JP3714169B2

JP3714169B2 - Machine tool control system and recording medium

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Publication number: JP3714169B2
Application number: JP2001023594A
Authority: JP
Inventors: 友也加藤; 孝夫米田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002224954A

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転させ、回転する砥石と工作物とを相対的に移動させ、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転させ、回転する砥石と工作物とを相対的に移動させ、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は、研削加工を続けていると、砥石の目詰まり，目つぶれ，目こぼれ等が発生して砥石の切れ味が低下し、加工精度の悪化や研削焼けが生じることになる。
尚、砥石の目詰まりとは、砥石の表面に多数付着してある砥粒の間に、工作物の研削屑が詰まることである。また、砥石の目つぶれとは、砥石表面の砥粒が摩耗することである。また、砥石の目こぼれとは、砥石表面から砥粒が剥離することである。そして、研削焼けとは、工作物が砥石で擦られるだけで研削されず、擦られて生じる摩擦熱により工作物表面が焼けて変色，変質することである。
【０００３】
そこで、砥石の切れ味を良好に保つために、砥石の整形を行うツルーイングや砥石の目立てを行うドレッシングなどの砥石修正処理を施す必要がある。
従来は、▲１▼研削加工した工作物の数をカウントし、そのカウント数が規定数に達した時点で砥石修正処理を施す方法、▲２▼オペレータが工作物の加工精度に応じて経験的に必要と判断した時点で砥石修正処理を施す方法、などがとられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記▲１▼の方法では、前記規定数を過大に設定すると、砥石修正処理を施す前に砥石の切れ味が低下してしまい、加工精度の悪化や研削焼けが生じるという問題があった。また、前記規定数を過小に設定すると、砥石修正処理を頻回に施すことになり、砥石寿命が短くなることに加え、砥石修正処理に要する時間分だけ製造ＴＡＴ（Turn Around Time）が増大するため、製造コストが増加するという問題があった。つまり、前記▲１▼の方法では、前記規定数を過不足のない最適値に設定する必要があるが、その規定数の設定はオペレータが経験的に行うしかなく、前記規定数を最適値に設定することは難しかった。
また、前記▲２▼の方法では、オペレータが経験的に砥石修正処理を施すかどうかを判断するため、最適な時点で砥石修正処理を施すのは難しかった。そのため、前記▲２▼の方法でも、砥石修正処理を施す前に砥石の切れ味が低下することや、砥石修正処理を頻回に施すことがあり、前記▲１▼の方法と同じ問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、以下の目的を有するものである。
（１）砥石による工作物の研削加工を続行させるべきかどうかを正確に判定することが可能な工作機械の制御システムを提供する。
（２）必要な時点で砥石修正処理を施すことが可能な工作機械の制御システムを提供する。
（３）上記（１）または（２）の工作機械の制御システムを実現するように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。
【０００６】
【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転させる工作物駆動手段と、工作物を研削する砥石と、その砥石を回転させる砥石駆動手段と、前記砥石と工作物とを相対的に移動させる移動手段とを備えた工作機械の制御システムにおいて、前記砥石駆動手段による前記砥石の回動力を検出する回動力検出手段と、その回動力検出手段の検出した前記砥石の回動力に基づいて、工作物の単位時間当たりの研削除去量を算出する第１算出手段と、その第１算出手段の算出した工作物の単位時間当たりの研削除去量を累積することにより、工作物の総研削除去量を算出する第２算出手段と、その第２算出手段の算出した工作物の総研削除去量に基づいて、前記砥石の摩耗量を算出する第３算出手段と、その第３算出手段の算出した前記砥石の摩耗量に基づいて、前記砥石による工作物の研削加工を続行させるべきかどうかを判定する判定手段とを備えたことをその要旨とする。
従って、請求項１に記載の発明によれば、砥石の回動力に基づき砥石の摩耗量を定量的に求めるようにしているため、制御システムのオペレータの経験に頼ることなく、砥石による工作物の研削加工を続行させるべきかどうかを正確に判定することができる。
【０００７】
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、前記判定手段の判定結果に基づき、前記砥石による工作物の研削加工を続行させるべきではないと判定された場合に前記砥石の修正処理を行う砥石修正手段を備えたことをその要旨とする。
従って、請求項２に記載の発明によれば、必要な時点で砥石に砥石修正処理を施すことが可能になり、砥石の切れ味を常に良好に保って工作物の加工精度の悪化や研削焼けを防止すると共に、砥石修正処理を頻回に施すことを防止して製造コストの増大を抑制することができる。
【０００８】
ところで、請求項３に記載の発明のように、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、前記回動力検出手段は、前記砥石駆動手段による前記砥石の回転トルクに基づいて前記回動力を検出するようにしてもよい。
また、請求項４に記載の発明のように、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、前記砥石駆動手段は電動モータであり、前記回動力検出手段は、前記電動モータのモータ電流に基づいて前記砥石の回動力を検出するようにしてもよい。
【０００９】
次に、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４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１算出手段は、工作物の研削加工方式と前記回動力検出手段の検出した前記砥石の回動力とに基づいて、工作物の単位時間当たりの研削除去量を算出する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、工作物の研削加工方式（例えば、円筒研削盤の場合は端面部研削加工と円筒部研削加工）に応じて、工作物の単位時間当たりの研削除去量を正確に算出することができる。
次に、請求項６に記載の発明者は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作機械の制システムにおいて、前記第３算出手段は、前記砥石の種類と前記第２算出手段の算出した工作物の総研削除去量とに基づいて、前記砥石の摩耗量を算出することその要旨とする。
