JP3731715B2 - How to create cylindrical cross-section contour data - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、クランクシャフトをジャーナル中心と一致するC軸周りに回転させ、クランクピンの遊星回転位相に応じて回転研削工具をクランク軸の径方向と一致するX軸に沿って進退させることによりクランクピンを研削したり、あるいは、単純円筒ワークの回転角に応じて砥石の切込みを制御して研削するC−X軸制御加工における円筒断面輪郭加工データの作成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
クランクシャフトをジャーナル中心と一致するC軸周りに回転させ、クランクピンの遊星回転位相に応じて回転砥石車をクランク軸の径方向と一致するX軸に沿って進退させてクランクピンを円筒研削するC−X制御研削加工方法は公知である。
この加工法を実現する場合、まず最初に、クランクピンを真円に研削するためのクランクピンの遊星回転角と砥石車の進退位置を定義する理論C−Xデータ(理論輪郭データ)を作成する。この理論C−Xデータは、ワーク仕上げ径、クランクピンの偏芯量、砥石車径等の緒元から幾何学演算を行つて求めるものであり、クランクシャフト、工具、機械の変形やサーボ系の追従遅れ等の種々の要因を考慮せずに求められる。続いて、この理論C−Xデータに従い、クランクピンを試し研削し、試し研削後のクランクピンの真円度を測定装置により測定する。この試し研削後のクランクピンの断面輪郭は、クランクシャフトの全方位における剛性の異方特性により、通常は楕円形状となる。
次に、測定データに基づき、楕円を真円に矯正するための補正量を、クランクピンの単位角度(例えば、0.5度)毎の全角度位相について求め、この補正量により理論C一Xデータを補正して補正C−Xデータを求める。
さらに、補正C−Xデータにより再度の試し研削を行い、再度の測定を行う。この試し研削後にクランクピンが楕円となれば、補正C−Xデータを再補正して再補正C−Xデータを作成する。
このようにして、理論C−Xデータの補正処理を数回の試し研削と共に繰り返し行うことにより、最終的にクランクピンを真円に研削できる最終C−Xデータが作成される。そして、通常の研削加工においては、その最終C−Xデータを用いることにより、真円度のよい加工を行うことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のC−Xデータの作成方法では、試し研削後にクランクピンの真円度を測定装置に移して測定する場合、測定装置上におけるクランクピンの測定開始角度位相原点を、研削盤上におけるクランクピンの旋回角度原点と一致させて行っている。この場合、キー溝や潤滑油穴が表面に形成されている形式のクランクピンでは、両原点の特定がこれらキー溝や油穴を基準として容易に行うことができる。
しかし、キー溝や油穴が形成されていないクランクピンの場合では、両原点の照合が難しく、楕円を真円に矯正する各角度位相毎の補正量を正確に抽出すること及びこの補正量を理論C−Xデータに正しく割り当てることも困難となり、その結果補正C−Xデータの作成が困難であった。また、キー溝等が加工してあっても、その加工精度が悪い場合には両原点を正しく一致させることができず、精度の良い補正C−Xデータを作成することが困難であった。
【0004】
そこで、本発明の目的は、上記問題点を解消し、理論輪郭加工データに指標形成データを挿入し、試し加工後のワーク断面の輪郭上にワークの角度位相を特定する指標が形成されるようにし、正確に補正された円筒断面輪郭加工データの作成が容易な、円筒断面輪郭加工データの作成方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法は、円筒断面ワークの回転位相に応じて研削又は切削工具の進退位置を理論輪郭データに従って制御して未加工のワークを試し加工し、この試し加工後ワーク断面の輪郭を測定して真円度誤差を求め、この誤差により前記理論輪郭データを補正して、ワークを真円に加工するための円筒断面輪郭加工データを作成する方法において、前記理論輪郭データに指標形成データを挿入し、試し加工後のワーク断面の輪郭上にワークの角度位相を特定する1又はそれ以上の指標が形成されるようにしたことを特徴とするものである。
【0006】
また、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法は、前記特徴に加え、前記指標形成データは、試し加工後のワークの輪郭上に円周方向に不等間隔で複数の指標が形成されるようにされていることを特徴とするものである。
【0007】
更に、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法における前記円筒断面輪郭加工データは、回転中心から偏心した軌道上を遊星回転されるクランクピンの研削に用いられることを特徴とするものである。
【0008】
更に、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法における前記円筒断面輪郭加工データは、自己の軸線上で回転される円筒部をワークとする研削に用いられることを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法は、円筒断面ワークの回転位相に応じて研削又は切削工具の進退位置を理論輪郭データに従って制御して未加工のワークを試し加工し、この試し加工後ワーク断面の輪郭を測定して真円度誤差を求め、この誤差により前記理論輪郭データを補正して、ワークを真円に加工するための円筒断面輪郭加工データを作成する方法において、前記理論輪郭データに指標形成データを挿入し、試し加工後のワーク断面の輪郭上にワークの角度位相を特定する1又はそれ以上の指標が形成されるようにしたものであるので、試し加工後の測定データに回転位相の基準ができ、その真円度誤差を理論輪郭データの正確な回転位相位置に容易に補正することができる。
