JP3378834B2 - 仕上げ加工方法および装置 - Google Patents
仕上げ加工方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削加工、研削加
工、研磨加工などの被加工物の表面を除去する仕上げ加
工方法および装置に関する。
工、研磨加工などの被加工物の表面を除去する仕上げ加
工方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】切削、研削、研磨などの表面加工技術と
して、被加工物の加工と形状計測とを繰返すことで被加
工物を目標形状に精度よく仕上げる方法が、一般に知ら
れている。形状計測データに基づく具体的な加工方法
は、以下の先行技術に開示されている。
して、被加工物の加工と形状計測とを繰返すことで被加
工物を目標形状に精度よく仕上げる方法が、一般に知ら
れている。形状計測データに基づく具体的な加工方法
は、以下の先行技術に開示されている。
【０００３】特開昭６２−６７６０９「研削用ロボット
の制御方法」では、ワークの表面上に等間隔に配列する
計測点群の位置座標をそれぞれ計測し、各計測点とこれ
に対応する最終形状の点との距離を研削代（しろ）とし
て求める。さらに、研削代の大きさによって計測点群を
複数の領域に分類し、研削代の大きい領域から順に自動
研削を行う。
の制御方法」では、ワークの表面上に等間隔に配列する
計測点群の位置座標をそれぞれ計測し、各計測点とこれ
に対応する最終形状の点との距離を研削代（しろ）とし
て求める。さらに、研削代の大きさによって計測点群を
複数の領域に分類し、研削代の大きい領域から順に自動
研削を行う。
【０００４】特開昭６３−２３７８４０は、ＮＣ（Nume
rical Control）工作機械を制御する「面加工制御装
置」を開示している。この制御装置は、ワークをマトリ
クス状の加工ブロックに分け、各加工ブロックの高さを
計測する。計測された高さを、加工ブロックごとにメモ
リに格納し、ＣＲＴ（Cathord Ray Tube）ディスプレイ
に１回目、２回目、３回目の切削加工で加工される位置
座標をそれぞれ表示する。また、切削を行わない非加工
ブロックでは、加工工具を早送りさせる。
rical Control）工作機械を制御する「面加工制御装
置」を開示している。この制御装置は、ワークをマトリ
クス状の加工ブロックに分け、各加工ブロックの高さを
計測する。計測された高さを、加工ブロックごとにメモ
リに格納し、ＣＲＴ（Cathord Ray Tube）ディスプレイ
に１回目、２回目、３回目の切削加工で加工される位置
座標をそれぞれ表示する。また、切削を行わない非加工
ブロックでは、加工工具を早送りさせる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加工と
計測とを繰返す方法では、第１回の計測形状と第２回の
計測形状との間に誤差が発生した場合、その誤差は、第
３回以降にも継続的に発生し、目標形状への到達までに
加工と計測とを何度も繰返さなければならない。
計測とを繰返す方法では、第１回の計測形状と第２回の
計測形状との間に誤差が発生した場合、その誤差は、第
３回以降にも継続的に発生し、目標形状への到達までに
加工と計測とを何度も繰返さなければならない。
【０００６】また、先行技術では、研削区間あるいは加
工ブロックを一定の送り速度で加工工具を送るため、加
工工具にかかる負荷を考慮して、一回の加工工具送りで
除去するワークの除去量を比較的少なく設定しなければ
ならない。このため、非加工ブロックの占める割合が多
くなり、加工工具の空走（エアカット）距離が増大する
ため、加工効率を低下させてしまう。
工ブロックを一定の送り速度で加工工具を送るため、加
工工具にかかる負荷を考慮して、一回の加工工具送りで
除去するワークの除去量を比較的少なく設定しなければ
ならない。このため、非加工ブロックの占める割合が多
くなり、加工工具の空走（エアカット）距離が増大する
ため、加工効率を低下させてしまう。
【０００７】また、先行技術は、いずれも自動加工を前
提としており、作業者が手動で加工を行うシステムには
適用できない。
提としており、作業者が手動で加工を行うシステムには
適用できない。
【０００８】また、形状計測のためにはレーザ光をスキ
ャンさせる方法があるが、レーザ光を使用する場合、仕
上げ加工が進むにつれて被加工物の表面が鏡面に近い状
態になる。鏡面は、レーザ光をある特定の方向にだけ反
射するため、反射方向によっては受光が不可能となり、
計測も不可能となる場合がある。
ャンさせる方法があるが、レーザ光を使用する場合、仕
上げ加工が進むにつれて被加工物の表面が鏡面に近い状
態になる。鏡面は、レーザ光をある特定の方向にだけ反
射するため、反射方向によっては受光が不可能となり、
計測も不可能となる場合がある。
【０００９】本発明の目的は、加工と計測との繰返し回
数を減らし、または加工工具の空走距離を減らして、加
工効率を向上できる仕上げ加工方法を提供することであ
る。
数を減らし、または加工工具の空走距離を減らして、加
工効率を向上できる仕上げ加工方法を提供することであ
る。
【００１０】また本発明の目的は、作業者が手動で仕上
げ加工を行う場合に、作業者による操作性を向上できる
仕上げ加工装置を提供することである。
げ加工を行う場合に、作業者による操作性を向上できる
仕上げ加工装置を提供することである。
【００１１】また本発明の目的は、レーザ光を使用して
形状計測を行う場合に、被加工物の表面が鏡面状態にな
るのを防止することで、加工精度を向上できる仕上げ加
工装置を提供することである。
形状計測を行う場合に、被加工物の表面が鏡面状態にな
