JP2839685B2 - 研削データの自動決定方法 - Google Patents
研削データの自動決定方法Info
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- JP2839685B2 JP2839685B2 JP26341090A JP26341090A JP2839685B2 JP 2839685 B2 JP2839685 B2 JP 2839685B2 JP 26341090 A JP26341090 A JP 26341090A JP 26341090 A JP26341090 A JP 26341090A JP 2839685 B2 JP2839685 B2 JP 2839685B2
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Description
本発明は、数値制御研削盤における研削データの自動
決定方法に関する。
決定方法に関する。
従来、数値制御研削盤において、研削速度、工作物回
転速度、研削時間等の研削条件、研削サイクル、研削順
序、砥石修正条件、砥石修正間隔等の研削データを作成
する装置が知られている。
転速度、研削時間等の研削条件、研削サイクル、研削順
序、砥石修正条件、砥石修正間隔等の研削データを作成
する装置が知られている。
この種の装置では、研削データは、第14図に示す順序
で決定されていた。 この手順では、研削サイクルが決定された後のステッ
プS10で、研削サイクルを分割するか否かの判断が作業
者に求められていた。即ち、作業者は研削サイクルによ
って砥石の研削面摩耗度を経験者に予測して各段が仕上
げまで研削可能か否かを判断していた。 又、研削順序が決定された後、ステップS20におい
て、砥石の修正なしに工作物の全段研削が可能か否かを
作業者が経験的に判断し、中間において砥石修正を行う
か否かを指定していた。 更に、砥石の修正なしに全段の研削が可能な場合に
は、砥石の修正なしに幾つの工作物が研削可能か、即
ち、砥石修正間隔を作業者が経験的に判断していた。 このように、従来装置では、研削サイクル、研削順
序、研削条件、砥石修正条件という順序で研削データが
決定されていたために、上述したように、途中で、作業
者の判断が必要であり、全研削データの自動決定は不可
能であった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、工作物データと工具
データとから途中で作業者の判断を仰ぐことなく、研削
データを自動作成することである。
で決定されていた。 この手順では、研削サイクルが決定された後のステッ
プS10で、研削サイクルを分割するか否かの判断が作業
者に求められていた。即ち、作業者は研削サイクルによ
って砥石の研削面摩耗度を経験者に予測して各段が仕上
げまで研削可能か否かを判断していた。 又、研削順序が決定された後、ステップS20におい
て、砥石の修正なしに工作物の全段研削が可能か否かを
作業者が経験的に判断し、中間において砥石修正を行う
か否かを指定していた。 更に、砥石の修正なしに全段の研削が可能な場合に
は、砥石の修正なしに幾つの工作物が研削可能か、即
ち、砥石修正間隔を作業者が経験的に判断していた。 このように、従来装置では、研削サイクル、研削順
序、研削条件、砥石修正条件という順序で研削データが
決定されていたために、上述したように、途中で、作業
者の判断が必要であり、全研削データの自動決定は不可
能であった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、工作物データと工具
データとから途中で作業者の判断を仰ぐことなく、研削
データを自動作成することである。
本発明は研削データの決定順序に特徴がある。 第１ステップでは、工作物データと工具データとから
研削サイクルが求められる。 第２ステップでは、工作物データ及び工具データとか
ら、各段の研削サイクルにおける各研削モードでの研削
条件が決定される。 第３ステップでは、各段の研削サイクルと研削条件と
に応じて、研削に伴う砥石の研削面摩耗度を予測し、そ
の研削面摩耗度と各段の各研削モードでの要求研削精度
とに基づいて、研削サイクル分割の有無が決定される。
研削サイクル分割とは、砥石修正なしに各段の仕上まで
研削が可能な場合には各段毎に仕上げまで研削する手順
とし、それが不可能な場合には仕上げ前の所定の研削モ
ードに固定して先に他の段の研削を行う研削手順とする
かを示したデータである。 第４ステップでは、工作物データと研削サイルと研削
サイクル分割の有無とに応じて、研削順序が決定され
る。 第５ステップでは、研削順序に沿って工作物を研削す
るとき、研削の進行に伴って予測される砥石の研削面摩
耗度と各段の各研削モードでの要求研削面精度とから工
作物の全段の仕上げが可能か否かが判定され、不可能な
場合には、研削順序における中間砥石修正時期が決定さ
れる。 第６ステップでは、砥石修正後に研削される各段の要
求研削面精度と工具データとに基づいて、砥石修正条件
が決定される。 第７ステップでは、工作物の全段の研削が砥石の修正
なしに実行できると判定された場合には、その砥石修正
条件から砥石修正間隔を決定される。 本発明方法は、上記のステップがこの順序で実行され
る。
研削サイクルが求められる。 第２ステップでは、工作物データ及び工具データとか
ら、各段の研削サイクルにおける各研削モードでの研削
条件が決定される。 第３ステップでは、各段の研削サイクルと研削条件と
に応じて、研削に伴う砥石の研削面摩耗度を予測し、そ
の研削面摩耗度と各段の各研削モードでの要求研削精度
とに基づいて、研削サイクル分割の有無が決定される。
研削サイクル分割とは、砥石修正なしに各段の仕上まで
研削が可能な場合には各段毎に仕上げまで研削する手順
とし、それが不可能な場合には仕上げ前の所定の研削モ
ードに固定して先に他の段の研削を行う研削手順とする
