JP3230886B2

JP3230886B2 - 数値制御研削盤

Info

Publication number: JP3230886B2
Application number: JP7072193A
Authority: JP
Inventors: 俊行南谷
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1993-03-08
Filing date: 1993-03-08
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH06259118A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直交する２軸方向にワー
クと砥石とを相対的に移動させることが可能であり、か
つ直交する２軸を含む平面における特定の旋回中心位置
を中心としてワークと砥石とを相対的に旋回させること
が可能な数値制御（以下ＮＣと称す）研削盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すようなストレート形状の研削
段ＷＤＡとテーパ形状の研削段ＷＤＢとを有するワーク
ＷＫを効率良く研削することを目的として、ワークを装
着するワークテーブルを旋回可能としたＮＣ研削盤があ
る。図４はそのようなワーク旋回機能を有するＮＣ研削
盤の一例を示す平面図であり、ベッド２２上に砥石車２
１を装着した砥石台２０が、図面上で上下方向に移動可
能（以下この駆動軸をＸ軸と称す）に取り付けられてお
り、同様にベッド２２上にテーブル２３が左右方向に移
動可能（以下この駆動軸をＺ軸と称す）に取り付けられ
ている。さらにテーブル２３上には、旋回中心Ｃを中心
として旋回可能（以下この駆動軸をＢＴ軸と称す）なワ
ークテーブル２４が取り付けられており、ワークＷＫは
ワークテーブル２４上に固定される。

【０００３】この様に構成されるＮＣ研削盤では、砥石
車２１は直交する２軸方向にワークＷＫと相対的に移動
可能であり、かつワークＷＫは前記直交する２軸を含む
平面における旋回中心Ｃを中心として砥石車２１と相対
的に旋回可能であるので、Ｘ軸、Ｚ軸及びＢＴ軸を制御
することにより、ワークＷＫの脱着、砥石車２１の交換
などの手間をかけることなく、ストレート形状及びテー
パ形状の研削段ＷＤＡおよびＷＤＢを有するワークＷＫ
を効率よく研削加工することができる。すなわち、スト
レート形状の研削段ＷＤＡを加工する場合には図６
（Ａ）のようにワークＷＫを非旋回状態として加工し、
テーパ形状の研削段ＷＤＢを加工する場合には図６
（Ｂ）のようにテーパ角度分だけワークＷＫを旋回した
状態で加工する。

【０００４】非旋回状態の研削では、加工図面に記入さ
れたワーク基準の寸法データをそのまま研削加工位置と
して指令すれば良い。ところが、旋回状態ではワーク基
準の寸法は図６（Ｂ）の様にＸＬ軸、ＺＬ軸から構成さ
れるワーク基準の座標（以下旋回座標と称す）上のもの
であるにもかかわらず、駆動軸はあくまでＸ軸、Ｚ軸か
ら構成される非旋回状態の座標（以下非旋回座標と称
す）で制御されるため研削加工位置の求め方が複雑にな
る。

【０００５】これを改善するために旋回座標上の位置を
非旋回座標上の位置に変換する機能を有するＮＣ研削盤
がある。図３は、そのような機能を有する従来のＮＣ研
削盤の一例を示すブロック構成図である。プログラム制
御部３は、操作盤１からの指令ＣＭに従いプログラム記
憶部２から加工プログラムＰＧの読出し書込みを行な
う。操作盤からの指令ＣＭがサイクル起動指令の場合に
はプログラム記憶部２から加工プログラムＰＧを読出
し、読出した加工プログラムＰＧを１ブロックずつプロ
グラム解析部４に送る。プログラム解析部４は、プログ
ラム制御部３から送られた１ブロックの加工プログラム
ＰＡを解析し、同ブロックに旋回角度または旋回中心デ
ータが含まれていれば、データＤＴとして旋回角度旋回
中心記憶部５に送って記憶させる。また、加工プログラ
ムＰＡに座標変換指令が含まれていれば、データＰＢと
して座標変換部６に送り、含まれていなかった場合には
そのまま解析し、軸駆動用データＰＣに変換して軸駆動
制御部８に送る。座標変換部６ではプログラム解析部４
から送られた加工プログラムＰＢの同ブロック内の指令
位置は旋回座標上の位置であると解釈し、旋回角度旋回
中心記憶部５に記憶されている旋回角度及び旋回中心
（データＤＰ）を参照し、非旋回座標上の位置に変換
し、変換した加工プログラムＰＤをプログラム解析部４
に送る。プログラム解析部４は座標変換部６から送られ
た加工プログラムＰＤも解析し、軸駆動用データＰＣに
変換して軸駆動制御部８に送る。軸駆動制御部８はプロ
グラム解析部４から送られた軸駆動用データＰＣに従っ
て各駆動軸モータを制御する。