るのを防止することで、加工精度を向上できる仕上げ加
工装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工物の形
状を計測する工程と、計測形状と目標形状との比較によ
り必要除去量を算出する工程と、必要除去量に応じて、
加工工具の動作を指示するための加工情報を算出する工
程と、加工情報に基づき被加工物の表面を除去する仕上
げ加工を行う工程とを含み、前記各工程を必要除去量が
所定量以下となるまで繰返す仕上げ加工方法であって、
前記仕上げ加工を行う工程で１回目以降の各仕上げ加工
を行った後、前記必要除去量を算出する工程では、算出
した必要除去量を、その必要除去量と前回算出の必要除
去量との比率に応じて補正することを特徴とする仕上げ
加工方法である。
状を計測する工程と、計測形状と目標形状との比較によ
り必要除去量を算出する工程と、必要除去量に応じて、
加工工具の動作を指示するための加工情報を算出する工
程と、加工情報に基づき被加工物の表面を除去する仕上
げ加工を行う工程とを含み、前記各工程を必要除去量が
所定量以下となるまで繰返す仕上げ加工方法であって、
前記仕上げ加工を行う工程で１回目以降の各仕上げ加工
を行った後、前記必要除去量を算出する工程では、算出
した必要除去量を、その必要除去量と前回算出の必要除
去量との比率に応じて補正することを特徴とする仕上げ
加工方法である。
【００１３】本発明に従えば、必要除去量を算出する工
程では、前記仕上げ加工を行う工程で１回目以降の各仕
上げ加工を行った後、まず計測形状と目標形状との比較
により加工時の必要除去量を算出し、さらに必要除去量
と前回算出の必要除去量との比率に応じて必要除去量を
補正する。これによって、前回の加工結果に基づいて今
回の加工動作を修正することができるため、前回発生し
た加工誤差を今回加工で繰返して発生することがなくな
る。よって、少ない加工回数で早く目標形状に到達でき
るため、加工効率を向上することができる。また、必要
除去量の補正によって、加工装置の剛性や精度不足など
に起因する誤差も解消することができる。
程では、前記仕上げ加工を行う工程で１回目以降の各仕
上げ加工を行った後、まず計測形状と目標形状との比較
により加工時の必要除去量を算出し、さらに必要除去量
と前回算出の必要除去量との比率に応じて必要除去量を
補正する。これによって、前回の加工結果に基づいて今
回の加工動作を修正することができるため、前回発生し
た加工誤差を今回加工で繰返して発生することがなくな
る。よって、少ない加工回数で早く目標形状に到達でき
るため、加工効率を向上することができる。また、必要
除去量の補正によって、加工装置の剛性や精度不足など
に起因する誤差も解消することができる。
【００１４】また本発明は、前記比率に応じて行う前記
補正は、仕上げ加工を行う加工工程の送り速度、加工工
具の１回送りによる除去量、および加工工具の送り回数
のいずれかに関して、行うことを特徴とする。
補正は、仕上げ加工を行う加工工程の送り速度、加工工
具の１回送りによる除去量、および加工工具の送り回数
のいずれかに関して、行うことを特徴とする。
【００１５】本発明に従えば、加工工具の送り速度、除
去量および送り回数のいずれかの補正を行う。たとえば
必要除去量に応じて加工工具の送り速度を変化させるた
め、局部的に必要除去量が大きくても、その部分だけ加
工工具の送り速度を小さくすることで、加工工具への負
荷を減らすことができ、より大きな必要除去量を一度の
加工工具送りによって除去することができる。また、一
般に加工工具１回送りあたりの除去量が大きいほど、加
工工具の空走距離が小さくなるので、上記のように加工
工具への負荷を減らすことで、加工工具の空走距離を減
らすことができ、加工効率を向上することができる。
去量および送り回数のいずれかの補正を行う。たとえば
必要除去量に応じて加工工具の送り速度を変化させるた
め、局部的に必要除去量が大きくても、その部分だけ加
工工具の送り速度を小さくすることで、加工工具への負
荷を減らすことができ、より大きな必要除去量を一度の
加工工具送りによって除去することができる。また、一
般に加工工具１回送りあたりの除去量が大きいほど、加
工工具の空走距離が小さくなるので、上記のように加工
工具への負荷を減らすことで、加工工具の空走距離を減
らすことができ、加工効率を向上することができる。
【００１６】
【００１７】たとえば、必要除去量が大きい場合には、
加工工具の１回送りによる除去量を減らして、加工工具
の送り回数を増やすことによって、加工工具への負荷を
さらに減らすことができる。逆に、必要除去量が小さい
場合には、加工工具の１回送りによる除去量を増やし
て、加工工具の送り回数を減らすことによって、加工工
具の空走を減らすことができ、加工効率を向上できる。
加工工具の１回送りによる除去量を減らして、加工工具
の送り回数を増やすことによって、加工工具への負荷を
さらに減らすことができる。逆に、必要除去量が小さい
場合には、加工工具の１回送りによる除去量を増やし
て、加工工具の送り回数を減らすことによって、加工工
具の空走を減らすことができ、加工効率を向上できる。
【００１８】また本発明は、被加工物の形状を計測する
計測手段と、計測形状と目標形状との比較結果に応じて
必要除去量を算出する除去量算出手段と、必要除去量に
応じて、加工工具の動作を指示するための加工情報を算
出する加工情報算出手段と、加工情報に基づき被加工物
の表面を除去する仕上げ加工を行う加工手段と、必要除
去量の大きさに応じて段階的に区分された区分領域を色
分け表示し、かつ前回の必要除去量と前回の実除去量と
の差を色分けして表示する表示手段とを備えたことを特
徴とする仕上げ加工装置である。
