JP3490534B2

JP3490534B2 - 非円形工作物の研削加工方法及び装置

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Publication number: JP3490534B2
Application number: JP06438095A
Authority: JP
Inventors: 文敏寺崎; 健治吉村; 辰浩吉村
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JPH08257888A; US5746643A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高精度かつ高能率な非円
形工作物の研削加工方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】主軸の回転と、砥石車を備えた砥石台の
送り運動の同期制御で、カム等の非円形工作物を加工
する研削盤では、主軸の回転角度と、砥石台の移動位置
の制御データが必要となる。（以下、Ｘ／Ｃ軸データと
呼ぶ。）

【０００３】Ｘ／Ｃ軸データは、通常、工作物の回転中
心から外面までの距離と、その距離を表す線分の角度を
工作物一周分について求めた形状データ（リフトデー
タ）から、研削用の砥石車の直径、および工作物が１回
転に要する時間を考慮して、主軸の回転角度と砥石台の
移動位置とを表すＸ／Ｃ軸データが作成され、このデー
タを基に加工が行われる。一般的に、砥石台の加速度が
大きくなるところでは形状誤差が大きくなるため、砥石
台の加速度が少なくなるようにデータ作成する。また、
工作物の外周の研削速度（以下、周速度と呼ぶ。）が急
に速くなる部分では、研削抵抗が増大して工作物がたわ
み、形状誤差の原因となっている。このような場合も、
単位時間当たりの研削量を減少させるためにＸ／Ｃ軸が
低い速度で動くようにデータを作成するようにしてい
る。

【０００４】これをカムの研削を例にとって説明する
と、カムのリフト部の研削は砥石台の加速度が大きくな
るため、砥石台系のたわみが発生したり、サーボの追従
性誤差が大きくなるなどの原因で加工誤差が大きくな
る。そのため、砥石台がゆっくり動くようにＸ／Ｃ軸デ
ータを作成しなければならないのである。また、リフト
部では周速度が急に速くなるため、単位時間当たりの研
削量が急増して工作物がたわみ、削り残しが発生し形状
誤差となる。この場合も砥石台の動く速度を下げ、単位
時間当たりの研削量が少なくなるようにＸ／Ｃ軸データ
を作成しなければならない。このように、Ｘ／Ｃ軸デー
タは２つの要因で速度を低減しなければならなかった。

【０００５】この問題に対し本願出願人は先に特開平５
−３０１１５４号の技術を提案している。このものは予
めカムの外周上を、一定で、かつ、十分遅い研削速度で
研削できるようにＸ／Ｃ軸データをつくっておき、次
に、所定データ読み飛ばし数ごとに前記Ｘ／Ｃ軸データ
を読み飛ばして、新しいＸ／Ｃ軸データを作る。このと
き、速度・加速度・加速度の変化を計算して、その算出
値が制限値に納まっているかどうかを調べる。制限値に
納まっていないときには、読み飛ばすデータ読み飛ばし
数を少なくして再度修正Ｘ／Ｃ軸データを作成する。こ
のようにして、研削に使うＸ／Ｃ軸データが作られてい
くようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに砥石台の加速度や周速度を考慮してＸ／Ｃ軸データ
を作成しても、研削焼け・研削割れが生じる場合があ
る。これは、研削中の接触弧を考慮していないからであ
る。接触弧とは砥石が１回転する間に１つの砥粒が、工
作物を研削する切りくず長さの事で、カムのような非円
形工作物では、たとえ周速を一定にした研削方法を用い
ても、接触弧は工作物の回転角度によって変化する。図
７に示されるように同一のカムであっても回転中心から
外面までの距離の等しい状態が連続する部分を研削する
場合（ａ）の接触弧Ａに対し、回転中心から外面までの
距離が変化する部分を研削する場合（ｂ）の接触弧Ｂで
は研削する長さは急激に長くなる。この接触弧が急激に
長くなる部分では、砥粒１個の仕事量が増えて、研削熱
が上昇し、研削焼けや研削割れが生じる。また、このよ
うな状態では、砥粒にかかる負荷が増えるため、砥石の
寿命が短くなる。