従って、請求項６に記載の発明によれば、砥石の種類に応じて、砥石の摩耗量を正確に算出することができる。
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第１算出手段，第２算出手段，第３算出手段，判定手段，砥石修正手段として、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。
つまり、請求項１〜４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第１算出手段，第２算出手段，第３算出手段，判定手段，砥石修正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。
【００１０】
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。
「工作物駆動手段」は、主軸台１６、心押台１８、主軸１６ａ、チャック１６ｂ、センタ１８ａ、主軸サーボモータ駆動回路（ＤＵＣ）４０、主軸サーボモータ４２、主軸エンコーダ４４、数値制御装置（ＣＮＣ）１００から構成される。
「砥石駆動手段」は、砥石駆動モータ２４、プーリ２６，３０、ベルト２８から構成される。
「移動手段」は、砥石台２０、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。
【００１１】
「回動力検出手段」は、電流検出装置３２とＡ／Ｄコンバータ３４およびＣＰＵ１０２におけるＳ１１０の処理に該当する。
「砥石の回動力」は、砥石駆動モータ２４のモータ電流Ｍｉに相当する。
「第１算出手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ１２０およびＳ１３０の処理に該当する。
「第２算出手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ１４０の処理に該当する。
「第３算出手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ１５０およびＳ１６０の処理に該当する。
「判定手段」は、ＣＰＵ１０２におけるＳ１７０の処理に該当する。
「砥石修正手段」は、砥石修正装置５０およびＣＰＵ１０２におけるＳ２００の処理に該当する。
「電動モータ」は砥石駆動モータ２４に該当する。
「記録媒体」は、ＲＯＭ１２２またはＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｄに該当する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を工作機械として円筒研削盤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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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（電動モータ）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の回動力は、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。
また、テーブル１４上には、砥石車２２の修正処理を行う砥石修正装置５０が設けられている。尚、砥石修正装置５０は、具体的には、砥石車２２の整形を行うツルーイングを実行するためのツルアや、砥石車２２の目立てを行うドレッシングを実行するためのドレッサなどから構成されている。
【００１６】
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。
【００１７】
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１２２に記録（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１０４，１０６を介して転送されてきたデータ信号と、ＲＡＭ１２０に記録（記憶）されているデータ信号またはコンピュータプログラムに基づいて、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には各バッファ領域（記憶領域）１２０ａ〜１２０ｄが設けられている。
バッファ領域１２０ａには、砥石駆動モータ２４のモータ電流Ｍｉから工作物Ｗの単位時間当たりの研削除去量（単位時間研削除去量）Δを算出（演算）するのに使用される変換係数ηのテーブルが記録（記憶）されている。
バッファ領域１２０ｂには、単位時間研削除去量Δを累積して得られた工作物Ｗの総研削除去量Ｒが記録（記憶）されている。
バッファ領域１２０ｃには、工作物Ｗの総研削除去量Ｒから砥石車２２の砥石摩耗量Ｄを算出（演算）するのに使用される変換係数εのテーブルが記録（記憶）されている。
バッファ領域１２０ｄには、円筒研削盤１０に砥石車２２の砥石修正処理を実行させるためのコンピュータプログラム（砥石修正処理制御プログラム）が記録（記憶）されている。
【００１８】
ＣＰＵ１０２の生成した砥石駆動モータ２４の駆動信号は、インターフェース１０６を介してインバータ装置（ＩＮＶ）３６へ転送される。インバータ装置３６は、ＣＰＵ１０２の生成した駆動信号に従って、砥石駆動モータ２４を速度制御する。
インバータ装置３６の内部には、電流検出装置３２およびＡ／Ｄコンバータ３４が設けられている。電流検出装置３２は、砥石駆動モータ２４のモータ電流Ｍｉを検出する。その電流検出装置３２によって検出されたモータ電流Ｍｉは、Ａ／Ｄコンバータ３４によりディジタル信号に変換されてインターフェース１０６へ転送される。
【００１９】
主軸エンコーダ４４は、主軸サーボモータ４２の回転数を検出し、その検出信号を、主軸サーボモータ駆動回路（ＤＵＣ）４０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の生成した主軸サーボモータ４２の駆動信号は、インターフェース１０６を介して主軸サーボモータ駆動回路４０へ転送される。主軸サーボモータ駆動回路４０は、ＣＰＵ１０２の生成した駆動信号に従って、主軸サーボモータ４２を回転駆動する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
［実施形態の動作］
制御システム１のオペレータは、まず、チャック１６ｂとセンタ１８ａとの間に工作物Ｗを取り付け、次に、入力装置１１０を用いて数値制御装置１００に工作物Ｗの研削加工を開始させるための指示を行う。