計測手段と、計測形状と目標形状との比較結果に応じて
必要除去量を算出する除去量算出手段と、必要除去量に
応じて、加工工具の動作を指示するための加工情報を算
出する加工情報算出手段と、加工情報に基づき被加工物
の表面を除去する仕上げ加工を行う加工手段と、必要除
去量の大きさに応じて段階的に区分された区分領域を色
分け表示し、かつ前回の必要除去量と前回の実除去量と
の差を色分けして表示する表示手段とを備えたことを特
徴とする仕上げ加工装置である。
【００１９】本発明に従えば、被加工物に関する情報を
表示した表示画面を見ながら加工作業を進めることがで
き、作業者の操作性を向上することができる。すなわ
ち、加工装置が自動的に加工を行う場合、作業者は、こ
れらの情報を確認しながら、加工装置に適切な指示を与
えることなどができる。また、作業者が手動で加工作業
を行う場合でも、情報を確認しながら加工作業を実行す
ることができる。
表示した表示画面を見ながら加工作業を進めることがで
き、作業者の操作性を向上することができる。すなわ
ち、加工装置が自動的に加工を行う場合、作業者は、こ
れらの情報を確認しながら、加工装置に適切な指示を与
えることなどができる。また、作業者が手動で加工作業
を行う場合でも、情報を確認しながら加工作業を実行す
ることができる。
【００２０】また本発明は、被加工物の形状を計測する
計測手段と、計測形状と目標形状との比較結果に応じて
必要除去量を算出する除去量算出手段と、必要除去量に
応じて、加工工具の動作を指示するための加工情報を算
出する加工情報算出手段と、加工情報に基づき被加工物
の表面を除去する仕上げ加工を行う加工手段と、必要除
去量の大きさに応じて段階的に区分された区分領域を、
被加工物の表面にマーキングするマーキング手段とを備
えたことを特徴とする仕上げ加工装置である。
計測手段と、計測形状と目標形状との比較結果に応じて
必要除去量を算出する除去量算出手段と、必要除去量に
応じて、加工工具の動作を指示するための加工情報を算
出する加工情報算出手段と、加工情報に基づき被加工物
の表面を除去する仕上げ加工を行う加工手段と、必要除
去量の大きさに応じて段階的に区分された区分領域を、
被加工物の表面にマーキングするマーキング手段とを備
えたことを特徴とする仕上げ加工装置である。
【００２１】本発明に従えば、作業者は、被加工物を見
るだけで加工箇所および除去量を把握することができ、
しかも、被加工物表面を除去することによってマークも
除去されるため、加工の完了箇所と加工の未完了箇所と
を明確に識別することができる。よって、作業者の操作
性をさらに向上することができる。
るだけで加工箇所および除去量を把握することができ、
しかも、被加工物表面を除去することによってマークも
除去されるため、加工の完了箇所と加工の未完了箇所と
を明確に識別することができる。よって、作業者の操作
性をさらに向上することができる。
【００２２】また本発明は、被加工物の形状を計測する
計測手段と、計測形状と目標形状との比較結果に応じて
必要除去量を算出する除去量算出手段と、必要除去量に
応じて、加工工具の動作を指示するための加工情報を算
出する加工情報算出手段と、加工情報に基づき被加工物
の表面を除去する仕上げ加工を行う加工手段と、被加工
物の表面に光散乱層を一様に形成する光散乱層形成手段
とを備えたことを特徴とする仕上げ加工装置である。
計測手段と、計測形状と目標形状との比較結果に応じて
必要除去量を算出する除去量算出手段と、必要除去量に
応じて、加工工具の動作を指示するための加工情報を算
出する加工情報算出手段と、加工情報に基づき被加工物
の表面を除去する仕上げ加工を行う加工手段と、被加工
物の表面に光散乱層を一様に形成する光散乱層形成手段
とを備えたことを特徴とする仕上げ加工装置である。
【００２３】本発明に従えば、被加工物の表面に光散乱
層を一様に形成するため、被加工物の表面からの光を確
実に受光することができる。よって、被加工物の形状計
測精度を向上でき、被加工物の加工精度を向上できる。
光散乱層は、たとえば後述の実施の形態では、パウダー
状の物質を一様に塗布して形成され、その塗布むらがあ
れば、精度が低下するが、それは要求仕上げ精度、すな
わち目標形状との差との兼ね合いで決まり、多少の塗布
むらは精度には影響せず、とにかく非接触センサで計測
可能な表面状態になればよい。
層を一様に形成するため、被加工物の表面からの光を確
実に受光することができる。よって、被加工物の形状計
測精度を向上でき、被加工物の加工精度を向上できる。
光散乱層は、たとえば後述の実施の形態では、パウダー
状の物質を一様に塗布して形成され、その塗布むらがあ
れば、精度が低下するが、それは要求仕上げ精度、すな
わち目標形状との差との兼ね合いで決まり、多少の塗布
むらは精度には影響せず、とにかく非接触センサで計測
可能な表面状態になればよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
る仕上げ加工用の加工装置１０を示す図である。加工装
置１０は、グラインダなどの被加工物Ｍを加工するため
の加工工具１１、加工工具１１を支持するアーム１２、
加工工具１１およびアーム１２に動作の指示を伝達する
Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３、被加工物Ｍの形状を計
測する計測装置１４、加工結果や計測結果を表示する表
示装置１５、各種演算を行う演算装置１６、被加工物Ｍ
を支持するポジショナ１７などで構成される。
る仕上げ加工用の加工装置１０を示す図である。加工装
置１０は、グラインダなどの被加工物Ｍを加工するため
の加工工具１１、加工工具１１を支持するアーム１２、
