JP3714162B2

JP3714162B2 - Machine tool control system and recording medium

Info

Publication number: JP3714162B2
Application number: JP2000381824A
Authority: JP
Inventors: 郷阿部田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2002178256A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械の制御システムおよび記録媒体に係り、詳しくは、工作物を保持して回動させ、その工作物に向けて回動する砥石を移動させ、工作物に砥石を接触させて研削加工する工作機械の制御システム、および、この制御システムのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工作物を保持して回動させ、その工作物に向けて回動する砥石を移動させ、工作物に砥石を接触させて研削加工する工作機械が種々提案されている。このような工作機械で同一寸法形状の工作物を多数個生産する際には、工作物の加工精度を許容範囲内に収める必要があり、そのための品質チェックが重要になる。
従来の品質チェック方法では、研削加工済みの任意の個数の工作物を母集団とし、その母集団から無作為に抜き取った１個の工作物を試料とし、その試料の寸法を測定器（例えば、真円度測定器など）を用いて測定し、その測定結果から母集団の寸法を推定して加工精度を評価していた。つまり、工作物の生産ラインから適宜抽出した工作物に対して、生産ラインのオフラインで品質チェックを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の品質チェック方法には以下の問題がある。
▲１▼前記試料の寸法を測定器を用いて測定している間、工作機械による研削加工を中断していると（生産ラインを停止させていると）、工作機械の製造効率（生産ラインの生産効率）が低下することになる。
▲２▼前記試料の寸法を測定器を用いて測定している間も、工作機械による研削加工を続行していると（生産ラインを稼働させていると）、前記試料の測定結果から加工精度が許容範囲を外れていることが判明した場合、その試料の測定中に生産した工作物についても加工精度が許容範囲を外れていると推定されるが、その加工精度が許容範囲を外れた品質不良の工作物については品質チェックを行うことができず良品とみなされるおそれがある。
▲３▼実際に加工精度を測定するのは母集団のなかの１個の工作物だけであり、母集団の他の工作物の加工精度についてはあくまで推定で評価しているだけであるため、母集団のなかには加工精度が許容範囲を外れた品質不良の工作物が含まれているおそれがある。
【０００４】
このような従来の品質チェック方法の問題点を解決するには、研削加工中にインプロセスで工作物の加工精度を検出すればよい。そうすれば、工作機械の製造効率（生産ラインの生産効率）が低下することはなく、全ての工作物について品質チェックを実行できるため、品質不良の工作物が良品とみなされることもなくなる。
本発明は上記要求を満足するためになされたものであって、その目的は、研削加工中にインプロセスで工作物の加工精度を検出することが可能な工作機械の制御システムを提供することにある。また、本発明の別の目的は、この制御システムのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段・作用および発明の効果】
係る目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、工作物を保持して回動させる工作物回動手段と、工作物を研削する砥石と、その砥石を回動させながら工作物に向けて移動させる砥石駆動手段と、工作物の径を測定する工作物径測定手段とを備えた工作機械の制御システムにおいて、前記工作物径測定手段の測定した工作物の径に基づいて、その工作物の径の変化速度を算出する工作物径変化速度算出手段と、前記砥石駆動手段が前記砥石を工作物に向けて移動させる移動速度と、前記工作物径変化速度算出手段の算出した工作物の径の変化速度との差分を算出し、その差分が所定範囲内に収まっているかどうかを判定する第１判定手段と、その第１判定手段の判定した前記差分が所定範囲内に収まっている状態が、所定時間以上続いているかどうかを判定する第２判定手段と、その第２判定手段の判定に基づいて、前記第１判定手段の判定した前記差分が所定範囲内に収まっている状態が所定時間以上続いている場合には工作物の加工精度が許容範囲内に収まっていると判定し、それ以外の場合には工作物の加工精度が許容範囲内に収まっていないと判定する第３判定手段とを備えた工作機械の制御システムをその要旨とする。
【０００６】
ここで、工作物が砥石に接触した直後には、砥石の反対方向に工作物が逃げて大きく撓み、その撓み量は研削加工がすすむにつれて除々に減少してゆき、最終的には、砥石駆動手段が砥石を工作物に向けて移動させる移動速度（切込速度）に対応した撓み量に収束する。そして、工作物の撓み量が前記移動速度に対応した値に収束したとき、工作物の径の変化速度は前記移動速度とほぼ等しくなる。
工作物の撓み量が大きい状態では、工作物の断面の真円度が低くなっている。そのため、工作物の撓み量が最も小さくなっている状態（工作物の撓み量が前記移動速度に対応した値に収束し、工作物の径の変化速度が前記移動速度とほぼ等しくなっている状態）にすれば、工作物の断面の真円度を高めて加工精度を向上させることができる。
【０００７】
そこで、請求項１に記載の発明では、工作物の径の変化速度が前記移動速度とほぼ等しくなっているかどうか（前記差分が所定範囲内に収まっているかどうか）を判定している。そして、工作物の径の変化速度が前記移動速度とほぼ等しくなっている状態が、所定時間以上続いた場合に、工作物の加工精度が許容範囲内に収まっていると判定している。
従って、請求項１に記載の発明によれば、研削加工中にインプロセスで工作物の加工精度を検出することが可能になり、工作機械の製造効率（生産ラインの生産効率）が低下することはなく、全ての工作物について品質チェックを実行できるため、品質不良の工作物が良品とみなされることもなくなる。
尚、前記した第１判定手段における所定範囲と、第２判定手段における所定時間とについては、実験的に最適値を求めて設定すればよい。
【０００８】
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の工作機械の制御システムにおいて、前記砥石駆動手段は、前記工作物径測定手段の測定した工作物の径に基づいて、前記砥石を工作物に向けて移動させる移動速度を複数段階に分けて段階的に下げてゆき、前記第１判定手段，第２判定手段，第３判定手段はそれぞれ、前記砥石駆動手段による前記移動速度の少なくとも最後の段階にて、前記各判定を行うことをその要旨とする。
【０００９】
従って、請求項２に記載の発明によれば、砥石を工作物に向けて移動させる移動速度を複数段階に分けて段階的に下げてゆくことにより、研削加工時間の短縮と、研削終了時の加工精度の確保とを両立させることができる。そして、工作物の最終的な加工精度が決定される段階（砥石駆動手段による前記移動速度の少なくとも最後の段階。例えば、微研削時）にて、前記各判定を行うことにより、工作物の加工精度を正確に検出することができる。
【００１０】
次に、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の工作機械の制御システムにおいて、前記第３判定手段は、その判定終了時に、前記第１判定手段の判定した前記差分が所定範囲内に収まっていない場合には、それ以前の状態に関係なく、工作物の加工精度が許容範囲内に収まっていないと判定することをその要旨とする。
つまり、第３判定手段の判定終了時に、前記第１判定手段の判定した前記差分が所定範囲内に収まっていない場合、それ以前に工作物の径の変化速度が前記移動速度とほぼ等しくなっていたとしても、工作物の最終的な加工精度は許容範囲を外れたものとなる。そこで、請求項３に記載の発明のようにすれば、研削加工の終了時における工作物の加工精度を許容範囲内に確実に収めることができる。
【００１１】
次に、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の工作機械の制御システムにおいて、前記工作物径測定手段は、工作物の径を周期的に測定し、前記工作物径変化速度算出手段は、前記工作物径測定手段が周期的に測定した工作物の径に基づいて、その周期的に測定された工作物の径の変化の平均値をとり、その平均値に基づいて工作物の径の変化速度を算出することをその要旨とする。
つまり、工作物径測定手段の測定結果に何らかの原因でノイズが含まれている場合、工作物径変化速度算出手段が算出した工作物の径の変化速度には誤差が生じることがある。そこで、請求項４に記載の発明のようにすれば、前記ノイズの影響を回避することが可能になり、工作物の径の変化速度を正確に算出することができる。
【００１２】
次に、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の工作機械の制御システムにおいて、前記第２判定手段は、前記工作物径測定手段による工作物の径の測定の周期に基づいて、前記所定時間の検出を行うことをその要旨とする。
従って、請求項５に記載の発明によれば、工作物径測定手段による工作物の径の測定の周期を流用して前記所定時間の検出を行うため、前記所定時間の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００１３】
次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作機械の制御システムにおいて、前記第３判定手段の判定結果を報知する報知手段を備えたことをその要旨とする。
従って、請求項６に記載の発明によれば、報知手段の報知した第３判定手段の判定結果に基づいて、工作機械のオペレータは、研削加工を終了した工作物の加工精度が許容範囲内に収まっているかどうか（工作物が良品か不良品か）を確実に認知することができる。
【００１４】
次に、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の工作機械の制御システムにおける前記工作物径変化速度算出手段，第１判定手段，第２判定手段，第３判定手段として、コンピュータシステムを機能させるためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供するものである。
【００１５】
つまり、請求項１〜６のいずれか１項に記載の工作機械の制御システムにおける前記工作物径変化速度算出手段，第１判定手段，第２判定手段，第３判定手段を実現するための機能は、コンピュータシステムで実行されるプログラムとして備えることができる。
このようなコンピュータプログラムの場合、例えば、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータで読み取り可能な記録媒体として前記コンピュータプログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いることができる。
この他、半導体メモリ（メモリスティックなど），ハードディスク，フロッピーディスク，データカード（ＩＣカード，磁気カードなど），光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤなど），光磁気ディスク（ＭＯなど），相変化ディスク，磁気テープなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に前記コンピュータプログラムを記録しておき、そのコンピュータプログラムを必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いてもよい。
【００１６】
尚、上述した［特許請求の範囲］および［課題を解決するための手段および発明の効果］に記載した構成要素と、後述する［発明の実施の形態］に記載した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
「工作機械」は円筒研削盤１０に該当する。
「工作物回動手段」は、主軸台１６、心押台１８、主軸１６ａ、チャック１６ｂ、センタ１８ａ、主軸サーボモータ４２、主軸エンコーダ４４、数値制御装置１００から構成される。
「砥石駆動手段」は、砥石台２０、砥石駆動モータ２４、プーリ２６，３０、ベルト２８、第１モータ駆動回路（ＤＵＺ）８０、第１サーボモータ８２、第１エンコーダ８４、数値制御装置１００から構成される。
「砥石」は砥石車２２に該当する。
「工作物径測定手段」は、定寸装置５０とＡ／Ｄコンバータ１０８およびＣＰＵ１０２におけるＳ１２の処理に該当する。
【００１７】
「工作物径変化速度算出手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ１６の処理に該当する。
「第１判定手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ１８の処理に該当する。
「第２判定手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ２０〜Ｓ２４の各処理に該当する。
「第３判定手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ２６〜Ｓ３０の各処理に該当する。