【０００７】さらに、このようにして作られたＸ／Ｃ軸
データは、研削した結果から、試行錯誤によって速度の
低減率が適正か、適正でないかを判断していくしかな
い。たとえば、研削した結果、研削焼け・研削割れのあ
った場合、それらの箇所から接触弧の長さの変化を推測
し、速度の低減率が適当かを判断して、条件が悪いよう
であれば、再度、条件を変えてＸ／Ｃ軸データを計算
し、再加工を繰り返すといった、非常に手間のかかる作
業であった。

【０００８】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、これらの面倒な作業な
しで、速度・加速度・加速度の変化に加え、接触弧の長
さを考慮して、主軸台や砥石台を制御するＸ／Ｃ軸デー
タを自動作成することを可能にし、工作物を短時間で精
度良く加工し、さらに砥石のダメージを最小にすること
によって良い精度を長く維持する事を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明の研削加工方法は、工作物の非円形形状を
表す形状データと、砥石の直径と、前記工作物一回転に
要する時間から、主軸の回転角度と砥石台移動位置のＸ
／Ｃ軸データを作成し主軸回転と砥石台の往復運動を制
御する非円形工作物の研削加工方法において、Ｘ／Ｃ軸
データを所定データ読み飛ばし数ずつ飛ばして読み込
み、Ｘ軸、Ｃ軸それぞれの速度と、加速度と、加速度の
変化のデータと、加工時の工作物と砥石との接触点から
取り代の厚さだけ離れた元の外形線と砥石との交点まで
の接触弧とを算出し、予め記憶する速度・加速度・加速
度の変化及び接触弧長さの制限値と比較していずれかの
算出値が制限値を越えたとき前記データ読み飛ばし数を
前記制限値内に入るまで減らした修正Ｘ／Ｃ軸データを
用いて主軸の回転と砥石台の往復運動とを制御すること
を特徴とする。

【００１０】また、この発明の研削加工装置は非円形形
状を表す形状データと砥石車の直径と工作物が一回転す
るのに要する時間のデータとから、主軸の回転角度と砥
石台の移動位置であるＸ／Ｃ軸データを作成し、主軸の
回転と砥石台の往復運動を制御する非円形工作物の研削
加工装置において、工作物が一回転に要する時間を記憶
する手段と、与えられた角度とリフトの点群から機械の
追従可能な範囲で研削周速度が一定な加工データを計算
する基準Ｘ／Ｃ軸データ演算手段と、前記基準Ｘ／Ｃ軸
データを記憶し、基準Ｘ／Ｃ軸データを所定データ読み
飛ばし数ごとに飛ばして読込み、Ｘ軸、Ｃ軸それぞれの
速度・加速度・加速度の変化のデータ及び、加工時の工
作物と砥石との接触点から取り代の厚さだけ離れた元の
外形線と砥石との交点までの接触弧長さを計算する手段
と、速度・加速度・加速度の変化及び接触弧長さのいず
れかの算出値が制限値を越えた場合に前記データ読み飛
ばし数を減らし制限値内に入るようにする修正手段とか
らなり、接触弧を考慮したＸ／Ｃ軸データによって主軸
の回転と砥石台の往復運動による加工を同期制御するよ
うに構成される。

【００１１】

【作用】非円形工作物の形状を表す形状データは、通常
工作物の回転中心から外面までの距離とその距離を表す
線分の角度を工作物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
状の輪郭を微小で、かつ、等しい長さに分割する点群の
位置を求める。これらの点群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基準Ｘ／Ｃ軸データ
とする。この基準Ｘ／Ｃ軸データは、機械の追従限界よ
りも充分に低い速度・加速度・加速度変化で動作し、工
作物円周上の研削速度が一定になるように作られる。

【００１２】次に、前記の基準Ｘ／Ｃ軸データを所定デ
ータ読み飛ばし数ごとに飛ばして、新たにＸ／Ｃ軸デー
タを作成していく。このときに一つ前のステップで決ま
った位置データと今から決定しようとする位置データか
ら速度を求め、二つ前のステップで決まった位置データ
と一つ前のステップで決まった位置データと今から決定
しようとする位置データから加速度を求め、三つ前のス
テップで決まった位置データと二つ前のステップで決ま
った位置データと一つ前のステップで決まった位置デー
タと今から決定しようとする位置データから加速度の変
化を求める。