加工工具１１およびアーム１２に動作の指示を伝達する
Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３、被加工物Ｍの形状を計
測する計測装置１４、加工結果や計測結果を表示する表
示装置１５、各種演算を行う演算装置１６、被加工物Ｍ
を支持するポジショナ１７などで構成される。
【００２５】計測装置１４は、スリット光源１４ａから
のレーザ光を被加工物Ｍの表面に照射し、戻り光をカメ
ラ１４ｂで受光することによって、被加工物Ｍの表面上
の各点の位置座標を計測する。これによって、被加工物
Ｍに沿って一点ずつ計測する必要がなく、一度に形状を
得ることができるため、計測時間を短縮できる。
のレーザ光を被加工物Ｍの表面に照射し、戻り光をカメ
ラ１４ｂで受光することによって、被加工物Ｍの表面上
の各点の位置座標を計測する。これによって、被加工物
Ｍに沿って一点ずつ計測する必要がなく、一度に形状を
得ることができるため、計測時間を短縮できる。
【００２６】図１に示される計測装置１４は、非接触式
であるが、接触式の計測装置でもよい。また、計測装置
１４は光学式であるが、渦電流方式または超音波方式で
もよい。このような計測装置によって、被加工物Ｍの形
状を計測することができる。被加工物Ｍを指定の厚みに
仕上げたいときは、被加工物Ｍを回転させながら形状計
測を行う、あるいは被加工物Ｍの表裏両側から同時にセ
ンシングするなどして被加工物Ｍの全体形状を得ること
ができる。
であるが、接触式の計測装置でもよい。また、計測装置
１４は光学式であるが、渦電流方式または超音波方式で
もよい。このような計測装置によって、被加工物Ｍの形
状を計測することができる。被加工物Ｍを指定の厚みに
仕上げたいときは、被加工物Ｍを回転させながら形状計
測を行う、あるいは被加工物Ｍの表裏両側から同時にセ
ンシングするなどして被加工物Ｍの全体形状を得ること
ができる。
【００２７】演算装置１６は、計測形状と目標形状とを
比較し、被加工物Ｍに位置決め誤差がある場合には、回
転移動、平行移動などの適当な座標変換を行うことによ
り、必要除去量を算出する。目標形状は、ＣＡＤ（Comp
uter Aided Design）データから、あるいは事前に製品
形状を計測しておくことにより得られる。必要除去量
は、被加工物Ｍの表面上の各点について算出される。被
加工物Ｍの表面は、必要除去量に応じて複数の領域（以
下、等高領域と称する）に区分される。等高領域に含ま
れる各点の必要除去量は、一定の数値範囲に含まれる。
比較し、被加工物Ｍに位置決め誤差がある場合には、回
転移動、平行移動などの適当な座標変換を行うことによ
り、必要除去量を算出する。目標形状は、ＣＡＤ（Comp
uter Aided Design）データから、あるいは事前に製品
形状を計測しておくことにより得られる。必要除去量
は、被加工物Ｍの表面上の各点について算出される。被
加工物Ｍの表面は、必要除去量に応じて複数の領域（以
下、等高領域と称する）に区分される。等高領域に含ま
れる各点の必要除去量は、一定の数値範囲に含まれる。
【００２８】図２は、加工装置１による仕上げ加工の処
理流れを示すフローチャートである。ステップｓ０にお
いて、仕上げ加工処理を開始すると、ステップｓ１にお
いて、被加工物Ｍの形状を計測する（１回目）。次にス
テップｓ２において、計測形状と目標形状とを比較して
被加工物Ｍの必要除去量を算出する。次にステップｓ３
において、必要除去量から加工工具１１やアーム１２の
動作を指定するための加工パラメータを算出する。次に
ステップｓ４において、加工工具１１を被加工物Ｍの表
面に沿って送り、被加工物Ｍの表面を削り取る加工を行
う。
理流れを示すフローチャートである。ステップｓ０にお
いて、仕上げ加工処理を開始すると、ステップｓ１にお
いて、被加工物Ｍの形状を計測する（１回目）。次にス
テップｓ２において、計測形状と目標形状とを比較して
被加工物Ｍの必要除去量を算出する。次にステップｓ３
において、必要除去量から加工工具１１やアーム１２の
動作を指定するための加工パラメータを算出する。次に
ステップｓ４において、加工工具１１を被加工物Ｍの表
面に沿って送り、被加工物Ｍの表面を削り取る加工を行
う。
【００２９】次にステップｓ５、ｓ６において、２回目
の形状計測および必要除去量を算出し、ステップｓ７に
おいて、必要除去量を閾値と比較する加工結果判定を行
う。すなわち、再計測による必要除去量が所定の閾値以
下であれば、仕上げが完了したものとみなし、ステップ
ｓ９において、仕上げ加工処理を終了する。一方、再計
測による必要除去量が閾値よりも大きい場合、ステップ
ｓ８において、必要除去量に補正を加え、補正された除
去量に基づいて加工パラメータを算出し、再び加工パラ
メータに従って加工工具１１を送って加工を行う。
の形状計測および必要除去量を算出し、ステップｓ７に
おいて、必要除去量を閾値と比較する加工結果判定を行
う。すなわち、再計測による必要除去量が所定の閾値以
下であれば、仕上げが完了したものとみなし、ステップ
ｓ９において、仕上げ加工処理を終了する。一方、再計
測による必要除去量が閾値よりも大きい場合、ステップ
ｓ８において、必要除去量に補正を加え、補正された除
去量に基づいて加工パラメータを算出し、再び加工パラ
メータに従って加工工具１１を送って加工を行う。
【００３０】ステップｓ４〜ｓ８の加工と計測とは、必
要除去量が閾値以下になるまで繰返される。１回目の加
工終了後には、加工装置１０の剛性、特に産業用ロボッ
トなどを用いた場合の剛性、加工装置１０の位置制御精
度、加工工具１１の摩耗などの要因によって、１回目の
必要除去量と実際の除去量との間に差が発生するが、ス
テップｓ８の処理によって必要除去量が補正されるた