【0010】
また、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法における前記指標形成データは、試し加工後のワークの輪郭上に円周方向に複数の指標が形成されるようにすることができるが、特に、円周方向に複数の指標が不等間隔で形成されるようにすることにより、測定装置上で試し加工後のワーク断面の輪郭を測定した場合、その回転原点との照合が容易となり、正確な円筒断面輪郭加工データが作成できる。
【0011】
更に、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法における前記円筒断面輪郭加工データは、回転中心から偏心した軌道上を遊星回転されるクランクピンの研削に用いられ、また、自己の軸線上で回転される円筒部をワークとする研削に用いられるものである。上記にように本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法により作成される円筒断面輪郭加工データは、クランクピン研削、或いは、自己の軸線上で回転される円筒部のワークであるクランクジャーナル部、円筒の研削に用いられるのが一般的であるが、それらの加工は、砥石車等の研削工具による研削加工に限られず、バイトや回転カッター等の切削工具による切削加工に用いても良い。
【0012】
なお、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法は、理論輪郭データに従って制御して未加工のワークを試し加工し、この試し加工後ワーク断面の輪郭を測定して真円度誤差を求め、この誤差により前記理論輪郭データを補正して、補正輪郭データを作成するものであるが、1度の補正で所望の真円度加工が得られない場合には、その輪郭データの補正作業は1度のみではなく2度目以上の補正作業を行ってもよい。
【0013】
【実施例】
本発明の1実施例を図1〜図6について説明する。
図1は本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法を実施するため、及び本件発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法により作成された円筒断面輪郭加工データによりクランクシャフトのピン部分(クランクピン)の円筒研削を実施するためのクランクピン研削装置の全体を示したものである。クランクピン研削装置はその平面図を図1に示すように、ベッド1の横長手方向に設けられたガイド3、3上にテーブル2が横方向(Z軸方向)に摺動自在に載置されている。テーブル2上にはその両端に主軸台7及び心押台8が対向する位置に設けられ、主軸台7にはワーク回転駆動用の主軸駆動モータ9が設けられ、主軸の端部に設けられたチャック等によりワークであるクランクシャフトWの軸端を把持して回転駆動できるように構成され、一方心押台8はそのセンターによりクランクシャフトWの軸芯を支持するように構成されている。したがって、その主軸軸線と同軸にクランクシャフトWのジャーナル部が把持されるので、クランクシャフトWはそのジャーナル部の軸線回り(C軸)に制御回転されるようになっており、クランクピンCP1,CP2部分は、ジャーナル部の回転中心から偏心した軌道上を遊星回転される。
【0014】
ベッド1上にはZ軸送りねじ4が横方向(Z軸方向)に配置され、その左端に設けられたテーブル駆動モータ5によりテーブル2を横方向(Z軸方向)に摺動させることができる。このテーブル2のZ軸方向に移動により、異なったクランクピンCP1,CP2の位置を砥石車15に対して整列、割り出しするように構成されている。
【0015】
前記テーブル2の摺動方向(Z軸方向)と直交する方向(X軸方向)に、X軸ガイド11、11が設けられ、該X軸ガイド11、11上を摺動できるように回転砥石車15を有する砥石台10が載置されており、X軸送りねじ12、砥石台駆動モータ13により、砥石車15をクランクシャフトWの軸線と直交する方向(X軸方向)に移動できるように構成されている。砥石台10には、当然回転砥石車15を回転させるための駆動モータ(図示せず)が備えられている。前記砥石台駆動モータ13、テーブル駆動モータ5、主軸駆動モータ9には、いずれも、プログラムに基づいて制御回転できるようにエンコーダ14,6を備えたサーボモータが使用されている。なお、モータ9のエンコーダは図示省略されている。
【0016】
本クランクピンの研削装置は、数値制御装置20を備えており、数値制御装置20は、入出力装置21を介して、加工動作プログラム60及び、クランクピンを加工するための理論輪郭データが予め記憶されている。さらに、メモリには、最初の試し研削後の研削誤差に基づく補正輪郭データ1を記憶する領域と、それ以降の試し研削後の補正輪郭データ2等を記憶するための領域が用意されている。
そして、それら輪郭データに基づいてCPU22、インターフェース23、主軸駆動(C軸)モータ制御回路16、砥石台駆動モータ(X軸)制御回路18、テーブル駆動モータ(Z軸)制御回路17を介して、クランクピン研削装置の主軸駆動モータ9、砥石台駆動モータ13、テーブル駆動モータ5を夫々制御駆動するようになっている。
したがって、数値制御装置20により、テーブル駆動モータ5を駆動してクランクピンCP1の位置が砥石車15の位置と整列するようにテーブル2を割り出し、主軸駆動モータ9によりクランクシャフトWを回転させ、その回転により遊星的に回転するクランクピンCP1の遊星回転位相に応じた形状位置に、砥石車15を接触させるように砥石台駆動モータ14を制御駆動することによりクランクピンCP1の研削加工を行うものである。