かを示したデータである。 第４ステップでは、工作物データと研削サイルと研削
サイクル分割の有無とに応じて、研削順序が決定され
る。 第５ステップでは、研削順序に沿って工作物を研削す
るとき、研削の進行に伴って予測される砥石の研削面摩
耗度と各段の各研削モードでの要求研削面精度とから工
作物の全段の仕上げが可能か否かが判定され、不可能な
場合には、研削順序における中間砥石修正時期が決定さ
れる。 第６ステップでは、砥石修正後に研削される各段の要
求研削面精度と工具データとに基づいて、砥石修正条件
が決定される。 第７ステップでは、工作物の全段の研削が砥石の修正
なしに実行できると判定された場合には、その砥石修正
条件から砥石修正間隔を決定される。 本発明方法は、上記のステップがこの順序で実行され
る。
第３ステップの研削サイクル分割の有無の決定は、研
削サイクル及び研削条件の決定された後で実行されるこ
とから砥石の研削面摩耗度の予測計算が可能となるの
で、その自動決定が可能となる。 第５ステップの中間砥石修正時期の決定は、研削条件
及び研削順序が決定された後に実行されることから砥石
の研削面摩耗度の予測計算が可能となるので、研削順序
の途中における砥石修正時期の自動決定が可能となる。 第７ステップの砥石修正間隔の決定は、中間砥石修正
の有無の決定、研削条件及び砥石修正条件が決定された
後に実行されるので、その自動決定が可能となる。 このようにして、本発明方法では、全研削データの自
動決定が可能となる。
削サイクル及び研削条件の決定された後で実行されるこ
とから砥石の研削面摩耗度の予測計算が可能となるの
で、その自動決定が可能となる。 第５ステップの中間砥石修正時期の決定は、研削条件
及び研削順序が決定された後に実行されることから砥石
の研削面摩耗度の予測計算が可能となるので、研削順序
の途中における砥石修正時期の自動決定が可能となる。 第７ステップの砥石修正間隔の決定は、中間砥石修正
の有無の決定、研削条件及び砥石修正条件が決定された
後に実行されるので、その自動決定が可能となる。 このようにして、本発明方法では、全研削データの自
動決定が可能となる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 （１）研削盤の構成 第１図は本発明に係る加工条件自動決定装置を有した
数値制御研削盤の全体の機械的構成を示した構成図であ
る。 50は研削盤であり、その研削盤50のベッド51の上に
は、そのベッド51に対して褶動するテーブル52が設けら
れている。テーブル52はテーブル送り用モータ53が駆動
されることにより図面の左右方向に移動される。又、テ
ーブル52の上には主軸台54と心押台56が配設されてお
り、主軸台54は主軸55を有し、心押台56は心押軸57を有
している。また、心押台56には図略の砥石修正装置が取
付けられている。 工作物Ｗは主軸55及び心押軸57によって軸支され、主
軸55の回転によって回転される。この主軸55の回転は主
軸台54に配設された主軸モータ59によって行われる。 一方、工作物Ｗを研削する砥石車60は砥石台61に設け
られた砥石車駆動モータ62の駆動軸に軸支されている。
又、砥石台61は砥石台送り用モータ63によって図面の垂
直方向に移動制御される。 テーブル送り用モータ53、砥石台送り用モータ63、主
軸モータ59、砥石車駆動モータ62などを駆動制御するた
めに数値制御装置30が設けられている。 （２）数値制御装置の構成 数値制御装置30は主として、第２図に示したように、
CPU31とROM32とRAM33とIF（インターフェース）34とか
ら構成されている。 RAM33にはNCプログラムを記憶するNCデータ領域331と
工作物データを記憶する工作物データ領域332と工具デ
ータを記憶する工具データ領域333と決定された研削デ
ータを記憶する研削データ領域334とが形成されてい
る。 工作物データは工作物を規定するデータであり、例え
ば、面荒さ、寸法公差、仕上げ径、各部寸法、形状、全
取代、材質、定寸研削有無、剛性係数等である。又、工
具データは工具を規定するデータであり、例えば、砥石
回転速度、粒度、先端形状、砥粒の種類等である。又、
研削データは研削条件、研削サイクル、研削サイクル分
割の有無、研削順序、中間砥石修正時期、砥石修正条
件、砥石修正間隔等のデータである。 研削条件は研削状態を定めたものであり、例えば、粗
研時の工作物の回転数（粗研回転数）、精研回転数、微
研回転数、粗研開始径、微研開始径、粗研速度、微研速
度、粗研送り停止時間、微研送り停止時間等である。 研削サイクルは、各研削段毎に、プランジ研削、トラ
バース研削、端面研削、凸Ｒ研削、テーパ研削等の研削
方法や空研、粗研、精研、微研等の研削モードを定めた
データである。 研削サイクル分割の有無は、各段毎に仕上げまで研削
サイクルに従って研削を行う途中で砥石修正のサイクル
を入れるか、即ち、粗研削で研削した後で、精研、微研
を実行する前に、砥石修正サイクルを行うか否かを定め
たデータである。 研削順序は、研削段の研削順序を定めたデータであ
る。 砥石修正条件は、修正切込量、修正速度等の砥石修正
を行うためのデータである。 砥石修正間隔は修正なしにいくつの工作物が研削でき
るかを定めたデータである。 上述のデータを記憶するRAM33はバッテリバックアッ
プされており、保存されるようになっている。 又、ROM32にはNCデータに従って数値制御研削盤を作
動させるための制御プラグラムを記憶した制御プログラ
ム領域321と上述した一連の研削データを自動決定する
ための自動決定プログラムの記憶された自動決定プログ
ラム領域322とが形成されている。 又、数値制御装置30にはIF34を介して操作盤20が取り
付けられている。その操作盤20の操作パネル21上にはデ
ータの入力を行うキーボード22とデータの表示を行うCR
T表示装置23とが設けられている。 （３）作動 次に、本実施例装置で使用されているCPU31の処理手
順を、研削データの自動決定プログラムを示した第３図