「報知手段」は、出力装置１１２および数値制御装置１００から構成される。
「記録媒体」はＲＯＭ１２２に該当する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を円筒研削盤の制御システムに具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。
［実施形態の主要構成］
図１は、本実施形態における円筒研削盤の制御システムの概略構成図であり、円筒研削盤の要部平面図と、制御システムのブロック回路図とを示すものである。
本実施形態の制御システム１は、円筒研削盤１０、数値制御装置（ＣＮＣ：Computerized Numerical Control）１００、入力装置１１０、出力装置１１２などから構成されている。
【００１９】
円筒研削盤１０の構成部材はベッド１２上に配置されている。
ベッド１２上には、テーブル１４が水平方向（図示Ｘ−Ｘ’方向）に移動可能に案内支持されている。テーブル１４は、第２サーボモータ９２の回転軸に取り付けられたボールねじ（図示略）によって送り移動される。第２サーボモータ９２の回転位置（テーブル１４の位置）は第２エンコーダ９４によって検出される。
テーブル１４上には、主軸台１６と心押台１８とが対向して配置されている。主軸台１６における心押台１８側の端部には主軸１６ａが設けられ、主軸１６ａの先端部にはチャック１６ｂが設けられ、主軸１６ａは主軸サーボモータ４２によって回転駆動される。主軸サーボモータ４２の回転数は主軸エンコーダ４４によって検出される。心押台１８における主軸台１６側の端部にはセンタ１８ａが設けられている。
【００２０】
工作物（ワーク）Ｗは第１端部（図示左端部）と第２端部（図示右端部）とを有し、その第１端部はチャック１６ｂによって把持され、その第２端部はセンタ１８ａによってセンタ支持され、工作物Ｗは主軸台１６と心押台１８との間に支持される。そして、工作物Ｗは主軸１６ａの回転に伴って回転駆動（回動）され、その工作物Ｗの回転軸（ワーク回転軸）はテーブル１４の移動方向（図示Ｘ−Ｘ’方向）と平行に設定されている。
そして、ベッド１２上には、工作物Ｗの半径を測定するための定寸装置５０が配設されている。
【００２１】
また、ベッド１２上には、砥石台２０が、テーブル１４の移動方向（図示Ｘ−Ｘ’方向）と直交する水平方向（図示Ｙ−Ｙ’方向）に案内支持されている。砥石台２０は、第１サーボモータ８２の回転軸に取り付けられたボールねじ（図示略）によって送り移動される。第１サーボモータ８２の回転位置（砥石台２０の位置）は第１エンコーダ８４によって検出される。
砥石台２０には、円板状の砥石車２２がテーブル１４の移動方向（図示Ｘ−Ｘ’方向）と平行な軸線回りに回転可能に支持されている。砥石車２２の回転軸にはプーリ３０が取り付けられ、砥石駆動モータ２４の回転軸にはプーリ２６が取り付けられ、各プーリ３０，２６にはベルト２８が架け渡されている。そして、砥石駆動モータ２４の動力は、プーリ２６→ベルト２８→プーリ３０の経路で砥石車２２に伝達され、砥石車２２は高速で回転駆動（回動）される。
【００２２】
円筒研削盤１０は、数値制御装置１００によって制御される。
数値制御装置１００は、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１２０、ＲＯＭ１２２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４，１０６、Ａ／Ｄコンバータ１０８などを有する周知のマイクロコンピュータを含んで構成されている。
入力装置（例えば、キーボード、ポインティングディバイスなど）１１０から転送されてくる種々のデータ信号は、インターフェース１０４を介してＣＰＵ１０２へ転送される。また、ＣＰＵ１０２の生成した種々のデータ信号は、インターフェース１０４を介して出力装置（例えば、ディスプレイ、音声再生装置など）１１２へ転送される。
【００２３】
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１２２に記憶されているコンピュータプログラムに従い、コンピュータによる各種演算処理により、各インターフェース１０４，１０５およびＡ／Ｄコンバータ１０８を介して転送されてきたデータ信号と、ＲＡＭ１２０に記憶されているデータ信号とに基づいて、円筒研削盤１０を制御するためのデータ信号を生成する。
ＲＡＭ１２０には、定寸装置５０の測定した工作物Ｗの半径（Ｒ（ｎ），Ｒ（ｎ−１），Ｒ（ｎ−２）……Ｒ（ｎ−ｍ），Ｒ（ｎ−ｍ−１））を記憶しておくための工作物径バッファ領域１２０ａ、後述する工作物Ｗの半径変化速度（半径減少速度）ΔＶを記憶しておくための工作物径変化速度バッファ領域１２０ｂ、後述する工作物Ｗの微研削時切込速度Ｖｆを記憶しておくための切込速度バッファ領域１２０ｃ、後述する許容範囲（有効範囲）の下限値αおよび上限値βを記憶しておくための許容範囲バッファ領域１２０ｄ、後述するカウンタしきい値Ｔｆを記憶しておくためのカウンタしきい値バッファ領域１２０ｅが設けられている。
【００２４】
定寸装置５０から出力されたアナログ信号（工作物Ｗの半径）は、Ａ／Ｄコンバータ１０８によりディジタル信号に変換されてＣＰＵ１０２へ転送される。
主軸エンコーダ４４の検出信号（主軸サーボモータ４２の回転数）は、インターフェース１０６を介してＣＰＵ１０２へ転送される。
【００２５】
第１エンコーダ８４は、第１サーボモータ８２の回転位置（砥石台２０の位置）を検出し、その検出信号を、第１モータ駆動回路（ＤＵＺ）８０へ転送すると共に、インターフェース１０６を介してＣＰＵ１０２へ転送する。
ＣＰＵ１０２の生成した第１サーボモータ８２の駆動信号は、インターフェース１０６を介して第１モータ駆動回路８０へ転送される。第１モータ駆動回路８０は、ＣＰＵ１０２の生成した駆動信号に従って、第１サーボモータ８２を回転駆動する。
【００２６】
第２エンコーダ９４は、第２サーボモータ９２の回転位置（テーブル１４の位置）を検出し、その検出信号を、第２モータ駆動回路（ＤＵＸ）９０へ転送すると共に、インターフェース１０６を介してＣＰＵ１０２へ転送する。
ＣＰＵ１０２の生成した第２サーボモータ９２の駆動信号は、インターフェース１０６を介して第２モータ駆動回路９０へ転送される。第２モータ駆動回路９０は、ＣＰＵ１０２の生成した駆動信号に従って、第２サーボモータ９２を回転駆動する。
【００２７】
［実施形態の動作］
数値制御装置１００のＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１２２に記録されている研削加工のコンピュータプログラムに従い、円筒研削盤１０による研削加工が開始されると、各エンコーダ４４，８４，９４の検出信号に基づいて各サーボモータ４２，８２，９２の回転駆動を制御する。
その結果、第１サーボモータ８２により砥石台２０が図示Ｙ’方向に移動され、工作物Ｗの研削加工箇所が砥石車２２の研削面の正面側に向けられる。そして、砥石駆動モータ２４により砥石車２２が一定回転速度で回転駆動される。また、第２サーボモータ９２によりテーブル１４が図示Ｘ−Ｘ’方向に所定速度で移動される。さらに、主軸サーボモータ４２により主軸１６ａが回転駆動され、主軸１６ａに設けられたチャック１６ｂに把持されている工作物Ｗが所定回転速度で回転駆動される。そして、工作物Ｗの外周面の研削加工箇所が砥石車２２の研削面に接触されて研削加工される。
【００２８】
この工作物Ｗの研削加工と同時に、定寸装置５０により工作物Ｗの半径が測定される。このとき、定寸装置５０の測定ヘッド５０ａは、工作物Ｗを挟んで砥石車２２の研削面と対向する位置に配置されている。そのため、砥石車２２による工作物Ｗの研削加工箇所の半径を、定寸装置５０によって研削加工中にリアルタイムで測定することができる。
【００２９】
ここで、砥石台２０の図示Ｙ’方向への移動速度は、研削開始から研削終了までの間に３段階に変更される。尚、この砥石台２０の移動速度は、工作物Ｗに対する砥石車２２の切込速度と等しくなる。
すなわち、研削が開始されると、まず、砥石台２０の移動速度（砥石車２２の切込速度）は相対的に速い一定速度に設定され、工作物Ｗは速いペースで研削加工される（この研削加工は「粗研削」と呼ばれる）。次に、砥石台２０の移動速度は粗研削より遅い一定速度に設定され、工作物Ｗは粗研削より遅いペースで研削加工される（この研削加工は「精研削」と呼ばれる）。続いて、砥石台２０の移動速度は精研削より遅い一定速度に設定され、工作物Ｗは精研削よりさらに遅いペースで研削加工される（この研削加工は「微研削」と呼ばれる）。
【００３０】
つまり、工作物Ｗの研削加工の速度を高めて研削加工時間を短縮するには、砥石台２０の移動速度（砥石車２２の切込速度）を速く設定して、速いペースで研削加工する必要がある。しかし、工作物Ｗの研削加工の加工精度を高めるには、砥石台２０の移動速度を遅く設定して、遅いペースで研削加工する必要がある。そこで、砥石台２０の移動速度（砥石車２２の切込速度）を３段階に分けて段階的に下げてゆくことにより、研削加工時間の短縮と、研削終了時の加工精度の確保とを両立させているわけである。
【００３１】
ここで、砥石台２０の移動速度（砥石車２２の切込速度）を、粗研削，精研削，微研削の３段階に切り替える切替時点（変速時点）、および研削加工の終了時点は、定寸装置５０の測定した工作物Ｗの半径に基づいて判定される。
つまり、円筒研削盤１０のオペレータは、精研削の開始時点，微研削の開始時点，研削加工の終了時点のそれぞれについて工作物Ｗの半径を予め設定し、それぞれの設定値（精研削開始半径，微研削開始半径，研削加工終了半径）を入力装置１１０を介して数値制御装置１００へ入力する。尚、精研削開始半径，微研削開始半径，研削加工終了半径については、工作物Ｗの研削加工前後の半径に基づいて適宜設定すればよい。
【００３２】
また、オペレータは、粗研削，精研削，微研削のそれぞれにおける切込速度を予め設定し、それぞれの設定値（粗研削時切込速度，精研削時切込速度，微研削時切込速度）を入力装置１１０を介して数値制御装置１００へ入力する。尚、これら切込速度については、工作物Ｗの材質に応じて適宜設定すればよい。
すると、ＣＰＵ１０２は、インターフェース１０４を介して入力された前記各設定値をＲＡＭ１２０に記憶させる。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１０２は、研削加工中に定寸装置５０の測定した工作物Ｗの半径が、ＲＡＭ１２０に記憶されている精研削開始半径と等しくなった時点で、砥石台２０の移動速度（砥石車２２の切込速度）を粗研削時切込速度から精研削時切込速度へ切り替える。
続いて、ＣＰＵ１０２は、研削加工中に定寸装置５０の測定した工作物Ｗの半径が、ＲＡＭ１２０に記憶されている微研削開始半径と等しくなった時点で、砥石台２０の移動速度を精研削時切込速度から微研削時切込速度へ切り替える。
その後、ＣＰＵ１０２は、研削加工中に定寸装置５０の測定した工作物Ｗの半径が、ＲＡＭ１２０に記憶されている研削加工終了半径（仕上げ半径）と等しくなった時点で、研削加工を終了させ、第１サーボモータ８２により砥石台２０を図示Ｙ方向に移動させた後に、各モータ２４，４２，８２，９２を停止させる。
【００３４】
この円筒研削盤１０による研削加工中に、ＣＰＵ１０２はインプロセスで工作物Ｗの加工精度を検出して品質チェックを行う。
図２は、ＣＰＵ１０２が研削加工中に実行する工作物Ｗの品質チェック処理の流れを示すフローチャートである。
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１２２に記録されている品質チェック処理のコンピュータプログラムに従い、コンピュータによる各種演算処理によって、以下の各ステップの処理を実行する。
【００３５】
尚、前記コンピュータプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体（半導体メモリ（メモリスティックなど）、ハードディスク、フロッピーディスク、データカード（ＩＣカード，磁気カードなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯなど）、相変化ディスク、磁気テープなど）を備えた外部記憶装置に記録しておき、当該コンピュータプログラムを必要に応じて外部記憶装置からＣＰＵ１０２にロードして起動することにより用いるようにしてもよい。
【００３６】
まず、ＣＰＵ１０２は、内蔵されたカウンタのカウンタ値Ｔをクリア（「０」にリセット）する（ステップ（以下「Ｓ」と記載する）１０）。
次に、ＣＰＵ１０２は、Ａ／Ｄコンバータ１０８を介して入力された定寸装置５０の出力信号に基づいて、工作物Ｗの現在の半径Ｒ（ｎ）を測定し、その半径Ｒ（ｎ）をＲＡＭ１２０の工作物径バッファ領域１２０ａに記憶させる（Ｓ１２）。
【００３７】
そして、ＣＰＵ１０２は、工作物径バッファ領域１２０ａに記憶された工作物Ｗの現在の半径Ｒ（ｎ）に基づいて、現在の研削加工が微研削であるかどうかを判定し（Ｓ１４）、微研削でない場合（Ｓ１４：Ｎｏ）はＳ１２の処理へ戻り、微研削である場合は（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶを算出し、その半径変化速度ΔＶをＲＡＭ１２０の工作物径変化速度バッファ領域１２０ｂに記憶させる（Ｓ１６）。
【００３８】
ここで、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶは、式（１）によって算出される。
【数１】