め、これらの誤差を解消して、実除去量を必要除去量に
近づけることができる。
要除去量が閾値以下になるまで繰返される。１回目の加
工終了後には、加工装置１０の剛性、特に産業用ロボッ
トなどを用いた場合の剛性、加工装置１０の位置制御精
度、加工工具１１の摩耗などの要因によって、１回目の
必要除去量と実際の除去量との間に差が発生するが、ス
テップｓ８の処理によって必要除去量が補正されるた
め、これらの誤差を解消して、実除去量を必要除去量に
近づけることができる。
【００３１】図３は、図２のステップｓ８による補正を
詳しく示す図であり、被加工物Ｍの断面を模式的に示し
ている。必要除去量がゼロのラインは、目標形状を示し
ている。領域Ｄ１は、目標形状から１回目の計測後に算
出された計測形状までの間の領域であり、領域Ｄ２は、
目標形状から２回目の計測後に算出された計測形状まで
の間の領域である。図３の点Ｐにおける２回目の必要除
去量ａ２の補正は、１回目の必要除去量ａ１を考慮して
算出する。具体的には、点Ｐにおける１回目の必要除去
量ａ１と、２回目の必要除去量ａ２との比率を求め、必
要除去量ａ２を、たとえば次の式１で表わされる等比級
数の和に補正すればよい。すなわち式１の値を、２回目
の必要除去量として設定して仕上げ加工を行う。
詳しく示す図であり、被加工物Ｍの断面を模式的に示し
ている。必要除去量がゼロのラインは、目標形状を示し
ている。領域Ｄ１は、目標形状から１回目の計測後に算
出された計測形状までの間の領域であり、領域Ｄ２は、
目標形状から２回目の計測後に算出された計測形状まで
の間の領域である。図３の点Ｐにおける２回目の必要除
去量ａ２の補正は、１回目の必要除去量ａ１を考慮して
算出する。具体的には、点Ｐにおける１回目の必要除去
量ａ１と、２回目の必要除去量ａ２との比率を求め、必
要除去量ａ２を、たとえば次の式１で表わされる等比級
数の和に補正すればよい。すなわち式１の値を、２回目
の必要除去量として設定して仕上げ加工を行う。
【００３２】
【数１】
【００３３】なお、必要除去量を補正する代わりに、加
工工具１１の１回送りあたりの除去量、送り回数、また
は送り速度などの加工情報を補正してもよい。
工工具１１の１回送りあたりの除去量、送り回数、また
は送り速度などの加工情報を補正してもよい。
【００３４】図４は、必要除去量と加工工具１１の送り
速度との関係を例示する図である。図４には、加工工具
１１を３回送る第１比較例と、加工工具１１を１回送る
だけの第２比較例とを示す。第１比較例では、加工情報
として加工工具１１の送り回数だけを与えるのに対し
て、第２比較例では加工情報として加工工具１１の送り
速度も与える。たとえば、第１比較例では加工工具１１
を一定の速度Ｖ０で３回送るのに対して、第２比較例で
は、１回の除去量を３倍にし、区間Ａでの速度ＶａをＶ
０／３に、区間Ｂでの速度ＶｂをＶ０／２に、区間Ｃで
の速度ＶｃをＶ０にする。
速度との関係を例示する図である。図４には、加工工具
１１を３回送る第１比較例と、加工工具１１を１回送る
だけの第２比較例とを示す。第１比較例では、加工情報
として加工工具１１の送り回数だけを与えるのに対し
て、第２比較例では加工情報として加工工具１１の送り
速度も与える。たとえば、第１比較例では加工工具１１
を一定の速度Ｖ０で３回送るのに対して、第２比較例で
は、１回の除去量を３倍にし、区間Ａでの速度ＶａをＶ
０／３に、区間Ｂでの速度ＶｂをＶ０／２に、区間Ｃで
の速度ＶｃをＶ０にする。
【００３５】ただし、区間Ａの除去量は、第１比較例の
１回送りあたりの最大除去量の２倍以上で３倍未満であ
り、区間Ｂの除去量は、第１比較例の１回送りあたりの
最大除去量以上でその２倍未満であり、区間Ｃの除去量
は、第１比較例の１回あたりの最大除去量未満である。
１回送りあたりの最大除去量の２倍以上で３倍未満であ
り、区間Ｂの除去量は、第１比較例の１回送りあたりの
最大除去量以上でその２倍未満であり、区間Ｃの除去量
は、第１比較例の１回あたりの最大除去量未満である。
【００３６】３回送る第１比較例に比べて、第２比較例
では加工速度は下げているが加工工具１１の空走距離を
減らすことができ、トータルの加工時間を短縮できる。
また、加工工具１１への負荷は、加工工具１１の１回送
りの除去量および送り速度に関係するため、除去量に応
じて送り速度を可変にすることで、加工工具１１への過
剰な負荷を解消できる。また、計測データを利用して予
め加工工具１１の送り速度を計画できるので、力を検出
するための特別なセンサが不要であり、かつフィードバ
ック制御を行わないので、速度の安定性がよい。また、
加工工具１１の１回送りでは必要量の除去ができない場
合、加工工具１１の送り回数を複数にして、最初は加工
工具１１の送り回数の多い領域の加工を行い、その後、
送り速度を可変にする方法を組合わせても加工時間の短
縮を図ることができる。
では加工速度は下げているが加工工具１１の空走距離を
減らすことができ、トータルの加工時間を短縮できる。
また、加工工具１１への負荷は、加工工具１１の１回送
りの除去量および送り速度に関係するため、除去量に応
じて送り速度を可変にすることで、加工工具１１への過
剰な負荷を解消できる。また、計測データを利用して予
め加工工具１１の送り速度を計画できるので、力を検出
するための特別なセンサが不要であり、かつフィードバ
ック制御を行わないので、速度の安定性がよい。また、
加工工具１１の１回送りでは必要量の除去ができない場
合、加工工具１１の送り回数を複数にして、最初は加工
工具１１の送り回数の多い領域の加工を行い、その後、
送り速度を可変にする方法を組合わせても加工時間の短
縮を図ることができる。
【００３７】図５は、本発明の実施の他の形態の表示装