数値制御装置１００のＣＰＵ１０２は、入力装置１１０から工作物Ｗの研削加工を開始させるための指示がなされると、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、各エンコーダ４４，８４，９４の検出信号に基づき各モータ駆動回路４０，８０，９０を介して各サーボモータ４２，８２，９２の回転駆動を制御すると共に、インバータ装置３２を介して砥石駆動モータ２４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、砥石車２２の研削面が工作物Ｗの研削加工箇所に向けられる。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が回転駆動されることにより、工作物Ｗが回転駆動される。これにより、工作物Ｗの外周面の研削加工箇所に砥石車２２の研削面が接触され、工作物Ｗが研削加工される。
【００２３】
この円筒研削盤１０による工作物Ｗの研削加工中に、ＣＰＵ１０２は砥石修正処理が必要であるかどうかを判定する砥石修正判定処理を行い、その砥石修正判定処理の結果、必要ならば砥石修正処理を行う。
図２は、ＣＰＵ１０２が工作物Ｗの研削加工中に実行する砥石修正判定処理および砥石修正処理の流れを示すフローチャートである。
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１２２に記録されている砥石修正判定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、砥石修正判定処理を実行する（ステップ（以下「Ｓ」と記載する）１００）。
【００２４】
続いて、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｄに記憶されている砥石修正処理制御プログラムに従い、コンピュータによる各種演算処理によって、砥石修正装置５０を用いた砥石車２２の砥石修正処理を円筒研削盤１０に実行させ（Ｓ２００）、その後に再びＳ１００の処理に戻り、Ｓ１００，Ｓ２００の処理を繰り返し実行する。
ここで、砥石修正処理には、砥石車２２の整形を行うツルーイングや砥石車２２の目立てを行うドレッシングなどがあるが、これらは公知であり、本出願人もこれらの関連出願を多数行っているため（例えば、特開平９−７６１５３号、特開平６−１０６４５３号など）、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２５】
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。
【００２６】
図３は、砥石修正判定処理（図２に示すＳ１００）の流れを示すフローチャートである。
まず、ＣＰＵ１０２は、電流検出装置３２の検出した砥石駆動モータ２４のモータ電流Ｍｉを、Ａ／Ｄコンバータ３４からインターフェース１０６を介して読み込む（Ｓ１１０）。
次に、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ａに記憶されている変換係数ηのテーブルを参照し、後述する工作物Ｗの現在の研削加工サイクルパターン（研削加工方式）に対応した変換係数ηを抽出する（Ｓ１２０）。
続いて、ＣＰＵ１０２は、式（１）に示すように、モータ電流Ｍｉに変換係数ηを乗算することにより、工作物Ｗの単位時間当たりの研削除去量（単位時間研削除去量）Δを算出する（Ｓ１３０）。
Δ＝η×Ｍｉ ………式（１）
【００２７】
図４は、モータ電流Ｍｉと単位時間研削除去量Δとの関係を示すグラフである。
円筒研削盤１０において、工作物Ｗの研削加工サイクルパターン（研削加工方式）には端面部研削加工と円筒部研削加工の２種類があり、この両者共に、モータ電流Ｍｉと単位時間研削除去量Δとの間には正比例の関係が成り立つ。
そこで、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ａに端面部研削加工および円筒部研削加工にそれぞれ対応する２種類の変換係数ηのテーブルを記憶させておき、現在（Ｓ１２０の処理を実行している時点）の研削加工サイクルパターン（研削加工方式）が端面部研削加工または円筒部研削加工のいずれであるかに基づいて当該テーブルを参照すれば、所望の変換係数ηを得ることができる。
【００２８】
続いて、ＣＰＵ１０２は、式（２）に示すように、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｂに記憶されている総研削除去量Ｒに、Ｓ１２０の処理で算出した単位時間研削除去量Δを加算することにより、単位時間研削除去量Δを累積した現在の総研削除去量Ｒを算出し、その現在の総研削除去量Ｒをバッファ領域１２０ｂに記憶させる（Ｓ１４０）。
Ｒ←Ｒ＋Δ ………式（２）
次に、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｃに記憶されている変換係数εのテーブルを参照し、現在使用中の砥石車２２の砥石種類に対応した変換係数εを抽出する（Ｓ１５０）。
【００２９】
続いて、ＣＰＵ１０２は、式（３）に示すように、総研削除去量Ｒに変換係数εを乗算することにより、砥石車２２の砥石摩耗量Ｄを算出する（Ｓ１６０）。
Ｄ＝ε×Ｒ ………式（３）
図５は、総研削除去量Ｒと砥石摩耗量Ｄとの関係を示すグラフである。
円筒研削盤１０において、工作物Ｗの総研削除去量Ｒと砥石車２２の砥石摩耗量Ｄとの間には正比例の関係が成り立ち、総研削除去量Ｒに対する砥石摩耗量Ｄは砥石車２２の砥石種類によって異なる。
そこで、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｃに複数の砥石種類（図５では２つの砥石種類Ａ，Ｂのみ図示）にそれぞれ対応する複数の変換係数εのテーブルを記憶させておき、砥石車２２の砥石種類に基づいて当該テーブルを参照すれば、所望の変換係数εを得ることができる。
【００３０】
続いて、ＣＰＵ１０２は、Ｓ１６０の処理で算出した砥石摩耗量Ｄが予め設定しておいたしきい値Ｄｔ以上であるかどうかを判定する（Ｓ１７０）。
そして、ＣＰＵ１０２は、砥石摩耗量Ｄがしきい値Ｄｔ未満（Ｄ＜Ｄｔ）の場合には（Ｓ１７０：Ｎｏ）、Ｓ１１０の処理に戻り、Ｓ１１０〜Ｓ１７０の処理を繰り返し実行する。その結果、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｂには、単位時間研削除去量Δを累積した総研削除去量Ｒが記憶されることになる。
また、ＣＰＵ１０２は、砥石摩耗量Ｄがしきい値Ｄｔ以上（Ｄ≧Ｄｔ）の場合には（Ｓ１７０：Ｙｅｓ）、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ｂに記憶されている総研削除去量Ｒをゼロクリアさせ（Ｓ１８０）、その後に砥石修正処理（図２に示すＳ２００）へ移行する。
【００３１】
［実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、本実施形態によれば、砥石修正判定処理（Ｓ１００、Ｓ１１０〜Ｓ１８０）において、砥石駆動モータ２４のモータ電流Ｍｉに基づき砥石車２２の砥石摩耗量Ｄを定量的に求めるようにしている。そのため、制御システム１のオペレータの経験に頼ることなく、砥石車２２による工作物Ｗの研削加工を続行させるべきかどうか（砥石車２２の砥石修正処理が必要かどうか）を正確に判定することができる。
そして、砥石車２２による工作物Ｗの研削加工を続行させるべきではないと判定した場合（砥石車２２の砥石修正処理が必要と判定した場合。Ｓ１７０：Ｙｅｓ）には、砥石修正処理（Ｓ２００）を実行するようにしている。そのため、必要な時点で砥石車２２に砥石修正処理を施すことができる。
