JP4201970B2 - Non-circular workpiece processing data creation device - Google Patents

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JP4201970B2
JP4201970B2 JP2000329720A JP2000329720A JP4201970B2 JP 4201970 B2 JP4201970 B2 JP 4201970B2 JP 2000329720 A JP2000329720 A JP 2000329720A JP 2000329720 A JP2000329720 A JP 2000329720A JP 4201970 B2 JP4201970 B2 JP 4201970B2
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カム等の非真円形工作物を加工制御するためのデータ作成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、数値制御装置により主軸軸線に垂直な方向の砥石車の送りを主軸の回転に同期して制御し、カム等の非真円形工作物を研削加工する方法が知られている。非真円形工作物の加工形状は、砥石車の送りを主軸の回転に対して同期制御するために数値制御装置にプロフィルデータを付与することで得られる。このプロフィルデータは砥石車を工作物の仕上げ形状に沿って往復運動させるように、主軸の単位回転角毎の砥石車の移動量を与えるものであり、非真円形工作物のリフトデータと砥石径とから求められる。主軸回転数を決定するオーバライド値は加工結果を見ながら作業者が経験的に修正し、さらにそのオーバライド値を使用して加工を行ない、また、その結果を反映していくという作業を繰返して作業が行なわれていた。
【0003】
しかしながら、この技術では、主軸回転数は、作業者の経験や勘に基づいて設定しているので、粗加工で前記の修正を繰返していくと、サイクルタイムが伸びてしまう問題があった。また、仕上げ加工において、主軸回転数の設定値が最適値より大きい場合には砥石台が追随できなくなって加工精度が低下するという問題があった。
【0004】
このため、砥石台の追従可能な限界送り速度、限界加速度から主軸回転速度を決定し、加工精度を向上させるようにした技術が開発された。(特開平10−283012号)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平10−283012号に記載された技術では、主軸回転速度自体は限界送り速度、限界加速度から自動決定されるが、依然としてオーバライド値の設定は作業者が経験や勘よって設定している。
【0006】
このため、主軸回転速度は砥石台の送り速度、加速度は限界制限値以内に抑え込んだが、オーバライド値が適切でなく、サイクルタイム短縮を狙う粗加工において、加工速度が必要以上に低下する場合があったり、仕上げ加工で部分的に接点速度が限界値を越えて面性状が悪くなるというようなケースが発生し所望の加工精度が得られない場合があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、非真円工作物の形状を特定するリフトデータと砥石径に応じて、非真円工作物を保持する主軸の回転角と砥石台の位置との関係を示すプロフィルデータとを作成する非真円工作物加工データ作成装置において、プロフィルデータを記憶する記憶手段と、前記プロフィルデータ記憶手段に記憶されたプロフィルデータに基づいて前記非真円工作物の加工形状に応じた前記主軸の回転速度に対するオーバライド値を単位時間あたりの研削量が一定になるよう演算する粗加工オーバライド演算手段と、前記プロフィルデータ記憶手段に記憶されたプロフィルデータに基づいて前記オーバライド値を接点速度が一定になるように演算する仕上加工オーバライド演算手段とを備えたことを特徴とする
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。図1は、数値制御研削盤1の構成を示した模式図である。ベッド10上には、テーブル11が主軸軸線に平行なZ軸方向に摺動可能に配設されている。このテーブル11は、サーボモータ8と送りねじ9とを介して駆動される。テーブル11上には主軸13を軸架した主軸台12が配設され、その主軸13はサーボモータ14により回転駆動される。又、テーブル11上の右端には心押台15が載置され、心押台15のセンタ16と主軸13のセンタ17とによってカムシャフトからなる工作物Wが挟持されている。工作物Wは、主軸13に突設された位置決めピン18に嵌合され、工作物Wの回転位相は主軸13の回転位相に一致させている。ベッド10の後方には、工作物W側に向かって進退可能な砥石台20が案内され、砥石台20にはモータ21によって回転駆動される砥石車Gが支承されている。この砥石台20は、下部に取付けられたリニヤモータ23によってZ軸と直交するX軸方向に前進後退される。
【0009】
砥石台20の側面には砥石台20の位置を検出するリニヤエンコーダ22が設けられている。