のフローチャートに基づいて説明する。 1.工具データ及び工作物データの入力 ステップ100で、キーボード22から入力された上記し
た工具データが読み込まれ、RAM33の工具データ領域333
に記憶される。 次にステップ102において、工作物データが入力され
る。工作物の形状は、第４図に示すように、CRT23上に
おいて表示された基本形状を選択し、線分の長さを指定
することで全体の形状が生成される。又、材質、研削箇
所の研削寸法（取代）、研削精度、荒・仕上げ等の工程
の指示、定寸研削段の指定等が入力される。 2.研削サイクルの決定 そして、ステップ104においては、第５図に示す詳細
なフローチャートが実行される。この研削サイクルの決
定は、入力されたそれぞれの基本形状毎に行われ、ステ
ップ200では基本形状が直線であるか判定され、直線で
あればステップ202に進む。そして、ステップ202に進む
と、この直線の基本形状で示された円筒部の取代が０で
あるか否かが判定され、０であればステップ204にて非
加工部として研削データ記憶領域に記憶される。そし
て、０でないと判定されるとステップ206に進んで直線
部の寸法が砥石の幅より小さいか否かが判定され、砥石
幅より小さい場合は、第６図のに示すプランジ円サイ
クルが、この直線基本形状で指示された工作物の部位の
加工として記憶される（207）。ステップ206で砥石幅よ
り大きいと判定されると、ステップ208で第６図のの
トラバース、円筒サイクルと判定され記憶される。 前記ステップ200で基本形状が直線でないと判定され
ると、ステップ210に進みＬ形状であるかが判定され、
ここでＬ形状でないとされると、さらにステップ212に
進みテーパ形状であるかが判定される。そして、このス
テップ212にてテーパ形状と判定されると、ステップ214
で第６図ののテーパサイクルが記憶される。そして、
テーパ形状でもないと判定されると、ステップ216で第
６図のに示す凸Ｒサイクルと記憶される。 前記ステップ210でＬ形状と判定されると、さらにス
テップ218で端面部取代が０であるかが判定され、０で
あればステップ202に進み、０でなければステップ220に
進む。ステップ220にて０と判定されるとステップ222に
進み、０でないと判定されるとステップ224に進んで、
それぞれ円弧（Ｒ）があるか判定される。そして、ステ
ップ222にて円弧ありとされるとステップ226に進んで第
６図のに示すＲ付端面プランジ研削が記憶される。逆
に、円弧なしと判定されるとステップ228に進み第６図
のの端面プランジサイクルが記憶される。そして、ス
テップ224で円弧ありとされるとステップ230に進み、円
弧なしとされるとステップ232に進んで、それぞれ直線
部、即ち、円筒部が砥石幅より小さいかが判定される。
ステップ230で砥石幅より小さいとされるとステップ226
に進み、大きいと判定されるとステップ231で第６図の
に示すＲ付端面トラバースサイクルと記憶される。つ
ぎに、ステップ232で直線部が砥石幅より小さいと判定
されるステップ228に進み端面プランジサイクルとさ
れ、大きいと判定されると、ステップ234で第６図の
に示す端面トラバース研削と記憶される。以上のようた
処理を基本形状毎に行って研削サイクルが決定される。 3.研削条件の決定 研削サイクルが決定されると、ステップ106で決定さ
れた研削サイクル毎の研削条件が決定される。この研削
条件の決定は、例えば、第７図に示すようなＲ付トラバ
ースサイクルでは、上述のステップ102の工作物データ
の入力ステップで入力された、仕上げ径，端面位置，直
線部寸法，表面あらさ，及び、取代から、粗研開始位
置，精研開始位置，微研開始位置，粗研送り量，粗研回
転数，及び、送り速度等が演算によって求められる。 研削条件としては、粗研回転数，精研回転数，微研回
転数，粗研開始径，精研開始径，微研開始径，粗研速
度，精研速度，微研速度，粗研送り停止，微研送り停止
等である。 このデータの演算は次のようにして行われる。 各研削モード毎の回転数は、ある研削時の砥石の周速
に対して、工作物の周速が要求される工作物の荒さの関
数で予め決定されている。指令された工作物の表面粗さ
から、工作物の周速が演算され、この工作物の周速と工
作物の直径とにより工作物の回転数が演算される。 各研削モードの研削速度は、砥石車の工作物の１回転
当たりの切込量が寸法公差の関数として予め決定されて
いる。各研削モードの指令された寸法公差から切込量が
演算され、回転数とから研削速度が演算される。 各研削モードの研削開始径は、各研削モード毎に標準
の送り量が設定されており、指令された仕上げ径とこの
送り量との関係により演算される。 送り停止は、定寸研削か否かにより、又、工程を、分
割して研削するか否かにより、送りを停止させる工作物
の回転数が決定される。固定条件から、送り停止回転数
が決定され、回転数を用いて、送り停止時間が演算され
る。 上記の研削条件は、研削サイクル毎に決定される。即
ち、研削サイクルの種類が異なれば、研削条件も異な
る。例えば、プランジ研削サイクルと、トラバース研削
サイクルと、端面研削サイクルとで、工作物回転数を10
0％,70％,110％と変化させるようにしている。 4.研削サイクル分割有無の決定 ステップ106で研削条件が決定されると、ステップ108
で研削サイクル分割の有無が判定される。この判定は、
第８図に示すフローチャートにて示される。ステップ30
0では取代のデータが所定値以上あるかが判定され、所
定値以下であれば、ステップ302でサイクル分割なしと
し、この記憶された研削サイクルを分割せず、そのまま
にしておき、取代が所定値以上であれば、ステップ304,
306にて、それぞれ実研削量Vc＝Ｄ×π×ｔ（D:仕上げ
径,t:取代）および研削能率Ｚ＝Ｄ×π×ｖ（v:粗研送
り速度）を求める。ROM32には、砥石修正が必要となる
までに砥石が工作物を研削できる量（許容研削量Va）
と、研削能率の関係を示すデータが予め記憶されてい