（Ｒ（ｎ）：サンプリングした工作物Ｗの半径のデータのｎ番目のデータ（現在のデータ）、ｍ：サンプリング回数、ｔ：サンプリング時間）
【００３９】
次に、ＣＰＵ１０２は、式（２）に示すように、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶと、ＲＡＭ１２０の切込速度バッファ領域１２０ｃに記憶されている微研削時切込速度Ｖｆとの差分の絶対値が、ＲＡＭ１２０の許容範囲バッファ領域１２０ｄに記憶されている許容範囲の下限値αと上限値βとの間に収まっているかどうかを判定し（Ｓ１８）、収まっている場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）はカウンタ値Ｔをインクリメントし（Ｓ２０）、収まっていない場合（Ｓ１８：ＮＯ）はカウンタ値Ｔをクリアする（Ｓ２２）。
α≦｜ΔＶ−Ｖｆ｜≦β ………式（２）
【００４０】
続いて、ＣＰＵ１０２は、工作物径バッファ領域１２０ａに記憶されている工作物Ｗの現在の半径Ｒ（ｎ）に基づいて研削加工が終了したと判定するまで（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、Ｓ１２〜Ｓ２２の処理を繰り返す。
尚、Ｓ１２〜Ｓ２２の処理のルーチンは、前記サンプリング時間ｔ毎に繰り返される。
その後、ＣＰＵ１０２は、研削加工が終了したと判定すると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、ＲＡＭ１２０のカウンタしきい値バッファ領域１２０ｅに記憶されているカウンタしきい値Ｔｆよりもカウンタ値Ｔが大きいかどうかを判定する（Ｓ２６）。
【００４１】
そして、ＣＰＵ１０２は、カウンタ値Ｔがカウンタしきい値Ｔｆ以上の場合は（Ｔ≧Ｔｆ、Ｓ２６：Ｙｅｓ）、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっている旨のデータ信号を生成し、そのデータ信号をインターフェース１０４を介して出力装置１１２へ出力し（Ｓ２８）、品質チェック処理を終了する。すると、出力装置１１２は、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっており良品であることをオペレータに通知する（例えば、ディスプレイにより視覚的に通知したり、音声再生装置により聴覚的に通知する）。
また、ＣＰＵ１０２は、カウンタ値Ｔがカウンタしきい値Ｔｆ未満の場合は（Ｔ＜Ｔｆ、Ｓ２６：Ｎｏ）、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっていない旨のデータ信号を生成し、そのデータ信号をインターフェース１０４を介して出力装置１１２へ出力し（Ｓ３０）、品質チェック処理を終了する。すると、出力装置１１２は、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっておらず品質不良であることをオペレータに通知する。
【００４２】
このように、本実施形態では、微研削時において（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶを算出し（式（１）、Ｓ１６）、その半径変化速度ΔＶと微研削時切込速度Ｖｆとの差分の絶対値が許容範囲内（下限値α、上限値β）に収まっているかどうかを判定し（式（２）、Ｓ１８）、収まっていればカウンタ値Ｔをインクリメントし（Ｓ２０）、収まっていなければカウンタ値Ｔをクリアし（ｓ２２）、カウンタ値Ｔがカウンタしきい値Ｔｆ以上であれば（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっており良品であると判定し（Ｓ２８）、カウンタ値Ｔがカウンタしきい値Ｔｆ未満であれば（Ｓ２６：Ｎｏ）、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっておらず品質不良あると判定する（Ｓ３０）。
【００４３】
図３は、工作物Ｗの研削加工中（粗研削，精研削，微研削）における工作物Ｗの半径および砥石台２０（砥石車２２）の位置の時間変化を示すグラフであり、微研削は時間ＴＭ１から時間ＴＭ２の期間行われる。
図４（Ａ）は、微研削中（時間ＴＭ１から時間ＴＭ２の期間）における工作物Ｗの半径変化速度ΔＶの時間変化の一例を示すグラフであり、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶはサンプリング時間ｔ毎に算出される。
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す工作物Ｗの半径変化速度ΔＶに対応したカウンタ値Ｔの時間変化の一例を示すグラフである。
【００４４】
［実施形態の作用・効果］
（１）精研削時および微研削時において、工作物Ｗが砥石車２２に接触した直後には、砥石車２２の反対方向に工作物Ｗが逃げて大きく撓み、その撓み量は研削加工がすすむにつれて除々に減少してゆき、最終的には、切込速度に対応した撓み量に収束する。そして、工作物Ｗの撓み量が切込速度に対応した値に収束したとき、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶは切込速度とほぼ等しくなる。
工作物Ｗの撓み量が大きい状態では、工作物Ｗの断面の真円度が低くなっている。そのため、工作物Ｗの撓み量が最も小さくなっている状態（工作物Ｗの撓み量が切込速度に対応した値に収束し、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが切込速度とほぼ等しくなっている状態）にすれば、工作物Ｗの断面の真円度を高めて加工精度を向上させることができる。
また、３つの研削状態（粗研削，精研削，微研削）のうち、切込速度が最も遅い微研削において、工作物Ｗの最終的な加工精度が決定される。
【００４５】
そこで、本実施形態では、微研削時に、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっているかどうか（下限値αと上限値βとの間に収まっているかどうか）を判定している（Ｓ１８）。
そして、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっている状態（Ｓ１８：Ｙｅｓ）が、所定時間Ｔｓ以上続いた場合に（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、工作物Ｗの加工精度が許容範囲内に収まっていると判定している（Ｓ２８）。
【００４６】
従って、本実施形態によれば、研削加工中にインプロセスで工作物Ｗの加工精度を検出することが可能になり、円筒研削盤１０の製造効率（生産ラインの生産効率）が低下することはなく、全ての工作物Ｗについて品質チェックを実行できるため、品質不良の工作物Ｗが良品とみなされることもなくなる。
尚、ＲＡＭ１２０の許容範囲バッファ領域１２０ｄに記憶しておく許容範囲の下限値αおよび上限値βは、実験的に最適値を求めて設定すればよい。
【００４７】
（２）上記（１）において、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっている状態（Ｓ１８：Ｙｅｓ）が所定時間Ｔｓ以上続いているかどうかの判定は、カウンタ値Ｔがカウンタしきい値Ｔｆ以上かどうかを判定することにより行っている。
つまり、図２に示すＳ１２〜Ｓ２２の処理のルーチンは、サンプリング時間ｔ毎に周期的に繰り返されるため、式（３）に示すように、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっている状態の継続時間Ｔｃは、カウンタ値Ｔにサンプリング時間ｔを乗算した値になる。
また、式（４）に示すように、所定時間Ｔｓは、カウンタしきい値Ｔｆにサンプリング時間ｔを乗算した値になる。
【００４８】
従って、継続時間Ｔｃが所定時間Ｔｓ以上かどうかは（Ｔｃ≧ｔｓ）、カウンタ値Ｔがカウンタしきい値Ｔｆ以上かどうか（Ｔ≧Ｔｆ）をみればわかることになる。
Ｔｃ＝Ｔ・ｔ ………式（３）
Ｔｓ＝Ｔｆ・ｔ ………式（４）
このように、本実施形態によれば、継続時間Ｔｃが所定時間Ｔｓ以上かどうかの判定をカウンタ値Ｔに基づいて行うため、当該判定を容易かつ確実に行うことができる。
尚、ＲＡＭ１２０のカウンタしきい値バッファ領域１２０ｅに記憶しておくカウンタしきい値Ｔｆは、実験的に最適値を求めて設定すればよい。
【００４９】
（３）工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっていない（下限値αと上限値βとの間に収まっていない）場合には（Ｓ１８：Ｎｏ）、カウンタ値Ｔをクリアしている（Ｓ２２）。
そのため、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっている状態（Ｓ１８：Ｙｅｓ）がある程度続いた場合でも、微研削が終了する直前に、半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくならない状態になると（Ｓ１８：Ｎｏ）、カウンタ値Ｔがクリアされてカウンタしきい値Ｔｆ未満になる（Ｓ２６：Ｎｏ）。
【００５０】
つまり、微研削の終了時点（Ｓ２４：Ｙｅｓ）で半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっていない場合、それ以前に半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっていたとしても、工作物Ｗの最終的な加工精度は許容範囲を外れたものとなる。
そこで、本実施形態では、微研削の終了時点で半径変化速度ΔＶが微研削時切込速度Ｖｆとほぼ等しくなっていない場合には、それ以前の状態に関係なく、カウンタ値Ｔをクリアすることで、研削加工の終了時における工作物Ｗの加工精度を許容範囲内に確実に収めるようにしている。
【００５１】
（４）工作物Ｗの半径変化速度ΔＶを算出する際には（Ｓ１６）、式（１）に示すように、サンプリングした工作物Ｗの半径のデータのｎ番目のデータ（現在のデータ）である半径Ｒ（ｎ）からｍ＋１回前のサンプリングデータ（ｎ−ｍ−１番目のデータ）である半径Ｒ（ｎ−ｍ−１）について、任意のデータ（ｋ番目のデータである半径Ｒ（ｋ））とその直前のデータ（ｋ−１番目のデータである半径Ｒ（ｋ−１））との差分をとり、ＲＡＭ１２０の工作物径バッファ領域１２０ａに記憶されている全データ（Ｒ（ｎ）〜Ｒ（ｎ−ｍ−１））について当該差分の総和（Σ）をとり、その総和の平均（／ｍ）をとり、その平均値をサンプリング時間ｔで除算している。
【００５２】
つまり、定寸装置５０の測定結果にノイズが含まれている場合、現在のサンプリングデータ（半径Ｒ（ｎ））とその直前のサンプリングデータ（半径Ｒ（ｎ−１））との差分だけから半径変化速度ΔＶを算出すると、算出した半径変化速度ΔＶに誤差が生じることになる。
ちなみに、定寸装置５０の測定結果にノイズが含まれる原因としては、円筒研削盤１０の機構的原因（主軸台１６、心押台１８、主軸１６ａ、チャック１６ｂ、センタ１８ａなどの寸法誤差）、円筒研削盤１０に対する工作物Ｗの取付寸法誤差、定寸装置５０の測定ヘッド５０ａや工作物Ｗに付着した研削屑などがあげられる。
【００５３】
そこで、本実施形態では、前記したように工作物Ｗの半径の変化の平均をとることで、前記ノイズの影響を回避して、工作物Ｗの半径変化速度ΔＶを正確に算出するようにしている。
【００５４】
尚、サンプリング回数ｍは任意の整数であり、このサンプリング回数ｍを大きく設定するほど、前記ノイズの影響を受けない正確な半径変化速度ΔＶが得られるが、その反面、ＲＡＭ１２０における工作物径バッファ領域１２０ａの記憶容量が増大するため、大容量のＲＡＭ１２０が必要となり、ＲＡＭ１２０の部品コストが増大することになる。
従って、サンプリング回数ｍは、前記ノイズの影響を回避するのに十分な値に実験的に設定する必要がある。ちなみに、前記ノイズは工作物Ｗの１回転毎に周期的に現れることが多いため、サンプリング回数ｍにサンプリング時間ｔを乗算した値が工作物Ｗの１回転に要する時間と等しくなるようにサンプリング回数ｍを設定すれば、サンプリング回数ｍを小さくした上で前記ノイズの影響を確実に回避することができる。
【００５５】
［別の実施形態］
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
［１］上記実施形態では、上記（３）に記載したように、Ｓ２２の処理においてカウンタ値Ｔをクリアしている。しかし、Ｓ２２の処理において、カウンタ値Ｔをデクリメントするようにしてもよい。この場合には、上記（３）に記載の効果は得られなくなるものの、上記（１）（２）（４）の効果については同様に得られる。
【００５６】
［２］上記実施形態では、上記（４）に記載したように、Ｓ１６の処理において工作物Ｗの半径変化速度ΔＶを算出する際に、工作物Ｗの半径の変化の平均をとっている。
しかし、Ｓ１６の処理において工作物Ｗの半径変化速度ΔＶを算出する際に、現在のサンプリングデータ（半径Ｒ（ｎ））とその直前のサンプリングデータ（半径Ｒ（ｎ−１））との差分だけから半径変化速度ΔＶを算出するようにしてもよい。
この場合には、上記（４）に記載の効果は得られなくなるものの、上記（１）（２）（３）の効果については同様に得られる。また、定寸装置５０の測定結果にノイズが含まれない場合には、正確な半径変化速度ΔＶが得られることに加え、ＲＡＭ１２０における工作物径バッファ領域１２０ａの記憶容量が少なくて済むため、小容量のＲＡＭ１２０で十分になり、ＲＡＭ１２０の部品コストを削減することができる。
【００５７】
［３］上記実施形態は円筒研削盤の制御システムに適用したものであるが、本発明はこれに限らず、工作物を保持して回動させ、その工作物に向けて回動する砥石を移動させ、工作物に砥石を接触させて研削加工する工作機械（例えば、クランクシャフト研削盤、カム研削盤など）の制御システム全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態における円筒研削盤の制御システムの概略構成図。
【図２】一実施形態において工作物の研削加工中に実行される品質チェック処理の流れを示すフローチャート。
【図３】一実施形態において研削加工中における工作物の半径および砥石台の位置の時間変化を示すグラフ。
【図４】図４（Ａ）は、微研削中における工作物の半径変化速度ΔＶの時間変化を示すグラフ。図４（Ｂ）は、半径変化速度ΔＶに対応したカウンタ値Ｔの時間変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１…制御システム
１０…円筒研削盤
１６…主軸台
１６ａ…主軸
１６ｂ…チャック
１８…心押台
１８ａ…センタ
２０…砥石台
２２…砥石車
２４…砥石駆動モータ
２６，３０…プーリ
２８…ベルト
４２…主軸サーボモータ
４４…主軸エンコーダ
５０…定寸装置
８０…第１モータ駆動回路（ＤＵＺ）
８２…第１サーボモータ
８４…第１エンコーダ
１００…数値制御装置
１０８…Ａ／Ｄコンバータ
１０２…ＣＰＵ
１１２…出力装置
１２２…ＲＯＭ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control system for a machine tool and a recording medium, and more particularly, holds and rotates a workpiece, moves a rotating grindstone toward the workpiece, and contacts the grindstone with the workpiece to perform grinding. The present invention relates to a control system for a machine tool to be processed, and a computer-readable recording medium on which a program for the control system is recorded.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various machine tools for holding and rotating a workpiece, moving a grindstone rotating toward the workpiece, and bringing the grindstone into contact with the workpiece have been proposed. When a large number of workpieces of the same size and shape are produced with such a machine tool, it is necessary to keep the machining accuracy of the workpiece within an allowable range, and quality check for that is important.
In the conventional quality check method, an arbitrary number of ground workpieces are set as a population, one workpiece randomly extracted from the population is set as a sample, and the dimensions of the sample are measured by a measuring instrument (for example, The measurement accuracy was evaluated by estimating the size of the population from the measurement results. In other words, the quality check is performed off-line from the production line for the workpiece appropriately extracted from the production line of the workpiece.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional quality check method has the following problems.
(1) If the grinding process by the machine tool is interrupted while measuring the dimensions of the sample using a measuring instrument (when the production line is stopped), the manufacturing efficiency of the machine tool (of the production line) Production efficiency).
(2) While grinding with a machine tool is continued while measuring the dimensions of the sample using a measuring instrument (when the production line is in operation), the processing accuracy is determined from the measurement results of the sample. Is found to be out of the acceptable range, it is presumed that the machining accuracy of the workpiece produced during the measurement of the sample is also out of the acceptable range, but the quality of the machining accuracy is out of the acceptable range. Defective workpieces cannot be checked for quality and may be considered good.
(3) The machining accuracy is actually measured only for one workpiece in the population, and the machining accuracy of other workpieces in the population is only evaluated by estimation. There is a possibility that poor quality workpieces whose machining accuracy is outside the allowable range are included in the population.
[0004]
In order to solve such problems of the conventional quality check method, it is only necessary to detect the machining accuracy of the workpiece in-process during grinding. By doing so, the manufacturing efficiency of the machine tool (production efficiency of the production line) is not lowered, and the quality check can be executed for all the workpieces, so that the poor quality workpieces are not regarded as non-defective products.
The present invention has been made to satisfy the above-described requirements, and an object thereof is to provide a machine tool control system capable of detecting the machining accuracy of a workpiece in-process during grinding. is there. Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium in which a program of this control system is recorded.
[0005]
[Means / actions for solving the problems and effects of the invention]