従って、本実施形態によれば、砥石車２２の切れ味を常に良好に保って工作物Ｗの加工精度の悪化や研削焼けを防止すると共に、砥石修正処理を頻回に施すことを防止して製造コストの増大を抑制することができる。
尚、前記各変換係数η，εおよびしきい値Ｄｔについては、実験的に最適値を求めて設定しておけばよい。
【００３２】
［別の実施形態］
ところで、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、砥石駆動モータ２４のモータ電流Ｍｉを検出する電流検出装置３２を設け、そのモータ電流Ｍｉに基づいて単位時間研削除去量Δを算出している（Ｓ１３０）。
しかし、砥石駆動モータ２４のモータ動力に対応する砥石車２２の回動力（例えば、砥石駆動モータ２４または砥石車２２の回転トルクなど）を検出する適宜な検出装置（例えば、トルク検出装置など）を設け、その検出装置によって検出したモータ動力に対応する回動力に基づいて単位時間研削除去量Δを算出するようにしてもよい。この場合、ＲＡＭ１２０のバッファ領域１２０ａには、前記回動力から単位時間研削除去量Δを算出するための変換係数のテーブルを記憶させておけばよい。
【００３３】
［２］上記実施形態では、砥石台２０を図示Ｙ’方向に送り移動させることにより、砥石車２２を工作物Ｗに向けて移動させるようにしている。
しかし、砥石台２０を移動させずに固定した状態で、テーブル１４を図示Ｙ方向に送り移動させることにより、工作物Ｗを砥石車２２に向けて移動させるようにしてもよい。また、砥石台２０を図示Ｙ’方向に送り移動させると共に、テーブル１４を図示Ｙ方向に送り移動させるようにしてもよい。
つまり、砥石車２２または工作物Ｗのいずれか一方または両方を移動させることにより、砥石車２２と工作物Ｗとを相対的に移動させて、工作物Ｗに砥石車２２を接触させるようにすればよい。
［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転させ、回転する砥石と工作物を相対的に移動させ、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砥石修正判定処理および砥石修正処理の流れを示すフローチャート。
【図３】図２のＳ１００に示す砥石修正判定処理の流れを示すフローチャート。
【図４】モータ電流Ｍｉと単位時間研削除去量Δとの関係を示すグラフ。
【図５】総研削除去量Ｒと砥石摩耗量Ｄとの関係を示すグラフ。
【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
３２…電流検出装置
３４…Ａ／Ｄコンバータ
３６…インバータ装置（ＩＮＶ）
４０…主軸サーボモータ駆動回路（ＤＵＣ）
４２…主軸サーボモータ
４４…主軸エンコーダ
５０…砥石修正装置
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（ＣＮＣ）
１０２…ＣＰＵ
１０６…インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１２０…ＲＡＭ
１２０ａ〜１２０ｄ…バッファ領域
１２２…ＲＯＭ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control system for a machine tool and a recording medium. More specifically, the present invention relates to a grinding process by holding and rotating a workpiece, relatively moving the rotating grindstone and the workpiece, and bringing the grindstone into contact with the workpiece. The present invention relates to a machine tool control system and a computer-readable recording medium in which a program of the control system is recorded.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various machine tools have been proposed in which a workpiece is held and rotated, the rotating grindstone and the workpiece are relatively moved, and grinding is performed by bringing the grindstone into contact with the workpiece. In such a machine tool, if the grinding process is continued, clogging, crushing, and spilling of the grindstone occur and the sharpness of the grindstone is lowered, resulting in deterioration of machining accuracy and grinding burn.
The clogging of the grindstone means that the grinding scraps of the workpiece are clogged between the abrasive grains adhering to the surface of the grindstone. Further, the crushing of the grindstone means that the abrasive grains on the grindstone surface are worn. Moreover, the spilling of the grindstone means that the abrasive grains peel from the grindstone surface. The term “grinding burn” means that the workpiece surface is burned and discolored and deteriorated by frictional heat generated by rubbing the workpiece only by being rubbed with a grindstone.
[0003]
Therefore, in order to maintain the sharpness of the grindstone, it is necessary to perform a grindstone correction process such as truing for shaping the grindstone or dressing for sharpening the grindstone.