る。ステップ308では、このデータよりステップ306にて
求められた研削能率Ｚのときの許容研削量Vaが求められ
る。そして、ステップ310で実研削量Vcと許容研削量Va
を比べて実研削量Vcが大きいと判定されると、ステップ
312にてサイクル分割のデータが、記憶されている研削
サイクルに登録される。さらに、ステップ318で、サイ
クル分割した部分に砥石修正サイクルを入力すべく送り
停止時間が変更される。次に、ステップ310で実研削量V
cが許容研削量Vaより小さいとされると、ステップ314に
進む。ステップ314で、設定されている表面粗さの要求
値が所定値以上と判定されると、ステップ312に進みサ
イクル分割の処理が行われる。また、ステップ314で、
要求値が所定値以下と判定されると、ステップ316でサ
イクル分割なしとされて処理を終了する。 5.研削順序の決定 サイクル分割の有無が決定されるとステップ110に進
んで研削順序が決定される。この研削順序の決定は第９
図に示されるルールによって判定されて決定される。 第１に定寸研削が指定されてある研削段から研削され
る。定寸研削でない研削段では、トラバース研削段、プ
ランジ研削段、凸Ｒ研削段、テーパ研削段の順序で研削
される。又、定寸研削段が複数ある場合には、寸法公差
の大きい段から順に加工され、寸法公差が同じ研削段が
複数あれば、剛性の無い研削段から順に研削される。
尚、全段が定寸研削の場合には、トラバース研削段、プ
ランジ研削段、凸Ｒ研削段、テーパ研削段の順序で研削
される。 又、各研削サイクルの種類別での研削順序は、それぞ
れの種類に応じて、剛性のない段から順番又は研削幅の
広い部分から順番に決定される。 6.中間砥石修正の有無の決定 ステップ110で研削順序が決定されると、ステップ112
に進む。ここでは工作物の全段を加工する途中で砥石の
修正を行う必要があるかを判定している。この詳細な処
理を第10図に示したフローチャートに沿って説明する。 ステップ400で前記研削順序の決定された研削順序を
抽出し、ステップ402,404,406にて、この研削順序で、
まず１番目の研削サイクルにおける、実研削量V
c（Ｋ），研削能率Ｚ（Ｋ），及びその研削能率Ｚ
（Ｋ）にて研削していったときの許容研削量Va（Ｋ）＝
α2/Z（Ｋ）α１（α1,α２は工作物の材質によって決
定される定数）が求められる。そして、ステップ408で
その段の砥石のダメージ度Da（Ｋ）＝Vc（Ｋ）/V
a（Ｋ）が演算され、その各段のダメージ度は累積され
てダメージ度Da（＝ΣDa（Ｋ））として記憶される。そ
して、ステップ410でダメージDaが１を越えたかを判定
し、越えていなければステップ416に進み全段について
処理が終了したかが判定され、処理が終了していなけれ
ばステップ402に戻り、以後、研削順序に従って繰り返
されるステップ408で砥石ダメージ度Daが累積される。
そして、砥石のダメージ度の累積値Daが１を越えた時点
でステップ412に進む。 ダメージ度Daが１を越えていれば、ステップ412に進
んで、越えたと判定されたところの研削手段に中間砥石
修正ありとして記憶される。そして、ステップ414でダ
メージ度Daをクリアしてステップ416で全段処理が終了
したか判定して、全段終了していなければステップ402
に戻り、全段終了していれば本プログラムを終了する。 7.砥石修正条件決定 ステップ112で中間砥石修正の有無決定が完了する
と、ステップ114に進み、砥石の修正条件が決定され
る。この詳細な説明を第11図のフローチャートにて説明
する。 ステップ500では、工作物全段で最も高い表面粗さの
値Rhが工作物データの中から検索される。この表面粗さ
の値を一定範囲毎に区分し、各区分毎に、砥石修正粗の
修正工具の砥石に対するトラバース回数，切込量i,およ
び砥石修正定数Ｓがテーブルとして予めRAM33に記憶さ
れている。そして、前記検索にて検索された表面粗さRh
に対応するトラバース回数等を前記テーブルよりステッ
プ502,504,506にて検索する。ステップ508で、第３図の
ステップ100にて入力された工具データから砥石の粒度
を読み出す。そして、ステップ510にて砥石１回転当た
りの砥石修正粗の修正工具の送り量（リード）Ｌが、実
験的に求められた式 より求められ本プログラムを終了する。 ただし、a:粒度係数、b:リード係数、 c:切込係数、α：粒度標準値、 β：リード標準値、γ：切込標準値、 A:表面粗さ標準値、m:材料定数 8.砥石修正間隔の決定 ステップ114で砥石修正条件が決定されるとステップ1
16に進み１回当たりの砥石修正で研削可能な工作物の数
が求められ、この数の工作物が加工される毎に砥石修正
サイクルが挿入される。この詳細な説明を第12図のフロ
ーチャートにて行う。ステップ600では、工作物１本を
研削する間に砥石修正が行われていないかが判定され、
砥石修正が行われていれば本プログラムを終了する。そ
して、砥石修正が行われていないとすると、ステップ60
2で各段ｎ毎の実研削量Vc（ｎ）が求められ、この実研
削量Vc（ｎ）が累積されて、Vc（＝ΣVc（ｎ））とされ
る。そして、ステップ604で各段の研削能率Ｚ（ｎ）が
求めらる。ステップ606では、そのうち最も大きい研削
能率Ｚ（ｎ）が検索されてＺとされる。ステップ608で
この最も大きい研削能率Ｚから許容研削量Vaが求められ
る。そして、ステップ610にて許容研削量Vaと工作物１
本当りの実研削量Vcとから１回の砥石修正で研削可能な
工作物の数がVa/Vcより求められて本プログラムが終了
され、全ての自動決定が完了する。そして、以上の自動
決定が完了することにより第13図のようなデータがRAM3
3に記憶されることになる。 以上の手順により研削データの完全な自動決定が可能
となった。
数値制御研削盤の全体の機械的構成を示した構成図であ
る。 50は研削盤であり、その研削盤50のベッド51の上に
は、そのベッド51に対して褶動するテーブル52が設けら