【0017】
数値制御装置20に蓄積される研削サイクルを実行するための加工動作プログラム60は、CPUが加工開始指令に応じてテーブルを移動してクランクピンを選択的に順次砥石車15の前方に割り出し、各割出し位置において図4の研削送り工程を実行するものである。すなわち、研削送り工程は、図4に示されるように、砥石をワークWに向かって早送りし、取代eを含むワークWの外径に近付いた時点aで粗研削送りに切り替え、取代eが少なくなった時点bで仕上げ研削送りに切り替え、所定寸法に達した時点cでスパークアウト研削を行った後(d)、砥石を早戻しする公知の研削送り工程にて行われる。
【0018】
図2は、円筒断面輪郭加工データの作成方法を実現するために工程管理者又はオペレータが行う補正輪郭データ作成プロセスを示している。図2中の理論輪郭データ作成(ステップ31)及び研削加工実行(ステップ33、ステップ40)は自動で実行される。
図2について、補正輪郭データ作成のプロセスを説明する。
ステップ31において理論輪郭データの作成が行われるが、理論輪郭データ24は、砥石径、クランクピンの仕上げ径、クランクピンストローク(ピン中心のジャ一ナル中心に対する偏心量)等の諸元を所定の計算式に代入してコンピュータにより演算され、クランクピンの単位回転角度(例えば、0.5度)毎のクランクピンの各角度位相と砥石車の切込み位置との対応関係を定義するものであり、図3で示される回転原点に対する回転位相(C軸)の角度C0,C1,C2,C3・・・・Cn(例えば、0.5度毎)に対する砥石車15のX軸方向の位置X0,X1,X2,X3・・・・XnをデータとしたC−X軸制御データである。このデータは、図1中のCPU22によりオンラインで計算するか、又はオフラインコンピュータで計算し、作成し、数値制御装置20のメモリに記憶する。
【0019】
次に、理論輪郭データ作成に続いて、ステップ32で前記理論輪郭データへワークの回転位相原点に対して一定角度位相に指標凸部を形成する指標形成データの挿入が行われる。これは、図6(A)に示された、クランクピン部W表面の3個所に10μmの高さの指標凸部m1,m2,m3を形成するように指標形成データを挿入するものである。凸部を挿入する角度位置は回転原点に対して所定の角度位置とし、互いの間隔は等角度配分でもよいが、好適には、クランクピンの位相を確実に特定できるようにするため不等角度配分とする。また、各凸部の角度幅は5〜10度程度とする。
【0020】
続いて、ステップ33において、図5により模式的に示すように、指標形成データを挿入した理論輪郭データに従つて、前記図4に示された研削送り工程に基づいて、ワーク(CP1)の回転を制御しつつ砥石車15の前進位置を制御して、ワークを試し研削する。このC−X同時制御研削においては、クランクピン(CP1)が1回転する間に砥石車15はクランクピンのジャーナル中心に対する偏心量の2倍の距離Spだけ進退し、かつこの進退ストローク位置が切込み量Idだけ前方へ徐々にシフトすることにより。ワークCP1の試し研削加工が実行される。
このようにして試し研削加工されたものは、図6(B)に示されたようなワーク断面の輪郭形状を示す。特にクランクピンの場合がそうであるように、1つの種類のワークが持つ剛性についての異方性によりワーク断面の輪郭は楕円となるが、理論輪郭データに指標形成データを挿入した角度位相と同位相位置に指標凸部m1,m2,m3が現れる。
【0021】
次にステップ34において、試し研削された加工ワークの輪郭測定を行う。すなわち、加工ワークを図略の測定装置に移し、その輪郭を測定する。その場合の、輪郭測定は、指標凸部m1,m2,m3に基づいて測定開始位相を決定し、この測定開始位相から所定の単位角度(例えば、0.5度)回転する各角度位相における真円に対する誤差αをプロットし、誤差データを抽出する(ステップ35)。
すなわち、各指標凸部m1,m2,m3は回転位相原点からの位相関係が明らかであるので、図3に模式的に示すように、回転位相(C軸)の角度C0,C1,C2,C3・・・・Cnに対する真円誤差α0,α1,α2,α3・・・αnを抽出することができる。
【0022】
次に、ステップ36において、ステップ34で測定した真円誤差の最大値が許容値+βよりも小さいかどうか判定する。ここで、βは、真円誤差を補正した場合に楕円成分を許容値以下にできる目安としての楕円量として設定される。判定の結果、真円誤差の最大値が許容値+βよりも小さい場合は、ステップ38に進み、理論輪郭データから指標形成データを削除する。
【0023】
次にステップ39において、図3に模式的に示すように、この誤差データの各角度位相における真円誤差α0,α1,α2,α3・・・・αnを、理論輪郭データのX軸方向の位置データX0,X1,X2,X3・・・・Xnに補正して、回転位相(C軸)の角度C0,C1,C2,C3・・・・Cnに対する砥石車15のX軸方向の位置X0+α0,X1+α1,X2+α2,X3+α3,・・・・・Xn+αnをデータとした真円誤差を補正した誤差補正済み輪郭データを作成する。そして、誤差補正済み輪郭データを、数値制御装置20のメモリに補正輪郭データ1(25)として記憶する。
【0024】
次に、ステップ40に進み、前記誤差補正済み輪郭データに従って、未加工のワークを図5のように先の試し研削と同様にして研削し、研削後のワークの真円度を測定する(ステップ41)。この測定では、ワークに指標凸部m1,m2,m3が形成されていないので、例えば機上の図略の定寸装置により、ワークの位相とは無関係に真円度のみを測定する。この場合加工ワークの輪郭は、通常、図6(c)に示されるように、ほぼ真円となる。