サーボモータ8、14、リニヤモータ23はそれぞれサーボアンプ51、52、53を介して制御装置30に接続され、さらにサーボアンプ51、53にはロータリエンコーダ54、55が接続され、サーボアンプ52にはリニヤエンコーダ22に接続されている。
【0010】
サーボアンプ51、52、53は、数値制御装置30から位置指令信号を入力して、サーボモータ8、14及びリニヤモータ23を駆動する回路である。ロータリエンコーダ54及びリニヤエンコーダ22の出力は各サーボアンプ51、52に帰還され、速度と位置のフィードバッグ制御が行われる。
【0011】
数値制御装置30は、主に数値制御装置(CNC装置)31、プログラマブルコントローラ(PLC)32、サーボ制御装置33及びイーサネット通信インタフェース34とから構成され、それぞれバスライン25、バスインタフェース26を介して接続される。
CNC装置31は後述する操作盤45からの指令により、主として主軸13の回転及び砥石車Gの送り制御及び工作物Wの加工に必要なプロフィルデータや主軸13のオーバライドの演算を行なう装置である。
【0012】
図2に示すようにCNC装置31は、CPU35と、制御プログラムを記憶したROM36と、入力データ等を記憶するRAM37とで構成されている。RAM37上には、図3に示すように工作物Wのリフトデータを記憶するリフトデータ領域321と、プロフィルデータを生成するときの砥石車Gの直径や機械個有の定数等を記憶する機械データ領域322と、リフトデータと砥石車Gの直径とから演算されるプロフィルデータを記憶するプロフィルデータ領域323と、主軸回転数に対する粗加工時のオーバライド値データを記憶する粗加工オーバライド値データ領域324と、仕上加工時のオーバライド値データを記憶する仕上加工オーバライド値データ領域325、及び工作物Wを加工するためのNC及び工作物Wを加工するためのNCプログラムを記憶するNCプログラム領域326が形成されている。
【0013】
PLC32は砥石車Gを回転するモータ21の回転・停止や、研削液を供給するポンプの駆動・停止などのオン・オフ制御を実行する。また、サーボ制御装置33は、砥石車G、主軸13の位置決めデータ及び主軸13の回転数(rpm) に対するオーバライド値をCNC装置31から入力し、主軸13の回転角度位置、主軸13の回転数に対するオーバライド値を考慮して、加工に関する砥石台20の送りに関してスローアップ、スローダウン、目標点の補間等の演算を行い、補間点の位置決めデータを一定周期でサーボアンプ51、52、53に出力する装置である。
【0014】
操作盤45は、各種データ等を表示する表示装置46とデータ入力を行なうスイッチ群47を備えるとともに、表示装置46がタッチパネルになっており、表示装置46に表示されたデータに対して作業者が指等でタッチすることでデータ入力が可能となる。
以上のような構成で、次にオーバライド値の決定するためのCNC装置31の動作について以下に説明する。操作盤45の操作により、データ演算モードに設定されると、CNC装置31は、リフトデータ領域323のリフトデータと機械データ領域322の現在の砥石径に基づいて主軸13の回転角θ毎の砥石台20の位置X(θ)を演算してプロフィルデータを作成し、プロフィルデータ領域323に記憶する。
【0015】
次に、数値制御研削盤1が粗加工に使用するオーバライド値データの作成について、図4のフローチャートを用いてCPU35の動作を以下に説明する。
まず、ステップ100にて、プロフィルデータ領域323よりプロフィルデータが読み込まれる。
次にステップ102にて所定時間内における研削能率を示す研削除去率の制限値Pmaxを設定する。この研削除去率の制限値Pmaxは砥石車Gの性能、工作物Wの材質等などから作業者が任意に決定して制御盤45から入力する。
【0016】
次にステップ104にてプロフィルデータX(θ)を用いて工作物Wにカム創成運動をさせて切り込み量tを与えたときの所定角度毎の(実施例では0.5度)区間iにおける研削量Qiを求める。ここで、研削量Qiは図6に示すように、切込量tを与えたときの回転角θ毎の工作物Wと砥石車Gの接線円弧H(θ)を区間iについて累積(積分)することで求められる。なお、切込量tはNCプログラム領域326に記憶されたNCプログラムより求めることができる。また、各符号に付属する記号iは工作物1周分の区間を表わすための変数であり、例えば所定角度が0.5度毎であれば、0から720の間の変数となる。
【0017】
次に、ステップ106にて研削除去率Piを求める。この研削除去率Piは、時間Ti内で研削できる研削量を示すもので次式で表わされる。
【数1】
Pi=Qi/Ti −(1)
ここで時間Tiは初期値Tbとして工作物Wのベース円を研削する場合とき、主軸13が回転数Nb[rpm]で回転させ、区間iを研削するのに要する時間を任意に設定するものとし、機械性能や砥石の材質等から作業者が経験的に決定しても、また、数値制御研削盤1の砥石台20の性能などから特開平10−283012号に記載された技術のように、砥石台の追従可能な限界送り速度、限界加速度から回転数Nbを決定してもよい。
【0018】
なお、初期値Tbは、主軸回転数Nbより次式より求められる。
