a shape correction value data. A command value data area 322j for storing command value data Xci to be used and a temporary data area 322k for temporarily storing data in the process of calculating the shape correction value data Xhi are provided.

【0017】カム軸を高速,高精度に制御するためのカ
ム軸制御プロセッサ33には以下のものが含まれてい
る。図2において、主軸に取付けたパルスジェネレータ
21の信号により指令値データ,制御おくれの補正値デ
ータを出力するタイミング及びカム軸位置検出器23か
らの位置信号、加速度センサ22から実加速度データを
取り込むタイミングを制御するアクセスコントローラ3
31、
The cam shaft control processor 33 for controlling the cam shaft with high speed and high accuracy includes the following. In FIG. 2, the timing of outputting command value data, the correction value data of control delay, the position signal from the camshaft position detector 23, and the timing of taking actual acceleration data from the acceleration sensor 22 by the signal of the pulse generator 21 attached to the main shaft. Access controller 3 that controls
31,

【0018】メインプロセッサ32より転送される指令
値データXciを記憶する指令値データ用RAM33
2、カム軸を指令値通り駆動するためカム軸サーボ系の
制御おくれの補正をするための制御おくれの補正値デー
タ用RAM333、制御おくれの補正値データを従来の
制御の制御方式である繰り返し制御等で求めるため偏差
値データを一時記憶する偏差値データ用RAM334、
なお、偏差値データ用RAMは制御おくれ補正値データ
を演算等により求める場合は必ずしも必要でない。
Command value data RAM 33 for storing command value data Xci transferred from main processor 32
2. RAM 333 for control delay correction value data for correcting the control delay of the cam shaft servo system for driving the cam shaft according to the command value, repetitive control which is the control method of the conventional control for the control delay correction value data A deviation value data RAM 334 for temporarily storing the deviation value data to obtain
Note that the RAM for deviation value data is not always necessary when calculating control delay data by calculation or the like.

【0019】工具近傍に設けた加速度センサ22から検
出する実加速度データαaiを一時的に記憶する実加速
度データ用RAM335、そしてカム軸位置検出器23
の検出値と指令値データ用RAMの記憶値とを加減算す
る加減算器34、加減算器34の出力と制御おくれ補正
値データ用RAM333のデータとを加算する加算器3
5、偏差値データより制御おくれ補正値データを求める
演算器39が設けられている。36,37はモータの駆
動装置、38はインタフエース、39はA/D変換器で
ある。
A RAM 335 for actual acceleration data for temporarily storing actual acceleration data αai detected from the acceleration sensor 22 provided near the tool, and a cam shaft position detector 23
Adder / subtractor 34 for adding / subtracting the detected value of the above and the storage value of the command value data RAM, and an adder 3 for adding the output of the adder / subtractor 34 to the data of the control delay data 333.
5. An arithmetic unit 39 for obtaining control delay correction value data from the deviation value data is provided. 36 and 37 are motor driving devices, 38 is an interface, and 39 is an A / D converter.

【0020】このような構成されたものにおいて形状補
正データ,指令値データの作成手順をフローを示す図
3,図4にもとづき説明する。先ず図3にもとづき指令
値データを求める。ステップS1において、主軸角度分
割数Nがバブルメモリ31からRAM322中の主軸角
度分割数データ領域322bに読み込まれる。
The procedure for creating the shape correction data and the command value data in the above configuration will be described with reference to FIGS. First, command value data is obtained based on FIG. In step S <b> 1, the main shaft angle division number N is read from the bubble memory 31 into the main shaft angle division number data area 322 b in the RAM 322.

【0021】ステップS2において、フロッピディスク
41或いはテープ43より読み込みバブルメモリ31に
記憶された目標形状データXoiをメインプロセッサ3
2のRAM322中の目標形状データ領域322cにク
ロックタイミングで読み込まれる。 Δθ=2π/NとするときXoi=Xo(Δθxi)但
しi=1 2 3 ……N である。 ステップS3において同様に主軸回転数nがバブルメモ
リ31からRAM322中の主軸回転数データ領域32
2aに同様に読み込まれる。
In step S 2, the target shape data Xoi read from the floppy disk 41 or the tape 43 and stored in the bubble memory 31 is stored in the main processor 3.
2 is read into the target shape data area 322c in the RAM 322 at the clock timing. When Δθ = 2π / N, Xoi = Xo (Δθxi), where i = 1 , 2 , 3, ... N. Similarly, in step S3, the spindle speed n is changed from the bubble memory 31 to the spindle speed data area 32 in the RAM 322.
2a is similarly read.