The invention according to claim 1, which has been made to achieve such an object, includes a workpiece rotating means for holding and rotating a workpiece, a grindstone for grinding the workpiece, and a workpiece while rotating the grindstone. In a control system for a machine tool comprising a grindstone driving means for moving toward a workpiece and a workpiece diameter measuring means for measuring the diameter of the workpiece, based on the diameter of the workpiece measured by the workpiece diameter measuring means A workpiece diameter changing speed calculating means for calculating a change speed of the diameter of the workpiece, a moving speed at which the grindstone driving means moves the grindstone toward the workpiece, and a calculation of the workpiece diameter changing speed calculating means. The first determination means for calculating the difference between the diameter change speed of the workpiece and the difference is within a predetermined range, and the difference determined by the first determination means is within the predetermined range. The stored state is longer than the specified time. Based on the determination by the second determination means for determining whether or not the second determination means has continued, the state in which the difference determined by the first determination means is within a predetermined range continues for a predetermined time or more. A third determination means for determining that the machining accuracy of the workpiece is within the allowable range in other cases and determining that the machining accuracy of the workpiece is not within the allowable range in other cases. The gist of the machine tool control system.
[0006]
Here, immediately after the workpiece touches the grindstone, the workpiece escapes in the opposite direction of the grindstone and bends greatly. The means converges to a deflection amount corresponding to a moving speed (cutting speed) for moving the grindstone toward the workpiece. When the amount of bending of the workpiece converges to a value corresponding to the moving speed, the changing speed of the diameter of the workpiece becomes substantially equal to the moving speed.
When the amount of bending of the workpiece is large, the roundness of the cross section of the workpiece is low. Therefore, the amount of bending of the workpiece is the smallest (the amount of bending of the workpiece converges to a value corresponding to the moving speed, and the changing speed of the diameter of the workpiece is substantially equal to the moving speed. ), The roundness of the cross section of the workpiece can be increased and the machining accuracy can be improved.
[0007]
Therefore, in the first aspect of the present invention, it is determined whether the change speed of the diameter of the workpiece is substantially equal to the moving speed (whether the difference is within a predetermined range). Then, when the state in which the change speed of the diameter of the workpiece is substantially equal to the moving speed continues for a predetermined time or more, it is determined that the machining accuracy of the workpiece is within an allowable range.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it becomes possible to detect the machining accuracy of the workpiece in-process during the grinding process, and the manufacturing efficiency of the machine tool (production efficiency of the production line) decreases. Since quality checks can be performed on all workpieces, poor quality workpieces are not considered good products.
The predetermined range in the first determination means and the predetermined time in the second determination means may be set by experimentally obtaining optimum values.
[0008]
Next, the invention according to claim 2 is the machine tool control system according to claim 1, wherein the grindstone driving means is based on the diameter of the workpiece measured by the workpiece diameter measuring means. The moving speed for moving the workpiece toward the workpiece is gradually reduced in a plurality of stages, and the first judging means, the second judging means, and the third judging means respectively have the moving speed by the grindstone driving means. The gist is that each determination is performed at least in the last stage.
[0009]
Therefore, according to the invention described in claim 2, by reducing the moving speed for moving the grindstone toward the workpiece in a plurality of stages, the grinding time can be shortened and the grinding time can be reduced. It is possible to achieve both ensuring of machining accuracy. Then, in the stage where the final machining accuracy of the workpiece is determined (at least the last stage of the moving speed by the grindstone driving means, for example, during fine grinding), the workpiece is machined by performing each determination. The accuracy can be detected accurately.
[0010]
Next, according to a third aspect of the present invention, in the machine tool control system according to the first or second aspect, the third determination means determines the first determination means at the end of the determination. If the difference is not within the predetermined range, the gist is to determine that the machining accuracy of the workpiece is not within the allowable range regardless of the previous state.
That is, when the difference determined by the first determination means is not within the predetermined range at the end of the determination by the third determination means, the change speed of the diameter of the workpiece is substantially equal to the movement speed before that time. Even so, the final machining accuracy of the workpiece is outside the allowable range. Therefore, according to the third aspect of the invention, the machining accuracy of the workpiece at the end of the grinding process can be reliably kept within the allowable range.
[0011]
Next, the invention according to claim 4 is the machine tool control system according to any one of claims 1 to 3, wherein the workpiece diameter measuring means periodically measures the diameter of the workpiece. The workpiece diameter changing speed calculating means takes an average value of changes in the diameter of the workpiece measured periodically based on the diameter of the workpiece periodically measured by the workpiece diameter measuring means, The gist is to calculate the change rate of the diameter of the workpiece based on the average value.
That is, when noise is included for some reason in the measurement result of the workpiece diameter measuring means, an error may occur in the change speed of the diameter of the workpiece calculated by the workpiece diameter change speed calculating means. Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, the influence of the noise can be avoided, and the change speed of the diameter of the workpiece can be accurately calculated.
[0012]
Next, according to a fifth aspect of the present invention, in the machine tool control system according to the fourth aspect, the second determination means is based on a cycle of measurement of the diameter of the workpiece by the workpiece diameter measuring means. The gist is to detect the predetermined time.
Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, since the detection of the predetermined time is performed by using the period of measurement of the diameter of the workpiece by the workpiece diameter measuring means, the detection of the predetermined time is easily and reliably performed. It can be carried out.
[0013]
Next, the invention according to claim 6 is the machine tool control system according to any one of claims 1 to 5, further comprising a notifying means for notifying the determination result of the third determining means. The gist.
Therefore, according to the invention described in claim 6, based on the determination result of the third determination means notified by the notification means, the operator of the machine tool can set the machining accuracy of the workpiece that has finished the grinding process within an allowable range. It is possible to reliably recognize whether or not the workpiece is contained (whether the workpiece is a good product or a defective product).
[0014]
Next, the invention according to claim 7 is the workpiece diameter change speed calculating means, the first determining means, the second determining means in the machine tool control system according to any one of claims 1 to 6, As a third determination means, a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer system to function is recorded is provided.
[0015]
That is, a function for realizing the workpiece diameter change speed calculation means, first determination means, second determination means, and third determination means in the machine tool control system according to any one of claims 1 to 6. Can be provided as a program executed on a computer system.
In the case of such a computer program, for example, the computer program can be recorded as a ROM or backup RAM as a computer-readable recording medium, and the ROM or backup RAM can be incorporated into a computer system.
In addition, semiconductor memory (memory stick, etc.), hard disk, floppy disk, data card (IC card, magnetic card, etc.), optical disk (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, etc.), magneto-optical disk (MO) Etc.), the computer program may be recorded on a computer-readable recording medium such as a phase change disk, magnetic tape, etc., and the computer program may be loaded into a computer system and started if necessary. .
[0016]
The correspondence relationship between the constituent elements described in [Claims] and [Means for Solving the Problems and Effects of the Invention] described above and the constituent members described in [Embodiments of the Invention] described below is as follows. It is as follows.
The “machine tool” corresponds to the cylindrical grinding machine 10.
The “workpiece rotating means” includes the headstock 16, the tailstock 18, the main spindle 16a, the chuck 16b, the center 18a, the main spindle servo motor 42, the main spindle encoder 44, and the numerical control device 100.
The “grinding wheel driving means” includes the grinding wheel base 20, the grinding wheel driving motor 24, the