Conventionally, (1) a method of counting the number of workpieces that have been ground, and performing a grinding wheel correction process when the count reaches the specified number, and (2) an operator empirically required depending on the machining accuracy of the workpiece At the time when it was determined, a method of applying a grinding wheel correction process was taken.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the method (1), if the specified number is set excessively, the sharpness of the grindstone is lowered before the grindstone correction process is performed, and there is a problem that the processing accuracy is deteriorated and grinding burn occurs. If the specified number is set too small, the grinding wheel correction process is frequently performed, and the grinding wheel life is shortened. In addition, the manufacturing TAT (Turn Around Time) increases by the time required for the grinding wheel correction process. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost increases. That is, in the method (1), it is necessary to set the specified number to an optimum value that is not excessive or insufficient. However, the specified number can only be set by an operator empirically. It was difficult to set.
In the method (2), it is difficult for the operator to empirically determine whether or not to perform the grindstone correction process, so that it is difficult to perform the grindstone correction process at an optimal time. Therefore, even in the method (2), the sharpness of the grindstone is deteriorated before the grindstone correction process is performed, and the grindstone correction process is frequently performed, and there is the same problem as the method (1). .
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has the following objects.
(1) A machine tool control system capable of accurately determining whether or not to continue grinding a workpiece with a grindstone is provided.
(2) A machine tool control system capable of performing a grinding wheel correction process at a necessary time is provided.
(3) Provided is a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer system to function is implemented so as to realize the machine tool control system according to (1) or (2).
[0006]
[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 driving means for holding and rotating a workpiece, a grindstone for grinding the workpiece, a grindstone driving means for rotating the grindstone, In a machine tool control system comprising a moving means for relatively moving the grindstone and the workpiece, a turning power detecting means for detecting the turning power of the grindstone by the grindstone driving means, and Based on the detected turning force of the grindstone, first calculation means for calculating a grinding removal amount per unit time of the workpiece, and cumulative accumulation removal amount per unit time of the workpiece calculated by the first calculation means. The second calculation means for calculating the total grinding removal amount of the workpiece, and the third calculation for calculating the wear amount of the grindstone based on the total grinding removal amount of the workpiece calculated by the second calculation means. Means and its third Based on the amount of wear of the grindstone calculated the detecting means, and its gist, further comprising a determination means for determining whether to be continued grinding of the workpiece by the grindstone.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, since the wear amount of the grindstone is quantitatively obtained based on the rotational force of the grindstone, the work of the work piece by the grindstone can be obtained without depending on the experience of the operator of the control system. It is possible to accurately determine whether the grinding process should be continued.
[0007]
Next, the invention according to claim 2 is the control system for a machine tool according to claim 1, wherein it is determined that the grinding of the workpiece by the grindstone should not be continued based on the determination result of the determination means. The gist is provided with a grindstone correcting means for correcting the grindstone when it is done.
Therefore, according to the second aspect of the present invention, it becomes possible to perform a grinding wheel correction process on the grinding wheel at a necessary time, and the sharpness of the grinding wheel is always kept good, so that the processing accuracy of the workpiece is deteriorated and grinding burn is caused. While preventing, it can prevent performing a grindstone correction process frequently, and can suppress the increase in manufacturing cost.
[0008]
By the way, as in the invention described in claim 3, in the machine tool control system according to claim 1 or 2, the turning force detecting means is based on the rotational torque of the grindstone by the grindstone driving means. The turning power may be detected.
According to a fourth aspect of the present invention, in the machine tool control system according to the first or second aspect, the grindstone driving means is an electric motor, and the turning power detecting means is the electric motor. The turning power of the grindstone may be detected based on the motor current.
[0009]
Next, according to a fifth aspect of the present invention, in the machine tool control system according to any one of the first to fourth aspects, the first calculation means includes a workpiece grinding method and the rotational power detection. The gist is to calculate the grinding removal amount per unit time of the workpiece based on the turning force of the grindstone detected by the means.
Therefore, according to the fifth aspect of the invention, according to the grinding method of the workpiece (for example, in the case of a cylindrical grinder, end surface grinding and cylindrical grinding), the workpiece is ground per unit time. The removal amount can be calculated accurately.
Next, an inventor according to a sixth aspect provides the machine tool control system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the third calculation means includes the type of the grindstone and the second calculation means. The gist of calculating the wear amount of the grindstone is based on the calculated total grinding removal amount of the workpiece.
Therefore, according to the sixth aspect of the present invention, the wear amount of the grindstone can be accurately calculated according to the type of the grindstone.
Next, the invention according to claim 7 is the first calculation means, the second calculation means, the third calculation means, the determination means in the machine tool control system according to any one of claims 1 to 6, The present invention provides a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer system to function is recorded as a grindstone correcting means.
That is, the function for realizing the first calculation means, the second calculation means, the third calculation means, the determination means, and the grindstone correcting means in the machine tool control system according to any one of claims 1 to 4 is: The program 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. .
[0010]
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 drive means” includes the headstock 16, the tailstock 18, the main spindle 16a, the chuck 16b, the center 18a, the main spindle servo motor drive circuit (DUC) 40, the main spindle servo motor 42, the main spindle encoder 44, and the numerical controller (CNC). ) 100.
The “grinding wheel driving means” includes a grinding wheel driving motor 24, pulleys 26 and 30, and a belt 28.
The “moving means” includes a grinding wheel base 20, a first motor drive circuit (DUZ) 80, a first servo motor 82, a first encoder 84, and a numerical controller 100.