れている。テーブル52はテーブル送り用モータ53が駆動
されることにより図面の左右方向に移動される。又、テ
ーブル52の上には主軸台54と心押台56が配設されてお
り、主軸台54は主軸55を有し、心押台56は心押軸57を有
している。また、心押台56には図略の砥石修正装置が取
付けられている。 工作物Ｗは主軸55及び心押軸57によって軸支され、主
軸55の回転によって回転される。この主軸55の回転は主
軸台54に配設された主軸モータ59によって行われる。 一方、工作物Ｗを研削する砥石車60は砥石台61に設け
られた砥石車駆動モータ62の駆動軸に軸支されている。
又、砥石台61は砥石台送り用モータ63によって図面の垂
直方向に移動制御される。 テーブル送り用モータ53、砥石台送り用モータ63、主
軸モータ59、砥石車駆動モータ62などを駆動制御するた
めに数値制御装置30が設けられている。 （２）数値制御装置の構成 数値制御装置30は主として、第２図に示したように、
CPU31とROM32とRAM33とIF（インターフェース）34とか
ら構成されている。 RAM33にはNCプログラムを記憶するNCデータ領域331と
工作物データを記憶する工作物データ領域332と工具デ
ータを記憶する工具データ領域333と決定された研削デ
ータを記憶する研削データ領域334とが形成されてい
る。 工作物データは工作物を規定するデータであり、例え
ば、面荒さ、寸法公差、仕上げ径、各部寸法、形状、全
取代、材質、定寸研削有無、剛性係数等である。又、工
具データは工具を規定するデータであり、例えば、砥石
回転速度、粒度、先端形状、砥粒の種類等である。又、
研削データは研削条件、研削サイクル、研削サイクル分
割の有無、研削順序、中間砥石修正時期、砥石修正条
件、砥石修正間隔等のデータである。 研削条件は研削状態を定めたものであり、例えば、粗
研時の工作物の回転数（粗研回転数）、精研回転数、微
研回転数、粗研開始径、微研開始径、粗研速度、微研速
度、粗研送り停止時間、微研送り停止時間等である。 研削サイクルは、各研削段毎に、プランジ研削、トラ
バース研削、端面研削、凸Ｒ研削、テーパ研削等の研削
方法や空研、粗研、精研、微研等の研削モードを定めた
データである。 研削サイクル分割の有無は、各段毎に仕上げまで研削
サイクルに従って研削を行う途中で砥石修正のサイクル
を入れるか、即ち、粗研削で研削した後で、精研、微研
を実行する前に、砥石修正サイクルを行うか否かを定め
たデータである。 研削順序は、研削段の研削順序を定めたデータであ
る。 砥石修正条件は、修正切込量、修正速度等の砥石修正
を行うためのデータである。 砥石修正間隔は修正なしにいくつの工作物が研削でき
るかを定めたデータである。 上述のデータを記憶するRAM33はバッテリバックアッ
プされており、保存されるようになっている。 又、ROM32にはNCデータに従って数値制御研削盤を作
動させるための制御プラグラムを記憶した制御プログラ
ム領域321と上述した一連の研削データを自動決定する
ための自動決定プログラムの記憶された自動決定プログ
ラム領域322とが形成されている。 又、数値制御装置30にはIF34を介して操作盤20が取り
付けられている。その操作盤20の操作パネル21上にはデ
ータの入力を行うキーボード22とデータの表示を行うCR
T表示装置23とが設けられている。 （３）作動 次に、本実施例装置で使用されているCPU31の処理手
順を、研削データの自動決定プログラムを示した第３図
のフローチャートに基づいて説明する。 1.工具データ及び工作物データの入力 ステップ100で、キーボード22から入力された上記し
た工具データが読み込まれ、RAM33の工具データ領域333
に記憶される。 次にステップ102において、工作物データが入力され
る。工作物の形状は、第４図に示すように、CRT23上に
おいて表示された基本形状を選択し、線分の長さを指定
することで全体の形状が生成される。又、材質、研削箇
所の研削寸法（取代）、研削精度、荒・仕上げ等の工程
の指示、定寸研削段の指定等が入力される。 2.研削サイクルの決定 そして、ステップ104においては、第５図に示す詳細
なフローチャートが実行される。この研削サイクルの決
定は、入力されたそれぞれの基本形状毎に行われ、ステ
ップ200では基本形状が直線であるか判定され、直線で
あればステップ202に進む。そして、ステップ202に進む
と、この直線の基本形状で示された円筒部の取代が０で
あるか否かが判定され、０であればステップ204にて非
加工部として研削データ記憶領域に記憶される。そし
て、０でないと判定されるとステップ206に進んで直線
部の寸法が砥石の幅より小さいか否かが判定され、砥石
幅より小さい場合は、第６図のに示すプランジ円サイ
クルが、この直線基本形状で指示された工作物の部位の
加工として記憶される（207）。ステップ206で砥石幅よ
り大きいと判定されると、ステップ208で第６図のの
トラバース、円筒サイクルと判定され記憶される。 前記ステップ200で基本形状が直線でないと判定され
ると、ステップ210に進みＬ形状であるかが判定され、
ここでＬ形状でないとされると、さらにステップ212に
進みテーパ形状であるかが判定される。そして、このス
テップ212にてテーパ形状と判定されると、ステップ214
で第６図ののテーパサイクルが記憶される。そして、
テーパ形状でもないと判定されると、ステップ216で第
６図のに示す凸Ｒサイクルと記憶される。 前記ステップ210でＬ形状と判定されると、さらにス
テップ218で端面部取代が０であるかが判定され、０で
あればステップ202に進み、０でなければステップ220に
進む。ステップ220にて０と判定されるとステップ222に
進み、０でないと判定されるとステップ224に進んで、
それぞれ円弧（Ｒ）があるか判定される。そして、ステ
ップ222にて円弧ありとされるとステップ226に進んで第
６図のに示すＲ付端面プランジ研削が記憶される。逆