pulleys

26 and 30, the belt 28, the first motor driving circuit (DUZ) 80, the first servo motor 82, the first encoder 84, and the numerical control device 100. Composed.
“Whetstone” corresponds to the grinding wheel 22.
The “workpiece diameter measuring means” corresponds to the processing of S12 in the sizing device 50, the A / D converter 108, and the CPU 102.
[0017]
The “workpiece diameter change speed calculating means” corresponds to the process of S16 in the CPU.
The “first determination unit” corresponds to the process of S <b> 18 in the CPU 102.
The “second determination unit” corresponds to each process of S20 to S24 in the CPU 102.
The “third determination unit” corresponds to each process of S26 to S30 in the CPU 102.
The “notification unit” includes the output device 112 and the numerical control device 100.
“Recording medium” corresponds to the ROM 122.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a control system for a cylindrical grinding machine will be described with reference to the drawings.
[Main configuration of the embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system for a cylindrical grinder in the present embodiment, and shows a plan view of a main part of the cylindrical grinder and a block circuit diagram of the control system.
The control system 1 according to the present embodiment includes a cylindrical grinding machine 10, a numerical control device (CNC) 100, an input device 110, an output device 112, and the like.
[0019]
The constituent members of the cylindrical grinding machine 10 are disposed on the bed 12.
A table 14 is guided and supported on the bed 12 so as to be movable in the horizontal direction (the XX ′ direction in the drawing). The table 14 is fed and moved by a ball screw (not shown) attached to the rotation shaft of the second servo motor 92. The rotational position of the second servo motor 92 (the position of the table 14) is detected by the second encoder 94.
A headstock 16 and a tailstock 18 are disposed on the table 14 so as to face each other. A spindle 16a is provided at the end of the spindle stock 16 on the tailstock 18 side, a chuck 16b is provided at the tip of the spindle 16a, and the spindle 16a is rotationally driven by a spindle servomotor 42. The rotation speed of the spindle servomotor 42 is detected by the spindle encoder 44. A center 18 a is provided at the end of the tailstock 18 on the side of the headstock 16.
[0020]
The workpiece (workpiece) W has a first end (the left end in the figure) and a second end (the right end in the figure). The first end is gripped by the chuck 16b, and the second end is the center. The workpiece W is supported between the headstock 16 and the tailstock 18 by the center support 18a. Then, the workpiece W is rotationally driven (rotated) with the rotation of the main shaft 16a, and the rotation axis (workpiece rotation axis) of the workpiece W is parallel to the movement direction (XX ′ direction in the drawing) of the table 14. Is set.
A sizing device 50 for measuring the radius of the workpiece W is disposed on the bed 12.
[0021]
On the bed 12, the grindstone table 20 is guided and supported in a horizontal direction (YY ′ direction shown in the figure) orthogonal to the moving direction (XX ′ direction shown in the figure) of the table 14. The grinding wheel base 20 is fed and moved by a ball screw (not shown) attached to the rotation shaft of the first servo motor 82. The rotational position of the first servo motor 82 (the position of the grinding wheel base 20) is detected by the first encoder 84.
A disc-shaped grinding wheel 22 is supported on the grinding wheel base 20 so as to be rotatable about an axis parallel to the moving direction (XX ′ direction in the drawing) of the table 14. A pulley 30 is attached to the rotating shaft of the grinding wheel 22, a pulley 26 is attached to the rotating shaft of the grinding wheel drive motor 24, and a belt 28 is stretched between the

pulleys

30 and 26. The power of the grinding wheel drive motor 24 is transmitted to the grinding wheel 22 through a path of pulley 26 → belt 28 → pulley 30, and the grinding wheel 22 is rotationally driven (rotated) at high speed.
[0022]
The cylindrical grinding machine 10 is controlled by the numerical controller 100.
The numerical control apparatus 100 includes a known microcomputer having a CPU 102, a RAM 120, a ROM 122, interfaces (I / F) 104 and 106, an A / D converter 108, and the like.
Various data signals transferred from an input device (eg, a keyboard, a pointing device, etc.) 110 are transferred to the CPU 102 via the interface 104. Various data signals generated by the CPU 102 are transferred to an output device (for example, a display, an audio reproduction device, etc.) 112 via the interface 104.
[0023]
The CPU 102, in accordance with a computer program stored in the ROM 122, and a data signal transferred via the interfaces 104 and 105 and the A / D converter 108 and various data signals stored in the RAM 120 through various arithmetic processes by the computer. Based on the above, a data signal for controlling the cylindrical grinding machine 10 is generated.
In the RAM 120, the radius (R (n), R (n−1), R (n−2)... R (n−m), R (n−m−) of the workpiece W measured by the sizing device 50 is stored. 1)) for storing a workpiece diameter buffer area 120a, a workpiece diameter changing speed buffer area 120b for storing a radius changing speed (radius decreasing speed) ΔV of the workpiece W to be described later, described later. A cutting speed buffer area 120c for storing the cutting speed Vf at the time of fine grinding of the workpiece W, an allowable range for storing a lower limit value α and an upper limit value β of an allowable range (effective range) described later. A buffer area 120d and a counter threshold buffer area 120e for storing a counter threshold Tf described later are provided.
[0024]
The analog signal (the radius of the workpiece W) output from the sizing device 50 is converted into a digital signal by the A / D converter 108 and transferred to the CPU 102.
A detection signal from the spindle encoder 44 (the number of revolutions of the spindle servo motor 42) is transferred to the CPU 102 via the interface 106.
[0025]
The first encoder 84 detects the rotational position of the first servo motor 82 (the position of the grinding wheel platform 20), transfers the detection signal to the first motor drive circuit (DUZ) 80, and transmits the detection signal to the CPU 102 via the interface 106. Forward to.
The drive signal for the first servo motor 82 generated by the CPU 102 is transferred to the first motor drive circuit 80 via the interface 106. The first motor drive circuit 80 rotationally drives the first servo motor 82 in accordance with the drive signal generated by the CPU 102.
[0026]
The second encoder 94 detects the rotational position of the second servo motor 92 (the position of the table 14), transfers the detection signal to the second motor drive circuit (DUX) 90, and also to the CPU 102 via the interface 106. Forward.
The drive signal for the second servo motor 92 generated by the CPU 102 is transferred to the second motor drive circuit 90 via the interface 106. The second motor drive circuit 90 rotationally drives the second servo motor 92 according to the drive signal generated by the CPU 102.
[0027]
[Operation of the embodiment]
When the grinding by the cylindrical grinding machine 10 is started in accordance with the grinding computer program recorded in the ROM 122, the CPU 102 of the numerical control device 100 starts the servo motor based on the detection signals of the

encoders

44, 84, and 94. The rotational drive of 42,82,92 is controlled.
As a result, the grinding wheel base 20 is moved in the Y ′ direction in the drawing by the first servo motor 82, and the grinding portion of the workpiece W is directed to the front side of the grinding surface of the grinding wheel 22. Then, the grinding wheel 22 is rotationally driven at a constant rotational speed by the grinding wheel drive motor 24. Further, the second servo motor 92 moves the table 14 at a predetermined speed in the XX ′ direction in the drawing. Further, the spindle 16a is rotationally driven by the spindle servomotor 42, and the workpiece W held by the chuck 16b provided on the spindle 16a is rotationally driven at a predetermined rotational speed. And the grinding location of the outer peripheral surface of the workpiece W is brought into contact with the grinding surface of the grinding wheel 22 to be ground.
[0028]
Simultaneously with the grinding of the workpiece W, the radius of the workpiece W is measured by the sizing device 50. At this time, the measuring head 50a of the sizing device 50 is disposed at a position facing the grinding surface of the grinding wheel 22 with the workpiece W interposed therebetween. Therefore, the radius of the grinding part of the workpiece W by the grinding wheel 22 can be measured in real time during grinding by the sizing device 50.
[0029]
Here, the moving speed of the grindstone 20 in the Y ′ direction shown in the figure is changed in three stages from the start of grinding to the end of grinding. The moving speed of the grinding wheel base 20 is equal to the cutting speed of the grinding wheel 22 with respect to the workpiece W.
That is, when grinding is started, first, the moving speed of the grinding wheel base 20 (the cutting speed of the grinding wheel 22) is set to a relatively fast constant speed, and the workpiece W is ground at a fast pace (this Grinding is called “rough grinding”). Next, the moving speed of the grindstone table 20 is set to a constant speed slower than the rough grinding, and the workpiece W is ground at a slower pace than the rough grinding (this grinding is called “fine grinding”). Subsequently, the moving speed of the grinding wheel base 20 is set to a constant speed slower than the fine grinding, and the workpiece W is ground at a slower pace than the fine grinding (this grinding is called “fine grinding”).
[0030]
In other words, in order to increase the grinding speed of the workpiece W and shorten the grinding time, it is necessary to set the moving speed of the grinding wheel base 20 (the cutting speed of the grinding wheel 22) fast and perform grinding at a fast pace. There is. However, in order to increase the processing accuracy of the grinding of the workpiece W, it is necessary to set the moving speed of the grindstone table 20 to be slow and perform grinding at a slow pace. Therefore, by reducing the moving speed of the grinding wheel base 20 (the cutting speed of the grinding wheel 22) in three stages in stages, both shortening the grinding time and ensuring the machining accuracy at the end of grinding are achieved. That is why.
[0031]
Here, the moving time of the grinding wheel base 20 (the cutting speed of the grinding wheel 22) is switched to three stages of rough grinding, fine grinding, and fine grinding (shifting time), and the finishing time of the grinding process is constant. A determination is made based on the radius of the workpiece W measured by the device 50.
That is, the operator of the cylindrical grinding machine 10 presets the radius of the workpiece W for each of the fine grinding start point, the fine grinding start point, and the grinding end point, and sets each set value (fine grinding start radius, Fine grinding start radius and grinding end radius) are input to the numerical controller 100 via the input device 110. The fine grinding start radius, fine grinding start radius, and grinding end radius may be set as appropriate based on the radii before and after grinding of the workpiece W.
[0032]
In addition, the operator presets the cutting speed in each of rough grinding, fine grinding, and fine grinding, and sets each value (cutting speed during rough grinding, cutting speed during fine grinding, cutting speed during fine grinding). Is input to the numerical controller 100 via the input device 110. In addition, what is necessary is just to set suitably about these cutting speeds according to the material of the workpiece W. FIG.
Then, the CPU 102 stores the setting values input via the interface 104 in the RAM 120.
[0033]
When the radius of the workpiece W measured by the sizing device 50 during grinding is equal to the precision grinding start radius stored in the RAM 120, the CPU 102 moves the grinding wheel 20 at the moving speed (grinding wheel 22). The cutting speed is switched from the cutting speed during rough grinding to the cutting speed during fine grinding.
Subsequently, when the radius of the workpiece W measured by the sizing device 50 during the grinding process becomes equal to the fine grinding start radius stored in the RAM 120, the CPU 102 finely adjusts the moving speed of the grindstone table 20. Switch from the hour cutting speed to the fine grinding cutting speed.
Thereafter, the CPU 102 ends the grinding process when the radius of the workpiece W measured by the sizing device 50 during the grinding process becomes equal to the grinding process end radius (finishing radius) stored in the RAM 120. After the grindstone base 20 is moved in the Y direction in the figure by the first servo motor 82, the