【数2】
Tb=所定角度i/角速度
=i/((2π/60)Nb) −(2)
但し、i[度]×π/180[rad]とする。
次にステップ108にて研削除去率Piがステップ102において入力した制限値Pmaxと等しいか否かが判断され、制限値Pmaxと等しくない場合はステップ110に進み、制限値Pmaxと等しいときはステップ118に進む。
【0019】
ステップ110に進むと研削除去率Piが制限値Pmaxより大きいか否かが判定され、制限値Pmaxより大きい場合はステップ114に進み、制限値Pmaxより小さいときはステップ116に進む。
ステップ114に進むと、時間Tiに所定の微小時間αを加算し、ステップ106に戻って再び研削除去率Piを演算する。また、ステップ116に進むと時間Tiから微小時間αを減算し、ステップ106に戻って再び研削除去率Piを演算する。
【0020】
以後、研削除去率Piが制限値Pmaxと等しくなるまでステップ106からステップ116を繰り返し、時間Tiを伸縮する。
一方、ステップ118に進むと、区間iのオーバライド値OVi[%]を次式によって求める。
【数3】
OVi=100×Tb/Ti −(3)
ここで、Tbは時間Tiの初期値である。
【0021】
この後、区間iのオーバライド値OViを粗加工オーバライド値データ領域324に記憶し、ステップ120において工作物Wの1周分にあたる全区間のオーバライド値OViが求められたか否かを判定する。全区間のオーバライド値OViが求められていなければ次の区間i+1に移行し、ステップ104からステップ118を繰り返して全区間(工作物1回転分)についてオーバライド値OViが求められる。
【0022】
これによって図5(a)に示されるような研削除去率Piを一定にしたオーバライド値が求められる。なお、この図5(a)において0度〜90度付近、270度から360度付近が工作物Wのベース円部分に相当し、180度付近が工作物Wのカムトップ部分に相当する。
次に数値制御研削盤10が仕上加工に使用するオーバライド値データの作成について、図7のフローチャートを用いてCPUの動作を以下に説明する。
まず、ステップ250にて、プロフィルデータ領域724よりプロフィルデータX(θ) が読み込まれる。
【0023】
次にステップ252にて研削速度の制限値Kmaxを設定する。この研削速度の制限値Kmaxは工作物Wのベース円部分が所望の仕上げ精度研削可能な速度を作業者の経験もしくは過去の実験データに基づいて任意に決定して制御盤45から入力するかもしくは予めRAMに入力しておく。
次にステップ254にて所定角度(実施例では0.5度)区間i分の工作物W表面上の接点移動距離Li、即ち、図8に示すように、工作物Wの所定角度分の円周長さに相当するが、区間iを微小角度(0.5度程度)とすれば区間iと区間i-1の直線距離に置き換えることができる。
【0024】
次に、ステップ256にて接点移動速度Kiを求める。この接点移動速度Kiは、時間Ti内で研削できる研削速度を示すもので次式で表わされる。
【数4】
Ki=Li/Ti −(4)
ここで時間Tiは初期値Tbとして工作物Wのベース円を研削する場合とき、主軸13が回転数Nb[rpm]で回転させ、区間iを研削するのに要する時間を任意に設定するものとし、機械性能や砥石の材質等から作業者が経験的に決定される。
なお、初期値Tbは、主軸回転数Nbより(2)式より求められる。
【0025】
次にステップ258にて接点移動速度Kiがステップ252において入力した制限値Kmaxと等しいか否かが判断され、制限値Kmaxと等しくない場合はステップ260に進み、制限値Kmaxと等しいときはステップ268に進む。ステップ260に進むと接点移動速度Kiが制限値Kmaxより大きいか否かが判定され、制限値Kmaxより大きい場合はステップ264に進み、制限値Kmaxより小さいときはステップ266に進む。
【0026】
ステップ264に進むと、時間Tiに所定の微小時間αを加算し、ステップ256に戻って再び接点移動速度Kiを演算する。また、ステップ266に進むと時間Tiから微小時間αを減算し、ステップ256に戻って再び接点移動速度Kiを演算する。
以後、接点移動速度Kiが制限値Pmaxと等しくなるまでステップ256からステップ266を繰り返し、時間Tiを伸縮する。
【0027】
一方、ステップ268に進むと、区間iのオーバライド値OVi[%]を(3)式によって求め、仕上加工オーバライド値データ領域325に記憶し、ステップ270において工作物wの1周分にあたる全区間のオーバライド値OViが求められたか否かを判定する。全区間のオーバライド値OViが求められていなければ次の区間i+1に移行し、ステップ254からステップ270を繰り返して全区間(工作物1回転分)についてオーバライド値OViが求められる。
【0028】
これによって図5(b)に示されるような接点速度Kiを一定にしたオーバライド値が求められる。
【0029】
この後、加工指令信号が操作盤45から付与されると、CPU35はプロフィルデータ領域321に記憶されているプロフィルデータと、粗加工オーバライド値データ領域322及び仕上加工オーバライド値データ領域323に記憶されている粗加工オーバライド値と仕上加工オーバライド値に従って加工指令を出力することによりカムの研削が実行される。