【0022】ステップS4において目標形状データXo
iを指令値Xciとしてカム軸制御プロセッサ33内の
指令値データ用RAM332に記憶させる。ここでiは
i=1 2 3 ……N で主軸角度分割数であって以下す
べて同じである。即ちN数記憶される。
In step S4, target shape data Xo
i is stored as a command value Xci in the command value data RAM 332 in the cam shaft control processor 33. Here, i is i = 1 , 2 , 3, ..., N and the number of main shaft angle divisions, and the same applies hereinafter. That is, N numbers are stored.

【0023】ステップS5においてカム軸位置検出器2
3の現在値とRAM332に記憶された指令値データX
ciとを加減算器34,35を通して駆動装置37に出
力しサーボモータ18を回転して送りねじ17のカム軸
を駆動する。この時繰り返し制御等により制御おくれ補
正値を求め制御おくれがないように制御し駆動する。こ
の制御おくれのない状態で加速度センサ22よりパルス
ジェネレータ21の信号にもとづきアクセスコントロー
ラ311により規制されたタイミングで主軸3が主軸回
転数nで回転されカム軸がこれに追従して駆動されると
きの刃物台20の実加速度αaiを加速度データ用RA
M335に読み込む。
In step S5, the cam shaft position detector 2
3 and the command value data X stored in the RAM 332
Ci is output to the driving device 37 through the adders / subtractors 34 and 35, and the servo motor 18 is rotated to drive the cam shaft of the feed screw 17. At this time, a control delay correction value is obtained by repetitive control or the like, and control and drive are performed so that control delay does not occur. When the main shaft 3 is rotated at the main shaft rotation speed n at a timing regulated by the access controller 311 based on the signal of the pulse generator 21 from the acceleration sensor 22 in a state where the control is not delayed, and the cam shaft is driven to follow the rotation. The actual acceleration αai of the tool rest 20 is calculated as RA for acceleration data.
Read in M335.

【0024】ステップS6においてカム軸制御プロセッ
サ内加速度データ用RAM335より実加速度αaiを
クロックタイミングでメインプロセッサ内RAM322
の実加速度データ領域322fへ読み込む。ステップS
7において形状補正値データXhiの演算が行われる。
この演算は図4,図5のフローチャートに示したもので
あって、形状補正値データを演算する。
In step S6, the actual acceleration αai is stored in the RAM 322 in the main processor at the clock timing from the RAM 335 for acceleration data in the cam shaft control processor.
To the actual acceleration data area 322f. Step S
At 7, the calculation of the shape correction value data Xhi is performed.
This calculation is shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5, and calculates shape correction value data.

【0025】ステップS71において、目標形状データ
領域322c,主軸回転数データ領域322a,主軸角
度分割数データ領域322bに読み込まれたXo1 ,X
N ,n,NにもとづきCPU321でi=1のとき
(Xo1 −XoN )×n×N/60の演算を行わせて理
論速度データVo1 及び(i=2 3 ,……N につい
て){Xoi−(Xoi−1 )×n×N}/60の演算
を行わせて理論速度データVoiを求め理論速度データ
領域322dに同様に記憶する。
In step S71, Xo 1 and Xo read into the target shape data area 322c, the spindle speed data area 322a, and the spindle angle division number data area 322b.
Based on o N , n, N, the CPU 321 performs an operation of (Xo 1 −Xo N ) × n × N / 60 when i = 1 to obtain theoretical speed data Vo 1 and (i = 2 , 3 ,... N Regarding), the calculation of {Xoi− (Xoi− 1 ) × n × N} / 60 is performed to obtain the theoretical speed data Voi, which is similarly stored in the theoretical speed data area 322d.

【0026】ステップS72において、ステップS71
において求められ理論速度データ領域322dに記憶さ
れたデータVo1 ,……VoN 及び領域322a及び3
22bに記憶された主軸回転数n,主軸角度分割数Nに
もとづきi=1 のとき(Vo1 −VoN )×n×N/6
0を演算させて理論加速度データαo1 及び(i=2
3 ,……N について){Voi−(Xoi−1 )×n×
N}/60を演算させ理論加速度データαoiを同様に
記憶する。
In step S72, step S71
Data Vo 1 stored in the theoretical velocity data area 322d obtained in, ...... Vo N and regions 322a and 3
Based on the spindle speed n and spindle angle division number N stored in 22b, when i = 1 (Vo 1 −Vo N ) × n × N / 6
0 to calculate the theoretical acceleration data αo 1 and (i = 2 ,
3 ,... N ) {Voi− (Xoi− 1 ) × nx
N} / 60 is calculated and the theoretical acceleration data αoi is similarly stored.