置１５の表示例を示す図である。表示装置１５の表示画
面には、被加工物Ｍの平面図２１、２２、断面図２３、
２４、模式図２５、２６が表示される。平面図２１、２
２は、表側、裏側からそれぞれ見た平面図であり、各等
高領域を色分け表示する。断面図２３は、被加工物Ｍを
所定断面から見た断面図であり、断面図２４は、被加工
物Ｍを別の断面から見た断面図であり、それぞれ目標形
状および計測形状を色分け表示する。加工残量は、前回
の必要除去量と前回の実除去量との差である。模式図２
５、２６は、前回の必要除去量と加工残量とを色分け表
示する。
置１５の表示例を示す図である。表示装置１５の表示画
面には、被加工物Ｍの平面図２１、２２、断面図２３、
２４、模式図２５、２６が表示される。平面図２１、２
２は、表側、裏側からそれぞれ見た平面図であり、各等
高領域を色分け表示する。断面図２３は、被加工物Ｍを
所定断面から見た断面図であり、断面図２４は、被加工
物Ｍを別の断面から見た断面図であり、それぞれ目標形
状および計測形状を色分け表示する。加工残量は、前回
の必要除去量と前回の実除去量との差である。模式図２
５、２６は、前回の必要除去量と加工残量とを色分け表
示する。
【００３８】このように、等高領域毎に色分けし、また
これと合わせて、被加工物Ｍの各断面毎に前回の必要除
去量と前回の実除去量との差を色分けして画面に表示す
ることによって、作業者に対して、被加工物Ｍの除去量
の場所による大小と作業の経過とを視覚的に提示するの
で、加工工具１回送りあたりの除去量や加工工具１１の
送り速度を正確に制御することができる。
これと合わせて、被加工物Ｍの各断面毎に前回の必要除
去量と前回の実除去量との差を色分けして画面に表示す
ることによって、作業者に対して、被加工物Ｍの除去量
の場所による大小と作業の経過とを視覚的に提示するの
で、加工工具１回送りあたりの除去量や加工工具１１の
送り速度を正確に制御することができる。
【００３９】図６は、本発明の実施の他の形態のマーキ
ング装置３１を備えた仕上げ加工装置の構成例を示すブ
ロック図である。図６の構成では、図１の加工工具１１
の代わりに作業者が手動で加工を行う。マーキング装置
３１は、ノズルから塗料を吐出するなどして被加工物Ｍ
の表面に等高領域を直接描く。等高領域データは、演算
装置によって生成され、マーキング装置３１に送られ
る。マーキング装置３１は、受取った等高領域データに
従って、被加工物Ｍの表面にマーキングする。その他の
構成は、図１と同一であるので、説明を省略する。この
ような構成によって、作業者は、被加工物Ｍ表面のマー
クに従って、より正確に仕上げ加工作業を行うことがで
きる。
ング装置３１を備えた仕上げ加工装置の構成例を示すブ
ロック図である。図６の構成では、図１の加工工具１１
の代わりに作業者が手動で加工を行う。マーキング装置
３１は、ノズルから塗料を吐出するなどして被加工物Ｍ
の表面に等高領域を直接描く。等高領域データは、演算
装置によって生成され、マーキング装置３１に送られ
る。マーキング装置３１は、受取った等高領域データに
従って、被加工物Ｍの表面にマーキングする。その他の
構成は、図１と同一であるので、説明を省略する。この
ような構成によって、作業者は、被加工物Ｍ表面のマー
クに従って、より正確に仕上げ加工作業を行うことがで
きる。
【００４０】図７は、本発明の実施の他の形態の散乱層
形成装置４１を備えた仕上げ加工装置の構成例を示すブ
ロック図である。計測装置１４は、レーザ光を放射する
ものに限る。散乱層形成装置４１は、計測装置１４によ
って被加工物Ｍの形状を計測する前に、被加工物Ｍの表
面にパウダー状の物質を一様に塗布して散乱層を形成す
る。その他の構成は、図１と同一であるので、説明を省
略する。このような構成によれば、鏡面を散乱層で覆
い、被加工物Ｍ表面に照射される光は、散乱して確実に
カメラに到達するため、形状計測を確実に行うことがで
きる。
形成装置４１を備えた仕上げ加工装置の構成例を示すブ
ロック図である。計測装置１４は、レーザ光を放射する
ものに限る。散乱層形成装置４１は、計測装置１４によ
って被加工物Ｍの形状を計測する前に、被加工物Ｍの表
面にパウダー状の物質を一様に塗布して散乱層を形成す
る。その他の構成は、図１と同一であるので、説明を省
略する。このような構成によれば、鏡面を散乱層で覆
い、被加工物Ｍ表面に照射される光は、散乱して確実に
カメラに到達するため、形状計測を確実に行うことがで
きる。
【００４１】なお、散乱層を形成することによって被加
工物Ｍの形状が変化するが、変化量が充分小さく所定範
囲内であれば、加工誤差も充分小さく問題ない。また、
予め散乱層の厚さを測定しておき、その分を補正して加
工することで、加工誤差を解消することができる。ま
た、図２の補正を行うことでも加工誤差を解消すること
ができる。
工物Ｍの形状が変化するが、変化量が充分小さく所定範
囲内であれば、加工誤差も充分小さく問題ない。また、
予め散乱層の厚さを測定しておき、その分を補正して加
工することで、加工誤差を解消することができる。ま
た、図２の補正を行うことでも加工誤差を解消すること
ができる。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、１回目以
降の各仕上げ加工を行った後、今回算出の必要除去量と
前回算出の必要除去量との比率に応じて今回の必要除去
量を補正することによって、前回の加工結果に基づいて
今回の加工動作を修正でき、加工効率を向上することが
できる。
降の各仕上げ加工を行った後、今回算出の必要除去量と
前回算出の必要除去量との比率に応じて今回の必要除去
量を補正することによって、前回の加工結果に基づいて