【００１３】また、新たに作成したＸ／Ｃ軸データから
そのときの接触弧を求める。そして、速度・加速度・加
速度変化・接触弧のいずれかが限界値を越えたときに
は、今から決定しようとする位置を求めるためのデータ
読み飛ばし数を減らして再度計算を行う。この工程を繰
り返すことによって、工作物円周上の研削速度がほぼ一
定になるように、かつ、速度・加速度・加速度変化が追
従限界内におさまるように修正Ｘ／Ｃ軸データが作成さ
れる。

【００１４】さらに、研削時の接触弧の長さを考慮して
いるため、研削抵抗がほぼ一定となり、研削焼けや研削
割れが無い高精度な製品が、データ作成に関する熟練知
識なしで作成できる。また、砥石にかかる力の変動も少
なくなるため、砥石寿命が延びて製品の精度維持に有効
になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１ない
し図７を用いて説明する。図１は本発明を適用したＮＣ
研削盤の平面図であって、べッド１の後方には工作物に
向かって前後に運動可能に案内された砥石台２が置かれ
ており、砥石台２はべッド１に取り付けられた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可
能になっている。砥石台２には砥石車１２がモータ１１
によって回転駆動可能に設置される。ベッド１の前側に
はＺ軸方向に設けられた摺動面上にテーブル５が移動可
能に設置され、テーブル５の上には主軸台３と心押台６
が取り付け位置移動可能に固定されている。主軸台３に
は主軸４が回転可能に支持され、主軸４は主軸台３に取
り付けられたＣ軸サーボモータ９により回転される。主
軸４の先端に固定されたチャック１３と心押台６によっ
て工作物１０は支持されており、主軸４の回転が滑るこ
となく伝えられる。

【００１６】図２は本発明を実施したＮＣ研削盤の各軸
の制御を行うための数値制御装置６０の非円形データ前
処理部３０及びサーボシステム部７０の構成を示したも
のである。サーボシステム部７０内に設けられているＲ
ＡＭ７２は加工プログラムや制御軸に関する変数を記憶
しておく部分で、ＲＯＭ７３は電源投入時に読み込まれ
る軸制御に関するソフトウェアを記憶する部分である。
それらのデータの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
部分である。ドライブユニット７５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部分である。

【００１７】非円形データ前処理部３０では与えられた
非円形の形状データから砥石径と工作物が一回転に要す
る時間を考慮してＸ／Ｃ軸データを計算する部分で、さ
らに主軸・砥石台のＸ軸、Ｃ軸それぞれの速度・加速度
・加速度変化が機械の追従限界内に納まり、工作物円周
上の研削速度が一定に近づくように、かつ、接触弧長さ
の変化が急変しないように修正したＸ／Ｃ軸データを作
成する機能を備えている。

【００１８】形状データ記憶部３１は非円形形状を表す
形状データを記憶する部分、砥石径記憶部３２は砥石車
の直径を記憶する部分、主軸回転数記憶部３３は加工時
に工作物が一回転に要する時間を予め作業者により記憶
させておく部分、基準Ｘ／Ｃ軸データ記憶部３４は工作
物と砥石を接触させたときの砥石台の位置と主軸の角度
である基準Ｘ／Ｃ軸データを記憶しておく部分、修正Ｘ
／Ｃ軸データ記憶部３５は主軸・砥石台の速度・加速度
・加速度変化・接触弧長さの算出値が、予め設定してお
いたＸ軸、Ｃ軸それぞれの制限値内に納まるように修正
したＸ／Ｃ軸データを記憶しておく部分、制限値記憶部
３６は主軸・砥石台のＸ軸、Ｃ軸それぞれの速度・加速
度・加速度変化・接触弧長さのデータのそれぞれの制限
値を予め作業者により記憶させておく部分で、以上はＲ
ＡＭ３７内に設けられている。

【００１９】カムプロフィール演算部５０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部分、カ
ム周長演算部５１はその輪郭の長さを計算する部分、プ
ロフィール分割点演算部５２は求めた輪郭上を微小で等
しい長さに分割する部分、基準Ｘ／Ｃ軸データ演算部５
３はその等分割された点に砥石を接触させたときの砥石
台の位置と主軸の角度を計算する部分で以上はプロセッ
サ５４内に設けられている。