に、円弧なしと判定されるとステップ228に進み第６図
のの端面プランジサイクルが記憶される。そして、ス
テップ224で円弧ありとされるとステップ230に進み、円
弧なしとされるとステップ232に進んで、それぞれ直線
部、即ち、円筒部が砥石幅より小さいかが判定される。
ステップ230で砥石幅より小さいとされるとステップ226
に進み、大きいと判定されるとステップ231で第６図の
に示すＲ付端面トラバースサイクルと記憶される。つ
ぎに、ステップ232で直線部が砥石幅より小さいと判定
されるステップ228に進み端面プランジサイクルとさ
れ、大きいと判定されると、ステップ234で第６図の
に示す端面トラバース研削と記憶される。以上のようた
処理を基本形状毎に行って研削サイクルが決定される。 3.研削条件の決定 研削サイクルが決定されると、ステップ106で決定さ
れた研削サイクル毎の研削条件が決定される。この研削
条件の決定は、例えば、第７図に示すようなＲ付トラバ
ースサイクルでは、上述のステップ102の工作物データ
の入力ステップで入力された、仕上げ径，端面位置，直
線部寸法，表面あらさ，及び、取代から、粗研開始位
置，精研開始位置，微研開始位置，粗研送り量，粗研回
転数，及び、送り速度等が演算によって求められる。 研削条件としては、粗研回転数，精研回転数，微研回
転数，粗研開始径，精研開始径，微研開始径，粗研速
度，精研速度，微研速度，粗研送り停止，微研送り停止
等である。 このデータの演算は次のようにして行われる。 各研削モード毎の回転数は、ある研削時の砥石の周速
に対して、工作物の周速が要求される工作物の荒さの関
数で予め決定されている。指令された工作物の表面粗さ
から、工作物の周速が演算され、この工作物の周速と工
作物の直径とにより工作物の回転数が演算される。 各研削モードの研削速度は、砥石車の工作物の１回転
当たりの切込量が寸法公差の関数として予め決定されて
いる。各研削モードの指令された寸法公差から切込量が
演算され、回転数とから研削速度が演算される。 各研削モードの研削開始径は、各研削モード毎に標準
の送り量が設定されており、指令された仕上げ径とこの
送り量との関係により演算される。 送り停止は、定寸研削か否かにより、又、工程を、分
割して研削するか否かにより、送りを停止させる工作物
の回転数が決定される。固定条件から、送り停止回転数
が決定され、回転数を用いて、送り停止時間が演算され
る。 上記の研削条件は、研削サイクル毎に決定される。即
ち、研削サイクルの種類が異なれば、研削条件も異な
る。例えば、プランジ研削サイクルと、トラバース研削
サイクルと、端面研削サイクルとで、工作物回転数を10
0％,70％,110％と変化させるようにしている。 4.研削サイクル分割有無の決定 ステップ106で研削条件が決定されると、ステップ108
で研削サイクル分割の有無が判定される。この判定は、
第８図に示すフローチャートにて示される。ステップ30
0では取代のデータが所定値以上あるかが判定され、所
定値以下であれば、ステップ302でサイクル分割なしと
し、この記憶された研削サイクルを分割せず、そのまま
にしておき、取代が所定値以上であれば、ステップ304,
306にて、それぞれ実研削量Vc＝Ｄ×π×ｔ（D:仕上げ
径,t:取代）および研削能率Ｚ＝Ｄ×π×ｖ（v:粗研送
り速度）を求める。ROM32には、砥石修正が必要となる
までに砥石が工作物を研削できる量（許容研削量Va）
と、研削能率の関係を示すデータが予め記憶されてい
る。ステップ308では、このデータよりステップ306にて
求められた研削能率Ｚのときの許容研削量Vaが求められ
る。そして、ステップ310で実研削量Vcと許容研削量Va
を比べて実研削量Vcが大きいと判定されると、ステップ
312にてサイクル分割のデータが、記憶されている研削
サイクルに登録される。さらに、ステップ318で、サイ
クル分割した部分に砥石修正サイクルを入力すべく送り
停止時間が変更される。次に、ステップ310で実研削量V
cが許容研削量Vaより小さいとされると、ステップ314に
進む。ステップ314で、設定されている表面粗さの要求
値が所定値以上と判定されると、ステップ312に進みサ
イクル分割の処理が行われる。また、ステップ314で、
要求値が所定値以下と判定されると、ステップ316でサ
イクル分割なしとされて処理を終了する。 5.研削順序の決定 サイクル分割の有無が決定されるとステップ110に進
んで研削順序が決定される。この研削順序の決定は第９
図に示されるルールによって判定されて決定される。 第１に定寸研削が指定されてある研削段から研削され
る。定寸研削でない研削段では、トラバース研削段、プ
ランジ研削段、凸Ｒ研削段、テーパ研削段の順序で研削
される。又、定寸研削段が複数ある場合には、寸法公差
の大きい段から順に加工され、寸法公差が同じ研削段が
複数あれば、剛性の無い研削段から順に研削される。
尚、全段が定寸研削の場合には、トラバース研削段、プ
ランジ研削段、凸Ｒ研削段、テーパ研削段の順序で研削
される。 又、各研削サイクルの種類別での研削順序は、それぞ
れの種類に応じて、剛性のない段から順番又は研削幅の
広い部分から順番に決定される。 6.中間砥石修正の有無の決定 ステップ110で研削順序が決定されると、ステップ112
に進む。ここでは工作物の全段を加工する途中で砥石の
修正を行う必要があるかを判定している。この詳細な処
理を第10図に示したフローチャートに沿って説明する。 ステップ400で前記研削順序の決定された研削順序を
抽出し、ステップ402,404,406にて、この研削順序で、
まず１番目の研削サイクルにおける、実研削量V
c（Ｋ），研削能率Ｚ（Ｋ），及びその研削能率Ｚ
（Ｋ）にて研削していったときの許容研削量Va（Ｋ）＝
α2/Z（Ｋ）α１（α1,α２は工作物の材質によって決
定される定数）が求められる。そして、ステップ408で
その段の砥石のダメージ度Da（Ｋ）＝Vc（Ｋ）/V
a（Ｋ）が演算され、その各段のダメージ度は累積され