今回の加工動作を修正でき、加工効率を向上することが
できる。
【００４３】また、必要除去量に応じて加工工具の送り
速度を変化させることによって、加工工具の空走距離を
減らすことができ、加工効率を向上できる。また本発明
によれば、送り速度のほかに、加工工具の１回送りによ
る除去量または加工工具の送り速度の補正を行うように
してもよい。
速度を変化させることによって、加工工具の空走距離を
減らすことができ、加工効率を向上できる。また本発明
によれば、送り速度のほかに、加工工具の１回送りによ
る除去量または加工工具の送り速度の補正を行うように
してもよい。
【００４４】また、表示装置に被加工物に関する情報を
表示することによって、表示画面を見ながら加工を行う
ことができ、作業者の操作性を向上することができる。
表示することによって、表示画面を見ながら加工を行う
ことができ、作業者の操作性を向上することができる。
【００４５】被加工物に直接マーキングすることによっ
て、被加工物を見るだけで加工箇所および除去量を把握
することができ、作業者の操作性を向上することができ
る。
て、被加工物を見るだけで加工箇所および除去量を把握
することができ、作業者の操作性を向上することができ
る。
【００４６】また、被加工物の表面に一様な光散乱層を
形成することによって、被加工物の形状計測精度を向上
でき、さらには被加工物の加工精度を向上できる。
形成することによって、被加工物の形状計測精度を向上
でき、さらには被加工物の加工精度を向上できる。
【図１】本発明の一実施形態である仕上げ加工用の加工
装置１０を示す図である。
装置１０を示す図である。
【図２】加工装置１による仕上げ加工の処理流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】図２のステップｓ８による補正を詳しく示す図
である。
である。
【図４】必要除去量と加工工具１１の送り速度との関係
を例示する図である。
を例示する図である。
【図５】本発明の実施の他の形態の表示装置１５の表示
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】本発明の実施の他の形態のマーキング装置３１
を備えた加工装置の構成例を示すブロック図である。
を備えた加工装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の他の形態の散乱層形成装置４１
を備えた加工装置の構成例を示すブロック図である。
を備えた加工装置の構成例を示すブロック図である。
１０ 加工装置
１１ 加工工具
１２ アーム
１３ Ｉ／Ｆ
１４ 計測装置
１５ 表示装置
１６ 演算装置
１７ ポジショナ
２１，２２ 平面図
２３，２４ 断面図
２５，２６ 模式図
Ｍ 被加工物
ａ１，ａ２ 必要除去量
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中野 康夫
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(72)発明者 公門 泰博
千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工
業株式会社 野田工場内
(56)参考文献 特開 平４−305706（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−137006（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−138929（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−210550（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 19/18 - 19/46
B23Q 15/00 - 15/28
B23Q 17/00 - 23/00
B24B 41/00 - 51/00
Claims (5)
- 【請求項１】 被加工物の形状を計測する工程と、 計測形状と目標形状との比較により必要除去量を算出す
る工程と、 必要除去量に応じて、加工工具の動作を指示するための
加工情報を算出する工程と、 加工情報に基づき被加工物の表面を除去する仕上げ加工
を行う工程とを含み、 前記各工程を必要除去量が所定量以下となるまで繰返す
仕上げ加工方法であって、 前記仕上げ加工を行う工程で１回目以降の各仕上げ加工
を行った後、前記必要除去量を算出する工程では、算出
した必要除去量を、その必要除去量と前回算出の必要除
去量との比率に応じて補正することを特徴とする仕上げ
加工方法。 - 【請求項２】 前記比率に応じて行う前記補正は、仕上
げ加工を行う加工工程の送り速度、加工工具の１回送り
による除去量、および加工工具の送り回数のいずれかに
関して、行うことを特徴とする請求項１記載の仕上げ加
工方法。 - 【請求項３】 被加工物の形状を計測する計測手段と、 計測形状と目標形状との比較結果に応じて必要除去量を
算出する除去量算出手段と、 必要除去量に応じて、加工工具の動作を指示するための
加工情報を算出する加工情報算出手段と、 加工情報に基づき被加工物の表面を除去する仕上げ加工
を行う加工手段と、 必要除去量の大きさに応じて段階的に区分された区分領
域を色分け表示し、かつ前回の必要除去量と前回の実除
去量との差を色分けして表示する表示手段とを備えたこ
とを特徴とする仕上げ加工装置。 - 【請求項４】 被加工物の形状を計測する計測手段と、 計測形状と目標形状との比較結果に応じて必要除去量を
算出する除去量算出手段と、 必要除去量に応じて、加工工具の動作を指示するための