次に、ステップ42において、真円誤差の最大値が許容値以下であるか否かを判定し、許容値以下の場含は前述の誤差補正済み輪郭データを最終の補正輪郭データとして確定し(ステップ44)、補正輪郭データ作成の処理を完了する。その誤差補正済み輪郭データを図1の数値制御装置20のメモリへ補正輪郭データ2(26)として記憶させる。この補正輪郭データ2は、その後、同種のワークの連続研削において使用される。
ステップ42において、逆に、誤差が許容値以下でない場合は、ステップ43へ進み、補正済み輪郭データに指標形成データを挿入し、ステップ33へ戻し、未加工ワークを研削する。その後、再度真円誤差を抽出して、誤差補正済み輪郭データを再補正し、前記と同様に各ステップを繰り返すことになる。
【0025】
なお、前記ステップ36において、誤差の最大値が許容値+βよりも大きい場合には、ステップ37において指標形成データが挿入されたままの誤差補正済み輪郭データが作成され、その誤差補正済み輪郭データに従って、ステップ33において前記と同様に、未加工のワークを図5のように先の試し研削と同様にして研削し、研削後のワークの輪郭を最初の試し研削後の測定と同様にして測定する(ステップ34)。さらに、ステップ36において、真円誤差の最大値が許容値+β以下であるか否かを判定する。このような処理を繰り返すことにより、ステップ36で真円誤差の最大値が許容値+β以下になるので、上述のようにステップ38が実行される。なお、ステップ36の判定では、指標凸部m1,m2,m3による誤差は無視されるものとする。
【0026】
(第2実施例)
第2実施例は、単純円筒状のワークやクランクシャフトのジャーナル部をこれらの円筒軸線上で回転角を制御しながら砥石車の進退運動を制御して真円に研削するCーX制御研削のための円筒断面輪郭加工データの作成方法に、本発明を適用した例である。
この円筒断面輪郭加工データの作成方法では、前記最初の理論輪郭データにおける単位角度毎の補正量は全角度位相位置においてゼロに設定し、所定の角度位相位置に指標形成データを挿入する。
したがって、最初の試し研削の間、砥石車は進退往復運動されず、単に切込み量Idだけ前進され、切込み量Idだけ砥石車が前進した研削終了時点では、ワーク剛性の異方性により、ワーク断面の輪郭は、図7の模式図において白抜き部の輪郭として示すように、半径成分の最大値がSpとなる楕円となる。
この最初の試し研削後の測定では各角度位相における楕円の半径成分Spが抽出されるので、理論輪郭データ中の対応する角度位相のデータにこの楕円の半径成分Spを加減算して理諭輪郭データを補正し、補正済み輪郭データを作成する。前記測定においては、指標形成データに基づく指標凸部が楕円輪郭上に現れるので、この凸部を、理論輪郭データに補正量を加減算する際の基準とすることができ、正確に補正量が割り当てされた誤差補正済み輪郭データを作成できる。
誤差補正済み輪郭データに従う試し研削では、ワークの1回転中に楕円の半径成分Spだけ砥石車を進退し、かつこの進退ストロークを切り込み量1dだけ徐々に前方にシフトさせながら研削加工を行う。
【0027】
(その他の実施例)
以上の実施例においては、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法を加工工具として砥石車を用いた研削装置の例を示したが、砥石車に代えて回転切削工具やバイトを便用する切削加工装置にも本発明は適用することができる。指標としては、凸部のみならず凹部としても実施できるものである。
【0028】
【発明の効果】
本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法は、円筒断面ワークの回転位相に応じて研削又は切削工具の進退位置を理論輪郭データに従って制御して未加工のワークを試し加工し、この試し加工後ワーク断面の輪郭を測定して真円度誤差を求め、この誤差により前記理論輪郭データを補正して、ワークを真円に加工するための円筒断面輪郭加工データを作成する方法において、前記理論輪郭データに指標形成データを挿入し、試し加工後のワーク断面の輪郭上にワークの角度位相を特定する1又はそれ以上の指標が形成されるようにしたものであるので、試し加工後の測定データに回転位相の基準ができ、その真円度誤差を理論輪郭データの正確に対応する回転位相位置に容易に補正することができる。したがって、ワークに回転位相の基準となるキー溝等がなくとも正確な円筒断面輪郭加工データが作成できるとともに、従来のように、測定装置上で回転位相基準をセットする作業が不要となる。
【0029】
また、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法における前記指標形成データは、試し加工後のワークの輪郭上に円周方向に複数の指標が形成されるようにすることができるが、特に、円周方向に複数の指標が不等間隔で形成されるようにすることにより、測定装置上で試し加工後のワーク断面の輪郭を測定した場合、その回転原点との照合が容易となり、正確な円筒断面輪郭加工データが作成できる。
【0030】
更に、本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法における前記円筒断面輪郭加工データは、回転中心から偏心した軌道上を遊星回転されるクランクピンの研削に用いられ、或いは、自己の軸線上で回転される円筒部をワークとする研削に用いることにより、高精度のクランクピン、円筒等の加工が簡単、容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法を適用する1例を示す研削装置の平面図。
【図2】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法の実行プロセスを示すフローチャート。