てダメージ度Da（＝ΣDa（Ｋ））として記憶される。そ
して、ステップ410でダメージDaが１を越えたかを判定
し、越えていなければステップ416に進み全段について
処理が終了したかが判定され、処理が終了していなけれ
ばステップ402に戻り、以後、研削順序に従って繰り返
されるステップ408で砥石ダメージ度Daが累積される。
そして、砥石のダメージ度の累積値Daが１を越えた時点
でステップ412に進む。 ダメージ度Daが１を越えていれば、ステップ412に進
んで、越えたと判定されたところの研削手段に中間砥石
修正ありとして記憶される。そして、ステップ414でダ
メージ度Daをクリアしてステップ416で全段処理が終了
したか判定して、全段終了していなければステップ402
に戻り、全段終了していれば本プログラムを終了する。 7.砥石修正条件決定 ステップ112で中間砥石修正の有無決定が完了する
と、ステップ114に進み、砥石の修正条件が決定され
る。この詳細な説明を第11図のフローチャートにて説明
する。 ステップ500では、工作物全段で最も高い表面粗さの
値Rhが工作物データの中から検索される。この表面粗さ
の値を一定範囲毎に区分し、各区分毎に、砥石修正粗の
修正工具の砥石に対するトラバース回数，切込量i,およ
び砥石修正定数Ｓがテーブルとして予めRAM33に記憶さ
れている。そして、前記検索にて検索された表面粗さRh
に対応するトラバース回数等を前記テーブルよりステッ
プ502,504,506にて検索する。ステップ508で、第３図の
ステップ100にて入力された工具データから砥石の粒度
を読み出す。そして、ステップ510にて砥石１回転当た
りの砥石修正粗の修正工具の送り量（リード）Ｌが、実
験的に求められた式 より求められ本プログラムを終了する。 ただし、a:粒度係数、b:リード係数、 c:切込係数、α：粒度標準値、 β：リード標準値、γ：切込標準値、 A:表面粗さ標準値、m:材料定数 8.砥石修正間隔の決定 ステップ114で砥石修正条件が決定されるとステップ1
16に進み１回当たりの砥石修正で研削可能な工作物の数
が求められ、この数の工作物が加工される毎に砥石修正
サイクルが挿入される。この詳細な説明を第12図のフロ
ーチャートにて行う。ステップ600では、工作物１本を
研削する間に砥石修正が行われていないかが判定され、
砥石修正が行われていれば本プログラムを終了する。そ
して、砥石修正が行われていないとすると、ステップ60
2で各段ｎ毎の実研削量Vc（ｎ）が求められ、この実研
削量Vc（ｎ）が累積されて、Vc（＝ΣVc（ｎ））とされ
る。そして、ステップ604で各段の研削能率Ｚ（ｎ）が
求めらる。ステップ606では、そのうち最も大きい研削
能率Ｚ（ｎ）が検索されてＺとされる。ステップ608で
この最も大きい研削能率Ｚから許容研削量Vaが求められ
る。そして、ステップ610にて許容研削量Vaと工作物１
本当りの実研削量Vcとから１回の砥石修正で研削可能な
工作物の数がVa/Vcより求められて本プログラムが終了
され、全ての自動決定が完了する。そして、以上の自動
決定が完了することにより第13図のようなデータがRAM3
3に記憶されることになる。 以上の手順により研削データの完全な自動決定が可能
となった。
本発明は、研削サイクル分割の有無の決定の前に研削
サイクルと研削条件とを決定し、中間砥石修正の有無の
決定の前に研削条件と研削順序とを決定し、砥石修正間
隔の決定の前に砥石修正条件を決定し、その砥石修正条
件の決定前に中間砥石修正の有無を決定するようにして
いる。 従って、研削サイクルの分割の有無、中間砥石修正の
有無及び修正時期、砥石修正間隔が、それぞれ、自動決
定でき、工具データ及び工作物データを入力するだけ
で、全研削データの自動生成が可能となる。
サイクルと研削条件とを決定し、中間砥石修正の有無の
決定の前に研削条件と研削順序とを決定し、砥石修正間
隔の決定の前に砥石修正条件を決定し、その砥石修正条
件の決定前に中間砥石修正の有無を決定するようにして
いる。 従って、研削サイクルの分割の有無、中間砥石修正の
有無及び修正時期、砥石修正間隔が、それぞれ、自動決
定でき、工具データ及び工作物データを入力するだけ
で、全研削データの自動生成が可能となる。
第１図は本発明方法を実施するための具体的な実施例に
係る数値制御研削盤の構成を示した機構図、第２図はそ
の数値制御研削盤の数値制御装置の構成を示したブロッ
ク図、第３図、第５図、第８図、第10図、第11図、第12
図はその数値制御装置のCPUの処理手順を示したフロー
チャート、第４図は工作物形状の入力方法を示した説明
図、第６図は工作物形状から研削サイクルを決定する方
法を説明した説明図、第７図は研削サイクルの一例と研
削条件との関係を示した説明図、第９図は研削順序を決
定するルールを示した説明図、第13図は本実施例にて決
定された項目の一覧表、第14図は従来の研削データの決
定手順を示したフローチャートである。 20……操作盤、21……操作パネル 22……キーボード、23……CRT表示装置 30……数値制御装置、31……CPU 32……ROM、33……RAM、50……研削盤 51……ベッド、52……テーブル 53……テーブル送り用モータ、54……主軸台 55……主軸、56……心押台、57……心押軸 59……主軸モータ、60……砥石車、61……砥石台 62……砥石車駆動モータ 63……砥石台送り用モータ、Ｗ……工作物
係る数値制御研削盤の構成を示した機構図、第２図はそ
の数値制御研削盤の数値制御装置の構成を示したブロッ
ク図、第３図、第５図、第８図、第10図、第11図、第12
図はその数値制御装置のCPUの処理手順を示したフロー
チャート、第４図は工作物形状の入力方法を示した説明
図、第６図は工作物形状から研削サイクルを決定する方
法を説明した説明図、第７図は研削サイクルの一例と研
削条件との関係を示した説明図、第９図は研削順序を決
定するルールを示した説明図、第13図は本実施例にて決