【0030】
以上のように、主軸13のオーバライド値OViを粗加工ではサイクルタイム(研削時間)を短縮するために研削除去率を一定するオーバライド値を求め、仕上げ加工では加工精度(特に面性状)を向上させるために接点速度(研削速度)を一定にするオーバライド値を求めるようにしたので、加工時間の短縮と加工精度向上の両立が可能となった。
【0031】
なお、上記実施例ではCNC装置31を非真円工作物加工データ作成装置として用いたが、これに限られるものでなく、CNC装置31の代わりに汎用コンピュータを持ちいて粗加工及び仕上加工のオーバライド値を求めるようにしてもよい。
【0032】
なお、本発明の粗加工オーバライド演算手段は上記実施例の図4に示すフローチャートと、この図4のフローチャートを実行するCNC装置31に相当する。また、仕上加工オーバライド演算手段は図7のフローチャートとこれを実行するCNC装置31に相当する。さらに、プロフィルデータ記憶手段はRAM37に相当する。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、本発明は主軸のオーバライド値を粗加工ではサイクルタイム(研削時間)を短縮するために単位時間当たりの研削量(研削除去率)を一定するオーバライド値を求め、仕上げ加工では加工精度(特に面性状)を向上させるために接点速度(研削速度)を一定にするオーバライド値を求めるようにしたので、加工時間の短縮と加工精度向上の両立できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体的実施例に関わる数値制御研削盤の概観図を示した図である。
【図2】本発明の具体的実施例に関わる制御装置の電気的構成を示した図である。
【図3】本発明の具体的実施例に関わる数値制御装置のRAMのデータ構成を示す模式図である。
【図4】本発明の具体的実施例に関わる数値制御装置による粗加工オーバライドの演算手順を示したフローチャートである。
【図5】本発明の具体的実施例に関わる粗加工オーバライド値と仕上げ加工オーバライド値を示すグラフ図である。
【図6】単位時間当たりの工作物Wの砥石による研削量を説明する図である。
【図7】本発明の具体的実施例に関わる数値制御装置による仕上げ加工オーバライドの演算手順を示したフローチャートである。
【図8】工作物と砥石の加工時おける接点移動量を説明するための図である。
【符号の説明】
1 数値制御研削盤
11 テーブル
13 主軸
20 砥石台
30 制御装置
31 数値制御装置(CNC装置)
37 RAM
G 砥石
W 工作物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data creation device for controlling machining of a non-round workpiece such as a cam.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of grinding a non-round workpiece such as a cam by controlling a feed of a grinding wheel in a direction perpendicular to a spindle axis in synchronization with rotation of a spindle by a numerical controller is known. The machining shape of the non-circular workpiece is obtained by assigning profile data to the numerical controller in order to synchronously control the feed of the grinding wheel with respect to the rotation of the spindle. This profile data gives the amount of movement of the grinding wheel per unit rotation angle of the spindle so that the grinding wheel is reciprocated along the finished shape of the workpiece. It is demanded from. The override value that determines the spindle speed is empirically corrected by the operator while observing the machining result, and machining is performed using the override value, and the work of reflecting the result is repeated. Was done.