motors

24, 42, 82, 92 are stopped.
[0034]
During grinding by the cylindrical grinder 10, the CPU 102 performs quality check by detecting the machining accuracy of the workpiece W in-process.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of quality check processing of the workpiece W executed by the CPU 102 during grinding.
The CPU 102 executes the processes of the following steps by various calculation processes by the computer according to the computer program for the quality check process recorded in the ROM 122.
[0035]
The computer program can be read by a computer-readable recording medium (semiconductor memory (memory stick, etc.), hard disk, floppy disk, data card (IC card, magnetic card, etc.), optical disk (CD-ROM, CD-R, CD- RW, DVD, etc.), magneto-optical disk (MO, etc.), phase change disk, magnetic tape, etc.), and the computer program is loaded from the external storage device to the CPU 102 as necessary. You may make it use by starting.
[0036]
First, the CPU 102 clears the counter value T of the built-in counter (resets to “0”) (step (hereinafter referred to as “S”) 10).
Next, the CPU 102 measures the current radius R (n) of the workpiece W based on the output signal of the sizing device 50 input via the A / D converter 108, and calculates the radius R (n). The workpiece diameter is stored in the workpiece diameter buffer area 120a of the RAM 120 (S12).
[0037]
Then, the CPU 102 determines whether or not the current grinding process is fine grinding based on the current radius R (n) of the workpiece W stored in the workpiece diameter buffer area 120a (S14). If not (S14: No), the process returns to S12. If fine grinding (S14: Yes), the radius change speed ΔV of the workpiece W is calculated, and the radius change speed ΔV is changed to the workpiece diameter change in the RAM 120. It is stored in the speed buffer area 120b (S16).
[0038]
Here, the radius change speed ΔV of the workpiece W is calculated by the equation (1).
[Expression 1]