定された項目の一覧表、第14図は従来の研削データの決
定手順を示したフローチャートである。 20……操作盤、21……操作パネル 22……キーボード、23……CRT表示装置 30……数値制御装置、31……CPU 32……ROM、33……RAM、50……研削盤 51……ベッド、52……テーブル 53……テーブル送り用モータ、54……主軸台 55……主軸、56……心押台、57……心押軸 59……主軸モータ、60……砥石車、61……砥石台 62……砥石車駆動モータ 63……砥石台送り用モータ、Ｗ……工作物
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−94260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−295156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−109909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223808（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−65971（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−7792（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 51/00 G05B 19/18
Claims (1)
- 【請求項１】工作物の仕上形状、材質、定寸研削等の工
作物を規定する工作物データと砥石形状や粒度等の工具
を規定する工具データとから、工作物の各段における空
研、粗研、精研、微研等の研削モードとプランジ研削、
トラバース研削、端面研削等の研削方法とから成る研削
サイクルを決定し、 その後に、前記工作物データ及び前記工具データとか
ら、決定された各段の前記研削サイクルにおける前記各
研削モードの研削速度、研削量、工作物回転速度等の研
削条件を決定し、 その後に、決定された各段の前記研削サイクルと前記研
削条件とに応じて、研削の進行に伴う砥石の研削面摩耗
度を予測し、研削面摩耗度と前記工作物データにおける
各段の各研削モードでの要求研削面精度とに基づいて、
砥石修正なしに各段の仕上まで研削が可能か否かを判断
することで、各段毎に仕上げまで研削する手順とする
か、仕上げ前の所定の研削モードに固定して、先に他の
段の研削を行う研削手順とするかを定めた各段の研削サ
イクル分割の有無を決定し、 その後に、前記工作物データと前記研削サイルと前記研
削サイクル分割の有無とに応じて研削順序を決定し、 その後に、決定された研削順序に沿って前記工作物を研
削するとき、研削の進行に伴って予測される前記砥石の
研削面摩耗度と各段の各研削モードでの要求研削面精度
とから前記工作物の全段の仕上げが可能か否かを判定
し、不可能な場合には、研削順序における中間砥石修正
時期を決定し、その後に、砥石修正後に研削される各段
の要求研削面精度と前記工具データとに基づいて、砥石
修正条件を決定し、 その後に、前記工作物の全段の研削が砥石の修正無に実
行できると判定された場合には、前記砥石修正条件から
砥石修正間隔を決定することを特徴とする研削データの
自動決定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26341090A JP2839685B2 (ja) | 1990-09-30 | 1990-09-30 | 研削データの自動決定方法 |
| EP19910116574 EP0480269A3 (en) | 1990-09-28 | 1991-09-27 | Numerically controlled grinding machine |
| US07/766,214 US5271187A (en) | 1990-09-28 | 1991-09-27 | Numerically controlled grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26341090A JP2839685B2 (ja) | 1990-09-30 | 1990-09-30 | 研削データの自動決定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04141367A JPH04141367A (ja) | 1992-05-14 |
| JP2839685B2 true JP2839685B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=17389114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26341090A Expired - Fee Related JP2839685B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-30 | 研削データの自動決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839685B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3154734A2 (en) * | 2014-06-12 | 2017-04-19 | The Gleason Works | Method of grinding gears |
-
1990
- 1990-09-30 JP JP26341090A patent/JP2839685B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04141367A (ja) | 1992-05-14 |
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