【００２０】プロセッサ５５は研削時の接触弧を計算す
る部分、プロセッサ４６は基準Ｘ／Ｃ軸データを所定デ
ータ読み飛ばし数ごとに飛ばして読込み、Ｘ軸、Ｃ軸そ
れぞれの軸の速度・加速度・加速度の変化を計算する部
分で、Ｘ／Ｃ軸データに基づきＸ軸及びＣ軸の速度（角
速度）、加速度（角加速度）、加速度変化（角加速度変
化）を演算するＸ軸加速度変化演算部４０、Ｃ軸角加速
度変化演算部４１、Ｘ軸加速度演算部４２、Ｃ軸角加速
度演算部４３、Ｘ軸速度演算部４４、Ｃ軸角速度演算部
４５から構成される。Ｘ／Ｃ軸データ修正部５７は、計
算されたＸ軸、Ｃ軸それぞれの速度・加速度・加速度の
変化・接触弧長さの算出値が制限値を越えた場合に前記
データ読み飛ばし数を減らし前記Ｘ軸、Ｃ軸それぞれの
制限値内に納まるように修正する部分である。尚、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や数値制御装
置７０に伝えられる。

【００２１】続いて本発明の一実施例の作用について図
３のフローチャートを用いて説明する。ステップ１にお
いて基準Ｘ／Ｃ軸データを読み込む。この基準Ｘ／Ｃ軸
データは次の手順により作成される。先ず入力された非
円形形状を表す形状データは形状データ記憶部３１に記
憶され、与えられた角度とリフトの点群をカムプロフィ
ール演算部５０で工作物の輪郭を表すデータに変換す
る。このデータから非円形工作物の周長をカム周長演算
部５１で演算する。次に輪郭上を微小で等しい長さに分
割する点群をプロフィール分割点演算部５２で求める。
それらの点と、砥石径記憶部３２の砥石車の直径から、
工作物と砥石を接触させたときの砥石台の位置と主軸の
角度である基準Ｘ／Ｃ軸データを演算部５３で計算す
る。それらのデータは基準Ｘ／Ｃ軸データ記憶部３４に
記憶される。この基準Ｘ／Ｃ軸データは、機械の追従限
界よりも充分に低い速度・加速度・加速度変化で動作
し、工作物円周上の研削速度が一定になるように作られ
る。

【００２２】次いでステップ２においてＸ／Ｃ軸データ
修正部５７で主軸回転数記憶部３３に記憶された加工時
の工作物一回転に要する時間と、基準Ｘ／Ｃ軸データで
加工したときに要する工作物一回転の時間から新Ｘ／Ｃ
軸データを作成するときに使用するデータ読み飛ばし数
を求め、基準Ｘ／Ｃ軸データを求めたデータ読み飛ばし
数だけ飛ばして１区間分の新Ｘ／Ｃ軸データを作成す
る。

【００２３】次いでステップ３において、Ｘ軸速度演算
部４４で新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸速度を、Ｃ軸角速度演
算部４５で新Ｘ／Ｃ軸データのＣ軸の角速度を各々算出
する。ステップ４において、求めた新Ｘ／Ｃ軸データの
Ｘ軸速度、Ｃ軸角速度それぞれが速度限界を越えている
か否かを確認し、越えている場合（ＹＥＳ）にはステッ
プ５において速度低減処理を行い、再度ステップ３にお
いて新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸速度とＣ軸の角速度を各々
算出し、再度ステップ４において速度限界を越えている
か否かのチェックを行う。ステップ５における速度低減
処理はステップ２におけるデータ読み飛ばし数の飛ばす
数を減らして再度新Ｘ／Ｃ軸データを作成するものであ
る。

【００２４】Ｘ軸速度、Ｃ軸角速度が速度限界を越えて
いない場合（ＮＯ）にはステップ６においてＸ軸加速度
演算部４２で新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸加速度を、Ｃ軸角
加速度演算部４３でＣ軸の角加速度を各々算出する。ス
テップ７において、求めた新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸加速
度、Ｃ軸角加速度それぞれが加速度限界を越えているか
否かを確認し、越えている場合（ＹＥＳ）にはステップ
８において加速度低減処理を行い、再度ステップ６にお
いて新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸加速度とＣ軸の角加速度を
各々算出し、再度ステップ７において加速度限界を越え
ているか否かのチェックを行う。ステップ８における加
速度低減処理はステップ５における速度低減処理と同様
の方法で行われる。