(R (n): n-th data (current data) of sampled radius data of workpiece W, m: number of samplings, t: sampling time)
[0039]
Next, as shown in Equation (2), the CPU 102 calculates the absolute difference between the radius change speed ΔV of the workpiece W and the fine grinding cutting speed Vf stored in the cutting speed buffer area 120c of the RAM 120. It is determined whether or not the value falls between the lower limit value α and the upper limit value β of the allowable range stored in the allowable range buffer area 120d of the RAM 120 (S18). The counter value T is incremented (S20), and if it is not within the range (S18: NO), the counter value T is cleared (S22).
α ≦ | ΔV−Vf | ≦ β Equation (2)
[0040]
Subsequently, until the CPU 102 determines that the grinding process is completed based on the current radius R (n) of the workpiece W stored in the workpiece diameter buffer area 120a (S24: Yes), the processing of S12 to S22 is performed. Repeat the process.
Note that the processing routine of S12 to S22 is repeated every sampling time t.
Thereafter, when the CPU 102 determines that the grinding process is finished (S24: Yes), it determines whether the counter value T is larger than the counter threshold value Tf stored in the counter threshold value buffer area 120e of the RAM 120. (S26).
[0041]
When the counter value T is equal to or greater than the counter threshold value Tf (T ≧ Tf, S26: Yes), the CPU 102 generates a data signal indicating that the machining accuracy of the workpiece W is within an allowable range, The data signal is output to the output device 112 via the interface 104 (S28), and the quality check process is terminated. Then, the output device 112 notifies the operator that the machining accuracy of the workpiece W is within the allowable range and is a non-defective product (for example, visually notified by a display or audibly notified by a sound reproducing device). To do).
Further, when the counter value T is less than the counter threshold value Tf (T <Tf, S26: No), the CPU 102 generates a data signal indicating that the machining accuracy of the workpiece W is not within the allowable range, The data signal is output to the output device 112 via the interface 104 (S30), and the quality check process is terminated. Then, the output device 112 notifies the operator that the machining accuracy of the workpiece W is not within the allowable range and the quality is poor.
[0042]
Thus, in the present embodiment, during fine grinding (S14: Yes), the radius change speed ΔV of the workpiece W is calculated (Equation (1), S16), and the radius change speed ΔV and the fine grinding depth of cut are calculated. It is determined whether or not the absolute value of the difference from the speed Vf is within the allowable range (lower limit value α, upper limit value β) (equation (2), S18). If not, the counter value T is cleared (s22). If the counter value T is equal to or greater than the counter threshold value Tf (S26: Yes), the machining accuracy of the workpiece W is within the allowable range and is acceptable. If the counter value T is less than the counter threshold value Tf (S26: No), it is determined that the machining accuracy of the workpiece W is not within the allowable range and the quality is poor (S26). S30).
[0043]
FIG. 3 is a graph showing the time variation of the radius of the workpiece W and the position of the grinding wheel platform 20 (grinding wheel 22) during grinding of the workpiece W (rough grinding, fine grinding, fine grinding). The period is from time TM1 to time TM2.
FIG. 4A is a graph showing an example of the time change of the radius change speed ΔV of the workpiece W during the fine grinding (period from time TM1 to time TM2). The radius change speed ΔV of the workpiece W is the sampling time. Calculated every t.
FIG. 4B is a graph showing an example of a time change of the counter value T corresponding to the radius change speed ΔV of the workpiece W shown in FIG.
[0044]
[Operations and effects of the embodiment]
(1) Immediately after the workpiece W comes into contact with the grinding wheel 22 at the time of fine grinding and fine grinding, the workpiece W escapes in the opposite direction of the grinding wheel 22 and bends greatly. Gradually decreases, and finally converges to a deflection amount corresponding to the cutting speed. When the amount of bending of the workpiece W converges to a value corresponding to the cutting speed, the radius change speed ΔV of the workpiece W becomes substantially equal to the cutting speed.
When the amount of bending of the workpiece W is large, the roundness of the cross section of the workpiece W is low. Therefore, the bending amount of the workpiece W is the smallest (the bending amount of the workpiece W converges to a value corresponding to the cutting speed, and the radius change speed ΔV of the workpiece W becomes substantially equal to the cutting speed. In this state, the roundness of the cross section of the workpiece W can be increased and the processing accuracy can be improved.
Further, the final processing accuracy of the workpiece W is determined in the fine grinding with the slowest cutting speed among the three grinding states (rough grinding, fine grinding, and fine grinding).
[0045]
Therefore, in the present embodiment, at the time of fine grinding, the radius change speed ΔV of the workpiece W is substantially equal to the cutting speed Vf at the time of fine grinding (whether it is within the lower limit value α and the upper limit value β). ) Is determined (S18).
When the state in which the radius change speed ΔV of the workpiece W is substantially equal to the cutting speed Vf at the time of fine grinding (S18: Yes) continues for a predetermined time Ts or longer (S26: Yes), It is determined that the machining accuracy is within the allowable range (S28).
[0046]
Therefore, according to the present embodiment, it becomes possible to detect the machining accuracy of the workpiece W in-process during grinding, and the manufacturing efficiency (production efficiency of the production line) of the cylindrical grinding machine 10 is reduced. In addition, since the quality check can be executed for all the workpieces W, the workpiece W having poor quality is not regarded as a non-defective product.
Note that the lower limit value α and the upper limit value β of the allowable range stored in the allowable range buffer area 120d of the RAM 120 may be set by experimentally obtaining optimum values.
[0047]
(2) In the above (1), whether or not the state (S18: Yes) in which the radius changing speed ΔV of the workpiece W is substantially equal to the fine grinding cutting speed Vf continues for a predetermined time Ts or more. This is done by determining whether the counter value T is greater than or equal to the counter threshold value Tf.
That is, since the processing routine of S12 to S22 shown in FIG. 2 is periodically repeated every sampling time t, the radius change speed ΔV of the workpiece W is notched during fine grinding as shown in the equation (3). The duration Tc in the state of being substantially equal to the speed Vf is a value obtained by multiplying the counter value T by the sampling time t.
Further, as shown in Expression (4), the predetermined time Ts is a value obtained by multiplying the counter threshold value Tf by the sampling time t.
[0048]
Therefore, whether or not the duration Tc is equal to or greater than the predetermined time Ts (Tc ≧ ts) can be determined by looking at whether or not the counter value T is equal to or greater than the counter threshold value Tf (T ≧ Tf).
Tc = T · t Equation (3)
Ts = Tf · t (4)
As described above, according to the present embodiment, the determination as to whether or not the duration time Tc is equal to or greater than the predetermined time Ts is performed based on the counter value T. Therefore, the determination can be performed easily and reliably.
The counter threshold value Tf stored in the counter threshold value buffer area 120e of the RAM 120 may be set by experimentally obtaining an optimum value.
[0049]
(3) When the radius changing speed ΔV of the workpiece W is not substantially equal to the cutting speed Vf at the time of fine grinding (not within the lower limit value α and the upper limit value β) (S18: No), The counter value T is cleared (S22).
Therefore, even when the state in which the radius change speed ΔV of the workpiece W is substantially equal to the cutting speed Vf at the time of fine grinding (S18: Yes) continues to some extent, the radius change speed ΔV is immediately before the end of the fine grinding. When the fine grinding cutting speed Vf is not substantially equal (S18: No), the counter value T is cleared and becomes less than the counter threshold value Tf (S26: No).
[0050]
That is, when the radius change speed ΔV is not substantially equal to the fine grinding cutting speed Vf at the time of finishing the fine grinding (S24: Yes), the radius changing speed ΔV is substantially equal to the fine grinding cutting speed Vf before that. Even if they are equal, the final machining accuracy of the workpiece W is outside the allowable range.
Therefore, in the present embodiment, when the radius change speed ΔV is not substantially equal to the fine grinding cutting speed Vf at the end of the fine grinding, the counter value T is cleared regardless of the previous state. Thus, the machining accuracy of the workpiece W at the end of the grinding process is surely kept within an allowable range.
[0051]
