JP3086534B2 - 非円形ワークを加工する研削盤 - Google Patents

非円形ワークを加工する研削盤

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JP3086534B2
JP3086534B2 JP04131533A JP13153392A JP3086534B2 JP 3086534 B2 JP3086534 B2 JP 3086534B2 JP 04131533 A JP04131533 A JP 04131533A JP 13153392 A JP13153392 A JP 13153392A JP 3086534 B2 JP3086534 B2 JP 3086534B2
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非円形ワークを研削加工
する研削盤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、主軸の回転と砥石車を備えた砥石
台の往復運動で、カム又は型抜き用パンチ等の非円形ワ
ークを加工するNC円筒研削盤は、主軸の回転角に対す
る砥石台の移動量(以下X/C軸データと呼ぶ)が必要
となる。このX/C軸データは、非円形形状を表す形状
データと、砥石車の直径と、ワークの回転数より算出さ
れる。このX/C軸データの創成運動により研削加工を
行うためのNC装置は、図8のブロック線図に示すよう
な電気的構成が一般に用いられている。サーボシステム
部70は各軸の制御を行うためのサーボシステムであ
る。RAM72はプログラムや各制御軸に関する変数を
記憶する部分で、ROM73は電源挿入時に読込まれる
軸制御に関するソフトウエアを記憶する部分である。そ
してこれらのデータ処理にはメインプロセッサ71が使
用される。
【0003】サーボプロセッサ74では主としてメイン
プロセッサ71から与えられた軸移動の指令値を受けて
加減速処理を行い、ドライブユニット75に移動指令を
与える。ドライブユニット75では各軸のサーボモータ
を駆動するための電力を供給する。一方非円形データ前
処理部30は、与えられた非円形形状データから砥石径
とワーク一回転に要する時間を考慮してX/C軸データ
を計算する部分で、RAM37には形状データ記憶部3
1、砥石径記憶部32、主軸回転記憶部33及びX/C
軸データ記憶部34を有しており、プロセッサ54は、
与えられた角度とリフトの点群を輪郭のデータに変換す
るカムプロフィール演算部50と、砥石台の位置と主軸
の角度を計算するX/C軸データ演算部51とで構成さ
れている。この演算されたX/C軸データの創成運動に
より非円形ワークの研削加工を行う場合、砥石車の回転
中心とワークの回転中心のY軸方向の高さの差(以下心
高差と呼ぶ)が製品の形状誤差に影響する。そのためN
C円筒研削盤の組立て工程において心高をできるだけ正
確に合わせている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べたX/
C軸データにより非円形ワークの研削加工を行うNC円
筒研削盤は心高差を合わせる作業自体が大変な労力と熟
練を要し、折角苦労して合わせた心高も経年変化によっ
て変わってしまうという厄介な問題を有している。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
たものであり、その目的とするところは、心高差により
生ずる誤差を計算して自動補正した補正X/C軸データ
により研削加工を行い、心高差による誤差が発生しない
ようにすることのできる非円形ワークを加工する研削盤
を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における非円形ワークを加工する研削盤は、非
円形ワークの形状データと砥石径とワーク一回転に要す
る時間から主軸の回転角と砥石台移動量のX/C軸デー
タを作成して前記主軸の回転と前記砥石台の往復運動を
制御する非円形ワークの研削を行う研削盤において、予
計測した非円形ワークの回転中心と砥石の回転中心と
の間に存在するY軸方向の心高差を記憶する心高差記憶
部と、前記X/C軸データと前記心高差とから前記心高
差により生ずる前記砥石台のX軸移動量の誤差を演算す
る誤差演算部と、前記誤差に基づいて補正X/C軸デー
タを演算する補正X/C軸データ演算部と、前記補正X
/C軸データを記憶する補正X/C軸データ記憶部とを
含んでなり、心高差により生ずる誤差を補正した補正X
/C軸データで非円形ワークを加工するものである。
【0006】
【作用】非円形ワークの形状を表す形状データは、通常
ワーク回転中心から外周までの距離とその距離を表す線
分の角度をワーク一周分について求めたデータで与えら
れる。この形状データを滑らかにつないで得られた形状