【0027】ステップS73において、RAM322の
理論加速度データ領域322e,主軸回転数データ領域
322a,主軸角度分割数データ領域322b,実加速
度データ領域322fに記憶されている理論加速度デー
タのαoiと主軸回転数n,主軸角度分割数N,実加速
度αaiにもとづきi=1 のとき(αa1 −αaN )×
60/(n×N)をCPU321で演算させV´a1
求める。及び(i=2 3 ,……N について)(イ)式
{(αai−αoi)×60/(n×N)}+V´ai
1 を演算させてさらに(i=1 2 ,……N につい
て)(ロ)式 数1の演算がCPU321で行われ実速
度Vaiが求められてRAM322内の実速度データ領
域322gに同様に記憶される。
In step S73, the theoretical acceleration data αoi and the spindle speed n stored in the theoretical acceleration data area 322e, the spindle speed data area 322a, the spindle angle division number data area 322b, and the actual acceleration data area 322f of the RAM 322. , The main shaft angle division number N, and based on the actual acceleration αai, when i = 1 (αa 1 −αa N ) ×
60 / (n × N) is calculated by the CPU 321 to obtain V′a 1 . And (for i = 2 , 3 ,... N ) (a) Equation {(αai−αoi) × 60 / (n × N)} + V′ai
−1 , and further (for i = 1 , 2 ,..., N ) (b) The operation of Expression 1 is performed by the CPU 321 to determine the actual speed Vai, and the actual speed Vai is similarly calculated in the actual speed data area 322 g in the RAM 322. It is memorized.

【数1】 (Equation 1)

【0028】ステップS74において主軸回転数n,主
軸角度分割数N,及び実速度領域に記憶した実速度Va
iにもとづきi=1 のときVa1×60/(n×N)を
CPU321で演算させX´hiを求める。及び(i=
2 3 ,……N )について(ハ)式 Vai×60/
(n×N)+X´hi−1 の演算をさせてX´hiをC
PU321において求める。なお、更に(i=1 2
……N について)(ニ)式 数2の演算がCPU321
で行われ形状補正値データXhiを求めRAM322の
形状補正値データ領域322hに記憶させる。そして形
状補正値データの演算は終わる。
In step S74, the spindle speed n, the spindle angle division number N, and the actual speed Va stored in the actual speed area.
Based on i, when i = 1 , Va 1 × 60 / (n × N) is calculated by the CPU 321 to obtain X′hi. And (i =
2 , 3 ,..., N ) (c) Equation Vai × 60 /
(N × N) + X′hi− 1 is calculated and X′hi is calculated as C
Determined in PU321. Note that (i = 1 , 2 ,
... ( N ) (d) Expression 2 is calculated by the CPU 321.
The shape correction value data Xhi is obtained and stored in the shape correction value data area 322h of the RAM 322. Then, the calculation of the shape correction value data ends.

【数2】 (Equation 2)

【0029】(注) (イ)(ロ)式はVaiを求めるための式である。 (イ)式を一般式で書くと Va(t)=∫{αa(t)−αo(t)}dt となるがこの式だけは、積分定数が定まらずVa(t)
が求まらない。 (ロ)式は「主軸1回転での移動距離=0という条件を
もとにVa(t)を求めようとするものである。
(Note) Equations (a) and (b) are for obtaining Vai. When the equation (a) is written as a general equation, Va (t) = {αa (t) −αo (t)} dt, but this equation alone does not determine the integration constant and Va (t)
Is not found. Equation (2) seeks to obtain Va (t) based on the condition that the moving distance in one revolution of the spindle = 0.

【数3】 この式を満足するため(イ)式で仮にVaiを求めてお
き、(ロ)式で数4となるように計算している。
(Equation 3) In order to satisfy this equation, Vai is tentatively calculated by equation (a), and is calculated by equation (2) so that equation 4 is obtained.

【数4】 さらに(ハ)(ニ)においても同じ考えである。(Equation 4) The same applies to (c) and (d).

【0030】このように形状補正値データXhiが算出
されるとステップS5に移行し、メインプロセッサ32
のRAM322内の形状補正値データ領域322hに記
憶された形状補正値データXhiをもとにCPU321
において目標形状データXoi−Xhiの演算を行わせ
指令値データXciを求めRAM322の指令値データ
領域322jに記憶させる。
When the shape correction value data Xhi is calculated as described above, the flow shifts to step S5, where the main processor 32
CPU 321 based on shape correction value data Xhi stored in shape correction value data area 322h in RAM 322 of FIG.
In step (3), the target shape data Xoi-Xhi is calculated to obtain command value data Xci, which is stored in the command value data area 322j of the RAM 322.