【図3】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法に使用される輪郭データの説明図。
【図4】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法に使用される研削送り工程を示す概念図。
【図5】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法に使用されるクランクピン研削工程を示す概念図。
【図6】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法に使用される試し研削工程を示す概念図。
【図7】本発明の円筒断面輪郭加工データの作成方法に使用される円筒研削工程を示す概念図。
【符号の説明】
1: ベッド
2: テーブル
5: テーブル駆動モータ
9: 主軸駆動モータ
10: 砥石台
13: 砥石台駆動モータ
15: 砥石車
16: 主軸駆動モータ制御回路
17: テーブル駆動モータ制御回路
18: 砥石台駆動モータ制御回路
24: 理論輪郭データ
25: 補正輪郭データ1
26: 補正輪郭データ2
W: ワーク(クランクシャフト)
CP1、CP2:クランクピン
m1,m2,m3:指標凸部[0001]
[Industrial application fields]
In the present invention, for example, the crankshaft is rotated around the C axis that coincides with the center of the journal, and the rotary grinding tool is advanced and retracted along the X axis that coincides with the radial direction of the crankshaft according to the planetary rotation phase of the crankpin. The present invention relates to a method for creating cylindrical cross-section contour processing data in C-X axis control processing in which a crankpin is ground by grinding or grinding is performed by controlling the cutting of a grindstone in accordance with the rotation angle of a simple cylindrical workpiece.
[0002]
[Prior art]
The crankshaft is rotated around the C axis that coincides with the center of the journal, and the grinding wheel is moved back and forth along the X axis that coincides with the radial direction of the crankshaft according to the planetary rotation phase of the crankpin to cylindrically grind the crankpin. CX controlled grinding methods are known.
When realizing this processing method, first, theoretical CX data (theoretical contour data) is defined that defines the planetary rotation angle of the crankpin and the advance / retreat position of the grinding wheel for grinding the crankpin into a perfect circle. . This theoretical C-X data is obtained by performing geometric calculations based on specifications such as workpiece finish diameter, crankpin eccentricity, grinding wheel diameter, etc., and crankshaft, tool, machine deformation and servo system It is obtained without considering various factors such as follow-up delay. Subsequently, according to the theoretical C-X data, the crankpin is subjected to trial grinding, and the roundness of the crankpin after trial grinding is measured by a measuring device. The cross-sectional contour of the crankpin after this trial grinding is usually elliptical due to the anisotropic characteristics of rigidity in all directions of the crankshaft.