の輪郭を求め、求めた輪郭に砥石が接触したときの主軸
の角度と砥石台の位置のデータをX/C軸データとす
る。このX/C軸データは心高差を考慮していないた
め,実際にワーク上に砥石が接触する部分はずれが生じ
て加工した製品に誤差が出る。この誤差を演算により求
めてX/C軸データより差し引いた補正X/C軸データ
を作成し、この補正X/C軸データにより非円形ワーク
の研削加工を行う。
【0007】
【実施例】実施例について図1〜図7を参照して説明す
る。図1のNC円筒研削盤のベッド1上後側に、砥石台
2がX軸方向に移動可能に載置されており、砥石台2は
ベッド1に固着のX軸サーボモータ7によりボールねじ
8を介して移動位置決めされる。砥石台2に砥石軸14
が回転可能に軸承され、砥石軸14に砥石車10が嵌着
されており、砥石車10は砥石台2上に固着のモータ1
1により回転駆動される。ベッド1上前側にはZ軸方向
の摺動面が設けられており、この摺動面上にテーブル5
が移動可能に載置されている。テーブル5上に主軸台3
と心押台6が取付位置変更可能にそれぞれ固着されてお
り、主軸台3に主軸4が回転可能に支持され、主軸4は
主軸台3に固着のC軸サーボモータ9により回転され
る。主軸4の先端にチャック13が嵌着され、心押台6
には心押軸が軸方向移動可能に支持されており、この心
押軸に着脱可能に装着されているセンタ15とチャック
13によりワーク12が着脱可能に支持されている。
【0008】図1のブロック線図部分はNC円筒研削盤
の電気的構成の基本部分を表し、図2はこの基本部分の
内訳を示す。サーボシステム部70は、各軸の制御を行
うためのサーボシステム、RAM72は加工プログラム
や制御軸に関する変数を記憶しておく部分。ROM73
は電気投入時に読み込まれる軸制御に関するソフトウエ
アを記憶する部分である。そしてこれらのデータ処理に
はメインプロセッサ71が使用される。サーボプロセッ
サ74では主にメインプロセッサ71から与えられた軸
移動の指令値を受けて加減速の処理を行い、ドライブユ
ニット75に軸移動の指令を与える。ドライブユニット
75ではX軸ドライブユニット76,C軸ドライブユニ
ット77によりX軸サーボモータ7及びC軸サーボモー
タ9を駆動する電力を供給している。以上は従来のNC
サーボシステムと異なるところはない。
【0009】更に非円形データ処理部30は与えられた
非円形形状データから砥石車10の直径と、ワーク一回
転に要する時間を考慮してX/C軸データを計算し、心
高差を考慮してこれによる誤差を補正した補正X/C軸
データを作成する機能を備えている。RAM37は非円
形形状を表す形状データを記憶する形状データ記憶部3
1と、砥石車10の直径を記憶する砥石径記憶部32
と、加工時にワーク12が一回転する時間を記憶する主
軸回転記憶部33と、ワーク12と砥石車10を接触さ
せたときの砥石台2の位置と主軸4の角度であるX/C
軸データを記憶するX/C軸データ記憶部34と、心高
差を記憶しておく心高差記憶部35と、心高差を考慮し
て補正したX/C軸データを記憶しておく補正X/C軸
データ記憶部36により構成されている。このうち31
〜34までは従来と異なるものではない。
【0010】プロセッサ54は与えられた角度とリフト
の点群を輪郭のデータに変換するカムプロフィール演算
部50と、この輪郭上に砥石車10を接触させたときの
砥石台2の位置と主軸の角度を計算するX/C軸データ
演算部51とで構成されており、50,51とも従来と
異なるものではない。プロセッサ44は、X/C軸デー
タで加工したときに生ずる心高差による誤差を計算する
誤差演算部41と、X/C軸データを補正する補正X/
C軸データ演算部とで構成されている。またキーボード
80から入力されたデータは入出力インタフェイス81
を介して非円形データ前処理部30やサーボシステム部
70に伝えられる。
【0011】続いて本実施例の作用を図3のフローチャ
ートに従って説明する。ステップS1において、非円形
データを読み込む。この非円形データは通常ワーク12
の回転中心から外面までの距離とその距離を表す線分の
角度をワーク一周分について求めたデータで与えられ
る。ステップS2において形状データを滑らかにつない
で得られた形状の輪郭即ちカムプロフィールを演算によ
り求める。次いでステップS3において、輪郭に砥石車
10が接触したときの主軸4の角度と砥石台2の位置の
データX/C軸データを演算により求め、ステップS4
においてこのX/C軸データを記憶する。
【0012】次いでステップS5において、X/C軸デ
ータは心高差を考慮していないため、実際にワーク円周
上に砥石が接触する位置はずれており、加工された製品
に誤差が生じる。この誤差を演算により求めて補正した
補正X/C軸データを作成し、ステップS6において、