【００２５】Ｘ軸加速度、Ｃ軸角加速度が加速度限界を
越えていない場合（ＮＯ）にはステップ９においてＸ軸
加速度変化演算部４０で新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸加速度
変化を、Ｃ軸角加速度変化演算部４１でＣ軸の角加速度
変化を各々算出する。ステップ１０において、求めた新
Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸加速度変化、Ｃ軸角加速度変化そ
れぞれが加速度変化の限界を越えているか否かを確認
し、越えている場合（ＹＥＳ）にはステップ１１におい
て加速度変化低減処理を行い、再度ステップ９において
新Ｘ／Ｃ軸データのＸ軸加速度変化とＣ軸の角加速度変
化を各々算出し、再度ステップ１０において加速度限界
を越えているか否かのチェックを行う。ステップ１１に
おける加速度変化低減処理もステップ５、ステップ８に
おける速度低減処理、加速度低減処理と同様の方法で行
われる。

【００２６】Ｘ軸加速度変化、Ｃ軸角加速度変化が加速
度変化の限界を越えていない場合（ＮＯ）にはステップ
１２において、新Ｘ／Ｃ軸データと、砥石径記憶部３２
に記憶されている砥石径から接触弧長さを接触弧演算部
５６で計算する（接触弧の計算方法については後述す
る）。ステップ１３において、求めた接触弧長さが接触
弧の限界を越えている場合（ＹＥＳ）にはステップ１４
において接触弧低減処理を行い、再度ステップ１２にお
いて新Ｘ／Ｃ軸データの接触弧長さを算出し、再度ステ
ップ１３で接触弧長さが限界を越えているか否かのチェ
ックを行う。接触弧長さ低減処理もステップ５、ステッ
プ８及びステップ１１における速度低減処理、加速度低
減処理、加速度変化低減処理と同様の方法で行われる。

【００２７】接触弧長さが限界を越えていない場合（Ｎ
Ｏ）にはステップ１５においてこの状態での新Ｘ／Ｃ軸
データを修正Ｘ／Ｃ軸データとして修正Ｘ／Ｃ軸データ
記憶部３５に記憶する。ステップ１６において、修正Ｘ
／Ｃ軸データが工作物一周分について作成されたかが確
認され、全区間の作成を完了していない場合（ＮＯ）に
はステップ１７においてｎ＝ｎ＋１としてステップ２に
戻り、次の１区間分の修正Ｘ／Ｃ軸データ作成動作を繰
り返し、完了した場合（ＹＥＳ）には一周分の修正Ｘ／
Ｃ軸データの作成終了となる。

【００２８】次に接触弧の計算の方法を図４に基づいて
説明する。ステップＳ２で求められた新Ｘ／Ｃ軸データ
によって、砥石車１２と工作物１０が接触する点Ｐ₁ を
求めることができる。この点Ｐ₁ から、工作物１０が一
回転されて除去された取り代の厚さだけ離れた元の外形
線Ｆを求める。次に、点線で示す外形線Ｆと、砥石の半
径を表す円Ｒｗとの交点Ｐ₂ を求める。この交点Ｐ₂
と、砥石車１２と工作物１０が接触する点Ｐ₁ とを結
んで円弧Ｒｇが得られる。円弧Ｒｇを、座標ＸとＣ軸デ
ータの移動角度ｄθを乗じて接触弧長さとして近似して
求めることができる。

【００２９】次にどのように速度・加速度・加速度変化
・接触弧長さの算出値を制限値内に低減させているか
を、接触弧長さを低減させる処理を例に図５及び図６に
基づいて具体的に説明する。図５は基準Ｘ／Ｃ軸データ
を表す曲線の例である。Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ，Ｌ₄ ・・・
Ｌ₇ は基準Ｘ／Ｃ軸データを示す。Ｄ_n-2 ，Ｄ_n-1 ，Ｄ
n は修正Ｘ／Ｃ軸データである。この例は基準Ｘ／Ｃ軸
データをデータ読み飛ばし数３の間隔で飛ばした新Ｘ／
Ｃ軸データからＤ_n-1 までの修正Ｘ／Ｃ軸データを記憶
し、次の１区間分の修正Ｘ／Ｃ軸データＤ_n を作成しよ
うとしている。