“Whetstone” corresponds to the grinding wheel 22.
[0011]
The “rotational power detection means” corresponds to the processing of S110 in the current detection device 32, the A / D converter 34, and the CPU 102.
“Rotating power of the grinding wheel” corresponds to the motor current Mi of the grinding wheel drive motor 24.
The “first calculation unit” corresponds to the processing of S120 and S130 in the CPU 102.
The “second calculation unit” corresponds to the process of S140 in the CPU 102.
The “third calculation unit” corresponds to the processing of S150 and S160 in the CPU 102.
The “determination unit” corresponds to the process of S <b> 170 in the CPU 102.
The “whetstone correcting means” corresponds to the processing of S200 in the grindstone correcting device 50 and the CPU 102.
The “electric motor” corresponds to the grindstone drive motor 24.
The “recording medium” corresponds to the buffer area 120 d of the ROM 122 or the RAM 120.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a cylindrical grinder as a machine tool 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.
[0013]
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.
[0014]
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.
[0015]
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 (electric motor) 24, and a belt 28 is stretched between the pulleys 30 and 26. Then, the rotational force 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.
On the table 14, a grindstone correcting device 50 that performs a correction process of the grinding wheel 22 is provided. The grindstone correcting device 50 is specifically composed of a truer for performing truing for shaping the grinding wheel 22, a dresser for performing dressing for sharpening the grinding wheel 22.
[0016]
The cylindrical grinding machine 10 is controlled by the numerical controller 100.
The numerical controller 100 includes a known microcomputer having a CPU 102, a RAM 120, a ROM 122, interfaces (I / F) 104 and 106, 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.
[0017]
The CPU 102 follows the computer program recorded (stored) in the ROM 122 and the data signal transferred via the interfaces 104 and 106 and the data signal recorded (stored) in the RAM 120 through various arithmetic processes by the computer. Alternatively, a data signal for controlling the cylindrical grinding machine 10 is generated based on a computer program.
The RAM 120 is provided with buffer areas (storage areas) 120a to 120d.
In the buffer area 120a, a table of conversion coefficients η used for calculating (calculating) the grinding removal amount (unit time grinding removal amount) Δ per unit time of the workpiece W from the motor current Mi of the grindstone drive motor 24. Is recorded (stored).
In the buffer area 120b, the total grinding removal amount R of the workpiece W obtained by accumulating the grinding removal amount Δ per unit time is recorded (stored).
In the buffer area 120c, a table of conversion coefficients ε used for calculating (calculating) the grinding wheel wear amount D of the grinding wheel 22 from the total grinding removal amount R of the workpiece W is recorded (stored).
In the buffer area 120d, a computer program (grinding wheel correction processing control program) for causing the cylindrical grinding machine 10 to execute the grinding wheel correction processing of the grinding wheel 22 is recorded (stored).
[0018]
The drive signal of the grindstone drive motor 24 generated by the CPU 102 is transferred to the inverter device (INV) 36 via the interface 106. The inverter device 36 controls the speed of the grindstone drive motor 24 according to the drive signal generated by the CPU 102.
Inside the inverter device 36, a current detection device 32 and an A / D converter 34 are provided. The current detection device 32 detects the motor current Mi of the grindstone drive motor 24. The motor current Mi detected by the current detection device 32 is converted into a digital signal by the A / D converter 34 and transferred to the interface 106.
[0019]
The spindle encoder 44 detects the rotation speed of the spindle servomotor 42 and transfers the detection signal to the spindle servomotor drive circuit (DUC) 40 and also to the CPU 102 via the interface 106.
The drive signal for the spindle servo motor 42 generated by the CPU 102 is transferred to the spindle servo motor drive circuit 40 via the interface 106. The spindle servo motor drive circuit 40 rotates the spindle servo motor 42 according to the drive signal generated by the CPU 102.
[0020]
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.
[0021]
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.
[0022]
[Operation of the embodiment]
The operator of the control system 1 first attaches the workpiece W between the chuck 16b and the center 18a, and then uses the input device 110 to instruct the numerical controller 100 to start grinding the workpiece W. I do.
When the CPU 102 of the numerical controller 100 is instructed to start grinding of the workpiece W from the input device 110, the CPUs 102 of the encoders 44, 84, and 94 are in accordance with the grinding computer program recorded in the ROM 122. Based on the detection signal, the rotational drive of each servo motor 42, 82, 92 is controlled via each motor drive circuit 40, 80, 90, and the rotational drive of the grindstone drive motor 24 is controlled via the inverter device 32.
As a result, the grinding wheel base 20 is moved in the Y ′ direction shown in the figure by the first servo motor 82, and the grinding surface of the grinding wheel 22 is directed to the grinding portion of the workpiece W. 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 driven to rotate by the spindle servomotor 42, whereby the workpiece W is driven to rotate. Thereby, the grinding surface of the grinding wheel 22 is brought into contact with the grinding portion of the outer peripheral surface of the workpiece W, and the workpiece W is ground.
[0023]
During grinding of the workpiece W by the cylindrical grinder 10, the CPU 102 performs a grindstone correction determination process for determining whether or not a grindstone correction process is necessary, and if necessary, as a result of the grindstone correction determination process, if necessary, a grindstone correction process. I do.
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the grindstone correction determination process and the grindstone correction process executed by the CPU 102 during grinding of the workpiece W.