【０００６】以上のように構成されたＮＣ研削盤におい
て、座標変換部６の動作を図７を例にとり説明する。図
７ではわかりやすくするため、非旋回座標上のストレー
ト形状研削段ＷＤＡおよび旋回座標上のテーパ形状研削
段ＷＤＢのみ抜粋してある。ワーク旋回状態で図７のＰ
４に位置決めしたい場合に、加工プログラムに座標変換
指令とともに旋回座標上のＰ４の位置（ＸＬＰ４，ＺＬ
Ｐ４）を指令する。すると、座標変換部６はＰ４の位置
を旋回中心Ｃを中心として角度θ分だけ時計方向に回転
した非旋回座標上の位置（ＸＰ４，ＺＰ４）に変換す
る。ワークに対する旋回中心位置及び旋回角度が解れば
上記変換は幾何学的に求めることが可能である。このよ
うに構成されたＮＣ研削盤においては、加工図面に記入
される寸法データをそのまま指令することが可能とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＮＣ研
削盤では、直接、旋回座標上の位置を目標として位置決
めする場合には有用である。しかし、退避及び寄り付き
動作を指令するためには、やはり複雑な計算を行なう必
要がある。例えば図７のＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、ワ
ークＷＫの研削段ＷＤＡの加工完了後研削段ＷＤＢに位
置決めする際の退避及び寄り付き動作を示したもので、
この場合、順にＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と移動させる。
ここでＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の旋回座標上の位置をそ
れぞれ（ＸＬＰ１，ＺＬＰ１），（ＸＬＰ２，ＺＬＰ
２），（ＸＬＰ３，ＺＬＰ３），（ＸＬＰ４，ＺＬＰ
４）とし、非旋回座標上の位置をそれぞれ（ＸＰ１，Ｚ
Ｐ１），（ＸＰ２，ＺＰ２），（ＸＰ３，ＺＰ４），
（ＸＰ４，ＺＰ４）とする。

【０００８】退避及び寄り付き動作を説明すると、研削
段ＷＤＡの加工完了後、非旋回座標Ｘ軸方向に退避し
（Ｐ１→Ｐ２）、次にワークを反時計方向にθ度旋回さ
せ、次に非旋回座標Ｚ軸方向に次研削段加工位置まで移
動し（Ｐ２→Ｐ３）、非旋回座標Ｘ軸方向に次研削段加
工位置まで寄り付く（Ｐ３→Ｐ４）。このようなＰ２、
Ｐ３を通る迂回動作（駆動軸を１軸ずつ移動させる動
作）は、退避及び寄り付き動作中にワークと砥石車とが
干渉するのを防止するために行なうものである。この移
動経路は駆動軸の方向によって決まり、ワークの旋回有
無には関わらない。従って各移動指令を考えるとＰ１、
Ｐ２の指令位置は非旋回座標で、Ｐ４の指令位置は旋回
座標で指令すればよい。しかし、Ｐ３の指令位置のうち
Ｘ軸方向指令位置はＰ２の指令位置すなわち非旋回座標
上の位置（ＸＰ２）により決まり、Ｚ軸方向指令位置は
Ｐ４の指令位置すなわち旋回座標上の位置（ＺＬＰ４）
で決まる。

【０００９】ここで非旋回座標上のＰ４のＺ軸方向指令
位置ＺＰ４を求めるには、旋回座標上の位置ＸＬＰ４及
びＺＬＰ４の両方を与える必要があるが、両方を同じブ
ロックに指令した場合にはＰ３に位置決めせず直接Ｐ４
に位置決めしてしまうため、両方を同じブロックに指令
することはできない。結局、オペレータは非旋回座標で
指令する場合にはＺ軸方向ＺＰ３の位置を計算して求め
る必要があり、旋回座標で指令する場合にはＸＬ軸方向
ＸＬＰ３、ＺＬ軸方向ＺＬＰ３を計算して求める必要が
ある。どちらの場合にも複雑で時間がかかるばかりでな
く、計算ミスなどにより砥石車とワークとが干渉する危
険性もある。本発明は上述した事情からなされたもので
あり、本発明の目的は、容易かつ安全に退避及び寄り付
き動作を指令することが可能なＮＣ研削盤を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、直交する２軸
方向にワークと砥石とを相対的に移動させることが可能
であり、かつ前記直交する２軸を含む平面における特定
の旋回中心位置を中心として前記ワークと砥石とを相対
的に旋回させることが可能な数値制御研削盤において、
前記ワークに対する前記旋回中心位置および前記ワーク
の旋回角度を記憶する記憶手段と、非旋回状態における
前記ワークに対する前記砥石車の前記直交する２軸の位
置を指令することにより、旋回状態における前記ワーク
に対する前記砥石車の前記直交する２軸の位置を演算す
る演算手段と、前記直交する２軸のうち、先行して移動
する軸を指令することにより、前記演算手段により求め
られた前記旋回状態における前記直交する２軸の位置
に、順次、１軸ずつ位置決め動作を行う制御手段とを設
けることによって、達成される。