【0031】以上のようにして形状補正値を加味した指
令値データが求められると、NCはZ軸サーボモータ1
1,X軸サーボモータ14,カム軸のサーボモータ18
に切削指令を出力し、主軸3とともに工作物Wを回転し
て工具19をねじ軸制御でカムを切削するものである。
When the command value data taking into account the shape correction value is obtained as described above, NC sets the Z-axis servo motor 1
1, X-axis servomotor 14, camshaft servomotor 18
, And the workpiece W is rotated together with the main shaft 3 to cut the cam by the screw shaft control of the tool 19.

【0032】[0032]

【発明の効果】上述のように構成したので本発明は以下
の効果を奏する。刃物台に加速度センサを取付け、この
データにもとづき切込誤差を算出し、誤差の補正値を加
味した指令値データでNC制御するようになしたので、
カム軸に取付けたカム軸制御位置検出器では検出されな
い振動等に起因する誤差を加速度センサで検出ができ誤
差分を補正することが可能となって高速で高精度な非円
形形状の加工が可能となった。
As described above, the present invention has the following effects. An acceleration sensor was attached to the tool post, the cutting error was calculated based on this data, and the NC control was performed using the command value data that takes into account the error correction value.
Acceleration sensors can detect errors caused by vibrations that are not detected by the camshaft control position detector attached to the camshaft, and can correct the errors, enabling high-speed, high-precision machining of non-circular shapes. It became.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のNC非円形加工機で制御ブロック図の
説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a control block diagram in an NC non-circular processing machine of the present invention.

【図2】制御装置のブロック線図である。FIG. 2 is a block diagram of a control device.

【図3】形状補正値データの演算フロー図である。FIG. 3 is a flowchart for calculating shape correction value data;

【図4】指令値データを求めるフロー図である。FIG. 4 is a flowchart for obtaining command value data.

【図5】図4に続くフロー図である。FIG. 5 is a flowchart following FIG. 4;

【図6】非円形加工時の工具の軌跡,指令形状誤差を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a tool trajectory and a command shape error during non-circular machining.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 チャック 3 主軸 9 往復台 12 主横送り台 14,18 サーボモータ 16 副横送り台 17 送りねじ 21 パルスジェネレータ 22 加速度センサ 23 位置検出器 30 制御装置 31 バブルメモリ 32 メインプロセッサ 33 カム軸制御プロセッサ 321 CPU 322 RAM 331 アクセスコントローラ 332 指令値データ用RAM 333 制御おくれ補正値データ用RAM 334 偏差値データ用RAM 335 加速度データ用RAM Reference Signs List 2 chuck 3 main shaft 9 carriage 12 main traverse 14, 18 servo motor 16 sub traverse 17 feed screw 21 pulse generator 22 acceleration sensor 23 position detector 30 controller 31 bubble memory 32 main processor 33 cam shaft control processor 321 CPU 322 RAM 331 Access controller 332 RAM for command value data 333 RAM for control delay correction value data 334 RAM for deviation value data 335 RAM for acceleration data

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/404 B23Q 15/013──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G05B 19/404 B23Q 15/013

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主軸に取付けられた工作物を回転させ、
工具を主軸回転に同期して切込方向に往復移動させるこ
とにより非円形形状に加工するNC加工機において、
記主軸の角度検出器と、前記工具の切込方向の加速度を
慣性力で検出する加速度センサと、該加速度センサで検
出した主軸角度の分割数に対応した実加速度データにも
とづく切込誤差成分を算出する演算手段と、算出された
誤差成分を形状補正値として目標形状データから指令値
データを算出する演算手段とを含んでなり指令値データ
により工具を駆動することを特徴とするNC非円形加工
機。
1. A workpiece mounted on a spindle is rotated,
In NC processing machine for processing a non-circular shape by reciprocating the cutting direction in synchronism with the tool to the spindle rotation, before
The angle detector of the spindle and the acceleration in the cutting direction of the tool
An acceleration sensor for detecting an inertial force, a calculating means for calculating a cutting error component based on actual acceleration data corresponding to the number of divisions of the spindle angle detected by the acceleration sensor, and a target for calculating the calculated error component as a shape correction value An NC means for calculating command value data from the shape data, wherein the tool is driven by the command value data.
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