[0003]
However, in this technique, since the spindle speed is set based on the experience and intuition of the operator, there is a problem that the cycle time increases when the above correction is repeated in rough machining. Moreover, in the finishing process, when the set value of the spindle rotation speed is larger than the optimum value, there is a problem that the grindstone cannot follow and the machining accuracy is lowered.
[0004]
For this reason, a technique has been developed in which the spindle rotational speed is determined from the limit feed speed and limit acceleration that can be followed by the grinding wheel head, and the machining accuracy is improved. (Japanese Patent Laid-Open No. 10-283012)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-283012, the spindle rotational speed itself is automatically determined from the limit feed speed and limit acceleration, but the override value is still set by the operator based on experience and intuition. .
[0006]
For this reason, the spindle rotation speed is controlled to within the limit limit for the grinding wheel head feed speed and acceleration, but the override value is not appropriate, and in rough machining aimed at shortening the cycle time, the machining speed may decrease more than necessary. In some cases, the contact speed may partially exceed the limit value in the finishing process and the surface properties may be deteriorated, so that a desired processing accuracy may not be obtained.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to the lift data for specifying the shape of a non-round workpiece and the grinding wheel diameter, and the rotation angle of the spindle holding the non-round workpiece and the position of the grinding wheel platform. In the non-circular workpiece machining data creation device for creating profile data indicating the relationship between the non-circular workpiece and the non-circular workpiece based on the profile data stored in the profile data storage means Rough machining override calculating means for calculating an override value for the rotational speed of the spindle according to the machining shape of the spindle so that the grinding amount per unit time is constant, and the profile data stored on the profile data storage means based on the profile data And finishing machining override calculating means for calculating the override value so that the contact speed is constant.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a numerically controlled grinding machine 1. A table 11 is disposed on the bed 10 so as to be slidable in the Z-axis direction parallel to the main axis. The table 11 is driven via a servo motor 8 and a feed screw 9. On the table 11, a headstock 12 having a spindle 13 mounted thereon is disposed, and the spindle 13 is rotationally driven by a servo motor 14. A tailstock 15 is placed on the right end of the table 11, and a workpiece W composed of a camshaft is held between the center 16 of the tailstock 15 and the center 17 of the main shaft 13. The workpiece W is fitted to a positioning pin 18 projecting from the main shaft 13, and the rotational phase of the workpiece W is matched with the rotational phase of the main shaft 13. Behind the bed 10, a grinding wheel platform 20 that can be advanced and retracted toward the workpiece W is guided, and a grinding wheel G that is rotationally driven by a motor 21 is supported on the grinding wheel platform 20. The grinding wheel base 20 is moved forward and backward in the X-axis direction orthogonal to the Z-axis by a linear motor 23 attached to the lower part.
[0009]
A linear encoder 22 for detecting the position of the grinding wheel base 20 is provided on the side surface of the grinding wheel base 20.
The servo motors 8 and 14 and the linear motor 23 are connected to the control device 30 via servo amplifiers 51, 52 and 53, respectively. Further, rotary encoders 54 and 55 are connected to the servo amplifiers 51 and 53, and linear servos are connected to the servo amplifier 52. It is connected to the encoder 22.
[0010]
The servo amplifiers 51, 52, and 53 are circuits that input position command signals from the numerical controller 30 and drive the servo motors 8, 14 and the linear motor 23. Outputs of the rotary encoder 54 and the linear encoder 22 are fed back to the servo amplifiers 51 and 52, and feedback control of speed and position is performed.
[0011]
The numerical control device 30 is mainly composed of a numerical control device (CNC device) 31, a programmable controller (PLC) 32, a servo control device 33, and an Ethernet communication interface 34, which are connected via a bus line 25 and a bus interface 26, respectively. Is done.
The CNC device 31 is a device that mainly calculates rotation of the spindle 13 and feed control of the grinding wheel G and profile data necessary for machining the workpiece W and override of the spindle 13 according to commands from an operation panel 45 described later.