Next, based on the measurement data, a correction amount for correcting the ellipse into a perfect circle is obtained for all angle phases for each unit angle (for example, 0.5 degrees) of the crankpin, and the theoretical amount of C1X is calculated based on this correction amount. The corrected C-X data is obtained by correcting the data.
Further, the trial grinding is performed again using the corrected C-X data, and the measurement is performed again. If the crankpin becomes an ellipse after this trial grinding, the corrected C-X data is corrected again and re-corrected C-X data is created.
In this way, the final C-X data that can finally grind the crank pin into a perfect circle is created by repeatedly performing the correction process of the theoretical C-X data together with several trial grindings. And in normal grinding, the process with good roundness can be performed by using the final CX data.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional C-X data generation method, when the roundness of the crankpin is transferred to the measuring device after the trial grinding and measured, the measurement start angle phase origin of the crankpin on the measuring device is set as the crank on the grinder. This is done in accordance with the pivot angle origin of the pin. In this case, in a crank pin of a type in which key grooves and lubricating oil holes are formed on the surface, both origins can be easily identified based on these key grooves and oil holes.
However, in the case of a crankpin without a keyway or oil hole, it is difficult to collate both origins, and it is possible to accurately extract the correction amount for each angle phase for correcting the ellipse to a perfect circle and to calculate this correction amount. It becomes difficult to correctly assign the theoretical C-X data, and as a result, it is difficult to create corrected C-X data. Further, even if the keyway or the like has been processed, if the processing accuracy is poor, the two origins cannot be matched correctly, and it is difficult to create highly accurate correction C-X data.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems, insert index formation data into theoretical contour machining data, and form an index for specifying the angular phase of the workpiece on the contour of the workpiece cross section after trial machining. Another object of the present invention is to provide a method for creating cylindrical cross-section contour processing data that facilitates the creation of accurately corrected cylindrical cross-section contour processing data.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method for creating cylindrical cross-section contour processing data according to the present invention controls an advancing and retreating position of a grinding or cutting tool according to theoretical contour data in accordance with the rotational phase of a cylindrical cross-section workpiece, thereby controlling an unmachined work After the trial machining, the contour of the workpiece cross section after this trial machining is measured to determine the roundness error, and the theoretical contour data is corrected by this error, and the cylindrical cross section contour machining data for machining the workpiece into a perfect circle is obtained. In the creation method, index formation data is inserted into the theoretical contour data, and one or more indices for specifying the angular phase of the workpiece are formed on the contour of the workpiece cross section after the trial machining. It is what.
[0006]
In addition to the features described above, the method for creating cylindrical cross-section contour processing data according to the present invention is such that the index formation data includes a plurality of indices formed at unequal intervals in the circumferential direction on the contour of the workpiece after trial machining. It is characterized by the above.
[0007]
Furthermore, the cylindrical cross-section contour processing data in the method of creating cylindrical cross-section contour data of the present invention is used for grinding a crankpin that is rotated on a planet on an orbit deviated from the center of rotation.
[0008]
Furthermore, the cylindrical cross-section contour processing data in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention is characterized in that it is used for grinding using a cylindrical portion rotated on its own axis as a workpiece.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The method for creating cylindrical cross-section contour processing data according to the present invention is to test the unprocessed workpiece by controlling the advancing / retreating position of the grinding or cutting tool according to the theoretical contour data according to the rotational phase of the cylindrical cross-section workpiece, and after this trial processing In the method of calculating the roundness error by measuring the contour of the workpiece cross section, correcting the theoretical contour data based on this error, and creating cylindrical cross section contour processing data for processing the workpiece into a perfect circle, the theoretical contour Since the index formation data is inserted into the data, and one or more indices for specifying the angular phase of the workpiece are formed on the contour of the workpiece cross section after the trial machining, the measurement data after the trial machining Thus, the rotational phase reference can be made, and the roundness error can be easily corrected to the exact rotational phase position of the theoretical contour data.
[0010]
Further, the index formation data in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention can be configured to form a plurality of indexes in the circumferential direction on the contour of the workpiece after the trial machining, By making multiple indices formed at irregular intervals in the circumferential direction, when measuring the contour of the workpiece cross section after trial machining on the measuring device, it is easy to collate with the rotation origin, and accurate Cylindrical section contour processing data can be created.