The CPU 102 executes the grindstone correction determination process by various calculation processes by the computer in accordance with the computer program for the grindstone correction determination process recorded in the ROM 122 (step (hereinafter referred to as “S”) 100).
[0024]
Subsequently, the CPU 102 performs grinding wheel correction processing of the grinding wheel 22 using the grinding wheel correction device 50 on the cylindrical grinding machine 10 by various calculation processes by a computer according to the grinding wheel correction processing control program stored in the buffer area 120d of the RAM 120. The process is executed (S200), and then the process returns to S100 again, and the processes of S100 and S200 are repeatedly executed.
Here, the grinding wheel correction processing includes truing for shaping the grinding wheel 22 and dressing for sharpening the grinding wheel 22, but these are well known, and the present applicant has made many related applications. Therefore (for example, JP-A-9-76153, JP-A-6-106453, etc.), detailed description is omitted here.
[0025]
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.
[0026]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the grindstone correction determination process (S100 shown in FIG. 2).
First, the CPU 102 reads the motor current Mi of the grindstone drive motor 24 detected by the current detection device 32 from the A / D converter 34 via the interface 106 (S110).
Next, the CPU 102 refers to the conversion coefficient η table stored in the buffer area 120a of the RAM 120, and extracts the conversion coefficient η corresponding to the current grinding cycle pattern (grinding method) of the workpiece W to be described later. (S120).
Subsequently, as shown in Expression (1), the CPU 102 multiplies the motor current Mi by a conversion coefficient η to calculate a grinding removal amount (unit time grinding removal amount) Δ per unit time of the workpiece W. (S130).
Δ = η × Mi ... Formula (1)
[0027]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the motor current Mi and the unit time grinding removal amount Δ.
In the cylindrical grinding machine 10, there are two types of grinding cycle patterns (grinding methods) of the workpiece W: end face grinding and cylindrical grinding, both of which are motor current Mi and unit time grinding removal amount Δ. A direct proportional relationship holds between and.
Therefore, two types of conversion coefficient η tables respectively corresponding to the end face grinding process and the cylindrical part grinding process are stored in the buffer area 120a of the RAM 120, and the current grinding process (at the time when the process of S120 is executed). A desired conversion coefficient η can be obtained by referring to the table based on whether the cycle pattern (grinding method) is end face grinding or cylindrical grinding.
[0028]
Subsequently, as shown in Expression (2), the CPU 102 adds the unit grinding removal amount Δ calculated in the process of S120 to the total grinding removal amount R stored in the buffer area 120b of the RAM 120, A current total grinding removal amount R obtained by accumulating the unit time grinding removal amount Δ is calculated, and the current total grinding removal amount R is stored in the buffer area 120b (S140).
R ← R + Δ ... Formula (2)
Next, the CPU 102 refers to the conversion coefficient ε table stored in the buffer area 120c of the RAM 120, and extracts the conversion coefficient ε corresponding to the grinding wheel type of the currently used grinding wheel 22 (S150).
[0029]
Subsequently, as shown in Expression (3), the CPU 102 multiplies the total grinding removal amount R by the conversion coefficient ε to calculate the grinding wheel wear amount D of the grinding wheel 22 (S160).
D = ε × R ... Formula (3)
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total grinding removal amount R and the grinding wheel wear amount D.
In the cylindrical grinding machine 10, a direct proportional relationship is established between the total grinding removal amount R of the workpiece W and the grinding wheel wear amount D of the grinding wheel 22, and the grinding wheel wear amount D with respect to the total grinding removal amount R is equal to that of the grinding wheel 22. It depends on the type of grindstone.
Therefore, a table of a plurality of conversion coefficients ε respectively corresponding to a plurality of grindstone types (only two grindstone types A and B are shown in FIG. 5) is stored in the buffer area 120c of the RAM 120, and the grindstone types of the grinding wheel 22 are stored. By referring to the table based on this, a desired conversion coefficient ε can be obtained.
[0030]
Subsequently, the CPU 102 determines whether or not the grinding wheel wear amount D calculated in the process of S160 is equal to or greater than a preset threshold value Dt (S170).
When the grinding wheel wear amount D is less than the threshold value Dt (D <Dt) (S170: No), the CPU 102 returns to the process of S110 and repeatedly executes the processes of S110 to S170. As a result, the total grinding removal amount R obtained by accumulating the unit time grinding removal amount Δ is stored in the buffer area 120b of the RAM 120.
When the grinding wheel wear amount D is equal to or greater than the threshold value Dt (D ≧ Dt) (S170: Yes), the CPU 102 clears the total grinding removal amount R stored in the buffer area 120b of the RAM 120 to zero (S180). Then, the process proceeds to the grindstone correction process (S200 shown in FIG. 2).
[0031]
[Operations and effects of the embodiment]
As described above in detail, according to the present embodiment, the grinding wheel wear amount D of the grinding wheel 22 is quantitatively obtained based on the motor current Mi of the grinding wheel drive motor 24 in the grinding wheel correction determination processing (S100, S110 to S180). I am doing so. Therefore, it is possible to accurately determine whether grinding of the workpiece W by the grinding wheel 22 should be continued (whether the grinding wheel correction processing of the grinding wheel 22 is necessary) without depending on the experience of the operator of the control system 1. it can.
When it is determined that grinding of the workpiece W by the grinding wheel 22 should not be continued (when it is determined that grinding wheel correction processing of the grinding wheel 22 is necessary. S170: Yes), the grinding wheel correction processing (S200). To do. Therefore, the grinding wheel correction process can be performed on the grinding wheel 22 at a necessary time.