(4) When calculating the radius change speed ΔV of the workpiece W (S16), as shown in the equation (1), the nth data (current data) of the sampled radius data of the workpiece W is used. For a radius R (n−m−1) which is sampling data (n−m−1) data m + 1 times before a certain radius R (n), arbitrary data (radius R (k which is the kth data) )) And the immediately preceding data (radius R (k-1) which is the (k-1) th data), and all data (R (n)) stored in the workpiece diameter buffer area 120a of the RAM 120 ˜R (n−m−1)), the sum (Σ) of the differences is taken, the average (/ m) of the sum is taken, and the average value is divided by the sampling time t.
[0052]
That is, when noise is included in the measurement result of the sizing device 50, the radius is determined only from the difference between the current sampling data (radius R (n)) and the immediately preceding sampling data (radius R (n-1)). When the change speed ΔV is calculated, an error occurs in the calculated radius change speed ΔV.
Incidentally, the cause of the noise included in the measurement result of the sizing device 50 is the mechanical cause of the cylindrical grinding machine 10 (dimensional errors of the spindle stock 16, tailstock 18, spindle 16a, chuck 16b, center 18a, etc.), Examples of the mounting dimension error of the workpiece W with respect to the cylindrical grinding machine 10 and grinding scraps attached to the measuring head 50a of the sizing device 50 and the workpiece W can be given.
[0053]
Therefore, in this embodiment, as described above, the radius change speed ΔV of the workpiece W is accurately calculated by taking the average of the changes in the radius of the workpiece W to avoid the influence of the noise. Yes.
[0054]
The sampling number m is an arbitrary integer. The larger the sampling number m is set, the more accurate radius change rate ΔV that is not affected by the noise can be obtained. On the other hand, the workpiece diameter buffer area in the RAM 120 is obtained. Since the storage capacity of 120a increases, a large-capacity RAM 120 is required, and the component cost of the RAM 120 increases.
Therefore, it is necessary to experimentally set the sampling number m to a value sufficient to avoid the influence of the noise. Incidentally, since the noise often appears periodically every rotation of the workpiece W, the number of sampling times is set so that the value obtained by multiplying the sampling number m by the sampling time t is equal to the time required for one rotation of the workpiece W. If m is set, the influence of the noise can be reliably avoided while reducing the number of samplings m.
[0055]
[Another embodiment]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, You may actualize as follows, and even in that case, the effect | action and effect equivalent to or more than the said embodiment can be acquired.
[1] In the above embodiment, as described in (3) above, the counter value T is cleared in the process of S22. However, the counter value T may be decremented in the process of S22. In this case, although the effect described in the above (3) cannot be obtained, the effects (1), (2), and (4) can be obtained in the same manner.
[0056]
[2] In the above embodiment, as described in (4) above, when calculating the radius change speed ΔV of the workpiece W in the process of S16, the average of the change in the radius of the workpiece W is taken.
However, when the radius change speed ΔV of the workpiece W is calculated in the process of S16, only the difference between the current sampling data (radius R (n)) and the immediately preceding sampling data (radius R (n−1)). The radius change speed ΔV may be calculated from the above.
In this case, although the effect described in the above (4) cannot be obtained, the effects (1), (2), and (3) can be obtained in the same manner. Further, when noise is not included in the measurement result of the sizing device 50, in addition to obtaining an accurate radius change speed ΔV, the storage capacity of the workpiece diameter buffer area 120a in the RAM 120 can be reduced, so that the small size is small. The capacity of the RAM 120 is sufficient, and the component cost of the RAM 120 can be reduced.
[0057]
[3] Although the above embodiment is applied to a control system for a cylindrical grinding machine, the present invention is not limited to this, and a grindstone that holds and rotates a workpiece and rotates toward the workpiece is provided. The present invention can be applied to all control systems of machine tools (for example, a crankshaft grinder, a cam grinder, etc.) that move and grind by contacting a workpiece with a grindstone.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system for a cylindrical grinder in an embodiment embodying the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of quality check processing executed during grinding of a workpiece in one embodiment.
FIG. 3 is a graph showing the time change of the radius of the workpiece and the position of the grinding wheel base during grinding in one embodiment.
FIG. 4A is a graph showing the time change of the radius change speed ΔV of the workpiece during fine grinding. FIG. 4B is a graph showing the time change of the counter value T corresponding to the radius change speed ΔV.
[Explanation of symbols]
1 ... Control system
10 ... Cylinder grinding machine
16 ... headstock
16a ... Spindle
16b ... chuck
18 ... Tailstock
18a ... Center
20 ... Whetstone stand
22 ... Grinding wheel
24 ... Wheel driving motor
26, 30 ... pulley
28 ... Belt
42 ... Spindle servo motor
44 ... Spindle encoder
50 ... Sizing device
80 ... 1st motor drive circuit (DUZ)
82. First servo motor
84. First encoder
100: Numerical control device
108 ... A / D converter
102 ... CPU
112 ... Output device
122 ... ROM

Claims

A workpiece rotating means for holding and rotating the workpiece;
A grinding wheel to grind the workpiece,
A grindstone driving means for moving the grindstone toward the workpiece while rotating the grindstone,
In a machine tool control system comprising a workpiece diameter measuring means for measuring the diameter of a workpiece,
Based on the diameter of the workpiece measured by the workpiece diameter measuring means, a workpiece diameter change speed calculating means for calculating a change speed of the diameter of the workpiece;
The difference between the moving speed at which the grindstone driving means moves the grindstone toward the workpiece and the change speed of the workpiece diameter calculated by the workpiece diameter change speed calculating means is calculated, and the difference is within a predetermined range. First determination means for determining whether or not the
Second determination means for determining whether or not the state in which the difference determined by the first determination means is within a predetermined range continues for a predetermined time;
Based on the determination of the second determination means, if the state where the difference determined by the first determination means is within a predetermined range continues for a predetermined time or more, the machining accuracy of the workpiece is within an allowable range. A control system for a machine tool, comprising: third determination means that determines that the machining accuracy is within the allowable range otherwise, and determines that the machining accuracy of the workpiece is not within the allowable range.

In the machine tool control system according to claim 1,
The grindstone driving means divides the moving speed for moving the grindstone toward the work piece in a plurality of stages based on the diameter of the work piece measured by the work piece diameter measuring means,
A control system for a machine tool, wherein each of the first determination means, the second determination means, and the third determination means performs the determinations at least at the last stage of the moving speed by the grindstone driving means.

In the machine tool control system according to claim 1 or 2,
When the difference determined by the first determination means is not within a predetermined range at the end of the determination, the third determination means has an allowable machining accuracy of the workpiece regardless of the previous state. A control system for a machine tool, characterized in that it is determined that it does not fit within the machine tool.

The machine tool control system according to any one of claims 1 to 3,
The workpiece diameter measuring means periodically measures the diameter of the workpiece,
The workpiece diameter changing speed calculating means takes an average value of changes in the diameter of the workpiece measured periodically based on the diameter of the workpiece periodically measured by the workpiece diameter measuring means, A control system for a machine tool, which calculates a change speed of a diameter of a workpiece based on an average value.

The machine tool control system according to claim 4,
The control system for a machine tool, wherein the second determining means detects the predetermined time based on a cycle of measuring the diameter of the workpiece by the workpiece diameter measuring means.

In the control system of the machine tool according to any one of claims 1 to 5,
A control system for a machine tool, comprising notification means for notifying a determination result of the third determination means.

A function of a computer system as the workpiece diameter change speed calculation means, first determination means, second determination means, and third determination means in the machine tool control system according to any one of claims 1 to 6. A computer-readable recording medium on which the program is recorded.