【００１１】

【作用】本発明にあっては、非旋回状態における砥石車
の直交する２軸のワークに相対的な位置を指令し、旋回
状態における砥石車の前記直交する２軸のワークに相対
的な位置を演算し、さらに、前記直交する２軸のうち、
先行して移動する軸を指令することにより、演算により
求められた旋回状態における直交する２軸の位置に順次
１軸ずつ位置決め動作を行うため、容易かつ安全に退避
及び寄り付き動作を指令することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明のＮＣ研削盤の一例を図３に
対応させて示すブロック図であり、同一構成箇所は同符
号を付して説明を省略する。プログラム解析部４’は、
プログラム制御部３から送られた１ブロックの加工プロ
グラムＰＡを解析し、同ブロックに座標変換指令および
後述するＸ軸移動先行指令またはＺ軸移動先行指令が含
まれている場合も、座標変換部６’に同ブロックをデー
タＰＢ’として送る。座標変換部６’はデータＰＢ’に
座標変換指令が含まれている場合には従来通り同ブロッ
クの指令位置は旋回座標上のデータであると解釈し、非
旋回座標上の位置に変換し、変換した加工プログラムＰ
Ｄをプログラム解析部４’に送る。

【００１３】また、データＰＢ’にＸ軸移動先行指令ま
たはＺ軸移動先行指令が含まれている場合には同様に同
ブロックの指令位置は旋回座標上のデータであると解釈
し、非旋回座標上の位置に変換し、同ブロックの内容及
び変換して求めた位置をデータＰＤＡとして指令軸選択
部７に送る。指令軸選択部７は、データＰＤＡに含まれ
る同ブロックの２軸の指令位置の内、先行して移動させ
るよう指令された１軸のみ選択し非旋回座標上の位置に
変換された指令位置に変更し、他方の軸は現在位置のま
まとするデータをデータＰＤＢとしてプログラム解析部
４’に送る。続いて、２軸とも非旋回座標上の位置に変
換された指令位置に変更したデータを、データＰＤＢと
してプログラム解析部４’に送る。プログラム解析部
４’は指令軸選択部７から送られたデータＰＤＢも解析
し、軸駆動用データＰＣに変換して軸駆動制御部８に送
る。

【００１４】このような構成において、本発明の主要部
である座標変換部６’および指令軸選択部７で成る演算
部の動作例を図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、座標変換部６’は、プログラム解析部４’から送
られたプログラムを１ブロック読み込む（ステップＳ
１）。次に読み込んだプログラムの指令位置を旋回座標
上の位置であると見倣し、非旋回座標上の位置に変換す
る（ステップＳ２）。次に同ブロックにＸ軸先行移動指
令が含まれるか否かを判定し（ステップＳ３）、Ｘ軸先
行移動指令が含まれている場合にはステップＳ４に進
む。一方、Ｘ軸先行移動指令が含まれていない場合に
は、さらに同ブロックにＺ軸先行移動指令が含まれるか
否かを判定し（ステップＳ５）、Ｚ軸先行移動指令が含
まれている場合にはステップＳ６に進む。一方、Ｚ軸先
行移動指令が含まれていない場合には従来の座標変換指
令であると見倣し、プログラムの指令位置をステップＳ
２で求めた非旋回座標上の位置に変更した指令とし（ス
テップＳ７）、ステップＳ１０に進む。

【００１５】ステップＳ４では、Ｘ軸を先行して移動さ
せる場合であるから、Ｘ軸のみステップＳ２で求めた非
旋回座標上の位置に変更し、Ｚ軸は現在位置のままとす
る送り指令に変更し（ステップＳ４）、ステップＳ８に
進む。ステップＳ６ではＺ軸を先行して移動させる場合
であるから、Ｚ軸のみステップＳ２で求めた非旋回座標
上の位置に変更し、Ｘ軸は現在位置のままとする送り指
令に変更し（ステップＳ６）、ステップＳ８に進む。ス
テップＳ８では、ステップＳ４またはステップＳ６にて
変更された送り指令をプログラム制御部４’に送る（ス
テップＳ８）。ここでプログラム制御部４’は１軸のみ
非旋回座標上の位置に変更した送り指令を解析し軸駆動
用データに変換するので１軸のみ位置決めが実行され
る。次にＸ軸およびＺ軸の２軸を共にステップＳ２で求
めた非旋回座標上の位置に変更した送り指令を作成する
（ステップＳ９）。