Therefore, according to this embodiment, the sharpness of the grinding wheel 22 is always kept good to prevent deterioration of the processing accuracy of the workpiece W and grinding burn, and to prevent frequent grinding stone correction processing. An increase in cost can be suppressed.
The conversion coefficients η and ε and the threshold value Dt may be determined by setting optimum values experimentally.
[0032]
[Another embodiment]
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be embodied as follows, and even in that case, operations and effects equivalent to or higher than those of the above-described embodiment can be obtained.
[1] In the above embodiment, the current detection device 32 that detects the motor current Mi of the grindstone drive motor 24 is provided, and the grinding removal amount Δ per unit time is calculated based on the motor current Mi (S130).
However, an appropriate detection device (for example, a torque detection device) for detecting the turning power of the grinding wheel 22 (for example, the rotational torque of the grinding wheel drive motor 24 or the grinding wheel 22) corresponding to the motor power of the grinding wheel drive motor 24 is provided. The grinding removal amount Δ per unit time may be calculated based on the rotational power corresponding to the motor power detected by the detection device. In this case, a table of conversion coefficients for calculating the unit time grinding removal amount Δ from the rotational force may be stored in the buffer area 120a of the RAM 120.
[0033]
[2] In the above embodiment, the grinding wheel 22 is moved toward the workpiece W by feeding and moving the grinding wheel base 20 in the Y ′ direction in the drawing.
However, the workpiece W may be moved toward the grinding wheel 22 by feeding and moving the table 14 in the Y direction in the figure while the grinding wheel base 20 is fixed without moving. Further, the grindstone table 20 may be moved in the Y ′ direction in the drawing and the table 14 may be moved in the Y direction in the drawing.
That is, by moving either one or both of the grinding wheel 22 and the workpiece W, the grinding wheel 22 and the workpiece W are relatively moved, and the grinding wheel 22 is brought into contact with the workpiece W. That's fine.
[3] The above embodiment is applied to a control system for a cylindrical grinding machine. However, the present invention is not limited to this, and the workpiece is held and rotated, and the rotating grindstone and the workpiece are relatively moved. The present invention can be applied to all control systems of machine tools (for example, a crankshaft grinder, a cam grinder, etc.) that perform grinding by bringing a grindstone into contact with a workpiece.
[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 a grindstone correction determination process and a grindstone correction process executed during grinding of a workpiece in one embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a grindstone correction determination process shown in S100 of FIG.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a motor current Mi and a grinding removal amount Δ per unit time.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total grinding removal amount R and the grinding wheel wear amount D;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control system 10 ... Cylindrical grinding machine 16 ... Spindle head 16a ... Spindle 16b ... Chuck 18 ... Tailstock 18a ... Center 20 ... Grinding wheel base 22 ... Grinding wheel 24 ... Grinding wheel drive motors 26, 30 ... Pulley 28 ... Belt 32 ... Current detection device 34 ... A / D converter 36 ... Inverter device (INV)
40 ... Spindle servo motor drive circuit (DUC)
42 ... Spindle servo motor 44 ... Spindle encoder 50 ... Grinding wheel correcting device 80 ... First motor drive circuit (DUZ)
82 ... 1st servo motor 84 ... 1st encoder 100 ... Numerical control apparatus (CNC)
102 ... CPU
106 ... Interface (I / F)
120 ... RAM
120a to 120d ... buffer area 122 ... ROM

Claims

A workpiece driving means for holding and rotating the workpiece;
A grinding wheel to grind the workpiece,
A grindstone driving means for rotating the grindstone,
In a machine tool control system comprising a moving means for relatively moving the grindstone and the workpiece,
Rotation power detecting means for detecting the turning power of the grindstone by the grindstone driving means;
First calculation means for calculating a grinding removal amount per unit time of the workpiece based on the turning power of the grindstone detected by the turning power detection means;
Second calculation means for calculating the total grinding removal amount of the workpiece by accumulating the grinding removal amount per unit time of the workpiece calculated by the first calculation means;
Third calculation means for calculating a wear amount of the grindstone based on the total grinding removal amount of the workpiece calculated by the second calculation means;
A control system for a machine tool, comprising: determination means for determining whether or not grinding of a workpiece with the grindstone should be continued based on the amount of wear of the grindstone calculated by the third calculation means .

In the machine tool control system according to claim 1,
A machine tool comprising: a grindstone correcting means for correcting the grindstone when it is determined that grinding of a workpiece by the grindstone should not be continued based on the determination result of the determining means. Control system.

3. The machine tool control system according to claim 1, wherein the turning force detection unit detects the turning force based on a rotational torque of the grindstone by the grindstone driving unit. 4. Control system.

In the machine tool control system according to claim 1 or 2,
The grindstone driving means is an electric motor,
The control system of a machine tool, wherein the turning power detection means detects turning power of the grindstone based on a motor current of the electric motor.

In the control system of the machine tool according to any one of claims 1 to 4,
The first calculating means calculates a grinding removal amount per unit time of the workpiece based on the grinding method of the workpiece and the turning force of the grindstone detected by the turning force detecting means. Machine tool control system.

In the control system of the machine tool according to any one of claims 1 to 5,
The third calculation means calculates the wear amount of the grindstone based on the type of the grindstone and the total grinding removal amount of the workpiece calculated by the second calculation means. .

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