[0012]
As shown in FIG. 2, the CNC device 31 includes a CPU 35, a ROM 36 that stores a control program, and a RAM 37 that stores input data and the like. On the RAM 37, as shown in FIG. 3, the lift data area 321 for storing the lift data of the workpiece W, and the machine data for storing the diameter of the grinding wheel G when generating the profile data, machine-specific constants, and the like. An area 322, a profile data area 323 for storing profile data calculated from lift data and the diameter of the grinding wheel G, and a rough machining override value data area 324 for storing override value data at the time of rough machining with respect to the spindle rotational speed A finish machining override value data area 325 for storing the override value data at the time of finishing machining, and an NC program area 326 for storing an NC for machining the workpiece W and an NC program for machining the workpiece W are formed. ing.
[0013]
The PLC 32 performs on / off control such as rotation / stop of the motor 21 that rotates the grinding wheel G and driving / stopping of a pump that supplies the grinding fluid. Further, the servo control device 33 inputs the grinding wheel G, the positioning data of the main shaft 13 and the override value for the rotational speed (rpm) of the main shaft 13 from the CNC device 31, and the rotational angle position of the main shaft 13 and the rotational speed of the main shaft 13 are input. In consideration of the override value, calculations such as slow-up, slow-down, target point interpolation, etc. are performed on the feed of the grinding wheel platform 20 related to machining, and interpolation point positioning data is output to the servo amplifiers 51, 52, 53 at a constant cycle. Device.
[0014]
The operation panel 45 includes a display device 46 for displaying various data and the like, and a switch group 47 for inputting data. The display device 46 is a touch panel, and an operator can operate on the data displayed on the display device 46. Data can be input by touching with a finger or the like.
The operation of the CNC device 31 for determining the override value with the above configuration will be described below. When the data calculation mode is set by operating the operation panel 45, the CNC device 31 causes the grindstone for each rotation angle θ of the spindle 13 based on the lift data in the lift data area 323 and the current grindstone diameter in the machine data area 322. The position data X (θ) of the table 20 is calculated to create profile data, which is stored in the profile data area 323.
[0015]
Next, the operation of the CPU 35 will be described below with reference to the flowchart of FIG. 4 regarding the creation of override value data used by the numerically controlled grinding machine 1 for rough machining.
First, in step 100, profile data is read from the profile data area 323.
Next, in step 102, a grinding removal rate limit value Pmax indicating the grinding efficiency within a predetermined time is set. The limit value Pmax of the grinding removal rate is arbitrarily determined by the operator from the performance of the grinding wheel G, the material of the workpiece W, and the like, and is input from the control panel 45.
[0016]
Next, at step 104, the grinding amount Qi in the section i at every predetermined angle (0.5 degree in the embodiment) when the workpiece W is caused to generate a cam by using the profile data X (θ) and the cutting amount t is given. Ask for. Here, as shown in FIG. 6, the grinding amount Qi accumulates (integrates) the tangential arc H (θ) of the workpiece W and the grinding wheel G for each rotation angle θ when the cutting amount t is given for the section i. Is required. The cutting amount t can be obtained from the NC program stored in the NC program area 326. A symbol i attached to each symbol is a variable for representing a section of one round of the workpiece. For example, if the predetermined angle is every 0.5 degrees, the symbol i is a variable between 0 and 720.
[0017]
Next, at step 106, the grinding removal rate Pi is obtained. The grinding removal rate Pi indicates a grinding amount that can be ground within the time Ti, and is expressed by the following equation.
[Expression 1]
Pi = Qi / Ti− (1)
Here, when the base circle of the workpiece W is ground as the initial value Tb, the time Ti is arbitrarily set as the time required for grinding the section i by rotating the spindle 13 at the rotation speed Nb [rpm]. Even if the operator empirically determines from the mechanical performance and the material of the grindstone, etc., or from the performance of the grindstone table 20 of the numerical control grinding machine 1, etc., as in the technique described in JP-A-10-283012, The rotational speed Nb may be determined from the limit feed speed and limit acceleration that can be followed by the grinding wheel platform.
[0018]
The initial value Tb is obtained from the following equation from the spindle speed Nb.