【００１６】ステップＳ１０では、置換えの完了したプ
ログラムをプログラム制御部４’に送る。ここでは２軸
とも非旋回座標上の位置に変更した送り指令がプログラ
ム制御部４’にて解析され軸駆動用データに変換される
ので、２軸共に座標変換された位置への位置決めが実行
されるが、ステップＳ４またはステップＳ６を実行して
いる場合にはステップＳ８にて、すでに１軸は位置決め
を完了していることから他方の軸のみ位置決めが実行さ
れることになる。以上ですべての処理を終了する。以上
の処理は、プログラム制御部４’から、座標変換部６’
にプログラムが送られるたびに実行される。

【００１７】図８（Ａ）は、Ｚ軸先行移動指令を含む加
工プログラムの一例を示したもので、Ｇ１３１はＺ軸を
先行して移動させる指令を示し、図８（Ｂ）は、Ｘ軸先
行移動指令を含む加工プログラムの一例を示したもの
で、Ｇ１３０はＸ軸を先行して移動させる指令を示す。
図８（Ａ’）、（Ｂ’）は、上述した処理を実行した結
果得られるプログラムを図８（Ａ）、（Ｂ）に対応させ
示したものである。まずＮ０９９のブロックにおいて図
７のＰ１→Ｐ２の移動を早送りで実行するよう指令し
て、砥石車２１を退避し、Ｎ１００のブロックにおいて
ワークをテーパ角度に等しい角度θ度旋回させる。次に
Ｎ１０１のブロックでは、ＸＬＰ４、ＺＬＰ４を指令す
ることにより、座標変換が実行され、ＸＰ４、ＺＰ４が
求められる。図８（Ａ’）の場合ではＺ軸指令位置のみ
ＺＰ４に変更されたブロックＮ１０１とＸ軸、Ｚ軸とも
にＸＰ４、ＺＰ４に変更されたブロックＮ１０２が作成
され順に実行されるため、Ｐ２→Ｐ３とＺ軸片軸で移動
したあと、Ｐ３→Ｐ４と移動する。図８（Ｂ’）の場合
では上記とは逆にＸ軸移動が先行して行なわれる。尚、
Ｎ１０３は研削切込を指令するブロックである。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明のＮＣ研削盤によれ
ば、ワーク旋回状態において退避及び寄り付き動作を指
令する場合も、複雑な計算を行うことなく、先行して移
動する軸を指令すると共に、加工図面に記載されるワー
ク基準の寸法データをそのまま参照して指令するだけで
済み、容易かつ安全に退避及び寄り付き動作を指令する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＮＣ研削盤の一例を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明のＮＣ研削盤の主要部の動作例を説明す
るフローチャートである。

【図３】従来のＮＣ研削盤の一例を示すブロック図であ
る。

【図４】一般的なＮＣ研削盤の機械構成を示す平面図で
ある。

【図５】ＮＣ研削盤の研削加工動作を説明する第一の図
である。

【図６】ＮＣ研削盤の研削加工動作を説明する第二の図
である。

【図７】ＮＣ研削盤の研削加工動作を説明する第三の図
である。

【図８】本発明のＮＣ研削盤の動作例を説明する加工プ
ログラムの一例を示す図である。

【符号の説明】

１ＮＣ研削盤２プログラム記憶部３プログラム制御部４プログラム解析部４’ プログラム解析部５旋回角度旋回中心記憶部６座標変換部６’ 座標変換部７指令軸選択部８軸駆動制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/14 B24B 47/20 B24B 49/00 G05B 19/18 G05B 19/4093

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直交する２軸方向にワークと砥石とを相
対的に移動させることが可能であり、かつ前記直交する
２軸を含む平面における特定の旋回中心位置を中心とし
て前記ワークと砥石とを相対的に旋回させることが可能
な数値制御研削盤において、前記ワークに対する前記旋
回中心位置および前記ワークの旋回角度を記憶する記憶
手段と、非旋回状態における前記ワークに対する前記砥
石車の前記直交する２軸の位置を指令することにより、
旋回状態における前記ワークに対する前記砥石車の前記
直交する２軸の位置を演算する演算手段と、前記直交す
る２軸のうち、先行して移動する軸を指令することによ
り、前記演算手段により求められた前記旋回状態におけ
る前記直交する２軸の位置に、順次、１軸ずつ位置決め
動作を行う制御手段とを備えたことを特徴とする数値研
削盤。