【００３０】図６は図３のステップ１４を詳述するもの
であって、たとえばステップ２においてＬ₇ をＤ_n の新
Ｘ／Ｃ軸データにする。ステップ１２においてこの場合
のＤ_n-1 −Ｄ_n 間の接触孤長さを求め、ステップ１３に
おいて接触孤長さがその接触孤長さ限界を越えているか
否かを確認し、制限値を越えている場合（ＹＥＳ）には
ステップ１４の接触弧低減処理として、ステップ１４１
においてデータ読み飛ばし数を所定数３から減らして２
として、新たにＬ₆ をＤ_n の新Ｘ／Ｃ軸データとする。
Ｓ１４２においてその新Ｘ／Ｃ軸データによるＤ_n がＤ
_n-1 と同一であるかが確認され、この場合はＬ₄ ≠Ｌ₆
で同一ではない（ＮＯ）のでステップ１２に戻り接触弧
低減処理が終わる。ステップ１２で再度接触孤長さを求
め、ステップ１３で接触孤長さの算出値が限界内である
かが確認される。こうして接触孤長さが限界内に収まる
までデータ読み飛ばし数を減らす接触弧低減処理が繰り
返される。

【００３１】ステップ１３で接触孤長さが所定限界を越
え、繰り返しデータ読み飛ばし数を減らす接触弧低減処
理がされた結果、Ｄ_n の新Ｘ／Ｃ軸データが直前の修正
Ｘ／Ｃ軸データＤ_n-1 と同一になる場合、この例ではＤ
_n-1 ＝Ｄ_n ＝Ｌ₄ となる場合には、その直前の修正Ｘ／
Ｃ軸データＤ_n-1 を作成し直す。ステップ１４２におい
てＤ_n及びＤ_n-1 が同一である（ＹＥＳ）ことを確認し
て、ステップ１４３においてｎ＝ｎ−１として１つ戻り
記憶した直前の修正Ｘ／Ｃ軸データＤ_n-1 を削除し、そ
れを決めたデータ読み飛ばし数を１つ減らし、Ｄ_n-1 の
新Ｘ／Ｃ軸データを新たにＬ₃ として作成し、ステップ
１２に戻りＤ_n-2 −Ｄ_n-1 間の接触孤長さを求め、ステ
ップ１３において求めた接触孤長さが限界内であるかを
確認する。これによりＤ_n-1 の新Ｘ／Ｃ軸データの接触
孤長さが限界内に収まった場合（ＹＥＳ）には、図３の
ステップ１５以降の動作を続け、戻した新Ｘ／Ｃ軸デー
タのＬ₃ を直前の修正Ｘ／Ｃ軸データＤ_n-1 と記憶した
後、この例では次の修正Ｘ／Ｃ軸データＤ_nを、新Ｘ／
Ｃ軸データであるＬ₆ と所定データ読み飛ばし数３とか
ら作成する。また、ステップ１３においてＤ_n-1 の新Ｘ
／Ｃ軸データの接触孤長さがまだ限界を越えている場合
（ＮＯ）には再度ステップ１４１においてデータ読み飛
ばし数を減らす。この例ではＤ_n-1 の新Ｘ／Ｃ軸データ
をＬ₂ とし、以降、先と同様の接触弧低減処理を繰り返
す。

【００３２】以上のようにして修正Ｘ／Ｃ軸データを順
に作成して工作物一周分の修正Ｘ／Ｃ軸データを求め、
修正Ｘ／Ｃ軸データ記憶部３５に記憶される。このデー
タによって主軸の回転運動と砥石台の往復運動を制御し
非円形工作物の加工が行われる。

【００３３】なお、これらの機能は別の計算装置で行っ
ても同様の効果があるため、必ずしも数値制御装置の中
に組み込む必要はない。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１の発明によ
れば、非円形工作物の円周上の研削速度一定のデータに
基づき、研削中の接触弧の変化を考慮し、研削中の主軸
と砥石台の速度・加速度・加速度変化の制限値を越えな
いように制御するようになしたので、非円形工作物の加
工時に研削抵抗がほぼ一定になり削り残しが少なく、研
削焼けや、研削割れのない高精度な製品が加工できると
いう優れた効果を奏する。また、研削時に砥石にかかる
力が大きく変動しないため砥石の寿命が延び、精度が維
持されるという優れた効果を奏する。