[Expression 2]
Tb = predetermined angle i / angular velocity = i / ((2π / 60) Nb) − (2)
However, i [degree] × π / 180 [rad].
Next, in step 108, it is determined whether or not the grinding removal rate Pi is equal to the limit value Pmax input in step 102. If it is not equal to the limit value Pmax, the process proceeds to step 110. Proceed to
[0019]
In step 110, it is determined whether or not the grinding removal rate Pi is greater than the limit value Pmax. If greater than the limit value Pmax, the process proceeds to step 114. If smaller than the limit value Pmax, the process proceeds to step 116.
In step 114, a predetermined minute time α is added to the time Ti, and the process returns to step 106 to calculate the grinding removal rate Pi again. When the routine proceeds to step 116, the minute time α is subtracted from the time Ti, and the routine returns to step 106 to calculate the grinding removal rate Pi again.
[0020]
Thereafter, Step 106 to Step 116 are repeated until the grinding removal rate Pi becomes equal to the limit value Pmax, and the time Ti is expanded or contracted.
On the other hand, when proceeding to step 118, the override value OVi [%] of the section i is obtained by the following equation.
[Equation 3]
OVi = 100 × Tb / Ti − (3)
Here, Tb is an initial value of time Ti.
[0021]
Thereafter, the override value OVi of the section i is stored in the rough machining override value data area 324, and it is determined whether or not the override value OVi of all sections corresponding to one round of the workpiece W is obtained in step 120. If the override value OVi for all the sections has not been obtained, the process proceeds to the next section i + 1, and steps 104 to 118 are repeated to obtain the override value OVi for all the sections (one work rotation).
[0022]
Thus, an override value with a constant grinding removal rate Pi as shown in FIG. 5A is obtained. In FIG. 5A, the vicinity of 0 to 90 degrees, the vicinity of 270 to 360 degrees corresponds to the base circle portion of the workpiece W, and the vicinity of 180 degrees corresponds to the cam top portion of the workpiece W.
Next, creation of override value data used by the numerically controlled grinding machine 10 for finishing will be described below with reference to the flowchart of FIG.
First, in step 250, profile data X (θ) is read from the profile data area 724.
[0023]
Next, in step 252, a grinding speed limit value Kmax is set. The grinding speed limit value Kmax is input from the control panel 45 by arbitrarily determining a speed at which the base circle portion of the workpiece W can be ground with a desired finish accuracy based on the experience of the operator or past experimental data. Input into the RAM in advance.
Next, at step 254, the contact travel distance Li on the surface of the workpiece W for a predetermined angle (0.5 degrees in the embodiment) section i, that is, the circumferential length of the predetermined angle of the workpiece W as shown in FIG. Although equivalent to this, if the section i is set to a very small angle (about 0.5 degrees), it can be replaced with a linear distance between the section i and the section i-1.
[0024]
Next, in step 256, the contact moving speed Ki is obtained. This contact moving speed Ki indicates a grinding speed that can be ground within the time Ti, and is expressed by the following equation.
[Expression 4]
Ki = Li / Ti− (4)
Here, when the base circle of the workpiece W is ground as the initial value Tb, the time Ti is arbitrarily set as the time required for grinding the section i by rotating the spindle 13 at the rotation speed Nb [rpm]. The operator is determined empirically from the mechanical performance and the material of the grinding wheel.
The initial value Tb is obtained from the formula (2) from the spindle speed Nb.
[0025]
Next, in step 258, it is determined whether or not the contact moving speed Ki is equal to the limit value Kmax input in step 252, and if it is not equal to the limit value Kmax, the process proceeds to step 260, and if it is equal to the limit value Kmax, step 268 is performed. Proceed to In step 260, it is determined whether or not the contact moving speed Ki is greater than the limit value Kmax. If greater than the limit value Kmax, the process proceeds to step 264. If smaller than the limit value Kmax, the process proceeds to step 266.
[0026]
In step 264, a predetermined minute time α is added to the time Ti, and the process returns to step 256 to calculate the contact moving speed Ki again. Further, when the process proceeds to step 266, the minute time α is subtracted from the time Ti, and the process returns to step 256 to calculate the contact moving speed Ki again.
Thereafter, step 256 to step 266 are repeated until the contact moving speed Ki becomes equal to the limit value Pmax, and the time Ti is expanded or contracted.