この補正X/C軸データを記憶する。次にステップS5
の、心高差による誤差を算出して補正した補正X/C軸
データを求める具体例を図4〜図7の四角形のワーク1
2を例として詳述する。図4はX/C軸データ記憶部3
4に記憶されたX/C軸データに基づいてワーク12を
砥石車10に接触させた任意の瞬間を表した図で、図5
〜図7はワーク12と砥石車10の接触状態の主軸4の
回転角による変化を表したものである。ここで10aは
心高差が無いときの砥石車10の位置を示しており、こ
の状態の砥石台2の位置と主軸4の角度がX/C軸デー
タにより位置決めされている。この状態の砥石車10は
工作物の仕上げ形状に正しく接触しているので誤差は生
じない。
【0013】しかし現実は若干の心高差が必ず存在す
る。10bは砥石軸14の中心が主軸4の中心よりも低
い場合の砥石車10の位置を表しており、砥石台2の位
置と主軸4の角度はX/C軸データにより位置決めされ
ているため、心高差δによって砥石車10はワークの仕
上げ形状に接触されていないため加工誤差εを生じる。
この誤差εは心高差記憶部35に記憶されている心高差
δと、X/C軸データの主軸回転角θから次式により求
めることができる。 ε=δ・tan (π/4−θ) こうして求められた誤差εをX/C軸データから差し引
いた補正X/C軸データを補正X/C軸データ演算部に
より求める。尚、本実施例の電気的構成部は必ずしもす
べてNC装置内に組込む必要はなく、別の計算装置を用
いるようにすることもできるのは勿論である。また本発
明は非円形ワークの研削加工に限定されるものではな
く、旋削加工においても砥石径を零として演算を行うこ
とにより、同様の効果が得られるのは勿論である。
【0014】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。心高差より求めた砥石
台移動量の誤差を補正したX/C軸データにより、非円
形ワークの研削加工を行うようにしたので、ワーク回転
中心と砥石回転中心の心高差があっても高精度な加工を
行うことができる。また経年変化により心高差が変わっ
た場合でも、心高差を計測して入力し直すだけで簡単に
補正X/C軸データの修正ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の非円形ワーク加工用NC円筒研削盤
の構成図である。
【図2】本実施例の電気的構成図である。
【図3】本実施例の作用説明用フローの図である。
【図4】X/C軸データによる非円形ワーク研削加工中
の主軸台と砥石台の状態を表す作用説明図である。
【図5】ワークと接触する砥石の位置が、心高差により
誤差を生じる状態を示す作用説明図である。
【図6】ワークの角度の変化で誤差の変わる状態を示す
説明図である。
【図7】ワークの角度の変化で誤差の変わる状態を示す
説明図である。
【図8】従来の非円形ワーク加工用NC円筒研削盤の電
気的構成図である。
【符号の説明】
1 ベッド 2 砥石台 3 主軸台 4 主軸 6 心押台 7 X軸サーボ
モータ 9 C軸サーボモータ 10 砥石車 34 X/C軸データ記憶部 41 誤差演算
部 42 補正X/C軸データ演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−306165(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 19/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非円形ワークの形状データと砥石径とワ
    ーク一回転に要する時間から主軸の回転角と砥石台移動
    量のX/C軸データを作成して前記主軸の回転と前記砥
    石台の往復運動を制御する非円形ワークの研削を行う研
    削盤において、予め計測した非円形ワークの回転中心と
    砥石の回転中心との間に存在するY軸方向の心高差を記
    憶する心高差記憶部と、前記X/C軸データと前記心高
    差とから前記心高差により生ずる前記砥石台のX軸移動
    量の誤差を演算する誤差演算部と、前記誤差に基づいて
    補正X/C軸データを演算する補正X/C軸データ演算
    部と、前記補正X/C軸データを記憶する補正X/C軸
    データ記憶部とを含んでなり、心高差により生ずる誤差
    を補正した補正X/C軸データで非円形ワークを加工す
    る研削盤。
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CN100333883C (zh) * 2005-06-30 2007-08-29 上海劲嘉建材科技有限公司 一种制造塑胶地砖模具及其应用

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