[0011]
Further, the cylindrical cross-section contour processing data in the method of creating cylindrical cross-section contour data of the present invention is used for grinding a crankpin that is planetarily rotated on an orbit deviated from the center of rotation, and rotates on its own axis. It is used for grinding using a cylindrical portion as a workpiece. As described above, the cylindrical cross-section contour processing data created by the method of creating the cylindrical cross-section contour data of the present invention is crank pin grinding, or a crank journal portion that is a work of a cylindrical portion rotated on its own axis, Generally, it is used for grinding a cylinder, but such processing is not limited to grinding with a grinding tool such as a grinding wheel, and may be used for cutting with a cutting tool such as a cutting tool or a rotary cutter.
[0012]
In addition, the method of creating the cylindrical cross-section contour processing data of the present invention is a trial machining of an unmachined workpiece controlled according to the theoretical contour data, and after measuring the contour of the work cross-section after this trial machining to determine the roundness error, The theoretical contour data is corrected by this error to create corrected contour data. If a desired roundness processing cannot be obtained by one correction, the contour data correction work is 1 You may perform the correction | amendment work of the 2nd time or more instead of only the degree.
[0013]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a crankshaft pin portion (crank pin) for carrying out the method for creating cylindrical section contour processing data of the present invention and the cylindrical section contour processing data created by the method for creating cylindrical section contour processing data of the present invention. 1 shows an overall crankpin grinding apparatus for performing cylindrical grinding. As shown in FIG. 1, the crankpin grinding apparatus has a table 2 slidably mounted in a lateral direction (Z-axis direction) on guides 3, 3 provided in the lateral longitudinal direction of the bed 1. ing. On the table 2, a
[0014]
A Z-
[0015]
X-axis guides 11 and 11 are provided in a direction (X-axis direction) orthogonal to the sliding direction (Z-axis direction) of the table 2, and a rotary grinding wheel is slidable on the X-axis guides 11 and 11. A
[0016]
The crankpin grinding apparatus includes a
Based on the contour data, the
Therefore, the
[0017]
The
[0018]
FIG. 2 shows a corrected contour data creation process performed by a process manager or an operator in order to realize a method for creating cylindrical section contour processing data. The theoretical contour data creation (step 31) and grinding processing execution (
With reference to FIG. 2, the process of creating corrected contour data will be described.
In
[0019]
Next, following the creation of the theoretical contour data, in
[0020]
Subsequently, in
What was trial-grinded in this way shows the contour shape of the workpiece cross section as shown in FIG. In particular, as in the case of crankpins, the contour of the workpiece cross section becomes an ellipse due to the rigidity anisotropy of one type of workpiece, but it is the same as the angle phase in which the index formation data is inserted into the theoretical contour data. Index convex portions m1, m2, and m3 appear at the phase position.
[0021]
Next, in
That is, since each index convex part m1, m2, m3 has a clear phase relationship from the rotational phase origin, as schematically shown in FIG. 3, the rotational phase (C axis) angles C0, C1, C2, C3 ... It is possible to extract perfect circle errors α0, α1, α2, α3.
[0022]
Next, in
[0023]
Next, at
[0024]
Next, the process proceeds to step 40, where an unmachined workpiece is ground in the same manner as the previous trial grinding as shown in FIG. 5 according to the error-corrected contour data, and the roundness of the ground workpiece is measured (step). 41). In this measurement, since the index convex portions m1, m2, and m3 are not formed on the workpiece, only the roundness is measured regardless of the phase of the workpiece by, for example, an unillustrated sizing device on the machine. In this case, the contour of the workpiece is generally a perfect circle as shown in FIG.
Next, in
On the contrary, if the error is not less than the allowable value in
[0025]
If the maximum value of the error is larger than the allowable value + β in
[0026]
(Second embodiment)
In the second embodiment, CX controlled grinding is performed in which a simple cylindrical workpiece and a journal portion of a crankshaft are ground to a perfect circle by controlling the advancing and retreating movement of the grinding wheel while controlling the rotation angle on these cylindrical axes. It is the example which applied this invention to the production method of the cylindrical cross-section outline processing data for this.
In this method of creating cylindrical cross-section contour data, the correction amount for each unit angle in the first theoretical contour data is set to zero at all angle phase positions, and index formation data is inserted at predetermined angle phase positions.
Therefore, during the first trial grinding, the grinding wheel is not moved back and forth, and is simply advanced by the cutting amount Id. At the end of grinding when the grinding wheel advances by the cutting amount Id, the workpiece cross section is caused by the anisotropy of the workpiece rigidity. As shown in the schematic diagram of FIG. 7 as the outline of the white portion, the outline of is an ellipse having a maximum radius component of Sp.