[0027]
On the other hand, when the routine proceeds to step 268, the override value OVi [%] of the section i is obtained by the equation (3), stored in the finishing machining override value data area 325, and in step 270, the entire section corresponding to one round of the workpiece w is obtained. It is determined whether or not the override value OVi is obtained. If the override value OVi for all the sections has not been obtained, the process proceeds to the next section i + 1, and steps 254 to 270 are repeated to obtain the override value OVi for all the sections (one work rotation).
[0028]
As a result, an override value with a constant contact speed Ki as shown in FIG. 5B is obtained.
[0029]
Thereafter, when a machining command signal is given from the operation panel 45, the CPU 35 stores the profile data stored in the profile data area 321, the rough machining override value data area 322, and the finishing machining override value data area 323. The grinding of the cam is executed by outputting a machining command according to the rough machining override value and the finishing machining override value.
[0030]
As described above, the override value OVi of the main shaft 13 is determined to obtain an override value that keeps the grinding removal rate constant in order to shorten the cycle time (grinding time) in rough machining, and the machining accuracy (especially surface properties) is improved in finishing machining. For this reason, the override value that keeps the contact speed (grinding speed) constant is obtained, so that it is possible to reduce the machining time and improve the machining accuracy.
[0031]
In the above embodiment, the CNC device 31 is used as a non-circular workpiece machining data creation device. However, the present invention is not limited to this, and a general-purpose computer is used instead of the CNC device 31 to override roughing and finishing. A value may be obtained.
[0032]
The rough machining override calculating means of the present invention corresponds to the flowchart shown in FIG. 4 of the above embodiment and the CNC device 31 for executing the flowchart of FIG. Further, the finishing machining override calculation means corresponds to the flowchart of FIG. 7 and the CNC device 31 that executes the flowchart. Further, the profile data storage means corresponds to the RAM 37.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the override value of the spindle is determined to obtain an override value that maintains a constant grinding amount (grinding removal rate) per unit time in order to shorten the cycle time (grinding time) in rough machining, and is processed in finish machining. In order to improve the accuracy (particularly the surface property), the override value that makes the contact speed (grinding speed) constant is obtained, so that there is an effect that both the processing time can be reduced and the processing accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an overview of a numerically controlled grinding machine according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of a control device according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a data configuration of a RAM of a numerical controller according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a calculation procedure of rough machining override by a numerical controller according to a specific embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing rough machining override values and finishing machining override values according to a specific example of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a grinding amount of a workpiece W by a grindstone per unit time.
FIG. 7 is a flowchart showing a calculation procedure of finishing machining override by the numerical controller according to the specific embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining a contact movement amount when machining a workpiece and a grindstone.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Numerical control grinding machine 11 Table 13 Spindle 20 Grinding wheel stand 30 Control apparatus 31 Numerical control apparatus (CNC apparatus)
37 RAM
G Whetstone W Workpiece

Claims (1)

非真円工作物の形状を特定するリフトデータと砥石径に応じて、非真円工作物を保持する主軸の回転角と砥石台の位置との関係を示すプロフィルデータとを作成する非真円工作物加工データ作成装置において、プロフィルデータを記憶する記憶手段と、前記プロフィルデータ記憶手段に記憶されたプロフィルデータに基づいて前記非真円工作物の加工形状に応じた前記主軸の回転速度に対するオーバライド値を単位時間あたりの研削量が一定になるよう演算する粗加工オーバライド演算手段と、前記プロフィルデータ記憶手段に記憶されたプロフィルデータに基づいて前記オーバライド値を接点速度が一定になるように演算する仕上加工オーバライド演算手段とを備えたことを特徴とする非真円工作物加工データ作成装置。Non-circular circle that creates lift data that identifies the shape of the non-circular workpiece and profile data that indicates the relationship between the rotation angle of the spindle that holds the non-circular workpiece and the position of the grinding wheel base, depending on the wheel diameter In a workpiece machining data creation device, a storage means for storing profile data, and an override for the rotational speed of the spindle according to the machining shape of the non-circular workpiece based on the profile data stored in the profile data storage means Rough machining override calculating means for calculating the value so that the grinding amount per unit time becomes constant, and the override value is calculated based on the profile data stored in the profile data storage means so that the contact speed is constant. A non-circular workpiece machining data creation device comprising finishing machining override calculation means.
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