【００３５】また、請求項２の発明によれば、研削中の
接触弧の変化を考慮し、研削中の主軸と砥石台の速度・
加速度・加速度変化の制限値を越えないＸ／Ｃ軸データ
が作成されるので削り残しが少なく、研削焼けや、研削
割れのない高精度な加工を容易かつ正確にＮＣ制御でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】数値制御研削盤の構成を示す図である。

【図２】本発明を適用した数値制御研削盤の一実施例の
電気的構成を示す図である。

【図３】本発明の一実施例における修正Ｘ／Ｃ軸データ
の算出動作を示すフローチャートである。

【図４】接触弧の求め方を示す図である。

【図５】主軸の回転角度と砥石台の往復運動を表した曲
線を示す図である。

【図６】本発明の一実施例における加速度低減処理の具
体的動作を示すフローチャートである。

【図７】非円形工作物における接触弧の変化を表す図で
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、７Ｘ軸サーボモータ、９・・Ｃ軸サ
ーボモータ、１０・・工作物、１２・・砥石車、３４・
・基準Ｘ／Ｃ軸データ記憶部、３５・・修正Ｘ／Ｃ軸デ
ータ記憶部、３６・・制限値記憶部、４０・・Ｘ軸加速
度変化演算部、４１・・Ｃ軸角加速度変化演算部、４２
・・Ｘ軸加速度演算部、４３・・Ｃ軸角加速度演算部、
４４・・Ｘ軸速度演算部、４５・・Ｃ軸角速度演算部、
５３・・基準Ｘ／Ｃ軸データ演算部、５６・・接触弧演
算部、５７・・Ｘ／Ｃ軸データ修正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−301154（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 19/08 B24B 19/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】工作物の非円形形状を表す形状データ
と、砥石の直径と、前記工作物一回転に要する時間か
ら、主軸の回転角度と砥石台移動位置のＸ／Ｃ軸データ
を作成し主軸回転と砥石台の往復運動を制御する非円形
工作物の研削加工方法において、Ｘ／Ｃ軸データを所定データ読み飛ばし数ずつ飛ばして
読み込み、Ｘ軸、Ｃ軸それぞれの速度と、加速度と、加
速度の変化のデータと、加工時の工作物と砥石との接触
点から取り代の厚さだけ離れた元の外形線と砥石との交
点までの接触弧とを算出し、予め記憶する速度・加速度
・加速度の変化及び接触弧長さの制限値と比較していず
れかの算出値が制限値を越えたとき前記データ読み飛ば
し数を前記制限値内に入るまで減らした修正Ｘ／Ｃ軸デ
ータを用いて主軸の回転と砥石台の往復運動とを制御す
ることを特徴とする非円形工作物の研削方法。
【請求項２】非円形形状を表す形状データと砥石車の
直径と工作物が一回転するのに要する時間のデータとか
ら、主軸の回転角度と砥石台の移動位置であるＸ／Ｃ軸
データを作成し、主軸の回転と砥石台の往復運動を制御
する非円形工作物の研削加工装置において、工作物が一回転に要する時間を記憶する手段と、与えら
れた角度とリフトの点群から機械の追従可能な範囲で研
削周速度が一定な加工データを計算する基準Ｘ／Ｃ軸デ
ータ演算手段と、前記基準Ｘ／Ｃ軸データを記憶し、基
準Ｘ／Ｃ軸データを所定データ読み飛ばし数ごとに飛ば
して読込み、Ｘ軸、Ｃ軸それぞれの速度・加速度・加速
度の変化のデータ及び、加工時の工作物と砥石との接触
点から取り代の厚さだけ離れた元の外形線と砥石との交
点までの接触弧長さを計算する手段と、速度・加速度・
加速度の変化及び接触弧長さのいずれかの算出値が制限
値を越えた場合に前記データ読み飛ばし数を減らし制限
値内に入るようにする修正手段とからなり、接触弧を考
慮したＸ／Ｃ軸データによって主軸の回転と砥石台の往
復運動による加工を同期制御することを特徴とした非円
形工作物の研削加工装置。