加工情報を算出する加工情報算出手段と、 加工情報に基づき被加工物の表面を除去する仕上げ加工
を行う加工手段と、 必要除去量の大きさに応じて段階的に区分された区分領
域を、被加工物の表面にマーキングするマーキング手段
とを備えたことを特徴とする仕上げ加工装置。 - 【請求項５】 被加工物の形状を計測する計測手段と、 計測形状と目標形状との比較結果に応じて必要除去量を
算出する除去量算出手段と、 必要除去量に応じて、加工工具の動作を指示するための
加工情報を算出する加工情報算出手段と、 加工情報に基づき被加工物の表面を除去する仕上げ加工
を行う加工手段と、 被加工物の表面に光散乱層を一様に形成する光散乱層形
成手段とを備えたことを特徴とする仕上げ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19494299A JP3378834B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | 仕上げ加工方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19494299A JP3378834B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | 仕上げ加工方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001022422A JP2001022422A (ja) | 2001-01-26 |
| JP3378834B2 true JP3378834B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=16332905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19494299A Expired - Fee Related JP3378834B2 (ja) | 1999-07-08 | 1999-07-08 | 仕上げ加工方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378834B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
| KR20010070792A (ko) * | 2001-06-08 | 2001-07-27 | 백승도 | 선반용 광학 정밀 측정기 |
| JP2006255826A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Toguchi Seisakusho:Kk | 計測ヘッド及び工作機械 |
| US8070555B2 (en) * | 2008-11-03 | 2011-12-06 | General Electric Company | Visual feedback for airfoil polishing |
| JP5348530B2 (ja) * | 2009-01-21 | 2013-11-20 | 株式会社ニコン | 研磨装置および研磨方法 |
| DE102011011542B4 (de) * | 2011-02-17 | 2016-05-25 | Convergent Information Technologies Gmbh | Verfahren zur automatisierten Programmierung und Optimierung von robotischen Arbeitsabläufen |
| FR2976835B1 (fr) * | 2011-06-21 | 2013-06-28 | Snecma | Procede d'usinage adaptatif pour aubes de fonderie |
| DE102015105999B4 (de) * | 2015-04-20 | 2016-11-10 | Walter Maschinenbau Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur materialabtragenden Bearbeitung eines Werkzeuges |
| JP6692111B2 (ja) * | 2016-03-10 | 2020-05-13 | 国立大学法人千葉大学 | 素材加工方法、素材加工プログラム及び素材加工装置 |
| JP6499689B2 (ja) * | 2017-03-08 | 2019-04-10 | ファナック株式会社 | 仕上げ加工量予測装置及び機械学習装置 |
| JP6517433B1 (ja) * | 2017-06-09 | 2019-05-22 | 株式会社ジーベックテクノロジー | 加工条件決定プログラム、コンピュータ装置、加工条件決定方法、加工装置、及び加工システム |
| JP2022067666A (ja) * | 2019-03-12 | 2022-05-09 | 株式会社Ihi | 翼のコード長修正方法 |
| CN117697531B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-05-14 | 中国海洋大学 | 一种数控机床刀头运动路径优化方法 |
-
1999
- 1999-07-08 JP JP19494299A patent/JP3378834B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001022422A (ja) | 2001-01-26 |
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