In the measurement after the first trial grinding, the radius component Sp of the ellipse at each angle phase is extracted. Therefore, the radius component Sp of the ellipse is added to or subtracted from the data of the corresponding angle phase in the theoretical contour data. Is corrected, and corrected contour data is created. In the measurement, since the index convex portion based on the index formation data appears on the elliptical contour, this convex portion can be used as a reference when adding / subtracting the correction amount to / from the theoretical contour data, and the correct correction amount is assigned. Error-corrected contour data can be created.
In trial grinding according to the error-corrected contour data, grinding is performed while the grinding wheel is advanced and retracted by an elliptical radius component Sp during one rotation of the workpiece, and this forward / backward stroke is gradually shifted forward by the cut amount 1d.
[0027]
(Other examples)
In the above embodiment, an example of a grinding apparatus using a grinding wheel as a machining tool is shown as the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention, but a rotary cutting tool or a bite is used instead of the grinding wheel. The present invention can also be applied to a cutting apparatus. As an index, not only a convex part but a concave part can be implemented.
[0028]
【The invention's effect】
The method for creating cylindrical cross-section contour processing data according to the present invention is to test the unprocessed workpiece by controlling the advancing / retreating position of the grinding or cutting tool according to the theoretical contour data according to the rotational phase of the cylindrical cross-section workpiece, and after this trial processing In the method of calculating the roundness error by measuring the contour of the workpiece cross section, correcting the theoretical contour data based on this error, and creating cylindrical cross section contour processing data for processing the workpiece into a perfect circle, the theoretical contour Since the index formation data is inserted into the data, and one or more indices for specifying the angular phase of the workpiece are formed on the contour of the workpiece cross section after the trial machining, the measurement data after the trial machining Thus, the rotational phase reference can be made, and the roundness error can be easily corrected to the rotational phase position corresponding to the theoretical contour data accurately. Therefore, accurate cylindrical cross-section contour processing data can be created even if the workpiece does not have a key groove or the like that serves as a reference for the rotational phase, and an operation for setting the rotational phase reference on the measuring apparatus as in the prior art becomes unnecessary.
[0029]
Further, the index formation data in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention can be configured to form a plurality of indexes in the circumferential direction on the contour of the workpiece after the trial machining, By making multiple indices formed at irregular intervals in the circumferential direction, when measuring the contour of the workpiece cross section after trial machining on the measuring device, it is easy to collate with the rotation origin, and accurate Cylindrical section contour processing data can be created.
[0030]
Furthermore, the cylindrical cross-section contour processing data in the method of creating the cylindrical cross-section contour data of the present invention is used for grinding a crankpin that is planetarily rotated on an orbit eccentric from the rotation center, or rotates on its own axis. By using the cylindrical portion to be ground for the workpiece, it is possible to easily and easily process a high-precision crankpin, cylinder or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a grinding apparatus showing an example to which a method for creating cylindrical cross-section contour processing data according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing an execution process of a method for creating cylindrical section contour processing data according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of contour data used in a method for creating cylindrical cross-section contour processing data according to the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a grinding feed process used in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a crankpin grinding process used in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a trial grinding process used in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a cylindrical grinding process used in the method for creating cylindrical cross-section contour processing data of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Bed 2: Table 5: Table drive motor 9: Spindle drive motor 10: Wheel head 13: Wheel head drive motor 15: Wheel wheel 16: Spindle drive motor control circuit 17: Table drive motor control circuit 18: Wheel head drive motor Control circuit 24: theoretical contour data 25: corrected contour data 1
26: Corrected
W: Workpiece (crankshaft)
CP1, CP2: Crank pins m1, m2, m3: Index convex part
Claims (4)
前記理論輪郭データに指標形成データを挿入し、試し加工後のワーク断面の輪郭上にワークの角度位相を特定する1又はそれ以上の指標が形成されるようにしたことを特徴とする円筒断面輪郭加工データの作成方法。By controlling the advancing and retreating position of the grinding or cutting tool according to the theoretical contour data according to the rotational phase of the cylindrical cross-section workpiece, trial machining is performed on the unmachined workpiece, and after this trial machining, the contour of the workpiece cross-section is measured to reduce the roundness error. In a method for obtaining cylindrical cross-section contour processing data for processing the workpiece into a perfect circle by correcting the theoretical contour data by this error,
A cylindrical cross-sectional contour in which index formation data is inserted into the theoretical contour data, and one or more indexes for specifying the angular phase of the workpiece are formed on the contour of the workpiece cross-section after the trial machining. How to create machining data.
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